JPS5958272A - 軸流回転機械の軸封装置 - Google Patents
軸流回転機械の軸封装置Info
- Publication number
- JPS5958272A JPS5958272A JP17026282A JP17026282A JPS5958272A JP S5958272 A JPS5958272 A JP S5958272A JP 17026282 A JP17026282 A JP 17026282A JP 17026282 A JP17026282 A JP 17026282A JP S5958272 A JPS5958272 A JP S5958272A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- packing
- radius
- shaft
- sealing device
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は軸流回転機械の軸封装置に係り、特に回転軸の
外周面とパツキンの内縁との間の垂直方向の間隙を水平
方向の間隙よりも大きく設定できるようにした軸流回転
機械の軸封装置に関する。
外周面とパツキンの内縁との間の垂直方向の間隙を水平
方向の間隙よりも大きく設定できるようにした軸流回転
機械の軸封装置に関する。
蒸気タービンの振動は火力発電所の運転および保守上大
きな問題となっており、近年における蒸気タービンの大
容量化に伴って軸受間距離回転体の重量および車室数が
増大するため、上記振動の問題は一層複雑化する傾向に
ある。
きな問題となっており、近年における蒸気タービンの大
容量化に伴って軸受間距離回転体の重量および車室数が
増大するため、上記振動の問題は一層複雑化する傾向に
ある。
この蒸気タービンの振動は、■）蒸気タービンの運転上
発生ずる単室の上部と下部との温度差に起因してケーシ
ングが猫背または逆猫背と呼ばれる形態に熱変形し、パ
ツキン位置が上方または下方に変位するこ吉、ＩＩ）蒸
気タービンの回転軸の回転数上昇に伴って回転軸の軸芯
が軸受内で移動するこ、Ｔｈ 、 ＩＴＩ）低圧車室に
おける軸受台が単室の内外の圧力差によって変形するこ
と、に起因していると考えられている。
発生ずる単室の上部と下部との温度差に起因してケーシ
ングが猫背または逆猫背と呼ばれる形態に熱変形し、パ
ツキン位置が上方または下方に変位するこ吉、ＩＩ）蒸
気タービンの回転軸の回転数上昇に伴って回転軸の軸芯
が軸受内で移動するこ、Ｔｈ 、 ＩＴＩ）低圧車室に
おける軸受台が単室の内外の圧力差によって変形するこ
と、に起因していると考えられている。
このような撮動を防止する軸封装置として、例えば特公
昭５４−１５９８５号公報に開示されたものが知られて
いる。この軸封装置は、第１図に示されるように１回転
＠１を非接触状態で包囲するパツキン２の内縁の輪郭形
状を長円状としたものである。すなわち、パツキン２の
内縁は、半径Ｒの上半内部２ａと同一半径の下半内部２
ｂと両側の直線部２ｃ 、 ２ｄとによって形成されて
いる。この上半内部２ａと下半内部２ｂの各曲率中心ｐ
、 、 ｐ。
昭５４−１５９８５号公報に開示されたものが知られて
いる。この軸封装置は、第１図に示されるように１回転
＠１を非接触状態で包囲するパツキン２の内縁の輪郭形
状を長円状としたものである。すなわち、パツキン２の
内縁は、半径Ｒの上半内部２ａと同一半径の下半内部２
ｂと両側の直線部２ｃ 、 ２ｄとによって形成されて
いる。この上半内部２ａと下半内部２ｂの各曲率中心ｐ
、 、 ｐ。
は回転軸１の中心Ｏから上下に距離ＸＩ ＊ Ｘ”ｌ
だけオフセットした位置にある。このようにして、回転
軸１とパツキン２の内縁との間の垂直方向の間隙■を水
平方向の間隙Ｈよりも大きく設定することにより、回転
軸１とパツキン２の内縁との接触を防止して振動の発生
を防止するようにしたものである。
だけオフセットした位置にある。このようにして、回転
軸１とパツキン２の内縁との間の垂直方向の間隙■を水
平方向の間隙Ｈよりも大きく設定することにより、回転
軸１とパツキン２の内縁との接触を防止して振動の発生
を防止するようにしたものである。
しかしながら、この従来の軸封装置は、垂直方向の間隙
Ｖが大きくなったために、その部分からの蒸気の漏洩量
が増大し、エネルギ損失が大きくなってターヒン効率の
低下を招くという欠点がある。また、第２図に示したよ
うに、上下のオフセット量Ｘｌ 、 Ｘ２ が等しく
な（ｘ、＞ｘ、となった場合には、回転軸１とパツキン
２の内縁との間の垂直方向の間隙Ｖが上半部で広くなり
逆に下半部では狭くなり、円周方向で一様でないため上
下の漏洩蒸気量が不均一となる。すなわち、間隙の広い
上半部は漏洩量が多くなって圧力が低下する。一方、下
半部では漏洩量が少なくて圧力は高く、その結果、軸受
面圧が低下し、回転軸１に対して上向きの力Ｆが作用し
、回転軸の支持が不安定となって撮動を発生させるとい
う問題もあった。
Ｖが大きくなったために、その部分からの蒸気の漏洩量
が増大し、エネルギ損失が大きくなってターヒン効率の
低下を招くという欠点がある。また、第２図に示したよ
うに、上下のオフセット量Ｘｌ 、 Ｘ２ が等しく
な（ｘ、＞ｘ、となった場合には、回転軸１とパツキン
２の内縁との間の垂直方向の間隙Ｖが上半部で広くなり
逆に下半部では狭くなり、円周方向で一様でないため上
下の漏洩蒸気量が不均一となる。すなわち、間隙の広い
上半部は漏洩量が多くなって圧力が低下する。一方、下
半部では漏洩量が少なくて圧力は高く、その結果、軸受
面圧が低下し、回転軸１に対して上向きの力Ｆが作用し
、回転軸の支持が不安定となって撮動を発生させるとい
う問題もあった。
そこで、本発明の目的は、ケーシングの熱変形に起因し
た軸流回転機械の振動を防止すると共にエネルギ損失を
少なくした軸流回転機械の軸封装置を提供することにあ
る。
た軸流回転機械の振動を防止すると共にエネルギ損失を
少なくした軸流回転機械の軸封装置を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため、本発明は、
回転軸のまわりにシール間隙を形成するようにパツキン
を配置した軸流回転機械の軸封装置において、上記パツ
キンを円周方向に隣接した複数個のパツキン片によって
形成し、上記回転軸の中心を通る垂直軸を含む領域の上
下の少なくとも一方のパツキン片の内縁の径の大きさを
隣接する他のパツキン片の内径の大きさよりも大きく設
定したことを特徴とするものである。
を配置した軸流回転機械の軸封装置において、上記パツ
キンを円周方向に隣接した複数個のパツキン片によって
形成し、上記回転軸の中心を通る垂直軸を含む領域の上
下の少なくとも一方のパツキン片の内縁の径の大きさを
隣接する他のパツキン片の内径の大きさよりも大きく設
定したことを特徴とするものである。
以下本発明による軸流回転機械の軸封装置の一実施例を
第３図乃至第４図を参照して説明する。
第３図乃至第４図を参照して説明する。
第３図において、符号１１は回転軸を示し、この回転軸
１１は横断面で示され、その中心は０で示されている。
１１は横断面で示され、その中心は０で示されている。
上記回転軸１１は、その周囲をパツキン１２で非接触状
態に包囲されている。本発明によれば、−寸ツキン１２
は、６個のパツキン片１２１．１２． 。
態に包囲されている。本発明によれば、−寸ツキン１２
は、６個のパツキン片１２１．１２． 。
１２、・・・・１２６を環状に配設することによって構
成されている。パツキンを構成するパツキン片の数は６
個に限定されるものではなく、適宜の数を設定すること
ができる。図示の実施例では、パツキン片は６個のセグ
メントによって構成され、各パツキン片の円周角θ＝６
０度となっている。
成されている。パツキンを構成するパツキン片の数は６
個に限定されるものではなく、適宜の数を設定すること
ができる。図示の実施例では、パツキン片は６個のセグ
メントによって構成され、各パツキン片の円周角θ＝６
０度となっている。
また、この実施例ではパツキン片１２．と１２４が回転
軸１１の軸心を通る垂直軸Ｘ−Ｘ上に位置する一方、パ
ツキン片１２． 、１２．および１２Ｓ、 １２．は、
水平軸Ｙ−Ｙに関し軸対称となるように配置されている
。
軸１１の軸心を通る垂直軸Ｘ−Ｘ上に位置する一方、パ
ツキン片１２． 、１２．および１２Ｓ、 １２．は、
水平軸Ｙ−Ｙに関し軸対称となるように配置されている
。
しかして、これらのパツキン片１２１ Ｈ１２ｔ ＊・
・・・。
・・・。
１２、の内縁１３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｆ は、回
転軸１１の軸心０と同心の円弧によって形成されている
。また。
転軸１１の軸心０と同心の円弧によって形成されている
。また。
円弧の半径は一様ではなく、垂直軸Ｘ−Ｘを含むパツキ
ン１２． 、１２．の内縁１３ａ 、 １３ｄの半径鳥
が残りのパツキン１２． 、１２． 、１２ＩＩ、
１２．の半径Ｒ１よりも大きくなるように設定されてい
る。したがって、回転軸１１の外周とパツキン１２の内
縁との間に形成される環状のシール間隙１４の幅は一様
ではなく。
ン１２． 、１２．の内縁１３ａ 、 １３ｄの半径鳥
が残りのパツキン１２． 、１２． 、１２ＩＩ、
１２．の半径Ｒ１よりも大きくなるように設定されてい
る。したがって、回転軸１１の外周とパツキン１２の内
縁との間に形成される環状のシール間隙１４の幅は一様
ではなく。
上下の一定領域のみが他の領域よりも若干幅広に構成さ
れることになる。
れることになる。
図示の実施例において、パツキン片１２． 、１２．の
シール間隙は■で示され残りのパツキン片のシール間隙
はＨで示されており、ＶのＨに対する比２は１．３乃至
３．５の範囲内に設定されることが望ましい。本発明者
らの実験によれば、シール間隙の比Ｚが１．３よりも小
さくなると車室の猫背また逆猫背現象のためパツキンが
回転軸と接触し、摺損が生じて蒸気の漏洩量が急激に増
大する。また。
シール間隙は■で示され残りのパツキン片のシール間隙
はＨで示されており、ＶのＨに対する比２は１．３乃至
３．５の範囲内に設定されることが望ましい。本発明者
らの実験によれば、シール間隙の比Ｚが１．３よりも小
さくなると車室の猫背また逆猫背現象のためパツキンが
回転軸と接触し、摺損が生じて蒸気の漏洩量が急激に増
大する。また。
Ｚが３．５を越えると上下方向のシール間隙■が大きく
なり過ぎ蒸気の漏洩量が急激に増加してしまう。
なり過ぎ蒸気の漏洩量が急激に増加してしまう。
ここで、パツキンの内縁と回転軸の外周面との間に形成
される環状のシール間隙の面積を従来例のものと本発明
実施例とのものについて比較してみる。
される環状のシール間隙の面積を従来例のものと本発明
実施例とのものについて比較してみる。
第１図に示した従来例におけるシール間隙の面積Ａ、は
、 Ａ、＝π（Ｒｒ−γ２）＋４ｘＲ１・・・・・・・・・
・・・・■で表わされる。ここでγは回転軸の半径であ
り、ｘ ＝ ＸＩ ＝ Ｘｌ である。
、 Ａ、＝π（Ｒｒ−γ２）＋４ｘＲ１・・・・・・・・・
・・・・■で表わされる。ここでγは回転軸の半径であ
り、ｘ ＝ ＸＩ ＝ Ｘｌ である。
これに対して、第２図に示した本発明実施例におけるシ
ール間隙の面積Ａ、は。
ール間隙の面積Ａ、は。
で表わされる。ここでθは各パツキン片の中心角で本実
施例の場合θ＝６０°である。そこで、上記０式にθ＝
６０°を代入すると。
施例の場合θ＝６０°である。そこで、上記０式にθ＝
６０°を代入すると。
実際の蒸気タービンにおける代表的数値の一例としてｒ
＝ ３５０ｍｍ 、 Ｒ，＝ ３５１ ＩＩ 、 Ｒ
，＝ ３５１．３ａｍ 。
＝ ３５０ｍｍ 、 Ｒ，＝ ３５１ ＩＩ 、 Ｒ
，＝ ３５１．３ａｍ 。
ｘ＝０．３ｍｍを上記０式および０式に代入すると。
Ａ、＝ ２６２３．４６１ｍ” 、 Ａ、＝ ２４２２
．８９デーとなり、本発明実施例によれば、従来の軸封
装置に比べ間隙面積を約８チ減少することができる。
．８９デーとなり、本発明実施例によれば、従来の軸封
装置に比べ間隙面積を約８チ減少することができる。
この間隙面積の減少は、蒸気タービンの各段落において
漏洩量が８チ減少できるとすると２例えば全段落加段の
大容量蒸気タービンの場合には加段落全体で１６０％も
漏洩量を減少できることになる。
漏洩量が８チ減少できるとすると２例えば全段落加段の
大容量蒸気タービンの場合には加段落全体で１６０％も
漏洩量を減少できることになる。
これは例えば５００ＭＷの蒸気タービンでは約２０００
Ｋｗ／）ｌｒもの発電量を増加できることを意味する。
Ｋｗ／）ｌｒもの発電量を増加できることを意味する。
次に本発明実施例のパツキンの加工方法について説明す
る。
る。
半径Ｒ１Ｏカッタをこより回転軸の中心Ｏを回転中心と
してパツキン片１２． 、１２． 、・・・１２６ の
内縁の回転切削を行なったのち、上下のパツキン片１２
１゜１２、のみを残して半径Ｒ１のカッタを使って回転
切削を行なう。このように、全数パツキン片１２．。
してパツキン片１２． 、１２． 、・・・１２６ の
内縁の回転切削を行なったのち、上下のパツキン片１２
１゜１２、のみを残して半径Ｒ１のカッタを使って回転
切削を行なう。このように、全数パツキン片１２．。
１２ｔ、・・・１２６をセツティングしたのち半径Ｒ１
の内径加工を行ない、次いで、再加工を要するパツキン
片のみを残してそのま＼半径Ｒ１の回転切削を行なうだ
けで容易に加工を完了させることができるＯ 〔本発明の他の実施例〕 第２図に示した実施例においては、上下のパツキン片１
２． と１２４ の内縁の半径Ｒ，の値を等しく設定
したが、これらの半径Ｒ１の値は、残りのパツキン片１
２． 、１２８．１２． 、１２．の内縁の半径Ｒ１よ
りも大きい値であれば、異なった値としてもよい。
の内径加工を行ない、次いで、再加工を要するパツキン
片のみを残してそのま＼半径Ｒ１の回転切削を行なうだ
けで容易に加工を完了させることができるＯ 〔本発明の他の実施例〕 第２図に示した実施例においては、上下のパツキン片１
２． と１２４ の内縁の半径Ｒ，の値を等しく設定
したが、これらの半径Ｒ１の値は、残りのパツキン片１
２． 、１２８．１２． 、１２．の内縁の半径Ｒ１よ
りも大きい値であれば、異なった値としてもよい。
さらに、第３図に示したように、パツキン片１２゜の内
縁の半径のみを他のパツキン片よりも大きくしてもよい
し、逆に第４図に示したように、下方のパツキン１２．
の内縁のみの半径Ｒ３を大きくしてもよい。
縁の半径のみを他のパツキン片よりも大きくしてもよい
し、逆に第４図に示したように、下方のパツキン１２．
の内縁のみの半径Ｒ３を大きくしてもよい。
以上の説明から明らかなように２本発明によれば９回転
軸の中心を通る垂直軸を含む上方あるいは下方の少なく
とも一方に位置するパツキン片の内縁の半径寸法を残り
のパツキン片の内径寸法よりも大きく設定したから、回
転軸とパツキンとの垂直方向の間隙が水平方向の間隙よ
りも太きくなリ、単室の猫背あるいは逆猫背変形に起因
する振動を防止できる。また９回転軸とパツキンとのシ
ール間隙の面積を必要以上に増大させることがないので
、シール間隙からの流体の漏洩量を減少させてエネルギ
損失を抑え、タービンの効率低下を防止できる。さらに
、パツキンの加工も容易であって安価に製造できる等の
利点を有する。
軸の中心を通る垂直軸を含む上方あるいは下方の少なく
とも一方に位置するパツキン片の内縁の半径寸法を残り
のパツキン片の内径寸法よりも大きく設定したから、回
転軸とパツキンとの垂直方向の間隙が水平方向の間隙よ
りも太きくなリ、単室の猫背あるいは逆猫背変形に起因
する振動を防止できる。また９回転軸とパツキンとのシ
ール間隙の面積を必要以上に増大させることがないので
、シール間隙からの流体の漏洩量を減少させてエネルギ
損失を抑え、タービンの効率低下を防止できる。さらに
、パツキンの加工も容易であって安価に製造できる等の
利点を有する。
第１図は従来の軸封装置の一例を回転軸と共に示した断
面図、第２図は本発明の実施例による軸封装置を回転軸
と共に示した断面図、第３図および第４図は本発明の他
の実施例による軸封装置を示した断面図である。 １１・・・回転軸、１２・・・パツキン、１２． 、１
２． 、・・・１２６・・・パツキン片、１３・・・内
縁。 出願人代理人 猪 股 清（１１） 第 ｌ 図 第２ 図 第３ 因
面図、第２図は本発明の実施例による軸封装置を回転軸
と共に示した断面図、第３図および第４図は本発明の他
の実施例による軸封装置を示した断面図である。 １１・・・回転軸、１２・・・パツキン、１２． 、１
２． 、・・・１２６・・・パツキン片、１３・・・内
縁。 出願人代理人 猪 股 清（１１） 第 ｌ 図 第２ 図 第３ 因
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １０回転軸のまわりにシール間隙を形成するようにパツ
キンを配置した軸流回転機械の軸封装置において、上記
パツキンを円周方向に隣接した複数個のパツキン片によ
って形成し、上記回転軸の中心を通る垂直軸を含む領域
の上下の少なくとも一方のパツキン片の内縁の径の大き
さを隣接する他のパツキン片の円径の大きさよりも大き
く設定したことを特徴とする軸流回転機械の軸封装置。 ２、垂直軸を含む上下のパツキン片の内縁の半径を残り
のパツキン片の半径よりも大きく設定したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の軸封装置。 ３、垂直軸を含む上側のパツキン片の内縁の半径のみを
残りのパツキン片の半径よりも大きく設定したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸封装置。 ４、垂直軸を含む下側のパツキン片の内縁の半径のみを
残りのパツキン片の半径よりも大きく設定したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸封装置。 ５、垂直方向のシール間隙の水平方向のシール間隙に対
する比が１．３乃至３．５の範囲内に設定されたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軸封装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17026282A JPS5958272A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 軸流回転機械の軸封装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17026282A JPS5958272A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 軸流回転機械の軸封装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5958272A true JPS5958272A (ja) | 1984-04-03 |
Family
ID=15901673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17026282A Pending JPS5958272A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 軸流回転機械の軸封装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5958272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128062A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP17026282A patent/JPS5958272A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012128062A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
| CN103415731A (zh) * | 2011-03-23 | 2013-11-27 | 伊格尔工业股份有限公司 | 密封装置 |
| US20140008872A1 (en) * | 2011-03-23 | 2014-01-09 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sealing device |
| EP2690324A4 (en) * | 2011-03-23 | 2015-06-10 | Eagle Ind Co Ltd | SEAL DEVICE |
| CN103415731B (zh) * | 2011-03-23 | 2016-01-20 | 伊格尔工业股份有限公司 | 密封装置 |
| JP5936602B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2016-06-22 | イーグル工業株式会社 | シール装置 |
| US9447886B2 (en) | 2011-03-23 | 2016-09-20 | Eagle Industry Co., Ltd. | Sealing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4662820A (en) | Turbine stage structure | |
| US5048978A (en) | Squeeze film damper seal | |
| EP3299644B1 (en) | Mixed-type dynamic pressure gas thrust bearing | |
| EP3299643B1 (en) | Mixed-type dynamic pressure gas radial bearing | |
| KR101721348B1 (ko) | 축 시일장치 및 회전기계 | |
| US3733146A (en) | Gas seal rotatable support structure | |
| EP3299648B1 (en) | Groove-type dynamic pressure gas radial bearing | |
| JP2004353673A (ja) | 蒸気タービン用のノズル段間シール | |
| US6821086B1 (en) | Turbomachine seal assembly and method therefor | |
| JPH0377364B2 (ja) | ||
| US10669876B2 (en) | Seal structure and turbomachine | |
| JP3382802B2 (ja) | 軸シール | |
| JPS5958272A (ja) | 軸流回転機械の軸封装置 | |
| US4348029A (en) | Seal-ring type shaft-sealing device | |
| CN109826672A (zh) | 一种用于液体火箭发动机的涡轮叶片、涡轮泵及发动机 | |
| JP2013076341A (ja) | 蒸気タービンのシール構造 | |
| CN115163213B (zh) | 一种带有隔离汽封结构的旋转发电设备 | |
| JPS6098268A (ja) | 軸流回転機械の軸封装置 | |
| CN107448611B (zh) | 可调密封间隙的迷宫密封装置 | |
| CN212407566U (zh) | 一种旋片式高温高压气体或液体弹性接触动密封装置 | |
| SU1159970A1 (ru) | Ступень турбомашины | |
| JPS641644B2 (ja) | ||
| JPS6228347B2 (ja) | ||
| CN222759979U (zh) | 叶轮密封结构及压缩机 | |
| CN216812853U (zh) | 一种仿y字型槽的干气密封结构 |