靜葉的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中使用的靜葉的密封結(jié)構(gòu)。一種靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其使用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，所述靜葉的密封結(jié)構(gòu)的特征在于，具有：靜葉，其配置成環(huán)狀；靜葉保持環(huán)，其在所述靜葉的內(nèi)側(cè)呈環(huán)狀延伸；密封板，其設(shè)置于所述靜葉與所述靜葉保持環(huán)之間；螺旋彈簧，其配置于所述靜葉的內(nèi)側(cè)，且沿著軸向按壓所述密封板，所述螺旋彈簧的線徑是5.1mm～7mm。由此，能夠利用螺旋彈簧良好地實(shí)現(xiàn)靜葉的密封結(jié)構(gòu)的密封，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
【專利說明】靜葉的密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜葉的密封結(jié)構(gòu)，具體而言涉及一種在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中使用的靜葉的密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]—直以來，在作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的燃?xì)廨啓C(jī)中使用的靜葉的密封結(jié)構(gòu)中，為了防止在靜葉內(nèi)的葉內(nèi)流路中流動(dòng)的冷卻空氣泄漏，通常利用螺旋彈簧來對(duì)密封板進(jìn)行施力，使該密封板與靜葉保持環(huán)等構(gòu)件密接，從而形成冷卻空氣用的葉內(nèi)流路。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I公開了一種燃?xì)廨啓C(jī)用的靜葉的密封結(jié)構(gòu)。在該專利文獻(xiàn)I中，如其圖1所示，利用螺旋彈簧36將密封板35相對(duì)于靜葉保持環(huán)33和靜葉護(hù)圈31壓緊，由此防止通過靜葉30內(nèi)而被導(dǎo)入葉內(nèi)流路38的冷卻空氣發(fā)生泄漏。
[0004]但是，在上述專利文獻(xiàn)I中，存在如下的技術(shù)問題。
[0005]在該專利文獻(xiàn)I中，由于螺旋彈簧36的固有頻率處于冷卻空氣與螺旋彈簧36沖撞而產(chǎn)生的非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)，因此螺旋彈簧36在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上產(chǎn)生自激振動(dòng)，從而會(huì)導(dǎo)致該螺旋彈簧36損傷。由此，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)中螺旋彈簧36產(chǎn)生了損傷時(shí)，密封板35的密封性下降而產(chǎn)生冷卻空氣的泄漏，由此需要增大使冷卻空氣流入的孔的孔徑而使冷卻空氣的量增加，因而導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的效率下降。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-077869號(hào)公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型正是鑒于上述技術(shù)問題而提出的，目的在于提供一種在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中能夠防止通過靜葉內(nèi)而被導(dǎo)入葉內(nèi)流路的冷卻空氣發(fā)生泄漏的靜葉的密封結(jié)構(gòu)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其使用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，所述靜葉的密封結(jié)構(gòu)的特征在于，具有:靜葉，其配置成環(huán)狀；靜葉保持環(huán)，其在所述靜葉的內(nèi)側(cè)呈環(huán)狀延伸；密封板，其設(shè)置于所述靜葉與所述靜葉保持環(huán)之間；螺旋彈簧，其配置于所述靜葉的內(nèi)側(cè)，且沿著軸向按壓所述密封板，所述螺旋彈簧的線徑是5.1mm?7mm。
[0009]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的線徑是6mm。
[0010]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的外徑是30mm?34mm。
[0011]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的外徑是31.9mm。
[0012]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的自由高度是60mm?66mm。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的自由高度是62mm。
[0014]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,優(yōu)選所述螺旋彈簧的自由高度是70mm?76mm。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，優(yōu)選所述螺旋彈簧的自由高度是72mm。
[0016]實(shí)用新型效果
[0017]在本實(shí)用新型所涉及的靜葉的密封結(jié)構(gòu)中，通過將螺旋彈簧的線徑設(shè)置為5.1mm?7mm，能夠使螺旋彈簧的固有頻率處于冷卻空氣與該螺旋彈簧沖撞而產(chǎn)生的非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域外，因此螺旋彈簧不會(huì)在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上產(chǎn)生自激振動(dòng)，從而不會(huì)導(dǎo)致該螺旋彈簧損傷，因此，能夠利用該螺旋彈簧良好地實(shí)現(xiàn)靜葉的密封結(jié)構(gòu)的密封，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
[0018]也就是說，在本實(shí)用新型中，通過采用能夠避免共振的螺旋彈簧，來實(shí)現(xiàn)靜葉的密封結(jié)構(gòu)的良好密封，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
[0019]另外，在本實(shí)用新型中，通過對(duì)螺旋彈簧的外徑以及/或者自由高度進(jìn)一步進(jìn)行設(shè)定，即，分別設(shè)置為30mm?34mm、以及/或者、60mm?66mm或70mm?76mm,能夠更加提高靜葉的密封結(jié)構(gòu)的密封性，確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的概要的側(cè)面剖視圖。
[0021]圖2是表示本實(shí)用新型的靜葉的密封結(jié)構(gòu)的放大圖。
[0022]圖3是表示本實(shí)用新型的螺旋彈簧振動(dòng)的概略圖。
[0023]圖4是表示本實(shí)用新型的螺旋彈簧的詳細(xì)圖。
[0024]符號(hào)說明
[0025]10燃?xì)廨啓C(jī)(旋轉(zhuǎn)機(jī)械)
[0026]20螺旋彈簧
[0027]30 靜葉
[0028]31 動(dòng)葉
[0029]32密封板
[0030]33靜葉保持環(huán)
[0031]34密封結(jié)構(gòu)
[0032]35冷卻氣體通路
[0033]36靜葉護(hù)圈
[0034]37 螺栓
[0035]38 轉(zhuǎn)子

【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的各部分結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0037]圖1是表示本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的概要的側(cè)面剖視圖。在本實(shí)用新型中，作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械10以燃?xì)廨啓C(jī)10為例。如圖1和2所示，在該燃?xì)廨啓C(jī)10中，在轉(zhuǎn)子38的徑向夕卜側(cè)，靜葉30和動(dòng)葉31沿著燃?xì)廨啓C(jī)10的軸向交替配置。另外，在燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了防止靜葉30過熱而需要對(duì)靜葉30進(jìn)行冷卻，因此，如圖2所示，在靜葉30以及設(shè)置于靜葉30和轉(zhuǎn)子38之間的靜葉保持環(huán)33中形成有用于使冷卻該靜葉30的冷卻氣體流通的冷卻氣體通路35。
[0038]進(jìn)而，為了防止在冷卻氣體通路35中流動(dòng)的冷卻氣體發(fā)生泄漏而使靜葉30的冷卻效率下降，如圖2所示，在該燃?xì)廨啓C(jī)10中設(shè)置有防止冷卻氣體發(fā)生泄漏的密封結(jié)構(gòu)34。在密封結(jié)構(gòu)34中，為了防止在靜葉30內(nèi)的葉內(nèi)流路中流動(dòng)的冷卻空氣泄漏，通常利用螺旋彈簧20 (參照?qǐng)D1、圖2)來對(duì)密封板32進(jìn)行施力，使密封板32與靜葉保持環(huán)33等構(gòu)件密接，從而形成冷卻空氣用的葉內(nèi)流路。
[0039]具體來說，如圖2所示，在本實(shí)用新型的靜葉30的密封結(jié)構(gòu)34中，靜葉30配置成環(huán)狀，在靜葉30的徑向內(nèi)側(cè)配置有對(duì)靜葉30進(jìn)行保護(hù)且呈環(huán)狀延伸的靜葉護(hù)圈36，進(jìn)而，靜葉保持環(huán)33在靜葉護(hù)圈36的內(nèi)側(cè)呈環(huán)狀延伸而經(jīng)由靜葉護(hù)圈36來對(duì)靜葉30進(jìn)行保持，并且，密封板32設(shè)置于靜葉護(hù)圈36和靜葉保持環(huán)33之間。另外，如圖2所示，在由靜葉護(hù)圈36、靜葉保持環(huán)33以及密封板32包圍而成的葉內(nèi)流路中設(shè)置有螺旋彈簧20，該螺旋彈簧20將密封板32沿著軸向按壓于靜葉護(hù)圈36和靜葉保持環(huán)33上。由此，在靜葉30的密封結(jié)構(gòu)34中，能夠防止從在靜葉30中形成的冷卻氣體通路35流動(dòng)來的冷卻氣體從密封板32與靜葉護(hù)圈36和靜葉保持環(huán)33之間泄漏而降低冷卻效率。
[0040]進(jìn)而，如圖2所示，螺栓37經(jīng)由在密封板32上設(shè)置的孔(未圖示)而貫穿螺旋彈簧20，以防止螺旋彈簧20在葉內(nèi)流路中脫落而無法對(duì)密封板32進(jìn)行按壓的事態(tài)。
[0041]另外，如圖2所示，在靜葉保持環(huán)33上也設(shè)置有冷卻氣體通路35，以供從在靜葉30中形成的冷卻氣體通路35流動(dòng)來的冷卻氣體從葉內(nèi)流路中進(jìn)一步向外部流出而冷卻轉(zhuǎn)子38。
[0042]進(jìn)而，如圖3所示，當(dāng)冷卻氣體從在靜葉30中形成的冷卻氣體通路35向葉內(nèi)流路流動(dòng)時(shí)，與螺旋彈簧20發(fā)生沖撞，而且，如上述的【背景技術(shù)】的內(nèi)容所示，冷卻空氣與螺旋彈簧20沖撞而產(chǎn)生非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)。
[0043]在上述的專利文獻(xiàn)I中，如上所述，由于螺旋彈簧36的固有頻率處于冷卻空氣與螺旋彈簧36沖撞而產(chǎn)生的非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)，因此螺旋彈簧36在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上產(chǎn)生自激振動(dòng)，從而會(huì)導(dǎo)致該螺旋彈簧36損傷。
[0044]具體地說， 申請(qǐng)人:通過研究發(fā)現(xiàn)，上述的非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域的范圍為229?286Hz，在對(duì)比文件I中，螺旋彈簧36的線徑為5mm，線徑5mm時(shí)的螺旋彈簧36的固有頻率為270Hz。由此明確可知，螺旋彈簧36的固有頻率處于非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)，因此，螺旋彈簧36在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上產(chǎn)生自激振動(dòng)，從而會(huì)導(dǎo)致該螺旋彈簧36損傷。
[0045]相對(duì)于此，在本實(shí)用新型中，通過對(duì)螺旋彈簧20的線徑進(jìn)行設(shè)計(jì)而對(duì)該螺旋彈簧20的固有頻率進(jìn)行調(diào)諧，使其固有頻率不處于非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)(失諧)，從而使螺旋彈簧20在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上不產(chǎn)生自激振動(dòng)。
[0046]具體來說，在本實(shí)用新型中，使螺旋彈簧20的線徑為5.1mm?7mm。當(dāng)線徑為
5.1mm?7mm時(shí)，螺旋彈簧的固有頻率大于286Hz，從而不處于非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)。
[0047]例如，在本實(shí)用新型中，使螺旋彈簧20的線徑為6mm，此時(shí)，螺旋彈簧20的固有頻率為324Hz，大于286Hz，從而使螺旋彈簧20在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上不產(chǎn)生自激振動(dòng)。從而不會(huì)導(dǎo)致該螺旋彈簧20損傷，因此，能夠利用該螺旋彈簧20良好地實(shí)現(xiàn)靜葉30的密封結(jié)構(gòu)34的密封，確保燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
[0048]也就是說，在本實(shí)用新型中，通過使螺旋彈簧20的線徑相對(duì)于專利文獻(xiàn)I從5mm增大到例如6_，而改變了螺旋彈簧20的固有頻率，從而使該固有頻率不處于非對(duì)稱漩渦(卡門漩渦)的產(chǎn)生頻率區(qū)域內(nèi)。
[0049]需要說明的是，在使螺旋彈簧20的線徑為6mm時(shí)，若考慮螺旋彈簧20的制造誤差，則使該螺旋彈簧20的線徑為6mm±0.03mm即可，如此也能夠使螺旋彈簧20的固有頻率為324Hz左右而大于286Hz，從而使螺旋彈簧20在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上不產(chǎn)生自激振動(dòng)。
[0050]也就是說，在本實(shí)用新型中，通過相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而使螺旋彈簧20的線徑增加，來對(duì)螺旋彈簧的固有頻率進(jìn)行調(diào)諧，從而使螺旋彈簧20在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上不產(chǎn)生自激振動(dòng)，以防止其破損。
[0051]而且，在使使用了線徑為6mm的螺旋彈簧20的燃?xì)廨啓C(jī)10長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，運(yùn)轉(zhuǎn)了 10000小時(shí))之后，對(duì)該螺旋彈簧20進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該螺旋彈簧20完全沒有發(fā)現(xiàn)破損。
[0052]進(jìn)而，對(duì)于螺旋彈簧20而言，除了對(duì)其線徑進(jìn)行設(shè)計(jì)之外，也可以對(duì)其外徑以及/或者自由高度進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，如圖4所示，使螺旋彈簧20的外徑為30mm?34mm，優(yōu)選使螺旋彈簧20的外徑為31.9mm(在考慮制造誤差的情況下，±0.3mm)，使螺旋彈簧20的自由高度是60mm (在考慮制造誤差的情況下，±0.50mm)?66mm (在考慮制造誤差的情況下，±0.50mm)或者70mm(在考慮制造誤差的情況下，±0.50mm)?76mm(在考慮制造誤差的情況下，±0.50mm),優(yōu)選使螺旋彈簧20的自由高度是62mm或72mm。由此,能夠進(jìn)一步使螺旋彈簧20在相對(duì)于冷卻氣體流動(dòng)的方向而垂直的方向上不產(chǎn)生自激振動(dòng)，從而能夠更加提高靜葉30的密封結(jié)構(gòu)34的密封性，確保燃?xì)廨啓C(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
[0053]需要說明的是，在上述實(shí)施方式中，在靜葉30和靜葉保護(hù)環(huán)33之間設(shè)置有靜葉護(hù)圈36，并利用螺旋彈簧20將密封板32沿著軸向按壓于靜葉護(hù)圈36和靜葉保護(hù)環(huán)33上，但是，也可以省略該靜葉護(hù)圈36而利用螺旋彈簧20將密封板32沿著軸向按壓于靜葉30和靜葉保護(hù)環(huán)33上而形成上述的葉內(nèi)流路。
[0054]如上所述，本實(shí)用新型參照附圖對(duì)優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了充分記載，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠了解各種變形或變更，這些變形或變更只要沒有脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案限定的范圍，均應(yīng)被涵蓋于其中。
【權(quán)利要求】
1.一種靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其使用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械，所述靜葉的密封結(jié)構(gòu)的特征在于，具有:靜葉，其配置成環(huán)狀；靜葉保持環(huán)，其在所述靜葉的內(nèi)側(cè)呈環(huán)狀延伸；密封板，其設(shè)置于所述靜葉與所述靜葉保持環(huán)之間；螺旋彈簧，其配置于所述靜葉的內(nèi)側(cè)，且沿著軸向按壓所述密封板，所述螺旋彈簧的線徑是5.1mm?7mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的線徑是6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的外徑是30mm?34mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的外徑是30mm?34mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的外徑是31.9mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的外徑是31.9mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中的任意一項(xiàng)所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的自由高度是60mm?66mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的自由高度是62mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?6中的任意一項(xiàng)所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的自由高度是70_?76_。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的靜葉的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺旋彈簧的自由高度是72mm。
【文檔編號(hào)】F01D11/02GK204041125SQ201420455248
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】永井友人 申請(qǐng)人:三菱日立電力系統(tǒng)株式會(huì)社