密封结构制造技术

提供一种密封结构，能够得到厚的耐磨膜，并由此提高密封性能。本发明专利技术的密封结构（１）具备：凸片（５），其从旋转轴（３）的周面环状地突出，且沿轴线方向Ｌ至少设置一个；密封部件（９），其具有与凸片（５）相对的环状密封面（１９），在密封面（１９）形成有喷镀耐磨材料的耐磨层（２５），其中，在密封面（１９）的轴线方向Ｌ端部具有向半径方向（Ｋ）倾斜的锥部（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在旋转机械的旋转轴部使用的密封结构。
技术介绍
在汽轮机、燃气轮机、压缩机等旋转机械中作为旋转轴部的密封结构而广泛使用例如如专利文献1和专利文献2所示的所谓迷宫式密封结构。 迷宫式密封结构为在旋转轴或与其相对的静止部环状突出，并且沿轴线方向设置多个凸片和与该凸片相对的面(相对面)。凸片为了缓和与相对的面接触而造成的影响，把前端加工尖0.2mm左右，但由于本质上是金属之间接触，所以在重接触时滑动发热量大，引起轴振动，不能简单地把凸片与相对面的间隙变狭窄。 由于密封性能，换言之，旋转机械性能是由凸片数量和凸片与相对面的间隙来决定，所以为了提高旋转机械的性能，就要求减小凸片与相对面的间隙。例如专利文献1应用了活性间隙调节(ACC)密封，在起动时的过渡期和额定运转时利用差压而使间隙变化的结构。专利文献2在静止部的凸片相对面的接触面应用了简单切削的耐磨部分，以谋求降低接触时的发热。 旋转机械一般被设计成在额定转速区域旋转轴静定旋转，在起动后不久，旋转速度上升中存在有旋转轴的振动水平成为最大的速度区域(以下把它叫做危险速度区域)。旋转轴是经过该危险速度区域而到达额定转速区域。有时有起动时由于温度差而引起静止部的不均匀变形、由上下的热延伸差而引起的间隙成为过渡最小的情况。当这样起动时，间隙最小时，凸片与相对面重接触，则由过度滑动发热而使旋转轴侧被局部加热，有可能产生使轴弯曲，进而引发重接触的反复恶性循环。关于这点，若应用耐磨材料，则能够设计成其本身滑动发热量小，且能够容许达到某种程度的接触。 专利文献1特开2002-228013号公报 专利文献2特开2003-65076号公报 如上所述，通过应用耐磨材料而在间隙设计上的好处大，作为耐磨材料而知道有各种材料。对于透平部件这样的环状形状且要求均匀膜厚的部件来说，认为例如内径喷镀的耐磨材料的镀层(膜)有效。由于喷镀处理中当喷镀的半熔化粒子向基体材料(凸片的相对面)附着后在凝固时要收缩，所以随之产生残留应力。该残留应力是膜越厚就越大。若该残留应力大，则在基体材料与膜的边界处膜剥离(产生边界剥离)。这点特别是在对透平的环状部件进行曲面施工的情况下显著。在膜的端部有影响变大的倾向。 因此，形成足够厚度的膜在现实中是困难的。因此，现状是不得不重视安全性，扩展额定转速区域的间隙，密封性能被限制。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述课题而提供一种密封结构，能够得到厚的耐磨膜，并由此提高密封性能。 为了解决上述课题，本专利技术采用以下机构。 即本专利技术的一形态的密封结构，具备凸片，其从旋转部件的周面环状地突出，且沿轴线方向至少设置一个；密封部件，其具有与该凸片相对的环状密封面，在该密封面形成有喷镀耐磨材料的耐磨膜，其中，在所述密封面的轴线方向端部具有向半径方向倾斜的倾斜部。 根据本形态，由于在密封面的轴线方向端部具有向半径方向倾斜的倾斜部，所以倾斜部的耐磨膜被形成为沿倾斜部的形状即向半径方向倾斜的形状。 因此，在倾斜部形成的耐磨膜成为与形成在轴线方向中间部分的耐磨膜是向不同方向层合，因此，耐磨膜成为层合方向在倾斜部变化的组织结构。 如果当耐磨膜的层合方向变化，则残留应力的作用方向就相互不同，所以能够分离其影响。 由于能够把轴线方向中间部分的影响分离，所以能够特别有效地抑制容易剥离的端部即倾斜部的边界剥离。因此，即使有大的残留应力，也能够抑制产生边界剥离，所以能够加厚耐磨膜的膜厚。 由于若能够加厚耐磨膜的膜厚，则例如能够把额定转速区域的凸片与密封面(换言之与耐磨膜面)的间隙设定小，所以能够提高密封结构的密封性能。 由此，例如能够谋求旋转机械的可靠性提高和性能提高。 这时，优选的是，把倾斜部设置在不影响密封作用的范围，把该耐磨膜的膜厚设定薄。 由于这样能够使倾斜部的残留应力更加降低，所以能够把进行密封作用的轴线方向中间部分的耐磨膜的膜厚更加加厚。 作为倾斜部例如也可以是把端部倒角形成，也可以在凸片侧形成堤坝状的凸部。也可以形成平面状，也可以形成曲面状。 在上述形态中，优选的是，在所述密封面的所述轴线方向中间部分沿所述轴线方向形成有凹凸。 由于这样则轴线方向中间部分的耐磨膜的层合方向就变化，所以能够分开残留应力的影响。 因此，由于能够减少向轴线方向中间部分的耐磨膜作用的残留应力，所以能够把耐磨膜的膜厚更加加厚。 这点例如对轴线方向中间部分的轴线方向长度长的情况特别有效。 在轴线方向中间部分的凹凸相对轴线方向是直角的情况下，由于凹凸侧面部相对喷镀方向平行而成为减弱膜密接力的原因之一，所以优选的是，使凹凸侧面部适当地向半径方向倾斜，而相对喷镀方向具有适当的角度。 在上述形态中，优选的是，在所述轴线方向的所述密封部件的端面，从所述密封面空开间隔实施覆盖并且形成所述耐磨膜。 这样，覆盖就不与密封面和耐磨膜的界面接合(係合)，所以能够防止在该界面由覆盖引起的微观裂纹的产生。 如果没有该微观裂纹则剥离的起点就消失，所以能够更抑制剥离的产生。由此，能够把耐磨膜的膜厚更加加厚。 在上述形态中，所述密封部件也可以由在周向能够被分割的分割密封部件构成。 由于这样就能够把密封部件在制造分割密封部件后，把它们进行组装来制造，所以例如即使是大型的密封部件，有能够抑制制造设备的巨大化。 在上述形态中，优选的是，所述分割密封部件的周向端部被如下形成在把所述耐磨膜堆高后把该堆高部从所述耐磨膜侧向所述密封面侧进行机械加工切除。 为了维持耐磨膜到分割密封部件周向端部的希望膜厚，需要加厚耐磨膜而超过周向端部一定程度，即进行堆高。 由于该被堆高的堆高部在组装时成为障碍，所以通过机械加工切除。这时，由于堆高部从耐磨膜侧向密封面侧被机械加工而进行切除，所以在从密封面离开的方向没有作用于耐磨膜的力。 这样，由于在机械加工中没有作用于耐磨膜剥离方向力，所以能够抑制由机械加工引起的耐磨膜剥离(开裂)。由此，能够不被机械加工制约地进行耐磨膜的厚膜化。 作为机械加工例如能够使用锉刀、车床加工等。 在上述形态中，优选的是，所述耐磨材料含有树脂制材料。 这样，由于耐磨材料含有树脂制材料，所以在利用喷镀形成耐磨膜后能够通过热处理把树脂制材料部分除去。 由此，由于耐磨膜成为多孔质组织，所以能够减少在耐磨膜与凸片接触时的滑动发热量。 通过调节树脂制材料的含有率，而能够调节耐磨膜的硬度和气孔率。如果考虑到若把树脂制材料的部分除去，则耐磨膜与密封面的接触面积减少而使两者的接着力下降而产生剥离，所以需要把树脂制材料的含有率保持在不发生这种事态的范围。为了弥补粘接力的下降，也可以对密封面进行提高耐磨膜与密封面贴紧性的底涂层施工。 根据本专利技术，由于在密封面的轴线方向端部具有向半径方向倾斜的倾斜部，所以能够加厚耐磨膜的膜厚，例如是不产生剥离的3mm以上。 因此，能够把额定转速区域的凸片与密封面(换言之，耐磨膜面)的间隙设定小，所以能够提高密封性能。 由此，例如能够谋求旋转机械的可靠性提高和性能提高。 附图说明 图1是本专利技术一实施例密封结构的纵剖视图； 图2是表示本专利技术一实施例分割密封部件的立体图； 图3是表示本专利技术一实施例锥部近旁的耐磨层形成状态的局部剖视图； 图4是表示本专利技术一实施例突起部近旁的耐磨层形成状态的局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种密封结构，具备：凸片，其从旋转部件的周面环状地突出，且沿轴线方向至少设置一个；密封部件，其具有与该凸片相对的环状密封面，在该密封面形成有喷镀耐磨材料的耐磨膜，其中，在所述密封面的轴线方向端部具有向半径方向倾斜的倾斜部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-1-25 014865/081.一种密封结构，具备凸片，其从旋转部件的周面环状地突出，且沿轴线方向至少设置一个；密封部件，其具有与该凸片相对的环状密封面，在该密封面形成有喷镀耐磨材料的耐磨膜，其中，在所述密封面的轴线方向端部具有向半径方向倾斜的倾斜部。2.如权利要求1所述的密封结构，其中，在所述密...

【专利技术属性】
技术研发人员：平川裕一，上原秀和，中野隆，西本慎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]