[发明专利]蒸汽涡轮机的动叶及使用了该动叶的蒸汽涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及适用于蒸汽涡轮机的涡轮机动叶。

背景技术

一般地说，蒸汽涡轮机在涡轮机转子的轴向具有多级由动叶及静叶构成的级，在最终级出口的外周部设有将蒸汽引导到排气室的导流部。在这样的蒸汽涡轮机中，其结构为，蒸汽通过以成为节流流道的静叶进行加速而增加动能，并以动叶将动能转换为旋转能而产生动力，再由抽气流道及排气室将其转换到转子径向并流出。(参照专利文献1-日本特开2003-27901号公报等)。

在这样的蒸汽涡轮机中，由于涡轮机轴的长度的缩短能降低涡轮机转子的轴向的热伸缩差，因而可以期待降低由泄漏气流引起的损失以及提高涡轮机轴振动的可靠性等效果。

低压涡轮机的轴向长度取决于设置于最终级的外部静止壁的下游端的导流部向径向的转向结束的位置。因此，若加大导流部的曲率，则导流部向径向的转向能在蒸汽流动方向更靠上游侧(以下，简称上游侧)结束，能缩短涡轮机轴的长度。然而，排气室成为扩散流道，形成反压力梯度。因此，若加大导流部的曲率，加大导流部的扩展角(指蒸汽流道外周壁与涡轮机中心轴形成的角度)，则容易发生蒸汽流从导流部的剥离，有可能产生气流损失。

另外，由于涡轮机轴的长度的缩短，就需要使蒸汽流在更短的轴跨度中向径向转向。因此，在设置于低压涡轮机的上游侧的抽气级中，构成抽气级的动叶的围带的内周面的扩展角与邻接设置在动叶下游侧的外周侧静止壁内周面的扩展角的偏差增大。并且，动叶出口和抽气流道之间的距离变短，蒸汽流在动叶出口和抽气流道入口之间以更短的距离向径向转向。因此，在抽气流道入口部就容易产生剥离涡流而有可能产生气流损失。

发明内容

于是，本发明的目的是提供一种能抑制因气流的剥离及二次气流引起的损失的发生，能抑制涡轮机的效率降低，并能缩短涡轮机轴的长度的蒸汽涡轮机动叶。

为了实现上述目的，本发明第一方案的蒸汽涡轮机的动叶，在外周侧前端具有围带的蒸汽涡轮机的动叶中，其特征是，上述围带的内周面形成为，动叶出口扩展角比动叶入口扩展角大，上述动叶入口扩展角与邻接设置在上述围带的上游侧的外周侧静止壁的动叶上游侧扩展角大致相等，并且上述动叶出口扩展角与邻接设置在上述围带的下游侧的上述外周侧静止壁的动叶下游侧扩展角大致相等。

本发明第二方案的蒸汽涡轮机的动叶，在第一方案的基础上，其特征是，上述围带的外周面具有包含下游侧前端的与涡轮机中心轴平行的面，外周面上游侧前端与涡轮机中心轴之间的距离比外周面下游侧前端与涡轮机中心轴之间的距离小。

本发明第三方案的蒸汽涡轮机的动叶，在第一方案的基础上，其特征是，上述围带的外周面由与涡轮机中心轴大致平行的面构成，上述围带是空心的。

本发明第四方案的蒸汽涡轮机的动叶，在第二方案的基础上，其特征是，上述动叶构成低压涡轮机的最终级。

本发明第五方案的蒸汽涡轮机的动叶，在第三方案的基础上，其特征是，上述动叶构成邻接设置在从蒸汽流道抽取蒸汽的抽气流道的上游侧的抽气级。

本发明第六方案的蒸汽涡轮机，具有：涡轮机转子；固定在该涡轮机转子上的动叶；设置在该动叶外周侧前端部的围带；以及将上述涡轮机转子包在内部，形成蒸汽流道的外周侧流道壁的外周侧静止壁，其特征是，上述围带的内周面形成为，动叶出口扩展角比动叶入口扩展角大，上述动叶入口扩展角与邻接设置在上述动叶的上游侧的上述外周侧静止壁的动叶上游侧扩展角大致相等，并且，上述动叶出口扩展角与邻接设置在上述动叶的下游侧的上述外周侧静止壁的动叶下游侧扩展角大致相等。

本发明第七方案的蒸汽涡轮机，在第六方案的基础上，其特征是，上述围带的外周面具有包含下游侧前端的与涡轮机中心轴平行的面，外周面上游侧前端与涡轮机中心轴之间的距离比外周面下游侧前端与涡轮机中心轴之间的距离小。

本发明第八方案的蒸汽涡轮机，在第六方案的基础上，其特征是，上述围带的外周面由与涡轮机中心轴大致平行的面构成，上述围带是空心的。

本发明的效果如下。

根据本发明，能抑制因气流的剥离及二次气流引起的损失的发生，能抑制涡轮机的效率降低，并能缩短涡轮机轴的长度。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的蒸汽涡轮机的最终级的主要部分的剖视图。

图2是本发明第二实施方式的蒸汽涡轮机的最终级的主要部分的剖视图。

图3是本发明第三实施方式的蒸汽涡轮机的抽气级的主要部分的剖视图。

图4是现有的蒸汽涡轮机的抽气级的主要部分的剖视图。

图5是本发明第四实施方式的蒸汽涡轮机的抽气级的主要部分的剖视图。