[发明专利]涡轮

说明书

技术领域

本发明涉及例如发电设备、化学设备、气体设备、钢铁厂、船舶等所使用的涡轮。

本申请基于2009年10月9日在日本申请的JP特愿2009-235430号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

众所周知，作为蒸汽轮机的一种，存在包括汽缸、在汽缸的内部可旋转地设置的轴体(转子)、在汽缸的内周部固定而配置的多个静叶片、在这些多个静叶片的下游侧(蒸汽的流动的下游侧)呈放射状设于轴体的多个动叶片的蒸汽轮机。这种蒸汽轮机中的冲动式涡轮通过静叶片将蒸汽的压力能量变换成速度能量，通过动叶片将该速度能量变换成旋转能量(机械能量)。另外，反动式涡轮也在动叶片内将压力能量变换成速度能量，通过蒸汽喷出的反作用力变换成旋转能量(机械能量)。

这种蒸汽轮机中，通常在动叶片的前端部和环绕动叶片而形成蒸汽流路的汽缸之间形成径向的间隙。另外，在静叶片的前端部和轴体之间也形成径向的间隙。但是，在动叶片的前端部的间隙中向下游侧通过的泄漏蒸汽不对动叶片施加旋转力。另外，在静叶片前端部的间隙中向下游侧通过的泄漏蒸汽不利用静叶片将压力能量变换成速度能量，因此对下游的动叶片几乎不施加旋转力。因此，为了提高蒸汽轮机的性能，减少通过动叶片的前端部的间隙的泄漏蒸汽的量是重要的。

在下述专利文献1中，提出了如下结构：在动叶片的前端部设有高度从轴向(与动叶片的旋转轴平行的方向)上的蒸汽(流体)的流动的上游侧向下游侧逐渐变高的阶梯部。该结构中，设有相对于阶梯部具有间隙的密封凸片。

通过这种构成，穿过密封凸片的间隙的蒸汽的泄漏流冲击形成阶梯部的台阶面的端缘部，使蒸汽的流动阻力增大。由此，减少蒸汽的泄漏流量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1  JP特开2006-291967号公报(图4)

发明内容

但是，针对提高蒸汽轮机的性能的要求加强了，因此要求进一步减少蒸汽的泄漏流量。

本发明考虑此种问题而创立，其目的是提供进一步减少流体的泄漏流量的高性能涡轮。

本发明的涡轮具备：叶片；经由间隙设于所述叶片的前端侧并且相对于所述叶片相对旋转的结构体。在该涡轮中，在所述叶片的前端部侧和与所述结构体的所述前端部对应的部分中的一方上设有具有台阶面而向另一侧突出的阶梯部，在另一方上，设有相对于所述阶梯部延伸而在与该阶梯部之间形成微小间隙H的密封凸片。此处，在所述叶片的前端部与所述结构体的所述部分之间，在所述密封凸片与相对于该密封凸片在所述结构体的旋转轴向上游侧相对的隔壁之间形成腔室。另外，将所述腔室的、所述隔壁与所述密封凸片之间的距离设为腔室宽度W。此时，将所述密封凸片与所述阶梯部的所述旋转轴向上游侧的端缘部之间的距离设为L时，该距离L中的至少1个满足以下的式(1)。

0.7H≤L≤0.3W……(1)

即，上述的涡轮是将流体的能量变换成旋转能量的涡轮。上述的涡轮的第1方式包括以下部件：叶片；在与所述叶片的前端部之间具有间隙，并相对于所述叶片相对旋转的结构体；设于所述叶片的前端部，具有台阶面而朝向所述结构体突出的阶梯部；设于所述结构体，朝向所述阶梯部延伸的密封凸片；相对于所述密封凸片在与所述叶片或所述结构体的旋转轴平行的方向上的所述流体的流动的上游侧相对的隔壁；在所述叶片的前端部与所述结构体之间且所述隔壁与所述密封凸片之间形成的腔室。

另外，上述的涡轮的第2方式包括以下部件：叶片；在与所述叶片的前端部之间具有间隙，并相对于所述叶片相对旋转的结构体；设于所述结构体，具有台阶面而朝向所述叶片的前端部突出的阶梯部；设于所述叶片的前端部，朝向所述阶梯部延伸的密封凸片；相对于所述密封凸片在与所述叶片或所述结构体的旋转轴平行的方向上的所述流体的流动的上游侧相对的隔壁；在所述叶片的前端部与所述结构体之间且所述隔壁与所述密封凸片之间形成的腔室。

上述涡轮的第1方式和第2方式中，将所述密封凸片与所述阶梯部之间形成的微小间隙设为H。另外，将形成所述腔室的所述隔壁与所述密封凸片之间的距离设为腔室宽度W。另外，将所述密封凸片与所述阶梯部的所述上游侧的端缘部之间的距离设为L。此时，该距离L中的至少1个满足上述的式(1)。