[发明专利]涡轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如用于发电设备、化工设备、燃气装置、钢铁厂及船舶等中的涡轮。

本申请对2011年12月13日申请于日本的专利申请2011-272355号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

目前，作为蒸汽涡轮的一种公知的有具备在内部流通有蒸汽的外壳及旋转自如地设置于该外壳的内部的轴体的蒸汽涡轮。该蒸汽涡轮中，在外壳的内周面固定有固定叶片，且在轴体的外周面固定有转动叶片，轴向上交替设置有多级固定叶片和转动叶片。

该蒸汽涡轮根据工作方式的不同大致分为冲动式涡轮和反动式涡轮。冲动式涡轮是指转动叶片仅受到蒸汽的冲撞力而旋转的蒸汽涡轮。该冲动式涡轮中固定叶片具有喷嘴形状，通过该固定叶片的蒸汽喷射到转动叶片上，转动叶片仅受到蒸汽的冲撞力而旋转。另一方面，反动式涡轮中，固定叶片与转动叶片的形状相同，转动叶片受到通过该固定叶片的蒸汽的冲撞力和相对于通过转动叶片时所产生的蒸汽的膨胀的反作用力而旋转的蒸汽涡轮。

然而，这种蒸汽涡轮中，在转动叶片的前端部与外壳之间形成有规定宽度的径向间隙，并且在固定叶片的前端部与轴体之间也形成有规定宽度的径向间隙。而且，向轴体的轴线方向流动的蒸汽的一部分通过这些转动叶片和固定叶片的前端部的间隙向下游侧泄漏。因此，从转动叶片与外壳之间的间隙向下游侧泄漏的蒸汽对转动叶片既不赋予冲撞力也不赋予反作用力，因此不论是冲动式涡轮还是反动式涡轮，几乎不提供使转动叶片旋转的驱动力。并且，从固定叶片和轴体之间的间隙向下游侧泄漏的蒸汽也同样，固定叶片即使越过固定叶片，其速度也不发生变化并且也不产生膨胀，因此不论是冲动式涡轮还是反动式涡轮，几乎不提供使下游侧的转动叶片旋转的驱动力。因此，在提高蒸汽涡轮的性能时，减少转动叶片或固定叶片的前端的间隙中的蒸汽的泄漏量至关重要。

因此，以往作为防止蒸汽从转动叶片或固定叶片的前端部的间隙泄漏的构件使用密封翅片。该密封翅片例如用于转动叶片的前端部时，被设置成从转动叶片或外壳中的任意一方突出，并在与另一方之间形成微小的间隙。

然而作为转动叶片，众所周知有在构成其前端部的套筒的上游侧面即供蒸汽流冲撞的面上设置了向上游侧突出的凸部的转动叶片(例如参考专利文献1及专利文献2)。

而在这些专利文献1及专利文献2中未记载有关在套筒上设置该凸部的意义。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2006-291967号公报

专利文献2：日本专利公开平02-030903号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

然而，在转动叶片和固定叶片的前端部设置有密封翅片的现有蒸汽涡轮中存在，当密封翅片从转动叶片或固定叶片侧突出时，无法获得防止蒸汽向下游侧泄漏的良好密封性能的问题。

图8是表示有关现有蒸汽涡轮的转动叶片80的前端部周围的概要剖视图。

当密封翅片82从构成转动叶片80的套筒81突出时，撞到转动叶片80的蒸汽S在形成于转动叶片80的上游侧的腔室C内部形成主涡流SU。而且该主涡流SU的一部分由于碰到套筒81的角部83而剥离，由此形成剥离涡流HU。然而，该剥离涡流HU在密封翅片82的前端部从外壳84向密封翅片82侧流动。

因此，该剥离涡流HU的缩流效果，即向径向压缩通过密封翅片82的前端与外壳84之间的微小间隙85而向下游侧泄漏的蒸汽S从而减少泄漏量的效果较小。由此，以密封翅片82从转动叶片80突出的结构无法获得良好的密封性能。

本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种在密封翅片从叶片主体及结构体中的任一方向另一方延伸的涡轮中，减少涡轮的密封翅片前端与叶片主体或结构体之间的间隙中的蒸汽的泄漏量的构件。

用于解决技术课题的手段

(1)本发明所涉及的涡轮，具备叶片及隔着间隙设置于该叶片的径向前端侧并相对于所述叶片相对旋转的结构体，在所述间隙有流体流通，该涡轮具备：台阶部，设置于所述叶片的径向前端部及所述结构体中与所述径向前端对置的部位中的任意一方，并具有径向上的阶梯；密封翅片，从所述叶片的径向前端部及所述结构体中与所述径向前端部对置的部位中的另一方向所述台阶部延伸，且在与该台阶部之间形成微小间隙；流体冲撞面，设置于所述流体的流通方向的比所述密封翅片更靠上游侧，并供所述流体冲撞；凸部，从该流体冲撞面朝上游侧突出；及对置面，与所述流体冲撞面对置。