[发明专利]轴流式涡轮及增压机

说明书

轴流式涡轮具备：在外周具有多个可动叶片的转子；以及设置于所述转子的外周侧，且具有与所述可动叶片的叶尖面相对的环状壁面的静止部件。在所述轴流式涡轮停止时，所述可动叶片的后缘侧处的所述叶尖面与所述环状壁面之间的间隙比所述可动叶片的前缘侧处的所述叶尖面与所述环状壁面之间的间隙大。

技术领域

本发明涉及在转子的外周排列了多个可动叶片的轴流式涡轮及增压机。

背景技术

一般地，轴流式涡轮利用在壳体内沿轴向流动的流体，从而使安装有可动叶片的转子旋转。

在这样的轴流式涡轮中，壳体侧的静止部件与可动叶片之间的叶尖间隙的泄漏流成为性能下降的主要的原因。通常，在考虑到涡轮运转中的热变形、离心变形、振动、松动的影响等基础上，叶尖间隙被设定为静止部件与可动叶片不接触。

因此，为了改善轴流式涡轮的性能，要求降低叶尖间隙。

例如，在专利文献1中记载了如下结构：与可动叶片的顶端相对的静止部件包含倾斜功能材料，该倾斜功能材料以无论流体的温度如何上升都将叶尖间隙保持为规定的值的方式热变形。另外，倾斜功能材料是将线膨胀系数低的材料与线膨胀系数高的材料复合化的材料，具有随着厚度方向位置x变大而线膨胀系数变大的性质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-159099号公报

发明要解决的问题

然而，近年来，以涡轮性能的进一步提高为目的，轴流式涡轮有动作流体进一步高温化、或转速上升的倾向。因此，轴流式涡轮的可动叶片的热变形、离心变形变得显著。轴流式涡轮的可动叶片由于具有复杂的曲面形状，因此可动叶片的变形量也不均匀，在考虑到这样的可动叶片的变形量的基础上以不产生摩擦的方式设定了叶尖间隙的情况下，根据部位而需要过量地设置叶尖间隙。由此，局部的泄漏流增大，泄漏流引起的损失会增大。

在这点上，在专利文献1中，通过倾斜功能材料谋求运转中的叶尖间隙的降低，但需要新追加部件，结构复杂化，另外还有可能大幅增加成本。

发明内容

鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于提供一种轴流式涡轮及增压机，其具有简单的结构，且能够有效抑制叶尖间隙的泄漏流引起的损失。

用于解决课题的手段

(1)本发明的至少一实施方式的轴流式涡轮具备：

转子，在该转子的外周具有多个可动叶片；以及

静止部件，该静止部件设置于所述转子的外周侧，且具有与所述可动叶片的叶尖面相对环状壁面，

该轴流式涡轮的特点在于，

在所述轴流式涡轮停止时，所述可动叶片的后缘侧处的所述叶尖面与所述环状壁面之间的间隙比所述可动叶片的前缘侧处的所述叶尖面与所述环状壁面之间的间隙大。

本发明者们的深入研究的结果发现，轴流式涡轮的叶尖间隙的变化受可动叶片的热变形及离心变形的影响较大。考虑到这些，本发明者们进行了变形分析的结果发现，尤其是可动叶片的后缘侧的变形量比前缘侧的变形量大。

因此，上述实施方式的轴流式涡轮在轴流式涡轮停止时，可动叶片的后缘侧的叶尖面与环状壁面之间的间隙比可动叶片的前缘侧处的叶尖面与环状壁面之间的间隙大。因此，在轴流式涡轮运转时，在因热、离心力而可动叶片变形时，变形量较大的后缘侧比前缘侧接近环状壁面，因此预先较大设定的后缘侧的间隙变窄，接近变形量较小的前缘侧的间隙。由此，能够适当地保持叶尖间隙，能够以简单的结构，有效地抑制因叶尖间隙的泄漏流引起的损失。