[发明专利]旋转机械

说明书

该旋转机械(100)具备：转子(1)，其在外周面(1S)形成有凹部(8)；静叶(7)，其具有从轴线(Ac)的径向外侧朝向内侧延伸的静叶主体(40)及设置在静叶主体(70)的径向内侧的护罩(71)；以及翅片(72)，其从护罩(71)的内周面(74)朝向底面(83)突出。凹部(8)具有沿径向延伸的凹部径向壁面(82)，凹部径向壁面(82)具有：朝向径向外侧延伸的第一壁面(85)；与第一壁面(85)相比进一步朝向径向外侧延伸的第二壁面(86)；从第一壁面(85)向轴线(Ac)方向上游侧突出的突出面(84S)。护罩(71)具有与凹部径向壁面(82)的轴线(Ac)方向下游侧对置的护罩径向壁面(73)，且形成有护罩槽部(75)。

技术领域

本发明涉及旋转机械。本申请基于2016年3月25日在日本申请的特愿2016-062347号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

包含蒸汽轮机、燃气轮机的涡轮机械将从外部取入的流体的能量转换成转子的旋转运动。具体而言，蒸汽轮机具备绕轴线旋转的转子以及从外周侧覆盖转子的壳体。在转子的外周面设置有多个动叶级(动叶)，在壳体的内周面设置有多个静叶级(静叶)。这些动叶级与静叶级在轴线方向上以相互不同的方式排列。导入壳体内的流体通过交替地碰撞动叶级与静叶级而使上述转子旋转。

然而，在上述那样的蒸汽轮机中，为了实现转子的顺利旋转，在静叶的前端部(护罩)与转子的外周面之间设置有一定的空隙。然而，在所述空隙中流通的蒸汽不与动叶、静叶发生碰撞而向下游侧流去，因此，在转子的旋转驱动时没有起到任何作用。因此，需要用于尽可能降低该空隙中的蒸汽的流通(泄漏)的技术。作为这种技术的一例，已知有下述专利文献1所记载的技术。在专利文献1所记载的装置中，在沿轴线方向与静叶轮毂护罩对置的动叶轮毂上设置有朝向上游侧突出的抑制板。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-146977号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述专利文献1所记载的结构中，在抑制板与静叶轮毂护罩之间形成有间隙，因此，依然存在通过了间隙的蒸汽发生泄漏的可能性。此外，该泄漏从转子的径向内侧朝向外侧流动，因此，与沿轴线方向流动的蒸汽的主流正交。这样，在主流与泄漏蒸汽相互呈直角地发生碰撞的情况下(或者主流与泄漏蒸汽混合的情况下)，已知有产生被称为混合损失的能量损失。混合损失的增加有时妨碍到蒸汽轮机的效率提高。因此，近年来，对于能够降低这种混合损失的技术的要求越来越高。

本发明提供一种通过降低混合损失来提高蒸汽轮机的效率的旋转机械。

用于解决课题的方案

根据本发明的第一方案，旋转机械具备：转子，其绕轴线旋转，且在外周面形成有凹部；静叶，其具有从所述轴线的径向外侧朝向内侧延伸的静叶主体以及设置在所述静叶主体的径向内侧且收容于所述凹部的护罩；以及翅片，其从所述护罩的朝向径向内侧的内周面朝向所述凹部的底面突出，在所述翅片与所述底面之间形成空隙，所述凹部具有在所述轴线方向下游侧沿径向延伸的凹部径向壁面，所述凹部径向壁面具有：从所述底面朝向径向外侧延伸的第一壁面；与所述第一壁面相比进一步朝向径向外侧延伸的第二壁面；以及在这些第一壁面与第二壁面之间从所述第一壁面向所述轴线方向上游侧突出的突出面，所述护罩具有与所述凹部径向壁面对置的护罩径向壁面，在所述护罩上形成有护罩槽部，该护罩槽部从所述护罩径向壁面上的比所述突出面靠径向外侧的部分，以从所述护罩径向壁面后退的方式朝向径向内侧而与所述护罩的内周面连接。

根据该结构，在凹部径向壁面中的第一壁面与第二壁面之间形成有朝向上游侧突出的突出面。由此，能够在由护罩径向壁面与凹部径向壁面从轴线方向包围的空间内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是在上述空间内的位于径向外侧的区域形成的涡流与在静叶和动叶之间流动的主流不会正交而进行合流。由此，能够降低蒸汽轮机内的混合损失。