[发明专利]旋转机械

说明书

本发明提供一种旋转机械。该旋转机械具备：旋转轴；动叶片，从该旋转轴向径向外侧延伸，并在周向上隔开间隔地设有多个；壳体，从径向外侧包围该动叶片，并且形成有构成收纳上述动叶片的前端的腔室的凹部；密封部，从上述凹部的底面及动叶片的前端中的一方延伸并在上述密封部与上述凹部的底面及动叶片的前端中的另一方之间形成间隙；喷出流路，能够在上述腔室内向上述旋转轴的旋转方向上的后方侧喷出流体；及阀，能够通过在打开状态与关闭状态之间切换而切换上述喷出流路的流通状态。

技术领域

本发明涉及旋转机械。

背景技术

蒸汽轮机具备：绕着轴线旋转的转子、安装于转子的多个动叶片、从外侧覆盖转子及动叶片的壳体及安装于壳体的内表面的多个静叶片。通过高温高压的蒸汽从轴线方向的一侧流入，而对动叶片提供能量，从而旋转轴旋转。通过该旋转能量，驱动与蒸汽轮机连接的发电机等。

在此，在上述那样的蒸汽轮机中，为了实现转子的顺畅的旋转，一般在动叶片的前端部(围带)与壳体的内周面之间设有恒定的间隙。然而，在该间隙中流通的蒸汽未与动叶片、静叶片碰撞而向下游侧流去，因此在转子的旋转驱动时没有任何贡献。而且，在间隙中流通的蒸汽包含涡旋成分(周向上的速度成分)。由于这样的涡旋成分而间隙内部的压力分布不均匀，其结果是转子可能会产生振动。因此，期望有能够减少涡旋成分的技术。

作为这样的技术的一个例子，已知例如日本特开2006-104952号公报记载的装置。在该装置中，在位于动叶片的围带的上游侧的位置的静叶片的喷嘴部设有对蒸汽的流动方向进行引导的引导叶片。通过该引导叶片来减少上述涡旋成分，从而能够抑制转子的振动。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，已知包含涡旋成分的泄漏蒸汽通过在与转子之间产生的摩擦力而促进(辅助)转子的旋转。但是，在日本特开2006-104952号公报记载的装置的结构中，能够实现转子的振动抑制，另一方面，伴随着涡旋成分减少，上述摩擦力也减少。其结果是，使转子沿着周向旋转的力变弱，与没有引导叶片的情况相比，轮机输出下降。因此，期望能够仅在转子产生振动的情况下减少涡旋成分的装置。

本发明为了解决上述课题而作出，目的在于提供抑制振动并且抑制输出下降的旋转机械。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的第一方式，旋转机械具备：旋转轴，绕着轴线旋转；动叶片，从该旋转轴向径向外侧延伸，并在周向上隔开间隔地设有多个；壳体，从径向外侧包围该动叶片，并且形成有构成收纳动叶片的前端的腔室的凹部；密封部，从上述凹部的底面及动叶片的前端中的一方延伸并在上述密封部与上述凹部的底面及动叶片的前端中的另一方之间形成间隙；喷出流路，能够在上述腔室内向上述旋转轴的旋转方向上的后方侧喷出流体；及阀，能够通过在打开状态与关闭状态之间切换而切换上述喷出流路的流通状态。

根据该结构，在阀处于打开状态的情况下，能够通过从喷出流路喷出的流体来减少、阻止凹部内的涡旋成分。另一方面，在阀处于关闭状态的情况下，涡旋成分在凹部内顺畅地流动。此时，涡旋成分将动叶片的前端向旋转方向拖拽，由此能够使涡旋成分的能量的一部分作为转子的旋转能量进行回收。即，根据上述结构，能够从喷出流路喷出在旋转轴产生了振动的情况下为了使振动收敛所需要的最低限度的流体。由此，能够将蒸汽轮机的输出下降抑制为最小限度，并且抑制涡旋成分引起的振动。

根据本发明的第二方式，也可以是，上述喷出流路随着从轴线方向一侧靠近轴线方向另一侧而向上述旋转轴的旋转方向上的后方侧延伸，并且上述喷出流路的一端在上述凹部的位于上游侧的凹部上游面开口。

在凹部内，伴随着旋转轴的旋转，形成随着从轴线方向一侧靠近轴线方向另一侧而流向旋转方向前方侧的涡旋成分。在上述结构中，从喷出流路的一端喷出的流体随着从轴线方向一侧靠近轴线方向另一侧而向旋转方向上的后方侧流动。即，从喷出流路沿着与涡旋成分的流动方向交叉的方向喷出流体。因此，能够减少涡旋成分。