申请/专利权人：三菱日立电力系统株式会社

申请日：2017-03-09

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN108779676B

主分类号：F01D5/02(20060101)

分类号：F01D5/02(20060101);F01D11/02(20060101);F01D25/00(20060101);F02C7/28(20060101)

优先权：["20160325 JP 2016-062347"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2018.12.04#实质审查的生效;2018.11.09#公开

摘要：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。

主权项：1.一种旋转机械，其中，所述旋转机械具备：壳体，其被导入流体；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，所述流体经由所述静叶朝向下游侧流动，由此形成主流，从上游侧流来的所述流体中的、除了所述主流之外的成分朝向所述凹部内流动，由此形成泄漏流，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，所述突出面将所述护罩径向壁面与所述凹部径向壁面之间的空间划分成位于比所述突出面靠径向内侧的第一空间与隔着所述突出面而位于比所述第一空间靠径向外侧的第二空间，从而在所述第一空间内以及所述第二空间内形成回旋方向相互不同的涡流即返回流，所述返回流中的在所述第二空间形成的涡流具有沿着所述主流的流动的方向的旋转方向。

全文数据：旋转机械技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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。[0004]在先技术文献[0005]专利文献[0006]专利文献1:日本特开2005-146977号公报发明内容[0007]发明要解决的课题[0008]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。[0009]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。[0010]用于解决课题的方案[0011]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。[0012]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下游侧突出的突出面。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。[0013]此外，由于在护罩上形成有护罩槽部，因此，能够更加顺利地引导涡流的流动。即，能够通过降低涡流的散逸而稳定地形成涡流。[0014]根据本发明的第二方案，在上述的旋转机械中也可以为，所述护罩槽部的朝向下游侧的面具有：随着从所述护罩径向壁面朝向上游侧而向径向内侧延伸的倾斜面；以及从所述倾斜面的径向内侧的端缘向径向内侧延伸且与所述护罩的内周面连接的垂直面。[0015]根据该结构，利用倾斜面和垂直面而形成护罩槽部的下游侧的面。这些倾斜面以及垂直面均形成为平面状，因此，与实施曲面状的加工的情况相比，能够更加容易地获得护罩槽部。[0016]根据本发明的第三方案，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，所述突出面将所述护罩径向壁面与所述凹部径向壁面之间的空间划分成位于比所述突出面靠径向内侧的第一空间与隔着所述突出面而位于比所述第一空间靠径向外侧的第二空间，从而在所述第一空间内以及所述第二空间内形成回旋方向相互不同的涡流。[0017]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下游侧突出的突出面。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（第一空间、第二空间）内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是在位于径向外侧的第二空间内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。[0018]根据本发明的第四方案，上述旋转机械也可以具有护罩凸部，该护罩凸部设置于所述护罩径向壁面，且朝向所述轴线方向下游侧突出。[0019]根据该结构，由于在护罩上形成有护罩凸部，因此，能够更加顺利地引导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的涡流的流动。即，能够通过降低涡流的散逸而稳定地形成涡流。[0020]根据本发明的第五方案，在上述旋转机械中也可以为，形成有第二壁面槽部，该第二壁面槽部从所述第二壁面的径向外侧的部分，以从所述第二壁面后退的方式朝向径向外侧而与所述外周面连接。[0021]根据该结构，由于形成有第二壁面槽部，因此，能够更加顺利地引导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的涡流的流动。即，能够通过降低涡流的散逸而稳定地形成涡流。[0022]根据本发明的第六方案，在上述旋转机械中也可以为，所述第一壁面与所述第二壁面设置在所述轴线方向上的相同的位置，在所述第一壁面与第二壁面之间形成有朝向所述轴线方向上游侧突出的凸部，并且，所述突出面形成为所述凸部的径向内侧的面。[0023]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下游侧突出的凸部突出面）。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第一空间、第二空间）内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是在位于径向外侧的第二空间内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。[0024]由此，能够降低蒸汽轮机内的混合损失。[0025]根据本发明的第七方案，在上述旋转机械中也可以为，所述第一壁面设置在比所述第二壁面靠所述轴线方向上的下游侧的位置，所述突出面将所述第一壁面的径向外侧的端部与所述第二壁面的径向内侧的端部连接。[0026]根据该结构，在由底面、第二壁面以及突出面包围的区域内能够充分地捕捉涡流，且能够更加顺利地引导该涡流。即，能够通过降低该涡流的散逸而稳定地形成涡流。[0027]发明效果[0028]根据上述旋转机械，能够通过降低混合损失来提高蒸汽轮机的效率。附图说明[0029]图1是示出本发明的实施方式的蒸汽轮机的结构的示意图。[0030]图2是本发明的第一实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0031]图3是本发明的第二实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0032]图4是本发明的第三实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0033]图5是本发明的第四实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0034]图6是本发明的第五实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0035]图7是本发明的第六实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0036]图8是本发明的第七实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0037]图9是本发明的第八实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0038]图10是本发明的第九实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0039]图11是本发明的第十实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0040]图12是本发明的第十一实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。[0041]图13是本发明的第十二实施方式的蒸汽轮机的主要部分放大图。具体实施方式[0042][第一实施方式][0043]参照图1和图2对本发明的第一实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的蒸汽轮机100旋转机械具备绕轴线Ac旋转的转子1和从外周侧覆盖转子1的壳体2。[0044]转子1形成为以轴线Ac为中心的圆柱状。在转子1的外周面IS设置有从轴线Ac方向一方侧第一侧朝向另一方侧第二侧排列的多个动叶级3。[0045]各动叶级3具有在转子1的外周面1S上沿轴线Ac的周向隔开间隔地排列的多个动叶4。动叶4具有从轴线Ac的径向观察时呈翼型的剖面，对此未详细图示。[0046]此外，在转子1的轴线Ac方向两侧的端部设置有轴承装置5。通过该轴承装置5,将转子1支承为能够绕轴线Ac旋转。具体而言，轴承装置5具有:在转子1的轴线Ac方向两侧各设置有一个的轴颈轴承5A;以及仅设置在轴线Ac方向一方侧第一侧）的推力轴承5B。轴颈轴承5A对转子1的沿径向的载荷进行支承。推力轴承5B对转子1的沿轴线Ac方向的载荷进行支承。[0047]壳体2形成为以轴线Ac为中心的筒状。在壳体2的内周面设置有从轴线Ac方向一方侧第一侧朝向另一方侧第二侧排列的多个静叶级6。各静叶级6在壳体2的内周面上具有沿轴线Ac的周向隔开间隔地排列的多个静叶7。静叶7也与上述的动叶4同样地，具有从轴线Ac的径向观察时呈翼型的剖面。[0048]在转子1上，在相互邻接的一对动叶级3彼此之间的区域形成有从转子1的外周面1S朝向径向内侧凹陷的角槽状的凹部8。在各静叶7的包含前端部径向内侧的端部的部分设置有后述的静叶护罩71护罩。该静叶护罩71收容在转子1上的凹部8内。[0049]此外，在壳体2的轴线Ac方向一方侧第一侧形成有用于从外部取入蒸汽的吸气口10,在轴线Ac方向另一方侧第二侧形成有用于排出通过了壳体2内部的蒸汽的排气口11。在以后的说明中，将从排气口11观察时吸气口1〇所处的一侧称为上游侧，将从吸气口10观察时排气口11所处的一侧称为下游侧。[0050]接着，参照图2对动叶4以及静叶7的详细结构进行说明。如图2所示，动叶4具有:从转子1的外周面1S朝向径向外侧延伸的动叶主体40;以及安装在动叶主体40的径向外侧的端部的动叶护罩41。轴线Ac方向上的动叶护罩41的尺寸设定得比同轴线Ac方向上的动叶4的尺寸大。在壳体2的内周侧的与动叶护罩41对置的区域形成有用于收容动叶护罩41的动叶收容部20。动叶收容部20形成为从壳体2的内周面74朝向径向外侧凹陷的角槽状。此外，在动叶收容部20的径向外侧的面上设置有多个两个动叶侧翅片42。这些翅片均形成为从动叶收容部20的径向外侧的面朝向径向内侧延伸的薄板状。在动叶侧翅片42的前端部与动叶收容部20之间形成有沿径向扩宽的间隙空隙）。[0051]静叶7具有:从壳体2的内周面74朝向径向内侧延伸的静叶主体70;以及安装在静叶主体70的径向外侧的端部的静叶护罩71。在本实施方式中，静叶7与动叶4的径向尺寸彼此相同。换言之，在从轴线Ac方向观察的情况下，静叶7与动叶4以相互重叠的方式排列。轴线Ac方向上的静叶护罩71的尺寸设定得比同轴线Ac方向上的静叶7的尺寸大。在该静叶护罩71的径向内侧的面上设置有多个两个静叶侧翅片72。这些静叶侧翅片72均形成为从静叶护罩71朝向径向内侧延伸的薄板状。静叶护罩71以及静叶侧翅片72是以降低转子1与静叶7之间的蒸汽的泄漏为目的而设置的。静叶护罩71以及静叶侧翅片72收容于在转子1的外周面1S上形成的凹部8。[0052]凹部8从转子1的外周面1S朝向径向内侧凹陷。形成凹部8的各面中的、位于上游侧的面成为沿径向扩宽的上游面81。从下游侧与该上游面81面对的面同样成为沿径向扩宽的下游面82凹部径向壁面）。此外，在这些上游面81与下游面82之间形成有沿着轴线Ac扩宽的底面83。底面83具有第一底面8M、第二底面83B以及台阶部83C。[0053]第一底面83A位于比第二底面83B靠径向内侧的位置。台阶部83C沿径向将这些第一底面83A与第二底面83B之间连接。上述的两个静叶侧翅片72中的位于上游侧的静叶侧翅片72与第一底面83A对置，位于下游侧的静叶侧翅片72与第二底面83B对置。在这些静叶侧翅片72与底面83第一底面83A、第二底面83B之间形成沿径向扩宽的间隙空隙）。[0054]在凹部8的下游面82上设置有朝向上游侧突出的凸部84。凸部84在轴线Ac的径向上设置在与静叶护罩71的朝向下游侧的面护罩径向壁面73对应的区域。换言之，凸部84位于比静叶护罩n的朝向径向内侧的面（内周面74靠径向外侧的位置。更具体而言，凸部84在包含轴线Ac的剖视观察下呈矩形。形成凸部84的各面中的朝向径向内侧的面为突出面84S〇[0055]通过设置以上那样的凸部84,凹部8的下游面82在径向上被划分为两个区域。在下游面82上，比凸部84突出面84S靠径向内侧的区域第一区域成为从上述底面83第二底面83B朝向径向外侧延伸的第一壁面85。比凸部84突出面84S靠径向外侧的区域第二区±或成为比第一壁面85进一步朝向径向外侧延伸的第二壁面86。这些第一壁面85以及第二壁面8e具有彼此相同的径向尺寸。即，凹部8的下游面82被凸部84沿径向均等分割。另外，这些第一壁面85以及第二壁面86的轴线Ac方向上的位置彼此相同。[0056]在下游面82与护罩径向壁面73之间形成有沿轴线Ac方向以及径向扩宽的空间（对流空间Vc。该对流空间Vc以设置凸部84的径向位置为基准，具有向径向内侧扩宽的第一空间VI和向径向外侧扩宽的第二空间V2。需要说明的是，凸部84的突出尺寸轴线Ac方向上的突出面84S的尺寸设定得远小于轴线Ac方向上的上述第二底面83B的尺寸。[0057]参照图1对以上那样构成的蒸汽轮机100的动作进行说明。[0058]在使蒸汽轮机100运转时，首先，从锅炉等蒸汽供给源省略图示供给的高温高压的蒸汽通过吸气口10而导入壳体2的内部。[0059]导入到壳体2内的蒸汽依次与动叶4动叶级3以及静叶7静叶级6发生碰撞。由此，转子1获得旋转能量，绕轴线Ac进行旋转。[0060]转子1的旋转运动由与轴端连结的发电机等省略图示取出。[0061]连续地重复进行以上的循环。[0062]接着，参照图2对动叶4以及静叶7的周边的蒸汽的行为进行说明。如图2所示，从上游侧流来的蒸汽经由静叶7和动叶4朝向下游侧流动，由此形成主流FM。该主流FM如上述那样通过与静叶7及动叶4依次发生碰撞而被整流，并且对动叶4赋予能量。[0063]另一方面，从上游侧流来的蒸汽中的除了主流FM之外的成分朝向上述的凹部8内流动，由此形成泄漏流FL。该泄漏流FL的大部分被设置于静叶护罩71的翅片阻止。然而，在翅片与凹部8的底面83之间形成有空隙，因此，泄漏流FL的一部分成分通过所述空隙朝向下游侧的对流空间Vc流动，由此在对流空间Vc内形成返回流FR。[0064]这里，在凹部8的下游面82未设置凸部84的情况下，流入到对流空间Vc内的返回流FR沿着下游面82以及护罩径向壁面73从径向内侧朝向外侧流动。此时，在对流空间Vc的上方，上述的主流FM沿上下游方向流动。即，返回流FR与主流FM从相互正交的方向发生碰撞。这样，在主流FM与返回流FR相互呈直角地发生碰撞的情况下（或者主流FM与返回流FR混合的情况下），已知有产生被称为混合损失的能量损失。[0065]然而，在本实施方式的蒸汽轮机100中，在凹部8的下游面82形成有凸部84,因此，能够改变对流空间Vc内的返回流FR的行为。更详细而言，如图2所示，流入到对流空间Vc第一空间VI内的返回流FR沿着下游面82第一壁面85向径向外侧流通之后，与凸部84的突出面84S发生碰撞。碰撞到突出面84S的返回流FR沿着突出面84S改变朝向，从上游侧朝向下游侧流动。接着，返回流FR的一部分成分与静叶护罩71的护罩径向壁面73发生碰撞而再次改变朝向，从径向外侧朝向内侧流动。即，通过设置凸部84,返回流FR在第一空间VI内形成涡流第一涡流T1。第一涡流T1在第一空间VI内的底面83侧从上游侧朝向下游侧流动。另一方面，在第一空间VI内的凸部84侧，第一涡流T1从下游侧朝向上游侧流动。[0066]此外，该第一涡流T1中的碰撞到护罩径向壁面73的一部分成分从第一涡流T1离开而朝向径向外侧流动。即，第一涡流T1的一部分朝向上述第二空间V2流动。由此，在第二空间V2内，与上述第一涡流T1同样地形成涡流第二涡流T2。第二涡流T2的回旋方向与第一涡流T1的回旋方向不同。更详细而言，第二涡流T2在第二空间V2内的凸部84侧从下游侧朝向上游侧流动。另一方面，在第二空间V2内的主流FM侧，第二涡流T2从上游侧朝向下游侧流动。即，在第二空间V2的径向外侧与主流FM接触的一侧），第二涡流T2与主流FM相互朝向大致相同的方向流动。换言之，离开了对流空间Vc的返回流FR与主流FM不会正交而能够进行合流。[0067]如以上说明的那样，在本实施方式的蒸汽轮机100中，在下游面82中的第一壁面85与第二壁面86之间形成有朝向下游侧突出的突出面84S凸部84。由此，能够在由护罩径向壁面73与下游面82从轴线Ac方向包围的空间（第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是在位于径向外侧的第二空间V2内形成的涡流与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。由此，能够降低蒸汽轮机1〇〇内的混合损失。[0068][第二实施方式][0069]接着，参照图3对本发明的第二实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述第一实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图3所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，在下游面82设置有凸部84,并且在静叶护罩71上形成有护罩槽部75。[0070]护罩槽部75形成于上述的护罩径向壁面73以及静叶护罩71的内周面74所成的角部。即，护罩槽部75由从护罩径向壁面73以向上游侧后退的方式延伸且随着朝向上游侧而逐渐地朝向径向内侧延伸的曲面形成。形成护罩槽部75的曲面的上游侧的端部与内周面74的下游侧的端部连接。[0071]此外，上述曲面的下游侧的端部位于比上述的凸部84突出面84S靠径向外侧的位置。即，凸部84从下游侧与护罩槽部75的曲面对置。[0072]根据这样的结构，通过将凸部84设置在下游面82,能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流T1、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1在从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时，被上述的护罩槽部75捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间VI向其他区域的散逸。[0073][第三实施方式][0074]接着，参照图4对本发明的第三实施方式进行说明。需要说明^是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图4所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，除了在上述第二实施方式中说明的凸部84以及护罩槽部75之外，还形成有护罩凸部76以及第二壁面槽部S7。[0075]护罩凸部76设置在上述的静叶护罩7丨的护罩径向壁面73上的包含径向外侧的端部在内的部分。护罩凸部76从护罩径向壁面73朝向下游侧突出。在包含轴线Ac的剖视观察下，护罩凸部76呈矩形。静叶护罩71的朝向径向外侧的面与护罩侧凸部84的朝向径向外侧的面在轴线Ac方向上连续。另一方面，护罩凸部76的朝向径向内侧的面与护罩径向壁面"73正交。此外，护罩凸部76的轴线Ac方向上的尺寸远小于第二底面83B的轴线Ac方向上的尺寸。另外，护罩凸部76的下游侧的端部位于比设置在下游面82上的凸部84的上游侧的端部靠上游侧的位置。即，在从径向观察的情况下，在护罩凸部76的下游侧的端部与设置在下游面82上的凸部84的上游侧的端部之间形成有间隙。[0076]第二壁面槽部87形成在第二壁面86上的比上述的凸部84靠径向外侧的部分。更具体而言，第二壁面槽部87形成在转子1的外周面1S与第二壁面86所成的角部。即，第二壁面槽部87由从第二壁面86以向下游侧后退的方式延伸且随着朝向下游侧而逐渐地朝向径向外侧延伸的曲面形成。形成第二壁面槽部87的曲面的下游侧的端部与转子1的外周面1S连接。另外，轴线Ac的径向上的第二壁面槽部87的尺寸远大于径向上的护罩凸部76的尺寸厚度。[0077]根据这样的结构，在第二空间V2内形成的第二涡流T2中的、从径向内侧朝向外侧的成分通过被护罩凸部76引导而改变朝向，从上游侧朝向下游侧流动。换言之，由于设置有护罩凸部76,因此，能够降低第二涡流T2的从径向内侧朝向外侧的成分从与主流FM正交的方向发生碰撞的可能性。此外，由于形成有第二壁面槽部87,因此，能够在第二空间V2内进一步充分地捕捉第二涡流T2。具体而言，第二涡流T2通过沿着第二壁面槽部87的曲面流动，从而随着从径向外侧朝向内侧而从下游侧向上游侧逐渐地改变朝向，因此，能够在第二空间V2内稳定地回旋。[0078]如以上那样，能够在由护罩径向壁面73和下游面82从轴线Ac方向包围的空间（第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是通过设置有护罩凸部76，从而在位于径向外侧的第二空间V2内形成的第二涡流T2与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。此外，由于形成有第二壁面槽部87,因此，能够更加顺利地引导第二涡流T2的流动。即，能够降低涡流的散逸，稳定地形成涡流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0079][第四实施方式][0080]接着，参照图5对本发明的第四实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图5所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，在护罩径向壁面73未形成上述的凸部84等，并且，下游面82的形状与上述的各实施方式不同。[0081]在本实施方式中，下游面82中的第一壁面85以及第二壁面86的轴线Ac方向上的位置相互不同。具体而言，第一壁面85设置在比第二壁面86靠轴线Ac方向的下游侧的位置。此夕卜，第一壁面85的径向外侧的端部与第二壁面86的径向内侧的端部通过突出面84S而相互连接。突出面84S沿着轴线Ac延伸。另外，突出面84S的下游侧的端部与第一壁面85的径向外侧的端部相互呈曲线状地连接。[0082]第一壁面85以及第二壁面86具有彼此相同的径向尺寸。即，下游面82被上述的突出面84S沿径向均等分割。此外，在下游面82与护罩径向壁面73之间形成有沿轴线Ac方向以及径向扩宽的空间对流空间Vc。该对流空间Vc以设置突出面84S的径向位置为基准，具有向径向内侧扩宽的第一空间VI和向径向外侧扩宽的第二空间V2。[0083]根据这样的结构，流入到第一空间VI内的蒸汽首先沿着第二底面83B从上游侧朝向下游侧流动。接着，蒸汽沿着第一壁面85从径向内侧朝向外侧之后被突出面84S引导而改变朝向，从下游侧朝向上游侧流动。由此，与上述的第一实施方式同样地，在第一空间VI内形成涡流第一涡流T1。另外，在该第二空间V2内形成回旋方向与第一涡流T1不同的涡流第二涡流T2。[0084]这样，能够在由护罩径向壁面73和下游面S2从轴线Ac方向包围的空间（第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是在位于径向外侧的第二空间V2内形成的第二涡流T2与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0085][第五实施方式][0086]接着，参照图6对本发明的第五实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图6所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，除了下游面82与上述第四实施方式同样地构成之外，在静叶护罩71还形成有在上述第二实施方式中说明的护罩槽部75。护罩槽部75的径向外侧的端部位于比突出面84S的径向外侧的端部靠径向外侧的位置。[0087]根据这样的结构，能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流n、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时，被上述的护罩槽部75以及突出面84S捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间VI向其他区域的散逸。[0088][第六实施方式][0089]接着，参照图7对本发明的第六实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图7所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，除了在上述第五实施方式中说明的护罩槽部75以及突出面84S之外，还形成有在上述第三实施方式中说明的护罩凸部76以及第二壁面槽部87。[0090]根据这样的结构，能够在由护罩径向壁面73与下游面82从轴线Ac方向包围的空间第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是通过设置有护罩凸部76,在位于径向外侧的第二空间V2内形成的第二涡流T2与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。此外，由于形成有第二壁面槽部87,因此，能够更加顺利地引导第二涡流T2的流动。即，能够降低涡流的散逸，稳定地形成涡流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0091]此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时被上述的护罩槽部75以及突出面84S捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间VI向其他区域的散逸。[0092][第七实施方式][0093]接着，参照图8对本发明的第七实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图8所示，在本实施方式的蒸汽轮机1〇〇中，在静叶护罩71的护罩径向壁面73形成有与上述的护罩凸部76不同的其他的护罩凸部77,并且，下游面82与上述第四实施方式同样地构成。护罩凸部77设置在静叶护罩71的护罩径向壁面73上的径向内侧的区域。护罩凸部77设置在比突出面84S靠径向内侧的位置。[0094]根据这样的结构，能够在由护罩径向壁面73与下游面82从轴线Ac方向包围的空间第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。在位于径向外侧的第二空间V2内形成的第二涡流T2与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。此外，由于形成有护罩凸部77,因此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，通过降低涡流的散逸，能够稳定地形成涡流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0095][第八实施方式][0096]接着，参照图9对本发明的第八实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图9所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，在护罩径向壁面73设置有在上述的第七实施方式中说明的护罩凸部77以及在上述的第三实施方式中说明的护罩凸部76。护罩凸部76以及护罩凸部77的突出尺寸轴线Ac方向上的尺寸彼此相同。[0097]此外，在下游面82形成有在上述的第三实施方式中说明的第二壁面槽部87，并且，第一壁面85与第二壁面86的轴线Ac方向上的位置不同。即，在第一壁面85与第二壁面86之间形成有朝向径向内侧的突出面84S。[0098]根据这样的结构，能够在由护罩径向壁面73与下游面82从轴线Ac方向包围的空间第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的涡流。尤其是通过设置有护罩凸部76,在位于径向外侧的第二空间V2内形成的第二涡流T2与在静叶7和动叶4之间流动的主流FM不会正交而进行合流。此外，由于形成有第二壁面槽部87,因此，能够更加顺利地引导第二涡流T2的流动。即，能够降低涡流的散逸，稳定地形成涡流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0099]此外，由于形成有护罩凸部77,因此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，通过降低涡流的散逸，能够稳定地形成涡流。由此，能够降低蒸汽轮机100内的混合损失。[0100][第九实施方式][0101]接着，参照图10对本发明的第九实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图1〇所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，与上述第二实施方式同样地，在静叶护罩71形成有护罩槽部75,在下游面82设置有凸部84。其中，凸部84的形状与上述第二实施方式不同。[0102]更具体而言，该凸部84与下游面82的连接部分形成为曲面状。即，下游面82的第一壁面85与凸部84的径向内侧的面（突出面84S之间的区域形成为平滑地弯曲的曲面状。进一步换言之，区域随着从第一壁面85朝向突出面84S而从下游侧朝向上游侧渐渐地弯曲。[0103]同样地，第二壁面86与凸部84的径向外侧的面之间的区域也形成为平滑地弯曲的曲面状。换言之，区域随着从第二壁面86朝向凸部84的径向外侧的面而从下游侧朝向上游侧渐渐地弯曲。[0104]根据这样的结构，通过将凸部84设置于下游面82,从而能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流T1、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1在从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时被上述的护罩槽部75捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间V1向其他区域的散逸。另外，由于凸部84与下游面82的连接部分形成为曲面状，因此，能够沿着曲面形状更加顺利地引导第一涡流H以及第二涡流T2。[0105][第十实施方式][0106]接着，参照图11对本发明的第十实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图11所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，与上述第二实施方式同样地，在静叶护罩71形成有护罩槽部75,在下游面82设置有凸部84。其中，凸部84的形状与上述第二实施方式不同。[0107]更具体而言，该凸部84的上游侧的端部呈圆弧状弯曲。即，凸部84从下游面82朝向上游侧突出，并且其上游侧的端部呈钝头状。进一步换言之，凸部84的径向内侧的面突出面84S与凸部84的上游侧的端面、以及凸部84的径向外侧的面与凸部84的上游侧的端面在从径向观察时分别以曲线状连接。[0108]根据这样的结构，通过将凸部84设置于下游面82,能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流T1、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时被上述的护罩槽部75捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流H从第一空间VI向其他区域的散逸。另外，在本实施方式中，凸部84的上游侧的端部弯曲。由此，与例如在端部形成有角部的情况相比，能够降低在第一涡流T1以及第二涡流T2的流动中产生剥离的可能性。[0109][第十一实施方式][0110]接着，参照图12对本发明的第十一实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图12所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，与上述第二实施方式同样地，在静叶护罩71形成有护罩槽部75,在下游面82设置有凸部84。其中，护罩槽部75的形状与上述第二实施方式不同。更具体而言，该护罩槽部75的朝向下游侧的面形成为相对于护罩径向壁面73以及内周面74倾斜的平面状。换言之，该面随着从上游侧朝向下游侧而从径向内侧朝向外侧倾斜。[0112]根据这样的结构，通过将凸部M设置于下游面82,能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流T1、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流H在从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时被上述的护罩槽部75捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间VI向其他区域的散逸。另外，在本实施方式中，护罩槽部75的朝向下游侧的面形成为相对于护罩径向壁面73以及内周面74倾斜的平面状。由此，与通过实施曲面状的加工而形成护罩槽部75的情况相比，能够更加容易地获得护罩槽部75。[0113][第十二实施方式][01M]接着，参照图13对本发明的第十二实施方式进行说明。需要说明的是，针对与上述的各实施方式同样的结构标注相同的附图标记，省略详细说明。如图is所示，在本实施方式的蒸汽轮机100中，与上述第二实施方式同样地，在静叶护罩71形成有护罩槽部75,在下游面82设置有凸部84。其中，护罩槽部75的形状与上述第二实施方式不同。[0115]更具体而言，该护罩槽部75的朝向下游侧的面由彼此交叉的两个平面形成。更具体而言，朝向下游侧的面具有倾斜面75A和垂直面75B。倾斜面75A随着从下游侧朝向上游侧而从径向外侧朝向内侧呈平面状延伸。垂直面75B从该倾斜面75A的径向内侧的端缘沿轴线Ac的径向延伸。垂直面75B的径向内侧的端缘与静叶护罩71的内周面74连接。[0116]根据这样的结构，通过将凸部84设置于下游面82,能够在对流空间Vc第一空间VI、第二空间V2内形成回旋方向相互不同的两个涡流第一涡流n、第二涡流T2。此外，在第一空间VI内形成的第一涡流T1在从下游面82第一壁面85朝向护罩径向壁面73时被上述的护罩槽部75捕捉。由此，能够更加顺利地引导第一涡流T1的流动。即，降低了第一涡流T1从第一空间VI向其他区域的散逸。另外，由倾斜面75A和垂直面75B形成护罩槽部75。这些倾斜面75A以及垂直面75B均为平面状，因此，与实施曲面状的加工的情况相比，能够更加容易地获得护罩槽部75。[0117]以上，对本发明的各实施方式进行了说明。需要说明的是，上述结构是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够对其加以各种变更。[0118]例如，在上述各实施方式中，基于将蒸汽轮机100用作旋转机械的例子进行了说明。然而，旋转机械的方式不局限于蒸汽轮机100,只要属于广义的涡轮机械即可，能够将燃气轮机等其他装置用作旋转机械。[0119]另外，蒸汽轮机100中的动叶级3以及静叶级6的个数、翅片的个数等不被上述实施方式限定，根据设计、规格适当决定即可。[0120]工业实用性[0121]根据该旋转机械，能够通过降低混合损失来提高蒸汽轮机的效率。[0122]附图标记说明[0123]1…转子[0124]1S...外周面[0125]2…壳体[0126]3…动叶级[0127]4…动叶[0128]5…轴承装置[0129]5A…轴颈轴承[0130]5B…推力轴承[0131]6…静叶级[0132]7…静叶[0133]8…凹部[0134]10…吸气口[0135]11…排气口[0136]20…动叶收容部[0137]40…动叶主体[0138]41…动叶护罩[0139]42…动叶侧翅片[0140]70…静叶主体[0141]71…静叶护罩[0142]72…静叶侧翅片[0143]73…护罩径向壁面[0144]74…内周面[0145]75…护罩槽部[0146]75A…倾斜面[0147]75B…垂直面[0148]76…护罩凸部[0149]77…护罩凸部[0150]81…上游面[0151]82…下游面[0152]83…底面[0153]83A…第一底面[0154]83B…第二底面[0155]830••台阶部[0156]84…凸部[0157]84S…突出面[0158]85…第一壁面[0159]86…第二壁面[0160]87…第二壁面槽部[0161]100…蒸汽轮机[0162]Ac…轴线[0163]FL…泄漏流[0164]FM…主流[0165]FR…返回流[0166]H…第一涡流[0167]T2…第二涡流[0168]VI…第一空间[0169]V2…第二空间[0170]Vc…对流空间。

权利要求：1.一种旋转机械，其中，所述旋转机械具备：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。2.根据权利要求1所述的旋转机械，其中，所述护罩槽部的朝向下游侧的面具有:随着从所述护罩径向壁面朝向上游侧而向径向内侧延伸的倾斜面；以及从所述倾斜面的径向内侧的端缘向径向内侧延伸且与所述护罩的内周面连接的垂直面。3.—种旋转机械，其中，所述旋转机械具备：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，所述突出面将所述护罩径向壁面与所述凹部径向壁面之间的空间划分成位于比所述突出面靠径向内侧的第一空间与隔着所述突出面而位于比所述第一空间靠径向外侧的第二空间，从而在所述第一空间内以及所述第二空间内形成回旋方向相互不同的涡流。4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机械，其中，所述旋转机械具有护罩凸部，该护罩凸部设置于所述护罩径向壁面，且朝向所述轴线方向下游侧突出。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转机械，其中，在所述第二壁面上形成有第二壁面槽部，该第二壁面槽部从所述第二壁面以从所述第二壁面后退的方式朝向径向外侧而与所述外周面连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转机械，其中，所述第一壁面与所述第二壁面设置在所述轴线方向上的相同的位置，在所述第一壁面与第二壁面之间形成有朝向所述轴线方向上游侧突出的凸部，并且，所述突出面形成为所述凸部的径向内侧的面。7.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转机械，其中，所述第一壁面设置在比所述第二壁面靠所述轴线方向上的下游侧的位置，所述突出面将所述第一壁面的径向外侧的端部与所述第二壁面的径向内侧的端部连接。

百度查询： 三菱日立电力系统株式会社 旋转机械

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD