透平机制造技术

本发明专利技术的透平机具备：叶片体（50），具有叶片（59）和围带（51），其中，上述叶片（59）设于被旋转自如地支撑的转子及设于上述转子的周围的定子中的一方，从上述一方的一侧朝向另一方的一侧沿径向延伸，上述围带（51）在叶片（59）的径向前端部沿周向延伸；及收容凹体（11），设于上述转子及定子中的另一方，沿周向延伸，并且留有间隙(G)地收容围带（51）且相对于叶片体（50）旋转；从沿着叶片（59）流动的主流（M）漏出的漏流（L）流经间隙（G），上述透平机（1）中，围带（59）中的、与收容凹体（11）相对的周面（53C）和比周面（53C）更靠漏流（L）的下游而形成于主流（M）侧的后缘端部（56）之间形成导向曲面（57），上述导向曲面（57）将沿着周面（53C）流动的漏流（L）以顺沿的方式从周面（53C）引导至后缘端部（56）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如发电厂、化工厂、天然气厂、钢铁厂及船舶等所使用的透平机。本申请主张2010年9月17日在日本提交的第2010-209570号专利申请的优先权，并将其内容援用于本文中。
技术介绍
如公知那样，作为汽轮机的一种，存在具备外壳、旋转自如地设于外壳的内部的轴体、固定配置于外壳的内周部的多个静叶片及在这些多个静叶片的下游侧呈放射状地设于轴体的多个动叶片的汽轮机。在这样的汽轮机中的冲动式透平机的情况下，通过静叶片将蒸汽的压力能转化为速度能，通过动叶片将该速度能转化为旋转能(机械能)。而且，在反动式透平机的情况下，在动叶片内将压力能转化为速度能，并通过蒸汽喷出的反动力而转化为旋转能(机械能)。在这种汽轮机中，在动叶片的前端部和围绕动叶片而形成蒸汽流路的外壳之间形成间隙，而且，在静叶片的前端部和轴体之间也形成间隙。漏流(泄漏蒸汽)从主流上游侧朝向下游侧流经这些间隙，若该漏流在主流下游侧与主流汇合，将使主流的流动紊乱而产生损失(以下称为“混合损失”。)，导致透平机效率降低。下述专利文献I中提出了如下构成:在上述间隙中的漏流的流路出口侧，将引导漏流的导向板安装于围带，使漏流的方向与从动叶片流出的主流的方向一致。通过这样的构成，能够抑制在漏流和主流汇合时产生的主流的紊乱，降低混合损失。专利文献1:日本特开2007-321721号公报
技术实现思路
但是，在以往技术中，存在在上述间隙的下游侧形成搅拌主流的漏流涡流而产生混合损失这样的问题。本专利技术考虑到这样的情况而作出，以实现混合损失的进一步降低而提高透平机效率为课题。本专利技术所涉及的透平机具备:转子，被旋转自如地支撑；定子，设于上述转子的周围；叶片体，具有叶片和围带，其中，上述叶片设于上述转子和上述定子中的一方，从上述一方的一侧朝向另一方的一侧沿径向延伸，上述围带在上述叶片的径向前端部沿周向延伸；及收容凹体，设于上述转子和上述定子中的另一方，沿周向延伸，并且留有间隙地收容上述围带且相对于上述叶片体旋转，从沿着上述叶片流动的主流漏出的漏流流经上述间隙，在该透平机中，上述围带中的、与上述收容凹体相对的周面和比上述周面更靠上述漏流的下游而形成于上述主流侧的后缘端部之间形成导向曲面，上述导向曲面将沿着上述周面流动的漏流以顺沿的方式从上述周面引导至上述后缘端部。根据该构成，形成于周面和后缘端部之间的导向曲面将沿着周面流动的漏流以顺沿的方式从周面引导至后缘端部，因此漏流从后缘端部向主流侧流出，在叶片体与收容凹体的间隙和主流流路的分界区形成从主流的上游侧朝向下游侧的涡流(以下称为正涡流。)。假设，不具备导向曲面而使后缘端部和周面经由角部连续，沿着周面流动的漏流在该角部剥离而形成沿与正涡流相反的方向流动的反涡流。该反涡流在上述间隙和主流流路的分界区与主流逆向流动，而且，在围带的后缘将主流引入至上述间隙，因而搅拌主流。另一方面，由上述构成形成的正涡流在上述间隙和主流流路的分界区未与主流逆向流动，而且，没有在围带的后缘将主流引入至上述间隙，因此不会搅拌主流。因此，能够抑制混合损失的产生，能够提高透平机效率。而且，上述后缘端部形成为沿转轴方向延伸的轴向翅片。根据该构成，后缘端部形成为沿转轴方向延伸的轴向翅片，因此能够削减被后缘端部引导的漏流的径向速度分量。因此，主流的径向速度分量和漏流的径向速度分量的差分变小。因此，能够使漏流平滑地与主流汇合，因此能够进一步降低混合损失。而且，在上述导向曲面形成沿与上述围带相对于上述收容凹部的相对旋转方向相反的方向引导的导向通路，上述导向通路被设置为，在上述周面侧使上述漏流流入的流入部和在上述后缘端部侧使上述漏流流出的流出部沿与上述相对旋转方向相反的方向错开。根据该构成，形成沿与围带相对于收容凹部的相对旋转方向相反的方向引导的导向通路，因此能够对沿相对旋转方向流动的漏流的周向速度分量赋予与相对旋转方向相反方向的周向速度分量，从而减小漏流的周向速度分量和主流的周向速度分量的差分。因此，能够使漏流平滑地与主流汇合，因此能够进一步降低混合损失。而且,上述导向通路形成为槽状。而且，利用沿上述导向曲面的法线方向突出的突壁形成上述导向通路。根据该构成，能够比较简单地形成导向通路。而且，上述导向曲面被设置为，与周向相交的剖面的剖面轮廓形成为圆弧状。而且，上述导向曲面被设置为，与周向相交的剖面的剖面轮廓形成为椭圆状。根据该构成，能够比较简单地形成导向曲面。而且，上述导向曲面至少与上述叶片的表面相比形成凹凸状。根据该构成，导向曲面形成为凹凸状，因此使沿着导向曲面流动的漏流紊流化。由此，能够提高漏流对导向曲面的附着性，使漏流难以从导向曲面剥离。由此，能够更切实地将漏流引导至围带的后缘端部。专利技术效果根据本专利技术，能够实现混合损失的进一步降低，能够提高透平机效率。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的汽轮机I的概略构成剖视图。图2是表示图1中的主要部分I的主要部分放大剖视图。图3是汽轮机I的作用说明图，是与周向相交的剖面的主要部分放大图。图4是汽轮机I的作用说明图，是主要部分放大剖面立体图。图5A是表示汽轮机I的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图5B是表示汽轮机I的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图5C是表示汽轮机I的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图6是汽轮机I的比较例01的主要部分放大剖视图。图7是汽轮机I的变形例IA的主要部分放大剖视图。图8是本专利技术的第二实施方式所涉及的汽轮机2的主要部分放大剖视图。图9是汽轮机2的主要部分放大剖面立体图。图1OA是表示汽轮机2的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图1OB是表示汽轮机2的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图1OC是表示汽轮机2的主流速度V和漏流速度V的矢量线图。图11是汽轮机2的变形例2A的主要部分放大剖视图。图12是本专利技术的第三实施方式所涉及的汽轮机3的主要部分放大剖面立体图。图13是汽轮机3的叶片排列图。图14A是表示汽轮机3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图14B是表示汽轮机3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图14C是表示汽轮机3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图15是本专利技术的第四实施方式所涉及的汽轮机4的主要部分放大剖面立体图。图16是汽轮机4的叶片排列图。图17A是表示汽轮机4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图17B是表示汽轮机4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图17C是表示汽轮机4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量线图。图18是省略了本专利技术所涉及的导向曲面57的模型I的分析结果。图19是形成了本专利技术所涉及的导向曲面57的模型2的分析结果。图20是表示本专利技术所涉及的模型1、2的透平机效率和泄漏流量-主流流量比的图表。图21是表示将本专利技术适用于静叶片40的示例的主要部分放大剖视图，与图1中的主要部分J相当。具体实施例方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。(第一实施方式)图1是表示本专利技术的第一实施方式所涉及的汽轮机(透平机)I的概略构成剖视图。汽轮机I主要由以下构成:外壳(定子)10 ;调节阀20，对流入到外壳10的蒸汽S的量和压力进行调节；轴体(转子)30，旋转自如地设于外壳10的内部，将动力传递至未图示的发电机等机械；静叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.17 JP 2010-2095701.一种透平机，具备: 转子，被旋转自如地支撑； 定子，设于所述转子的周围； 叶片体，具有叶片和围带，其中，所述叶片设于所述转子和所述定子中的一方，从所述一方的一侧朝向另一方的一侧沿径向延伸；所述围带在所述叶片的径向前端部沿周向延伸, 及 收容凹体，设于所述转子和所述定子中的另一方，沿周向延伸，并且，留有间隙地收容所述围带且相对于所述叶片体旋转， 从沿着所述叶片流动的主流漏出的漏流流经所述间隙， 所述透平机的特征在于， 所述围带中的、与所述收容凹体相对的周面和比所述周面更靠所述漏流的下游而形成于所述主流侧的后缘端部之间形成导向曲面，所述导向曲面将沿着所述周面流动的漏流以顺沿的方式从所述周面引导至所述后缘端部。2.根据权利要求1所述的透平机，其中，所述后缘端部形成为...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑村祥弘，松本和幸，大山宏治，田中良典，松浦正昭，松尾朝春，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：