透平機制造技術

本發明專利技術的透平機具備：葉片體（50），具有葉片（59）和圍帶（51），其中，上述葉片（59）設于被旋轉自如地支撐的轉子及設于上述轉子的周圍的定子中的一方，從上述一方的一側朝向另一方的一側沿徑向延伸，上述圍帶（51）在葉片（59）的徑向前端部沿周向延伸；及收容凹體（11），設于上述轉子及定子中的另一方，沿周向延伸，并且留有間隙(G)地收容圍帶（51）且相對于葉片體（50）旋轉；從沿著葉片（59）流動的主流（M）漏出的漏流（L）流經間隙（G），上述透平機（1）中，圍帶（59）中的、與收容凹體（11）相對的周面（53C）和比周面（53C）更靠漏流（L）的下游而形成于主流（M）側的后緣端部（56）之間形成導向曲面（57），上述導向曲面（57）將沿著周面（53C）流動的漏流（L）以順沿的方式從周面（53C）引導至后緣端部（56）。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及例如發電廠、化工廠、天然氣廠、鋼鐵廠及船舶等所使用的透平機。本申請主張2010年9月17日在日本提交的第2010-209570號專利申請的優先權，并將其內容援用于本文中。
技術介紹
如公知那樣，作為汽輪機的一種，存在具備外殼、旋轉自如地設于外殼的內部的軸體、固定配置于外殼的內周部的多個靜葉片及在這些多個靜葉片的下游側呈放射狀地設于軸體的多個動葉片的汽輪機。在這樣的汽輪機中的沖動式透平機的情況下，通過靜葉片將蒸汽的壓力能轉化為速度能，通過動葉片將該速度能轉化為旋轉能(機械能)。而且，在反動式透平機的情況下，在動葉片內將壓力能轉化為速度能，并通過蒸汽噴出的反動力而轉化為旋轉能(機械能)。在這種汽輪機中，在動葉片的前端部和圍繞動葉片而形成蒸汽流路的外殼之間形成間隙，而且，在靜葉片的前端部和軸體之間也形成間隙。漏流(泄漏蒸汽)從主流上游側朝向下游側流經這些間隙，若該漏流在主流下游側與主流匯合，將使主流的流動紊亂而產生損失(以下稱為“混合損失”。)，導致透平機效率降低。下述專利文獻I中提出了如下構成:在上述間隙中的漏流的流路出口側，將引導漏流的導向板安裝于圍帶，使漏流的方向與從動葉片流出的主流的方向一致。通過這樣的構成，能夠抑制在漏流和主流匯合時產生的主流的紊亂，降低混合損失。專利文獻1:日本特開2007-321721號公報
技術實現思路
但是，在以往技術中，存在在上述間隙的下游側形成攪拌主流的漏流渦流而產生混合損失這樣的問題。本專利技術考慮到這樣的情況而作出，以實現混合損失的進一步降低而提高透平機效率為課題。本專利技術所涉及的透平機具備:轉子，被旋轉自如地支撐；定子，設于上述轉子的周圍；葉片體，具有葉片和圍帶，其中，上述葉片設于上述轉子和上述定子中的一方，從上述一方的一側朝向另一方的一側沿徑向延伸，上述圍帶在上述葉片的徑向前端部沿周向延伸；及收容凹體，設于上述轉子和上述定子中的另一方，沿周向延伸，并且留有間隙地收容上述圍帶且相對于上述葉片體旋轉，從沿著上述葉片流動的主流漏出的漏流流經上述間隙，在該透平機中，上述圍帶中的、與上述收容凹體相對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側的后緣端部之間形成導向曲面，上述導向曲面將沿著上述周面流動的漏流以順沿的方式從上述周面引導至上述后緣端部。根據該構成，形成于周面和后緣端部之間的導向曲面將沿著周面流動的漏流以順沿的方式從周面引導至后緣端部，因此漏流從后緣端部向主流側流出，在葉片體與收容凹體的間隙和主流流路的分界區形成從主流的上游側朝向下游側的渦流(以下稱為正渦流。)。假設，不具備導向曲面而使后緣端部和周面經由角部連續，沿著周面流動的漏流在該角部剝離而形成沿與正渦流相反的方向流動的反渦流。該反渦流在上述間隙和主流流路的分界區與主流逆向流動，而且，在圍帶的后緣將主流引入至上述間隙，因而攪拌主流。另一方面，由上述構成形成的正渦流在上述間隙和主流流路的分界區未與主流逆向流動，而且，沒有在圍帶的后緣將主流引入至上述間隙，因此不會攪拌主流。因此，能夠抑制混合損失的產生，能夠提高透平機效率。而且，上述后緣端部形成為沿轉軸方向延伸的軸向翅片。根據該構成，后緣端部形成為沿轉軸方向延伸的軸向翅片，因此能夠削減被后緣端部引導的漏流的徑向速度分量。因此，主流的徑向速度分量和漏流的徑向速度分量的差分變小。因此，能夠使漏流平滑地與主流匯合，因此能夠進一步降低混合損失。而且，在上述導向曲面形成沿與上述圍帶相對于上述收容凹部的相對旋轉方向相反的方向引導的導向通路，上述導向通路被設置為，在上述周面側使上述漏流流入的流入部和在上述后緣端部側使上述漏流流出的流出部沿與上述相對旋轉方向相反的方向錯開。根據該構成，形成沿與圍帶相對于收容凹部的相對旋轉方向相反的方向引導的導向通路，因此能夠對沿相對旋轉方向流動的漏流的周向速度分量賦予與相對旋轉方向相反方向的周向速度分量，從而減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，能夠使漏流平滑地與主流匯合，因此能夠進一步降低混合損失。而且,上述導向通路形成為槽狀。而且，利用沿上述導向曲面的法線方向突出的突壁形成上述導向通路。根據該構成，能夠比較簡單地形成導向通路。而且，上述導向曲面被設置為，與周向相交的剖面的剖面輪廓形成為圓弧狀。而且，上述導向曲面被設置為，與周向相交的剖面的剖面輪廓形成為橢圓狀。根據該構成，能夠比較簡單地形成導向曲面。而且，上述導向曲面至少與上述葉片的表面相比形成凹凸狀。根據該構成，導向曲面形成為凹凸狀，因此使沿著導向曲面流動的漏流紊流化。由此，能夠提高漏流對導向曲面的附著性，使漏流難以從導向曲面剝離。由此，能夠更切實地將漏流引導至圍帶的后緣端部。專利技術效果根據本專利技術，能夠實現混合損失的進一步降低，能夠提高透平機效率。附圖說明圖1是表示本專利技術的第一實施方式所涉及的汽輪機I的概略構成剖視圖。圖2是表示圖1中的主要部分I的主要部分放大剖視圖。圖3是汽輪機I的作用說明圖，是與周向相交的剖面的主要部分放大圖。圖4是汽輪機I的作用說明圖，是主要部分放大剖面立體圖。圖5A是表示汽輪機I的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖5B是表示汽輪機I的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖5C是表示汽輪機I的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖6是汽輪機I的比較例01的主要部分放大剖視圖。圖7是汽輪機I的變形例IA的主要部分放大剖視圖。圖8是本專利技術的第二實施方式所涉及的汽輪機2的主要部分放大剖視圖。圖9是汽輪機2的主要部分放大剖面立體圖。圖1OA是表示汽輪機2的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖1OB是表示汽輪機2的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖1OC是表示汽輪機2的主流速度V和漏流速度V的矢量線圖。圖11是汽輪機2的變形例2A的主要部分放大剖視圖。圖12是本專利技術的第三實施方式所涉及的汽輪機3的主要部分放大剖面立體圖。圖13是汽輪機3的葉片排列圖。圖14A是表示汽輪機3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖14B是表示汽輪機3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖14C是表示汽輪機3的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖15是本專利技術的第四實施方式所涉及的汽輪機4的主要部分放大剖面立體圖。圖16是汽輪機4的葉片排列圖。圖17A是表示汽輪機4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖17B是表示汽輪機4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖17C是表示汽輪機4的主流速度V和漏流速度V的速度的矢量線圖。圖18是省略了本專利技術所涉及的導向曲面57的模型I的分析結果。圖19是形成了本專利技術所涉及的導向曲面57的模型2的分析結果。圖20是表示本專利技術所涉及的模型1、2的透平機效率和泄漏流量-主流流量比的圖表。圖21是表示將本專利技術適用于靜葉片40的示例的主要部分放大剖視圖，與圖1中的主要部分J相當。具體實施例方式以下，參照附圖對本專利技術的實施方式進行詳細說明。(第一實施方式)圖1是表示本專利技術的第一實施方式所涉及的汽輪機(透平機)I的概略構成剖視圖。汽輪機I主要由以下構成:外殼(定子)10 ;調節閥20，對流入到外殼10的蒸汽S的量和壓力進行調節；軸體(轉子)30，旋轉自如地設于外殼10的內部，將動力傳遞至未圖示的發電機等機械；靜葉片本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.09.17 JP 2010-2095701.一種透平機，具備: 轉子，被旋轉自如地支撐； 定子，設于所述轉子的周圍； 葉片體，具有葉片和圍帶，其中，所述葉片設于所述轉子和所述定子中的一方，從所述一方的一側朝向另一方的一側沿徑向延伸；所述圍帶在所述葉片的徑向前端部沿周向延伸, 及 收容凹體，設于所述轉子和所述定子中的另一方，沿周向延伸，并且，留有間隙地收容所述圍帶且相對于所述葉片體旋轉， 從沿著所述葉片流動的主流漏出的漏流流經所述間隙， 所述透平機的特征在于， 所述圍帶中的、與所述收容凹體相對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側的后緣端部之間形成導向曲面，所述導向曲面將沿著所述周面流動的漏流以順沿的方式從所述周面引導至所述后緣端部。2.根據權利要求1所述的透平機，其中，所述后緣端部形成為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：桑村祥弘，松本和幸，大山宏治，田中良典，松浦正昭，松尾朝春，
申請(專利權)人：三菱重工業株式會社，
類型：
國別省市：