涡轮机制造技术

一种涡轮机，在轮毂套筒（41）上朝向环状槽（33）的底面（33a）立设密封凸片（15），在密封凸片的前端与环状槽的底面之间形成有微小间隙（H），其中，在将密封凸片中的配置于轮毂套筒的前缘侧的第一密封凸片（15a）与轮毂套筒的前缘（41a）之间的轴向距离设为L，将轮毂套筒的前缘与环状槽的内侧面（33b）之间的轴向距离设为Bu时，第一密封凸片以满足L/Bu<0.3的方式进行配置。

【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设备、化工设备、燃气设备、钢铁厂、船舶等所使用的涡轮机。本申请基于2010年2 月25日在日本申请的日本特愿2010-040920号申请主张优选权，在此引用其内容。
技术介绍
目前，作为蒸汽涡轮机的一种，公知的有多级具备壳体、旋转自如地设置于壳体的内部的轴体(转子)、固定配置于壳体的内周部的定子叶片、在该定子叶片的下游侧放射状设置于轴体的转子叶片的蒸汽涡轮机。这种蒸汽涡轮机中，在冲击式涡轮机的情况下，通过定子叶片将蒸汽的压力能转变为速度能，通过转子叶片将该速度能转变为旋转能(机械能)。另外，在反向动力式涡轮机的情况下，也在转子叶片内将压力能转变为速度能，由喷出蒸汽的反向动力，将速度能转变为旋转能(机械能)。在这种蒸汽涡轮机中，多数情况是在转子叶片的前端部和包围转子叶片形成蒸汽流路的壳体之间形成有径向的间隙，并且在定子叶片的前端部和轴体之间也形成有径向的间隙。但是，在下游侧通过转子叶片前端部的间隙的泄漏蒸汽对转子叶片不施加旋转力。另外，在下游侧通过定子叶片前端部的间隙的泄漏蒸汽不能通过定子叶片将压力能转变为速度能。因此，几乎对下游转子叶片不施加旋转力。因此，为了提高蒸汽涡轮机的性能，需要减少通过上述间隙的泄漏蒸汽量。在此，提案有下述的构造，在转子叶片的前端部设置有高度从轴向上游侧朝向下游侧逐渐增加的台阶部，且在壳体内设置有相对于台阶部具有间隙的密封凸片(例如，参照专利文献I)。根据上述构成，流过密封凸片的间隙的泄漏流体与形成台阶部的台阶面的端缘部(边缘部)碰撞，流动阻力增大。因此，减少通过壳体与转子叶片的前端部之间的间隙的泄漏流量。专利文献I:(日本)特开2006-291967号公报但是，为了进一步实现蒸汽涡轮机的低成本化、高性能化，考虑例如减少定子叶片和转子叶片的级数，使每一级的负荷增大的构造。在这样的构造中，每一级的压力比增大。因此，通过密封凸片的泄漏流量增大，蒸汽涡轮机的性能会降低。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供进一步降低泄漏流量的高性能的涡轮机。为了解决上述问题，本专利技术的涡轮机具备叶片；构造体，其以包围所述叶片的周围的方式形成，并相对于所述叶片相对旋转，在所述构造体的与所述叶片的前端对应的位置形成有确保与所述叶片的前端之间的间隙的环状槽，而且，在所述叶片的前端，朝向所述环状槽的底面立设至少一个密封凸片，在所述密封凸片的前端与所述环状槽的底面之间形成有径向的微小间隙，其中，在将所述密封凸片中的配置于所述叶片的上游端侧的上游端侧密封凸片与所述叶片的上游端之间的轴向距离设为L，将所述叶片的上游端与所述环状槽的上游侧的内侧面之间的轴向距离设为Bu时，所述上游端侧密封凸片以满足式(I)即、L/Bu彡O. I的方式进行配置。根据上述构成，在本专利技术的涡轮机中，通过叶片的主流的流体的一部分碰撞叶片。而且，流入环状槽内的流体形成沿从上游端侧密封凸片的前端朝向环状槽的底面的方向(向下流动，朝向径向内侧的流动)旋转的第一主涡流。通过第一主涡流得到通过形成于密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙的流体的缩流效果。因此，减少泄漏流量。在此，上游端侧密封凸片以满足式(I)的方式配置，由此，形成在上游端侧密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙可靠地产生从上游端侧密封凸片的前端朝向环 状槽的底面的流动的第一主涡流。在不满足式(I)的位置配置上游端侧密封凸片时，第一主涡流的一部分分离，沿第一主涡流的旋转方向的相反方向旋转的分离涡流形成于第一主涡流与上游端侧密封凸片之间。因此，在上游端侧密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙产生从环状槽的底面朝向上游端侧密封凸片的基端侧的流动(向上流动，朝向径向外侧的流动)。而且，可能不会得到通过微小间隙的流体的缩流效果。在本专利技术的涡轮机中，所述上游端侧密封凸片以与所述叶片的上游端为同一面的方式进行配置。根据上述构成，第一主涡流被更高效地利用，在上游端侧密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙产生从上游端侧密封凸片的前端朝向环状槽的底面的流动。因此，能更可靠地得到通过微小间隙的流体的缩流效果。在本专利技术的涡轮机中，在所述环状槽内，在与所述叶片的上游端对应的位置形成有小环状槽。根据上述构成，第一主涡流的旋转中心接近微小间隙。由于第一主涡流的旋转中心接近微小间隙，相应地，利用第一主涡流的径向速度大的部分，在微小间隙内产生从上游端侧密封凸片的前端朝向环状槽的底面的更强的流动。因此，进一步能可靠地得到通过微小间隙的流体的缩流效果。在本专利技术的涡轮机中，在所述叶片的前端设置有多个所述密封凸片，在所述环状槽内从所述叶片的上游端朝向下游侧设置有台阶部，所述台阶部以利用至少一个台阶使其高度伴随着朝向下游侧逐渐降低的方式形成，并且以位于形成于所述台阶的下游侧边缘部所邻接的密封凸片之间的方式形成。在此，通过上游端侧密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙的流体与存在于上游端侧密封凸片的一个下游侧的第二密封凸片碰撞。而且，在形成于第二密封凸片与上游端侧密封凸片之间的腔内形成第二主涡流。该第二主涡流的旋转方向沿与第一主涡流的旋转方向相反的方向旋转，因此，在第二密封凸片与环状槽的底面之间的微小间隙产生从环状槽的底面朝向密封凸片的基端侧的流动。但是，由于在环状槽内设置有高度随着朝向下游侧逐渐降低的台阶部，由此，在台阶面，一部分的流体从第二主涡流分离。而且，形成沿第二主涡流的旋转方向的相反方向旋转的分离涡流。通过该分离涡流，在第二密封凸片与环状槽的底面之间的微小间隙产生从密封凸片的前端朝向环状槽的底面的流动，进一步减少泄漏流量。在本专利技术的涡轮机中，在所述环状槽内，在位于所述上游端侧密封凸片的下游侧的密封凸片中的至少与任一密封凸片对应的位置形成有所述小环状槽。根据上述构成，形成于第二密封凸片之后的小环状槽的涡流的旋转中心接近对应的微小间隙。因此，从微小间隙的密封凸片的前端朝向环状槽的底面的流动增加，更可靠地减少泄漏流量。 根据本专利技术，形成沿从上游端侧密封凸片的前端朝向环状槽的底面的方向流动的第一主涡流。因此，利用第一主涡流将通过形成于密封凸片的前端与环状槽的底面之间的微小间隙的流体缩流，减少泄漏流量。附图说明图I是表示本专利技术第一实施方式的蒸汽涡轮机的概略构成的剖面图；图2是图I的A部放大图；图3是本专利技术第一实施方式的密封凸片的作用说明图；图4是表示本专利技术第一实施方式的轮毂套筒与密封凸片的相对位置关系的说明图；图5是表示本专利技术第一实施方式的泄漏流量的减少率变化的图表；图6是用于说明本专利技术第二实施方式的说明图，是与图的A部的放大图对应的图；图7是表示本专利技术第二实施方式的泄漏流量的减少率的变化的图表；图8是用于说明本专利技术第三实施方式的说明图，是与图I的A部的放大图对应的图；图9是用于说明本专利技术第四实施方式的说明图，是与图I的A部的放大图对应的图；图10是图I的B部放大图。符号说明I :蒸汽涡轮机11 隔板外圈(构造体)12,33 :环状槽12a、33a:底面l2b、33b:内侧面15、115:密封凸片15a、115a :第一密封凸片(上游端侧密封凸片)15b、115b :第二密封凸片15c、115c :第三密封凸片30:轴体(构造体)34 :小环状槽35、38: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】2010.02.25 JP 2010-0409201.一种润轮机，具备 叶片； 构造体，其以包围所述叶片的周围的方式形成，并相对于所述叶片相对旋转， 在所述构造体的与所述叶片的前端对应的位置形成有确保与所述叶片的前端之间的间隙的环状槽，而且， 在所述叶片的前端，朝向所述环状槽的底面立设至少一个密封凸片，在所述密封凸片的前端与所述环状槽的底面之间形成有径向的微小间隙，其中， 在将所述密封凸片中的配置于所述叶片的上游端侧的上游端侧密封凸片与所述叶片的上游端之间的轴向距离设为L，将所述叶片的上游端与所述环状槽的上游侧的内侧面之间的轴向距离设为Bu时， 所述上游端侧密封凸片以满足下式(I)的方式进行配置，L/Bu ≤ O. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本和幸，桑村祥弘，大山宏治，田中良典，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：