涡轮机的制作方法

1.本发明涉及一种涡轮机。
2.本技术主张基于2020年11月25日于日本技术的专利申请2020-195481号的优先权，并将其内容援用于此。


背景技术：

3.燃气涡轮机或蒸汽涡轮机主要具备绕轴线旋转的转子、从外周侧覆盖该转子的壳体及设置于壳体的内周侧的多个固定叶片层(参考下述专利文献1)。转子具有沿轴线延伸的转子主体及在转子主体的外周面上排列的多个转动叶片层。固定叶片层和转动叶片层在轴线方向交替排列。固定叶片层具有在周向上排列的多个固定叶片。同样地，转动叶片层具有在周向上排列的多个转动叶片。从外部导入的流体通过固定叶片层而改变流动方向之后，流入转动叶片层。由此，通过转动叶片层，蒸汽的能量转换为旋转力，从而转子进行旋转。
4.以往技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2018-138764号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的技术课题
8.另外，已知当蒸汽通过固定叶片的周围时，伴随着蒸汽所具有的粘性，形成被称为流速小的边界层的流动层。若该边界层发展下去，则会产生能量损失。其结果，蒸汽涡轮机的效率有可能会降低。此外，还存在减少在固定叶片密封翅片与转子之间流动的蒸汽流(泄漏流)以提高涡轮机效率的请求。
9.本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种效率进一步得到提高的蒸汽涡轮机。
10.用于解决技术课题的手段
11.为了解决上述课题，本发明所涉及的蒸汽涡轮机具备：转子，具有可绕轴线旋转的转子主体及沿该转子主体的外周面在周向上排列的多个转动叶片；壳体，覆盖该转子；及多个固定叶片，沿该壳体的内周面在周向上排列，所述固定叶片具有：固定叶片主体，在表面形成有吸入部，所述吸入部相对于所述轴线沿径向延伸并且可吸入从所述轴线方向的一侧朝向另一侧流动的工作流体的至少一部分；喷嘴内周部件，设置于该固定叶片主体的径向内侧；及多个密封翅片，从该喷嘴内周部件的内周面朝向径向内侧突出并且在所述轴线方向上隔开间隔而排列，在所述喷嘴内周部件及所述密封翅片上的比所述轴线方向的最一侧的所述密封翅片更靠另一侧的部分，形成有喷出从所述吸入部导入的工作流体的喷出口。
12.发明效果
13.根据本发明，能够提供一种效率进一步得到提高的蒸汽涡轮机。
附图说明
14.图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的结构的示意图。
15.图2是本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的主要部分放大剖视图。
16.图3是本发明的第一实施方式所涉及的固定叶片的立体图。
17.图4是本发明的第一实施方式所涉及的密封翅片的放大剖视图。
18.图5是本发明的第一实施方式所涉及的固定叶片的第一变形例的立体图。
19.图6是本发明的第一实施方式所涉及的固定叶片的第二变形例的立体图。
20.图7是本发明的第一实施方式所涉及的固定叶片的第三变形例的立体图。
21.图8是本发明的第二实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的主要部分放大剖视图。
22.图9是本发明的第三实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的主要部分放大剖视图。
23.图10是表示本发明的第三实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的第一变形例的主要部分放大剖视图。
24.图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的第二变形例的主要部分放大剖视图。
25.图12是表示本发明的第三实施方式所涉及的蒸汽涡轮机的第三变形例的主要部分放大剖视图。
具体实施方式
26.[第一实施方式]
[0027]
(蒸汽涡轮机的结构)
[0028]
以下，参考图1至图4，对本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽涡轮机1(涡轮机)进行说明。如图1所示，蒸汽涡轮机1具备转子2、壳体3、固定叶片层9、轴颈轴承4及推力轴承5。
[0029]
转子2具有沿轴线ac延伸的转子主体6、及在该转子主体6的外周面上在轴线ac方向上隔开间隔而排列的多个转动叶片层7。在转子主体6的轴线ac方向上的两端部分别各设置有一个轴颈轴承4。轴颈轴承4支承基于转子主体6向径向的载荷，同时将该转子主体6支承为能够绕轴线ac旋转。在转子主体6的轴线ac方向一侧设置有1个推力轴承5。推力轴承5支承基于转子主体6向轴线ac方向的载荷。
[0030]
各个转动叶片层7具有沿转子主体6的外周面在周向上排列的多个转动叶片8。从径向观察时，各转动叶片8具有将轴线ac方向一侧设为前缘，另一侧设为后缘的叶片状的截面形状。
[0031]
壳体3呈从外侧覆盖上述的转子2的筒状。在壳体3的内周面设置有在轴线ac方向上隔开间隔而排列的多个固定叶片层9。这些固定叶片层9与转动叶片层7在轴线ac方向交替排列。更具体而言，在各转动叶片层7的轴线ac方向一侧各设置有1个固定叶片层9。各个固定叶片层9具有沿壳体3的内周面在周向上排列的多个固定叶片10。从径向观察时，固定叶片10具有将轴线ac方向一侧设为前缘，另一侧设为后缘的叶片状的截面形状。
[0032]
在壳体3的轴线ac方向一侧设置有用于引导在外部产生的蒸汽的蒸汽供给口40。通过蒸汽供给口40导入到壳体3内的蒸汽通过上述的固定叶片层9而改变流动方向之后，与转动叶片层7碰撞。由此，经由转动叶片层7对转子2赋予绕轴线ac的旋转能量。此外，在壳体3的轴线ac方向另一侧设置有用于排出通过该壳体3的内部的蒸汽的蒸汽排出口50。在以下
的说明中，有时将从蒸汽排出口50观察时蒸汽供给口40所在的一侧(即，轴线ac方向一侧)简称为“上游侧”，将其相反侧简称为“下游侧”。
[0033]
(固定叶片的结构)
[0034]
接着，参考图2和图3，对固定叶片10的详细结构进行说明。如图2所示，固定叶片10具有喷嘴外周部件31、固定叶片主体11、喷嘴内周部件12及固定叶片密封翅片13(密封翅片)。
[0035]
喷嘴外周部件31安装于壳体3的内周面3s。喷嘴外周部件31呈以轴线ac为中心的环状。固定叶片主体11从喷嘴外周部件31朝向径向内侧延伸。即，喷嘴外周部件31从径向外侧支承在周向上排列的多个固定叶片主体11。
[0036]
如图3所示，固定叶片主体11的上游侧的端缘设为前缘11l，下游侧的端缘设为后缘11t。连结前缘11l和后缘11t的曲线(即，通过叶片状截面中的中心的线)设为弧线cl。以该弧线cl为边界，将朝向周向一侧的面设为正压面11a、朝向另一侧的面设为负压面11b。正压面11a朝向周向另一侧呈曲面状凹陷。正压面11a朝向蒸汽的流动方向中的上游侧。负压面11b朝向周向另一侧呈曲面状突出。负压面11b朝向蒸汽的流动方向中的下游侧。
[0037]
在负压面11b形成有吸入部20，所述吸入部20可吸入在固定叶片主体11的周围流动的蒸汽(工作流体)的至少一部分。吸入部20具有形成于偏向前缘11l侧的位置的一对前缘侧吸入口21、及形成于偏向后缘11t侧的位置的1个后缘侧吸入口22。
[0038]
前缘侧吸入口21是以径向为长度方向的长方形的开口。另外，前缘侧吸入口21也可以为圆形或椭圆形。一对前缘侧吸入口21在径向上相互分开。一个前缘侧吸入口21形成于负压面11b中的径向外侧的端部附近，另一个前缘侧吸入口21形成于径向内侧的端部附近。并且，从固定叶片主体11的径向端部至前缘侧吸入口21的距离比它们的一对前缘侧吸入口21彼此之间的距离小。此外，一对前缘侧吸入口21的轴线ac方向上的位置相互相同。在此所说的“相同”是指实质上相同的位置，并允许设计上的公差或制造上的误差。在以下的说明中，也是同样的。另外，也能够采用一对前缘侧吸入口21的轴线ac方向上的位置相互不同的结构。
[0039]
后缘侧吸入口22是以径向为长度方向的长方形的开口。后缘侧吸入口22与上述的前缘侧吸入口21不同，遍及负压面11b中的径向的几乎整个区域延伸。即，后缘侧吸入口22的径向上的尺寸比前缘侧吸入口21大。后缘侧吸入口22的径向外侧的端部的径向位置与一个(径向外侧)前缘侧吸入口21的径向外侧的端部的径向位置相同。并且，后缘侧吸入口22的径向内侧的端部的径向位置与另一个(径向内侧)前缘侧吸入口21的径向内侧的端部的径向位置相同。
[0040]
固定叶片主体11的内部设为中空，上述的吸入部20(前缘侧吸入口21及后缘侧吸入口22)经由该中空部，与后述的喷出口h连通。更具体而言，在固定叶片主体11的内部形成有供流体流通的流路，吸入部20通过该流路与喷出口h连通。
[0041]
在固定叶片主体11的径向内侧设置有喷嘴内周部件12。喷嘴内周部件12呈以轴线ac为中心的环状，从径向内侧支承在周向上排列的多个固定叶片主体11。
[0042]
喷嘴内周部件12的内周面12s与转子主体6的外周面6s在径向上隔开间隔而相对。在内周面12s上设置有多个固定叶片密封翅片13。在本实施方式中，作为一例，3个固定叶片密封翅片13在轴线ac方向上隔开间隔而排列。另外，固定叶片密封翅片13的数量不限定于3
个，也可以为4个以上。各个固定叶片密封翅片13从内周面12s朝向径向内侧突出并且呈沿周向延伸的圆环状。固定叶片密封翅片13具有随着从径向外侧朝向内侧轴线ac方向的尺寸逐渐减小的锥形状的截面形状。在固定叶片密封翅片13的径向内侧的端部与转子主体6的外周面6s之间形成有一定的间隙(clearance)。
[0043]
接着，参考图4，对固定叶片密封翅片13的详细结构进行说明。如图4所示，在本实施方式中，3个固定叶片密封翅片13中，将位于最上游侧的固定叶片密封翅片13设为第一密封翅片13a，将位于最下游侧的固定叶片密封翅片13设为第三密封翅片13c。此外，将位于这些第一密封翅片13a与第三密封翅片13c之间的固定叶片密封翅片13设为第二密封翅片13b。
[0044]
这些3个固定叶片密封翅片13中，在第二密封翅片13b的前端(径向内侧的端部)形成有与上述的吸入部20连通的喷出口h。即，虽然未详细图示，但在第二密封翅片13b的内部形成有连通吸入部20与喷出口h的流路。在此，在形成于各固定叶片密封翅片13彼此之间的空间s中，由于蒸汽的主流(即，在固定叶片主体11的周围流动的蒸汽的流动)被固定叶片密封翅片13自身阻挡，因此静压变得比固定叶片主体11的周围更低。即，在该空间s与固定叶片主体11的周围之间产生压力差。由此，从上述的吸入部20朝向喷出口h吸入固定叶片主体11的周围的蒸汽的一部分。所吸入的蒸汽a从喷出口h成为喷流j而向空间s内喷出。
[0045]
(转动叶片的结构)
[0046]
如图2所示，转动叶片8具有轮盘61、转动叶片主体81、外侧护罩82及转动叶片密封翅片83。轮盘61呈以轴线ac为中心的环状，安装于转子主体6的外周面6s。在轮盘61的外周侧设置有多个转动叶片主体81。这些转动叶片主体81在周向上隔开间隔而排列。虽未详细图示，但各个转动叶片主体81从径向观察时具有叶片状的截面形状。在转动叶片主体81的径向外侧设置有外侧护罩82。外侧护罩82呈以轴线ac为中心的环状，从径向外侧支承多个转动叶片主体81。
[0047]
在外侧护罩82的外周面82s设置有在轴线ac方向上隔开间隔而排列的多个转动叶片密封翅片83。转动叶片密封翅片83抑制流入外侧护罩82与内周面3s之间的蒸汽流(泄漏流)。在本实施方式中，作为一例，设置有4个转动叶片密封翅片83。另外，转动叶片密封翅片83的数量不限定于4个，也可以为3个以下或5个以上。各个转动叶片密封翅片83从外周面82s朝向径向外侧突出并且呈沿周向延伸的环状。转动叶片密封翅片83具有随着从径向内侧朝向外侧轴线ac方向的尺寸逐渐减小的锥形状的截面形状。在转动叶片密封翅片83的前端(径向外侧的端部)与壳体3的内周面3s之间形成有一定的间隙(clearance)。
[0048]
(作用效果)
[0049]
接着，对本实施方式所涉及的蒸汽涡轮机1的动作进行说明。当运行蒸汽涡轮机1时，将在外部的锅炉等中产生的高温高压的蒸汽从蒸汽供给口40供给至壳体3内。供给至壳体3内的蒸汽的大部分在从上游侧流朝向下游侧流动的途中，与固定叶片层9及转动叶片层7交替接触。固定叶片层9改变蒸汽的流动方向，适当化向转动叶片层7的流入角度。通过蒸汽流入转动叶片层7，从而经由该转动叶片层7对转子2赋予旋转力。由此，转子2绕轴线ac旋转。转子2的旋转能量例如用于驱动与轴端连接的发电机(未图示)。通过最下游侧的转动叶片层7的蒸汽通过蒸汽排出口50被引导至外部的冷凝器等(未图示)。
[0050]
另外，已知当蒸汽通过固定叶片主体11的周围时，伴随着蒸汽的粘性，在固定叶片
主体11的表面形成被称为流速小的边界层的流动层。边界层尤其在固定叶片主体11的负压面11b中的后缘11t侧明显产生。并且，在固定叶片主体11的前缘11l附近，容易形成作为以径向的两端部为起点的二次流的涡流。由于产生这些现象，蒸汽的流畅流动受到阻碍，有可能蒸汽涡轮机1的效率会降低。此外，还存在减少在上述的固定叶片密封翅片13与转子主体6的外周面6s之间流动的蒸汽流(泄漏流)以提高涡轮机效率的请求。
[0051]
因此，在本实施方式中，采用通过上述的吸入部20吸入边界层及二次流，从喷出口h作为喷流j供给至固定叶片密封翅片13彼此之间的空间s的结构。被固定叶片密封翅片13包围的区域(空间s)中，静压比蒸汽的主流流动的区域(主流路)低。基于该压力差，形成从形成于固定叶片主体11的表面的吸入部20朝向喷出口h的流动。伴随该流动，从吸入部20吸入作为边界层或二次流的蒸汽。从吸入部20吸入的蒸汽通过喷出口h喷出至固定叶片密封翅片13彼此之间的空间s。由此，减少了形成于固定叶片主体11的表面的边界层或二次流。其结果，固定叶片主体11周围的能量损失得到抑制，能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0052]
此外，在固定叶片主体11的负压面11b侧，存在特别容易形成边界层或二次流的倾向。根据上述结构，吸入部20形成于比固定叶片主体11的前缘11l更靠负压面11b侧。由此，能够更有效地吸入边界层或二次流，并且能够进一步减少能量损失。并且，根据该结构，由于作为吸入部20的开口部仅限定形成于负压面11b，因此例如与在正压面11a也形成同样的开口部的情况相比，能够避免固定叶片主体11的强度降低。
[0053]
另外，在负压面11b中的偏向后缘11t侧的位置，存在边界层特别容易发展的倾向。根据上述结构，在这样边界层容易发展的位置形成有后缘侧吸入口22。由于通过该后缘侧吸入口22吸入边界层，因此成为蒸汽流相对于负压面11b密合附着的状态。由此，蒸汽的流动变得顺畅，能够更进一步减少蒸汽涡轮机1的能量损失。
[0054]
另外，在负压面11b中的前缘11l侧的径向内侧及外侧的区域中，存在特别容易产生作为二次流的涡流的倾向。根据上述结构，在这样容易产生二次流的位置形成有前缘侧吸入口21。由于通过该前缘侧吸入口21吸入二次流，因此成为蒸汽流相对于负压面11b进一步密合附着的状态。其结果，能够进一步抑制蒸汽涡轮机1的能量损失。
[0055]
在此，如图4所示，在空间s内，由从固定叶片密封翅片13与转子主体6的外周面6s之间的间隙c流入的泄漏流形成涡流v。涡流v沿着外周面6s从上游侧向下游侧流动之后，沿着下游侧的固定叶片密封翅片13向径向外侧改变方向，进而沿着喷嘴内周部件12的内周面12s再次朝向上游侧流动。
[0056]
在上述结构中，在从轴线ac方向的一侧开始数第2个第二密封翅片13b的径向内侧的端部形成有喷出口h。通过从喷出口h喷出的喷流j阻碍在间隙c中流动的泄漏流，能够对该泄漏流赋予缩流效果。此外，可以通过喷流j对上述的涡流v赋予进一步的回转力。通过涡流v进一步发展，能够更进一步减少流入空间s内的泄漏流的流量。如此，通过基于固定叶片密封翅片13的密封性能得到提高，能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0057]
[第一实施方式的变形例]
[0058]
以上，对本发明的第一实施方式进行了说明。另外，只要不脱离本发明的主旨，则能够对上述的结构加以各种变更或修改。例如，在上述第一施方式中，对前缘侧吸入口21在径向上隔开间隔设置有一对的结构进行了说明。但是，作为第一变形例，如图5所示，也能够仅形成1个遍及径向的整个区域而延伸的前缘侧吸入口21b。根据该结构，由于前缘侧吸入
口21遍及径向的整个区域而形成，因此能够在更大的范围内有效地吸入二次流。
[0059]
此外，作为第二变形例，如图6所示，也能够采用不形成前缘侧吸入口21而仅形成后缘侧吸入口22的结构。根据该结构，能够削减与未形成有前缘侧吸入口21的量相应的量的形成于固定叶片主体11的开口部，因此能够在实现边界层的减少的同时将固定叶片主体11的强度降低抑制到最小限度。
[0060]
另外，作为第三变形例，如图7所示，也能够采用不形成后缘侧吸入口22而仅形成前缘侧吸入口21的结构。根据该结构，能够通过前缘侧吸入口21同时吸入并减少二次流和边界层。并且，在这种情况下，也能够削减形成于固定叶片主体11的开口部，因此能够在实现二次流和边界层的减少的同时将固定叶片主体11的强度降低抑制到最小限度。
[0061]
[第二实施方式]
[0062]
接着，参考图8，对本发明的第二实施方式进行说明。另外，对与第一实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略详细的说明。如图8所示，在本实施方式中，形成喷出口h1的位置与第一实施方式不同。
[0063]
喷出口h1在喷嘴内周部件12的内周面12s上开口。更详细而言，喷出口h1朝向第一密封翅片13a与第二密封翅片13b之间的空间s开口。进一步具体而言，喷出口h1在轴线ac方向上，形成于空间s中的偏向第一密封翅片13a侧的位置。即，通过沿着在空间s内形成的涡流v的流动方向形成喷流j，能够增加涡流v的回转力。该喷出口h1通过流路f与第一实施方式中所说明的吸入部20连通。流路f在径向上贯穿喷嘴内周部件12。
[0064]
根据上述结构，能够向相邻的固定叶片密封翅片13彼此之间的区域(空间s)，通过形成于喷嘴内周部件12的内周面12s的喷出口h1供给蒸汽。尤其，在本实施方式中，喷出口h1在轴线ac方向上，形成于空间s中的偏向第一密封翅片13a侧的位置。由此，能够促进该空间s内的涡流v的形成并且提高其回转力。通过该涡流v发展，抑制了流入空间s内的泄漏流的流量，从而能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0065]
以上，对本发明的第二实施方式进行了说明。另外，只要不脱离本发明的主旨，则能够对上述的结构加以各种变更或修改。例如，喷出口h1的位置不限定于上述的内周面12s，只要是喷嘴内周部件12及多个固定叶片密封翅片13中的比第一密封翅片13a更靠下游侧的部分，则能够在任意位置形成喷出口h1。即，根据设计或规格，能够在第二密封翅片13b与第三密封翅片13c之间的内周面12s形成喷出口h1。并且，也能够在第三密封翅片13c自身一并形成与第一实施方式相同的喷出口h。此外，也能够采用仅在第三密封翅片13c形成喷出口h的结构。
[0066]
[第三实施方式]
[0067]
接着，参考图9，对本发明的第三实施方式进行说明。另外，对与上述的各实施方式相同的结构标注相同的符号，并省略详细的说明。如图9所示，在本实施方式中，固定叶片密封翅片13(第二密封翅片13b)中的形成喷出口h2的位置与第一实施方式不同。在第一实施方式中，在固定叶片密封翅片13的前端形成有喷出口h，相对于此，在本实施方式中，在该固定叶片密封翅片13中的朝向下游侧的面(下游面13d)形成有喷出口h2。换言之，喷出口h2形成于比固定叶片密封翅片13的前端13t(即，径向内侧的端部)更靠径向外侧的位置。并且，从固定叶片密封翅片13的基端13r(即，径向外侧的端部)到喷出口h2的距离比从前端13t到喷出口h2的距离大。即，喷出口h2形成于比基端13r更靠近前端13t侧的位置。并且，喷出口
h2以能够朝向径向内侧喷出喷流j的方式，设定有其开口方向。
[0068]
根据上述结构，能够向相邻的固定叶片密封翅片13彼此之间的区域(空间s：与第一实施方式相同)，通过形成于固定叶片密封翅片13的下游面13d的喷出口h2供给作为喷流j的蒸汽。由此，促进该空间s内的涡流的形成。尤其，喷出口h2形成于比固定叶片密封翅片13的前端13t(即，径向内侧的端部)更靠径向外侧的位置。由此，例如与在前端13t形成喷出口h2的情况相比，能够使喷流j更融入涡流的流动。即，能够通过喷流j进一步提高涡流的回转力，从而使该涡流发展。通过涡流发展，减少了在上述的间隙c中流动的泄漏流，从而能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0069]
[第三实施方式的变形例]
[0070]
以上，对本发明的第三实施方式进行了说明。另外，只要不脱离本发明的主旨，则能够对上述的结构加以各种变更或修改。例如，作为第三实施方式的第一变形例，如图10所示，也能够以朝向下游侧喷出喷流j的方式，设定喷出口h3的开口方向。并且，作为第二变形例，如图11所示，也能够将向下游侧喷出喷流j的喷出口h4形成于靠近基端13r侧的位置。另外，喷出口h3(h4)的开口方向只要包含朝向下游侧的方向成分即可，例如如图12所示，也可以以随着朝向下游侧而朝向径向内侧形成喷流j的方式，设定有开口方向。并且，也可以以随着朝向下游侧而朝向径向外侧形成喷流j的方式，设定有开口方向。根据这些结构，除了能够促进涡流的形成之外，还能给进一步减少流入空间s内的泄漏流的流量本身。其结果，能够更进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0071]
[与各实施方式共通的变形例]
[0072]
另外，在以上的各实施方式中，以蒸汽涡轮机1为例，对固定叶片10的结构进行了说明。但是，与固定叶片10对应的结构(吸入部20及喷出口h、喷出口h1、喷出口h2、喷出口h3、喷出口h4)的适用对象不限定于蒸汽涡轮机1，能够将其适用于燃气涡轮机的涡轮机部。
[0073]
[附记]
[0074]
各实施方式中所记载的蒸汽涡轮机1例如如下掌握。
[0075]
(1)第1方式所涉及的蒸汽涡轮机1具备：转子2，具有可绕轴线ac旋转的转子主体6及沿该转子主体6的外周面6s在周向上排列的多个转动叶片8；壳体3，覆盖该转子2；及多个固定叶片10，沿该壳体3的内周面3s在周向上排列，所述固定叶片10具有：固定叶片主体11，在表面形成有吸入部20，所述吸入部20相对于所述轴线ac沿径向延伸并且可吸入从所述轴线ac方向的一侧朝向另一侧流动的工作流体的至少一部分；喷嘴内周部件12，设置于该固定叶片主体11的径向内侧；及多个密封翅片(固定叶片密封翅片13)，从该喷嘴内周部件12的内周面12s朝向径向内侧突出并且在所述轴线ac方向上隔开间隔而排列，在所述喷嘴内周部件12及所述密封翅片上的比所述轴线ac方向的最一侧的所述密封翅片更靠另一侧的部分，形成有喷出从所述吸入部20导入的工作流体的喷出口h。
[0076]
在被多个密封翅片(固定叶片密封翅片13)包围的区域中，静压比蒸汽的主流流动的区域(主流路)低。基于该压力差，从形成于固定叶片主体11的表面的吸入部20朝向喷出口h吸入工作流体的一部分。由此，能够吸入形成于固定叶片主体11的表面的边界层或二次流。其结果，能够抑制在固定叶片主体11的周围产生能量损失。
[0077]
(2)在第2方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述吸入部20也可以形成于比所述固定叶片主体11的前缘11l更靠负压面11b侧。
[0078]
在负压面11b侧，存在特别容易形成边界层或二次流的倾向。根据上述结构，吸入部20形成于比固定叶片主体11的前缘11l更靠负压面11b侧。由此，能够更有效地吸入边界层或二次流，并且能够进一步减少能量损失。
[0079]
(3)在第3方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述吸入部20也可以具有后缘侧吸入口22，所述后缘侧吸入口22形成于所述固定叶片主体11的负压面11b中的偏向后缘11t侧的位置且遍及径向的整个区域延伸。
[0080]
在负压面11b中的偏向后缘11t侧的位置，存在边界层特别容易发展的倾向。根据上述结构，在这样边界层容易发展的位置形成有后缘侧吸入口22。由于通过该后缘侧吸入口22吸入边界层，因此能够更进一步减少能量损失。
[0081]
(4)在第4方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述吸入部20也可以具有前缘侧吸入口21，所述前缘侧吸入口21形成于所述固定叶片主体11的负压面11b中的偏向前缘11l侧的位置且位于径向内侧的部分及外侧的部分中的至少一方。
[0082]
在负压面11b中的前缘11l侧的径向内侧及外侧的区域中，存在特别容易产生作为二次流的涡流的倾向。根据上述结构，在这样容易产生二次流的位置形成有前缘侧吸入口21。由于通过该前缘侧吸入口21吸入二次流，因此能够进一步抑制能量损失。
[0083]
(5)在第5方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述前缘侧吸入口21也可以遍及径向的整个区域延伸。
[0084]
根据上述结构，由于前缘侧吸入口21遍及径向的整个区域而形成，因此能够在更大的范围内有效地吸入二次流。
[0085]
(6)在第6方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述喷出口h1也可以形成于所述喷嘴内周部件12的内周面12s。
[0086]
根据上述结构，能够向相邻的密封翅片(固定叶片密封翅片13)彼此之间的区域(空间s)，通过形成于喷嘴内周部件12的内周面12s的喷出口h1供给工作流体。由此，能够促进该区域内的涡流的形成。通过该涡流发展，减少了泄漏流的流通，从而能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0087]
(7)在第7方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述喷出口h也可以形成于所述多个密封翅片(固定叶片密封翅片13)中的、从所述轴线ac方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片的径向内侧的端部。
[0088]
根据上述结构，在从轴线ac方向的一侧开始数第2个密封翅片的径向内侧的端部形成有喷出口h。由此，能够对在形成于该密封翅片与转子主体6之间的间隙流动的泄漏流赋予缩流效果。其结果，减少了该泄漏流，从而能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0089]
(8)在第8方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述喷出口h2也可以形成于所述多个密封翅片(固定叶片密封翅片13)中的、从所述轴线ac方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片的朝向所述轴线ac方向的另一侧的面，构成为朝向径向内侧喷出工作流体。
[0090]
根据上述结构，能够向相邻的密封翅片彼此之间的区域(空间s)，通过形成于朝向密封翅片的下游侧的面的喷出口h2供给工作流体。由此，能够促进该区域内的涡流的形成。通过该涡流发展，减少了泄漏流，从而能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0091]
(9)在第9方式所涉及的蒸汽涡轮机1中，所述喷出口h3也可以形成于所述多个密封翅片中的、从所述轴线ac方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片(固定叶片密封翅
片13)的朝向所述轴线ac方向的另一侧的面，构成为伴随着朝向所述轴线ac方向的另一侧的方向成分而喷出工作流体。
[0092]
根据上述结构，能够向相邻的密封翅片彼此之间的区域(空间s)，通过形成于朝向密封翅片的下游侧的面的喷出口h3供给工作流体。尤其，工作流体从喷出口h3伴随着朝向下游侧的方向成分而喷出。由此，能够进一步减少通过该区域内的泄漏流。其结果，能够进一步提高蒸汽涡轮机1的效率。
[0093]
产业上的可利用性
[0094]
根据本发明，能够提供一种效率进一步得到提高的蒸汽涡轮机。
[0095]
符号说明
[0096]
1-蒸气涡轮，2-转子，3-壳体，3s-内周面，4-轴颈轴承，5-推力轴承，6-转子主体，6s-外周面，7-转动叶片层，8-转动叶片，9-固定叶片层，10-固定叶片，11-固定叶片主体，11a-正压面，11b-负压面，11l-前缘，11t-后缘，12-喷嘴内周部件，12s-内周面，13-固定叶片密封翅片，13a-第一密封翅片，13b-第二密封翅片，13c-第三密封翅片，13d-下游面，13r-基端，13t-前端，20-吸入部，21、21b-前缘侧吸入口，22-后缘侧吸入口，31-喷嘴外周部件，40-蒸汽供给口，50-蒸汽排出口，61-轮盘，81-转动叶片主体，82-外侧护罩，82s-外周面，83-转动叶片密封翅片，ac-轴线，c-间隙，cl-弧线，f-流路，h、h1、h2、h3、h4-喷出口，j-喷流，s-空间，v-涡流。

技术特征：
1.一种涡轮机，其具有：转子，具有可绕轴线旋转的转子主体及沿该转子主体的外周面在周向上排列的多个转动叶片；壳体，覆盖该转子；及多个固定叶片，沿该壳体的内周面在周向上排列，所述固定叶片具有：固定叶片主体，在表面形成有吸入部，所述吸入部相对于所述轴线沿径向延伸并且可吸入从所述轴线方向的一侧朝向另一侧流动的工作流体的至少一部分；喷嘴内周部件，设置于该固定叶片主体的径向内侧；及多个密封翅片，从该喷嘴内周部件的内周面朝向径向内侧突出并且在所述轴线方向上隔开间隔而排列，在所述喷嘴内周部件及所述密封翅片上的比所述轴线方向的最一侧的所述密封翅片更靠另一侧的部分，形成有喷出从所述吸入部导入的工作流体的喷出口。2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述吸入部形成于比所述固定叶片主体的前缘更靠负压面侧。3.根据权利要求1或2所述的涡轮机，其中，所述吸入部具有后缘侧吸入口，所述后缘侧吸入口形成于所述固定叶片主体的负压面中的偏向后缘侧的位置且遍及径向的整个区域延伸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机，其中，所述吸入部具有前缘侧吸入口，所述前缘侧吸入口形成于所述固定叶片主体的负压面中的偏向前缘侧的位置且位于径向内侧的部分及外侧的部分中的至少一方。5.根据权利要求4所述的涡轮机，其中，所述前缘侧吸入口遍及径向的整个区域延伸。6.根据权利要求1至5中任一项所述的涡轮机，其中，所述喷出口形成于所述喷嘴内周部件的内周面。7.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮机，其中，所述喷出口形成于所述多个密封翅片中的、从所述轴线方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片的径向内侧的端部。8.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮机，其中，所述喷出口形成于所述多个密封翅片中的、从所述轴线方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片的朝向所述轴线方向的另一侧的面，构成为朝向径向内侧喷出工作流体。9.根据权利要求1至6中任一项所述的涡轮机，其中，所述喷出口形成于所述多个密封翅片中的、从所述轴线方向的一侧开始数第2个以后的所述密封翅片的朝向所述轴线方向的另一侧的面，构成为伴随着朝向所述轴线方向的另一侧的方向成分喷出工作流体。

技术总结
本发明提供一种涡轮机，其具备：转子，具有可绕轴线旋转的转子主体及沿转子主体的外周面在周向上排列的多个转动叶片；壳体，覆盖转子；及多个固定叶片，沿壳体的内周面在周向上排列，固定叶片具有：固定叶片主体，在表面形成有沿径向延伸并且可吸入工作流体的至少一部分的吸入部；喷嘴内周部件，设置于固定叶片主体的径向内侧；及多个密封翅片，从喷嘴内周部件的内周面朝向径向内侧突出，在喷嘴内周部件及密封翅片上的比轴线方向的最一侧的密封翅片更靠另一侧的部分，形成有喷出从吸入部导入的工作流体的喷出口。的工作流体的喷出口。的工作流体的喷出口。


技术研发人员：中川笃 小西英治
受保护的技术使用者：三菱重工业株式会社
技术研发日：2021.10.19
技术公布日：2023/6/26