[发明专利]透平机

说明书

技术领域

本发明涉及例如用于发电厂、化肥厂、天然气厂、钢铁厂、船舶等的透平机。

本申请主张2010年9月28日在日本提交的第2010－217218号专利申请的优先权，并将其内容援用于本文中。

背景技术

以往，作为蒸汽透平机的一种，具备壳体、旋转自如地设于壳体内部的轴体（转子）、固定配置于壳体的内周部的静叶、和在该静叶的下游侧放射状设于轴体上的动叶的多级蒸汽透平机已为人们所知。该蒸汽透平机因工作方式不同，可大致分为冲动式透平机和反动式透平机。冲动式透平机是指动叶仅利用从蒸汽接受的碰撞力旋转的透平机。

冲动式透平机是指，静叶具有喷嘴形状，通过了该静叶的蒸汽向动叶喷射，动叶仅利用从蒸汽接受的碰撞力而旋转的透平机。另一方面，对反动式透平机而言，静叶的形状与动叶相同，动叶利用从通过了该静叶的蒸汽接受的碰撞力和对通过动叶时产生的蒸汽的膨胀形成的反动力而旋转。

然而，在这种蒸汽透平机中，动叶的前端部与壳体之间在径向形成有规定宽度的间隙，另外，静叶的前端部与轴体之间在径向也形成有规定宽度的间隙。而且，沿着轴体的轴线方向流动的蒸汽的一部分通过这些动叶及静叶的前端部的间隙而向下游侧泄漏。在此，从动叶与壳体之间的间隙向下游侧泄漏的蒸汽对动叶既未产生碰撞力也未产生反动力，因此，不论冲动式透平机或反动式透平机，作为使动叶旋转的驱动力几乎都没有贡献。另外，从静叶与轴体之间的间隙向下游侧泄漏的蒸汽即使越过静叶，其速度也未变化，另外也未产生膨胀，因此，不论冲动式透平机或反动式透平机，作为使下游侧的动叶旋转用的驱动力几乎都没有贡献。因此，为了提高蒸汽透平机的性能，重要的是降低动叶及静叶的前端部的间隙处的蒸汽的泄漏量。

因此，作为防止蒸汽从动叶及静叶的前端部的间隙泄漏的方法目前使用密封片。该密封片在用于例如动叶的前端部的情况下，以从动叶及壳体的任一方突出，在和另一方之间形成微小的间隙的方式设置。

另外，以往公知的是，蒸汽透平机中在由壳体的壁面形成的角部为了不产生壳体的热伸长等引起的应力集中而将壳体的角部在沿着轴向的剖面内形成为曲线形状（例如，参照专利文献1的图2）。在此，该壳体角部的曲线形状通常形成为半径1mm左右的圆弧形状。

专利文献1：日本特开2000－073702号公报

发明内容

但是，对于蒸汽透平机的性能提高的期望大，要求从动叶等叶体与壳体等构造体之间的间隙泄漏的蒸汽的泄漏量的进一步降低。

本发明是考虑这类问题而作出的，其目的在于提供一种降低动叶、静叶的前端部的间隙处的蒸汽的泄漏量的高性能的透平机。

本发明的透平机具备：叶片，配置于供流体流动的流路；构造体，与该叶片的前端侧留有间隙而设置，相对于所述叶片相对旋转；密封片，从所述叶片及所述构造体的任一方突出设置，在与另一方之间形成微小间隙，在由所述叶片、所述构造体及所述密封片形成的、内部产生所述流体的涡流的空间，以填埋作为所述涡流未波及的区域的死水域的方式设置有死水域充填部。

根据这种构成，空间的死水域被死水域充填部填埋，因此，可以降低因空间内部产生的涡流流入死水域而损失其能量。由此，与没有死水域充填部的情况比较，可以加强涡流，在涡流具有缩流效果的情况下，该缩流效果提高，可以降低叶片前端部与构造体之间的间隙处的流体的泄漏量。

另外，本发明的透平机中，所述死水域充填部具有沿着所述流体的涡流的倾斜面。

根据这种构成，涡流以沿着填埋空间的死水域的死水域充填部的倾斜面的方式流动，因此，可以更可靠地降低死水域的涡流的能量损失。由此，可以进一步加强涡流，在涡流具有缩流效果的情况下，该缩流效果提高，可以进一步降低流体的泄漏量。

另外，本发明的透平机中，所述倾斜面在沿着轴向的剖面内形成为凹状的曲线。

根据这种构成，可以使画出曲线状的轨迹的涡流更准确地沿着死水域充填部的倾斜面，因此，可以更可靠地降低死水域的涡流的能量损失。由此，可以更加强涡流，在涡流具有缩流效果的情况下，该缩流效果提高，可以进一步降低流体的泄漏量。

另外，本发明的透平机中，所述倾斜面在沿着轴向的剖面内形成为大致直线状。

根据这种的构成，通过简单的加工，或通过简易的模具形状可以在叶片、构造体设置死水域充填部。

另外，本发明的透平机中，所述死水域充填部设于由沿着轴向的轴向壁面和沿着径向的径向壁面形成的所述空间的角部。