旋转机械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡轮机、压缩机等旋转机械的密封结构。
[0002]本申请基于2012年10月18日在日本提出申请的日本特愿2012-230746号主张优先权，并将其内容援引于本文中。
【背景技术】
[0003]众所周知，作为旋转机械的一种，有如下的轴流式的涡轮机，其具备:外壳；旋转轴，旋转自如地设于外壳的内部；多个静叶片，固定配置于外壳的内周部；及多个动叶片，在该多个静叶片的下游侧放射状地设于旋转轴上。在涡轮机中，通过将流体的压力能量转换为旋转能量而获得动力。此外，在涡轮机为冲动式涡轮机的情况下，由静叶片将流体的压力能量转换为速度能量，并由动叶片将该速度能量转换为旋转能量。另外，在涡轮机为反动式涡轮机的情况下，也在动叶片内将压力能量转换为速度能量，并利用流体喷出的反动力将速度能量转换为旋转能量。
[0004]在这样的涡轮机中，在作为旋转体(转子)的动叶片的前端部与作为静止体(定子)的外壳之间在径向上形成有间隙。另外，在作为静止体的静叶片的前端部与作为旋转体的旋转轴之间也形成有径向的间隙。因此，流体的一部分在动叶片前端部与外壳之间的间隙向下游侧泄漏，但是该泄漏流体未对动叶片赋予旋转力。另外，由于通过静叶片的前端部与旋转轴之间的间隙的而流向下游侧的泄漏流体的压力能量未由静叶片转换为速度能量，因此几乎不会对下游侧的动叶片赋予旋转力。因此，为了提高涡轮机的性能，减少通过上述间隙的流体的流量(泄漏流量)变得很重要。
[0005]在此，例如在专利文献I中，提出有如下结构的涡轮机:在动叶片的前端部设有高度从轴向上游侧朝向下游侧而逐渐变高的多个台阶部，在外壳上设有向各台阶部延伸的多个密封片，在各台阶部与各密封片的前端之间形成有微小间隙。
[0006]在该涡轮机中，从上游侧进入至上述间隙的流体与台阶部的阶梯面发生碰撞，由此在阶梯面的上游侧产生主漩涡。另外，在阶梯面的下游侧(上述微小间隙的上游侧附近)产生有由主漩涡所引起的剥离漩涡。并且通过该剥离漩涡，使通过微小间隙的泄漏流缩流，由此能够减少泄漏流量。
[0007]专利文献1:日本特开2011-080452号公报
【发明内容】
[0008]但是，关于由专利文献I中公开的台阶部产生的主漩涡，在上述微小间隙的下游侧附近，形成主漩涡的流体的流通方向不朝向径向，而是朝着下游侧而相对于径向倾斜的方向。因此，在上述微小间隙的下游侧附近形成有死水区域。即，在该死水区域内，主漩涡的流体无法直接对通过微小间隙的流体产生影响，从而泄漏流的缩流效果减弱。
[0009]本发明提供一种能够进一步减少泄漏流量的旋转机械。
[0010]根据本发明的第一技术方案，一种旋转机械，流体沿着上述旋转机械的轴线流通，上述旋转机械具备:转子，以上述轴线为中心延伸；定子，在上述转子的径向上与上述转子相向，以能够绕上述轴线相对于该转子进行相对旋转的方式设置；密封片，从上述转子与上述定子中的一方朝另一方延伸，并在该密封片与上述转子与上述定子中的该另一方之间形成有间隙；及流体导入面，形成于上述密封片的下游侧，以与上述密封片相向的方式设置在生成有基于通过上述间隙的泄漏流的漩涡的腔体内，并将基于上述漩涡的流动向上述间隙引导。
[0011]根据这样的旋转机械，通过将腔体内的由泄漏流所形成的漩涡中的流体以通过密封片与流体导入面之间的方式向上述间隙引导，从而能够在密封片的下游侧向上述转子与上述定子中的另一方推压通过了间隙的泄漏流。因此，能够提高泄漏流的缩流效果。
[0012]另外，也可以是，上述流体导入面以随着从上述一方侧朝向上述另一方侧而从下游侧朝向上游侧的方式倾斜地设置。
[0013]通过如此设置流体导入面，能够将更多的漩涡中的流体引导至密封片与流体导入面之间。此外，由于密封片与流体导入面之间的空间随着朝向间隙而变窄，因此能够增大被向间隙引导的流体的流速。因此，能够进一步提高泄漏流的缩流效果，进一步减少泄漏流量。
[0014]此外，也可以是，上述流体导入面是沿着上述密封片设置的分隔板的朝向上游侧的表面，在上述分隔板的上述一方侧形成有连通部，上述连通部连通在该分隔板与上述密封片之间划分出的空间和上述腔体内的上述分隔板的下游侧的空间。
[0015]根据这样的分隔板，能够可靠地从连通部朝向密封片与流体导入面之间的空间引导漩涡中的流体，从而能够进一步提高泄漏流的缩流效果，进一步减少泄漏流量。
[0016]根据本发明的第二技术方案，也可以是，旋转机械在上述转子与上述定子中的上述另一方上在上述密封片的下游侧的位置还具备阶梯面，上述阶梯面设于与上述间隙相向的位置，并朝向上游侧将上述泄漏流向上述腔体内的上述一方侧引导。
[0017]通过泄漏流与这样的阶梯面发生碰撞，从而能够可靠地在腔体内生成漩涡，其结果是，能够将更多的流体引导至密封片与流体导入面之间，因此能够进一步减少泄漏流量。
[0018]发明效果
[0019]根据上述旋转机械，通过将漩涡中的流体引导至密封片与流体导入面之间，从而在密封片的下游侧推压通过间隙的泄漏流，能够进一步减少泄漏流量。
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的第一实施方式的汽轮机的概略剖视图。
[0021]图2A是表示本发明的第一实施方式的汽轮机的图，是表示图1中的主要部分I的放大剖视图。
[0022]图2B是表示本发明的第一实施方式的汽轮机的图，是表示图2A中的主要部分J的放大剖视图。
[0023]图3是表示本发明的第二实施方式的汽轮机的图，是在与图1中的主要部分I相同的位置表示上游侧的腔体周边的放大剖视图。
[0024]图4是表示本发明的第二实施方式的变形例的汽轮机的图，是在与图1中的主要部分I相同的位置表示上游侧的腔体周边的放大剖视图。
[0025]图5是表示本发明的第三实施方式的汽轮机的图，是在与图1中的主要部分I相同的位置表示上游侧的腔体周边的放大剖视图。
[0026]图6A是表示本发明的第三实施方式的第一变形例的汽轮机的图，是在与图1中的主要部分I相同的位置表示上游侧的腔体周边的放大剖视图。
[0027]图6B是表示本发明的第三实施方式的第二变形例的汽轮机的图，是在与图1中的主要部分I相同的位置表示上游侧的腔体周边的放大剖视图。
[0028]图7是表示在本发明的汽轮机中未设有台阶部的情况的图，是表示与图1中的主要部分I相同的位置的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0029](第一实施方式)
[0030]以下，对本发明的实施方式的汽轮机IA进行说明。
[0031]汽轮机IA是将蒸汽S的能量作为旋转动力取出的外燃机，用于发电厂的发电机等。
[0032]如图1所示，汽轮机IA主要包括:外壳10 ;调整阀20，对流入至外壳10的蒸汽S的量与压力进行调整；轴体30，旋转自如地设于外壳10的内侧，对未图示的发电机等机械传递动力；静叶片40，保持于外壳10 ;动叶片50，设于轴体30 ;及轴承部60，将轴体30支撑为能够绕轴旋转。
[0033]外壳10的内部空间被气密地密封并且该外壳10被作为蒸汽S的流路。在该外壳10的内壁面牢固地固定有供轴体30插通的环状的分隔板外环(定子)11。
[0034]在外壳10的内部安装有多个调整阀20。各调整阀20具备:调整阀室21，供蒸汽S从未图示的锅炉流入；阀芯22 ;及阀座23。调整阀20构成为，当阀芯22离开阀座23时蒸汽流路打开，蒸汽S经由蒸汽室24流入至外壳10的内部空间。
[0035]轴体30具备轴主体31及从该轴主体31的外周沿径向延伸的多个轮盘32。该轴体30将旋转能量传递至未图示的发电机等机械。
[0036]轴承部60具备径向轴承装置61及推力轴承装置62。轴承部60将轴体30支撑为能够旋转。
[0037]静叶片40以围绕轴体30的方式放射状地配置有多个，从而构成环状静叶栅，并分别保持于上述分隔板外环11。该静叶片40的径向的内侧由供轴体30插通的环状的中心围带41连接，其前端部相对于轴体30沿径向隔开间隙地配置。
[0038]由该多个静叶片40构成的环状静叶栅构成为，在轴向上隔开间隔地形成有六个，将蒸汽S的压力能量转换为速度能量，并向在下游侧相邻的动叶片50侧引导。
[0039]动叶片50牢固地安装于轴体30所具有的轮盘32的外周部。该动叶片50在各环状静叶栅的下游侧放射状地配置有多个，从而构成环状动叶栅。
[0040]上述环状静叶栅与环状动叶栅被设为一组一段。即，汽轮机IA构成为六段。其中，最终段的动叶片50的前端部被设为沿周向延伸的叶冠(转子)51。该叶冠51在外壳10的径向上与分隔板外环11之间隔开间隙地相向配置。并且，叶冠51被收容在形成于分隔板外环11的与叶冠