[发明专利]动叶、转子单元及旋转机械

说明书

在旋转机械(1)中，动叶(50)的尖端护罩(51A)具有以径向位置从上游侧朝向下游侧而阶梯式地位于径向外侧的方式设置多个的护罩外周面(53A、53B、53C)、和将相邻的护罩外周面(53A、53B、53C)彼此连接的台阶部(54D、54E)。台阶部(54D、54E)具有随着朝向径向外侧而向上游侧延伸、且以锐角θ1与位于下游侧的护罩外周面(53A、53B、53C)的上游侧端部(53p)连接的锐角形成面(55D、55E)。

技术领域

本发明涉及动叶、转子单元及旋转机械。

本申请基于2017年2月28日在日本提出申请的特愿2017-037753号主张优先权，并将其内容援引于本文。

背景技术

在蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械中，已知有如下结构，具备：壳体；旋转自如地设置于壳体的内部的旋转轴；固定配置在壳体的内周部的静叶；以及在静叶的下游侧、呈放射状设置于旋转轴的动叶。

在例如蒸汽轮机的情况下，通过静叶将蒸汽的压力能转换为动能，通过动叶将该动能转换为旋转能(机械能)。此外，还有如下情况：在动叶中压力能被转换为动能，并借助蒸汽喷出的反动力而被转换为旋转能(机械能)。

在这种旋转机械中，在动叶的顶端部与围绕动叶而形成蒸汽流路的壳体之间形成有径向的间隙。此外，在静叶的顶端部与旋转轴之间也形成有径向的间隙。有时蒸汽等工作流体会穿过这些间隙(泄漏)。穿过动叶的顶端部与壳体的间隙的工作流体对动叶的旋转没有作用。此外，穿过静叶的顶端部与旋转轴的间隙的工作流体对将由静叶实现的将压力能向动能的转换没有作用，对于下游侧的动叶几乎不作用旋转力。

因而，为了提高旋转机械的性能，减少上述的穿过间隙的泄漏蒸汽的量变得重要。

例如，在专利文献1、2中公开了如下结构：具备梯级部和密封鳍片，所述梯级部形成于动叶或静叶的叶片的顶端部，具有台阶面，所述密封鳍片设于壳体，朝向梯级部延伸出而在与该梯级部之间形成微小间隙。

在这样的结构中，穿过梯级部与密封鳍片的微小间隙的工作流体与台阶面碰撞，使流动阻力增大，从而减少穿过梯级部与密封鳍片的微小间隙流出的泄漏流体。此外，沿着梯级部的台阶面在径向上流动的流体的主流的一部分在台阶面的端缘部从流体的主流脱离，而生成脱离旋涡。通过该脱离旋涡，发挥使欲穿过梯级部与密封鳍片的微小间隙流出的泄漏流体向径向收缩的缩流效果，由此减少穿过微小间隙流出的泄漏流体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-80452号公报

专利文献2：日本专利第5517910号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述的结构中，形成于梯级部的台阶面的端缘部(边缘)有时因制造时的加工误差、圆面加工、倒角加工、长时间的使用所引起的磨损等，无法稳定地生成脱离旋涡。于是，有时由脱离旋涡引起的缩流效果比预想中减少，穿过微小间隙流出的泄漏流体增加而旋转机械的性能降低。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供能抑制穿过微小间隙流出的泄漏流体、能抑制性能降低的动叶、转子单元及旋转机械。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明采用以下的手段。