CN110312847A - 轴流旋转机械 - Google Patents

Abstract

在本发明的轴流旋转机械中，结构体具有壳体侧翅片(42)，在叶片设置有以从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜面(45)，在结构体设置有以从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜内壁面(22)，上游侧倾斜面(45)相对于叶片与结构体的相对旋转的中心轴的倾斜角度大于上游侧倾斜内壁面(22)相对于中心轴的倾斜角度，上游侧倾斜面(45)的径向内侧的端部位置位于比上游侧倾斜内壁面(22)的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。

Description

轴流旋转机械

技术领域

本发明涉及轴流旋转机械。

本申请基于2017年2月23日在日本提出申请的日本特愿2017-032371号主张优先权，并将其内容援引于本文中。

背景技术

以往，作为轴流旋转机械即蒸汽轮机的一种，公知有具备：壳体、相对于壳体自由旋转地设置的旋转轴、多段固定于壳体的内周部的静叶和多段在该静叶的下游侧放射状地设置于旋转轴的动叶的轴流旋转机械。

该蒸汽轮机根据工作方式的不同，大致区别为冲动式汽轮机和反动式汽轮机。在冲动式汽轮机中，静叶具有喷嘴形状，通过了该静叶的蒸汽向动叶喷射，动叶仅通过从蒸汽受到的冲击力旋转。另一方面，在反动式汽轮机中，静叶的形状与动叶相同，动叶借助于从通过了该静叶的蒸汽受到的冲击力和相对于通过动叶时产生的蒸汽的膨胀的反动力来旋转。

然而，在这样的蒸汽轮机中，在动叶的前端部与壳体之间，在径向上形成有规定宽度的间隙，另外在静叶的前端部与旋转轴之间也在径向上形成有规定宽度的间隙。并且，沿旋转轴的旋转轴线流动的蒸汽的一部分经过这些动叶、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由于对动叶既不施加冲击力也不施加反动力，因此无法成为使动叶旋转的驱动力。另外从静叶与轴体之间的间隙向下游侧泄漏的蒸汽由于即使越过静叶其速度也不变化，另外也不发生膨胀，因此无法成为用于使下游侧的动叶旋转的驱动力。因此，为了蒸汽轮机的性能提高，使动叶、静叶的前端部的间隙中的蒸汽的泄漏量降低是重要的。

因此，作为防止蒸汽从动叶、静叶的前端部的间隙泄漏的手段使用密封翅片。在此密封翅片的一例在专利文献1中公开。专利文献1的密封翅片设置为从壳体朝向动叶的护罩延伸，进一步地，动叶的护罩为阶梯形状。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-72689号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而在专利文献1中，在密封翅片与护罩的阶梯之间的腔室的入口部，泄漏流从主流分支而向与主流的流动正交的方向流入。即，存在泄漏流从主流向完全不同的方向分支，产生泄漏流分支时的损失的可能性。

因此，本发明抑制了由泄漏流的分支造成的损失，提供一种高性能的轴流旋转机械。

用于解决课题的技术方案

本发明的第一方式的轴流旋转机械具备：叶片，配置于流体的主流流过的流路，在前端部具有护罩；结构体，隔开间隙设置于该叶片的前端侧，相对于所述叶片相对旋转，所述结构体具有缩流部件，所述缩流部件朝向所述护罩突出并在与所述护罩之间形成微小间隙，在所述叶片中，在所述护罩的朝上游侧的端面设置有以随着朝向径向外侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜面，在所述结构体中，在所述主流流动的方向上与该护罩对向的位置设置有以随着朝向径向外侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜内壁面，该上游侧倾斜内壁面配置于所述护罩的上游侧。

通过这样的轴流旋转机械，在结构体与叶片之间的腔室的入口处，在护罩设置有上游侧倾斜面并在结构体设置有上游侧倾斜内壁面。因此，从主流分支而要流入腔室的泄漏流不会在径向上笔直地流入，而会沿这些上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面朝向下游侧倾斜地流入。因此，在泄漏流从主流分支时，泄漏流不会向完全不同的方向分支。进一步地，由于通过上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面能够避免在腔室内形成角部，因此能够抑制死水域的产生。其结果，能够抑制流体的剥离而降低损失。

进一步地，沿上游侧倾斜面流动的流体与缩流部件接触，并以朝向上游侧被推回的方式流动，其结果，在腔室内在缩流部件的上游侧形成涡流。并且由于该涡流以沿上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面倾斜地延伸的方式形成，因此沿从主流分支的泄漏流的流动方向形成涡流。因此能够抑制在该涡流的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转机械产生振动。

另外，在本发明的第二方式的轴流旋转机械中，在上述第一方式中也可以是，所述上游侧倾斜面相对于所述叶片与所述结构体的相对旋转的中心轴的倾斜角度大于所述上游侧倾斜内壁面相对于所述中心轴的倾斜角度。

通过像这样来设定倾斜角度，能够尽可能地促进沿护罩的上游侧倾斜面流动的流体的剥离，能够将剥离了的流体向缩流部件的根部引导而接触。其结果，泄漏流不会原样流入缩流部件的前端部的微小间隙，能够实现泄漏流的流量减少。

另外，在本发明的第三方式的轴流旋转机械中，在上述第一或第二方式中也可以是，所述上游侧倾斜面的径向内侧的端部位置位于比所述上游侧倾斜内壁面的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。

通过像这样来形成上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面能够使在结构体与叶片之间的腔室的入口部形成于缩流部件的上游侧的涡流沿从主流分支的泄漏流的流动方向较大地形成，能够抑制在该涡流的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转机械发生振动。

另外，在本发明的第四方式的轴流旋转机械中，在上述第一～第三任一种方式中也可以是，所述上游侧倾斜面具有朝向下游侧形成凹状的弯曲凹面。

通过在上游侧倾斜面形成弯曲凹面，能够使形成于结构体与叶片之间的腔室的入口部的涡流的形状沿着上游侧倾斜面。因此，能够降低涡流与上游侧倾斜面之间的摩擦损失。

另外，在本发明的第五方式的轴流旋转机械中，在上述第一～第四任一种方式中也可以是，在所述叶片中，在所述护罩的朝下游侧的端面设置有以随着朝向径向内侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的下游侧倾斜面，在所述结构体中，在所述主流流动的方向上与该护罩对向的位置设置有以随着朝向径向内侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的下游侧倾斜内壁面，该下游侧倾斜内壁面配置于所述护罩的下游侧。

像这样，在结构体与叶片之间的腔室的出口部处，在护罩设置下游侧倾斜面并在结构体设置下游侧倾斜内壁面。因此，在泄漏流将要与主流合流时，是在径向上笔直地，而是沿这些下游侧倾斜面及下游侧倾斜内壁面朝向下游侧倾斜地流入主流。因此，在泄漏流向主流合流时，能够尽可能地接近其流动方向。进一步地，由于通过下游侧倾斜面及下游侧倾斜内壁面能够避免在腔室内形成角部，因此能够抑制死水域的产生。其结果，能够抑制流体的剥离来降低损失。

另外，在本发明的第六方式的轴流旋转机械中，在上述第五方式中也可以是，所述下游侧倾斜面的径向外侧的端部位置位于比所述下游侧倾斜内壁面的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。

通过像这样形成下游侧倾斜面及下游侧倾斜内壁面，在结构体与叶片之间的腔室的出口部处形成于缩流部件的下游侧的涡流能够沿向主流合流的泄漏流的流动方向较大地形成涡流，能够抑制在该涡流的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转机械产生振动。

另外，在本发明的第七方式的轴流旋转机械中，在上述第五或第六方式中也可以是，所述下游侧倾斜面具有朝向下游侧形成凸状的弯曲凸面。

通过这样的弯曲凸面，沿护罩的表面流动的泄漏流在结构体与叶片之间的腔室的出口部不会从护罩的表面剥离并笔直流向下游侧，而能够在达到一定程度之前不从弯曲凸面剥离而倾斜地沿径向流动之后与主流合流。因此，通过适当地设置弯曲凸面的形状，能够在避免使泄漏流直接流入下游侧的隣接的叶片的同时，以沿主流的流动方向的方式使泄漏流与主流合流。因此能够降低向主流的泄漏流的混合损失。

另外，在本发明的第八方式的轴流旋转机械中，在上述第七方式中也可以是，所述弯曲凸面为R面，该R面的曲率半径小于所述护罩的朝下游侧的端面的径向的尺寸的1/2。

通过像这样设定R面的曲率半径，泄漏流不会笔直地向下游侧流动，在达到一定程度之前不会从弯曲凸面剥离而倾斜地沿径向流动并与主流合流。因此，在避免在下游侧直接使泄漏流流入叶片的同时，以沿主流的流动方向的方式使泄漏流与主流合流，能够降低向主流的泄漏流的混合损失。

发明效果

通过上述的轴流旋转机械，通过在结构体与叶片之间的腔室的入口部处的上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面，能够抑制由来自主流的泄漏流的分支造成的损失，能够实现高性能化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的蒸汽轮机的概略结构剖面图。

图2是示出本发明的第一实施方式的蒸汽轮机的主要部分的图，示出图1的X部。

图3是示出本发明的第二实施方式的蒸汽轮机的主要部分的图，示出相当于图1的X部的位置。

图4是示出本发明的第三实施方式的蒸汽轮机的主要部分的图，示出相当于图1的X部的位置。

图5是示出本发明的实施方式的变形例的蒸汽轮机的主要部分的图，示出相当于图1的X部的位置。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，对本发明的第一实施方式的蒸汽轮机(轴流旋转机械)100进行说明。

如图1所示，本实施方式的蒸汽轮机100具备：旋转轴(结构体)1；壳体(结构体)2；具有多个动叶(叶片)4的动叶段3；和具有多个静叶(叶片)7的静叶段6。

旋转轴1呈沿中心轴Ac延伸的圆柱状。在旋转轴1中，沿中心轴Ac的中心轴方向Da上的两端部由轴承装置5绕中心轴Ac自由旋转地支承。轴承装置5具有在旋转轴1的中心轴方向Da两侧各设置一个的轴颈轴承5A和仅设置于中心轴方向Da的第一侧的推力轴承5B。轴颈轴承5A对由旋转轴1产生的向径向Dr的载荷进行支承。推力轴承5B对由旋转轴1产生的向中心轴方向Da的载荷进行支承。

壳体2呈在中心轴方向Da上延伸的筒形状。壳体2从外周侧覆盖旋转轴1，并相对于旋转轴1相对旋转。

壳体2具备吸气口10和排气口11。吸气口10形成于壳体2的中心轴方向Da的第一侧，从外部向壳体2内吸入蒸汽(工作流体)。排气口11形成于壳体2的中心轴方向Da的第二侧，将通过了壳体2内部的蒸汽向外部排出。

在以下的说明中，将从排气口11观察时吸气口10所位于的一侧称作上游侧，将从吸气口10观察时排气口11所位于的一侧称作下游侧。

动叶段3在旋转轴1的外周面1S从中心轴方向Da的第一侧朝向第二侧隔开间隔设置多段。各动叶段3具有在旋转轴1的外周面1S上绕中心轴Ac的周向上隔开间隔排列的多个动叶4。

如图2所示，动叶4具有设置于旋转轴1的外周面1S的平台43、动叶主体40和动叶护罩41。

详细内容虽未图示，但动叶主体40形成为从平台43朝向径向外侧延伸。动叶主体40从径向Dr观察具有翼型的剖面。

动叶护罩41设置于动叶主体40的径向外侧的端部。在动叶护罩41的中心轴方向Da上的尺寸设定得大于同中心轴方向Da上的动叶主体40的尺寸。

在壳体2的内周侧与动叶护罩41在径向Dr上对向的区域中，形成有用于收容动叶护罩41的动叶收容凹部20。动叶收容凹部20从壳体2的内周面2S向径向Dr外侧凹陷，形成在绕中心轴Ac的周向上连续的沟状。

在本实施方式中，在动叶收容凹部20的底面23(朝径向Dr的内侧的面)，在中心轴方向Da上分离并排设置有两个从壳体2向动叶护罩41突出的壳体侧翅片(缩流部件)42。这些壳体侧翅片42呈从壳体2向径向Dr的内侧延伸的薄板形状。在壳体侧翅片42的前端部与动叶护罩41之间在径向Dr上形成有间隙(微小间隙)。此外，壳体侧翅片42的形状不限定于薄板形状，例如也可以是块状。

另外，在本实施方式中，在动叶收容凹部20中，从动叶护罩41的中心轴方向Da上的中央部向壳体2突出的护罩侧翅片44以被壳体侧翅片42从中心轴方向Da的上游侧和下游侧夹于中间的方式设置。护罩侧翅片44呈从动叶护罩41朝向径向Dr的外侧延伸的薄板形状。在护罩侧翅片44的前端部与壳体2之间在径向Dr上形成有间隙(微小间隙)。

如图1所示，静叶段6在壳体2的内周面沿中心轴方向Da隔开间隔设置多段。各静叶段6配置于各动叶段3的上游侧。各静叶段6具有在绕中心轴Ac的周向上隔开间隔排列的多个静叶7。

静叶7具备静叶主体70和静叶护罩71。

静叶主体70设置为从壳体2的内周面2S朝向径向Dr的内侧延伸。静叶主体70从径向Dr观察具有翼型的剖面。

静叶护罩71安装于静叶主体70的径向Dr的内侧的端部。

在旋转轴1的朝径向Dr外侧的外周面1S上，在各动叶段3的上游侧形成有从旋转轴1的外周面1S向径向Dr内侧凹陷并在绕中心轴Ac的周向上连续的沟状的静叶收容凹部8。各静叶7的静叶护罩71收容于静叶收容凹部8内。

接下来参照图2，对动叶收容凹部20及动叶护罩41详细地进行说明。

动叶收容凹部20是形成于动叶护罩41与壳体2之间的所谓的腔室。从在旋转轴1的周围沿中心轴方向Da流通的蒸汽的主流MF在径向上分支了的泄漏流LF向该腔室流入。动叶收容凹部20中的朝下游侧的面与动叶护罩41的朝上游侧的端面在径向上分离，隔开间隙配置，即，动叶收容凹部20的朝下游侧的面以与动叶护罩41对向的方式配置于动叶护罩41的朝上游侧的端面的上游侧。并且该间隙成为腔室的入口部。

并且，作为壳体2的内表面的动叶收容凹部20，作为朝向下游侧的面，具有在径向Dr的内侧的与中心轴Ac正交而在径向Dr上延伸的平面21和与平面21的径向Dr的外侧连续以随着朝向径向Dr的外侧而朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜内壁面22。上游侧倾斜内壁面22与平面21的连接部分没有角，圆弧形地平滑地连接。另外，在动叶收容凹部20的上述底面23与上游侧倾斜内壁面22的连接部分也没有角，圆弧状地平滑地连接。

在此，上游侧倾斜内壁面22既可以在动叶收容凹部20上安装其他部件来形成，也可以通过将动叶收容凹部20的表面形成为倾斜面形状来设置。

动叶护罩41的朝上游侧的端面成为以随着朝向径向Dr的外侧而朝向下游侧的方式倾斜的平面状的上游侧倾斜面45。

在本实施方式中，与上游侧倾斜内壁面22相对于中心轴Ac的倾斜角度α1相比，上游侧倾斜面45相对于中心轴Ac的倾斜角度α2大。另外，上游侧倾斜面45的径向Dr的内侧的端部位置P1，即，动叶护罩41的径向Dr的内侧的端部位置P1位于比上游侧倾斜内壁面22的径向内侧的端部位置P2靠径向外侧处。

如以上说明了的那样，通过本实施方式的蒸汽轮机100，在壳体2与动叶护罩41之间的腔室的入口部处，在动叶护罩41设置有上游侧倾斜面45并在壳体2设置有上游侧倾斜内壁面22。因此，从蒸汽的主流MF分支而要流入腔室的泄漏流LF不会朝向径向Dr的外侧笔直地流入，而会沿这些上游侧倾斜面45及上游侧倾斜内壁面22朝向下游侧倾斜地流入。

因此，在泄漏流LF从主流MF分支时，泄漏流LF不会从主流MF向完全不同的方向分支。进一步地由于通过上游侧倾斜面45及上游侧倾斜内壁面22能够避免在动叶收容凹部20内形成角部，因此能够抑制死水域的产生。其结果，能够抑制蒸汽的剥离来降低损失。由此，能够抑制由泄漏流LF从主流MF的分支造成的损失，能够实现蒸汽轮机100的高性能化。

进一步地，沿上游侧倾斜面45流动的蒸汽与壳体侧翅片42接触，并以朝向上游侧被推回的方式流动。其结果，在腔室内在壳体侧翅片42的上游侧形成涡流V1(参照图2)。并且该涡流V1沿上游侧倾斜面45及上游侧倾斜内壁面22以随着朝向径向Dr的外侧而朝向下游侧倾斜延伸的方式形成。因此，沿从主流MF分支的泄漏流LF的流动方向形成涡流V1。因此能够抑制在该涡流V1的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转轴1发生轴振动等。

另外，在本实施方式中，上游侧倾斜内壁面22的倾斜角度：α1＜上游侧倾斜面45的倾斜角度α2。因此，在确保沿动叶护罩41的上游侧倾斜面45流动的蒸汽的径向成分的同时使其倾斜地流通，由此能够促进在上游侧倾斜面45的径向Dr的外侧处的端部的蒸汽的剥离。

另外能够将剥离了的蒸汽向最上游侧的壳体侧翅片42的根部引导而接触。其结果，泄漏流LF不会原样流入壳体侧翅片42的前端部的微小间隙，而由壳体侧翅片42将泄漏流LF向上游侧推回，由此能够使通过腔室并从腔室的下游侧(出口部)向主流MF合流的泄漏流LF的流量降低。

另外，在本实施方式中，上游侧倾斜面45的径向内侧的端部位置位于比上游侧倾斜内壁面22的径向外侧的端部位置靠径向外侧处。因此能够使在腔室的入口部形成的上述的涡流V1沿从主流MF分支的泄漏流LF的流动方向较大地形成。因此，能够抑制在该涡流V1的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转轴1产生轴振动。

在此假设在动叶收容凹部20的朝下游侧的面未设置平面21，而动叶收容凹部20的朝下游侧的面仅由上游侧倾斜内壁面22构成的情况下，存在涡流V1延伸至径向Dr的内侧(参照图2的Z部)，并且涡流发展至前段侧的静叶7处而对在静叶的主流MF产生影响的可能性。通过设置与上游侧倾斜内壁面22连接的平面21，能够抑制这样的现象的发生。然而，不一定必须设置平面21。

〔第二实施方式〕

接下来，对本发明的第二实施方式的蒸汽轮机(轴流旋转机械)200进行说明。在以下说明的第二实施方式中，由于与第一实施方式只有上游侧倾斜面45A不同，因此对与第一实施方式相同的部分附以相同的符号进行说明，并省略重复说明。

如图3所示，动叶护罩41的朝上游侧的端面为以随着朝向径向Dr的外侧而朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜面45A。另外，该上游侧倾斜面45A是朝向下游侧形成凹状的弯曲凹面。该弯曲凹面的曲率以沿涡流V1的形状的方式决定即可。

通过以上说明了的本实施方式的蒸汽轮机200，作为上游侧倾斜面45A形成弯曲凹面，由此能够使在腔室的入口形成的涡流V1的形状沿着上游侧倾斜面。因此，能够降低涡流V1与上游侧倾斜面45A之间的摩擦损失，能够抑制由泄漏流LF的分支造成的损失，实现蒸汽轮机200的高性能化。

〔第三实施方式〕

接下来，对本发明的第三实施方式的蒸汽轮机(轴流旋转机械)300进行说明。在以下说明的第三实施方式中，由于与第一实施方式只有动叶收容凹部20B和动叶护罩41B的形状不同，因此对与第一实施方式相同的部分附以相同的符号进行说明并省略重复说明。

如图4所示，动叶收容凹部20B中的朝上游侧的面与动叶护罩41B的朝下游侧的端面在径向上分离而隔开间隙配置，即，动叶收容凹部20B的朝下游侧的面在动叶护罩41B的朝下游侧的端面的下游侧的位置以与动叶护罩41B对向的方式配置。并且该间隙为腔室的出口部。在腔室的出口部，通过在配置于最下游侧的壳体侧翅片42与动叶护罩41B之间形成的微小间隙后的蒸汽即泄漏流LF向主流MF合流。

并且，作为壳体2的内表面的动叶收容凹部20，作为朝上游侧的面具有在径向Dr的内侧的与中心轴Ac正交而在径向Dr上延伸的平面81和以随着朝向径向Dr的内侧而朝向下游侧的方式倾斜并与平面81的径向Dr的外侧连续的下游侧倾斜内壁面82。

下游侧倾斜内壁面82与平面81的连接部分没有角而圆弧状平滑连接。另外，在动叶收容凹部20的上述底面23与下游侧倾斜内壁面82的连接部分也没有角而圆弧状平滑连接。

在此，下游侧倾斜内壁面82也可以在动叶收容凹部20B安装其他部件来形成，也可以将动叶收容凹部20的表面形成为倾斜面状来设置。

动叶护罩41B在朝下游侧的端面具有以随着朝向径向Dr的外侧而朝向下游侧的方式倾斜的曲面形状的下游侧倾斜面85和与下游侧倾斜面85的径向Dr的内侧连续而在径向Dr上延伸的平面86。下游侧倾斜面85形成为R面状。

另外在本实施方式中，下游侧倾斜面85的径向外侧的端部位置P3位于比下游侧倾斜内壁面82的径向内侧的端部位置P4靠径向外侧处。

另外下游侧倾斜内壁面82的径向外侧的端部位置P5位于比动叶护罩41B的朝下游侧的端面靠下游侧处。

另外，下游侧倾斜面85具有朝向下游侧形成凸状的弯曲凸面85a和与弯曲凸面85a的径向Dr的内侧连续而在径向Dr上延伸的平面85b。也可以取代弯曲凸面85a形成平面状的倾斜面。

另外在本实施方式中，弯曲凸面为R面，R面的曲率半径也可以小于动叶护罩41B中的朝下游侧的端面的径向的尺寸H的1/2。

根据以上说明了的本实施方式的蒸汽轮机300，在腔室的出口处，在动叶护罩41B设置有下游侧倾斜面85并在壳体2设置有下游侧倾斜内壁面82。因此，在泄漏流LF将要与主流MF合流时不会在径向上笔直地流入，泄漏流LF会沿下游侧倾斜面85及下游侧倾斜内壁面82朝向下游侧并朝向径向Dr的内侧倾斜地流入主流MF。

因此，在泄漏流LF向主流MF合流时，能够尽可能地使泄漏流LF的流动方向与主流MF的流动方向接近。进一步地，由于通过下游侧倾斜面85及下游侧倾斜内壁面82能够避免在动叶收容凹部20内形成角部，因此能够抑制死水域的产生。其结果，能够抑制蒸汽的剥离而降低损失。由此，能够抑制由泄漏流LF向主流MF的合流造成的损失，能够实现蒸汽轮机300的高性能化。其结果，能够抑制由泄漏流LF向主流MF的合流造成的损失，能够实现蒸汽轮机300的高性能化。

进一步地在本实施方式中，由通过配置于最下游侧的壳体侧翅片42与动叶护罩41B之间的微小间隙而形成了喷射流的泄漏流LF，在腔室的出口部处在壳体侧翅片42的下游侧形成涡流V2。该涡流V2沿下游侧倾斜面85及下游侧倾斜内壁面82以随着朝向径向Dr的内侧而朝向下游侧倾斜延伸的方式形成。

并且在本实施方式中，下游侧倾斜面85的径向外侧的端部位置位于比下游侧倾斜内壁面82的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。因此，在腔室的出口部能够沿向主流合流的泄漏流的流动方向较大形成涡流V2，能够抑制在该涡流V2的周围形成细小的涡流，能够抑制在旋转轴1产生轴振动。

另外，在腔室的出口部从动叶护罩41B的表面剥离。此时，沿动叶护罩41B的表面流动的泄漏流LF不会朝向下游侧在径向上笔直地向主流MF流动，而能够在达到一定程度之前不从弯曲凸面85a剥离而倾斜地向径向流动之后使泄漏流LF与主流MF合流。

因此，通过适当地设计弯曲凸面85a的形状，特别是在弯曲凸面85a的曲率半径小于尺寸H的1/2的情况下，能够在避免使泄漏流LF从腔室出口部直接流入位于后段侧的静叶7的同时，使泄漏流LF以沿主流MF的流动方向的方式与主流MF合流。因此，能够降低向主流MF的泄漏流LF的混合损失。

以上，虽然参照附图对本发明的实施方式详细地进行了叙述，但各实施方式中的各结构及其组合等仅是例示，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行结构的添加、省略、置换及其他的变更。另外，本发明不由实施方式限定，而仅由权利要求书的范围限定。

例如动叶护罩的形状不限定于上述的实施方式的情况。即，如图5所示，动叶护罩41C也可以呈随着朝向下游侧朝向径向Dr的外侧的面的径向Dr上的位置阶段性地变化的阶梯形状。在该情况下，翅片全部为壳体侧翅片42。

另外，在上述的实施方式中，虽然向动叶收容凹部20设置上游侧倾斜内壁面22(及下游侧倾斜内壁面82)，并在动叶护罩41设置了上游侧倾斜面45(45A)(及下游侧倾斜面85)，但不限于此。即，也可以在静叶收容凹部8设置上游侧倾斜内壁面(及下游侧倾斜内壁面)，并在静叶护罩71设置上游侧倾斜面(及下游侧倾斜面)。

另外，在上述的各实施方式及其变形例中，基于使用了蒸汽轮机作为轴流旋转机械的例子进行了说明。然而，轴流旋转机械的方案不限于蒸汽轮机，可以将燃气轮机、航空器用的喷气发动机等其他的装置作为轴流旋转机械来使用。

另外，各实施方式的结构可以适当组合。

产业上的可利用性

通过上述的轴流旋转机械，通过在结构体与叶片之间的腔室的入口部处的上游侧倾斜面及上游侧倾斜内壁面，能够抑制由来自主流的泄漏流的分支造成的损失，能够实现高性能化。

标号说明

1…旋转轴(结构体)

1S…外周面

2…壳体(结构体)

2S…内周面

3…动叶段

4…动叶(叶片)

5…轴承装置

5A…轴颈轴承

5B…推力轴承

6…静叶段

7…静叶(叶片)

8…静叶收容凹部

20、20B…动叶收容凹部

21…平面

22…上游侧倾斜内壁面

23…底面

40…动叶主体

41，41B，41C…动叶护罩

42…壳体侧翅片(缩流部件)

43…平台

44…护罩侧翅片

45、45A…上游侧倾斜面

70…静叶主体

71…静叶护罩

81…平面

82…下游侧倾斜内壁面

85…下游侧倾斜面

85a…弯曲凸面

85b…平面

100、200、300…蒸汽轮机(轴流旋转机械)

V1、V2…涡流

Ac…中心轴

Da…中心轴方向

Dr…径向

MF…主流

LF…泄漏流

Claims (6)

1.一种轴流旋转机械，其中，具备：

叶片，配置于流体的主流流动的流路，在前端部具有护罩；和

结构体，隔开间隙设置于该叶片的前端侧，相对于所述叶片相对旋转，

所述结构体具有缩流部件，所述缩流部件朝向所述护罩突出而在与所述护罩之间形成微小间隙，

在所述叶片中，在所述护罩的朝上游侧的端面设置有以随着朝向径向外侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜面，

在所述结构体中，在所述主流流动的方向上与该护罩对向的位置设置有以随着朝向径向外侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的上游侧倾斜内壁面，该上游侧倾斜内壁面配置于所述护罩的上游侧，

所述上游侧倾斜面相对于所述叶片与所述结构体的相对旋转的中心轴的倾斜角度大于所述上游侧倾斜内壁面相对于所述中心轴的倾斜角度，

所述上游侧倾斜面的径向内侧的端部位置位于比所述上游侧倾斜内壁面的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。

2.根据权利要求1所述的轴流旋转机械，其中，

所述上游侧倾斜面具有朝向下游侧形成凹状的弯曲凹面。

3.根据权利要求1或2所述的轴流旋转机械，其中，

在所述叶片中，在所述护罩的朝下游侧的端面设置有以随着朝向径向内侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的下游侧倾斜面，

在所述结构体中，在所述主流流动的方向上与该护罩对向的位置设置有以随着朝向径向内侧而从上游侧朝向下游侧的方式倾斜的下游侧倾斜内壁面，该下游侧倾斜内壁面配置于所述护罩的下游侧。

4.根据权利要求3所述的轴流旋转机械，其中，

所述下游侧倾斜面的径向外侧的端部位置位于比所述下游侧倾斜内壁面的径向内侧的端部位置靠径向外侧处。

5.根据权利要求3或4所述的轴流旋转机械，其中，

所述下游侧倾斜面具有朝向下游侧形成凸状的弯曲凸面。

6.根据权利要求5所述的轴流旋转机械，其中，

所述弯曲凸面为R面，该R面的曲率半径小于所述护罩的朝下游侧的端面的径向的尺寸的1/2。