CN113631797A - 旋转机械 - Google Patents

Abstract

一种旋转机械，其具备：壳体(11)，其呈中空形状；转子(12)，其以旋转自如的方式支承在壳体(11)内；动叶片(14)，其固定于转子(12)的外周部；静叶片(13)，其相对于动叶片(14)配置于蒸汽流动方向(A1)上的下游侧，且固定于壳体(11)的内周部；密封装置(15)，其配置于壳体(11)的内周部与动叶片(14)的前端部之间；回旋流生成室(31)，其在壳体(11)的比密封装置(15)靠蒸汽流动方向(A1)的下游侧的位置沿着转子(12)的周向(C)设置；以及多个引导构件(32)，它们在回旋流生成室(31)以沿着转子(12)的径向(R)并且在转子(12)的周向(C)上隔开规定间隔的方式设置，回旋流生成室(31)在蒸汽流动方向(A1)上的下游侧的第一壁面(47)位于比静叶片(13)在蒸汽流动方向(A1)上的上游侧的前缘部(13a)靠蒸汽流动方向(A1)上的下游侧的位置。

Description

旋转机械

技术领域

本发明涉及在静止侧与旋转侧之间配置有抑制流体的泄漏的密封装置的旋转机械。

背景技术

例如，蒸汽轮机构成为，在壳体内转子由轴承支承为旋转自如，多级动叶片固定于转子，另一方面，多级静叶片以位于多级动叶片之间的方式固定于壳体。并且，当从壳体的供给口供给蒸汽时，蒸汽通过多个动叶片与静叶片，由此经由多级动叶片驱动转子旋转，并从排出口向外部排出。

在这种蒸汽轮机中，为了对壳体与动叶片的前端部之间的蒸汽的轴向的泄漏流进行抑制，而在动叶片的前端部与壳体之间设置密封装置。该密封装置一般来说应用迷宫式密封。迷宫式密封通过在动叶片的前端部、壳体的内表面设置多个密封翅片而构成。通过在多个密封翅片与壳体的内表面、动叶片的前端部之间形成间隙，从而减小各密封翅片前后的压力比而实现泄漏流量的抑制。

从密封装置泄漏了的蒸汽的流动与通过了动叶片、静叶片的蒸汽的主流合流。通过了动叶片的蒸汽的主流是沿着转子的轴向的流动，但未通过动叶片而从密封装置泄漏了的蒸汽的流动是从壳体的内周面向转子侧倾斜、并且在静叶片的作用下沿着转子的周向回旋的流动。在该情况下，重要的是，使从密封装置泄漏的泄漏蒸汽的流动顺畅地与蒸汽的主流合流，由此减小该合流部处的混合损失而抑制性能的降低。作为这种技术，例如存在下述专利文献1所记载的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5985351号公报

发明内容

发明要解决的课题

上述的专利文献1的轴流汽轮机是在比密封翅片靠下游侧的位置设置回旋流调整室、并在该回旋流调整室固定沿转子的轴向以及径向延伸的多个遮挡板而得到的汽轮机。因此，未通过动叶片而从密封装置泄漏了的沿周向回旋的蒸汽的流动在多个遮挡板的作用下周向的速度分量减小，能够使从密封装置泄漏的泄漏蒸汽的流动顺畅地与蒸汽的主流合流。然而，在该以往的轴流汽轮机中，由于遮挡板是呈沿转子的轴向以及径向延伸的板形状的板，因此在沿着周向的蒸汽的流动碰撞到遮挡板时，有可能在遮挡板的连结部产生剥离涡流而产生压力损失。

本发明用于解决上述课题，目的在于提供一种使从密封装置泄漏的流体顺畅地与流体的主流合流由此减小合流部处的混合损失而实现性能的提高的旋转机械。

用于解决课题的方案

用于实现上述目的的本发明的旋转机械的特征在于，所述旋转机械具备：壳体，其呈中空形状；旋转体，其以旋转自如的方式支承在所述壳体内；动叶片，其固定于所述旋转体的外周部；静叶片，其相对于所述动叶片配置于流体的流动方向上的下游侧，且固定于所述壳体的内周部；密封装置，其配置于所述壳体的内周部与所述动叶片的前端部之间；回旋流生成室，其在所述壳体的比所述密封装置靠流体的流动方向的下游侧的位置沿着所述旋转体的周向设置；以及多个引导构件，它们在所述回旋流生成室以沿着所述旋转体的径向并且在所述旋转体的周向上隔开规定间隔的方式设置，所述回旋流生成室在流体的流动方向上的下游侧的壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

因而，当向壳体的内部供给流体时，流体的主流通过静叶片与动叶片，由此使动叶片旋转，另一方面，流体的一部分在通过了静叶片之后向壳体与动叶片的前端部之间流动，但密封装置发挥功能而抑制流体的泄漏。此时，密封装置泄漏一部分的流体，该泄漏流体在回旋流生成室进行了回旋之后与通过了静叶片与动叶片的流体的主流合流。从密封装置泄漏了的泄漏流体虽然通过静叶片但不通过动叶片因此具有周向的速度分量。这里，具有周向的速度分量的泄漏流体在流入到回旋流生成室时被多个引导构件引导从而周向的速度分量减小。然后，周向的速度分量减小了的泄漏流体在回旋流生成室进行了回旋后与流入回旋流生成室且具有周向的速度分量的泄漏流体干涉而产生涡流。此时，由于回旋流生成室位于比静叶片的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置，因此能够使回旋流生成室的容积变大，并将所产生的涡流关起来，周向的速度分量减小了的泄漏流体顺畅地与流体的主流合流。其结果是，通过使从密封装置泄漏了的流体顺畅地与流体的主流合流，能够减小合流部处的混合损失而实现性能的提高。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述回旋流生成室具有：所述壳体的内周面；第一壁面，其在流体的流动方向上的下游侧与所述壳体处的所述密封装置对置；以及第二壁面，其在所述旋转体的径向上的内侧与所述壳体的内周面对置，多个引导构件至少固定于所述壳体的内周面与所述第一壁面，作为所述壁面的所述第一壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

因而，由于固定有引导构件的第一壁面位于比静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置，因此能够利用多个引导构件使泄漏流体的周向的速度分量减小，并且能够增大回旋流生成室的容积而将所产生的涡流关在回旋流生成室。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述旋转机械在所述壳体的内周面形成有凹部，所述动叶片的前端部隔开规定间隙地配置在所述凹部内，所述回旋流生成室设置于所述凹部在流体的流动方向上的下游侧，且所述回旋流生成室具有：所述凹部的内周面；所述第一壁面，其设置于所述凹部；以及所述第二壁面，其设置于从所述壳体的内周面向流体的流动方向的上游侧延伸出的突起部，所述第一壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

因而，由于在配置有动叶片的前端部的凹部设置回旋流生成室，并使构成回旋流生成室的第一壁面位于比静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置，因此能够增大回旋流生成室的容积而将所产生的涡流关在回旋流生成室。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述突起部在流体的流动方向上的上游侧的端部位于比所述引导构件在流体的流动方向上的上游侧的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置。

因而，由于使突起部的端部位于比引导构件的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置，因此通过将从回旋流生成室向流体的主流合流的泄漏流体的出口缩窄，能够容易地将从回旋流生成室排出且周向的速度分量减小了的泄漏流体与流入回旋流生成室且具有周向的速度分量的泄漏流体干涉而产生的涡流关在回旋流生成室。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述引导构件在流体的流动方向上的上游侧的端部位于比所述突起部在流体的流动方向上的上游侧的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置。

因而，由于使引导构件的端部位于比突起部的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置，因此流入到回旋流生成室的泄漏流体被多个引导构件引导从而周向的速度分量减小，并且在与多个引导构件的接触的作用下磨损增加而强度降低，能够使从回旋流生成室排出且周向的速度分量减小了的泄漏流体与流入回旋流生成室且具有周向的速度分量的泄漏流体干涉而产生的涡流减小。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述旋转机械在所述引导构件与所述第二壁面之间设置有在所述旋转体的周向上连通的连通部。

因而，由于在引导构件与第二壁面之间设置连通部，因此能够将从回旋流生成室排出且周向的速度分量减小了的泄漏流体与流入回旋流生成室且具有周向的速度分量的泄漏流体干涉而产生的涡流关在回旋流生成室的连通部而降低涡流强度。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述连通部设置到比所述动叶片的前端部靠所述旋转体的径向上的外侧的位置。

因而，由于将连通部设置到比动叶片的前端部靠外侧的位置，因此能够将所产生的涡流适当地关在回旋流生成室的连通部而降低涡流强度。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述动叶片在前端部固定有护罩，所述护罩在流体的流动方向的下游侧设置有向所述连通部侧延伸出的第一引导面。

因而，由于在固定于动叶片的护罩的下游侧设置向连通部侧延伸出的第一引导面，因此能够将从密封装置泄漏的泄漏流适当地向连通部引导。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述护罩在流体的流动方向的下游侧设置有朝向所述旋转体的径向上的内侧的第二引导面。

因而，由于在护罩的下游侧设置朝向径向上的内侧的第二引导面，因此能够利用第二引导面使从回旋流生成室向流体的主流合流的泄漏流体顺畅地与主流合流。

在本发明的旋转机械中，其特征在于，所述引导构件具有：第一引导体，其位于所述旋转体的径向上的内侧；以及第二引导体，其位于所述旋转体的径向上的外侧，且比所述第一引导体向所述流体的流动方向上的上游侧延伸出。

因而，由于作为引导构件而设置位于径向上的内侧的第一引导体以及位于径向上的外侧且比第一引导体向上游侧延伸出的第二引导体，因此流入到回旋流生成室的泄漏流体在被多个引导构件引导之前强度降低，然后被多个第一引导体以及第二引导体引导从而周向的速度分量减小，并且在与多个第二引导体的接触的作用下磨损增加而强度降低，能够使从回旋流生成室排出且周向的速度分量减小了的泄漏流体与流入回旋流生成室且具有周向的速度分量的泄漏流体干涉而产生的涡流减小。

发明效果

根据本发明的旋转机械，通过使从密封装置泄漏的流体顺畅地与流体的主流合流，能够减小合流部处的混合损失而实现性能的提高。

附图说明

图1是用于说明作为第一实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。

图2是图1的II-II剖视图。

图3是图1的III-III剖视图。

图4是示出第一实施方式的蒸汽轮机的概要图。

图5是用于说明作为第二实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。

图6是用于说明作为第三实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。

图7是用于说明作为第四实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。

图8是用于说明作为第五实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。

具体实施方式

以下参照附图，详细地说明本发明的旋转机械的优选的实施方式。需要说明的是，本发明不被该实施方式限定，另外，在存在多个实施方式的情况下，也包含将各实施方式组合而构成的方案。

[第一实施方式]

图4是示出本实施方式的蒸汽轮机的概要图。需要说明的是，在以下的说明中，将转子的轴向记为A，将转子的径向记为R，将转子的周向记为C。

在本实施方式中，作为本发明的旋转机械，举出蒸汽轮机为例子进行说明。如图4所示，蒸汽轮机10具备壳体1l、转子(旋转体)12、静叶片13、动叶片14以及密封装置15。

壳体11呈中空形状，并在内部沿着水平方向配置有转子12。转子12由设置于壳体11的轴承20支承为以轴心O为中心旋转自如。静叶片13在壳体11的内周部沿着转子12的轴向A隔开规定间隔地固定有多个。转子12在外周部沿着轴向A隔开规定间隔地固定有多个转子盘21，动叶片14在各转子盘21的外周部固定有多个。各静叶片13与各动叶片14以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向上隔开规定间隔的方式配置，且沿着转子12的轴向A交替地配置。

壳体11在轴向A的一端部侧设置有蒸汽供给口22，蒸汽供给口22通过蒸汽通路23而与配置有各静叶片13以及各动叶片14的叶栅部24连通。该叶栅部24通过排气室25而与蒸汽排出口26连通。

另外，转子12在轴向A的各端部与壳体11之间设置有密封构件27。各密封构件27配置于比各轴承20靠内部侧的位置、也就是配置于比各轴承20靠静叶片13以及动叶片14侧的位置。并且，在动叶片14的位于径向R的外侧的前端部与壳体11的内周部之间设置有密封装置15。

因此，当从蒸汽供给口22通过蒸汽通路23而向叶栅部24供给蒸汽S时，该蒸汽S通过多个静叶片13以及多个动叶片14，由此经由各动叶片14驱动转子12旋转，从而对连结于该转子12的未图示的发电机进行驱动。之后，驱动了动叶片14的蒸汽S通过排气室25而从蒸汽排出口26排出。

这里，对上述蒸汽轮机10的壳体11、静叶片13、动叶片14以及密封装置15之间的关系详细地进行说明。图1是用于说明作为第一实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图，图2是图1的II-II剖视图，图3是图1的III-III剖视图。

如图1至图3所示，密封装置15设置于壳体11与动叶片14的前端部之间。密封装置15是对在壳体11与动叶片14的前端部之间沿着转子12的轴向A从高压侧H向低压侧L流动的蒸汽(流体)S的流动的泄漏进行抑制的装置。这里，蒸汽S从高压侧H向低压侧L流动，主流蒸汽S1以通过静叶片′13以及动叶片14的方式沿着蒸汽流动方向A1流动。另外，主流蒸汽S1在通过静叶片13之后，一部分向壳体11与动叶片14的前端部之间的密封装置15流动，产生从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S2。该泄漏蒸汽S2虽然通过静叶片13，但不通过动叶片14，因此具有周向C的速度分量。

即，主流蒸汽S1是几乎不具有周向C的速度分量的轴向A的流动，且以绝对速度矢量V1向静叶片13的前缘侧流入。主流蒸汽S1在通过静叶片13的叶片之间时增速以及转向，成为具有周向C的速度分量的绝对速度矢量V2，并从静叶片13的后缘侧流出。对于从静叶片13流出了的蒸汽S而言，大部分与动叶片14碰撞，从而使转子12与动叶片14一起以规定的旋转速度向旋转方向C1旋转。此时，蒸汽S在通过动叶片14时减速以及转向，成为几乎不具有周向C的速度分量的沿着轴向A的绝对速度矢量V3。但是，即使在主流蒸汽S1为具有周向C的速度分量的流动的情况下，使动叶片14旋转的作用也是相同的。

另一方面，通过了静叶片13的叶片之间的蒸汽S的绝对速度矢量V2具有周向C的速度分量，不通过动叶片14而从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S2虽然在基于后述的密封翅片的加减速、侧壁、罩的粘性摩擦的作用下速度发生了变化，但为具有周向C的速度分量的流动。因此，在泄漏蒸汽S2与几乎不具有周向C的速度分量的绝对速度矢量V3的主流蒸汽S1合流时，在合流部产生混合损失。

需要说明的是，这里，以主流蒸汽S1几乎不具有周向C的速度分量的冲动式汽轮机为对象进行了说明，但即使在为主流蒸汽S1具有周向C的速度分量的反动式汽轮机的情况下，由于主流蒸汽S1与泄漏蒸汽S2的方向矢量不同，因此也与冲动式汽轮机相同地在合流部产生混合损失。本发明也能够应用于该反动式汽轮机，并且是有效的。

第一实施方式的蒸汽轮机10具备回旋流生成室31以及多个引导构件32。回旋流生成室31在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置。多个引导构件32在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置。

对于静叶片13而言，位于径向R的外侧的基端部固定于壳体11的内周部，另一方面，对于动叶片14而言，位于径向R的内侧的基端部固定于转子12(参照图4)的外周部。动叶片14配置于在轴向A上隔开规定间隔地配置的各静叶片13之间。动叶片14在位于径向R的外侧的前端部设置有护罩41。密封装置15配置于壳体11的内周部与动叶片14的护罩41的外周部之间。

壳体11在与护罩41的外周部对置的内周面11a设置有凹部42。凹部42是沿着转子12的周向C设置的环状槽。动叶片14的护罩41隔开规定间隙地配置在壳体11的凹部42内。密封装置15具有多个密封翅片43、44、45。密封翅片43、44的基端部固定于壳体11的凹部42的内周面42a，且该密封翅片43、44的前端部向动叶片14的护罩41的外周面41a延伸出。密封翅片45配置于密封翅片43、44之间，且该密封翅片45的基端部固定于动叶片14的护罩41的外周面41a，该密封翅片45的前端部向壳体11的凹部42的内周面42a延伸出。

密封翅片43、44、45在转子12的轴向A上隔开规定间隔地设置。密封翅片43、44、45沿着转子12的周向C设置。密封翅片43、44在前端部与护罩41的外周面41a之间确保有规定间隙。另外，密封翅片45在前端部与凹部42的内周面42a之间确保有规定间隙。各个规定间隙设定为大致相同的尺寸。需要说明的是，密封翅片43、44、45的数量、安装位置并不限定于上述内容。

壳体11的凹部42的轴向A上的长度比动叶片14的护罩41的轴向A上的长度长。即，凹部42从比动叶片14的前缘靠蒸汽流动方向A1的上游侧的位置设置到比动叶片14的后缘靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置。回旋流生成室31设置于凹部42的比动叶片14的后缘靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置。回旋流生成室31具有：壳体11(凹部42)的内周面46；第一壁面47，其在蒸汽流动方向A1的下游侧与壳体11处的密封装置15对置；以及第二壁面48，其在转子12(参照图4)的径向R上的内侧与壳体11的内周面11a对置。这里，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

即，内周面46位于比凹部42的内周面42a靠径向R的外侧的位置且沿着周向C连续。第一壁面47是与径向R平行且与内周面46正交的面，并沿着周向C连续。第一壁面47位于比静叶片13的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置，该静叶片13固定于比回旋流生成室31靠转子12的径向R的内侧的内周面11a。壳体11在凹部42的蒸汽流动方向A1的下游侧形成从壳体11的内周面11a向蒸汽流动方向A1的上游侧(凹部42侧)延伸出的突起部49。第二壁面48是设置于突起部49的径向R的外侧并与内周面46平行且与第一壁面47正交的面，且第二壁面48沿着周向C连续。

引导构件32呈沿着转子12的径向R以及轴向A的板形状。引导构件32固定于内周面46、第一壁面47以及第二壁面48。引导构件32在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部的位置与突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端部的位置是在轴向A上相同的位置。另外，引导构件32在蒸汽流动方向A1的上游侧的端面32a与密封翅片44以及护罩41在轴向A上以规定距离分离地配置。

因此，在蒸汽S向壳体11的内部供给而动叶片14旋转时，蒸汽S从高压侧H向低压侧L沿着蒸汽流动方向A1流动。此时，蒸汽S的主流蒸汽S1以通过静叶片13以及动叶片14的方式流动，该蒸汽S的一部分不通过动叶片14，而向在壳体11与动叶片14的前端部之间设置的密封装置15流动。该密封装置15虽然对蒸汽S的泄漏进行抑制，但仍泄漏一部分而产生泄漏蒸汽S2。从密封装置15泄漏了的泄漏蒸汽S2在回旋流生成室31中进行了回旋之后与通过了静叶片13与动叶片14的主流蒸汽S1合流。

此时，从密封装置15泄漏了的泄漏蒸汽S2虽然通过静叶片13但不通过动叶片14，因此具有周向C的速度分量。具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2在回旋流生成室31内成为沿着周向C且具有轴心的回旋流蒸汽S3。即，泄漏蒸汽S2通过被引导构件32引导从而成为周向C的速度分量减小了的回旋流蒸汽S3。并且，周向C的速度分量减小并在回旋流生成室31内进行了回旋的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31且具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉而产生涡流。在本实施方式中，回旋流生成室31位于比静叶片13的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置，因此回旋流生成室31的容积变大。因此，能够将所产生的涡流关在回旋流生成室31内，周向C的速度分量减小了的泄漏蒸汽S4在护罩41与突起部49之间通过，顺畅地与通过了动叶片14的主流蒸汽S1合流。

如此，在第一实施方式的旋转机械中，具备：壳体11，其呈中空形状；转子12，其以旋转自如的方式支承在壳体11内；动叶片14，其固定于转子12的外周部；静叶片13，其相对于动叶片14配置于蒸汽流动方向A1上的下游侧，并固定于壳体11的内周部；密封装置15，其配置于壳体11的内周部与动叶片14的前端部之间；回旋流生成室31，其在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置；以及多个引导构件32，它们在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

因而，具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2在流入到回旋流生成室31时被多个引导构件32引导从而周向C的速度分量减小。并且，周向C的速度分量减小并在回旋流生成室31内进行了回旋的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31并具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉而产生涡流，但能够将该涡流关在容积变大了的回旋流生成室31内，周向C的速度分量减小了的泄漏蒸汽S4顺畅地与主流蒸汽S1合流。其结果是，通过使从密封装置15泄漏了的蒸汽S顺畅地与主流蒸汽S1合流，能够减小合流部处的混合损失而实现性能的提高。

在第一实施方式的本发明的旋转机械中，回旋流生成室31具有：凹部42的内周面46；第一壁面47，其在蒸汽流动方向A1上的下游侧与壳体11处的密封装置15对置；以及第二壁面48，其在转子12的径向R上的内侧与凹部42的内周面42a对置，在内周面46与第一壁面47固定多个引导构件32，使第一壁面47位于比静叶片13的前缘部13a靠下游侧的位置。因而，能够利用多个引导构件32使泄漏蒸汽S2的周向C的速度分量减小，并且能够增大回旋流生成室31的容积而将所产生的涡流关在回旋流生成室31。

在第一实施方式的旋转机械中，在凹部42的蒸汽流动方向A1上的下游侧设置回旋流生成室31，并具有：凹部42的内周面46；第一壁面47，其设置于凹部42；以及第二壁面48，其设置于从壳体11的内周面11a向蒸汽流动方向A1的上游侧延伸出的突起部49，使第一壁面47位于比静叶片13的前缘部13a靠下游侧的位置。因而，能够增大回旋流生成室31的容积而将所产生的涡流关在回旋流生成室31。

[第二实施方式]

图5是用于说明作为第二实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。需要说明的是，第二实施方式的基本结构与上述的第一实施方式相同，并使用图1进行说明，对具有与第一实施方式相同的功能的构件标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第二实施方式中，如图1以及图5所示，蒸汽轮机10具备壳体11、转子12、静叶片13、动叶片14、密封装置15、回旋流生成室31以及多个引导构件61。

回旋流生成室31在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置。多个引导构件61在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置。引导构件61固定于内周面46、第一壁面47以及第二壁面48。这里，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

另外，突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端部的位置位于比引导构件61在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部的位置靠蒸汽流动方向A1上的上游侧的位置。即，护罩41的后端面41b与引导构件61的蒸汽流动方向A1的上游侧的端面61a之间的距离L1比护罩41的后端面41b与突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端面49a之间的距离L2长。也就是，L1>L2。

如此，在第二实施方式的旋转机械中，突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端面49a位于比引导构件61在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端面61a靠蒸汽流动方向A1上的上游侧的位置。

因而，通过将从回旋流生成室31向主流蒸汽S1合流的泄漏蒸汽S4的出口缩窄，能够容易地将从回旋流生成室31排出且周向C的速度分量减小了的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31且具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉而将所产生的涡流关在回旋流生成室31。

[第三实施方式]

图6是用于说明作为第三实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。需要说明的是，第三实施方式的基本结构与上述的第一实施方式相同，并使用图1进行说明，对具有与第一实施方式相同的功能的构件标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第三实施方式中，如图1以及图6所示，蒸汽轮机10具备壳体11、转子12、静叶片13、动叶片14、密封装置15、回旋流生成室31以及多个引导构件71。

回旋流生成室31在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置。多个引导构件71在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置。引导构件71固定于内周面46与第一壁面47。这里，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

另外，引导构件71在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部位于比突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部靠蒸汽流动方向A1上的上游侧的位置。即，护罩41的后端面41b与引导构件71在蒸汽流动方向A1的上游侧的端面71a之间的距离L1比护罩41的后端面41b与突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端面49a之间的距离L2短。也就是，L1<L2。

另外，在引导构件71与第二壁面48之间设置有在转子12的周向上连通的连通部72。也就是，引导构件71仅固定于内周面46与第一壁面47，且不固定于第二壁面48并在此设置有连通部72。该连通部72设置到比动叶片14的护罩41的外周面41a靠转子12的径向R上的外侧的位置。

如此，在第三实施方式的旋转机械中，引导构件71在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端面71a位于比突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端面49a靠蒸汽流动方向A1上的上游侧的位置。

因而，流入到回旋流生成室31的泄漏蒸汽S2通过被多个引导构件71引导从而周向C的速度分量减小，并且在与多个引导构件71的接触的作用下磨损增加而强度降低。因此，能够使从回旋流生成室31排出且周向C的速度分量减小了的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31且具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉而产生的涡流减小。

在第三实施方式的旋转机械中，在引导构件71与第二壁面48之间设置在转子12的周向C上连通的连通部72。因而，能够将从回旋流生成室31排出且周向C的速度分量减小了的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31且具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉从而产生的涡流关在回旋流生成室31的连通部72，而降低涡流强度。

在第三实施方式的旋转机械中，能够将连通部72设置到比动叶片14的护罩41的外周面41a靠转子12的径向R上的外侧的位置。因而，能够将所产生的涡流适当地关在回旋流生成室31的连通部72而降低涡流强度。

[第四实施方式]

图7是用于说明作为第四实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。需要说明的是，第四实施方式的基本结构与上述的第一实施方式相同，并使用图1进行说明，对具有与第一实施方式相同的功能的构件标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第四实施方式中，如图1以及图7所示，蒸汽轮机10具备壳体11、转子12、静叶片13、动叶片14、密封装置15、回旋流生成室31以及多个引导构件81。

回旋流生成室31在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置。多个引导构件81在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置。引导构件81固定于内周面46、第一壁面47以及第二壁面48。这里，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

引导构件81具有：第一引导体82，其位于转子12的径向R上的内侧；以及第二引导体83，其位于转子12的径向R上的外侧并比第一引导体82向蒸汽流动方向A1上的上游侧延伸出。并且，突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端部的位置是与第一引导体82在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部的位置在轴向A上相同的位置。即，护罩41的后端面41b与第二引导体83在蒸汽流动方向A1的上游侧的端面83a之间的距离L1比护罩41的后端面41b与突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端面49a以及第一引导体82在蒸汽流动方向A1上的上游的端面82a之间的距离L2短。也就是，L1<L2。

如此，在第四实施方式的旋转机械中，引导构件81具有：第一引导体82，其位于转子12的径向R上的内侧；以及第二引导体83，其位于转子12的径向R上的外侧，并比第一引导体82向蒸汽流动方向A1上的上游侧延伸出。

因而，流入到回旋流生成室31的泄漏蒸汽S2通过在被多个引导构件81引导之前降低强度，然后被多个第一引导体82以及第二引导体83引导，从而周向的速度分量减小，并且在与多个第二引导体83的接触的作用下磨损增加而强度降低，能够使从回旋流生成室31排出且周向C的速度分量减小了的回旋流蒸汽S3与流入回旋流生成室31且具有周向C的速度分量的泄漏蒸汽S2干涉而产生的涡流减小。

[第五实施方式]

图8是用于说明作为第五实施方式的旋转机械的蒸汽轮机中的蒸汽的流动的主要部分剖视图。需要说明的是，第五实施方式的基本结构与上述的第一实施方式相同，并使用图1进行说明，对具有与第一实施方式相同的功能的构件标注相同的附图标记并省略详细的说明。

在第五实施方式中，如图1以及图8所示，蒸汽轮机10具备壳体11、转子12、静叶片13、动叶片14、密封装置15、回旋流生成室31以及多个引导构件91。

回旋流生成室31在壳体11的比密封装置15靠蒸汽流动方向A1的下游侧的位置沿着转子12的周向C设置。多个引导构件91在回旋流生成室31以沿着转子12的径向R并且在转子12的周向C上隔开规定间隔的方式设置。引导构件91固定于内周面46与第一壁面47。这里，回旋流生成室31在蒸汽流动方向A1上的下游侧的第一壁面47位于比静叶片13在蒸汽流动方向A1上的上游侧的前缘部13a靠蒸汽流动方向A1上的下游侧的位置。

另外，引导构件91在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部位于比突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游侧的端部靠蒸汽流动方向A1上的上游侧的位置。并且，在引导构件91与第二壁面48之间设置有在转子12的周向上连通的连通部92。也就是，引导构件91仅固定于内周面46与第一壁面47，并不固定于第二壁面48且在此设置有连通部92。该连通部92设置到比动叶片14的护罩41的外周面41a靠转子12的径向R上的外侧的位置。

并且，动叶片14的护罩41在蒸汽流动方向A1的下游侧的外周面41a设置有向连通部92侧延伸出的第一引导面93，并且在蒸汽流动方向A1的下游侧设置有朝向转子12的径向R上的内侧的第二引导面94。并且，护罩41的第一引导面93与引导构件91在蒸汽流动方向A1的上游侧的端面91a之间的距离L1比护罩41的后端面41b与突起部49在蒸汽流动方向A1上的上游的端面49a之间的距离L2短。也就是，L1<L2。

如此，在第五实施方式的旋转机械中，动叶片14的护罩41在蒸汽流动方向A1的下游侧的外周面41a设置有向连通部92侧延伸出的第一引导面93。因而，能够将从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S2适当地向连通部92引导。

在第五实施方式的旋转机械中，动叶片14的护罩41在蒸汽流动方向A1的下游侧设置有朝向转子12的径向R上的内侧的第二引导面94。因而，能够利用第二引导面94使从回旋流生成室31向主流蒸汽S1合流的回旋流蒸汽S3顺畅地与主流蒸汽S1合流。

需要说明的是，在上述实施方式中，将密封装置设为迷宫式密封，但也可以设为其他非接触式密封。

另外，在上述的实施方式中，将本发明的旋转机械应用于蒸汽轮机10，但并不局限于蒸汽轮机，能够应用于压缩机、排气汽轮机等在工作时内部的压力比外部的压力高的旋转机械。

附图标记说明

10 蒸汽轮机(旋转机械)

11 壳体

11a 内周面

12 转子

13 静叶片

14 动叶片

15 密封装置

20 轴承

21 转子盘

22 蒸汽供给口

23 蒸汽通路

24 叶栅部

25 排气室

26 蒸汽排出口

31 回旋流生成室

32、61、71、81、91 引导构件

32a、61a、71a、82a、83a、91a 端面

41 护罩

41a 外周面

41b 后端面

42 凹部

42a 内周面

43、44、45 密封翅片

46 内周面

47 第一壁面

48 第二壁面

49 突起部

49a 端面

72、92 连通部

82 第一引导体

83 第二引导体

93 第一引导面

94 第二引导面

A 轴向

A1 蒸汽流动方向

C 周向

C1 旋转方向

R 径向

S 蒸汽

S1 主流蒸汽

S2 泄漏蒸汽

S3 回旋流蒸汽

S4 泄漏蒸汽。

Claims (10)

1.一种旋转机械，其特征在于，

所述旋转机械具备：

壳体，其呈中空形状；

旋转体，其以旋转自如的方式支承在所述壳体内；

动叶片，其固定于所述旋转体的外周部；

静叶片，其相对于所述动叶片配置于流体的流动方向上的下游侧，且固定于所述壳体的内周部；

密封装置，其配置于所述壳体的内周部与所述动叶片的前端部之间；

回旋流生成室，其在所述壳体的比所述密封装置靠流体的流动方向的下游侧的位置沿着所述旋转体的周向设置；以及

多个引导构件，它们在所述回旋流生成室以沿着所述旋转体的径向并且在所述旋转体的周向上隔开规定间隔的方式设置，

所述回旋流生成室在流体的流动方向上的下游侧的壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，

所述回旋流生成室具有：所述壳体的内周面；第一壁面，其在流体的流动方向上的下游侧与所述壳体处的所述密封装置对置；以及第二壁面，其在所述旋转体的径向上的内侧与所述壳体的内周面对置，多个引导构件至少固定于所述壳体的内周面与所述第一壁面，作为所述壁面的所述第一壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

3.根据权利要求2所述的旋转机械，其特征在于，

所述旋转机械在所述壳体的内周面形成有凹部，所述动叶片的前端部隔开规定间隙地配置在所述凹部内，所述回旋流生成室设置于所述凹部在流体的流动方向上的下游侧，且所述回旋流生成室具有：所述凹部的内周面；所述第一壁面，其设置于所述凹部；以及所述第二壁面，其设置于从所述壳体的内周面向流体的流动方向的上游侧延伸出的突起部，所述第一壁面位于比所述静叶片在流体的流动方向上的上游侧的缘部靠流体的流动方向上的下游侧的位置。

4.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，

所述突起部在流体的流动方向上的上游侧的端部位于比所述引导构件在流体的流动方向上的上游侧的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置。

5.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，

所述引导构件在流体的流动方向上的上游侧的端部位于比所述突起部在流体的流动方向上的上游侧的端部靠流体的流动方向上的上游侧的位置。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的旋转机械，其特征在于，

所述旋转机械在所述引导构件与所述第二壁面之间设置有在所述旋转体的周向上连通的连通部。

7.根据权利要求6所述的旋转机械，其特征在于，

所述连通部设置到比所述动叶片的前端部靠所述旋转体的径向上的外侧的位置。

8.根据权利要求6或7所述的旋转机械，其特征在于，

所述动叶片在前端部固定有护罩，所述护罩在流体的流动方向的下游侧设置有向所述连通部侧延伸出的第一引导面。

9.根据权利要求8所述的旋转机械，其特征在于，

所述护罩在流体的流动方向的下游侧设置有朝向所述旋转体的径向上的内侧的第二引导面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的旋转机械，其特征在于，

所述引导构件具有：第一引导体，其位于所述旋转体的径向上的内侧；以及第二引导体，其位于所述旋转体的径向上的外侧，且比所述第一引导体向所述流体的流动方向上的上游侧延伸出。

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