JP2010275957A - タービン - Google Patents

Abstract

【課題】動翼下流への漏洩流体量が少なく、高性能なタービンを提供する。
【解決手段】静止環状体１１と、該静止環状体１１の内方において回転自在に設けられた軸体と、該軸体に放射状に複数設けられていると共に、それぞれの先端部５１が静止環状体１１の内周部１１ｂに間隙Ｇを介して対向する動翼とを備えたタービン１であって、動翼の先端部５１と静止環状体１１の内周部１１ｂとのうち、一方には、軸方向上流側から下流側に向かって次第に他方から離間するように複数のステップ部５２が設けられ、前記他方には、各ステップ部５２に対して一つずつ延出して各ステップ部５２の下流側の縁部５３とそれぞれ微小隙間ｍを形成する複数のシールフィン１５が設けられており、前記軸方向に互いに隣接する二つのシールフィン１５の間が、間隙Ｇに流入する流体Ｓを径方向に拡散させるエネルギー減衰室Ｒとされていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、発電プラント、化学プラント、ガスプラント、製鉄所、船舶等に用いられるタービンに関するものである。

周知のように、蒸気タービンの一種として、ケーシングと、ケーシングの内部に回転自在に設けられた軸体と、ケーシングの内周部に固定配置された複数の静翼と、これら複数の静翼の下流側において軸体に放射状に設けられた複数の動翼とを備えたものがある。このような蒸気タービンは、蒸気の圧力エネルギーを静翼によって速度エネルギーに変換し、この速度エネルギーを動翼によって回転エネルギー（機械エネルギー）に変換している。

この種の蒸気タービンは、動翼の先端部と、動翼を囲繞して蒸気の流路を形成するケーシングとに間隙が形成されているのが通常であるが、この間隙を下流側に通過する漏洩蒸気は、動翼に対して回転力を付与しない。このため、蒸気タービンの性能向上のためには、上記間隙を通過する漏洩蒸気の量を低減することが重要となる。

下記特許文献１には、シールフィンの歯先の高圧流体側を動翼に対して直角に形成すると共に、低圧流体側を傾斜状に形成し、このシールフィンを軸方向に複数直列状に配設している。このような構成により、各シールフィンの間に蒸気の大きな渦流を発生させてエネルギーの消失を図ることにより、蒸気が間隙を通過することを抑止している。

特開２００５−１８０２７８号公報

しかしながら、従来の技術では、各シールフィンの間に発生する蒸気の大きな渦流が、下流側のシールフィンの歯先の隙間に向かうように形成されるために、漏洩蒸気の運動エネルギーが減衰されないまま下流側に持ち込まれ易く、漏洩蒸気の量を十分に低減することができないという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、漏洩流体が少なく、高性能なタービンを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るタービンは、静止環状体と、該静止環状体の内方において回転自在に設けられた軸体と、該軸体に放射状に複数設けられていると共に、それぞれの先端部が前記静止環状体の内周部に間隙を介して対向する動翼とを備えたタービンであって、前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とのうち、一方には、軸方向上流側から下流側に向かって次第に他方から離間するように複数のステップ部が設けられ、前記他方には、前記各ステップ部に対して一つずつ延出して前記各ステップ部の下流側の縁部とそれぞれ微小隙間を形成する複数のシールフィンが設けられており、前記軸方向に互いに隣接する二つのシールフィンの間が、前記間隙に流入する流体を径方向に拡散させるエネルギー減衰室とされていることを特徴とする。

この構成によれば、各ステップ部の下流側の縁部とそれぞれ微小隙間を形成する複数のシールフィンを備え、軸方向に互いに隣接する二つのシールフィンの間がエネルギー減衰室とされているので、微小隙間を通過してエネルギー減衰室に流入した流体が、径方向の内方側と外方側との双方に拡散する。これにより、流体の運動エネルギーを十分に減衰させることができる。
また、軸方向下流側に向かって次第に離間するステップ部とシールフィンとで微小隙間が形成されるので、上流側の微小隙間と下流側の微小隙間とが径方向において異なる位置に形成される。これにより、上流側の微小隙間を通過してエネルギー減衰室に流入した流体が、大きい運動エネルギーを有した状態で下流側の端部まで到達したとしても、下流側のシールフィンに衝突する。すなわち、流体が大きい運動エネルギーを有した状態で、下流側の微小隙間を通過してしまうことを防止することができる。
従って、エネルギー減衰室から流出する流体を低減させることができ、動翼の先端部と静止環状体の内周部との間隙を通過する漏洩流体を少なくすることができる。よって、流体のエネルギーを効率よく回転エネルギーに変換することができ、高性能なタービンを提供することができる。

また、前記エネルギー減衰室は、前記エネルギー減衰室における前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とが、そのエネルギー減衰室に連通する上流側の前記微小隙間からの径方向距離が等しい位置に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、エネルギー減衰室における動翼の先端部と静止環状体の内周部とが、上流側の微小隙間からの径方向距離が等しい位置に形成されているので、上流側の微小隙間を通過した流体が、径方向の内方側と外方側との双方に均一に拡散する。これにより、エネルギー減衰室に流入した流体が、より均一的に径方向に拡散するので、エネルギー減衰室から流出する流体を、さらに低減させることができる。

また、前記エネルギー減衰室は、前記エネルギー減衰室における前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とのうち、前記ステップ部が設けられた一方が、前記シールフィンが設けられた他方よりも、そのエネルギー減衰室に連通する上流側の前記微小隙間からの径方向距離が大きい位置に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、エネルギー減衰室における動翼の先端部と静止環状体の内周部とのうち、ステップ部が設けられた一方が、シールフィンが設けられた他方よりも、上流側の微小隙間からの径方向距離が大きい位置に形成されているので、エネルギー減衰室に渦流が形成される。より具体的には、エネルギー減衰室の下流側において、シールフィンが設けられた他方からステップ部が設けられた一方に向かう渦流（シールフィンの根本側からシールフィンの先端側に向かう渦流）が形成される。これにより、渦流が、下流側の微小隙間を通過する流体に対して縮流効果を与えるので、エネルギー減衰室から流出する流体を、さらに低減させることができる。

また、前記エネルギー減衰室が、複数設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、エネルギー減衰室が、複数設けられているので、動翼の先端部と静止環状体の内周部との間隙を通過する漏洩流体をさらに少なくすることができる。よって、流体のエネルギーを効率よく回転エネルギーに変換することができ、高性能なタービンを提供することができる。

本発明によれば、漏洩流体が少なく、高性能なタービンを提供することができる。

本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１の概略構成断面図である。 本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１の要部拡大断面図であり、図１における要部Ｉの拡大断面図である。 本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１の作用説明図である。 本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン２の要部拡大断面図であり、第一実施形態に係る図２に相当する図である。 本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン２の作用説明図であり、第一実施形態に係る図３に相当する図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１を示す概略構成断面図である。
蒸気タービン１は、ケーシング１０と、ケーシング１０に流入する蒸気Ｓの量と圧力を調整する調整弁２０と、ケーシング１０の内方に回転自在に設けられ、動力を図示しない発電機等の機械に伝達する軸体３０と、ケーシング１０に保持された静翼４０と、軸体３０に設けられた動翼５０と、軸体３０を軸回りに回転可能に支持する軸受部６０とを主たる構成としている。

ケーシング１０は、内部空間が気密に封止されていると共に、蒸気Ｓの流路とされている。このケーシング１０の内壁面には、軸体３０が挿通されたリング状の仕切板外輪（静止環状体）１１が強固に固定されている。

調整弁２０は、ケーシング１０の内部に複数個取り付けられており、それぞれ図示しないボイラから蒸気Ｓが流入する調整弁室２１と、弁体２２と、弁座２３とを備えており、弁体２２が弁座２３から離れると蒸気流路が開いて、蒸気室２４を介して蒸気Ｓがケーシング１０の内部空間に流入するようになっている。

軸体３０は、軸本体３１と、この軸本体３１の外周から径方向全部に延出した複数のディスク３２とを備えている。この軸体３０は、回転エネルギーを図示しない発電機等の機械に伝達する。

静翼４０は、軸体３０を囲繞するように放射状に多数配置されて環状静翼群を構成しており、それぞれ上述した仕切板外輪１１に保持されている。これら静翼４０の径方向における内方側は、軸体３０が挿通されたリング状の仕切板内輪１２等で連結されている。

これら複数の静翼４０からなる環状静翼群は、軸方向に間隔を空けて六つ形成されており、蒸気Ｓの圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して、下流側に隣接する動翼５０に流入させる。

動翼５０は、軸体３０が有するディスク３２の外周部に強固に取り付けられている。この動翼５０は、各環状静翼群の下流側において、放射状に多数配置されて環状動翼群を構成している。

これら環状静翼群と環状動翼群とは、一組一段とされている。すなわち、蒸気タービン１は、六段に構成されている。このうち、最終段における動翼５０の先端部は、周方向に延びたシュラウド５１とされている。

図２は、図１における要部Ｉを示す要部拡大断面図である。
図２に示すように、シュラウド５１は、径方向において仕切板外輪１１と間隙Ｇを介して対向している。

シュラウド５１は、軸方向上流側から下流側に向かって次第に仕切板外輪１１から離間する三つのステップ部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）を備えている。なお、各ステップ部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）は、軸方向の寸法がそれぞれ略同一となっている。

仕切板外輪１１は、内周に環状溝１１ａが形成されたものであり、この環状溝１１ａにシュラウド５１が収容されている。
この仕切板外輪１１の環状溝１１ａにおける溝底部（内周部）１１ｂは、軸方向に略同径に形成されている。また、この溝底部１１ｂには、シュラウド５１に向けて径方向に延出する三つのシールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）が設けられている。

シールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）は、それぞれステップ部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）における下流側の縁部５３（５３Ａ〜５３Ｃ）に向けて、溝底部１１ｂから延出しており、縁部５３（５３Ａ〜５３Ｃ）と微小隙間ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）を径方向に形成している。この微小隙間ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）の各寸法は、ケーシング１０や動翼５０の熱伸び量や動翼５０の遠心伸び量等を考慮した上で、両者が接触することがない安全な範囲内で、最小のものに設定されている。

このような構成により、上記間隙Ｇは、シールフィン１５Ａ〜１５Ｃにより軸方向に三つに区切られており、軸方向に互いに隣接する二つのシールフィン１５Ａ，１５Ｂの間がエネルギー減衰室Ｒ１とされ、シールフィン１５Ｂ，１５Ｃの間がエネルギー減衰室Ｒ２とされている。

エネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）におけるシュラウド５１のステップ部５２（５２Ｂ，５２Ｃ）と、仕切板外輪１１の溝底部１１ｂとは、そのエネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）に連通する上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）から、径方向距離が等しい位置に形成されている。より具体的には、径方向における微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）の中心線Ｘからの距離が等しい位置に形成されている。すなわち、微小隙間ｍＡの中心線Ｘからステップ部５２Ｂまでの距離をＬ１とし、微小隙間ｍＡの中心線Ｘから溝底部１１ｂまでの径方向距離をＬ２とすると、Ｌ１＝Ｌ２となる位置に形成されている。同様に、微小隙間ｍＢの中心線Ｘからステップ部５２Ｃまでの距離をＬ３とし、微小隙間ｍＢの中心線Ｘから溝底部１１ｂまでの径方向距離をＬ４とすると、Ｌ３＝Ｌ４となる位置に形成されている。

軸受部６０は、ジャーナル軸受装置６１及びスラスト軸受装置６２を備えており、軸体３０を回転可能に支持している。

次に、上記の構成からなる蒸気タービン１の動作について、図１〜図３を用いて説明する。
まず、調整弁２０（図１参照）を開状態とすると、図示しないボイラから蒸気Ｓがケーシング１０の内部空間に流入する。

ケーシング１０の内部空間に流入した蒸気Ｓは、各段における環状静翼群と環状動翼群とを順次通過する。この際には、圧力エネルギーが静翼４０によって速度エネルギーに変換され、静翼４０を経た蒸気Ｓが同一の段を構成する動翼５０間に流入し、動翼５０に回転力を付与する。すなわち、動翼５０により蒸気Ｓの速度エネルギーが回転エネルギーに変換される。

最終段に到達した蒸気Ｓは、最終段の静翼４０を通過した後に、下流の動翼５０間に流入し、動翼５０に回転力を効率的に付与する。

すなわち、図３に示すように、間隙Ｇに流入した蒸気Ｓは、まず、微小隙間ｍＡを通過してエネルギー減衰室Ｒ１に流入する。この際、エネルギー減衰室Ｒ１においては、微小隙間ｍＡから径方向にステップ部５２Ｂと溝底部１１ｂとが径方向の内方側と外方側の双方にそれぞれ離間しているため、エネルギー減衰室Ｒ１に流入した蒸気Ｓが、シュラウド５１側及び溝底部１１ｂ側の双方に拡散する（矢印Ｙ１，Ｙ２）。

そして、ステップ部５２Ｂと溝底部１１ｂとが、微小隙間ｍＡから径方向距離が等しい位置に形成されているため、エネルギー減衰室Ｒ１内の速度の径方向分布は、上流側から下流側に向かうに従って均一的なものになる。
すなわち、図３における上流側地点Ｐ１における速度の径方向分布は、微小隙間ｍＡを通過した蒸気Ｓの拡散が十分でないため、径方向中央付近の速度が大きくなって偏っている。一方、下流側地点Ｐ２における速度の径方向分布は、微小隙間ｍＡを通過した蒸気Ｓの拡散が十分に進行し、均一化が進んでいる。

このようにして、蒸気Ｓが下流側のシールフィン１５Ｂに到達した際には、速度の径方向分布が更に均一なものとなっている。すなわち、微小隙間ｍＡを通過した蒸気Ｓが微小隙間ｍＢに到達した際には、蒸気Ｓの運動エネルギーは十分に減衰しており、蒸気Ｓが微小隙間ｍＢから流出し難くなっている。

仮に、微小隙間ｍＡを通過した蒸気Ｓの速度エネルギーが径方向に十分に拡散せず、速度の径方向分布において中央付近の速度が大きい状態で下流側の端部に到達しても、下流側のシールフィン１５Ｂに衝突して、エネルギー減衰室Ｒ１内に拡散することとなる。

エネルギー減衰室Ｒ２においても、エネルギー減衰室Ｒ１と同様の作用により、微小隙間ｍＣから蒸気Ｓが流出し難くなっている（図２参照）。

このように、エネルギー減衰室Ｒ１，Ｒ２においては、蒸気Ｓが下流側に非常に流出し難くなっており、間隙Ｇを流れて動翼５０の下流側に漏洩する蒸気Ｓが殆ど無くなる。つまり、蒸気Ｓの流路が動翼５０間に限定されるため、蒸気Ｓの速度エネルギーが効率よく動翼５０に伝達されることとなる。

このようにして、回転エネルギーが軸体３０を介してコンプレッサー等の機械に良好に伝達される。なお、仕事を終えた排気蒸気は、排気室１９を通って図示しない復水器に送られる。

以上説明したように、本実施形態に係る蒸気タービン１によれば、各ステップ部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）の下流側の縁部５３（５３Ａ〜５３Ｃ）とそれぞれ微小隙間ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）を形成する複数のシールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）を備え、シールフィン１５Ａ，１５Ｂの間がエネルギー減衰室Ｒ１とされ、シールフィン１５Ｂ，１５Ｃの間がエネルギー減衰室Ｒ２とされているので、微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）を通過してエネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）に流入した蒸気Ｓが、径方向の内方側と外方側との双方に拡散する。これにより、蒸気Ｓの運動エネルギーを十分に減衰させることができる。
また、軸方向下流側に向かって次第に離間するステップ部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）とシールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）とで微小隙間ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）が形成されるので、上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）と下流側の微小隙間ｍ（ｍＢ，ｍＣ）とが径方向において異なる位置に形成される。これにより、上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）を通過してエネルギー減衰室Ｒに流入した蒸気Ｓが、大きい運動エネルギーを有した状態で下流側の端部に到達したとしても、下流側のシールフィン１５（１５Ｂ，１５Ｃ）に衝突する。すなわち、蒸気Ｓが大きい運動エネルギーを有した状態で、下流側の微小隙間ｍ（ｍＢ，ｍＣ）を通過してしまうことを防止することができる。
従って、エネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）から流出する蒸気Ｓを低減させることができ、間隙Ｇを通過する漏洩蒸気を少なくすることができる。よって、蒸気Ｓのエネルギーを効率よく回転エネルギーに変換することができ、蒸気タービン１が高性能なものとなる。

また、エネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）におけるステップ部５２（５２Ｂ，５２Ｃ）と仕切板外輪１１の溝底部１１ｂとが、上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）から径方向距離が等しい位置に形成されているので、上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）を通過した漏洩蒸気を、径方向の内方側と外方側との双方に均一に拡散する。これにより、エネルギー減衰室Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）に流入した蒸気Ｓが、より均一的に径方向に拡散するので、下流側の微小隙間ｍ（ｍＢ，ｍＣ）から流出する蒸気Ｓを、さらに低減させることができる。

また、エネルギー減衰室Ｒが、二つ（Ｒ１，Ｒ２）設けられているので、間隙Ｇを通過する漏洩蒸気をさらに少なくすることができる。

（第二実施形態）
図４は、本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン２の要部拡大断面図であり、図２に相当する図である。蒸気タービン２は、上述した蒸気タービン１と比較して、エネルギー減衰室Ｒの構成が相違している。なお、図４及び図５において、図１〜図３と同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図４に示すように、蒸気タービン２は、先端部がシュラウド７１とされており、このシュラウド７１が径方向において間隙Ｇを介して仕切板外輪１１と対向する動翼７０を備えている。

シュラウド７１は、軸方向上流側から下流側に向かって次第に仕切板外輪１１から離間するように三つのステップ部７２（７２Ａ〜７２Ｃ）が設けられている。そして、これら三つのステップ部７２（７２Ａ〜７２Ｃ）のそれぞれの下流側の縁部７３（７３Ａ〜７３Ｃ）に向けて、溝底部１１ｂから三つのシールフィン（１５Ａ〜１５Ｃ）が延出しており、これらシールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）と縁部７３（７３Ａ〜７３Ｃ）とのそれぞれの間に微小隙間ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）が形成されている。
なお、各ステップ部７２（７２Ａ〜７２Ｃ）は、軸方向の寸法がそれぞれ略同一となっている。

このような構成により、上記間隙Ｇは、シールフィン（１５Ａ〜１５Ｃ）により軸方向に三つに区切られており、軸方向に互いに隣接する二つのシールフィン１５Ａ，１５Ｂとの間がエネルギー減衰室Ｒ３、シールフィン１５Ｂ，１５Ｃとの間がエネルギー減衰室Ｒ４とされている。

エネルギー減衰室Ｒ（Ｒ３，Ｒ４）におけるステップ部７２（７２Ｂ，７２Ｃ）は、仕切板外輪１１の溝底部１１ｂよりも、上流側の微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）からの径方向距離が大きい位置に形成されている。より具体的には、径方向における微小隙間ｍ（ｍＡ，ｍＢ）の中心線Ｘからの距離が大きい位置に形成されている。すなわち、微小隙間ｍＡの中心線Ｘからステップ部７２Ｂまでの距離をＬ５とし、微小隙間ｍＡの中心線Ｘから溝底部１１ｂまでの径方向距離をＬ６とすると、Ｌ５＞Ｌ６となる位置に形成されている。同様に、微小隙間ｍＢの中心線Ｘからステップ部７２Ｃまでの距離をＬ７とし、微小隙間ｍＢの中心線Ｘから溝底部１１ｂまでの径方向距離をＬ８とすると、Ｌ７＞Ｌ８となる位置に形成されている。

次に、上記の構成からなる蒸気タービン２の動作について、図４及び図５を用いて説明する。
上述した蒸気タービン１と同様に、最終段に到達した蒸気Ｓは、最終段の静翼４０を通過した後に、下流の動翼５０間に流入し、動翼５０に回転力を効率的に付与する。

図５に示すように、間隙Ｇに流入した蒸気Ｓは、まず、微小隙間ｍＡを通過してエネルギー減衰室Ｒ３に流入する。この際、エネルギー減衰室Ｒ３においては、微小隙間ｍＡから径方向に動翼５０と溝底部１１ｂとが径方向の内方側と外方側との双方にそれぞれ離間しているため、エネルギー減衰室Ｒ３に流入した蒸気Ｓが動翼５０側及び溝底部１１ｂ側の双方に拡散する（矢印Ｙ１，Ｙ２）。

ここで、ステップ部７２Ｂが溝底部１１ｂよりも微小隙間ｍＡから離間しているため、言い換えると、微小隙間ｍＡからの径方向距離が大きいため、エネルギー減衰室Ｒ３内の速度の径方向分布に偏りが生じる、この偏りにより、エネルギー減衰室Ｒ３においては、次のような渦流Ｖが生じる。すなわち、この渦流Ｖは、溝底部１１ｂに沿ってシールフィン１５Ａからシールフィン１５Ｂに向けて流れた後に（矢印ｖ１）、シールフィン１５Ｂに沿って径方向外方側から内方側に向けて流れ（矢印ｖ２）、その後、ステップ部７２Ｂに沿ってシールフィン１５Ｂからシールフィン１５Ａに向けて流れ（矢印ｖ３）、シールフィン１５Ａに沿って径方向内方側から外方側に流れる（矢印ｖ４）。

このような渦流Ｖは、下流側の微小隙間ｍＢから蒸気Ｓが流出しようとした場合に、この蒸気Ｓを径方向外方からステップ部７２Ｂに押し付けるようにして縮流させる（矢印ｖ２参照）。渦流Ｖによって、縮流された蒸気Ｓは、微小隙間ｍＢから流出し難くなる。

エネルギー減衰室Ｒ４においても、エネルギー減衰室Ｒ３と同様に、渦流Ｖが形成され、縮流効果により微小隙間ｍＣから蒸気Ｓが流出し難くなる。

このように、エネルギー減衰室Ｒ３，Ｒ４においては、蒸気Ｓが下流側に非常に通過し難くなっており、間隙Ｇを通過する蒸気Ｓを効果的に抑止することができる。つまり、蒸気Ｓの流路が動翼５０間に限定されるため、蒸気Ｓの速度エネルギーが効率よく動翼５０に伝達されることとなる。

以上説明したように、本実施形態に係る蒸気タービン２によれば、エネルギー減衰室Ｒ３において、ステップ部７２（７２Ａ〜７２Ｃ）が設けられたシュラウド７１が、シールフィン１５（１５Ａ〜１５Ｃ）が設けられた仕切板外輪１１の溝底部１１ｂよりも、上流側の微小隙間ｍＡからの径方向距離が大きい位置に形成されているので、エネルギー減衰室Ｒ３に渦流Ｖが形成される。より具体的には、エネルギー減衰室Ｒ３の下流側において、径方向外方から内方に向かう流れ（矢印ｖ２）が形成される。これにより、渦流Ｖ（矢印ｖ２）が、下流側の微小隙間ｍＢを通過する蒸気Ｓに対して縮流効果を与えるので、エネルギー減衰室Ｒ３から流出する蒸気Ｓを、さらに低減させることができる。

また、エネルギー減衰室Ｒ４においても、渦流が形成され、エネルギー減衰室Ｒ４の下流側の微小隙間ｍＣから流出する蒸気Ｓに縮流効果を与えるので、エネルギー減衰室Ｒ４から流出する蒸気Ｓの量を、さらに低減させることができる。
従って、間隙Ｇを通過する漏洩蒸気をさらに少なくすることができる。よって、蒸気Ｓのエネルギーを効率よく回転エネルギーに変換することができ、蒸気タービン２が高性能なものとなる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、仕切板外輪１１を静止環状体としたが、このような仕切板外輪１１を設けずにケーシング１０を静止環状体とする構成も考えられる。すなわち、この静止環状体は、動翼を囲繞すると共に、流路を流体が動翼間を通過するように規定するものであれば、どのような部材であってもよい。

また、上述した実施の形態では、ステップ部５２Ａ〜５２Ｃの軸方向の寸法をそれぞれ略同一としたが、それぞれ異なっていてもよい。ステップ部７２Ａ〜７２Ｃについても同様である。
また、上述した実施の形態では、最終段の動翼５０に本発明を適用したが、他の段の動翼５０に本発明を適用しても良い。

また、上述した実施の形態では、動翼５０にステップ部を設け、仕切板外輪１１にシールフィン１５Ａ〜１５Ｃを設ける構成としたが、仕切板外輪１１に軸方向下流側に向けて動翼５０から離間するようにステップ部を設け、動翼５０にシールフィン１５Ａ〜１５Ｃを設ける構成としても良い。

また、上述した実施の形態では、エネルギー減衰室Ｒを複数設ける構成としたが、一つのみ設ける構成としてもよいし、三つ以上設ける構成としても良い。

また、上述した実施の形態では、復水式の蒸気タービンに本発明を適用したが、他の型式の蒸気タービン、例えば、二段抽気タービン、抽気タービン、混気タービン等のタービン型式に本発明を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、蒸気タービンに本発明を適用したが、ガスタービンに本発明を適用しても良い。

１，２…蒸気タービン（タービン）
１０…ケーシング
１１…仕切板外輪（静止環状体）
１５（１５Ａ〜１５Ｃ）…シールフィン
３０…軸体
４０…静翼
５０，７０…動翼
５１，７１…シュラウド
５２（５２Ａ〜５２Ｃ），７２（７２Ａ〜７２Ｃ）…ステップ部
５３（５２Ａ〜５２Ｃ），７３（７３Ａ〜７３Ｃ）…縁部
Ｇ…間隙
ｍ（ｍＡ〜ｍＣ）…微小隙間
Ｒ（Ｒ１〜Ｒ４）…エネルギー減衰室
Ｓ…蒸気
Ｖ（ｖ１〜ｖ４）…渦流

Claims (4)

1. 静止環状体と、
   該静止環状体の内方において回転自在に設けられた軸体と、
   該軸体に放射状に複数設けられていると共に、それぞれの先端部が前記静止環状体の内周部に間隙を介して対向する動翼とを備えたタービンであって、
   前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とのうち、一方には、軸方向上流側から下流側に向かって次第に他方から離間するように複数のステップ部が設けられ、前記他方には、前記各ステップ部に対して一つずつ延出して前記各ステップ部の下流側の縁部とそれぞれ微小隙間を形成する複数のシールフィンが設けられており、
   前記軸方向に互いに隣接する二つのシールフィンの間が、前記間隙に流入する流体を径方向に拡散させるエネルギー減衰室とされていることを特徴とするタービン。
2. 前記エネルギー減衰室は、前記エネルギー減衰室における前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とが、そのエネルギー減衰室に連通する上流側の前記微小隙間からの径方向距離が等しい位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタービン。
3. 前記エネルギー減衰室は、前記エネルギー減衰室における前記動翼の先端部と前記静止環状体の内周部とのうち、前記ステップ部が設けられた一方が、前記シールフィンが設けられた他方よりも、そのエネルギー減衰室に連通する上流側の前記微小隙間からの径方向距離が大きい位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のタービン。
4. 前記エネルギー減衰室が、複数設けられていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載のタービン。

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