專利名稱：渦輪機(jī)及渦輪機(jī)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)及渦輪機(jī)的制造方法。本申請基于2010年10月29日在日本申請的特愿2010-244290號主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
以往已知有具有以下部件的蒸汽渦輪機(jī):殼體；軸體，旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置在殼體的內(nèi)部；多個(gè)靜葉片，固定配置在殼體的內(nèi)周部；和多個(gè)動葉片，在上述多個(gè)靜葉片的下游側(cè)放射狀設(shè)置在軸體上。在下述專利文獻(xiàn)I中，使用以下部件構(gòu)成靜葉片構(gòu)造環(huán):靜葉片部件，具有靜葉片元件、外側(cè)護(hù)罩元件和內(nèi)側(cè)護(hù)罩元件；外圈，在內(nèi)周形成嵌合槽，并且被殼體支撐；內(nèi)圈，在外周形成嵌合槽，并且包圍轉(zhuǎn)子。具體而言，將各靜葉片部件的外側(cè)護(hù)罩元件插入嵌合到外圈的嵌合槽中，并且將內(nèi)側(cè)護(hù)罩元件插入嵌合到內(nèi)圈的嵌合槽中，從而將靜葉片元件保持成環(huán)狀?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特表2003-525382號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在現(xiàn)有的渦輪機(jī)中，在周向上彼此相鄰的外側(cè)護(hù)罩之間形成有間隙，因此可能使蒸汽從該間隙泄漏到動葉片側(cè)而產(chǎn)生損失。 本發(fā)明考慮到這一情況而提出，其課題是提高渦輪機(jī)效率。用于解決問題的手段根據(jù)本發(fā)明的第I方式，渦輪機(jī)具有:軸體，被支撐成旋轉(zhuǎn)自如；動葉片部件，在上述軸體的外周設(shè)置多個(gè)，在上述軸體的周向上構(gòu)成動葉片列；殼體，包圍上述軸體和上述動葉片列；外圈，設(shè)置在上述殼體的內(nèi)周，包括凹凸?fàn)畹慕孛嬖谥芟蛏线B續(xù)的內(nèi)周部；靜葉片部件，分別具有與上述外圈的內(nèi)周部嵌合的護(hù)罩以及從上述護(hù)罩向徑向內(nèi)側(cè)延伸的靜葉片主體，該靜葉片部件在上述周向上設(shè)置多個(gè)并且使彼此在周向上相鄰的上述護(hù)罩靠近而構(gòu)成靜葉片列；和板狀部件，連結(jié)上述多個(gè)靜葉片部件中的至少一部分，并且從上述軸向一側(cè)覆蓋上述連結(jié)的靜葉片部件的護(hù)罩，而將形成于上述彼此在周向上相鄰的護(hù)罩之間的護(hù)罩間隙密封。根據(jù)該構(gòu)成，板狀部件連結(jié)多個(gè)靜葉片部件，并且從軸向一側(cè)覆蓋靜葉片部件的護(hù)罩，將形成于護(hù)罩之間的護(hù)罩間隙密封。因此，從軸向一側(cè)朝向護(hù)罩間隙的工作流體與板狀部件碰撞，而阻止了向護(hù)罩間隙的流入。這樣一來，與板狀部件碰撞的工作流體向靜葉片主體側(cè)流動，與工作流體的主流匯合。因此，可增加主流流量，從而可提高渦輪機(jī)效率。
并且，板狀部件阻止工作流體向護(hù)罩間隙的流入，因此在靜葉列內(nèi)從護(hù)罩間隙向主流側(cè)流出的工作流體基本消失。這樣一來，在靜葉片列內(nèi)難以產(chǎn)生主流的紊亂，從靜葉片列流出的主流的流動是按照設(shè)計(jì)的流動，可提高渦輪機(jī)效率。并且，上述板狀部件可在周向上連續(xù)設(shè)置多個(gè)。根據(jù)該構(gòu)成，板狀部件在周向上連續(xù)設(shè)置多個(gè)，因此可密封在周向上形成了多個(gè)的護(hù)罩間隙。并且，上述板狀部件可在上述多個(gè)護(hù)罩的整周上設(shè)置。根據(jù)該構(gòu)成，可密封在周向上形成多個(gè)的所有護(hù)罩間隙。此外優(yōu)選，上述內(nèi)圈的內(nèi)周部形成為在周向上延伸的槽狀，上述板狀部件將上述護(hù)罩間隙中從上述內(nèi)圈的內(nèi)周部向徑向內(nèi)側(cè)露出的部分的至少一部分密封。根據(jù)該構(gòu)成，板狀部件密封護(hù)罩間隙中向徑向內(nèi)側(cè)露出的部分的至少一部分，因此暴露于工作流體的主流的部分被密封。這樣一來，可有效降低流入到護(hù)罩間隙的工作流體。并且，上述板狀部件可將上述護(hù)罩間隙全部密封。根據(jù)該構(gòu)成，板狀部件將護(hù)罩間隙全部密封，因此可進(jìn)一步降低流入到護(hù)罩間隙的漏流。根據(jù)本發(fā)明的第2方式，是一種渦輪機(jī)的制造方法，該渦輪機(jī)具有:軸體，被支撐成旋轉(zhuǎn)自如；動葉片部件，在上述軸體的外周設(shè)置多個(gè)，在上述軸體的周向上構(gòu)成動葉片列；殼體，包圍上述軸體和上述動葉片列；外圈，設(shè)置在上述殼體的內(nèi)周，包括凹凸?fàn)畹慕孛嬖谥芟蛏线B續(xù)的內(nèi)周部；和靜葉片部件，分別具有與上述外圈的內(nèi)周部嵌合的護(hù)罩以及從上述護(hù)罩向徑向內(nèi)側(cè)延伸的靜葉片主體，該靜葉片部件在上述周向上設(shè)置多個(gè)并且使彼此在周向上相鄰的上述護(hù)罩靠近而構(gòu)成靜葉片列，在該渦輪機(jī)的制造方法中，預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)靜葉片部件、板狀部件以及構(gòu)成上述外圈的多個(gè)外圈部件，該制造方法具有以下步驟:連結(jié)步驟，在將上述多個(gè)靜葉片部件分組而構(gòu)成的多個(gè)靜葉片部件組中，將屬于一組的上述多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩通過上述板狀部件連結(jié)而一體化；中間單元制造步驟，將通過上述板狀部件連結(jié)而一體化的上述多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩嵌合到上述外圈部件的內(nèi)周部，而制造中間單元；和連接步驟，對于將屬于上述其他靜葉片部件組的多個(gè)靜葉片部件嵌合到上述外圈部件的單元,連接上述中間單元。根據(jù)該方法，可容易地獲得一種可提高渦輪機(jī)效率的構(gòu)成。并且，具有以下步驟:連結(jié)步驟，將多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩通過板狀部件連結(jié)而一體化；中間單元制造步驟，將連結(jié)而一體化的多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩嵌合到外圈部件的內(nèi)周部，而制造中間單元。因此，一體化的多個(gè)靜葉片部件統(tǒng)一嵌合到外圈的內(nèi)周部。即，在現(xiàn)有的渦輪機(jī)的制造方法中，在將靜葉片部件組裝到外圈部件時(shí)，必須將外側(cè)護(hù)罩逐個(gè)嵌入到外圈部件的內(nèi)周部，因此組裝消耗勞力。但是，根據(jù)上述構(gòu)成，可節(jié)省將多個(gè)靜葉片部件逐個(gè)嵌合到外圈部件的內(nèi)周部的勞動，因此可容易地進(jìn)行組裝。并且，上述單元也可作為上述中間單元構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，在構(gòu)成單元時(shí)，可節(jié)省將多個(gè)靜葉片部件逐個(gè)嵌合到外圈部件的內(nèi)周部的勞動，因此可更加容易地進(jìn)行組裝。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的方式的渦輪機(jī)，可提高渦輪機(jī)效率。并且，根據(jù)本發(fā)明的方式的渦輪機(jī)的制造方法，可提高組裝性。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的概要構(gòu)成剖視圖。圖2是圖1中的1-1線剖視圖。圖3是圖1中的主要部分II的放大剖視圖。圖4是圖3中的II1-1II線向視圖。圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的靜葉片單元的概要構(gòu)成立體圖。圖6是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的靜葉片單元的第一分解構(gòu)成立體圖。圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的靜葉片單元的第二分解構(gòu)成立體圖。圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的靜葉片單元的葉片列圖。圖9是圖8中的IV-1V線向視圖。圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的靜葉片單元的主要部分剖視圖。圖11是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的靜葉片單元的葉片列圖。圖12是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的彈性工件的概要構(gòu)成立體圖。圖13是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的變形例的葉片列圖。圖14是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的靜葉片單元的葉片列圖。圖15是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的靜葉片單元的葉片列圖。圖16是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)的靜葉片單元的主要部分放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)(渦輪機(jī))I的概要構(gòu)成剖視圖。蒸汽渦輪機(jī)I具有:殼體10 ;調(diào)節(jié)閥20，調(diào)節(jié)流入到殼體10的蒸汽S的量和壓力；軸體30，旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)置在殼體10的內(nèi)部，將動力傳遞到未圖示的發(fā)電機(jī)等機(jī)械；多個(gè)靜葉片列40，配置在殼體10的內(nèi)周；多個(gè)動葉片列50，排列在軸體30的外周；和軸承部60，將軸體30支撐成可繞軸旋轉(zhuǎn)。殼體10使內(nèi)部空間與外部隔絕，其內(nèi)部空間被氣密性密封。殼體10包圍軸體30及動葉片列50。調(diào)節(jié)閥20在殼體10的內(nèi)部安裝多個(gè)。調(diào)節(jié)閥20具有:從未圖示的鍋爐流入蒸汽S的調(diào)節(jié)閥室21 ;可變位的閥芯22 ;以及閥芯22可落座及離開的閥座23。閥芯22離開閥座23時(shí)，蒸汽流路打開，蒸汽S經(jīng)由蒸汽室24流入到殼體10的內(nèi)部空間。軸體30具有軸主體31、及從該軸主體31的外周向徑向延伸的多個(gè)盤體32。該軸體30將旋轉(zhuǎn)能量傳遞到未圖示的發(fā)電機(jī)等機(jī)械。靜葉片列40由以包圍軸體30的方式放射狀地配置多個(gè)的靜葉片部件41構(gòu)成(參照圖2)。靜葉片列40通過外圈11連結(jié)徑向外側(cè)，并且通過內(nèi)圈12連結(jié)徑向內(nèi)側(cè)(下述)。
該靜葉片列40在旋轉(zhuǎn)軸方向上隔開間隔形成多段。靜葉片列40將蒸汽S引導(dǎo)到在下游側(cè)相鄰的動葉片列50。動葉片列50由以包圍軸體30的方式放射狀地配置多個(gè)的動葉片部件51構(gòu)成。各動葉片部件51具有:動葉片主體52，將蒸汽S的主流具有的速度能量變換為旋轉(zhuǎn)能量；和葉冠53，形成在動葉片主體52的徑向前端部。該動葉片部件51的徑向內(nèi)側(cè)分別牢固地安裝在軸體30的盤體32的外周上。該動葉片列50設(shè)置在各靜葉片列40的下游側(cè)，和靜葉片列40 —組一段。S卩，蒸汽渦輪機(jī)I構(gòu)成為使蒸汽S的主流在靜葉片列40和動葉片列50中交替流動。在以下說明中，將軸體30的旋轉(zhuǎn)軸方向稱為“軸向”，將軸向上的主流上游側(cè)稱為“軸向一側(cè)”，將軸向上的主流下游側(cè)稱為“軸向另一側(cè)”。軸承部60具有徑向軸承裝置61及推力軸承裝置62。軸承部60旋轉(zhuǎn)自如地支撐軸體30。在上述蒸汽渦輪機(jī)I中，作為靜葉片列40的安裝構(gòu)造，采用靜葉片單元70。圖2是圖1中的1-1線剖視圖，圖3是圖1中的主要部分II的放大剖視圖，圖4是圖3中的II1-1II線向視圖，圖5是靜葉片單元70 (70A,70B)的概要構(gòu)成立體圖。靜葉片單元70 (70A，70B)如圖2所示，對每個(gè)靜葉片列40配置一對，分別保持由構(gòu)成該靜葉片列40的全部靜葉片部件41中的一半靜葉片部件41構(gòu)成的靜葉片部件組GA、GB0該一對靜葉片單元70 (70A，70B)通過將板狀部件71、外圈部件72、內(nèi)圈部件73分別組裝到靜葉片部件組G (GA，GB)而構(gòu)成。如圖2及圖3所示，靜葉片部件41具有:靜葉片主體42，隨著從葉片軸向的基端朝向前端而減小葉片截面(參照圖4);外側(cè)護(hù)罩(護(hù)罩)43，與靜葉片主體42的基端連接；和內(nèi)側(cè)護(hù)罩44，與靜葉片主體42的前端連接。該靜葉片部件41如圖3所示，使靜葉片主體42的葉片軸向朝向蒸汽渦輪機(jī)I的徑向，以使前端側(cè)位于軸體30側(cè)。并且，靜葉片部件41如圖4所示，使靜葉片主體42的前后方向朝向軸向。外側(cè)護(hù)罩43形成為塊狀。外側(cè)護(hù)罩43如圖2所示，在靜葉片主體42的前后方向觀察(從前邊緣42a側(cè)向后邊緣42b側(cè)觀察)，形成為靜葉片主體42側(cè)變凹的圓弧帶形狀，在其內(nèi)周面43x上靜葉片主體42連續(xù)。外側(cè)護(hù)罩43如圖4所示，在靜葉片主體42的前邊緣42a側(cè)形成的前部43a、和在靜葉片主體42的后邊緣42b側(cè)形成的后部43b，通過中間部43c連接。外側(cè)護(hù)罩43如圖4所示，在和葉片軸向(徑向)交叉的各截面中，前部43a及后部43b形成為矩形，并且后部43b相對前部43a在從靜葉片主體42的前邊緣42a朝向后邊緣42b的方向上錯(cuò)開配置，而連接有將前部43a和后部43b形成為平行四邊行的中間部43c。在該外側(cè)護(hù)罩43的前端43d，如圖3所示，形成在內(nèi)周面43x側(cè)的內(nèi)周邊緣43e、和從內(nèi)周邊緣43e形成到外周并相對內(nèi)周邊緣43e凹陷的凹陷部43g，分別在前后方向觀察，形成為圓弧帶狀(參照圖2)。并且如圖3所示，外側(cè)護(hù)罩43的后端42h形成為階梯狀，在外周側(cè)上形成向前后方向突出的突出部42i。
內(nèi)側(cè)護(hù)罩44的外觀形狀形成為與外側(cè)護(hù)罩43基本相似的形狀。在該內(nèi)側(cè)護(hù)罩44的內(nèi)周部，如圖3所示，形成向靜葉片主體42側(cè)凹陷并向周向延伸的嵌合槽44a。該靜葉片部件41如圖2所示，按照各靜葉片部件組G (GA，GB),使彼此的外側(cè)護(hù)罩43和內(nèi)側(cè)護(hù)罩44對接，而在周向上排列設(shè)置成半環(huán)狀。并且如圖4所示，在周向上相互相鄰的外側(cè)護(hù)罩43中，使一個(gè)的一端面42y與另一個(gè)的另一端面42z靠近并相對，在周向上形成護(hù)罩間隙M。板狀部件71如圖3所示，在厚度方向上觀察，形成為圓弧帶狀。板狀部件71的徑向尺寸及厚度尺寸與各靜葉片部件41的外側(cè)護(hù)罩43的凹陷部43g的徑向尺寸及深度尺寸基本相同。該板狀部件71在嵌入到半環(huán)狀地排列設(shè)置的靜葉片部件41的各凹陷部42g的狀態(tài)下，螺栓固定到各靜葉片部件41的外側(cè)護(hù)罩43上。這樣一來，板狀部件71如圖2及圖4所示連結(jié)各外側(cè)護(hù)罩43，并且如圖3所示覆蓋各靜葉片部件41的外側(cè)護(hù)罩43中的凹陷部43g。該板狀部件71相對半環(huán)狀地排列設(shè)置的靜葉片部件41，在周向上錯(cuò)開一半節(jié)距而設(shè)置，使周向一端的靜葉片部件41 (在圖2及圖5中用附圖標(biāo)記41X表示)的外側(cè)護(hù)罩43在周向上露出一半節(jié)距，并且該板狀部件71從周向另一端的靜葉片部件41 (在圖2及圖5中用附圖標(biāo)記41Y表示)的外側(cè)護(hù)罩43在周向上伸出一半節(jié)距。外圈部件72如圖2及圖5所示形成為半圈狀。如圖3所示，在外圈部件72的內(nèi)周部72a，形成沿周向延伸并且截面輪廓為凹凸?fàn)?具體而言大致為矩形)的半環(huán)狀槽部72b。該半環(huán)狀槽部72b的槽深尺寸比外側(cè)護(hù)罩43的葉片軸向的尺寸小。并且，半環(huán)狀槽部72b與半環(huán)狀地排列設(shè)置的靜葉片部件41及螺栓固定了各靜葉片部件41的板狀部件71的徑向外側(cè)嵌合，如圖2及圖3所示，使各自的徑向內(nèi)側(cè)露出。在該外圈部件72上，如圖1所示，形成向軸體30的軸向另一側(cè)延伸的半環(huán)狀延伸部72d(在圖5中未圖示)。該半環(huán)狀延伸部72d與成對的外圈部件72的半環(huán)狀延伸部72d對接而整體呈環(huán)狀，與動葉片部件51的葉冠53相對。內(nèi)圈部件72如圖2所示形成為半圈狀。內(nèi)圈部件72如圖3所示，具有:凸部73a，在外周部向徑向外側(cè)突出，并且沿周向延伸；和多個(gè)密封翅片部73b (在圖5中未圖示)，在內(nèi)周部分別向徑向內(nèi)側(cè)延伸，并且沿周向延伸。內(nèi)圈部件73如圖3所示，通過凸部73a與內(nèi)側(cè)護(hù)罩44的嵌合槽44a嵌合而被內(nèi)側(cè)護(hù)罩44支撐，多個(gè)密封翅片部73b與軸體30形成微小間隙。該靜葉片單元70A、70B將一個(gè)的周向兩端部連接到另一個(gè)的周向兩端部。具體而言，如圖2所示，靜葉片單元70A、70B中，一側(cè)的周向一端中的靜葉片部件41X與另一側(cè)的周向另一端中的靜葉片部件41Y對接，在周向上形成護(hù)罩間隙M。并且，如圖2所示，這些靜葉片單元70A、70B中，對一側(cè)的板狀部件71以一半節(jié)距露出的外側(cè)護(hù)罩43 (靜葉片部件41X)，用另一側(cè)的板狀部件71的以一半節(jié)距在周向伸出的部分(靜葉片部件41Y側(cè))覆蓋。這樣一來，在構(gòu)成靜葉片列40的多個(gè)靜葉片部件41中的外側(cè)護(hù)罩43的整周上配置板狀部件71。接著，主要參照圖6及圖7說明靜葉片單元70及蒸汽渦輪機(jī)I的組裝方法。
首先，按照各靜葉片部件組G (GA，GB)，如圖6所示，將靜葉片部件41逐個(gè)連結(jié)到板狀部件71 (連結(jié)步驟)。例如，將靜葉片部件組GA的靜葉片部件41螺栓固定到板狀部件71。并且也可用其他方法固定。此時(shí)優(yōu)選:在各靜葉片部件41上預(yù)先穿螺孔，并且以與半環(huán)狀連接了靜葉片部件41的狀態(tài)的各螺孔的位置相對應(yīng)的方式，在板狀部件71上穿貫通孔。這樣一來，通過使螺孔和貫通孔重合，可容易地對靜葉片部件41和板狀部件71進(jìn)行定位。因此，與板狀部件71連結(jié)的靜葉片部件41，以半環(huán)狀排列配置的狀態(tài)一體化。此時(shí)，在周向上彼此相鄰的兩個(gè)靜葉片部件41之間，形成護(hù)罩間隙M (參照圖4 )。同樣，例如對于靜葉片部件組GB，也將靜葉片部件41逐個(gè)螺栓固定到板狀部件71上(連結(jié)步驟)。并且如圖7所示，使內(nèi)圈部件73的凸部73a嵌合到靜葉片部件41的內(nèi)側(cè)護(hù)罩44的嵌合槽44a。例如，對靜葉片部件組GA及靜葉片部件組GB分別嵌合內(nèi)圈部件73。接著，如圖7所示，將在板狀部件71上組裝了靜葉片部件41的組裝品的周向一端，插入到外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b的周向另一端，使外側(cè)護(hù)罩43和半環(huán)狀槽部72b嵌合(中間單元制造步驟)。并且如圖5所示，插入上述組裝品的周向一端直到其到達(dá)外圈部件72的周向一端，完成靜葉片單元(中間單元)70的組裝。例如，對靜葉片部件組GA及靜葉片部件組GB分別嵌合外圈部件72，完成靜葉片單元70A、70B的組裝。此外，也可在靜葉片部件組G上嵌合內(nèi)圈部件73之前，嵌合外圈部件72。并且，也可將上述組裝品相對外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b在徑向插入。并且如圖2所示，接合靜葉片單元70A、70B (外圈部件72、內(nèi)圈部件73)的周向兩端部。例如，在將靜葉片單元70A固定到殼體10的內(nèi)壁面后，配置軸體30，夾持該軸體30而配置了靜葉片單元70B后，接合靜葉片單元70A、70B (外圈部件72、內(nèi)圈部件73)的周向兩端部。此時(shí)如下進(jìn)行組裝:靜葉片單元70A、70B中，使一側(cè)的板狀部件71以一半節(jié)距露出的外側(cè)護(hù)罩43 (靜葉片部件41X)，被另一側(cè)的板狀部件71的以一半節(jié)距在周向伸出的部分(靜葉片部件41Y側(cè))覆蓋。之后，將靜葉片單元70B固定到殼體10的內(nèi)壁面。這樣一來，通過接合各段的靜葉片單元70A、70B，構(gòu)成靜葉片列40，最終完成蒸汽渦輪機(jī)I的組裝。如上組裝的蒸汽渦輪機(jī)I如圖2及圖4所示，護(hù)罩間隙M由板狀部件71覆蓋并密封。具體而言，各靜葉片部件41中的外側(cè)護(hù)罩43的凹陷部43g由板狀部件71覆蓋，所以護(hù)罩間隙M中半環(huán)狀槽部72b內(nèi)的部分、及從半環(huán)狀槽部72b露出到外側(cè)的部分的大部分，被板狀部件71密封。因此，朝靜葉片部件41在軸向流動的蒸汽S中，朝向護(hù)罩間隙M的蒸汽S與板狀部件71碰撞后，流向靜葉片主體42側(cè)，與蒸汽S的主流匯合。并且，蒸汽S通過靜葉片主體42改變流向，流入到下游側(cè)的動葉片列50。并且，板狀部件71密封護(hù)罩間隙M中的露出到徑向內(nèi)側(cè)的部分的大部分，因此暴露于蒸汽S的主流的部分的大部分被密封。這樣一來，流入到護(hù)罩間隙M的蒸汽S大幅減少。
進(jìn)一步，在靜葉片列40內(nèi)從護(hù)罩間隙M向主流側(cè)流出的蒸汽S基本消失，在靜葉片列40內(nèi)不會產(chǎn)生主流的紊亂，而以設(shè)計(jì)的角度從靜葉片列40流出后，流入到動葉片列50。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)1，連結(jié)多個(gè)靜葉片部件41，并且從軸向一側(cè)覆蓋靜葉片部件41的外側(cè)護(hù)罩43以密封護(hù)罩間隙M,因此即使蒸汽S從軸向一側(cè)朝向護(hù)罩間隙M,也會與板狀部件71碰撞而阻止其向護(hù)罩間隙M的流入。這樣一來,與板狀部件71碰撞的蒸汽S向靜葉片主體42側(cè)流動，與蒸汽S的主流匯合。因此，可增加主流流量，從而可提高渦輪機(jī)效率。并且，板狀部件71阻止蒸汽S向護(hù)罩間隙M的流入，因此在靜葉片列40內(nèi)從護(hù)罩間隙M向主流側(cè)流出的蒸汽S基本消失。這樣一來，在靜葉片列40內(nèi)難以發(fā)生主流的紊亂，從靜葉片列40流出的主流的流動成為按照設(shè)計(jì)的流動，因此可提高渦輪機(jī)效率。并且，板狀部件71在多個(gè)外側(cè)護(hù)罩43的整周上設(shè)置，因此可密封在周向上形成多個(gè)的所有護(hù)罩間隙M。并且，護(hù)罩間隙M中露出到徑向內(nèi)側(cè)的部分的大部分由板狀部件71密封，因此暴露于蒸汽S的主流的部分被密封。這樣一來，可有效減少流入到護(hù)罩間隙M的蒸汽S。并且，根據(jù)本實(shí)施方式中的渦輪機(jī)的制造方法，易于獲得一種可提高渦輪機(jī)效率的蒸汽渦輪機(jī)I的構(gòu)成。并且，根據(jù)本實(shí)施方式中的渦輪機(jī)的制造方法，按照各靜葉片部件組G(GA，GB)，將一體化的多個(gè)靜葉片部件41統(tǒng)一嵌合到外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b。即，在現(xiàn)有的渦輪機(jī)的制造方法中，在將靜葉片部件41組裝到外圈部件72時(shí)，必須逐個(gè)將靜葉片部件41嵌入到外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b，因此組裝需要勞力。但根據(jù)上述方法，節(jié)省將多個(gè)靜葉片部件41逐個(gè)嵌合到外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b的勞動，因此可容易地進(jìn)行組裝。并且，將多個(gè)靜葉片單元70A、70B在整周配置以構(gòu)成靜葉片列40，因此可更加容易地進(jìn)行組裝。此外，在上述構(gòu)成中，在各段配置靜葉片單元70A、70B以構(gòu)成靜葉片列40，但也可將各段中的靜葉片部件41分成三個(gè)以上的組，并與組數(shù)對應(yīng)地構(gòu)成靜葉片單元。并且，也可僅設(shè)置一個(gè)靜葉片單元70A，省略剩余的部分(相當(dāng)于靜葉片單元70B的部分)的板狀部件71。并且，在上述構(gòu)成中，在環(huán)狀排列的外側(cè)護(hù)罩43的整周設(shè)置板狀部件71，但即使僅在周向的一部分設(shè)置，也可防止該一部分中的蒸汽S的漏流。并且，在上述構(gòu)成中，使內(nèi)周邊緣43e不被板狀部件71覆蓋地露出，但也可覆蓋內(nèi)周邊緣43e以密封全部護(hù)罩間隙Μ。根據(jù)該構(gòu)成，可進(jìn)一步降低流入到護(hù)罩間隙M的蒸汽S0并且，在上述構(gòu)成中，靜葉片部件組GA、GB由屬于各靜葉片列40的靜葉片部件41的半數(shù)分別構(gòu)成，但該數(shù)字是任意的，可適當(dāng)調(diào)節(jié)。此時(shí)，優(yōu)選對應(yīng)靜葉片部件41的個(gè)數(shù)來適當(dāng)調(diào)節(jié)外圈部件72的周向尺寸。并且，在上述構(gòu)成中，在外圈部件72上形成半環(huán)狀槽部72b，并使外圈部件72和外側(cè)護(hù)罩43嵌合，但也可在外側(cè)護(hù)罩43上形成半環(huán)狀槽部，并使外圈部件72和外側(cè)護(hù)罩43嵌合。
(第二實(shí)施方式)圖8是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)2的靜葉片單元80A的葉片列圖，圖9是圖8中的IV-1V線向視圖，圖10是靜葉片單元80A的靜葉片部件41A的概要立體圖。此外，在圖8至圖10中，對和圖1至圖7相同的構(gòu)成元件附加同樣的附圖標(biāo)記，并省略其說明。如圖8所示，靜葉片單元80A和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70相比，在省略了板狀部件71這一點(diǎn)、及替代靜葉片部件41而具有靜葉片部件41A這一點(diǎn)上，與第一實(shí)施方式的靜葉片單元70不同。靜葉片部件41A的構(gòu)成和靜葉片部件41基本相同，但在外側(cè)護(hù)罩43的一端面42y中的前部43a側(cè)，朝向徑向(葉片軸向)形成矩形槽73j，并在該矩形槽73j中嵌入熱膨脹工件 91A。熱膨脹工件91A如圖8至圖10所示，是長度方向的交叉截面為矩形的棒狀部件，由線膨脹系數(shù)大于靜葉片部件41A的材料形成。根據(jù)本實(shí)施方式，因高溫的蒸汽S使熱膨脹工件91A升溫時(shí)，熱膨脹工件91A向周向(切線方向)熱膨脹，而與相鄰的外側(cè)護(hù)罩43的另一端面42z緊貼。從而，將護(hù)罩間隙M密封，降低蒸汽S的漏流，因此可提高渦輪機(jī)的效率。(第三實(shí)施方式)圖11是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)3的靜葉片單元80B的葉片列圖。在圖11 (及圖12)中，對和圖1至圖10相同的構(gòu)成元件附加同樣的附圖標(biāo)記，并省略其說明。如圖11所示，靜葉片單元80B和第二實(shí)施方式的靜葉片單元80A相比，在替代具有熱膨脹工件91A的靜葉片部件41A、而設(shè)置具有彈性工件91B的靜葉片部件41B這一點(diǎn)上，和第二實(shí)施方式的靜葉片單元80A不同。圖12是彈性工件91B的概要構(gòu)成立體圖。如圖12所示，彈性工件91B是長度方向截面為C字形的棒狀部件，由彈性材料(例如彈簧鋼等)形成。該彈性工件91B如圖11所示，在使徑向的開放部91b朝向軸向一側(cè)(前偵D的狀態(tài)下，插入到矩形槽73j。根據(jù)本實(shí)施方式，流入到護(hù)罩間隙M的蒸汽S流入到彈性工件91B的開放部91b，從而使彈性工件91B向外周側(cè)擴(kuò)張，緊貼于在周向上相鄰的外側(cè)護(hù)罩43的另一端面42z。這樣一來，將護(hù)罩間隙M密封而降低蒸汽S的漏流，因此可提高渦輪機(jī)的效率。此外，在上述構(gòu)成中，是將長度方向截面為C字形的彈性工件91C插入到矩形槽73j的構(gòu)成，但如圖13所示，也可是將長度方向截面為W字形的彈性工件91D插入到矩形槽73j的構(gòu)成。(第四實(shí)施方式)圖14是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)4的靜葉片單元80D的葉片列圖。在圖14中，對和圖1至圖13相同的構(gòu)成元件附加同樣的附圖標(biāo)記，并省略其說明。如圖14所示，靜葉片單元80D和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70相比，在省略了板狀部件71這一點(diǎn)、及設(shè)置具有外側(cè)護(hù)罩83的靜葉片部件41D這一點(diǎn)上，和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70不同。相對于第一實(shí)施方式中的、外側(cè)護(hù)罩43的一端面42y及另一端面42z在徑向剖視圖中形成為階梯狀，其不同點(diǎn)在于，外側(cè)護(hù)罩83的一端面82y及另一端面82z在徑向剖視圖中形成為N狀。S卩，第一實(shí)施方式的外側(cè)護(hù)罩43的一端面42y及另一端面42z中，使中間部43c從前側(cè)向后側(cè)平穩(wěn)傾斜地連接前部43a和后部43b，與之相對，本實(shí)施方式的一端面82y及另一端面82z如圖14所示，中間部83c形成為從后側(cè)折返到前側(cè)，而連接前部43a和后部43b。因此，在護(hù)罩間隙M中，形成中間部83c靠近并相對而劃定的折返部83d。根據(jù)本實(shí)施方式，在護(hù)罩間隙M中形成折返部83d，因此對于流入到護(hù)罩間隙M的蒸汽S，折返部83d發(fā)揮較大的流動阻力的作用。這樣一來，可降低蒸汽S的漏流，提高渦輪機(jī)效率。(第五實(shí)施方式)圖15是本發(fā)明的第五實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)5的靜葉片單元80E的葉片列圖。此外在圖15中，對和圖1至圖14相同的構(gòu)成元件附加同樣的附圖標(biāo)記，并省略其說明。如圖15所示，靜葉片單元80E和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70相比，在省略了板狀部件71這一點(diǎn)、及設(shè)置具有外側(cè)護(hù)罩85的靜葉片部件41E這一點(diǎn)上，和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70不同。在第一實(shí)施方式的一端面42y及另一端面42z中，中間部43c平穩(wěn)地傾斜而連接前部43a和后部43b，與之相對，在外側(cè)護(hù)罩85的一端面85y及另一端面85z中，如圖15所示，與軸向正交的正交面85c連接前部43a和后部43b。并且，在周向上相鄰的兩個(gè)外側(cè)護(hù)罩85中，一個(gè)的前部43a和另一個(gè)的后部43b由在軸向延伸的螺栓86連結(jié)，一個(gè)的一端面85y的正交面85c、和另一個(gè)的另一端面85c的正交面85c在軸向上被推壓而緊貼。根據(jù)該構(gòu)成，在周向上相鄰的兩個(gè)外側(cè)護(hù)罩85中，一個(gè)的一端面85y的正交面85c和另一個(gè)的另一端面85c緊貼，護(hù)罩間隙M被密封。這樣一來，可降低蒸汽S的漏流，提高渦輪機(jī)效率。(第六實(shí)施方式)圖16是本發(fā)明的第六實(shí)施方式的蒸汽渦輪機(jī)6的靜葉片單元80F的主要部分放大剖視圖。此外在圖16中，對和圖1至圖15相同的構(gòu)成元件附加同樣的附圖標(biāo)記，并省略其說明。如圖16所示，靜葉片單元80F和第一實(shí)施方式的靜葉片單元70相比，在省略了板狀部件71這一點(diǎn)、及具有外圈部件72的半環(huán)狀槽部72b的、從軸向一側(cè)中的邊緣部向徑向內(nèi)側(cè)延伸的延伸部72e這一點(diǎn)上,和第一實(shí)施方式的靜葉片單兀70不同。延伸部72e對從半環(huán)狀槽部72b露出到外側(cè)的護(hù)罩間隙M的大部分進(jìn)行覆蓋并密封。根據(jù)該構(gòu)成，延伸部72e密封從半環(huán)狀槽部72b露出到外側(cè)的護(hù)罩間隙M，因此可降低蒸汽S的漏流，并提高渦輪機(jī)效率。此外，上述實(shí)施方式中所示的動作順序、或者各構(gòu)成部件的各形狀、組合等是一個(gè)示例，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行各種變更。例如，在上述各實(shí)施方式中，說明了將本發(fā)明適用于蒸汽渦輪機(jī)的實(shí)施方式，但也可將本發(fā)明適用于燃?xì)廨啓C(jī)。
產(chǎn)業(yè)利用性根據(jù)本發(fā)明，可提高渦輪機(jī)的效率。并且，根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)的制造方法，可提高渦輪機(jī)的組裝性。本發(fā)明不僅可應(yīng)用于蒸汽渦輪機(jī)，也可應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪機(jī)。符號說明I, 2，3，4，5，6 蒸汽渦輪機(jī)10 殼體11 外圈12 內(nèi)圈30 軸體40靜葉片列41 (41X，41Y)靜葉片部件42靜葉片主體43外側(cè)護(hù)罩(護(hù)罩)50動葉片列51動葉片部件70 (70Α，70Β)靜葉片單元(中間單元)71板狀部件72外圈部件72a內(nèi)周部G (GA，GB)靜葉片部件組M護(hù)罩間隙
權(quán)利要求
1.一種潤輪機(jī)，具有: 軸體，被支撐成旋轉(zhuǎn)自如； 動葉片部件，在上述軸體的外周設(shè)置多個(gè)，在上述軸體的周向上構(gòu)成動葉片列； 殼體，包圍上述軸體和上述動葉片列； 外圈，設(shè)置在上述殼體的內(nèi)周，包括凹凸?fàn)畹慕孛嬖谥芟蛏线B續(xù)的內(nèi)周部； 靜葉片部件，分別具有與上述外圈的內(nèi)周部嵌合的護(hù)罩以及從上述護(hù)罩向徑向內(nèi)側(cè)延伸的靜葉片主體，該靜葉片部件在上述周向上設(shè)置多個(gè)并且使彼此在周向上相鄰的上述護(hù)罩靠近而構(gòu)成靜葉片列；和 板狀部件，連結(jié)上述多個(gè)靜葉片部件中的至少一部分，并且從上述軸向一側(cè)覆蓋上述連結(jié)的靜葉片部件的護(hù)罩，而將形成于上述彼此在周向上相鄰的護(hù)罩之間的護(hù)罩間隙密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中，上述板狀部件在周向上連續(xù)設(shè)置多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(jī)，其中，上述板狀部件在上述多個(gè)護(hù)罩的整周上設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其中， 上述內(nèi)圈的內(nèi)周部形成為在周向上延伸的槽狀， 上述板狀部件將上述護(hù)罩間隙中從上述內(nèi)圈的內(nèi)周部向徑向內(nèi)側(cè)露出的部分的至少一部分密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(jī)，其中，上述板狀部件將上述護(hù)罩間隙全部密封。
6.一種渦輪機(jī)的制造方法，該渦輪機(jī)具有: 軸體，被支撐成旋轉(zhuǎn)自如； 動葉片部件，在上述軸體的外周設(shè)置多個(gè)，在上述軸體的周向上構(gòu)成動葉片列； 殼體，包圍上述軸體和上述動葉片列； 外圈，設(shè)置在上述殼體的內(nèi)周，包括凹凸?fàn)畹慕孛嬖谥芟蛏线B續(xù)的內(nèi)周部；和靜葉片部件，分別具有與上述外圈的內(nèi)周部嵌合的護(hù)罩以及從上述護(hù)罩向徑向內(nèi)側(cè)延伸的靜葉片主體，該靜葉片部件在上述周向上設(shè)置多個(gè)并且使彼此在周向上相鄰的上述護(hù)罩靠近而構(gòu)成靜葉片列， 在該渦輪機(jī)的制造方法中， 預(yù)先準(zhǔn)備多個(gè)靜葉片部件、板狀部件以及構(gòu)成上述外圈的多個(gè)外圈部件， 該制造方法具有以下步驟: 連結(jié)步驟，在將上述多個(gè)靜葉片部件分組而構(gòu)成的多個(gè)靜葉片部件組中，將屬于一組的上述多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩通過上述板狀部件連結(jié)而一體化； 中間單元制造步驟，將通過上述板狀部件連結(jié)而一體化的上述多個(gè)靜葉片部件的護(hù)罩嵌合到上述外圈部件的內(nèi)周部，而制造中間單元；和 連接步驟，對于將屬于上述其他靜葉片部件組的多個(gè)靜葉片部件嵌合到上述外圈部件的單元,連接上述中間單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)的制造方法，其中，上述單元作為上述中間單元構(gòu)成。
全文摘要
本渦輪機(jī)具有軸體(30)，被支撐成旋轉(zhuǎn)自如；動葉片部件，在上述軸體(30)的外周設(shè)置多個(gè)，在上述軸體(30)的周向上構(gòu)成動葉片列；殼體，包圍上述軸體(30)和上述動葉片列；外圈部件(72)，設(shè)置在上述殼體的內(nèi)周，包括凹凸?fàn)畹慕孛嬖谥芟蛏线B續(xù)的內(nèi)周部(72a)；靜葉片部件(41)，分別具有與外圈部件(72)的內(nèi)周部(72a)嵌合的護(hù)罩(43)以及從護(hù)罩(43)向徑向內(nèi)側(cè)延伸的靜葉片主體(42)，該靜葉片部件在上述周向上設(shè)置多個(gè)并且使彼此在周向上相鄰的護(hù)罩(43)靠近而構(gòu)成靜葉片列；和板狀部件(71)，連結(jié)多個(gè)靜葉片部件(41)中的至少一部分，并且從上述軸向一側(cè)覆蓋上述連結(jié)的靜葉片部件(41)的護(hù)罩(43)，而將形成于上述彼此在周向上相鄰的護(hù)罩(43)之間的護(hù)罩間隙密封。
文檔編號F01D25/24GK103097668SQ20118004037
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者大西智之, 脅勇一朗, 山下匠生, 松尾尊昭, 松尾朝春 申請人:三菱重工業(yè)株式會社