CN107250555A - 动叶片以及轴流式旋转机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设置于轴流式压缩机(1)的动叶片(22)，所述轴流式压缩机(1)具备：旋转轴；壳体(3)；扩散部(4)，其设置于壳体(3)的下游侧，该扩散部(4)划分出扩散流路(DC)，该扩散流路(DC)与壳体(3)的流路(C)连通，且形成为环状，且该扩散流路(DC)的流路截面积朝向下游侧而扩大；静叶片列(10)，其在壳体(3)设置为多列；动叶片列(20)，其进行气体(G)的压缩。动叶片(22)具备叶片部(25)，该叶片部(25)构成动叶片列(20)中的位于最下游侧的最终动叶片列(20A)，并且该叶片部(25)以彼此在周向上隔开间隔的方式配设有多个，就各个该叶片部(25)的偏转角而言，轮毂侧以及叶尖侧的偏转角比叶片高度方向的中央部的偏转角大。

Description

动叶片以及轴流式旋转机械

技术领域

本发明涉及轴流式旋转机械所使用的动叶片以及具备该动叶片的轴流式旋转机械。

背景技术

例如，作为轴流式旋转机械的一种，公知有轴流式压缩机。在该轴流式旋转机械中，取入空气等流体，使该流体通过在旋转轴呈多列设置的动叶片以及与该动叶片交替地设置于壳体的静叶片，由此在进行了流体的压缩之后，经由扩散部而排出压缩后的流体。

在专利文献1中，公开了设置有这样的轴流式压缩机的燃气轮机。

在燃气轮机中，利用将来自轴流式压缩机的压缩空气与燃料混合并燃烧而得到的燃烧气体来驱动涡轮，取出旋转动力。

此外，在轴流式压缩机的扩散部中，以流路截面积朝向流体的流动的下游侧而逐渐扩大的方式形成扩散流路。该扩散流路减小压缩后的流体的流速而使压力恢复。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-169172号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在向扩散部流入的流体中，由于与壳体内表面之间的剪切力的影响而在旋转轴的径向上产生流速分布(压力分布)。因此，在流体在扩散流路中流通时，容易在扩散流路内表面产生流体的剥离，有可能导致产生损失。

本发明是考虑到这样的情况而做出的，其提供能够减少扩散部处的损失且获得充分的压力恢复性能的动叶片以及轴流式压缩机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明采用了以下的方案。

在本发明的第一方案中，动叶片设置于轴流式旋转机械，该轴流式旋转机械具备：旋转轴，其沿着轴线的方向延伸，且以该轴线为中心旋转；壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；静叶片列，其从所述壳体朝向所述轴线的径向内侧突出，且在该轴线的方向上设置为多列；以及动叶片列，其在所述轴线的方向上与所述静叶片列相邻地设置为多列，进行所述流体的压缩或压力输送，所述动叶片具备叶片部，该叶片部构成所述动叶片列中的位于所述流体的流动的最下游侧的最终动叶片列，并且该叶片部以彼此在所述轴线的周向上隔开间隔的方式配设有多个，就各个叶片部的偏转角而言，轮毂侧以及叶尖侧的偏转角比叶片高度方向的中央部的偏转角大。

根据这样的动叶片，就最终动叶片列的动叶片中的叶片部的偏转角、即叶片部入口处的流体的流通方向与叶片部出口处的流体的流通方向的相对角度而言，轮毂侧以及叶尖侧的该相对角度比叶片高度方向的中央部的该相对角度大。因此，通过最终动叶片列的流体的流通方向在轮毂侧以及叶尖侧更大程度地偏转。因此，动叶片在轮毂侧以及叶尖侧对流体做更多的功，由此在该位置处流体的压缩量(或压力输送量)变多。

在此，在假设动叶片中的偏转角在叶片高度方向上一样的情况下，在流体与壳体的流路的内表面之间的剪切力的影响下，流体的流速在轮毂侧以及叶尖侧变慢。

关于这点，通过如上所述那样使动叶片的偏转角在叶片高度方向上变化，由此能够增大在流路的内表面附近的流体的流速，使通过最终动叶片列后的流体的速度(总压力)分布在扩散部的出口处在叶片高度方向、即轴线的径向上更加均匀。其结果是，能够抑制扩散流路内的流体的剥离。

而且，通过这样的流体的剥离抑制，即使缩短了扩散部的轴线的方向上的尺寸，也能够稳定地恢复压力，能够减少因流体与扩散流路之间的摩擦而产生的流体的摩擦损失。

另外，通过流体的剥离抑制，也能够增大扩散流路的入口与出口的流路截面积之比，能够增大压力恢复量。

在本发明的第二方案中，轴流式旋转机械具备：动叶片列，其具有上述第一方案的动叶片；旋转轴，其将所述动叶片列固定，且沿着所述轴线的方向延伸，并以该轴线为中心旋转；壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且该扩散部划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；以及静叶片列，其从所述壳体向所述轴线的径向内侧突出，并且在所述轴线的方向上与所述动叶片列相邻地设置为多列，所述静叶片列在每列具有在所述轴线的周向上彼此分开地设置的静叶片。

根据这样的轴流式旋转机械，通过在最终动叶片列具有上述的动叶片，从而能够增大在壳体的流路的内表面附近的流体的流速，使通过最终动叶片列后的流体的速度(总压力)分布在扩散部的出口处在叶片高度方向、即轴线的径向上更加均匀。

在本发明的第三方案中，也可以是，上述第二方案中的所述扩散部以使所述扩散流路从比所述最终动叶片列的上游侧的端部靠下游侧且比最终静叶片列的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式，设置于所述壳体，所述最终静叶片列设置于比该最终动叶片列进一步靠下游侧的位置。

通过如上所述那样最终动叶片列的动叶片的偏转角在叶片高度方向上不同，从而在流路的内表面附近被提高了总压力后的流体流入扩散流路，不容易产生扩散流路中的流体的剥离。因而，即便扩散流路从包括设置有最终动叶片列的位置在内地、比该位置靠下游侧且比最终静叶片列靠上游侧的位置起开始，也不容易产生损失。因而，通过这样设置，能够获得基于最终静叶片列的流体的减速效果，且能够从更早的列进行压力恢复。其结果是，能够进一步缩短扩散部的轴线的方向上的尺寸，进一步增大扩散流路的入口与出口的流路截面积比。

在本发明的第四方案中，也可以是，在上述第三方案中的所述扩散部中，所述扩散流路的内表面的一部分由所述最终静叶片列中的所述静叶片的一部分形成。

通过像这样静叶片的一部分形成扩散流路的内表面，从而即使扩散流路从比最终静叶片列的下游侧的端部靠上游侧的位置起扩大，静叶片的一部分(例如护罩等)也不会从朝向下游侧而扩大的扩散流路的内表面向扩散流路突出。因而，能够使流体在扩散流路内朝向下游侧更平滑地流通，能够进一步抑制流体的剥离。

在本发明的第五方案中，也可以是，在上述第三方案或第四方案中的所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；比该第一区域靠下游侧的第二区域；以及比该第二区域进一步靠下游侧的第三区域，所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量大，所述第三区域的流路截面积的扩大量比所述第二区域的流路截面积的扩大量小。

这样，从第一区域朝向第三区域、即扩散流路朝向下游侧而首先小幅扩大，然后大幅扩大，然后小幅扩大。因而，在流体通过最终静叶片列时，即通过第一区域时，能够减少基于扩散流路的流体的减速量，因此能够抑制在最终静叶片列中的流体的剥离。然后，在流体通过第二区域时，能够利用扩散流路增大流体的减速量，能够得到充分的压力恢复量。在最下游侧的第三区域，流体的边界层发展，但能够减少流体的减速量，因此能够抑制第三区域中的剥离。

在此，流路截面积的扩大量是指以各区域的扩散流路的轴线为基准的角度、即张开角。

在本发明的第六方案中，也可以是，在上述第三或第四方案中的所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；以及比该第一区域靠下游侧的第二区域，所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量小。

与第一区域相比，在第二区域中，扩散流路小幅扩大。在该情况下，通过从第一区域起扩开扩散流路，能够抑制比第一区域靠下游侧的扩散流路中的内表面(端壁)处的流体的剥离，且能够在第一区域增大减速量。因此，即使之后在第二区域中边界层发展，也能够使流体不发生剥离地进行减速。

在本发明的第七方案中，也可以是，在上述第三方案至第六方案中的任一方案的所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向外侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

流体在具有旋转轴的旋转方向的分量的状态下流入扩散流路，因此，流体以靠近扩散流路中的径向外侧的内表面侧的状态在扩散流路内流通。因而，通过以向径向外侧倾斜的方式使扩散流路的流路截面积扩大，从而沿着流体的流通方向形成有扩散流路。因此，能够使流体更顺畅地在扩散流路内流通，能够提高压力恢复的效果。

在本发明的第八方案中，也可以是，在上述第七方案的所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向内侧倾斜的方式扩大。

这样，在扩散流路中，与径向外侧的内表面一起，径向内侧的内表面朝向下游侧而向径向内侧倾斜，由此能够以更短的距离实现扩散流路的扩大，能够进行压力恢复。因而，能够缩短扩散流路的轴线的方向上的长度，能够减少流体的摩擦损失。

在本发明的第九方案中，也可以是，在上述第七方案的所述扩散部中，所述流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

这样，在扩散流路中，与径向外侧的内表面一起，径向内侧的内表面朝向下游侧而向径向外侧倾斜，由此例如能够向配置于径向外侧的设备引导压缩或压力输送后的流体。

在本发明的第十方案中，轴流式旋转机械具备：旋转轴，其沿着轴线的方向延伸，且以该轴线为中心旋转；壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；静叶片列，其从所述壳体向所述轴线的径向内侧突出，且在该轴线的方向上设置为多列；以及动叶片列，其在所述轴线的方向上与所述静叶片列相邻地设置为多列，进行所述流体的压缩或压力输送，所述扩散部以使所述扩散流路从比所述最终动叶片列的上游侧的端部靠下游侧且比最终静叶片列的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式，设置于所述壳体，所述最终静叶片列设置于比该最终动叶片列进一步靠下游侧的位置。

在本发明的第十一方案中，也可以是，在上述第十方案的所述扩散部中，所述扩散流路的内表面的一部分由所述最终静叶片列中的所述静叶片的一部分形成。

在本发明的第十二方案中，也可以是，在上述第十方案或第十一方案的所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；比该第一区域靠下游侧的第二区域；以及比该第二区域进一步靠下游侧的第三区域，所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量大，所述第三区域的流路截面积的扩大量比所述第二区域的流路截面积的扩大量小。

在本发明的第十三方案中，也可以是，在上述第十方案或第十一方案的所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；以及比该第一区域靠下游侧的第二区域，所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量小。

在本发明的第十四方案中，也可以是，在上述第十方案至第十三方案中的任一方案的所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向外侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

在本发明的第十五方案中，也可以是，在上述第十四方案的所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向内侧倾斜的方式扩大。

在本发明的第十六方案中，也可以是，在上述第十四方案的所述扩散部中，所述流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

发明效果

根据上述的动叶片以及轴流式旋转机械，能够减少扩散部处的流体的流动损失，能够得到充分的压力恢复性能。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图，是放大表示扩散部周边的图。

图3是表示构成本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的最终动叶片列的动叶片的立体图。

图4A是构成本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的最终动叶片列的动叶片的与叶片高度方向正交的剖视图，表示图3的A-A截面。

图4B是构成本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的最终动叶片列的动叶片的与叶片高度方向正交的剖视图，表示图3的B-B截面。

图4C是构成本发明的第一实施方式的轴流式压缩机的最终动叶片列的动叶片的与叶片高度方向正交的剖视图，表示图3的C-C截面。

图5是本发明的第二实施方式的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图，是放大表示扩散部周边的图。

图6是本发明的第二实施方式的第一变形例的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图，是进一步放大表示扩散部周边的图。

图7是本发明的第二实施方式的第二变形例的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图，是进一步放大表示扩散部周边的图。

图8是本发明的第三实施方式的轴流式压缩机的包括轴线在内的纵剖视图，是放大表示扩散部周边的图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

以下，参照附图来说明本发明的第一实施方式的轴流式压缩机1(轴流式旋转机械)。

轴流式压缩机1取入空气等气体G(流体)，对该气体G进行压缩后将其排出。如图1以及图2所示，该轴流式压缩机1具备：旋转轴2，其以轴线O为中心旋转；壳体3，其对旋转轴2进行支承；扩散部4，其设置于壳体3；静叶片列10，其从壳体3朝向旋转轴2突出；以及动叶片列20，其从旋转轴2朝向壳体3突出。

旋转轴2是沿着轴线O的方向延伸的柱状构件。

壳体3形成为从外周侧覆盖旋转轴2的筒状。在该壳体3上设置有未图示的轴承。壳体3经由该轴承而支承旋转轴2，从而壳体3与旋转轴2能够相对旋转。另外，在壳体3与旋转轴2之间划分出空间S。

在壳体3上形成有气体G的吸入口3a，该吸入口3a在轴线O方向的一方侧(面向图1的纸面时的左侧)向壳体3的外部开口，并且与空间S连通。气体G被从吸入口3a导入空间S内，从轴线O的方向的一方侧朝向另一方侧流通。以下，将轴线O的方向的一方侧设为上游侧，将另一方侧设为下游侧。

静叶片列10固定于壳体3并从壳体3向轴线O的径向内侧突出而配设于空间S内，静叶片列10在轴线O的方向上彼此隔开间隔地设置为多列。

各个静叶片列10具有多个静叶片12，该多个静叶片12彼此在轴线O的周向上隔开间隔地设置。

各个静叶片12具备：叶片部13，其与径向正交的截面形成为叶片形状；外侧护罩14，其设置于叶片部13的径向外侧；以及内侧护罩15，其设置于叶片部13的径向内侧。外侧护罩14嵌入壳体3而构成壳体3的内表面的一部分。通过将在周向上相邻的静叶片12的内侧护罩15彼此连结，从而形成为以轴线O为中心的环状。

在本实施方式中，在壳体3内的空间S的最下游侧设置有出口导流叶片11(或静叶片12)，但这样的出口导流叶片11(或静叶片12)也可以不必设置。

动叶片列20固定于旋转轴2并从旋转轴2向轴线O的径向外侧突出而配设于空间S内，动叶片列20在轴线O的方向上彼此隔开间隔地设置为多列。这些动叶片列20在轴线O的方向上与静叶片列10相邻地设置于静叶片列10彼此之间。

在此，在壳体3的最下游侧，在出口导流叶片11的上游侧不相邻地设置动叶片列20，而在轴线O的方向上相邻地设置有两列的静叶片列10。

将这些相邻的两列的静叶片列10中的、出口导流叶片11设为第一最终静叶片列10A，将设置于出口导流叶片11的上游侧的静叶片列10设为第二最终静叶片列10B。

在第二最终静叶片列10B的上游侧，在轴线O的方向上相邻地设置有动叶片列20。将该动叶片列20设为最终动叶片列20A。

最终动叶片列20A具有多个动叶片22，该多个动叶片22彼此在轴线O的周向上隔开间隔地设置。

如图3至图4C所示，各个动叶片22具备：叶片部25，其与径向正交的截面形成为叶片形状；平台23，其设置于叶片部25的径向内侧；以及叶片根24，其从平台23向径向内侧突出。

动叶片22通过叶片根24嵌入旋转轴2而固定于旋转轴2。叶片部25具有朝向旋转轴2的旋转方向R的后方侧的负压面22a和朝向旋转方向R的前方侧的压力面22b。

并且，在壳体3的空间S内，形成于这些静叶片12之间以及动叶片22之间的间隙成为从吸入口3a导入的气体G所流通的流路C。导入至流路C内的气体G通过各动叶片列20的动叶片22的叶片部25而沿着动叶片22的压力面22b偏转角度，从而被压缩。

就动叶片22中的叶片部25的偏转角而言，轮毂侧(径向内侧)以及叶尖侧(径向外侧)的偏转角比叶片高度方向、即轴线O的径向上的中央部的偏转角大。具体而言，如图4A以及图4C所示，在轮毂侧以及叶尖侧，叶片部25的入口处的气体G的流通方向与叶片部25的出口处的流体的流通方向的相对角度θ1成为更陡(大)的角度。另一方面，如图4B所示，在叶片高度方向的中央部处，相对角度θ2成为更平缓(小)的角度。

优选的是，该角度θ1、θ2随着从叶片高度方向的中央部朝向轮毂侧、叶尖侧而平滑地变化。

扩散部4设置于壳体3的下游侧，形成为以轴线O为中心的筒状。更具体而言，该扩散部4形成为具有内筒和外筒4b的二重管状，所述内筒以轴线O为中心而形成，所述外筒4b以轴线O为中心而形成且与内筒4a相比形成为大径。

在内筒4a的内部配设有旋转轴2。另外，在内筒4a与外筒4b之间划分出的环状空间成为与壳体3的空间S、即流路C连通的扩散流路DC。扩散流路DC以流路截面积朝向下游侧而扩大的方式划分出。在此，流路截面积表示与轴线O正交的截面的面积。

在流路C中流通并被压缩后的气体G经由扩散流路DC而被向轴流式压缩机1的外部排出。

该扩散部4可以与壳体3一体地设置，也可以分体地设置。

在本实施方式中，该扩散部4以使扩散流路DC从比第一最终静叶片列10A靠下游侧的位置起延伸的方式设置于壳体3。

根据这样的轴流式压缩机1，就最终动叶片列20A的动叶片22中的叶片部25的偏转角而言，轮毂侧以及叶尖侧的偏转角比叶片高度方向的中央部的偏转角大。

因而，通过最终动叶片列20A的气体G的流通方向在轮毂侧以及叶尖侧更多地偏转。因此，动叶片22在轮毂侧以及叶尖侧对流体做更多的功，由此在该位置处气体G的压缩量变多。

在此，在假设动叶片22中的偏转角在叶片高度方向上一样的情况下，在气体G与扩散流路DC的内表面之间的剪切力的影响下，气体G的流速在轮毂侧以及叶尖侧变慢。关于这点，如上所述那样，动叶片22的叶片部25的偏转角θ1、θ2在叶片高度方向上不同，由此能够增大在扩散流路DC的内表面附近的气体G的流速，使通过了最终动叶片列20A后的气体G的速度(总压力)分布在扩散部4的出口处在叶片高度方向即轴线O的径向上更加均匀。因而，能够抑制扩散流路DC内的气体G的剥离。

在此，通常，为了提高扩散部4处的压力恢复的性能，需要在扩散流路DC的入口与出口处增大流路截面积之比。另外，为了不产生气体G的剥离，扩散流路DC以将流路C的张开角抑制为规定角度且使流路截面积扩大的方式形成。

在此所说的张开角表示：内筒4a的表面即扩散流路DC的径向内侧的面相对于轴线O倾斜的角度与外筒4b的表面即扩散流路DC的径向外侧的面相对于轴线O向径向倾斜的角度之和。

因此，在假设是动叶片22的偏转角θ1、θ2相同、在径向上具有一样形状的叶片部25的情况下，为了维持扩散部4处的压力恢复的功能，会导致扩散部4的轴线O方向上的长度尺寸变大。其结果是，导致气体G与扩散流路DC的内表面接触的距离变长，气体G的摩擦所引起的损失变大。

关于这点，在本实施方式中，通过像这样使气体G的速度分布均匀化，能够缩短扩散部4的轴线O的方向上的尺寸。因而，能够减少因气体G与扩散流路DC之间的摩擦而产生的气体G的摩擦损失。

另外，通过使气体G的速度分布均匀化，也能够增大扩散流路DC的入口与出口的流路截面积之比，能够增大扩散部4处的压力恢复量。即，例如也能够使扩散流路DC的张开角为10度以上。

〔第二实施方式〕

以下，说明本发明的第二实施方式的轴流式压缩机31(轴流式旋转机械)。

对与第一实施方式同样的构成要素标注同一附图标记而省略详细说明。

如图5所示，在轴流式压缩机31中，扩散部34以使扩散流路DC1从比最终动叶片列20A靠下游侧且比第二最终静叶片列10B的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式设置于壳体3。并且，在本实施方式中，扩散流路DC1从最终动叶片列20A与第二最终静叶片列10B之间延伸。

在此，第二最终静叶片列10B的下游侧的端部表示第二最终静叶片列10B中的外侧护罩14以及内侧护罩15的下游侧的端部。

根据本实施方式的轴流式压缩机31，能够得到第一最终静叶片列10A以及第二最终静叶片列10B对气体G的减速效果，并且能够从更早的阶段进行压力恢复。

其结果是，能够进一步缩短扩散部34的轴线O的方向上的尺寸，进一步增大扩散流路DC1的入口与出口的流路截面积比。

在此，利用最终动叶片列20A的动叶片22在成为径向的端壁部的流路C的内表面(是指径向内侧以及外侧的两侧的内周面)的附近提高了总压力后的气体G流入扩散流路DC1，因此不容易产生扩散流路DC中的气体G的剥离。因而，本实施方式的扩散流路DC1也能够减少气体G的损失且进行压力恢复。

在此，在本实施方式中，也可以如图6以及图7所示那样，扩散部34以使扩散流路DC1从比第二最终静叶片列10B的下游侧的端部靠下游侧且比第一最终静叶片列40A的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式设置于壳体3。

第一最终静叶片列40A的下游侧的端部表示第一最终静叶片列40A中的外侧护罩44的下游侧的端部。同样地，第二最终静叶片列10B的下游侧的端部表示第二最终静叶片列10B中的外侧护罩44的下游侧的端部。

并且，在该情况下，扩散流路DC1的内表面的一部分由第一最终静叶片列40A中的静叶片12的一部分、即外侧护罩44形成。具体而言，在图6中，外侧护罩44的朝向径向内侧的面随着从该面的轴线O方向上的中途位置朝向下游侧而向径向外侧倾斜，成为扩散流路DC1的内表面的一部分。

另外，在图7中，外侧护罩44的朝向径向内侧的面在该面的轴线O方向上的整个区域随着朝向下游侧而向径向外侧倾斜，成为扩散流路DC1的内表面的一部分。

这样，通过静叶片12的一部分即外侧护罩44形成扩散流路DC1的内表面，从而即使从比第一最终静叶片列40A的下游侧的端部靠上游侧的位置起扩大扩散流路DC1，外侧护罩44也不会从朝向下游侧而扩大的扩散流路DC1的内表面向扩散流路DC1的内部突出(参照图5)。

因此，能够使气体G在扩散流路DC1内更加平滑地朝向下游侧流通，能够进一步抑制气体G的剥离。尤其是，通过使外侧护罩44的朝向径向内侧的面与扩散流路DC1的朝向径向内侧的面共面，能够提高抑制气体G的剥离的效果。

在此，在本实施方式中，也可以与图6以及图7所示的结构同样地，第二最终静叶片列10B中的外侧护罩14的朝向径向内侧的面随着朝向下游侧而向径向外侧倾斜，成为扩散流路DC1的内表面的一部分。

〔第三实施方式〕

以下，说明本发明的第二实施方式的轴流式压缩机51。

对与第一实施方式以及第二实施方式同样的构成要素标注同一附图标记并省略详细说明。

如图8所示，在轴流式压缩机51的扩散部54中，扩散流路DC2被分割为：与设置有第一最终静叶片列10A以及第二最终静叶片列10B的轴线O方向上的区域对应的第一区域A1；比第一区域A1靠下游侧的第二区域A2；以及比第二区域A2进一步靠下游侧的第三区域A3。

并且，第二区域A2的流路截面积的扩大量比第一区域A1的流路截面积的扩大量大，第三区域A3的流路截面积的扩大量比第二区域A2的流路截面积的扩大量小。在此，流路截面积的扩大量是指各区域中的扩散流路DC2的张开角。

这样，从第一区域A1朝向第三区域A3、即扩散流路DC2朝向下游侧而首先小幅扩大，然后大幅扩大，然后小幅扩大。因而，在气体G通过第一最终静叶片列10A以及第二最终静叶片列10B时，即通过第一区域A1时，能够减少基于扩散流路DC的气体G的减速量。

因此，能够抑制第一最终静叶片列10A以及第二最终静叶片列10B处的气体G的剥离。

然后，在气体G通过第二区域A2时，能够利用扩散流路DC2增大气体G的减速量，能够得到充分的压力恢复量。而且，在最下游侧的第三区域A3，虽然气体G的边界层发展，但能够减少气体G的减速量，因此能够抑制气体G的剥离。因而，能够有效地进行压力恢复。

在此，在本实施方式中，扩散流路DC2也可以分割为第一区域A1和比第一区域A1靠下游侧的第二区域A2。并且，在该情况下，可以是，第二区域A2的流路截面积的扩大量比第一区域A1的流路截面积的扩大量小。在该情况下，通过从第一区域A1起扩开扩散流路DC2，从而能够抑制比第一区域A1靠下游侧的扩散流路DC2中的内表面(端壁)处的气体G的剥离，且能够在第一区域A1增大减速量，即使之后在第二区域A2边界层发展，也能够使气体G不发生剥离地进行减速。

以上，说明了本发明的实施方式的详细情况，但也能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行一些设计变更。

例如，在扩散部4(34、54)中，也可以是，流路截面积以扩散流路DC(DC1、DC2)中的轴线O的径向外侧的内表面、即外筒4b的内表面朝向下游侧而向径向外侧倾斜的方式扩大。在此，气体G在具有旋转轴2的旋转方向R的分量的状态下流入扩散流路DC，因此，气体G在靠近扩散流路DC中的径向外侧的内表面侧的状态下在扩散流路DC内流通。

因而，通过以向径向外侧倾斜的方式使扩散流路DC的流路截面积扩大，从而沿着气体G的流通方向形成有扩散流路DC。因此，能够使气体G更顺畅地在扩散流路DC内流通，能够提高压力恢复的效果。

而且，在扩散部4(34、54)中，也可以是，流路截面积以扩散流路DC(DC1、DC2)中的轴线O的径向内侧的内表面、即内筒4a的内表面朝向下游侧而向径向内侧倾斜的方式扩大。这样，在扩散流路DC中，与径向外侧的内表面一起，径向内侧的内表面朝向下游侧而向径向内侧倾斜，流路C向径向两侧扩径，由此能够以更短的距离进行压力恢复。因而，能够缩短扩散流路DC的轴线O方向上的长度，能够减少扩散流路DC中的气体G的摩擦损失。

另外，在扩散部4(34、54)中，也可以是，流路截面积以扩散流路DC(DC1、DC2)中的轴线O的径向内侧的内表面、即内筒4a的外表面朝向下游侧而向径向外侧倾斜的方式扩大。这样，在扩散流路DC中，与径向外侧的内表面一起，径向内侧的内表面朝向下游侧而向径向外侧倾斜，由此能够向配置于径向外侧的设备引导压缩后的气体G。

例如，在轴流式压缩机1(31、51)应用于燃气轮机的情况下，能够向配置于扩散部4(34、54)的径向外侧的燃烧器顺畅地引导气体G。

另外，也可以是，扩散流路DC以从包括最终动叶片列20A的位置、即比最终动叶片列20A靠上游侧的端部起开始的方式形成。

另外，在上述的实施方式中，作为轴流式旋转机械的一例而说明了轴流式压缩机1(31、51)，但可以将上述的实施方式的构成应用于代替气体G而对液体进行压力输送的轴流式泵等其他轴流式旋转机械。

而且，也可以将扩散部4、34、54不应用于轮毂侧以及叶尖侧的偏转角比叶片高度方向即轴线O的径向的中央部的偏转角大的动叶片22，而应用于偏转角一样的动叶片。

工业实用性

根据上述的动叶片以及轴流式旋转机械，能够减少扩散部处的流体的流动损失，能够得到充分的压力恢复性能。

附图标记说明

1、31、51 轴流式压缩机(轴流式旋转机械)

2 旋转轴

3 壳体

3a 吸入口

4、34、54 扩散部

4a 内筒

4b 外筒

10 静叶片列

10A、40A 第一最终静叶片列

10B 第二最终静叶片列

11 出口导流叶片

12 静叶片

13 叶片部

14、44 外侧护罩

15 内侧护罩

20 动叶片列

20A 最终动叶片列

22 动叶片

22a 负压面

22b 压力面

23 平台

24 叶片根

25 叶片部

S 空间

G 气体

O 轴线

DC、DC1、DC2 扩散流路

C 流路

A1 第一区域

A2 第二区域

A3 第三区域

Claims (16)

1.一种动叶片，其设置于轴流式旋转机械，

该轴流式旋转机械具备：

旋转轴，其沿着轴线的方向延伸，且以该轴线为中心旋转；

壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；

扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；

静叶片列，其从所述壳体朝向所述轴线的径向内侧突出，且在该轴线的方向上设置为多列；以及

动叶片列，其在所述轴线的方向上与所述静叶片列相邻地设置为多列，进行所述流体的压缩或压力输送，

所述动叶片具备叶片部，该叶片部构成所述动叶片列中的位于所述流体的流动的最下游侧的最终动叶片列，并且该叶片部以彼此在所述轴线的周向上隔开间隔的方式配设有多个，就各个叶片部的偏转角而言，轮毂侧以及叶尖侧的偏转角比叶片高度方向的中央部的偏转角大。

2.一种轴流式旋转机械，其具备：

动叶片列，其具有权利要求1所述的动叶片；

旋转轴，其将所述动叶片列固定，且沿着所述轴线的方向延伸，并以该轴线为中心旋转；

壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；

扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；以及

静叶片列，其从所述壳体向所述轴线的径向内侧突出，并且在所述轴线的方向上与所述动叶片列相邻地设置为多列，所述静叶片列在每列具有在所述轴线的周向上彼此分开地设置的静叶片。

3.根据权利要求2所述的轴流式旋转机械，其中，

所述扩散部以使所述扩散流路从比所述最终动叶片列的上游侧的端部靠下游侧且比最终静叶片列的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式，设置于所述壳体，所述最终静叶片列设置于比该最终动叶片列进一步靠下游侧的位置。

4.根据权利要求3所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路的内表面的一部分由所述最终静叶片列中的所述静叶片的一部分形成。

5.根据权利要求3或4所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；比该第一区域靠下游侧的第二区域；以及比该第二区域进一步靠下游侧的第三区域，

所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量大，所述第三区域的流路截面积的扩大量比所述第二区域的流路截面积的扩大量小。

6.根据权利要求3或4所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；以及比该第一区域靠下游侧的第二区域，

所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量小。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向外侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

8.根据权利要求7所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向内侧倾斜的方式扩大。

9.根据权利要求7所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

10.一种轴流式旋转机械，其具备：

旋转轴，其沿着轴线的方向延伸，且以该轴线为中心旋转；

壳体，其从外周侧将所述旋转轴支承为能够相对旋转，且在该壳体与所述旋转轴之间划分出流体的流路；

扩散部，其设置于所述壳体的下游侧，且划分出扩散流路，该扩散流路与所述流路连通，且形成为以所述轴线为中心的环状，并且该扩散流路的流路截面积朝向下游侧而扩大；

静叶片列，其从所述壳体向所述轴线的径向内侧突出，且在该轴线的方向上设置为多列；以及

动叶片列，其在所述轴线的方向上与所述静叶片列相邻地设置为多列，并进行所述流体的压缩或压力输送，

所述扩散部以使所述扩散流路从比所述最终动叶片列的上游侧的端部靠下游侧且比最终静叶片列的下游侧的端部靠上游侧的位置起延伸的方式，设置于所述壳体，所述最终静叶片列设置于比该最终动叶片列进一步靠下游侧的位置。

11.根据权利要求10所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路的内表面的一部分由所述最终静叶片列中的所述静叶片的一部分形成。

12.根据权利要求10或11所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；比该第一区域靠下游侧的第二区域；以及比该第二区域进一步靠下游侧的第三区域，

所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量大，所述第三区域的流路截面积的扩大量比所述第二区域的流路截面积的扩大量小。

13.根据权利要求10或11所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述扩散流路被分割为：与设置有所述最终静叶片列的所述轴线的方向上的区域对应的第一区域；以及比该第一区域靠下游侧的第二区域，

所述第二区域的流路截面积的扩大量比所述第一区域的流路截面积的扩大量小。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向外侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。

15.根据权利要求14所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向内侧倾斜的方式扩大。

16.根据权利要求14所述的轴流式旋转机械，其中，

在所述扩散部中，所述流路截面积以所述扩散流路中的所述轴线的径向内侧的内表面朝向下游侧而向所述径向外侧倾斜的方式扩大。