CN111051650A - 轴流旋转机械 - Google Patents

Abstract

轴流旋转机械具备转子、壳体、包括动叶片以及与动叶片的外周侧端相连的外周侧动叶片环的动叶片段、对外周侧动叶片环与壳体之间进行密封的动叶片侧密封装置。动叶片侧密封装置包括从壳体朝向外周侧动叶片环的外周面延伸的环状的密封翅片和在密封翅片的上游侧形成的空腔中固定于壳体的涡流破除件。涡流破除件包括具有沿着转子的半径方向的面的第一板状部件以及具有相对于转子的半径方向倾斜的面的第二板状部件或第三板状部件，所述第二板状部件从第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第三板状部件从第一板状部件的内侧端朝向转子的旋转方向的上游侧延伸。

Description

轴流旋转机械

技术领域

本发明涉及轴流旋转机械。

背景技术

以往，已知用于发电设备等的蒸汽轮机或燃气轮机等轴流旋转机械。该轴流旋转机械具有喷嘴构造体、动叶片构造体和静叶片构造体，该喷嘴构造体支承于壳体，该动叶片构造体设于喷嘴构造体的下游侧，并支承于相对于壳体旋转自如的涡轮转子(以下简称为转子)，该静叶片构造体设于动叶片构造体的下游侧，并支承于壳体，该轴流旋转机械将从转子的轴线方向的上游向下游流动的工作流体的能量转换成转子的旋转能量。

在上述轴流旋转机械中，已知在对转子或动叶片构造体与壳体之间进行密封的密封部中，由于从主流路脱离的工作流体在具有通过喷嘴时施加的回旋流成分的状态下直接流入，所以在转子的周向上产生回旋流(所谓涡流)。通过涡流，在转子发生了偏心的情况下，在转子的周向上产生在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布，在例如伴随着高输出的运转而涡流增加时，有时成为转子的自激振动的原因。因此，研究各种用于抑制或防止密封部中的涡流的构造，例如专利文献1中公开了在迷宫式密封件的入口侧安装具有使周向的涡流的朝向反转的那种角度的涡流破除件的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4420161号说明书

在此，从主流到半径方向外侧的空腔部(密封入口部)的涡流的运动复杂，根据本发明者们的认真研究，判明了涡流是不仅仅朝向转子的周向，而且朝向周向并且还三维地描绘螺旋的螺旋流。即，涡流一边伴随着向转子的半径方向以及轴线方向的三维的螺旋移动，一边朝向转子的周向(旋转方向)流动。因此，即便仅在迷宫式密封件的入口侧配置具有使周向的涡流的朝向反转的那种角度的涡流破除件，也未必能够有效地抑制涡流，还存在改善的必要。

发明内容

本发明的至少几个实施方式的目的是在轴流旋转机械中防止乃至抑制涡流。

(1)本公开的至少一个实施方式的轴流旋转机械具备：

转子，绕轴线旋转；

壳体，将所述转子以能够旋转的方式收容；

动叶片段，包括动叶片以及外周侧动叶片环，所述动叶片相对于所述转子在周向上隔开间隔地固定，所述外周侧动叶片环与所述动叶片的外周侧端相连；以及

动叶片侧密封装置，对所述外周侧动叶片环与所述壳体之间进行密封，

所述动叶片侧密封装置包括：

环状的密封翅片，从所述壳体朝向所述外周侧动叶片环的外周面延伸；以及

涡流破除件，在所述密封翅片的上游侧形成的空腔中固定于所述壳体，

所述涡流破除件包括：

第一板状部件，具有沿着所述转子的半径方向的面，第一板状部件，具有所述第一板状部件的沿着所述转子的半径方向的面，所述第一板状部件沿所述轴线延伸或者以所述第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠所述转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与所述轴线交叉的方向延伸；以及

第二板状部件或第三板状部件，具有相对于所述转子的半径方向倾斜的面，所述第二板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第三板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

在轴流旋转机械的运转时，产生从主流路脱离的工作流体伴随着转子的旋转而沿周向流动的所谓涡流，可能绕着轴产生在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布。由于基于该压力分布的密封激振力，在动叶片段与壳体之间的密封部，流体力作用于向与偏心方向垂直的方向(促进振摆回转的方向)的转子，可能产生转子的自激振动。为了抑制这种振动而使用涡流破除件，但是空腔内的涡流复杂，若非适当的配置则无法充分地获得涡流破除件的效果。

关于这点，根据上述(1)的结构，在密封翅片的上游侧固定于壳体的涡流破除件的第一板状部件具有沿着转子的半径方向的面，并且沿轴线延伸或者以第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与轴线交叉的方向延伸。并且，第二板状部件经由该第一板状部件从该第一板状部件的内侧端朝向转子的旋转方向的下游侧延伸。或者，第三板状部件从第一板状部件的内侧端朝向转子的旋转方向的上游侧延伸。即，能够以在轴线方向以及周方向上不同的任一位置与相对于转子的周方向一边描绘螺旋一边流动的涡流能够正交的方式配置涡流破除件，因此能够有效地抑制涡流而防止不稳定振动的产生。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)所记载的结构中，

所述第一板状部件的延伸方向与所述轴线的交叉角为30°以上且60°以下。

本发明者们的认真研究的结果是判明了通过使第一板状部件相对于转子的轴线以30～60°的倾斜角配置，能够大幅度地抑制上述密封翅片中的涡流的速度。即，在转子的半径方向观察下，在将第一板状部件的上述上游边缘与下游边缘连结的线和转子的轴线所成的锐角侧的交叉角为30°以上且60°以下的情况下，能够有效地抑制涡流。因此，根据上述(2)的结构，由于相对于轴线以30～60°的倾斜角配置第一板状部件，所以可获得能够适当地抑制涡流的轴流旋转机械。

(3)在几个实施方式中，在上述(1)所记载的结构中，

所述第一板状部件沿所述轴线延伸。

根据上述(3)的结构，在密封翅片的上游侧固定于壳体的涡流破除件的第一板状部件具有沿着转子的半径方向的面，并且沿轴线方向配置。即使为这种结构，也能够以在轴线方向以及周向上不同的任一位置与相对于转子的周向一边描绘螺旋一边流动的涡流能够正交的方式配置涡流破除件，因此能够有效地抑制涡流而防止不稳定振动的产生。

(4)在几个实施方式中，在上述(1)～(3)中的任一个所记载的结构中，

包括所述第一板状部件、所述第二板状部件以及与所述第二板状部件相比配置于上游侧的所述第三板状部件。

根据上述(4)的结构，能够以在转子的轴线方向以及周向上不同的多个位置与相对于转子的周向一边描绘螺旋一边流动的涡流正交的方式配置涡流破除件，因此能够更有效地抑制涡流而防止不稳定振动的产生。

(5)在几个实施方式中，在上述(4)所记载的结构中，

所述涡流破除件由一块板部件构成，

所述第二板状部件以及所述第三板状部件构成为能够相互独立地相对于所述第一板状部件弯曲，

并且在所述第一板状部件的所述内侧端形成第一弯曲部和第二弯曲部，所述第一弯曲部使所述第二板状部件朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第二弯曲部使所述第三板状部件朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

根据上述(5)的结构，能够通过一块板部件一体地形成包括第一板状部件、第二板状部件以及第三板状部件的涡流破除件。第二板状部件不会给第三板状部件带来影响而经由第一弯曲部朝向转子的旋转方向的下游侧延伸。另一方的第三板状部件不会给第二板状部件带来影响而经由第二弯曲部朝向转子的旋转方向的上游侧延伸。因此，能够用简单的结构容易地实现取得上述(4)中叙述的效果的轴流旋转机械。这种涡流破除件可以通过如下方式来形成：例如，准备一块板部件，经由第一弯曲部使第二板状部件向转子的旋转方向的一方即下游侧弯曲，使第三板状部件向转子的旋转方向的另一方即上游侧弯曲。因此，能够获得施工性提高且组装容易的轴流旋转机械。

(6)在几个实施方式中，在上述(4)或(5)所记载的结构中，

所述第二板状部件形成为以越靠所述轴线的下游侧而从所述第一板状部件的内侧端到所述转子的旋转方向的下游侧的距离越长的方式延伸，

所述第三板状部件形成为以越靠所述轴线的上游侧而从所述第一板状部件的内侧端到所述转子的旋转方向的上游侧的距离越长的方式延伸。

在与第三板状部件相比在转子的轴线方向以及旋转方向上分别位于下游侧的第二板状部件，涡流从该上游侧且半径方向的内侧朝向外侧发生碰撞。因此，认为与第二板状部件碰撞的涡流的大部分向轴线方向的下游侧且旋转方向的下游侧流动。另一方面，在第三板状部件，涡流从转子的轴线方向的下游侧、旋转方向的上游侧且半径方向的外侧朝向该内侧发生碰撞。因此，认为与第三板状部件碰撞的涡流的大部分向轴线方向的上游侧流动，且由于第一板状部件的存在等而产生朝向旋转方向的上游侧的流动成分。

关于这点，根据上述(6)的结构，越靠转子的轴线方向的下游侧而第二板状部件越延伸至转子的旋转方向的更下游侧，越靠轴线的上游侧而第三板状部件越延伸至转子的旋转方向的更上游侧，通过该结构，能够以相对于以转子的周向为中心回旋的涡流即使以较少的面积也能够适当地正交的方式构成涡流破除件，能够阻止涡流。

(7)在几个实施方式中，在上述(1)～(6)中的任一个所记载的结构中，

在所述密封翅片的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的下游侧引导部件，

所述下游侧引导部件的上游侧面形成为所述下游侧引导部件的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的上游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

根据上述(7)的结构，通过下游侧引导部件的上游侧面，能够将从主流路脱离的工作流体随着朝向半径方向的外侧而向轴线的上游侧引导。即，能够以使涡流以转子的周向为中心回旋的方式进行引导，因此能够辅助本公开的涡流破除件以与涡流的至少一部分能够正交的方式配置，有效地抑制涡流。

(8)在几个实施方式中，在上述(7)中的任一个所记载的结构中，

在所述下游侧引导部件的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的上游侧引导部件，

所述上游侧引导部的下游侧面形成为所述上游侧引导部件的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的下游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

根据上述(8)的结构，通过上游侧引导部件的下游侧面，能够将从主流路脱离并由密封翅片的上游侧面以及壳体的内周引导而被引导至轴线的上游侧的工作流体随着朝向轴线的上游侧而向半径方向的内侧引导。即，能够以使涡流以转子的周向为中心回旋的方式进行引导，因此能够辅助本公开的涡流破除件以与涡流的至少一部分能够正交的方式配置，有效地抑制涡流。

(9)在几个实施方式中，在上述(1)～(8)中的任一个所记载的结构中，

在所述密封翅片的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的定子侧引导部件，

所述定子侧引导部件的上游侧面形成为具有：

基端侧面，沿所述转子的半径方向延伸；以及

前端侧面，与所述基端侧面的所述半径方向的内侧连接，成为所述定子侧引导部的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的上游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

根据上述(9)的结构，通过设于定子侧引导部件的弯曲状的前端侧面，能够使从主流路脱离并到达比外周侧动叶片环的外周靠半径方向外侧处的工作流体以在密封翅片的上游侧朝向外周侧动叶片环的外周的方式回旋而高效地产生旋涡。由此，能够降低通过密封翅片与外周侧动叶片环之间的间隙而朝向轴线的下游侧的工作流体的泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

(10)在几个实施方式中，在上述(9)所记载的结构中，

在所述定子侧引导部件的上游侧，还具备从所述外周侧动叶片环的所述外周面朝向所述转子的半径方向的外侧延伸的环状的转子侧引导部件，

所述转子侧引导部件的下游侧面形成为所述转子侧引导部的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的下游侧而逐渐减小且朝向所述定子侧引导部件的所述前端侧面凹陷的弯曲状。

根据上述(10)的结构，通过转子侧引导部件，能够使从主流路脱离而沿着外周侧动叶片环的上游侧面到达半径方向外侧的工作流体以在密封翅片的上游侧朝向外周侧动叶片环的外周的方式回旋而高效地产生旋涡。由此，能够降低通过密封翅片与外周侧动叶片环之间的间隙而朝向轴线的下游侧的工作流体的泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

(11)本公开的至少一实施方式的轴流旋转机械具备：

转子，绕轴线旋转；

壳体，将所述转子以能够旋转的方式收容；

静叶片段，包括静叶片以及内周侧静叶片环，所述静叶片相对于所述壳体在周向上隔开间隔地固定，所述内周侧静叶片环与所述静叶片的内周侧端相连；以及

静叶片侧密封装置，对所述内周侧静叶片环与所述转子之间进行密封，

所述静叶片侧密封装置包括：

环状的密封翅片，从所述内周侧静叶片环的内周面朝向所述转子延伸；以及

涡流破除件，在所述密封翅片的上游侧相对于所述内周侧静叶片环固定，

所述涡流破除件包括：

第一板状部件，具有沿着所述转子的半径方向的面，所述第一板状部件沿所述轴线延伸或者以所述第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠所述转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与所述轴线交叉的方向延伸；以及

第二板状部件或第三板状部件，具有相对于所述转子的半径方向倾斜的面，所述第二板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第三板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

在轴流旋转机械的运转时，产生从主流路脱离的工作流体伴随转子的旋转而沿周向流动的所谓涡流，可能产生绕着轴在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布。由于基于该压力分布的密封激振力，在动叶片段与壳体之间的密封部，流体力作用于向与偏心方向垂直的方向(促进振摆的方向)的转子，可能产生转子的自激振动。为了抑制这种振动而使用涡流破除件，但是空腔内的涡流复杂，若非适当的配置则无法充分地获得涡流破除件的效果。

关于这点，根据上述(11)的结构，在静叶片段也能够享有上述(1)中叙述的动叶片段的涡流抑制效果。即，在密封翅片的上游侧固定于内周侧静叶片环的涡流破除件的第一板状部件具有沿着转子的半径方向的面，并且沿轴线延伸或者以第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与轴线交叉的方向延伸。并且，第二板状部件经由该第一板状部件从该第一板状部件的内侧端朝向转子的旋转方向的下游侧延伸。或者，第三板状部件从第一板状部件的内侧端朝向转子的旋转方向的上游侧延伸。即，能够以在轴线方向以及周向上不同的任一位置与相对于转子的周向一边描绘螺旋一边流动的涡流正交的方式配置涡流破除件，因此能够有效地抑制涡流而防止不稳定振动的产生。

发明效果

根据本发明的几个实施方式，能够在轴流旋转机械中防止乃至抑制涡流。

附图说明

图1是表示一个实施方式的轴流旋转机械的结构例的概略图。

图2是概略性地表示在一个实施方式的轴流旋转机械的空腔内产生的涡流的示意图。

图3是表示在动叶片与壳体之间的密封部中流动的工作流体的流动的侧剖视图。

图4是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的示意图。

图5是表示涡流破除件的第一板状部件相对于轴线的安装角度与密封翅片的涡流速度之间的关系的图。

图6A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图6B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。

图6C是表示图6B中的A方向观察以及B方向观察的图。

图7A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图7B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。

图7C是表示图7B中的A方向观察以及B方向观察的图。

图8A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图8B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。

图8C是表示图8B中的A方向观察以及B方向观察的图。

图9A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图9B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。

图9C是表示图9B中的A方向观察以及B方向观察的图。

图10A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图10B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

图11A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。

图11B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

具体实施方式

以下，按照附图来说明本发明的例示性的实施方式。不过，以下所示的几个实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状以及它们的相对性配置等只要没有特定性的记载，就不是为了将本发明的范围限定于此，而只是说明例。

例如，“向某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对性或绝对性的配置的表达不仅严格地表示那样的配置，也表示具有公差或者能获得相同功能的程度的角度或距离而相对性地位移的状态。

并且，例如，四方形状或圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格的意义下的四方形状或圆筒形状等形状，也表示在能获得相同效果的范围内包含凹凸部或倒角部等的形状。

另一方面，“设置”、“具有”、“具备”、“包括”或者“含有”一构成要素这样的表达并不是将其他的构成要素的存在排除的排他性的表达。

图1是表示一个实施方式的轴流旋转机械的结构例的概略图。图2是概略性地表示在一个实施方式的轴流旋转机械的空腔内产生的涡流的示意图。图3是表示在动叶片与壳体之间的密封部中流动的工作流体的流动的侧剖视图。

<与动叶片侧密封装置23有关的实施方式>

如图1～3所示，本公开的至少一个实施方式的轴流旋转机械1具备绕轴线X旋转的转子2、将转子2以能够旋转的方式收容的壳体3、包括相对于壳体3在周向P上隔开间隔地固定的多个静叶片11以及与多个静叶片11的各自的内周侧端11A相连的内周侧静叶片环12的静叶片段10、包括相对于转子2在周向P上隔开间隔地固定的多个动叶片21以及与多个动叶片21的各自的外周侧端21A相连的外周侧动叶片环22的动叶片段20、对外周侧动叶片环22与壳体3之间进行密封的动叶片侧密封装置23。并且，静叶片11为多个静叶片11中的配置于最上游侧的静叶片，包括喷嘴构造体4，该喷嘴构造体4包括至少一个喷嘴4A。

几个实施方式的轴流旋转机械1可适用为例如在发电设备或船舶等的动力系统中使用的蒸汽轮机或燃气轮机等轴流涡轮机。

转子2也可以与未图示的发电机或船舶等的动力传递系统连结。转子2为了使该转子2的旋转力在发电机中转换成电能或者作为船舶等的推进力来利用而传递驱动力。在几个实施方式中，也可以在转子2上固定多个动叶片21。这些动叶片21也可以在转子2的外周面中沿着该转子2的周向隔开间隔地配置成放射状。

在壳体3上连结有气体或蒸汽的供给管(未图示)，燃烧器(未图示)中生成的燃烧气体或者锅炉(未图示)中生成的蒸汽作为工作流体从上述的配置于最上游侧的静叶片11(喷嘴构造体4)的上游侧向轴流旋转机械1供给。供给至轴流旋转机械1的工作流体被引导至多个涡轮级中的最上游侧的涡轮级。

上述的静叶片段10和动叶片段20在转子2的轴向上交替地配置。并且，通过一个静叶片段10和在该一个静叶片段10的下游侧相邻地配置的一动叶片段20而构成一个涡轮级。轴流旋转机械1的这种涡轮级在转子2的轴向上设有多个。如此，经由气体或蒸汽的供给管供给的工作流体通过多个涡轮级，对动叶片21进行工作，转子2被旋转驱动。并且，通过了最终级的动叶片21的工作流体通过排气流路而向轴流旋转机械1的外部排出。

在几个实施方式中，壳体3除了壳体主体3A以外，还能包括对构成动叶片侧密封装置23的密封翅片24(后述)进行支承的支承体3B(参照图1)。

动叶片侧密封装置23包括从壳体3朝向外周侧动叶片环22的外周面22A延伸的环状的密封翅片24和在密封翅片24的上游侧形成的空腔6中固定于壳体3的涡流破除件30。

密封翅片24配置于动叶片侧密封装置23中的一个以上的迷宫式密封件的最上游侧，绕轴线X配置成环状。需要说明的是，在本公开所示的几个实施方式中，将用于通过包括密封翅片24的一个以上的迷宫式密封件来防止动叶片段20或静叶片段10各自的上游侧与下游侧之间的工作流体的泄漏的部分称为密封部8。

涡流破除件30用于阻止沿着转子2的周向P形成的涡流S，在空腔6内支承于壳体3或转子2。在几个实施方式中，也可以沿壳体3的内周隔开间隔地配置成放射状。

并且，本公开的一个实施方式中的涡流破除件30包括具有沿着转子2的半径方向D的面的第一板状部件31，该第一板状部件31以第一板状部件31的上游边缘31A位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧处的方式沿与轴线X交叉的方向延伸(参照图6B、图7B)。

在此，对轴流旋转机械1中的工作流体的流动进行说明。

如图1～4所示，在未图示的燃烧器中生成的燃烧气体或未图示的锅炉中生成的蒸汽等工作流体被供给至轴流旋转机械1时，该工作流体通过相邻的动叶片21彼此的间隙和喷嘴4A，通过沿着转子2的轴向形成的主流路M从上游侧向下游侧引导。并且，经由动叶片21接收到该工作流体的动能的转子2朝向旋转方向R(参照图2)旋转。并且，上游侧的工作流体与下游侧的工作流体相比为高压。因此，在壳体3与外周侧动叶片环22之间的间隙中，工作流体通过包括密封翅片24的至少一个迷宫式密封件与外周侧动叶片环22之间的间隙而向下游侧引导，向主流路M返回。

在轴流旋转机械1的运转时，由于工作流体在具有通过喷嘴时施加的回旋流成分的状态下直接流入，所以形成朝向旋转方向R的工作流体的流动即涡流S(参照图2～4)。在动叶片段20与内周侧静叶片环12之间的间隙的空腔7(参照图1)内，同样也在从主流路M脱离的工作流体中产生涡流S，可能产生绕着轴在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布。由于基于该压力分布的密封激振力，在动叶片段20与壳体3之间的密封部8，由于向与偏心方向垂直的方向的流体力，可能产生转子2的自激振动。为了抑制这种振动而使用涡流破除件30，但是空腔6内的涡流S复杂，若非适当的配置则无法充分地获得涡流破除件30的效果。

在此，根据本发明者们的认真研究，判明涡流S不仅朝向转子的周向，还朝向周向并且是进一步三维地描绘螺旋的螺旋流(参照图2～4以及图6A)。即，涡流S伴随着向转子的半径方向以及轴线方向的三维的螺旋移动，同时朝向转子的周向(旋转方向)流动。

图5中示出了涡流破除件30的第一板状部件31相对于轴线X的安装角度与密封翅片24的涡流速度之间的的关系。涡流破除件(SB)30的横摆角是在将第一板状部件31的上游边缘31A配置成位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧时，连结上游边缘31A与下游边缘31B的线和轴线X所成的锐角侧的角度。由图5可知，判明了将上游边缘31A配置在比下游边缘31B靠旋转方向R的上游侧的位置，相对于轴线X形成适当的横摆角配置第一板状部件31，由此能够抑制密封翅片24的涡流速度。

即，根据上述的结构，在密封翅片24的上游侧固定于壳体3的涡流破除件30的第一板状部件31具有沿着转子2的半径方向D的面，并且配置成使上游边缘31A位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧，因此能够将第一板状部件31配置成与在密封翅片24的上游侧沿转子2的周向P流动并且以转子2的周向P为中心以螺旋状回旋的涡流S的至少一部分正交，因此能够有效地抑制涡流S。

在几个实施方式中，也可以以使第一板状部件31的延伸方向与轴线X的交叉角成为30°以上且60°以下的方式配置涡流破除件30。上述第一板状部件31与轴线X的交叉角例如可以为45°。

本发明者们的认真研究的结果是判明了通过使第一板状部件31相对于转子2的轴线X以30～60°的倾斜角配置，能够大幅度地抑制上述密封翅片24的涡流S的速度(参照图5)。即，在转子2的半径方向D观察下，在将第一板状部件31的上述上游边缘31A与下游边缘31B连结的线和转子2的轴线X所成的锐角侧的交叉角为30°以上且60°以下的情况下，能够有效地抑制涡流S。因此，根据上述结构，由于相对于轴线X以30～60°的倾斜角配置第一板状部件31，所以可获得能够适当地抑制涡流S的轴流旋转机械1。

图7A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图7B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图7C是表示图7B中的A方向观察以及B方向观察的图。图8A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图8B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图8C是表示图8B中的A方向观察以及B方向观察的图。图9A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图9B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图9C是表示图9B中的A方向观察以及B方向观察的图。

在几个实施方式中，涡流破除件30可以还包括具有相对于转子2的半径方向D倾斜的面的第二板状部件32以及第三板状部件33，该第二板状部件32从第一板状部件31的内侧端朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第三板状部件33在比第二板状部件32靠上游侧处从第一板状部件31的内侧端朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，通过经由第一板状部件31从该第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸的第二板状部件32和从该内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸的第三板状部件33，能够以在周向P的不同的位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30。因此，能够更有效地抑制涡流S，防止不稳定振动的产生。

如图8A～C以及图9A～C所示，在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括具有沿着转子2的半径方向D的面的第一板状部件31以及具有相对于转子2的半径方向D倾斜的面的第二板状部件32或第三板状部件33，该第一板状部件31沿轴线X延伸，该第二板状部件32从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第三板状部件33在比第二板状部件32靠上游侧处从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，在密封翅片24的上游侧固定于壳体3的涡流破除件30的第一板状部件31具有沿着转子2的半径方向D的面并且沿轴线X方向配置，第二板状部件32经由该第一板状部件31从该第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸。或者，第三板状部件33从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向的上游侧延伸。即，能够以在轴线X方向以及周向P上不同的任一位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30，因此能够有效地抑制涡流S而防止不稳定振动的产生。

在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括第一板状部件31、第二板状部件32以及第三板状部件33。如此，能够以在转子2的轴线X方向以及周向P上不同的多个位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30，因此能够更有效地抑制涡流S而防止不稳定振动的产生。

如图9A～C中非限定性地例示的那样，在几个实施方式中，可以是涡流破除件30由一块板部件30A构成，第二板状部件32以及第三板状部件33构成为能够相互独立地相对于第一板状部件31弯曲，并且在第一板状部件31的内侧端31C形成第一弯曲部32A和第二弯曲部33A，该第一弯曲部32A使第二板状部件32朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第二弯曲部33A使第三板状部件33朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，能够通过一块板部件30A一体地形成包括第一板状部件31、第二板状部件32以及第三板状部件33的涡流破除件30。第二板状部件32不会给第三板状部件33带来影响而经由第一弯曲部32A朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸。另一方的第三板状部件33不会给第二板状部件32带来影响而经由第二弯曲部33A朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。因此，能够用简单的结构容易地实现取得上述的任一个实施方式中叙述的效果的轴流旋转机械1。

这种涡流破除件30可以通过如下方式来形成，例如，准备一块板部件30A，在第二板状部件32与第三板状部件33之间形成缝隙或间隙，经由第一弯曲部32A使第二板状部件32向转子2的旋转方向R的一方即下游侧弯曲，使第三板状部件33向转子2的旋转方向R的另一方即上游侧弯曲。由此，能够获得施工性提高且组装容易的轴流旋转机械1。

如图9A～C中非限定性地例示的那样，在几个实施方式中，可以是第二板状部件32形成为以越靠轴线X的下游侧而从第一板状部件31的内侧端31C到转子2的旋转方向R的下游侧的距离越长的方式延伸，第三板状部件33形成为以越靠轴线X的上游侧而从第一板状部件31的内侧端31C到转子2的旋转方向R的上游侧的距离越长的方式延伸。

在与第三板状部件33相比在转子2的轴线X方向以及旋转方向R上分别位于下游侧的第二板状部件32，涡流S从该上游侧且半径方向D的内侧朝向外侧发生碰撞。因此，认为与第二板状部件32碰撞的涡流S的大部分向轴线X方向的下游侧且旋转方向R的下游侧流动。另一方面，在第三板状部件33，涡流S从转子2的轴线X方向的下游侧、旋转方向R的上游侧且半径方向D的外侧朝向该内侧发生碰撞。因此，认为与第三板状部件33碰撞的涡流S的大部分向轴线X方向的上游侧流动，且由于第一板状部件31的存在等而产生朝向旋转方向R的上游侧的流动成分。

关于这点，根据上述的结构，越靠转子2的轴线X方向的下游侧而第二板状部件32越延伸至转子2的旋转方向R的更下游侧，越靠轴线的上游侧而第三板状部件33越延伸至转子2的旋转方向R的更上游侧，通过该结构，能够以相对于以转子2的周向P为中心回旋的涡流S即使以较少的面积也能够适当地正交的方式构成涡流破除件30，能够阻止涡流S。

图10A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图10B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

在几个实施方式中，可以是在密封翅片24的上游侧，还具备从壳体3朝向转子2的半径方向D的内侧延伸的环状的下游侧引导部件40(参照图10B)。

下游侧引导部件40的上游侧面41可以形成为下游侧引导部件40的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的上游侧而逐渐减小且朝向空腔6凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过下游侧引导部件40的上游侧面41，能够将从主流路M脱离的工作流体随着朝向半径方向D的外侧而向轴线X的上游侧引导。即，能够以使涡流S以转子2的周向P为中心回旋的方式进行引导，因此辅助本公开的涡流破除件30以与涡流S的至少一部分能够正交的方式配置，能够有效地抑制涡流S。

在几个实施方式中，可以是在下游侧引导部件40的上游侧，还具备从壳体3朝向转子2的半径方向D的内侧延伸的环状的上游侧引导部件50(参照图10B)。

上游侧引导部件50的下游侧面51可以形成为上游侧引导部件50的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的下游侧而逐渐减小且朝向空腔6凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过上游侧引导部件50的下游侧面51，能够将从主流路M脱离并由密封翅片24的上游侧面以及壳体3的内周引导而被引导至轴线X的上游侧的工作流体随着朝向轴线X的上游侧而向半径方向D的内侧引导。即，能够以使涡流S以转子2的周向P为中心回旋的方式进行引导，因此辅助本公开的涡流破除件30以与涡流S的至少一部分能够正交的方式配置，能够有效地抑制涡流S。

图11A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图11B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

在几个实施方式中，可以是在密封翅片24的上游侧，还具备从壳体3朝向转子的半径方向D的内侧延伸的环状的定子侧引导部件60(参照图11B)。

定子侧引导部件60的上游侧面41可以形成为具有：基端侧面61，沿转子2的半径方向D延伸；以及前端侧面62，与基端侧面61的半径方向D的内侧连接，为定子侧引导部件60的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的上游侧而逐渐减小且朝向空腔6凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过设于定子侧引导部件60的弯曲状的前端侧面62，能够使从主流路M脱离并到达比外周侧动叶片环22的外周靠半径方向D的外侧处的工作流体以在密封翅片24的上游侧朝向外周侧动叶片环22的外周的方式回旋而高效地在密封间隙近前处产生小旋涡。由此，通过给通过密封翅片24与外周侧动叶片环22之间的间隙而朝向轴线X的下游侧的工作流体的流动带来缩流效果，能够降低泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

在几个实施方式中，可以是在定子侧引导部件60的上游侧，还具备从外周侧动叶片环22的外周面22A朝向转子2的半径方向D的外侧延伸的环状的转子侧引导部件70(参照图11B)。

转子侧引导部件70的下游侧面71也可以形成为转子侧引导部件的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的下游侧而逐渐减小且朝向定子侧引导部件60的前端侧面62凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过转子侧引导部件70，能够使从主流路M脱离而沿着外周侧动叶片环22的上游侧面41到达半径方向D外侧的工作流体以在密封翅片24的上游侧朝向外周侧动叶片环22的外周的方式回旋并高效地产生旋涡。由此，能够降低通过密封翅片24与外周侧动叶片环22之间的间隙而朝向轴线X的下游侧的工作流体的泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

需要说明的是，在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括缺口部30D，该缺口部30D在包含轴线X的剖视下具有从该涡流破除件30的内周侧端30B到该涡流破除件30的下游侧端30C朝向外周侧动叶片环22呈凹状的弯曲面(参照图11B)。缺口部30D可以与涡流破除件30一起沿着周向P隔开间隔地配置，也可以沿着周向P设置成环状。如此，能够以在密封翅片24的上游侧朝向外周侧动叶片环22的外周的方式回旋而高效地产生旋涡，能够如上述那样实现密封功能的维持或提高。

<与静叶片侧密封装置13有关的实施方式>

本公开的至少一个实施方式的轴流旋转机械1可以具备绕轴线旋转的转子2、将转子2以能够旋转的方式收容的壳体3、包括相对于壳体3在周向P上隔开间隔地固定的多个静叶片11以及与多个静叶片11的各自的内周侧端11A相连的内周侧静叶片环12的静叶片段10、包括相对于转子2在周向P上隔开间隔地固定的多个动叶片21以及与多个动叶片21的各自的外周侧端21A相连的外周侧动叶片环22的动叶片段20、对内周侧静叶片环12与转子2之间进行密封的静叶片侧密封装置13。

如图1～3所示，本公开的至少一个实施方式的轴流旋转机械1具备绕轴线X旋转的转子2、将转子2以能够旋转的方式收容的壳体3、包括相对于壳体3在周向P上隔开间隔地固定的多个静叶片11以及与多个静叶片11的各自的内周侧端11A相连的内周侧静叶片环12的静叶片段10、包括相对于转子2在周向P上隔开间隔地固定的多个动叶片21以及与多个动叶片21的各自的外周侧端21A相连的外周侧动叶片环22的动叶片段20、对内周侧静叶片环12与转子2之间进行密封的静叶片侧密封装置13。并且，静叶片11为多个静叶片11中的配置于最上游侧的静叶片，包括喷嘴构造体4，该喷嘴构造体4包括至少一个喷嘴4A。

几个实施方式的轴流旋转机械1可适用为例如在发电设备或船舶等的动力系统中使用的蒸汽轮机或燃气轮机等轴流涡轮机。

转子2也可以与未图示的发电机或船舶等的动力传递系统连结。转子2为了使该转子2的旋转力在发电机中转换成电能或者作为船舶等的推进力来利用而传递驱动力。在几个实施方式中，也可以在转子2上固定多个动叶片21。这些动叶片21也可以在转子2的外周面沿该转子2的周向隔开间隔地配置成放射状。

在壳体3上连结有气体或蒸汽的供给管(未图示)，燃烧器(未图示)中生成的燃烧气体或者锅炉(未图示)中生成的蒸汽作为工作流体从上述的配置于最上游侧的静叶片11(喷嘴构造体4)的上游侧向轴流旋转机械1供给。供给至轴流旋转机械1的工作流体被引导至多个涡轮级中的最上游侧的涡轮级。

另外，上述的静叶片段10和动叶片段20在转子2的轴向上交替地配置。并且，通过一个静叶片段10和在该一个静叶片段10的下游侧相邻地配置的一个动叶片段20而构成一个涡轮级。轴流旋转机械1的这种涡轮级在转子2的轴向上设有多个。如此，经由气体或蒸汽的供给管供给的工作流体通过多个涡轮级，对动叶片21进行工作，转子2被旋转驱动。并且，通过了最终级的动叶片21的工作流体通过排气流路而向轴流旋转机械1的外部排出。

在几个实施方式中，壳体3除了壳体主体3A以外，还能包括对构成动叶片侧密封装置23的密封翅片14(后述)进行支承的支承体3B(参照图1)。

静叶片侧密封装置13可以包括从内周侧静叶片环12的内周面朝向转子2延伸的环状的密封翅片14和在密封翅片14的上游侧相对于内周侧静叶片环12固定的涡流破除件30。

密封翅片14配置于静叶片侧密封装置13中的一个以上的迷宫式密封件的最上游侧，绕轴线X配置成环状。

涡流破除件30用于阻止沿着转子2的周向P形成的涡流S，支承于例如内周侧静叶片环12的上游侧面。在几个实施方式中，也可以沿着内周侧静叶片环12的上游侧面隔开间隔地配置成放射状。

并且，本公开的一个实施方式中的涡流破除件30包括具有沿着转子2的半径方向D的面的第一板状部件31，该第一板状部件31以第一板状部件31的上游边缘31A位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧处的方式沿与轴线X交叉的方向延伸。

根据上述的结构，在静叶片段10中也能够享有上述的几个实施方式中叙述的动叶片段20的涡流抑制效果。即，在密封翅片14的上游侧固定于内周侧静叶片环12的涡流破除件30的第一板状部件31具有沿着转子2的半径方向D的面，并且以上游边缘31A位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧的方式配置。即，能够将第一板状部件31配置成与在密封翅片14的上游侧沿转子2的周向P流动且还以转子2的周向P为中心回旋的涡流S的至少一部分正交，因此能够有效地抑制涡流S。

在此，对轴流旋转机械1中的工作流体的流动进行说明。

如图1～4所示，在未图示的燃烧器中生成的燃烧气体或未图示的锅炉中生成的蒸汽等工作流体被供给至轴流旋转机械1时，该工作流体通过相邻的动叶片21彼此的间隙和喷嘴4A，通过沿着转子2的轴向形成的主流路M从上游侧向下游侧引导。并且，经由动叶片21接收到该工作流体的动能的转子2朝向旋转方向R(参照图2)旋转。并且，上游侧的工作流体与下游侧的工作流体相比为高压。因此，在内周侧静叶片环12与转子2之间的间隙中，工作流体通过包括密封翅片14的至少一个迷宫式密封件与转子2的外周面之间的间隙向下游侧引导，向主流路M返回。

在轴流旋转机械1的运转时，由于工作流体在具有通过喷嘴时施加的回旋流成分的状态下直接流入，所以形成朝向旋转方向R的工作流体的流动即涡流S(参照图2～4)。在动叶片段20与内周侧静叶片环12之间的间隙的空腔7(参照图1)内，同样也在从主流路M脱离的工作流体中产生涡流S，可能产生绕着轴在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布。由于基于该压力分布的密封激振力，在静叶片侧密封装置13，由于向与偏心方向垂直的方向的流体力，可能产生转子2的自激振动。为了抑制这种振动而使用涡流破除件30，但是空腔7内的涡流S复杂，若非适当的配置则无法充分地获得涡流破除件30的效果。

在此，根据本发明者们的认真研究，判明涡流S不仅朝向转子的周向，还朝向周向并且是进一步三维地描绘螺旋的螺旋流(参照图2～4以及图6A)。即，涡流S伴随着向转子的半径方向以及轴线方向的三维的螺旋移动，同时朝向转子的周向(旋转方向)流动。

图5中示出了涡流破除件30的第一板状部件31相对于轴线X的安装角度与密封翅片14的涡流速度之间的关系。涡流破除件(SB)30的横摆角是在将第一板状部件31的上游边缘31A配置成位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧时，连结上游边缘31A与下游边缘31B的线和轴线X所成的锐角侧的角度。由图5可知，判明了将上游边缘31A配置在比下游边缘31B靠旋转方向R的上游侧的位置，相对于轴线X形成适当的横摆角配置第一板状部件31，由此能够抑制密封翅片14的涡流速度。

即，根据上述的结构，在密封翅片14的上游侧固定于壳体3的涡流破除件30的第一板状部件31具有沿着转子2的半径方向D的面，并且配置成使上游边缘31A位于比下游边缘31B靠转子2的旋转方向R的上游侧，因此能够将第一板状部件31配置成与在密封翅片14的上游侧沿转子2的周向P流动并且以转子2的周向P为中心以螺旋状回旋的涡流S的至少一部分正交，因此能够有效地抑制涡流S。

在几个实施方式中，也可以以使第一板状部件31的延伸方向与轴线X的交叉角成为30°以上且60°以下的方式配置涡流破除件30。上述第一板状部件31与轴线X的交叉角例如可以为45°。

本发明者们的认真研究的结果是判明了通过使第一板状部件31相对于转子2的轴线X以30～60°的倾斜角配置，能够大幅度地抑制上述密封翅片14的涡流S的速度(参照图5)。即，在转子2的半径方向D观察下，在将第一板状部件31的上述上游边缘31A与下游边缘31B连结的线和转子2的轴线X所成的锐角侧的交叉角为30°以上且60°以下的情况下，能够有效地抑制涡流S。因此，根据上述结构，由于相对于轴线X以30～60°的倾斜角配置第一板状部件31，所以可获得能够适当地抑制涡流S的轴流旋转机械1。

图7A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图7B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图7C是表示图7B中的A方向观察以及B方向观察的图。图8A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图8B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图8C是表示图8B中的A方向观察以及B方向观察的图。图9A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图9B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的立体图。图9C是表示图9B中的A方向观察以及B方向观察的图。

需要说明的是，上述附图以动叶片侧密封装置23为对象进行记载，因此将图中的空腔6更换为空腔7，并且对于其他的对应的结构，也欲适当更换为与静叶片侧密封装置13对应的结构。

在几个实施方式中，涡流破除件30可以还包括具有相对于转子2的半径方向D倾斜的面的第二板状部件32以及第三板状部件33，该第二板状部件32从第一板状部件31的内侧端朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第三板状部件33在比第二板状部件32靠上游侧处从第一板状部件31的内侧端朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，通过经由第一板状部件31从该第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸的第二板状部件32和从该内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸的第三板状部件33，能够以在周向P的不同的位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30。因此，能够更有效地抑制涡流S，防止不稳定振动的产生。

如图8A～C以及图9A～C所示，在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括具有沿着转子2的半径方向D的面的第一板状部件31以及具有相对于转子2的半径方向D倾斜的面的第二板状部件32或第三板状部件33，该第一板状部件31沿轴线X延伸，该第二板状部件32从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第三板状部件33在比第二板状部件32靠上游侧处从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，在密封翅片14的上游侧固定于壳体3的涡流破除件30的第一板状部件31具有沿着转子2的半径方向D的面，并且沿轴线X方向配置，第二板状部件32经由该第一板状部件31从该第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸。或者，第三板状部件33从第一板状部件31的内侧端31C朝向转子2的旋转方向的上游侧延伸。即，能够以在轴线X方向以及周向P上不同的任一位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30，因此能够有效地抑制涡流S而防止不稳定振动的产生。

在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括第一板状部件31、第二板状部件32以及第三板状部件33。如此，能够以在转子2的轴线X方向以及周向P上不同的多个位置与相对于转子2的周向P一边描绘螺旋一边流动的涡流S能够正交的方式配置涡流破除件30，因此能够更有效地抑制涡流S而防止不稳定振动的产生。

如图9A～C中非限定性地例示的那样，在几个实施方式中，可以是涡流破除件30由一块板部件30A构成，第二板状部件32以及第三板状部件33构成为能够相互独立地相对于第一板状部件31弯曲，并且在第一板状部件31的内侧端31C形成第一弯曲部32A和第二弯曲部33A，该第一弯曲部32A使第二板状部件32朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸，该第二弯曲部33A使第三板状部件33朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。

根据上述的结构，能够通过一块板部件30A一体地形成包括第一板状部件31、第二板状部件32以及第三板状部件33的涡流破除件30。第二板状部件32不会给第三板状部件33带来影响而经由第一弯曲部32A朝向转子2的旋转方向R的下游侧延伸。另一方的第三板状部件33不会给第二板状部件32带来影响而经由第二弯曲部33A朝向转子2的旋转方向R的上游侧延伸。因此，能够用简单的结构容易地实现取得上述的任一个实施方式中叙述的效果的轴流旋转机械1。

这种涡流破除件30可以通过如下方式来形成，例如，准备一块板部件30A，在第二板状部件32与第三板状部件33之间形成缝隙或间隙，经由第一弯曲部32A使第二板状部件32向转子2的旋转方向R的一方即下游侧弯曲，使第三板状部件33向转子2的旋转方向R的另一方即上游侧弯曲。由此，能够获得施工性提高且组装容易的轴流旋转机械1。

如图9A～C中非限定性地例示的那样，在几个实施方式中，可以是第二板状部件32形成为以越靠轴线X的下游侧而从第一板状部件31的内侧端31C到转子2的旋转方向R的下游侧的距离越长的方式延伸，第三板状部件33形成为以越靠轴线X的上游侧而从第一板状部件31的内侧端31C到转子2的旋转方向R的上游侧的距离越长的方式延伸。

在与第三板状部件33相比在转子2的轴线X方向以及旋转方向R上分别位于下游侧的第二板状部件32，涡流S从该上游侧且半径方向D的内侧朝向外侧发生碰撞。因此，认为与第二板状部件32碰撞的涡流S的大部分向轴线X方向的下游侧且旋转方向R的下游侧流动。另一方面，在第三板状部件33，涡流S从转子2的轴线X方向的下游侧、旋转方向R的上游侧且半径方向D的外侧朝向该内侧发生碰撞。因此，认为与第三板状部件33碰撞的涡流S的大部分向轴线X方向的上游侧流动，且由于第一板状部件31的存在等而产生朝向旋转方向R的上游侧的流动成分。

关于这点，根据上述的结构，越靠转子2的轴线X方向的下游侧而第二板状部件32越延伸至转子2的旋转方向R的更下游侧，越靠轴线的上游侧而第三板状部件33越延伸至转子2的旋转方向R的更上游侧，通过该结构，能够以相对于以转子2的周向P为中心回旋的涡流S即使以较少的面积也适当地能够正交的方式构成涡流破除件30，能够阻止涡流S。

图10A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图10B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

需要说明的是，上述附图以动叶片侧密封装置23为对象进行记载，因此将图中的空腔6更换为空腔7，并且对于其他的对应的结构，也欲适当更换为与静叶片侧密封装置13对应的结构。

在几个实施方式中，可以是在密封翅片14的上游侧，还具备从转子2的外周面朝向转子2的半径方向D的外侧延伸的环状的下游侧引导部件40(参照图10B)。

下游侧引导部件40的上游侧面41可以形成为下游侧引导部件40的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的上游侧而逐渐减小且朝向空腔7凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过下游侧引导部件40的上游侧面41，能够将从主流路M脱离的工作流体随着朝向半径方向D的外侧而向轴线X的上游侧引导。即，能够以使涡流S以转子2的周向P为中心回旋的方式进行引导，因此辅助本公开的涡流破除件30以与涡流S的至少一部分能够正交的方式配置，能够有效地抑制涡流S。

在几个实施方式中，可以是在下游侧引导部件40的上游侧，还具备从转子2朝向转子2的半径方向D的外侧延伸的环状的上游侧引导部件50(参照图10B)。

上游侧引导部件50的下游侧面51可以形成为上游侧引导部件50的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的下游侧而逐渐减小且朝向空腔7凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过上游侧引导部件50的下游侧面51，能够将从主流路M脱离并由密封翅片14的上游侧面以及转子2的外周引导而被引导至轴线X的上游侧的工作流体随着朝向轴线X的上游侧向半径方向D的外侧引导。即，能够以使涡流S以转子2的周向P为中心回旋的方式进行引导，因此辅助本公开的涡流破除件30以与涡流S的至少一部分能够正交的方式配置，能够有效地抑制涡流S。

图11A是表示一个实施方式中的空腔内的工作流体的流动的侧剖视图。图11B是表示一个实施方式中的涡流破除件的配置的侧视图。

在几个实施方式中，可以是在密封翅片14的上游侧，还具备从内周侧静叶片环12朝向转子2的半径方向D的内侧延伸的环状的定子侧引导部件60(参照图11B)。

定子侧引导部件60的上游侧面41可以形成为具有：基端侧面61，沿转子2的半径方向D延伸；以及前端侧面62，与基端侧面61的半径方向D的内侧连接，为定子侧引导部件60的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的上游侧而逐渐减小且朝向空腔7凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过设于定子侧引导部件60的弯曲状的前端侧面62，能够使从主流路M脱离并到达比内周侧静叶片环12的内周靠半径方向D的内侧处的工作流体以在密封翅片14的上游侧朝向内周侧静叶片环12的内周的方式回旋并高效地产生旋涡。由此，能够降低通过密封翅片14与内周侧静叶片环12之间的间隙并朝向轴线X的下游侧的工作流体的泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

在几个实施方式中，可以的是，在定子侧引导部件60的上游侧，还具备从转子2的外周面2A朝向转子2的半径方向D的外侧延伸的环状的转子侧引导部件70(参照图11B)。

转子侧引导部件70的下游侧面71也可以形成为转子侧引导部件的沿着转子2的半径方向D的长度随着朝向轴线X方向的下游侧而逐渐减小且朝向定子侧引导部件60的前端侧面62凹陷的弯曲状。

根据上述的结构，通过转子侧引导部件70，能够使从主流路M脱离而沿着内周侧静叶片环12的上游侧面到达半径方向D的内侧处的工作流体以在密封翅片14的上游侧朝向内周侧静叶片环12的内周的方式回旋而高效地在密封间隙近前处产生小旋涡。由此，通过给通过密封翅片14与转子2之间的间隙而朝向轴线X的下游侧的工作流体的流动带来缩流效果，能够降低泄漏，因此能够实现密封功能的维持或提高。

需要说明的是，在几个实施方式中，涡流破除件30可以包括缺口部30D，该缺口部30D在包含轴线X的剖视下具有从该涡流破除件30的外周侧端30B到该涡流破除件30的下游侧端30C朝向内周侧静叶片环12呈凹状的弯曲面(参照图11B)。缺口部30D可以与涡流破除件30一起沿着周向P隔开间隔地配置，也可以沿着周向P设置成环状。如此，能够以在密封翅片14的上游侧朝向内周侧静叶片环12的内周的方式回旋而高效地产生旋涡，能够如上述那样实现密封功能的维持或提高。

根据以上叙述的本公开的几个实施方式，能够在轴流旋转机械1中防止乃至抑制涡流S。

本发明并不限定于上述的实施方式，也包含对上述的实施方式施加变更后的方式或将这些方式组合后的方式。

标号说明

1 轴流旋转机械(轴流涡轮机)

2 转子

3 壳体

3A 壳体主体

3B 壳体支承体

4 喷嘴构造体

6、7 空腔

8 密封部

10 静叶片段

11 静叶片

11A 内周侧端

12 内周侧静叶片环

13 静叶片侧密封装置

14 密封翅片

20 动叶片段

21 动叶片

21A 外周侧端

22 外周侧动叶片环

22A 外周面

23 动叶片侧密封装置

24 密封翅片

30 涡流破除件

30A 板部件

31 第一板状部件

31A 上游边缘

31B 下游边缘

31C 内侧端

32 第二板状部件

32A 第一弯曲部

33 第三板状部件

33A 第二弯曲部

40 下游侧引导部件

41 上游侧面

50 上游侧引导部件

51 下游侧面

60 定子侧引导部件

61 基端侧面

62 前端侧面

70 转子侧引导部件

71 下游侧面

M 主流路

S 涡流

X 轴线方向

R 旋转方向

D 半径方向

P 周向

Claims (11)

1.一种轴流旋转机械，其中，所述轴流旋转机械具备：

转子，绕轴线旋转；

壳体，将所述转子以能够旋转的方式收容；

动叶片段，包括动叶片以及外周侧动叶片环，所述动叶片相对于所述转子在周向上隔开间隔地固定，所述外周侧动叶片环与所述动叶片的外周侧端相连；以及

动叶片侧密封装置，对所述外周侧动叶片环与所述壳体之间进行密封，

所述动叶片侧密封装置包括：

环状的密封翅片，从所述壳体朝向所述外周侧动叶片环的外周面延伸；以及

涡流破除件，在所述密封翅片的上游侧形成的空腔中固定于所述壳体，

所述涡流破除件包括：

第一板状部件，具有沿着所述转子的半径方向的面，所述第一板状部件沿所述轴线延伸或者以使所述第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠所述转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与所述轴线交叉的方向延伸；以及

第二板状部件或第三板状部件，具有相对于所述转子的半径方向倾斜的面，所述第二板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第三板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

2.根据权利要求1所述的轴流旋转机械，其中，

所述第一板状部件的延伸方向与所述轴线的交叉角为30°以上且60°以下。

3.根据权利要求1所述的轴流旋转机械，其中，

所述第一板状部件沿所述轴线延伸。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的轴流旋转机械，其中，

所述涡流破除件包括所述第一板状部件、所述第二板状部件以及与所述第二板状部件相比配置于上游侧的所述第三板状部件。

5.根据权利要求4所述的轴流旋转机械，其中，

所述涡流破除件由一块板部件构成，

所述第二板状部件以及所述第三板状部件构成为能够相互独立地相对于所述第一板状部件弯曲，

并且在所述第一板状部件的所述内侧端形成第一弯曲部和第二弯曲部，所述第一弯曲部使所述第二板状部件朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第二弯曲部使所述第三板状部件朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

6.根据权利要求4或5所述的轴流旋转机械，其中，

所述第二板状部件形成为以越靠所述轴线的下游侧而从所述第一板状部件的内侧端到所述转子的旋转方向的下游侧的距离越长的方式延伸，

所述第三板状部件形成为以越靠所述轴线的上游侧而从所述第一板状部件的内侧端到所述转子的旋转方向的上游侧的距离越长的方式延伸。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的轴流旋转机械，其中，

在所述密封翅片的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的下游侧引导部件，

所述下游侧引导部件的上游侧面形成为所述下游侧引导部件的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的上游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

8.根据权利要求7所述的轴流旋转机械，其中，

在所述下游侧引导部件的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的上游侧引导部件，

所述上游侧引导部件的下游侧面形成为所述上游侧引导部件的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的下游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的轴流旋转机械，其中，

在所述密封翅片的上游侧，还具备从所述壳体朝向所述转子的半径方向的内侧延伸的环状的定子侧引导部件，

所述定子侧引导部件的上游侧面形成为具有：

基端侧面，沿所述转子的半径方向延伸；以及

前端侧面，与所述基端侧面的所述半径方向的内侧连接，为所述定子侧引导部的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的上游侧而逐渐减小且朝向所述空腔凹陷的弯曲状。

10.根据权利要求9所述的轴流旋转机械，其中，

在所述定子侧引导部件的上游侧，还具备从所述外周侧动叶片环的所述外周面朝向所述转子的半径方向的外侧延伸的环状的转子侧引导部件，

所述转子侧引导部件的下游侧面形成为所述转子侧引导部的沿着所述转子的半径方向的长度随着朝向所述轴线方向的下游侧而逐渐减小且朝向所述定子侧引导部件的所述前端侧面凹陷的弯曲状。

11.一种轴流旋转机械，其中，所述轴流旋转机械具备：

转子，绕轴线旋转；

壳体，将所述转子以能够旋转的方式收容；

静叶片段，包括静叶片以及内周侧静叶片环，所述静叶片相对于所述壳体在周向上隔开间隔地固定，所述内周侧静叶片环与所述静叶片的内周侧端相连；以及

静叶片侧密封装置，对所述内周侧静叶片环与所述转子之间进行密封，

所述静叶片侧密封装置包括：

环状的密封翅片，从所述内周侧静叶片环的内周面朝向所述转子延伸；以及

涡流破除件，在所述密封翅片的上游侧相对于所述内周侧静叶片环固定，

所述涡流破除件包括：

第一板状部件，具有沿着所述转子的半径方向的面，所述第一板状部件沿所述轴线延伸或者以所述第一板状部件的上游边缘位于比下游边缘靠所述转子的旋转方向的上游侧处的方式沿与所述轴线交叉的方向延伸；以及

第二板状部件或第三板状部件，具有相对于所述转子的半径方向倾斜的面，所述第二板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的下游侧延伸，所述第三板状部件从所述第一板状部件的内侧端朝向所述转子的旋转方向的上游侧延伸。

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