本發(fā)明涉及渦輪動葉列、渦輪級以及軸流渦輪。

背景技術：

在蒸汽渦輪、燃氣渦輪等渦輪中設置有多個渦輪動葉，該多個渦輪動葉在彼此之間形成有葉片間流路的狀態(tài)下沿著葉轂(hub)的周向排列。關于通過該葉片間流路的流體，在渦輪動葉的中央(中間)附近，其速度能量所引起的離心力與渦輪動葉的腹面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)戎g的壓力差平衡。與此相對地，在葉轂附近流動的邊界層處，由于流速慢，因此離心力變小。因此，有時發(fā)生流體從壓力高的腹面?zhèn)瘸驂毫Φ偷谋趁鎮(zhèn)鹊亩瘟鲃?橫流)的情況。在現(xiàn)有的渦輪動葉中，因該二次流動而引起的損失(二次流動損失)成為動力損失大的原因。

在專利文獻1中，記載有以減少二次流動損失為目的的軸流渦輪葉片。該軸流渦輪葉片形成為，通過擴大或縮小從葉片根部至葉片前端部的葉片剖面，使噴嘴葉片的后緣端和鄰接于該噴嘴葉片的噴嘴葉片的背面之間的最短距離s與環(huán)狀間距t之比s/t在葉片高度方向上發(fā)生變化。另外，在專利文獻1中，記載有能夠將該軸流渦輪葉片應用于渦輪動葉的內(nèi)容。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-20904號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

現(xiàn)有的渦輪動葉構成為，從葉片間流路的入口朝向出口而流路寬度逐漸地變窄。專利文獻1所記載的軸流渦輪葉片也同樣，該軸流渦輪葉片只不過是對葉片間流路的出口處的流路寬度在葉片高度方向上給予了分布。

這樣，在從葉片間流路的入口朝向出口而流路寬度逐漸地變窄的結構中，能夠在某種程度上抑制流動的剝離，但需要說明的是，仍然存在流動在葉片間流路的上游側容易剝離、二次流動容易產(chǎn)生并成長這樣的問題。

鑒于上述的情況，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于，提供能夠通過抑制二次流動損失而提高渦輪動葉列的性能的渦輪動葉列、渦輪級以及軸流渦輪。

解決方案

(1)本發(fā)明的至少一實施方式所涉及的渦輪動葉列具備多個渦輪動葉，該多個渦輪動葉在彼此之間形成有葉片間流路的狀態(tài)下沿著葉轂的周向排列，所述葉片間流路在所述葉轂的徑向上的第一位置處具有與所述徑向垂直的第一剖面形狀，并且在所述葉轂的徑向上比所述第一位置遠離所述葉轂的第二位置處，具有與所述徑向垂直的第二剖面形狀，所述第一剖面形狀在所述葉轂的軸線方向上的所述葉片間流路的入口與出口之間具有狹窄(throat)部，當將所述葉片間流路的出口處的所述第一剖面形狀的流路寬度設為A1、將所述狹窄部處的所述第一剖面形狀的流路寬度設為B1、將所述葉片間流路的出口處的所述第二剖面形狀的流路寬度設為A2、而且將所述葉轂的軸線方向上的與所述狹窄部處于相同位置的所述第二剖面形狀的流路寬度設為B2時，A1/B1＞A2/B2。

根據(jù)上述(1)所記載的渦輪動葉列，第一剖面形狀在葉轂的軸線方向上的葉片間流路的入口與出口之間具有狹窄部，因此，比狹窄部靠入口側的流動被加速，能夠抑制在比狹窄部靠入口側的位置處的剝離發(fā)生。另外，在設有這樣的狹窄部的情況下，若不進行任何設計，則狹窄部的出口側會成為減速流路，難以抑制二次流動損失，但根據(jù)上述(1)所記載的渦輪動葉列，通過進一步滿足A1/B1＞A2/B2，能夠在葉片間流路的入口與出口之間形成抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起這樣的葉轂的徑向的壓力梯度。由此，能夠有效地減少二次流動損失，能夠提高渦輪動葉列的性能。

(2)在若干實施方式中，在上述(1)所記載的渦輪動葉列的基礎上，所述第二剖面形狀的流路寬度從所述葉片間流路的入口到出口而單調(diào)減小。

根據(jù)上述(2)所記載的渦輪動葉列，能夠在葉片間流路的入口與出口之間容易地形成抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起這樣的葉轂的徑向的壓力梯度。由此，能夠有效地減少二次流動損失，并提高渦輪動葉列的性能。

(3)在若干實施方式中，在上述(1)所記載的渦輪動葉列的基礎上，所述第二剖面形狀在所述葉片間流路的入口與出口之間具有狹窄部。

根據(jù)上述(3)所記載的渦輪動葉列，即便在第一剖面形狀以及第二剖面形狀分別具有狹窄部的情況下，通過滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，也能夠抑制二次流動從葉轂的表面沿徑向朝外側浮起。

(4)在若干實施方式中，在上述(3)所記載的渦輪動葉列的基礎上，所述第二剖面形狀的所述狹窄部位于在所述葉轂的軸線方向上比所述第一剖面形狀的所述狹窄部靠所述葉片間流路的出口側的位置。

根據(jù)上述(4)所記載的渦輪動葉列，即便在第一剖面形狀以及第二剖面形狀分別具有狹窄部的情況下，也能夠在葉片間流路的入口與出口之間容易地形成抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起這樣的葉轂的徑向的壓力梯度。由此，能夠有效地減少二次流動損失，且提高渦輪動葉列的性能。

(5)在若干實施方式中，在上述(1)所記載的渦輪動葉列的基礎上，所述第二剖面形狀的流路寬度在隨著從所述葉片間流路的入口朝向出口而單調(diào)減小之后，維持為恒定。

在上述(5)所記載的渦輪動葉列中，也通過滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，來抑制二次流動從葉轂的表面沿徑向朝外側浮起。

(6)在若干實施方式中，在上述(1)～(5)所記載的渦輪動葉列的基礎上，在所述多個渦輪動葉各自之中，與葉片高度方向垂直的剖面形狀從葉片根部到葉片前端部為恒定。

即便如上述(6)所記載的渦輪動葉列那樣多個渦輪動葉分別為平行葉片，由于第一剖面形狀與第二剖面形狀的葉轂的徑向上的位置彼此不同，因此，能夠利用周長差，以滿足上述條件的方式構成渦輪動葉列。因此，通過多個渦輪動葉分別采用平行葉片，能夠實現(xiàn)渦輪動葉的加工性(制造性)提高、性能提高、制造成本降低。

(7)在若干實施方式中，在上述(1)～(6)所記載的渦輪動葉列的基礎上，在所述葉轂的軸線方向上的至少一部分的區(qū)域內(nèi)，所述第一剖面形狀的流路寬度由通過焊接形成于所述渦輪動葉和所述葉轂中的至少一方的加厚部規(guī)定。

根據(jù)上述(7)所記載的渦輪動葉列，能夠提高渦輪動葉列的性能，并且能夠提高渦輪動葉的翼型的設計自由度。

(8)在若干實施方式中，在上述(7)所記載的渦輪動葉列的基礎上，所述第一剖面形狀中的所述狹窄部設于所述至少一部分的區(qū)域內(nèi)。

根據(jù)上述(8)所記載的渦輪動葉列，能夠容易地提高渦輪動葉列的性能，并且提高渦輪動葉的翼型的設計自由度。

(9)在若干實施方式中，在上述(1)～(8)所記載的渦輪動葉列的基礎上，在所述渦輪動葉各自之中，當將所述葉轂的軸線方向的葉片寬度設為W、將所述葉轂的徑向的葉片高度設為H時，H/W小于1.0。

根據(jù)上述(9)所記載的渦輪動葉列，在渦輪動葉的長寬比為較低的情況(H/W小于1.0的情況)下，若不對葉片間流路的形狀進行任何設計，則來自葉轂側的二次流動與來自前端(葉片前端)側的二次流動之間容易發(fā)生干涉。與此相對地，通過形成葉片間流路以便滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，也能夠抑制這樣的二次流動的干涉。由此，能夠有效地提高渦輪動葉列的性能。

(10)在若干實施方式中，在上述(1)～(9)所記載的渦輪動葉列的基礎上，當將所述葉轂的徑向上的距所述葉轂的周面的距離除以所述葉轂的徑向上的所述渦輪動葉的葉片高度而得到的值設為葉片高度比r時，所述第一位置的葉片高度比r1和所述第二位置的葉片高度比r2分別滿足0＜r1＜0.3以及0.3＜r2＜0.7。

根據(jù)上述(10)所記載的渦輪動葉列，能夠有效地抑制二次流動從葉轂的表面沿徑向朝外側浮起。

(11)本發(fā)明的至少一實施方式所涉及的渦輪級具備：上述(1)～(10)中任一項所記載的渦輪動葉列；以及設于所述渦輪動葉列的上游側且包含多個渦輪靜葉的渦輪靜葉列。

根據(jù)上述(11)所記載的渦輪級，由此能夠減少二次流動損失，且有效地提高渦輪級的性能。

(12)本發(fā)明的至少一實施方式所涉及的軸流渦輪具備在葉轂的軸方向上排列的多個渦輪級，其中，所述多個渦輪級中的至少一個是上述(11)所記載的渦輪級。

根據(jù)上述(12)所記載的軸流渦輪，能夠減少二次流動損失，且有效地提高軸流渦輪的性能。

(13)在若干實施方式中，在上述(12)所記載的軸流渦輪的基礎上，所述軸流渦輪構成為，在所述葉轂的徑向上的所述第一位置處的反動度為0.25以下的情況下進行工作。在該情況下，反動度也可以為負值。

在反動度小的情況下，葉片間流路的前后差壓也低，因此，在葉片間流路的中途，可能產(chǎn)生壓力梯度逆轉而發(fā)生逆流的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明人的研究可知，典型地是，在反動度為0.25以下的情況下，可能產(chǎn)生異常的渦流(從葉片間流路的葉轂側且較接近入口的區(qū)域，伴隨著逆流而呈螺旋狀地向葉轂的徑向外側移動的渦流)。關于這一點，根據(jù)以滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的方式形成的葉片間流路，針對這種異常的渦流也能夠形成抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起這樣的葉轂的徑向的壓力梯度。由此，能夠減少二次流動損失，且有效地提高軸流渦輪的性能。

(14)在若干實施方式中，在上述(12)或(13)所記載的軸流渦輪的基礎上，所述軸流渦輪構成為，在所述葉片間流路的整個區(qū)域內(nèi)的流體的馬赫數(shù)小于1.0的情況下進行工作。

即便是這樣以亞音速工作的軸流渦輪，若采用形成為滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的葉片間流路，則能夠減少二次流動損失，且有效地提高渦輪動葉列的性能。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的至少一實施方式，提供了能夠通過抑制二次流動損失而提高渦輪動葉列的性能的渦輪動葉列、渦輪級以及軸流渦輪。

附圖說明

圖1是針對若干實施方式所涉及的軸流渦輪而示出包含渦輪轉子的軸線在內(nèi)的剖面(子午剖面)的一部分的概要剖視圖。

圖2是示出若干實施方式所涉及的渦輪動葉列的一部分的概要立體圖。

圖3是示出若干實施方式所涉及的第一剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖4是示出若干實施方式所涉及的第一剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖5是示出若干實施方式所涉及的第一剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖6是示出若干實施方式所涉及的第二剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖7是示出若干實施方式所涉及的第二剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖8是示出若干實施方式所涉及的第二剖面形狀的例子的示意性的剖視圖。

圖9示出滿足A1/B1＞A2/B2的葉片間流路中的第一剖面形狀和關于該流路內(nèi)的各位置處的流體的馬赫數(shù)的解析結果。

圖10示出關于葉轂的軸線方向位置H、I、J以及K各自處的、葉片高度方向位置與靜壓之間的關系的解析結果。

圖11(a)是示意性地示出滿足A1/B1＞A2/B2的葉片間流路中的動葉腹側的極限流線的解析結果的圖，圖11(b)是示意性地示出現(xiàn)有的葉片間流路中的動葉腹側的極限流線的解析結果的圖。

圖12是示出在葉片間流路中產(chǎn)生的異常的渦流的圖。

圖13(a)是示出將軸流渦輪應用于渦輪增壓器的渦輪的結構例的圖，圖13(b)是示出將軸流渦輪應用于發(fā)電設備的渦輪的結構例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的若干實施方式進行說明。其中，實施方式所記載的或者附圖所示的結構部件的尺寸、材質、形狀、其相對的配置等并非意在將本發(fā)明的范圍限定于此，只不過是單純的說明例。

例如，“在某一方向上”、“沿著某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同軸”等表示相對的配置關系的表現(xiàn)，嚴格來說不僅表示上述那樣的相對的配置關系，還表示在存在公差或者獲得相同功能這一程度的角度、距離時相對位移的狀態(tài)。

另外，例如，表示四邊形、圓筒形狀等形狀的表現(xiàn)不僅表示幾何學上嚴格意義的四邊形、圓筒形狀等形狀，在獲得相同的效果的范圍內(nèi)，還表示包括凹凸部、倒角部等的形狀。

另一方面，“具備”、“具有”、“包括”、“包含”或者“含有”一個構成要素這樣的表現(xiàn)并非是除去其他構成要素的存在的排他性表現(xiàn)。

圖1是關于若干實施方式所涉及的軸流渦輪而示出包含渦輪轉子的軸線在內(nèi)的剖面(子午剖面)的一部分的概要剖視圖。圖2是示出若干實施方式所涉及的渦輪動葉列的一部分的概要立體圖。

若干實施方式所涉及的軸流渦輪1具備在葉轂18的軸向上排列的多個渦輪級2。需要說明的是，在圖1中，為了便于說明，將一個渦輪級2放大記載。渦輪級2分別包括：由多個渦輪動葉4構成的渦輪動葉列6；以及由配設在外圈8與內(nèi)圈10之間的多個渦輪靜葉12構成且設于渦輪動葉列6的上游側的渦輪靜葉列14。如圖2所示，多個渦輪動葉4在彼此之間形成了葉片間流路16的狀態(tài)下在葉轂18(參照圖1)的周面20上沿著葉轂18的周向排列。

根據(jù)伯努利定理，當存在隨著從葉片間流路的入口朝向出口而流路剖面面積(與流路的主流方向垂直的剖面的面積)變大的區(qū)域時，在該區(qū)域內(nèi)，流體的壓力上升且流速降低，因此，容易產(chǎn)生剝離現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有的渦輪動葉列中的葉片間流路以抑制剝離現(xiàn)象為目的，形成為與葉轂的徑向位置無關地、從葉片間流路的入口到出口而流路寬度單調(diào)減小。

與此相對地，以下所說明的葉片間流路16中，作為與葉轂18的徑向垂直的剖面形狀，在葉轂18的軸線方向上的葉片間流路16的入口與出口之間，包含具有狹窄部的剖面形狀。以下，對葉片間流路16的形狀詳細進行說明。

葉片間流路16在葉轂18的徑向上的第一位置r1(參照圖1)處具有與葉轂18的徑向垂直的第一剖面形狀，并且在葉轂18的徑向上的比第一位置r1遠離葉轂18的第二位置r2(參照圖1)處具有與徑向垂直的第二剖面形狀。在此，當將葉轂18的徑向上的距葉轂18的周面20的距離除以葉轂18的徑向上的渦輪動葉4的葉片高度而得到的值定義為“葉片高度比”時，以下所說明的規(guī)定第一剖面形狀的第一位置的葉片高度比r1和規(guī)定第二剖面形狀的第二位置的葉片高度比r2典型地分別滿足0＜r1＜0.3以及0.3＜r2＜0.7。

以下，使用圖3～圖8對第一剖面形狀和第二剖面形狀進行說明。圖3～圖5是示出若干實施方式所涉及的第一剖面形狀的例子的示意性剖視圖。圖6～圖8是示出若干實施方式所涉及的第二剖面形狀的例子的示意性剖視圖。需要說明的是，在圖3～圖8中，為了說明葉片間流路16的剖面形狀，在圖中示出相互鄰接的渦輪動葉4中的、一方的渦輪動葉4的腹面22和另一方的渦輪動葉4的背面24。

在若干實施方式中，例如如圖3～圖5所示，第一剖面形狀100在葉轂18的軸線方向上的葉片間流路16的入口26與出口28之間的位置E處具有狹窄部30。在此，“葉片間流路的入口”是指，由描繪了如下的假想內(nèi)接圓時的內(nèi)接圓直徑表示的最短距離部，該假想內(nèi)接圓與渦輪動葉4的前緣29以及鄰接于該渦輪動葉4的渦輪動葉4的背面24相接，“葉片間流路16的出口28”是指，由描繪了如下的假想內(nèi)接圓時的內(nèi)接圓直徑表示的最短距離部，該假想內(nèi)接圓與渦輪動葉4的后緣31以及鄰接于該渦輪動葉4的渦輪動葉4的背面24相接。另外，“狹窄部”是指，由在葉轂18的軸線方向上描繪了與葉片間流路16相接的假想內(nèi)接圓時的內(nèi)接圓直徑表示的流路寬度取極小值的部分。

如圖3～圖5所示，將葉片間流路16的出口28處的第一剖面形狀100的流路寬度設為A1，將狹窄部30處的第一剖面形狀100的流路寬度設為B1，如圖6～圖8所示，將葉片間流路16的出口28處的第二剖面形狀200的流路寬度設為A2，將葉轂18的軸線方向上的與狹窄部30處于相同位置E的第二剖面形狀200的流路寬度設為B2，此時，葉片間流路16形成為滿足A1/B1＞A2/B2。即，葉片間流路16的出口28處的第一剖面形狀100的流路寬度A1相對于狹窄部30處的第一剖面形狀100的流路寬度B1之比A1/B1大于葉片間流路16的出口28處的第二剖面形狀200的流路寬度A2相對于葉轂18的軸線方向上的與狹窄部30處于相同位置E的第二剖面形狀200的流路寬度B2之比A2/B2。

圖9示出滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的葉片間流路16處的第一剖面形狀100和關于該流路內(nèi)的各位置處的流體的馬赫數(shù)的解析結果。圖10示出圖9所示的葉轂18的軸線方向位置H、I、J以及K各自處的、葉片高度比與靜壓之間的關系的解析結果。在圖10中，實線、虛線、單點劃線、點線分別示出關于軸線方向位置H、I、J以及K的解析結果。

如圖9所示，可知在第一剖面形狀100中，隨著從葉片間流路16的入口26朝向出口28而流體的馬赫數(shù)大體增加。另外，如圖10所示，可知在葉片間流路16中，與葉片高度比無關地，隨著從葉片間流路16的入口26朝向出口28(按照葉轂18的軸線方向位置H、I、J、K的順序)而靜壓降低。因此，可知無論第一剖面形狀100在葉片間流路16的入口26與出口28之間是否具有狹窄部30(即，無論是否存在隨著從狹窄部30朝向下游側而流路寬度變大的區(qū)域)，葉片間流路16都作為加速流路良好地發(fā)揮功能而抑制二次流動。

以下，關于得到這樣的效果的原因，使用圖11(a)以及圖11(b)進行研究。圖11(a)是示意性地示出滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的葉片間流路16中的動葉腹側的極限流線(無限接近動葉4的腹面22的位置處的流線)的解析結果的圖，圖11(b)是示意性地示出上述現(xiàn)有的葉片間流路中的動葉腹側的極限流線的解析結果的圖。需要說明的是，現(xiàn)有的葉片間流路是指，在葉轂的徑向上的各位置的剖面中，以從葉片間流路的入口到出口而流路寬度單調(diào)減小的方式形成的葉片間流路(以下同樣)。

當對圖11(a)與圖11(b)進行比較時，圖11(a)所示的葉片間流路16中的極限流線成為沿著葉轂的軸線方向的較接近直線的流線。這是因為，通過葉片間流路16滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，葉片間流路16內(nèi)的葉轂的徑向上的壓力梯度成為如以下說明的那樣抑制二次流動的方向的壓力梯度。

在圖11(a)所示的葉片間流路16中，將葉轂的軸線方向位置E且葉轂的徑向位置r1的點(存在狹窄部30的點)設為M，將葉轂的軸線方向位置E且葉轂的徑向位置r2的點設為N。這樣，與圖11(b)所示的現(xiàn)有的葉片間流路中的從點N的壓力減去點M的壓力而得到的壓力差ΔP相比，圖11(a)中的從點N的壓力減去點M的壓力而得到的壓力差ΔP在正方向上變大。因此，即便在葉轂的表面上產(chǎn)生二次流動，由于壓力差ΔP的向正方向的增大，也能夠抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起。通過該作用，能夠提高渦輪動葉列6的性能。

需要說明的是，在現(xiàn)有的葉片間流路中不存在狹窄部30，但為了示出與圖11(a)的點M、點N分別相同的位置，在圖11(b)中為了方便也稱為點M、點N。

另外，當葉片間流路16的第一剖面形狀100具有狹窄部30時，在比狹窄部30靠入口26側的位置處能夠良好地對流體進行加速，因此，能夠抑制比狹窄部30靠入口26側的位置處的剝離發(fā)生。但是，在設有這樣的狹窄部30的情況下，如果不進行任何設計，則狹窄部30的出口28側會成為減速流路，難以抑制二次流動損失。關于這一點，如上所述，通過滿足A1/B1＞A2/B2，能夠形成抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起這樣的葉轂的徑向的壓力梯度。因此，能夠抑制比狹窄部30靠入口26側的位置處的剝離發(fā)生，并且能夠有效地減少二次流動損失，提高渦輪動葉列的性能。

在若干實施方式中，例如在圖4以及圖5所示的第一剖面形狀100中的、葉轂18的軸線方向上的至少一部分的區(qū)域內(nèi)，被通過焊接而形成于渦輪動葉4上和葉轂18上的至少一方的加厚部32規(guī)定。在該情況下，第一剖面形狀100中的狹窄部30也可以設于該至少一部分的區(qū)域。由此，能夠提高渦輪動葉列6的性能，并且能夠提高渦輪動葉4的翼型的設計自由度。

需要說明的是，加厚部32也可以形成于鄰接的渦輪動葉4中的一方的腹面22側，還可以形成于另一方的背面24側。另外，也可以如圖4所示那樣形成在葉轂的軸線方向上的從入口26到出口28的整個區(qū)域內(nèi)，還可以如圖5所示那樣僅形成于葉轂的軸線方向上的一部分。

一實施方式所涉及的第二剖面形狀例如如圖6所示，也可以在入口26與出口28之間具有狹窄部34。這樣，即便在第一剖面形狀100、第二剖面形狀200分別具有狹窄部30、34的情況下，通過滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，也能夠抑制二次流動在葉轂18的徑向上向外側浮起。

另外，在該情況下，第二剖面形狀200的狹窄部34也可以位于在葉轂18的軸線方向上比第一剖面形狀100的狹窄部30靠葉片間流路16的出口28側的位置。即，在葉轂18的軸線方向上，狹窄部34的位置F位于比狹窄部30的位置E靠出口28側的位置。由此，在葉轂18的軸線方向上的設有狹窄部30的位置E處，容易向正方向增大上述的壓力差ΔP，能夠有效地抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起。

在一實施方式中，在例如圖7所示的第二剖面形狀200中，也可以為，流路寬度隨著從入口26朝向出口28而單調(diào)減小之后維持為恒定。在這樣的形狀中，通過葉片間流路16滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，也能夠抑制二次流動在葉轂18的徑向上向外側浮起。

另外，在圖7所示的第二剖面形狀中，流路寬度單調(diào)減小至比葉轂18的軸線方向上的位置E靠出口28側的位置G之后，流路寬度維持為A2。由此，在葉轂18的軸線方向上的設有狹窄部30的位置E處，容易向正方向增大上述的壓力差ΔP，能夠有效地抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起。因此，能夠有效地提高渦輪動葉列6的性能。

在一實施方式中，在例如圖8所示的第二剖面形狀200中，也可以為，流路寬度從入口26到出口28而單調(diào)減小。由此，在葉轂的軸線方向上的設有狹窄部30的位置E處，容易向正方向增大上述的壓力差ΔP，能夠有效地抑制二次流動從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起。

在若干實施方式中，在例如圖1～圖8所示的各個渦輪動葉4中，與葉片高度方向垂直的剖面形狀(剖面輪廓)也可以從葉片根部36(參照圖2)到葉片前端部38(參照圖2)為恒定。即，多個渦輪動葉4也可以分別為平行葉片(二維葉片)。

即便多個渦輪動葉4分別為平行葉片，由于上述的第一剖面形狀100與第二剖面形狀200的葉轂的徑向上的位置彼此不同，因此，也能夠利用周長差，以滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的方式構成渦輪動葉列6。因此，通過多個渦輪動葉4分別采用平行葉片，能夠實現(xiàn)渦輪動葉4的加工性(制造性)提高、性能提高、制造成本降低。

另外，通過本發(fā)明人的研究，反動度(渦輪動葉的熱降在渦輪級的熱降中占據(jù)的比例)越小，則二次流動越容易產(chǎn)生，典型地是，在反動度為0.25以下的情況下，可能產(chǎn)生異常的渦流。需要說明的是，本說明書中的反動度是由以下的式子定義的值。

反動度＝(P_1S-P_2S)/(P₀-P_2S)

在此，P_1S、P_2S、P₀是圖1所示的各位置處的靜壓或者全壓。即，P_1S是葉轂的徑向的第一位置r1處的動葉入口的靜壓，P_2S是葉轂的徑向的第一位置r1處的動葉出口的靜壓，P₀是靜葉入口處的全壓。

圖12中示出在葉片間流路的子午剖面中的葉片間流路16中產(chǎn)生的異常的渦流40。根據(jù)圖12可知，該渦流40從葉片間流路16的葉轂側且較接近入口26的區(qū)域R、伴隨著逆流呈螺旋狀地向葉轂的徑向外側(向箭頭42的方向)移動的情形。

在反動度小的情況下，葉片間流路16的前后差壓也低，因此，在葉片間流路的中途，可能產(chǎn)生壓力梯度逆轉而發(fā)生逆流的區(qū)域。因此，典型地是，在反動度為0.25以下的情況下，如上所述，容易產(chǎn)生異常的渦流40。

關于這一點，在以滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的方式形成的葉片間流路16中，與現(xiàn)有的葉片間流路相比，如使用圖11進行說明的那樣，葉片間流路16內(nèi)的葉轂的徑向上的壓力差ΔP向正方向增大，因此，也能夠抑制該異常的渦流40從葉轂的表面向葉轂的徑向外側浮起。由此，能夠有效地提高渦輪動葉列6的性能。

在若干實施方式中，例如圖1所示的軸流渦輪1也可以構成為，以葉片間流路16的整個區(qū)域內(nèi)的流體的馬赫數(shù)小于1.0的方式工作。這樣，即便是以亞音速工作的軸流渦輪，若采用以上述條件(A1/B1＞A2/B2)的方式形成的葉片間流路16，則也能夠有效地提高渦輪動葉列6的性能。

在若干實施方式中，在例如圖1～8所示的各個渦輪動葉4中，也可以為，葉轂的徑向的葉片高度H(參照圖1)與葉轂的軸線方向的葉片寬度W(參照圖1)之比H/W小于1.0。

在渦輪動葉4的長寬比為較低的情況(H/W小于1.0的情況)下，若不對葉片間流路16的形狀進行任何設計，則來自葉轂側的上述渦流40(參照圖12)與前端側的二次流動之間容易發(fā)生干涉而產(chǎn)生損失。與此相對地，通過形成葉片間流路16，以便滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，也能夠抑制這樣的渦流40與前端側的二次流動之間的干涉。由此，能夠有效地提高渦輪動葉列6的性能。

在若干實施方式中，在例如圖1～8所示的各個渦輪動葉4中，長寬比(H/W)也可以超過1.0。

反動度在葉轂的半徑方向具有分布，前端側高且葉轂側低。因此，在長寬比超過1.0的情況下，在葉轂側容易發(fā)生二次流動、剝離。關于這一點，通過形成葉片間流路16，以便滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)，能夠抑制二次流動、剝離的發(fā)生，能夠有效地提高渦輪動葉列6的性能。

在若干實施方式中，如圖13(a)所示，也可以將軸流渦輪1(參照圖1)應用于例如渦輪增壓器44。即，也可以在用于驅動對向內(nèi)燃機46供給的吸氣進行加壓的壓縮機48的渦輪1中，應用上述的由形成葉片間流路16的多個渦輪動葉4構成的渦輪動葉列6。在該情況下，軸流渦輪1被來自內(nèi)燃機46的排氣驅動而生成動力，并通過該動力來驅動壓縮機48。軸流渦輪1也可以進一步與例如發(fā)電機50連結。

在如內(nèi)燃機46的渦輪增壓器44那樣存在負荷變動(流量變動)的設備中，流體相對于動葉的流入角發(fā)生變化，因此，難以在葉片間流路中抑制二次流動、剝離。關于這一點，若應用形成為滿足上述條件(A1/B1＞A2/B2)的葉片間流路16，則即便流入角發(fā)生變化，也能夠抑制葉片間流路中的二次流動、剝離。因此與負荷變動無關地，能夠有效地抑制二次流動、剝離，穩(wěn)健性提高。

需要說明的是，在圖1所示的實施方式中，例示出渦輪級2是由1列渦輪靜葉列14和1列渦輪動葉列6構成的法托(Rateau)式的軸流渦輪1，但一個渦輪級2具備的渦輪靜葉列14與渦輪動葉列6的數(shù)量未特別限定。例如渦輪級2也可以是由1列渦輪靜葉列14和2列渦輪動葉列6(或者2列渦輪靜葉列14和3列渦輪動葉列6)構成的柯蒂斯式的軸流渦輪1。

另外，圖1所示的軸流渦輪1可以是蒸汽渦輪，也可以是燃氣渦輪。例如，如圖13(b)所示，也可以應用于發(fā)電設備52中的蒸汽渦輪。圖13(b)所示的發(fā)電設備52具備：產(chǎn)生蒸汽的鍋爐54、利用由鍋爐54產(chǎn)生的蒸汽進行驅動的蒸汽渦輪1、與蒸汽渦輪1連結的發(fā)電機50、將蒸汽渦輪1的排氣冷卻并使其冷凝的復水器56、以及用于將復水器56中通過冷凝而產(chǎn)生的水供給至鍋爐54的泵58。另外，軸流渦輪1的用途不特別限定，例如可以用于船舶，也可以是用于自家發(fā)電的固定式的軸流渦輪。

本發(fā)明并不局限于上述的實施方式，也包含對上述的實施方式加以變形的方式以及適當組合這些方式而得到的方式。

附圖標記說明：

1 軸流渦輪；

2 渦輪級；

4 渦輪動葉；

6 渦輪動葉列；

8 外圈；

10 內(nèi)圈；

12 渦輪靜葉；

14 渦輪靜葉列；

16 葉片間流路；

18 葉轂；

20 周面；

22 腹面；

24 背面；

26 入口；

28 出口；

29 前緣；

30 狹窄部；

31 后緣；

32 加厚部；

34 狹窄部；

36 葉片根部；

38 葉片前端部；

40 渦流；

42 箭頭；

44 渦輪增壓器；

46 內(nèi)燃機；

48 壓縮機；

50 發(fā)電機；

52 發(fā)電設備；

54 鍋爐；

56 復水器；

58 泵；

100 第一剖面形狀；

200 第二剖面形狀。