CN104632296A - 轴流式涡轮机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在应用于发电设备等的燃气轮机、蒸汽轮机等轴流式涡轮机中高效率且高性能的轴流式涡轮机。轴流式涡轮机具有:支承为能够旋转的涡轮机转子;固定于涡轮机转子的涡轮机动叶片;设于涡轮机动叶片前端的围带;与围带空开间隙地对置的隔板外环;在围带与隔板外环的间隙内从隔板外环沿涡轮机转子的径向突出地设置的径向密封凸片;在围带与隔板外环的间隙内从隔板外环沿涡轮机转子的旋转轴向突出地设置的轴向密封凸片;在围带与隔板外环的间隙内被隔板外环和轴向密封凸片夹持且从隔板外环朝向围带沿涡轮机转子的径向及旋转轴向延长地设置的多个肋;沿轴向密封凸片和隔板外环的与涡轮机转子对置的面延伸且沿涡轮机转子的旋转径向延长的引导板。
Description
技术领域
本发明涉及在发电设备等中使用的燃气轮机、蒸汽轮机等轴流式涡轮机。
背景技术
在发电设备等中使用的燃气轮机、蒸汽轮机根据其工作流体的流动方向而大致分为如下三种:流体沿涡轮机的旋转轴向流动的轴流式涡轮机;流体以从旋转轴斜向地扩散的方式流动的斜流式涡轮机;流体沿旋转径向流动的径流式涡轮机。其中,尤其轴流式涡轮机适用于中、大容量的发电设备,一般在大型的火力发电站的蒸汽轮机等中广泛地采用。
然而,近几年,从经济性提高和环境负荷减少的观点来看,要求发电设备的发电效率的更进一步的提高,从而对于涡轮机的高性能化成为重要的课题。作为支配涡轮机性能的要因,可以举出级损失、排气损失、机械损失等,但尤其认为减少级损失对于性能提高是最有效的。该级损失的方式各种各样,但大致分为:(1)由叶片形状其本身引起的叶片式损失;(2)由在叶片间流路横穿的流动引起的二次流动损失;(3)因工作流体向叶片间流路外泄漏而产生的泄漏损失等。其中,(3)的泄漏损失包括:(a)作为泄漏流动而在主流以外的路径流动、从而不能有效利用蒸汽所具有的能量的旁通损失;(b)从主流偏离的泄漏流动再次向主流流入时产生的混合损失;以及(c)因再流入的泄漏流动与下游叶片组干涉而产生的干涉损失。因此,为了减少这些泄漏损失,减少泄漏流动量并且使泄漏流动不损失地向主流返回变得重要。
对于这样的课题,专利文献1中,提出了在动叶片的叶片端的泄漏流动流路部设置引导泄漏流动的引导板的技术。利用该引导板,使泄漏流动的流出方向与从上述动叶片流出的主流方向一致,从而能够减少泄漏流动与主流合流时的混合损失。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2011-106474号公报
然而,专利文献1中未公开涡轮机的运转状态与引导板的关系,因涡轮机的运转状态而有无法充分发挥引导板对泄漏流动的转向的效果的可能性。尤其,在涡轮机的运转状态变化、主流的朝向改变的情况下,设置引导板的最佳朝向发生变化,从而由于设置有引导板,而产生泄漏流动的朝向和主流的朝向的不匹配,进而认为有相反地助长混合损失的可能性。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供如下高效率且高性能的轴流式涡轮机,即、与涡轮机的运转状态一致地使泄漏流动的流出方向与主流的朝向一致,从而能够减少泄漏流动与主流合流时的混合损失。
为了克服上述的课题,本发明的轴流式涡轮机具有:涡轮机转子,其被支承为能够旋转;涡轮机动叶片,其固定于涡轮机转子;围带,其设于涡轮机动叶片的前端;隔板外环,其与围带空开间隙地对置;径向密封凸片,其在围带与隔板外环的间隙内,以从隔板外环沿涡轮机转子的径向突出的方式设置;轴向密封凸片,其在围带与隔板外环的间隙内,以从隔板外环沿涡轮机转子的旋转轴向突出的方式设置;多个肋,其在围带与隔板外环的间隙内,以被隔板外环和轴向密封凸片夹持的方式设置且从隔板外环朝向围带沿涡轮机转子的径向以及旋转轴向延长;以及引导板,其沿轴向密封凸片和隔板外环的与涡轮机转子对置的面延伸且沿涡轮机转子的旋转径向延长地设置。
发明的效果如下。
根据本发明,能够提供如下高效率且高性能的轴流式涡轮机,即、与涡轮机的运转状态一致地使泄漏流动的流出方向与主流的朝向一致,从而能够减少泄漏流动与主流合流时的混合损失。
除上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明变得清楚。
附图说明
图1是示意地表示本发明的一个实施例的蒸汽轮机的一部分的剖视图。
图2是示意地表示本发明的一个实施例的蒸汽轮机的一部分的剖视图。
图3是示意地表示本发明的一个实施例的叶片前端侧中的叶片间以及泄漏流动的状况的图。
图4是示意地表示本发明的一个实施例的叶片前端侧的泄漏流动的状况的剖视图。
图5是示意地表示本发明的一个实施例的叶片前端侧的叶片间以及泄漏流动的状况的图。
图6是示意地表示本发明的一个实施例的涡轮机动叶片前端下游侧的空腔内的泄漏流动的状况的图。
图7是表示本发明的一个实施例的主流与泄漏流动的偏移角对混合损失产生的影响的图。
图8是表示本发明的一个实施例的泄漏流动对涡轮机动叶片下游的绝对流出角的在叶片的径向分布产生的影响的图。
图9是表示本发明的一个实施例的泄漏流动对涡轮机动叶片下游的动叶片损失系数的在叶片的径向分布产生的影响的图。
图10是示意地表示本发明的一个实施例的蒸汽轮机的一部分的剖视图。
图11是示意地表示本发明的一个实施例的蒸汽轮机的一部分的剖视图。
图12是示意地表示本发明的一个实施例的蒸汽轮机的一部分的俯视图。
图中:
1—隔板外环,2—隔板内环,3—涡轮机转子,4—涡轮机静叶片,5—涡轮机动叶片,6—围带,7—径向密封凸片,8—轴向密封凸片,9—肋,10—引导板,11—蒸汽主流,12—泄漏流动,13—静叶片出口绝对速度,14—静叶片出口相对速度,15—叶片旋转速度,16—动叶片出口绝对速度,17—动叶片出口相对速度,18—循环流,19—引导板支承部件,20—静压孔1,21—静压孔2,22—管道,23—向主流合流时的泄漏流动方向,24—偏移角。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施例进行说明。
此外,通过各附图,对同等的结构要素标记相同的符号。另外,以下的各实施例是将本发明应用于蒸汽轮机的例子进行说明,但本发明的作用效果即使在工作流体不同的燃气轮机中也相同,本发明也能够应用于轴流式涡轮机整体。另外,为了容易理解本发明的各实施例的结构,夸张地表示了附图的一部分的尺寸。
实施例1
图1以及图2表示本发明的实施例1的蒸汽轮机的级构造。本实施例的蒸汽轮机的涡轮机级具备:被支承为能够旋转的涡轮机转子3;固定于涡轮机转子3的涡轮机动叶片5;设于涡轮机动叶片5的前端的围带6;与围带6空开间隙地对置的隔板外环1;径向密封凸片7,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以从隔板外环1沿涡轮机转子3的径向突出的方式设置;轴向密封凸片8,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以从隔板外环1沿涡轮机转子3的旋转轴向突出的方式设置;多个肋9,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以被隔板外环1和轴向密封凸片8夹持的方式设置,且从隔板外环1朝向围带6沿涡轮机转子3的径向以及旋转轴向延长;以及引导板10,其沿轴向密封凸片8和隔板外环1的与涡轮机转子3对置的面延伸且沿涡轮机转子3的旋转径向延长地设置。
另外,引导板10的位置根据蒸汽轮机的运转状态在涡轮机转子3的周向可变地设置。
另外,引导板10以及轴向密封凸片8具有沿涡轮机转子3的径向贯通的孔,利用在该孔内设置的引导板支承部件19,引导板10与轴向密封凸片8连结。
另外,设于引导板10的孔相比引导板10的中心部设置在靠近围带6侧的位置。
另外,引导板10的与涡轮机转子3对置的面相比围带6的涡轮机动叶片5侧的面沿涡轮机转子3的径向配置在内侧。
本实施例的蒸汽轮机的涡轮机级包括:沿涡轮机转子3的周向固定的一片或者多片涡轮机动叶片5;和在隔板外环1与隔板内环2之间沿涡轮机周向固定的一片或者多片涡轮机静叶片4。在涡轮机动叶片5的涡轮机旋转径向外周侧的前端设有围带6。另外,在设于涡轮机动叶片5的前端的围带6的外周侧壁面和与外周侧壁面对置的静止部即隔板外环1之间,沿涡轮机转子3的旋转轴向设有多片径向密封凸片7,该多片径向密封凸片7使旋转体即围带6与静止部即隔板外环1之间的间隙最小化且用于抑制泄漏流动。并且,在围带6的下游侧壁面即蒸汽流的下游侧的壁面和与下游侧壁面对置的静止部即隔板外环1之间设有轴向密封凸片8,从而在围带6、静止部即隔板外环1、以及设于泄漏流路内的最靠下游侧的径向密封凸片7之间形成有空间、即所谓的空腔。而且,在轴向密封凸片8设有用于使泄漏流动沿周向转向的引导板10,引导板10设为沿涡轮机转子3的周向能够驱动。
作为工作流体的蒸汽主流11从设于涡轮机动叶片5的蒸汽流动方向上游侧的涡轮机静叶片4流出,流出的蒸汽主流11的大部分流入涡轮机动叶片5,一部分向形成于静止部亦即隔板外环1与旋转体亦即围带6之间的泄漏流路流入。并且,作为泄漏流动12而通过多片径向密封凸片7之后,在涡轮机动叶片5的下游处与蒸汽主流11再合流。蒸汽轮机是通过使从设于涡轮机动叶片5的上游侧的涡轮机静叶片4流出的蒸汽主流11流入涡轮机动叶片5,来与涡轮机动叶片5一起使固定有涡轮机动叶片5的涡轮机转子3旋转,经由与涡轮机转子3的端部连接的发电机(未图示)对刚体动能和电能进行转换,从而进行发电的。因此,绕过涡轮机动叶片5且通过泄漏流路后的泄漏流动12保持原样而未被转换为涡轮机转子3的刚体动能,因而成为损失。
此处,为了容易理解本实施例的本发明的作用效果,使用图3,对叶片前端侧的、涡轮机静叶片与涡轮机动叶片的叶片间以及泄漏流动的状况进行说明。图3中表示从涡轮机动叶片5的前端侧观察时的叶片形状以及速度三角形。图3中用符号15所示的虚线表示叶片旋转速度。从涡轮机静叶片4的后缘以静叶片出口绝对速度13流出的主流蒸汽11(未图示)作为静叶片出口相对速度14流入涡轮机动叶片5。之后,在涡轮机动叶片5转向作为动叶片出口相对速度17流出。此时,流动以动叶片出口绝对速度16转向为接近轴向的流动,能量在涡轮机动叶片5回收,相应地压力、温度降低,并向下一级流入。
另一方面,绕过涡轮机动叶片5的泄漏流动12在通过沿轴向设置的多片径向密封凸片7(未图示)时缩流,总压降低且轴流速度增加,但周向速度因各运动量守恒定律,大致维持在涡轮机静叶片4流出时的周向速度成分不变的状态通过泄漏流路。即、如图3所示,泄漏流动12在泄漏流路中不转向地流出,在与蒸汽主流11合流时产生流动角的不匹配。因该流动角的不匹配,助长在蒸汽主流11与泄漏流动12合流时产生的混合损失。
使用图4至图7对本实施例的结构以及作用详细进行说明。图4表示本发明的叶片前端侧的泄漏流动的状况。在隔板外环1与设于涡轮机动叶片5的前端的围带6之间,沿涡轮机转子3的旋转轴向设有多片径向密封凸片7。径向密封凸片7具有以涡轮机转子3的旋转轴为中心的旋转对称的剖面形状,前端部呈锐角的楔形状。在径向密封凸片7与围带6的外周侧壁面之间,为了防止静止部即隔板外环1与旋转部即围带6接触,而设有间隙。泄漏流动12在通过该间隙时缩流膨胀,动能热进行扩散,从而总压降低。该缩流膨胀现象成为对泄漏流动12的阻力,能够减少泄漏流动12的量。本实施例中,采用径向密封凸片7固定于隔板外环1、其前端部朝向涡轮机动叶片5的围带6侧的构造,但相反地即使径向密封凸片7固定于围带6,其前端部朝向隔板外环1侧设置,也能够得到相同的效果。另外,此处,围带6的外周侧壁面的形状呈台阶状,但即使是平板状等其它的形状,本发明的效果也不变化。
在径向密封凸片7的下游侧设有轴向密封凸片8。轴向密封凸片8向涡轮机转子3的旋转轴向突出地设于围带6的下游侧壁面与静止部即隔板外环1之间的泄漏流路。轴向密封凸片8与围带6、静止部即隔板外环1、以及设于泄漏流路内的最靠下游侧的径向密封凸片7形成空间即所谓的空腔,流入空腔的泄漏流动12形成两对较强的循环流18。泄漏流动12在空腔内循环的过程中从空腔所形成的周围的壁面受到粘性的影响,周向速度成分衰减。在空腔内隔开一定的间隔离散地设有多个使周向速度进一步减速的肋9。肋9是在空腔内沿涡轮机转子的旋转轴向延伸的薄板,固定于静止部即隔板外环1。此处,肋9沿周向以与动叶片相同的周向间距(即肋片数与动叶片数相同)等间隔设置,从而能够进一步有效地使泄漏流动12的周向速度减速。
流入空腔内的泄漏流动12与肋9碰撞而不得不向涡轮机转子3的旋转轴向转向,并且形成循环流18。其结果,能够使泄漏流动12沿涡轮机转子3的旋转轴向流出。因此,当泄漏流动12从空腔流出且与蒸汽主流11(未图示)合流时,缓和流动角的不匹配,从而能够有效地减少混合损失。而且,轴向密封凸片8还具有防止高压的蒸汽主流11在空腔内逆流的效果,根据该效果,能够进一步减少混合损失。
本实施例中,还在轴向密封凸片8设有引导板10。引导板10以及轴向密封凸片8设有沿涡轮机转子3的旋转径向贯通的孔,引导板10由引导板保持部件19而保持于轴向密封凸片8。引导板保持部件19在比引导板10的中心靠上游侧即蒸汽主流11的上游侧设置,并且引导板10以突出直至质量流量比泄漏流动12的质量流量大的高速的流动亦即蒸汽主流11的方式也就是相比围带6设置到内周侧,因而引导板10利用与蒸汽主流11的干涉即所谓的风向标效应(風見鶏効果),自然地朝向与蒸汽主流11相同的方向。
如图6所示,根据涡轮机的运转状态,有从涡轮机动叶片5的出口流出的蒸汽主流11不朝向涡轮机转子3的旋转轴向的情况。因此,在未设置引导板10的情况下,周向速度成分因肋9而大致为0的泄漏流动12与蒸汽主流11在不同的方向合流,从而成为助长混合损失的要因。结果,如图7所示,泄漏流动12与蒸汽主流11的流动角的差异、即偏移角24变大,从而混合损失变大,而成为效率降低的要因。
图8以及图9中表示涡轮机运转状态变化的情况下的引导板10的有无所引起的涡轮机动叶片5的下游的绝对流出角分布的差异。在未设置引导板10的情况下,周向速度成分因肋9的效果而大致为0的泄漏流动12与蒸汽主流11的朝向不同,因而叶片前端附近的流动角分布变化变大。另一方面,在设有引导板10的情况下,能够使泄漏流动12与蒸汽主流11的朝向一致,从而不必依存于涡轮机的运转状态便能够将泄漏流动12与蒸汽主流11的偏移角24保持为较小,进而能够进一步抑制叶片前端附近的流动角分布变化。因此,因蒸汽主流11与泄漏流动12的混合而产生的混合损失变小。结果,如图9所示,能够使包括泄漏流动12与蒸汽主流11的混合损失在内的涡轮机动叶片部损失在叶片前端部分降低,从而提高使用了本发明的级的级效率。
因此,本实施例中,通过抑制泄漏流动12的量,能够减少旁通损失,并且通过防止蒸汽主流11向空腔流入、周向速度成分的除去以及引导板10对泄漏流动12的转向所得到的对泄漏流动12与蒸汽主流11合流时的流动角的不匹配的抑制,能够减少混合损失,不必不依存于涡轮机的运转状态便能够有效地减少泄漏损失。
而且,通过抑制泄漏流动12与蒸汽主流11合流时的流动角的不匹配,能够使叶片高度方向的流动角的分布一样,结果能够将朝向后级的涡轮机静叶片4的流动在叶片高度方向进行整流化。结果,能够减少干涉损失,并能够有效地减少泄漏流动损失。
本实施例中,肋9以及引导板10以与涡轮机动叶片5相同的周向间距(即片数与动叶片片数相同)等间隔设置,但根据由涡轮机静叶片4给予的周向速度,而比涡轮机动叶片5的片数少的情况下,也能够得到相同的效果。
实施例2
图10以及图11表示本发明的实施例2的蒸汽轮机的级构造。另外,图12表示图11的引导板10的俯视图。本实施例的蒸汽轮机的涡轮机级具有:被支承为能够旋转的涡轮机转子3;固定于涡轮机转子3的涡轮机动叶片5;设于涡轮机动叶片5的前端的围带6;与围带6空开间隙地对置的隔板外环1;径向密封凸片7,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以从隔板外环1沿涡轮机转子3的径向突出的方式设置;轴向密封凸片8,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以从隔板外环1沿涡轮机转子3的旋转轴向突出的方式设置;多个肋9,其在围带6与隔板外环1的间隙内,以被隔板外环1和轴向密封凸片8夹持的方式设置,且以从隔板外环1朝向围带6的方式沿涡轮机转子3的径向以及旋转轴向延长;引导板10,其沿轴向密封凸片8和隔板外环1的与涡轮机转子3对置的面延伸且沿涡轮机转子3的旋转径向延长地设置;第一静压孔20和第二静压孔21,它们在引导板10的与涡轮机动叶片5对置的面并沿涡轮机转子3的周向并列地设置;与第一静压孔20及第二静压孔21连接的压力测量机构;以及作为改变引导板10的位置的引导板驱动机构的管道22。
并且,具有作为基于压力测量机构的数据而改变引导板10的位置的引导板驱动机构的管道22。
另外,引导板10的与涡轮机转子3对置的面相比围带6的涡轮机动叶片侧的面沿涡轮机转子3的径向配置在内侧。
另外,作为引导板驱动机构的管道22以覆盖第一静压孔20和第二静压孔21的方式设置。
成为引导板驱动机构的管道22相比引导板10的中心部设于接近具有第一静压孔20和第二静压孔21的面的相反侧的面的位置。
就本实施例的蒸汽轮机的涡轮机级而言,将在周向上具有两个静压孔20以及21的引导板10保持于隔板外环1,并且具备作为沿周向驱动引导板10的引导板驱动装置的管道22。
以与实施例1的不同点为中心对实施例2的结构以及作用效果进行说明。如实施例1中说明那样,根据涡轮机的运转状态,有从涡轮机动叶片5的出口流出的蒸汽主流11不朝向涡轮机转子3的旋转轴向的情况。因此,在未设置引导板10的情况下,周向速度成分因肋9而大致为0的泄漏流动12与蒸汽主流11在不同的方向合流,从而成为助长混合损失的要因。
实施例2中,以相比围带6位于内周侧的方式设置在突出至蒸汽主流11地设置的引导板10上的两个静压孔21以及22与设于涡轮机外部的压力测量机构连接,从而构成为能够总是监视蒸汽主流11的状态。因此,实施例2中,根据该两个静压孔21以及22的压力差确定蒸汽主流11的流动角,从而能够经由作为引导板驱动装置的管道22以朝向蒸汽主流11的方向的方式使引导板10在周向上旋转。结果,不必依存于涡轮机的运转状态便能够将泄漏流动12与蒸汽主流11的偏移角保持为较小,因而因蒸汽主流11与泄漏流动12的混合而产生的混合损失变小,能够使包括泄漏流动12与蒸汽主流11的混合损失在内的动叶片部损失在叶片前端部分减少,而提高使用了本发明的级的级效率。
此外,本发明不限定于上述的实施例,包括各种变形例。例如,上述的实施例是为了容易理解说明本发明而进行的详细说明,未必限定于具备说明的全部结构。并且,能够将某实施例的结构的一部分置换为其它实施例的结构,并且,也能够在某实施例的结构上增加其它实施例的结构。并且,对于各实施例的结构的一部分,能够进行其它的结构的追加、削除、置换。
另外,实施例1中例示了利用风向标效应的引导板10的控制的例子,并且实施例2中例示了利用静压孔20、21特定蒸汽主流11的流动方向并经由作为引导板驱动机构的管道22而机械式控制引导板10的例子,但本发明即使是其它的引导板控制机构也能够得到相同的效果,本发明的效果不受控制机构的形态左右。
Claims (10)
1.一种轴流式涡轮机,其特征在于,具有:
涡轮机转子,其被支承为能够旋转;
涡轮机动叶片,其固定于上述涡轮机转子;
围带,其设于上述涡轮机动叶片的前端;
隔板外环,其与上述围带空开间隙地对置;
径向密封凸片,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以从上述隔板外环沿上述涡轮机转子的径向突出的方式设置;
轴向密封凸片,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以从上述隔板外环沿上述涡轮机转子的旋转轴向突出的方式设置;
多个肋,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以被上述隔板外环和上述轴向密封凸片夹持的方式设置且从上述隔板外环朝向上述围带沿上述涡轮机转子的径向以及旋转轴向延长;以及
引导板,其沿上述轴向密封凸片和上述隔板外环的与上述涡轮机转子对置的面延伸且沿上述涡轮机转子的旋转径向延长地设置。
2.根据权利要求1所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
根据上述轴流式涡轮机的运转状态,上述引导板的位置在上述涡轮机转子的周向上可变。
3.根据权利要求1或2所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板以及上述轴向密封凸片具有沿上述涡轮机转子的径向贯通的孔,上述引导板利用在上述孔内设置的引导板支承部件与上述轴向密封凸片连结。
4.根据权利要求1~3任一项所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板的上述孔相比上述引导板的中心部设于接近上述围带侧的位置。
5.根据权利要求1~4任一项所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板的与上述涡轮机转子对置的面相比上述围带的上述涡轮机动叶片侧的面沿上述涡轮机转子的径向配置在内侧。
6.一种轴流式涡轮机,其特征在于,具有:
涡轮机转子,其被支承为能够旋转;
涡轮机动叶片,其固定于上述涡轮机转子;
围带,其设于上述涡轮机动叶片的前端;
隔板外环,其与上述围带空开间隙地对置;
径向密封凸片,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以从上述隔板外环沿上述涡轮机转子的径向突出的方式设置;
轴向密封凸片,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以从上述隔板外环沿上述涡轮机转子的旋转轴向突出的方式设置;
多个肋,其在上述围带与上述隔板外环的间隙内,以被上述隔板外环和上述轴向密封凸片夹持的方式设置且从上述隔板外环朝向上述围带沿上述涡轮机转子的径向以及旋转轴向延长;
引导板,其沿上述轴向密封凸片和上述隔板外环的与上述涡轮机转子对置的面延伸且沿上述涡轮机转子的旋转径向延长地设置;
第一静压孔和第二静压孔,它们在上述引导板的与上述涡轮机动叶片对置的面上沿上述涡轮机转子的周向并列设置;
压力测量机构,其与上述第一静压孔及上述第二静压孔连接;以及
引导板驱动机构,其改变上述引导板的位置。
7.根据权利要求6所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
基于上述压力测量机构的数据,并经由引导板驱动机构改变上述引导板的位置。
8.根据权利要求6或7所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板的与上述涡轮机转子对置的面相比上述围带的上述涡轮机动叶片侧的面沿上述涡轮机转子的径向配置在内侧。
9.根据权利要求6~8任一项所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板驱动机构以覆盖上述第一静压孔和上述第二静压孔的方式设置。
10.根据权利要求6~9任一项所述的轴流式涡轮机,其特征在于,
上述引导板驱动机构相比上述引导板的中心部设于接近具有上述第一静压孔和上述第二静压孔的面的相反侧的面接的位置。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108779676A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-09 | 三菱日立电力系统株式会社 | 旋转机械 |
CN110863863A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-06 | 四川大学 | 一种燃气轮机带蓖齿封严的动叶护环结构 |
CN113383147A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-10 | 三菱动力株式会社 | 旋转机械 |
CN114127389A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-01 | 三菱动力株式会社 | 轴流涡轮 |
CN114934813A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-23 | 西北工业大学 | 部分进气轴流冲动涡轮机及其叶顶间隙损失主动控制方法 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB201519869D0 (en) * | 2015-11-11 | 2015-12-23 | Rolls Royce Plc | Shrouded turbine blade |
EP3404213A1 (de) * | 2017-05-15 | 2018-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Dichtungsanordnung für eine strömungsmaschine |
CN106996389B (zh) * | 2017-05-26 | 2020-06-26 | 西安理工大学 | 一种无叶顶间隙空化的短距诱导轮 |
JP6930896B2 (ja) * | 2017-10-31 | 2021-09-01 | 三菱重工業株式会社 | タービン及び動翼 |
JP7267022B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2023-05-01 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
JP7145775B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2022-10-03 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006138259A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流タービン |
JP2011106474A (ja) * | 2011-03-04 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | 軸流タービン段落および軸流タービン |
CN103097666A (zh) * | 2010-09-17 | 2013-05-08 | 三菱重工业株式会社 | 透平机 |
CN103775138A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 株式会社日立制作所 | 轴流涡轮机 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS578302A (en) * | 1980-06-19 | 1982-01-16 | Hitachi Ltd | Internal stage structure of multistage axial-flow machine |
JPS6123804A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-02-01 | Hitachi Ltd | タ−ビン段落構造 |
JP2006104952A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Toshiba Corp | 流体機械の旋回流防止装置 |
EP1767746A1 (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine blade/vane and turbine section comprising a plurality of such turbine blades/vanes |
US20080118350A1 (en) * | 2006-11-16 | 2008-05-22 | General Electric | Turbine seal guards |
EP2096262A1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-09-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Axial flow turbine with low shroud leakage losses |
US20130230379A1 (en) * | 2012-03-01 | 2013-09-05 | General Electric Company | Rotating turbomachine component having a tip leakage flow guide |
-
2013
- 2013-11-08 JP JP2013232039A patent/JP2015094220A/ja not_active Abandoned
-
2014
- 2014-11-06 KR KR1020140153712A patent/KR101660120B1/ko active IP Right Grant
- 2014-11-06 CN CN201410637747.8A patent/CN104632296B/zh not_active Expired - Fee Related
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006138259A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流タービン |
CN103097666A (zh) * | 2010-09-17 | 2013-05-08 | 三菱重工业株式会社 | 透平机 |
JP2011106474A (ja) * | 2011-03-04 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | 軸流タービン段落および軸流タービン |
CN103775138A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 株式会社日立制作所 | 轴流涡轮机 |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108779676A (zh) * | 2016-03-25 | 2018-11-09 | 三菱日立电力系统株式会社 | 旋转机械 |
CN108779676B (zh) * | 2016-03-25 | 2020-10-13 | 三菱日立电力系统株式会社 | 旋转机械 |
CN113383147A (zh) * | 2019-01-31 | 2021-09-10 | 三菱动力株式会社 | 旋转机械 |
CN113383147B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-01-13 | 三菱重工业株式会社 | 旋转机械 |
CN114127389A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-01 | 三菱动力株式会社 | 轴流涡轮 |
CN114127389B (zh) * | 2019-07-31 | 2023-11-03 | 三菱重工业株式会社 | 轴流涡轮 |
US11898461B2 (en) | 2019-07-31 | 2024-02-13 | Mitsubish Heavy Industries, Ltd. | Axial flow turbine |
CN110863863A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-06 | 四川大学 | 一种燃气轮机带蓖齿封严的动叶护环结构 |
CN114934813A (zh) * | 2022-04-28 | 2022-08-23 | 西北工业大学 | 部分进气轴流冲动涡轮机及其叶顶间隙损失主动控制方法 |
CN114934813B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-12-01 | 西北工业大学 | 部分进气轴流冲动涡轮机及其叶顶间隙损失主动控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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