CN105324553A

CN105324553A - 蒸气涡轮的水分除去装置

Info

Publication number: CN105324553A
Application number: CN201480034085.3A
Authority: CN
Inventors: 高田亮; 田畑创一朗
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2034-05-12
Also published as: EP3009602B1; CN105324553B; US10001032B2; JP5996115B2; KR20160023876A; EP3009602A4; KR101747610B1; WO2015015858A1; EP3009602A1; US20160146057A1; JPWO2015015858A1

Abstract

本发明的目的是通过静叶片的简单的加工，提高形成于静叶片腹面的水膜流的除去效率，抑制动叶片的腐蚀，在静叶片(12)的内部形成中空部(12a)，在接受湿润蒸气流(s)的静叶片腹面(fs)具有入口开口(a)，沿静叶片(12)的轴向形成与中空部(12a)连通的狭缝孔(22)。中空部(12a)与比湿润蒸气流(s)的流动部位低压的区域连通。对中空部(12a)进行减压，将通过附着于静叶片腹面(fs)的水滴(dw)形成的水膜流(sw)向狭缝孔(22)吸入。狭缝孔(22)形成在中空部(12a)的湿润蒸气流(s)的流动方向下游侧端，并且狭缝孔(22)的静叶片后缘侧壁面(22a)以相对于静叶片腹面(fs)的前缘侧基准面成为锐角的方式构成，因此能够将入口开口(a)向静叶片后缘(re)侧配置。

Description

蒸气涡轮的水分除去装置

技术领域

本发明涉及能够高效率地将附着在蒸气涡轮的静叶片腹面的水滴或水膜除去的水分除去装置。

背景技术

在蒸气涡轮的最终级附近，蒸气流的湿润度成为8％以上。由于从该湿润蒸气流产生的水滴而产生湿润损失，涡轮效率下降。而且，从该湿润蒸气产生的水滴与以高速旋转的动叶片碰撞而引起浸蚀现象。在湿润蒸气流中包含的水滴附着于静叶片表面而形成水膜。该水膜在静叶片表面成为水膜流而向静叶片后缘侧流动，之后，在静叶片后缘处撕碎而形成粗大水滴。该粗大水滴成为引起动叶片的腐蚀的较大的原因之一。

图14示出蒸气涡轮中的蒸气流的流动部位。静叶片100连接在设于转子轴(图示省略)侧的隔膜104与设于尖端侧的支承环106之间。在湿润蒸气流s中包含的微小水滴dw较多地附着于静叶片100的表面，尤其是与静叶片背面bs相比面向湿润蒸气s的静叶片腹面fs，在静叶片腹面fs集聚而形成朝向静叶片后缘侧的水膜流sw。静叶片腹面fs的水膜流sw从静叶片前缘fe侧向静叶片后缘re侧流动，在静叶片后缘re处撕碎而成为粗大水滴cw，与下游侧的动叶片碰撞而浸蚀动叶片表面。

图15示出静叶片出口部的湿润蒸气流s的速度三角形。与静叶片出口侧的湿润蒸气流s的绝对速度Vs相比，粗大水滴cw的绝对速度Vcw减小。因此，在考虑到动叶片102的周速U的相对速度场中，与湿润蒸气流s的相对速度Ws相比，粗大水滴cw的相对速度Wcw增大，入射角减小而以高速与动叶片102的叶片面碰撞。由此，在动叶片102的尤其是周速大的叶片前端部附近容易受到粗大水滴cw引起的浸蚀。而且，由于粗大水滴cw的碰撞而动叶片102的制动损失增加。

因此，为了除去附着于静叶片表面的水滴，以往进行的是形成在静叶片表面开口的狭缝孔，将附着于静叶片表面的水滴从该狭缝孔取入并从蒸气流的流动部位中除去的方法。专利文献1及专利文献2公开了形成有上述狭缝孔的静叶片的结构。

图16～图19示出形成有上述狭缝孔的静叶片的例子。在图16及图17中，静叶片100的轴向两端连接在设于转子轴108侧且与转子轴108分体的隔膜104与尖端侧的支承环106之间。动叶片102经由轮盘转子110而与转子轴108一体形成。在静叶片腹面fs沿静叶片100的叶片高度方向形成多个狭缝孔112，在静叶片背面bs沿静叶片100的叶片高度方向形成有多个狭缝孔114。在支承环106的内部也形成中空部106a。在中空部106a及支承环106的后端形成的狭缝槽116与低压区域连通。该低压区域相对于蒸气流的流动部位而只要具有从狭缝孔112及114取入水膜流sw且能够向中空部106a排出的差压即可。

图18示出在静叶片腹面形成有狭缝孔的以往的例子。如图18所示，在静叶片100的内部形成中空部100a。中空部100a经由形成于支承环106的孔106b而与中空部106a连通。中空部100a经由孔106c而与低压区域连通。附着于静叶片表面且朝向后缘流动的水膜流sw从狭缝孔112向中空部100a取入。

形成于静叶片腹面fs的水膜流sw随着从静叶片前缘fe向静叶片后缘re行进，聚集水滴而集聚量增大。考虑到这种情况而增多水分除去量，因此在静叶片腹面fs开口的狭缝孔112在能够与中空部100a连通的范围内，尽可能地形成在静叶片后缘侧。

而且，如图19所示，以往，形成于静叶片腹面fs的狭缝孔112的静叶片后缘侧壁面112a及静叶片前缘侧壁面112b如专利文献1公开那样，以使静叶片腹面fs相对于前缘侧基准面的倾斜角度A成为钝角的方式形成(90°<A)。由此，与狭缝孔112的狭缝宽度b相比，扩宽狭缝孔112的入口开口a的宽度，并使狭缝孔112的方向朝向湿润蒸气流s的流动方向，由此使湿润蒸气流s容易进入狭缝孔。即，想要将湿润蒸气流s积极地取入到狭缝孔112，并伴随着湿润蒸气流s而将水膜流sw取入到狭缝孔112。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平64-080705号公报

【专利文献2】日本特开平09-025803号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

中空部100a的向静叶片后缘侧的配置由于静叶片内部的空间的关系而存在极限。在静叶片腹面fs开口的狭缝孔112的倾斜角度A为钝角时，如图18所示，需要使狭缝孔112的入口开口a接近静叶片前缘侧。当入口开口a接近静叶片前缘侧时，无法除去在比入口开口a靠静叶片后缘侧形成的水膜流sw，存在水分除去效率下降这样的问题。

而且，存在伴随着水膜流sw而从狭缝孔112流出的蒸气量越多，泄漏损失越增加，涡轮效率越下降的问题。

本发明鉴于前述的问题点而作出，其目的在于通过静叶片的简单的加工来提高形成于静叶片腹面的水膜流的除去效率，由此，来抑制动叶片的腐蚀。

【用于解决课题的方案】

为了实现前述目的，本发明的蒸气涡轮的水分除去装置具备：水分除去流路，形成在静叶片的内部；及狭缝孔，在静叶片腹面开口，与水分除去流路的后缘侧端部连通，并且在与蒸气流交叉的方向上延伸，狭缝孔的静叶片后缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

在所述结构中，“静叶片腹面的前缘侧基准面”是指在表现构成狭缝孔的壁面相对于静叶片腹面的倾斜角的情况下，以比该壁面靠静叶片前缘侧的静叶片腹面为基准。

在本发明中，形成于静叶片腹面的狭缝孔的静叶片后缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成，因此能够使狭缝孔的入口开口比以往接近静叶片后端。由此，能够在水滴集聚率高的部位配置狭缝孔的入口开口。因此，在水膜流集聚率高的部位能够除去静叶片腹面的水膜流，因此能够提高水分除去效率。

作为本发明的一方案，可以是，狭缝孔的静叶片前缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。由此，在狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的上端产生蒸气流的剥离，通过该剥离而蒸气流难以流入狭缝孔，并且剥离了的蒸气流的一部分成为紊流，在狭缝孔的入口开口处形成涡流。

而且，狭缝孔的静叶片前缘侧壁面及静叶片后缘侧壁面相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角，因此狭缝孔的入口开口变得比较窄。需要说明的是，在静叶片的内部形成的水分除去流路相对于蒸气流动而被减压。

附着于静叶片腹面的水膜流通过狭缝孔的静叶片前缘侧壁面上端的蒸气流的剥离而容易流入狭缝孔，并且在静叶片前缘侧壁面上端，水膜流的流路向狭缝孔侧以90°以上的大角度弯曲，因此水膜流容易从蒸气流分离。

此外，通过所述涡流的产生，狭缝孔的入口开口被遮蔽，在蒸气流的流动部位与狭缝孔内之间容易产生压力差，通过该压力差，能够从蒸气流高效率地分离水膜流。因此，与以往相比，能够提高水分的除去效率，并且能够减少蒸气流向狭缝孔的流入量，因此能够减少蒸气流的泄漏损失，并抑制涡轮效率的下降。

作为本发明的一方案，可以是，狭缝孔的静叶片前缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成。在该方案中，狭缝孔的截面成为入口开口宽的倒梯形形状。该形状的加工通过采用放电加工并将电极形成为倒梯形形状，而能够通过一个加工工序形成狭缝孔。因此，能够减少加工的劳力和时间，能够减少加工成本，并且能够将狭缝孔的出口开口形成为微细径，因此能够有效地抑制蒸气流的泄漏。

作为本发明的一方案，可以是，狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的入口侧区域以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成，静叶片前缘侧壁面的出口侧区域以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

由此，由于能够扩宽狭缝孔的入口开口，因此能够促进附着于静叶片腹面的水膜流向狭缝孔的入口开口的流入。

作为本发明的一方案，可以是，将狭缝孔的静叶片前缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成，并且对狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的入口侧区域进行切口，能够形成相对于静叶片腹面具有高低差的高低差面。

在上述结构中，湿润蒸气流对入口开口的遮蔽作用减少，但是不扩宽狭缝孔的宽度，在抑制了蒸气流的流入的状态下，将静叶片腹面的水膜流暂时取入高低差面，由此能够提高水分相对于蒸气流的分离效果。因此，能够提高水分除去效果。

在所述结构的基础上，若与静叶片腹面和高低差面相连的壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成，则在静叶片前缘侧壁面的上端，能够使水膜流的流路向狭缝孔侧大角度地弯曲，因此能够进一步提高湿润蒸气流与水膜流的分离效果。

或者，在所述结构的基础上，若与静叶片腹面和高低差面相连的壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成，则容易将水膜流向高低差面取入，并且与静叶片前缘侧壁面和高低差面相连的壁面的加工变得容易。

或者，在所述结构的基础上，若以使与静叶片腹面和高低差面相连的壁面成为凸状的圆弧面的方式构成，则能够将附着于静叶片腹面的水膜流逐渐导向高低差面，因此不会扰乱狭缝孔的入口开口附近的湿润蒸气流，能够从湿润蒸气流中将水膜流分离。

【发明效果】

根据本发明，通过将狭缝孔的静叶片后缘侧壁面以相对于静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成这样简单的加工，能够提高静叶片腹面的水分除去效率，由此，能够抑制动叶片的腐蚀，能够实现动叶片的寿命的长期化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的水分除去装置的主视图。

图2是所述第一实施方式的静叶片的横向剖视图。

图3是图2中的X部的放大横向剖视图。

图4是表示静叶片叶片面的水分总集聚比例的线图。

图5是表示应用于实心的静叶片的所述第一实施方式的变形例的横向剖视图。

图6是表示本发明的第二实施方式的狭缝孔的截面形状的剖视图。

图7是表示本发明的第三实施方式的狭缝孔的截面形状的剖视图。

图8是表示本发明的第四实施方式的狭缝孔的截面形状的剖视图。

图9是表示本发明的第五实施方式的狭缝孔的截面形状的剖视图。

图10是表示本发明的第六实施方式的狭缝孔的截面形状的剖视图。

图11是表示效果确认试验中使用的本发明的一实施方式及以往的狭缝孔的剖视图。

图12是表示所述效果确认试验的试验结果的线图。

图13是表示所述效果确认试验的另一试验结果的线图。

图14是表示蒸气涡轮的湿润蒸气流的流动部位的说明图。

图15是表示静叶片下游侧的湿润蒸气流的速度三角形的线图。

图16是表示以往的水分除去装置的主视剖视图。

图17是以往的形成有狭缝孔的静叶片的立体图。

图18是以往的形成有狭缝孔的静叶片的横向剖视图。

图19是图15中的Y部的放大横向剖视图。

具体实施方式

以下，使用图示的实施方式来详细地说明本发明。但是，该实施方式记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别特定的记载，就不是将本发明的范围仅限定于此。

(实施方式1)

接下来，通过图1～图4来说明本发明的第一实施方式的水分除去装置。在图1中，静叶片12设于蒸气涡轮的湿润蒸气流路。静叶片12的轮毂部位与隔膜14连接，尖端部位与支承环16连接。

在图2中，与图15所示的静叶片100同样，相对于湿润蒸气流s而静叶片前缘fe配置在湿润蒸气流s的流动方向上游侧，静叶片后缘re配置在下游侧。而且，静叶片腹面fs以面向湿润蒸气流s的方式相对于湿润蒸气流s倾斜配置。湿润蒸气流s中包含的水分成为水滴而附着于静叶片腹面fs及静叶片背面bs。

水分除去装置10在静叶片12的内部形成中空部12a，在支承环16的内部形成中空部16a。中空部12a及16a经由形成于支承环16的孔18而连通。在中空部16a形成有与比湿润蒸气流s的流动部位低压的区域连通的孔20，中空部12a及16a成为比湿润蒸气流s的流动部位低压。

如图2所示，狭缝孔22在静叶片12的宽度方向上形成于中空部12a的后缘侧端部，并与中空部12a连通。

如图3所示，狭缝孔22的静叶片后缘侧壁面22a和静叶片前缘侧壁面22b以截面形状为直线状且相互平行的方式形成。而且，静叶片后缘侧壁面22a相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角A、及静叶片前缘侧壁面22b相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角B都形成为锐角(也可以是0°<A、B<90°，A＝B或A≠B)。需要说明的是，从加工的容易度及静叶片12的强度的方面出发，优选20°≤A、B≤70°。

由此，入口开口a的宽度及出口开口c的宽度比狭缝孔22的狭缝宽度b大。狭缝孔22的狭缝宽度b通常从加工上的制约出发而设定为0.5mm以上。

图4示出静叶片腹面fs及静叶片背面bs的水分的总集聚比例。如图4所示，静叶片背面bs的水分总集聚比例在静叶片的宽度方向上不改变，相对于此，在静叶片腹面fs随着向后缘侧行进而水分总集聚比例飞跃性地增加。从图4可知，越将狭缝孔22的入口开口a向后缘侧配置而越能够增大水分除去量。

在图3中，湿润蒸气流s从静叶片前缘侧沿着静叶片腹面fs流动，通过湿润蒸气流s的流动，附着于静叶片腹面fs的水膜流sw也朝向静叶片后缘流动。由于静叶片前缘侧壁面22b的倾斜角B为锐角，因此在狭缝孔22的入口开口a处，水膜流sw的流路在静叶片前缘侧壁面22b的上端以90°以上的大角度弯曲。因此，能够从湿润蒸气流s高效率地分离水膜流sw。

而且，狭缝孔22的入口开口a的宽度比狭缝孔22的狭缝宽度b大，但是与出口开口c的宽度相同，并未特别扩大。

由于倾斜角B为锐角，因此在静叶片前缘侧壁面22b的上端，产生湿润蒸气流s的剥离，通过该剥离，蒸气流s难以向狭缝孔22流入，并且剥离了的蒸气流的一部分在狭缝孔22的入口开口a处形成涡流e。

附着于静叶片腹面fs的水膜流sw通过静叶片前缘侧壁面22b的上端处的湿润蒸气流s的剥离，容易向入口开口a流入。而且，在静叶片前缘侧壁面22b的上端，水膜流sw的流路向狭缝孔22侧以大角度弯曲，因此容易将水膜流sw从湿润蒸气流s分离。

此外，通过涡流e的产生，将入口开口a遮蔽，在湿润蒸气流s的流动部位与狭缝孔内之间容易产生压力差，通过该压力差，能够高效率地吸引水膜流sw。因此，能够提高在湿润蒸气流s中包含的水分的除去效率，并且与以往相比，能够增加水膜流sw的流出量，且能够减少蒸气流向狭缝孔22的流入量，因此能够减少泄漏损失，并抑制涡轮效率的下降。

而且，如图1所示，本实施方式的狭缝孔22与以往的狭缝孔112相比，能够使入口开口a接近静叶片后缘re。因此，能够在水分总集聚比例高的部位配置入口开口a，因此与以往的狭缝孔112相比能够提高水分除去效率。

图5是将本发明应用于实心的静叶片13的所述第一实施方式的变形例。在静叶片13形成有容积比中空部12a小的水分除去流路24。由于与前述的水分总集聚比例的关系而将水分除去流路24尽可能地接近静叶片后缘re配置即可。然而，由于静叶片内部的空间的关系而存在极限。与第一实施方式相同的结构的狭缝孔22以与水分除去流路24的后缘侧端部连通的方式配置，狭缝孔22的入口开口a向静叶片腹面fs开口。在本变形例中，也能够得到与第一实施方式同样的作用效果。

需要说明的是，在所述第一实施方式或所述变形例中，也可以在中空部16a的孔20连接吸引管，并且在该吸引管设置吸引泵，利用该吸引泵对中空部16a或水分除去流路24进行减压。由此，能够可靠地维持中空部16a或水分除去流路24的减压状态。

(实施方式2)

接下来，基于图6来说明本发明的第二实施方式。本实施方式的狭缝孔30相对于静叶片腹面fs的配置部位及朝向与所述第一实施方式的狭缝孔22相同。狭缝孔30的静叶片后缘侧壁面30a及静叶片前缘侧壁面30b具有直线状的截面形状，静叶片后缘侧壁面30a相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角A、及静叶片前缘侧壁面30b相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角B中的前者形成为锐角而后者形成为钝角(0°<A<90°，90°<B<180°，A+B＝180°)。

即，狭缝孔30的截面左右对称地形成，成为入口开口a大且出口开口c小的倒梯形形状。狭缝孔30以外的结构与第一实施方式相同。需要说明的是，从加工的容易度及静叶片12的强度的方面出发，优选20°≤A≤70°及110°≤B≤160°。

这样，通过将狭缝孔30的截面形状形成为倒梯形形状，虽然湿润蒸气流s的遮蔽效果比所述第一实施方式差，但是通过使上述截面形状采用放电加工并将电极形成为倒梯形形状，而能够利用一个加工工序来加工狭缝孔30。而且，通过该加工方法，能够以微细尺寸加工出口开口c的宽度。例如，可以将入口开口宽度设为1.5mm，并将出口开口宽度设为0.5mm。因此，能够减少加工的劳力和时间及加工成本，并且能够减少蒸气流的泄漏损失。

(实施方式3)

接下来，基于图7，说明本发明的第三实施方式。本实施方式的狭缝孔40的配置部位及朝向与所述第一实施方式的狭缝孔22相同。狭缝孔40的截面形状与所述第一实施方式的狭缝孔22相比，成为静叶片前缘侧壁面的入口侧区域40b被切口的形状。

即，静叶片后缘侧壁面40a相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角A设为锐角(0°<A<90°)，静叶片前缘侧壁面的入口侧区域40b相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角B设为钝角(90°<B<180°)，静叶片前缘侧壁面的出口侧区域40c相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角C形成为锐角(0°<C<90°)。静叶片后缘侧壁面40a、静叶片前缘侧壁面的入口侧区域40b及出口侧区域40c分别成为直线状的截面形状。狭缝孔40以外的结构与所述第一实施方式相同。

根据本实施方式，与第一实施方式的狭缝孔22相比，能够扩宽狭缝孔40的入口开口a。因此，由湿润蒸气流s产生的入口开口a的遮蔽作用减少，但是具有附着于静叶片腹面fs的水膜流sw容易向入口开口a流入的优点。

(实施方式4)

接下来，基于图8，说明本发明的第四实施方式。本实施方式的狭缝孔50A的配置部位及朝向与所述第一实施方式的狭缝孔22相同。狭缝孔50A的截面形状中的静叶片后缘侧壁面50a相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角A为锐角(0°<A<90°)，静叶片前缘侧壁面在静叶片腹面fs和与静叶片腹面fs平行且划定中空部12a的背面50e之间形成与这些面平行的高低差面50c。

与静叶片腹面fs和高低差面50c相连的入口侧壁面50b、及与高低差面50c和背面50e相连的出口侧壁面50d与静叶片后缘侧壁面50a平行地形成。即，入口侧壁面50b相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角C、及出口侧壁面50d相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角B都为锐角(0°<B、C<90°)。需要说明的是，构成狭缝孔50A的各壁面的截面形状全部形成为直线状。需要说明的是，从加工的容易度及静叶片12的强度的方面出发，优选为20°≤A、B及C≤70°。在本实施方式中，狭缝孔50A的形状以外与所述第一实施方式相同。

根据本实施方式，通过形成高低差面50c，入口开口a向湿润蒸气流s的流动方向上游侧较大地扩宽，因此湿润蒸气流s对入口开口a的遮蔽效果减少。然而，能够不扩宽狭缝孔50A的狭缝宽度b，在抑制了湿润蒸气流s的流入的状态下，扩宽狭缝孔50A的入口开口a。因此，能够使附着于静叶片腹面fs的水膜流sw容易流入狭缝孔50A，能够提高水分除去效果。

而且，通过使入口侧壁面50b的倾斜角C为锐角，在壁面50b的上端能够使水膜流sw的流路向狭缝孔侧弯曲成90°以上的大角度，由此，能够进一步提高湿润蒸气流s与水膜流sw的分离效果。

(实施方式5)

接下来，基于图9，说明本发明的第五实施方式。本实施方式的狭缝孔50B使入口侧壁面50b(与静叶片腹面fs和高低差面50c相连的壁面)相对于静叶片腹面fs的前缘侧基准面的倾斜角C为钝角(90°<C<180°)。其他的结构与所述第四实施方式相同。

根据本实施方式，由于将入口侧壁面50b的倾斜角C形成为钝角，因此具有能够使向高低差面50c的水膜流sw的流入容易并且入口侧壁面50b的加工变得容易这样的优点。

(实施方式6)

接下来，基于图10，说明本发明的第六实施方式。本实施方式狭缝孔50C与所述第四实施方式相比，使入口侧壁面50b(与静叶片腹面fs和高低差面50c相连的壁面)为凸状的圆弧面。其他的结构与第四实施方式相同。

根据本实施方式，入口侧壁面50b设为凸状的圆弧面，因此能够将到达入口侧壁面50b的上端的水膜流sw逐渐导向高低差面50c。因此，不会使入口开口a的湿润蒸气流s紊乱，能够从湿润蒸气流s将水膜流sw分离。而且，本发明根据需要也可以将所述各个实施方式组合来构成。

实施例

接下来，基于图11～13，说明为了确认本发明的一实施方式的作用效果而进行的试验结果。图11示出实施方式的狭缝孔及以往的狭缝孔。如图11所示，该试验使用的狭缝孔是图3所示的本发明的第一实施方式的狭缝孔22和图19所示的以往的狭缝孔112。狭缝孔22的倾斜角B为45°，狭缝孔112的倾斜角A为135°，两狭缝孔的狭缝宽度b相同。而且，两狭缝孔的入口开口a在静叶片12的宽度方向上形成于同一位置。

该试验使用了与实际的湿润蒸气流s相似而向空气中附加了水分的双层流体作为工作流体mf。该水分的粒径与在湿润蒸气流s中包含的水分的粒径一致。

图12示出两狭缝孔的水分除去效率，图13示出工作流体mf向静叶片12的中空部12a泄漏的泄漏比率。图12及图13的横轴(狭缝压力比)表示“静叶片腹面fs侧压力/中空部12a的压力”。

如图12及图13所示，两狭缝孔都是随着狭缝压力比增加而水分除去效率及工作流体泄漏比率增加。图12所示的水分除去效率中，狭缝孔22比狭缝孔112的水分除去效率稍高。

其理由是，如前所述，在狭缝孔22中，在静叶片前缘侧壁面22b的上端，水膜流sw的流路向狭缝孔22侧以大角度弯曲，因此容易使水膜流sw从湿润蒸气流s分离，并且由于涡流e的产生，入口开口a被遮蔽，在湿润蒸气流s的流动部位与狭缝孔内之间容易产生压力差，通过该压力差，能够高效率地吸引水膜流sw。

需要说明的是，在实际的静叶片12中，狭缝孔22的入口开口a与狭缝孔112的入口开口a相比能够配置于静叶片12的后缘，因此与狭缝孔112相比，能够大幅提高水分除去效率。

而且，狭缝孔22在入口开口a处的水膜流sw与湿润蒸气流s的分离效果大，因此如图13所示，与狭缝孔112相比能够将工作流体泄漏比率降低大约20～30％。

【工业实用性】

根据本发明，通过静叶片的简单的加工能够从湿润蒸气流中高效率地除去水分，因此能够有效地抑制动叶片的腐蚀。

【标号说明】

10水分除去装置

12、13、100静叶片

12a、100a中空部

14、104隔膜

16、106支承环

16a、106a中空部

18、20、106b、106c孔

22、30、40、50A、50B、50C、112、114狭缝孔

22a、30a、40a、50a、112a静叶片后缘侧壁面

22b、30b、112b静叶片前缘侧壁面

40b入口侧区域

40c出口侧区域

50b入口侧壁面

50c高低差面

50d出口侧壁面

a入口开口

b狭缝宽度

c出口开口

24水分除去流路

50e背面

102动叶片

108转子轴

110轮盘转子

116狭缝槽

A、B、C倾斜角

U周速

Vs、Vcw绝对速度

Ws、Wcw相对速度

bs静叶片背面

cw粗大水滴

dw微小水滴

fe静叶片前缘

fs静叶片腹面

mf工作流体

re静叶片后缘

s湿润蒸气流

sw水膜流

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种蒸气涡轮的水分除去装置，将附着于静叶片腹面的水分除去，其特征在于，

所述蒸气涡轮的水分除去装置具备：

水分除去流路，形成在静叶片的中空部；及

狭缝孔，在所述静叶片腹面开口，与所述水分除去流路的后缘侧端部连通，并且在与蒸气流交叉的方向上延伸，

所述狭缝孔的静叶片后缘侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成，

所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面包括：

高低差面，位于所述静叶片腹面和与该静叶片腹面平行且划定所述中空部的背面之间，并且与所述静叶片腹面平行；

入口侧壁面，与所述静叶片腹面和所述高低差面相连；及

出口侧壁面，与所述高低差面和所述背面相连，

所述出口侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

2.根据权利要求1所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的所述入口侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成。

3.根据权利要求1所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的所述入口侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

4.根据权利要求1所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的所述入口侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成。

5.根据权利要求1所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的所述入口侧壁面由凸状的圆弧面构成。

Claims

所述蒸气涡轮的水分除去装置具备：

水分除去流路，形成在静叶片的内部；及

所述狭缝孔的静叶片后缘侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成。

所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的入口侧区域以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成，

所述静叶片前缘侧壁面的出口侧区域以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

5.根据权利要求2所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

在所述狭缝孔的静叶片前缘侧壁面的入口侧区域形成相对于所述静叶片腹面具有高低差的高低差面。

6.根据权利要求5所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为锐角的方式构成。

7.根据权利要求5所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的壁面以相对于所述静叶片腹面的前缘侧基准面成为钝角的方式构成。

8.根据权利要求5所述的蒸气涡轮的水分除去装置，其特征在于，

与所述静叶片腹面和所述高低差面相连的壁面由凸状的圆弧面构成。