JP2014136995A - 軸流排気タービンの排気室 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸流排気タービンの排気室は、開口を介して対向配置される第1および第2の基礎台と、軸流排気タービンのロータの駆動によって流入する蒸気を排気し、筒状をなす筺体と、第1および第2の基礎台に載置されて第1および第2の基礎台と接続される接続面と、軸方向に沿って筺体の外周面に接続される第1の接続辺と、をそれぞれ有し、筺体を支持する第1および第2の接続プレートと、筺体内に配置され、軸流排気タービンのロータを支持する軸受が収納される軸受台と、軸受台の外周面に接続される第2の接続辺と、筺体の内周面に接続されるとともに、第1の接続辺の筐体との接続箇所の少なくとも一部が重なり合う第3の接続辺と、をそれぞれ有し、軸受台を筺体内に支持する第1および第2の支持板と、を具備する。
【選択図】図4
Description
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一つの実施の形態に係る軸流排気タービン1の構成を示す図である。図2は、軸流排気タービン1の排気室3を示す側面断面図である。図3は、同じく軸流排気タービン1の排気室3を示す側面部分断面図である。図4は、同じく軸流排気タービンの排気室を示す上面図である。
図2〜図4に示すように、この排気室3は、低圧ケーシング11、排気ディフューザ(筐体)12および排気ダクト13で構成されている。この排気室3は、低圧ケーシング11に流入する排気蒸気の流路を構成し、排気ダクト13の流出側に接続される図示しない復水器まで排気蒸気を導いている。
排気ダクト13は、蒸気の流入側から排出側に向けて断面積が広がっていく筒形状になっている。この排気ダクト13は、排気蒸気を図示しない復水器に導いている。
軸受台22も、排気ディフューザ12と同様の筒形状になっている。この軸受台22は、タービンロータ4の軸sを中心とする(図3参照)位置に配置される。
水平フットプレート(第1および第2の接続プレート)7,7は、図5、図7に示すように、接続面7aと第1の接続辺7bとをそれぞれ有する。
接続面7a,7aは、基礎台6,6に載置され固定される。
第1の接続辺7bは、軸s方向(図3参照)に沿って排気ディフューザ12の外周面に溶接され、お互いが水平方向に伸びた形状となっている(図7参照)。
すなわち、これら水平フットプレート7,7と垂直フットプレート8,8は、排気ディフューザ12を基礎台6,6上で支持する機能を有する。
なお、この開き角度rは、60度に限らず、例えば水平フットプレート7,7間の距離や後述する第1および第2の支持板23,24と水平フットプレート7,7との重なり具合などを考慮して60度以下であることが望ましい。
図9は、リブの本数と配置を示している。
すなわち、図9においてケース(CASE)1では、リブが3本で、全て軸受台の下半分に配置されている。
ケース2では、リブが6本で、軸受台の下半分と上半分に3本ずつ配置されている。
ケース3では、リブが5本で、全て軸受台の下半分に配置されている。
ケース4では、リブが7本で、全て軸受台の下半分に配置されている。
ケース5では、リブが10本で、軸受台の下半分に7本、上半分に3本配置されている。
ケース2のリブ6本の場合は、ばね定数が1.39×105(kg/mm)となった。
ケース3のリブ5本の場合は、ばね定数が3.08×105(kg/mm)となった。
ケース4のリブ7本の場合は、ばね定数が5.45×105(kg/mm)となった。
ケース5のリブ10本の場合は、ばね定数が5.62×105(kg/mm)となった。
また、改良2では、リブ23,24を、排気ディフューザ12(筺体)の周方向に沿ってリブ25と略60度の開き角度で配置されるとともに、排気ディフューザ12を介して水平フットプレート7,7の溶接箇所とリブ23,24とが溶接箇所が一部対応するように配置させた。
そして、軸受台支持剛性に対するリブの配置の効果をFEM解析の結果に基づき検証した。
改良2の場合は、改良1の場合よりバネ定数が5.14×105(kg/mm)と大幅に増加することとなった。
図13は、排気室3の排気ディフューザ12の実施形態2を示す斜視図である。図14は、同じく排気室3の排気ディフューザ12の実施形態2を示す側面図である。
支持板23,24の第2の接続辺23a,24aと軸受台22が接触する位置は、軸受台22のテーパ率と、上記の開き角度rに依存することとなる。例えば、開き角度が上記の角度rで、排気ディフューザ12のテーパ率と軸受台22のテーパ率が同じ場合には、支持板23,24の第2の接続辺23a,24aは、第3の接続辺23b,24bと同様に水平となって軸受台22に接続される(図14参照)。
図15は、排気室の排気ディフューザの実施形態3を示す斜視図である。図16は、同じく排気室の排気ディフューザの実施形態3を示す側面図である。
図17は、排気室3の排気ディフューザ12の実施形態4を示す正面図である。
図17に示すように、この実施形態では、排気ディフューザ12外周の周方向の一部に沿って、外周板26が設けられた点が他の実施形態と異なっている。すなわち、この外周板26は、排気ディフューザ12の下半円の外周の一部に沿って配置されている。
さらに、この外周板26は、第1および第2の水平フットプレート7,7の接続面7a,7aとそれぞれ接続されるとともに、排気ディフューザ12を介して一部が第3の支持板25の第5の接続辺25bの溶接箇所と対応するように配置されている。
図18は、排気室3の排気ディフューザ12の実施形態5を示す図で、(a)が排気ディフューザ12の正面図、(b)が基礎台6の切欠き部6bを示す図である。
この実施形態では、上記のような構成となっているので、バネ定数が実施形態1〜4よりさらに増加し、軸受台22の支持剛性をさらに高めるとともに、排気ディフューザ12の剛性も高めることができる。
Claims (11)
- 開口を介して対向配置される第1および第2の基礎台と、
軸流排気タービンのロータの駆動によって流入する蒸気を排気し、筒状をなす筺体と、
前記第1および第2の基礎台に載置されてこの第1および第2の基礎台と接続される接続面と、前記軸方向に沿って前記筺体の外周面に接続される第1の接続辺と、をそれぞれ有し、前記筺体を支持する第1および第2の接続プレートと、
前記筺体内に配置され、前記軸流排気タービンのロータを支持する軸受が収納される軸受台と、
前記軸受台の外周面に接続される第2の接続辺と、前記筺体の内周面に接続されるとともに、前記第1の接続辺の前記筐体との接続箇所の少なくとも一部が重なり合う第3の接続辺と、をそれぞれ有し、前記軸受台を前記筺体内に支持する第1および第2の支持板と、
を具備する軸流排気タービンの排気室。 - 前記筺体外周の周方向に沿って設けられ、前記筺体を介して少なくとも一部が前記第3の接続辺と重なり合う位置に設けられる外周板を
さらに具備する請求項1記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記軸受台が載置されてこの軸受台に接続される第4の接続辺と、前記筺体の内周面に接続される第5の接続辺と、を有し、前記軸受台を前記筺体内に支持する第3の支持板を
さらに具備する請求項1または2記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記第5の接続辺は、一部が前記筺体を介して前記外周板と重なり合う位置に設けられる
請求項2または3記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記第1および第2の支持板は、前記筺体の周方向に沿って前記第3の支持板を基準として60度以下の開き角度で配置される
請求項3または4記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記外周板は、前記第1および第2の接続プレートと接続される
請求項2記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記外周板は、前記筺体外周の一周に沿って設けられ、
前記基礎台は、前記外周板を挿入させる切欠き部をそれぞれ有する
請求項2または6記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記軸受台および筺体は、前記蒸気の排気側から流入側に向けて狭まったテーパ形状からなり、
前記第1および第2の支持板は、前記第2および第3の接続辺を有する平板からなり、
前記第2の接続辺は、前記軸受台の前記タービンロータの軸方向に対して所定の角度に配置され、
前記第3の接続辺は、前記筺体の前記タービンロータの軸方向に対して所定の角度に配置され、前記筺体を介して一部が前記第1の接続辺と重なり合う
請求項1〜3のいずれか1項に記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記軸受台および筺体は、前記蒸気の排気側から流入側に向けて狭まったテーパ形状からなり、
前記第1および第2の支持板は、前記第2および第3の接続辺を有する平板からなり、
前記第2の接続辺は、軸受台の前記タービンロータの軸方向に対して異なる角度に配置され、
前記第3の接続辺は、前記筺体を介してこの第3の接続辺の全面が前記第1および第2の接続プレートの第1の接続辺の接続箇所と重なり合うように、前記筐体のタービンロータの軸方向に対して一定の角度に配置される
請求項1〜3のいずれか1項に記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記軸受台および筺体は、前記蒸気の排気側から流入側に向けて狭まったテーパ形状からなり、
前記第1および第2の支持板は、前記第2および第3の接続辺を有し捻じれた形状であり、
前記第2の接続辺は、前記軸受台の前記タービンロータの軸方向に沿って一定の角度に配置され、
前記第3の接続辺は、前記筺体を介してこの第3の接続辺の全面が前記第1および第2の接続プレートの第1の接続辺と重なり合うように、前記筐体のタービンロータの軸方向に沿って異なる角度に配置される
請求項1〜3のいずれか1項に記載の軸流排気タービンの排気室。 - 前記第1および第2の基礎台の開口が、前記筐体の外周面の形状に合わせた形状を有し、前記筐体を当接させる当接面を
備える請求項1記載の軸流排気タービンの排気室。
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