JP2018508696A - Axial flow turbine - Google Patents
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Abstract
本発明は、軸流型タービンに関し、ロータ装着部と、前記ロータ装着部を取り囲む流体供給部が備えられたハウジングと、前記ハウジングに設けられた回転軸に設けられ、ロータ装着部に位置し、円周方向に複数のブレードが装着されたロータと、前記ロータ装着部を取り囲む流体供給部に設けられ、前記ブレードに高圧の流体を噴射するための複数の噴射ノズルとを備えており、前記ロータに装着されたブレードの流体衝突面が、回転中心軸の法線方向軸に対してロータの回転方向側に傾斜するように形成され、前記流体供給部に形成された噴射ノズルは、ブレードの流体衝突面の法線方向と平行な角度で設けられる。前記したように構成された本発明は、ブレードの流体衝突面の角度を最適化し、流体の流れを円滑にするとともに、タービンの回転率を最大限に高める効果を提供する。The present invention relates to an axial-flow turbine, and is provided on a rotor mounting portion, a housing provided with a fluid supply portion surrounding the rotor mounting portion, a rotating shaft provided in the housing, and located on the rotor mounting portion. A rotor provided with a plurality of blades in a circumferential direction; and a plurality of injection nozzles provided in a fluid supply part surrounding the rotor attachment part for injecting high-pressure fluid onto the blades, The fluid impingement surface of the blade mounted on the blade is inclined so as to be inclined in the rotational direction of the rotor with respect to the normal axis of the rotation center axis. It is provided at an angle parallel to the normal direction of the collision surface. The present invention configured as described above provides an effect of optimizing the angle of the fluid collision surface of the blade, smoothing the flow of the fluid, and maximizing the rotation rate of the turbine.
Description
本発明は、軸流型タービンに関し、さらに詳しくはロータのブレードの角度が改善された軸流型タービンに関する。 The present invention relates to an axial-flow turbine, and more particularly to an axial-flow turbine with improved rotor blade angles.
一般に、発電プラントなどに用いられるガスタービンや蒸気タービンは、その作動流体の流れの方向によって、タービンの回転軸方向に流体が流れる軸流タービン、回転軸から斜めに広がるように流体が流れる斜流タービン、回転直径方向に流体が流れるラジアルタービンなどがある。このうち、特に軸流タービンは、中大容量の発電プラントに好適で、大型火力発電所での蒸気タービンなどに広く用いられている。 In general, a gas turbine or a steam turbine used in a power plant or the like is an axial flow turbine in which a fluid flows in the direction of the rotating shaft of the turbine depending on the flow direction of the working fluid, or a mixed flow in which the fluid flows in an oblique manner from the rotating shaft. There are turbines, radial turbines in which fluid flows in the diameter direction of rotation, and the like. Of these, the axial turbine is particularly suitable for medium- and large-capacity power plants, and is widely used for steam turbines in large-scale thermal power plants.
このような軸流タービンは、経済性の向上と環境負荷の低減の観点から、発電プラントのより一層の発電効率の向上が求められており、タービンについての高性能化が重要な課題となっている。タービンの性能を支配する要因として、短絡損失、排気損失、機械損失などが挙げられるが、特に短絡損失を低減することが性能向上に有効であると認識されている。この短絡損失の形態は様々であるが、大別すると、ブレードの形状のそのものに起因する翼型損失、ブレード間の流路を横断する流れに起因する2次流れ損失、作動流体がブレード間の流路の外に漏れることによって発生する漏れ損失などがある。このうち漏れ損失は、漏れ流れとして主流以外の経路を流れることによって蒸気が有するエネルギが有効に利用できなくなるバイパス損失、主流から外れた漏れ流れが再び主流に流入する時に発生する混合損失、および再び流入された漏れ流れが下流翼列と干渉することによって発生する干渉損失などからなる。よって、これらの漏れ損失を低減するためには、漏れ流れ量を低減するとともに、漏れ流れを損失なく主流に復帰させることが重要になる。 Such axial turbines are required to further improve the power generation efficiency of the power plant from the viewpoint of improving the economic efficiency and reducing the environmental load, and increasing the performance of the turbine is an important issue. Yes. Factors that govern the performance of the turbine include short-circuit loss, exhaust loss, mechanical loss, and the like. It is recognized that reducing short-circuit loss is particularly effective for improving performance. There are various forms of this short-circuit loss, but broadly divided, the airfoil loss due to the blade shape itself, the secondary flow loss due to the flow crossing the flow path between the blades, and the working fluid between the blades There is a leakage loss caused by leaking out of the flow path. Among these, the leakage loss is a bypass loss in which the energy of the steam cannot be effectively used by flowing through a path other than the main flow as a leakage flow, a mixing loss that occurs when a leakage flow deviating from the main flow flows into the main flow, and again It consists of interference loss etc. which generate | occur | produces when the inflowing leak flow interferes with a downstream cascade. Therefore, in order to reduce these leakage losses, it is important to reduce the leakage flow amount and return the leakage flow to the main flow without loss.
このような点に鑑みて日本特許公開第2011−106474号には、同一のブレード端部の漏れ流れ流路部に、漏れ流れを案内する案内板を設ける技術が提案されている。この案内板によって漏れ流れの流出方向を前記した同一のブレードから流出された主流の方向に一致させることにより、漏れ流れと主流の合流時における混合損失を低減することができる。 In view of such a point, Japanese Patent Publication No. 2011-106474 proposes a technique in which a guide plate for guiding the leakage flow is provided in the leakage flow channel portion of the same blade end. By making the outflow direction of the leakage flow coincide with the direction of the main flow flowing out from the same blade described above by this guide plate, it is possible to reduce the mixing loss when the leakage flow and the main flow merge.
しかしながら、このような従来の軸流タービンは、流体がブレードに衝突することによって発生する主流から外れる損失、および漏れ損失と短絡損失を最小化することが難しい。 However, it is difficult for such a conventional axial turbine to minimize loss from the main flow caused by the collision of the fluid with the blades, as well as leakage loss and short-circuit loss.
韓国公開特許10−0550366号には、軸流型多段タービンが開示されている。
[発明の詳細な説明]
Korean Patent No. 10-0550366 discloses an axial flow type multi-stage turbine.
Detailed Description of the Invention
本発明の解決しようとする技術的課題は、流体の流れによるエネルギ損失である主流損失と、漏れ損失及び混合損失を減らすことができ、ひいては、タービンの効率を相対的に高めることのできる軸流型タービンを提供することにある。 The technical problem to be solved by the present invention is to reduce the main flow loss, which is the energy loss due to the fluid flow, the leakage loss and the mixing loss, and thus the axial flow that can relatively increase the efficiency of the turbine. It is to provide a type turbine.
前記技術的課題を解決するための本発明の軸流型タービンは、ロータ装着部と、前記ロータ装着部を取り囲む流体供給部を有するハウジングと、 An axial-flow turbine according to the present invention for solving the technical problem includes a rotor mounting portion, and a housing having a fluid supply portion surrounding the rotor mounting portion.
前記ハウジングに設けられた回転軸に設けられ、ロータ装着部に位置し、円周方向に複数のブレードが装着されたロータと、前記ロータ装着部を取り囲む流体供給部に設けられ、前記ブレードの流体衝突面に高圧の流体を噴射するための複数の噴射ノズルとが備えられており、 A rotor provided on a rotating shaft provided in the housing, located on a rotor mounting portion, provided with a plurality of blades mounted in a circumferential direction, and a fluid supply portion surrounding the rotor mounting portion, and a fluid of the blade A plurality of injection nozzles for injecting high-pressure fluid onto the collision surface;
前記ロータに装着されたブレードの流体衝突面が、回転中心軸の法線方向軸に対してロータの回転方向側に傾斜するように形成され、前記流体供給部に形成された噴射ノズルは、ブレードの流体衝突面の法線方向と平行な角度で設けられたことをその特徴とする。 The fluid collision surface of the blade mounted on the rotor is formed so as to be inclined with respect to the rotation direction side of the rotor with respect to the normal axis of the rotation center axis, and the injection nozzle formed in the fluid supply unit includes a blade It is characterized by being provided at an angle parallel to the normal direction of the fluid collision surface.
本発明において、前記ハウジングの流体供給部から回転軸への方向に延長された支持部には、前記ロータに設けられたブレードと回転軸との間に設けられて流体をガイドする固定ブレードが設けられる。 In the present invention, the support part extended in the direction from the fluid supply part to the rotating shaft of the housing is provided with a fixed blade that is provided between the blade provided on the rotor and the rotating shaft and guides the fluid. It is done.
前記ロータに設けられたブレードの流体衝突面は、ロータの回転中心側に対して所定の角度で傾斜するように形成される。 The fluid collision surface of the blade provided in the rotor is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation center side of the rotor.
前記技術的課題を解決するための本発明の軸流型タービンは、上部に少なくとも1つの流体流入口が形成され、内部にロータ装着部が形成されたハウジングと、 An axial-flow turbine according to the present invention for solving the technical problem includes a housing in which at least one fluid inlet is formed at an upper portion and a rotor mounting portion is formed therein.
前記ハウジングに回転可能に設けられ、ロータ装着部を貫通する回転軸と、前記回転軸に設けられたもので、縁部に複数のロータ回転力発生部が形成されたロータとを備えており、前記ロータに形成されたロータ回転力発生部は、上面から回転方向に形成される流体誘導部と、前記流体誘導部から半径方向に形成されており、ロータの回転中心軸に直角方向である法線方向軸に対して回転方向に傾斜するように形成され、流体が衝突するブレード形成部と、前記ブレード形成部からロータの外周面に形成された誘導排出部とを備えたことを特徴とする。 A rotation shaft provided rotatably in the housing and penetrating through a rotor mounting portion; and a rotor provided on the rotation shaft and having a plurality of rotor rotational force generation portions formed on the edge portion; The rotor rotational force generating portion formed on the rotor is a fluid guiding portion formed in a rotational direction from the upper surface, and is formed in a radial direction from the fluid guiding portion, and is a method perpendicular to the rotation center axis of the rotor. A blade forming portion that is formed so as to be inclined in a rotational direction with respect to the linear axis, and includes a guide discharge portion that is formed on the outer peripheral surface of the rotor from the blade forming portion. .
本発明において、前記誘導排出部は、前記ブレード形成部から回転方向の逆方向に形成され、これと対応するハウジングの内周面には流体誘導抵抗突起が形成される。 In the present invention, the induction discharge portion is formed in the direction opposite to the rotation direction from the blade forming portion, and a fluid induction resistance protrusion is formed on the inner peripheral surface of the housing corresponding thereto.
本発明の軸流型タービンは、流体作用の翼の角度と流体がぶつかって回転作用を引き起こすブレードの流体衝突面の角度とを調整して流体の流れを円滑にするとともに、噴射ノズルから噴射される流体が各ブレードに衝突する際に発生され得る短絡損失と漏れ損失を減らすことができ、タービンの回転率を高める効果を提供する。 The axial-flow turbine of the present invention adjusts the angle of the blades of the fluid action and the angle of the fluid collision surface of the blade that causes the fluid to collide with each other to smooth the flow of the fluid and is injected from the injection nozzle. This can reduce the short-circuit loss and leakage loss that can be generated when a fluid collides with each blade, and provides an effect of increasing the turbine rotation rate.
本発明に係る軸流型タービンの一実施例を図1ないし図4に示した。 One embodiment of an axial turbine according to the present invention is shown in FIGS.
図面を参照すると、本発明に係る軸流型タービン10は、内部にロータ装着部21が備えられ、該ロータ装着部21と区画隔壁23によって区画される流体供給部22が形成されたハウジング20と、前記ハウジング20に設けられた回転軸30に設けられてロータ装着部21に設けられたもので、円周方向に複数のブレード41が装着されたロータ40と、前記区画隔壁23に設けられ、前記流体供給部22に供給された流体を前記ブレード41の流体衝突面42に噴射してロータ40を回転させるための複数の噴射ノズル50とを備える。 Referring to the drawings, an axial-flow turbine 10 according to the present invention includes a housing 20 in which a rotor mounting portion 21 is provided and a fluid supply portion 22 defined by the rotor mounting portion 21 and a partition wall 23 is formed. , Provided on the rotary shaft 30 provided on the housing 20 and provided on the rotor mounting portion 21, provided on the rotor 40 having a plurality of blades 41 mounted in the circumferential direction, and on the partition wall 23, And a plurality of injection nozzles 50 for rotating the rotor 40 by injecting the fluid supplied to the fluid supply unit 22 onto the fluid collision surface 42 of the blade 41.
前記ハウジング20のロータ装着部21は、ハウジング20の内部に回転軸30の垂直方向に複数積層される構造で設けることができ、各ロータ装着部21にはロータ40が設けられる。また、最上部側に位置するロータ装着部21の外周面に区画隔壁23によって円周方向に区画された流体供給部22は、上面または側面に設けられる少なくとも1つの流体供給管24を介して流体が供給される。 A plurality of rotor mounting portions 21 of the housing 20 can be provided in the housing 20 so as to be stacked in the direction perpendicular to the rotation shaft 30. Further, the fluid supply part 22 partitioned in the circumferential direction by the partition wall 23 on the outer peripheral surface of the rotor mounting part 21 positioned on the uppermost side is fluidized via at least one fluid supply pipe 24 provided on the upper surface or the side surface. Is supplied.
また、軸方向で下部側に位置する流体供給部22’は、上部側のロータ装着部21とロータ装着部21の流体が流入できるように連通する構造を有する。 Further, the fluid supply part 22 ′ located on the lower side in the axial direction has a structure that communicates so that the fluid of the rotor mounting part 21 and the rotor mounting part 21 can flow into the upper side.
前記のロータ40に装着されたブレード41の流体衝突面42は、図3および図4に示したように、回転中心軸Cの法線方向軸Bに対してロータ40の回転方向側に傾斜するように形成される。この傾斜角aは5度ないし45度に形成することが好ましい。前記傾斜角を5度以下にする場合、ブレード41の衝突面に流体の衝突が断続される短絡損失が相対的に大きくなり、45度以上に形成する場合、主流による衝突損失、すなわち主流方向に対する分力が大きくなる。 As shown in FIGS. 3 and 4, the fluid collision surface 42 of the blade 41 mounted on the rotor 40 is inclined toward the rotation direction side of the rotor 40 with respect to the normal direction axis B of the rotation center axis C. Formed as follows. This inclination angle a is preferably formed at 5 to 45 degrees. When the tilt angle is 5 degrees or less, the short-circuit loss in which the fluid collides with the collision surface of the blade 41 is relatively large, and when the inclination angle is 45 degrees or more, the collision loss due to the main flow, that is, the main flow direction. The force increases.
また、前記流体供給部22から供給される流体をブレードの流体衝突面42に噴射するための噴射ノズル50は、ブレード41の流体衝突面42の法線方向と平行な角度で設けられる。前記噴射ノズル50の噴射口は、流体衝突面42の中心に一致するように設けることが好ましい。また、前記噴射ノズル50は、管内の損失を減らすために、図示していないが、噴射ノズル50の噴射口から流体供給部22に行くほど内径が次第に広くなるように形成することが好ましい。 The injection nozzle 50 for injecting the fluid supplied from the fluid supply unit 22 onto the fluid collision surface 42 of the blade is provided at an angle parallel to the normal direction of the fluid collision surface 42 of the blade 41. The ejection port of the ejection nozzle 50 is preferably provided so as to coincide with the center of the fluid collision surface 42. In order to reduce the loss in the pipe, the injection nozzle 50 is preferably formed so that the inner diameter gradually increases from the injection port of the injection nozzle 50 to the fluid supply unit 22.
一方、前記ロータ40に設けられたブレード41の流体衝突面42は、ロータ40の回転中心軸Cに対して所定の角度で傾斜するように形成される。前記流体衝突面42は、ブレードの形状またはブレードの設置角度と関係なく傾斜するように形成されるが、該流体衝突面42の傾斜角度dは0〜65度の範囲内にすることが好ましい。前記流体衝突面42の回転中心軸Cに対する傾斜角度bを65度以上に形成する場合、相対的に主流方向に対する分力が大きくなり、漏れ損失の発生が相対的に大きくなる。 On the other hand, the fluid collision surface 42 of the blade 41 provided on the rotor 40 is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation center axis C of the rotor 40. The fluid collision surface 42 is formed so as to be inclined regardless of the shape of the blade or the installation angle of the blade, and the inclination angle d of the fluid collision surface 42 is preferably in the range of 0 to 65 degrees. When the inclination angle b of the fluid collision surface 42 with respect to the rotation center axis C is set to 65 degrees or more, the component force in the main flow direction becomes relatively large, and the occurrence of leakage loss becomes relatively large.
また、前記ハウジング20の区画隔壁23の下部側には、流体供給部側から回転軸方向に所定の長さで延長された支持部25が形成される。該支持部には、ブレード41の流体衝突面42に衝突された流体が下部側の流体供給部22側に円滑に流動できるように貫通孔26が形成されている。 A support portion 25 is formed on the lower side of the partition wall 23 of the housing 20 so as to extend from the fluid supply portion side by a predetermined length in the rotation axis direction. A through hole 26 is formed in the support portion so that the fluid collided with the fluid collision surface 42 of the blade 41 can smoothly flow to the lower fluid supply portion 22 side.
また、前記支持部25の端部側には、前記ブレード41の内側端部側と近接されてブレード41と流体が衝突された後、回転するブレード41に干渉されないように流体をガイドする固定ブレード45が所定の間隔で設けられる。前記固定ブレードは、ロータ40の回転方向側に傾斜するように形成することが好ましい。 Further, a fixed blade that guides the fluid so as not to interfere with the rotating blade 41 after the fluid collides with the blade 41 near the inner end side of the blade 41 at the end portion side of the support portion 25. 45 are provided at predetermined intervals. The fixed blade is preferably formed so as to be inclined toward the rotation direction side of the rotor 40.
図5および図6には、本発明に係る軸流型タービンの他の実施例を示した。本実施例において、前記実施例と同一の構成要素は同一の図面符号で示している。 5 and 6 show another embodiment of the axial flow turbine according to the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.
図面を参照すると、本発明に係る軸流型タービン70は、上部に少なくとも1つの流体供給管24が形成され、内部に単一のロータ装着部21が形成されたハウジング20と、前記ハウジング20に回転可能に設けられ、ロータ装着部21を貫通する回転軸30と、前記回転軸30には、縁部に複数のロータ回転力発生部80が形成された複数のロータ90を備える。 Referring to the drawings, an axial-flow turbine 70 according to the present invention includes a housing 20 in which at least one fluid supply pipe 24 is formed at an upper portion and a single rotor mounting portion 21 is formed therein, and the housing 20 includes A rotary shaft 30 that is rotatably provided and penetrates the rotor mounting portion 21, and the rotary shaft 30 includes a plurality of rotors 90 having a plurality of rotor rotational force generating portions 80 formed at the edges.
前記のロータ90は、円板状で形成されており、その縁部に沿って形成されて流体の衝突によってロータ90に回転力を提供するロータ回転力発生部80は、前記ロータ90の上面から回転方向に形成される流体誘導部81と、前記流体誘導部81から半径方向に形成されており、ロータ90の回転中心軸Cに直角方向である法線方向軸Bに対して回転方向に傾斜するように形成され、前記流体誘導部81を介して流入される流体が衝突されるブレード形成部82と、前記ブレード形成部82からロータの外周面に突出する誘導排出部83とを備える。前記誘導排出部83は、前記ブレード形成部82から回転方向の逆方向に傾斜するように形成されており、これと対応するハウジングの内周面には、流体誘導抵抗突起27が形成される。 The rotor 90 is formed in a disc shape, and a rotor rotational force generator 80 that is formed along an edge of the rotor 90 and provides a rotational force to the rotor 90 by a fluid collision is provided from an upper surface of the rotor 90. A fluid guiding portion 81 formed in the rotational direction, and formed in the radial direction from the fluid guiding portion 81, and inclined in the rotational direction with respect to the normal axis B that is perpendicular to the rotational center axis C of the rotor 90. The blade forming part 82 is formed so as to collide with the fluid flowing in through the fluid guiding part 81, and the guide discharging part 83 protruding from the blade forming part 82 to the outer peripheral surface of the rotor. The induction discharge part 83 is formed so as to be inclined in the direction opposite to the rotation direction from the blade forming part 82, and a fluid induction resistance protrusion 27 is formed on the inner peripheral surface of the housing corresponding thereto.
前記ロータ回転力発生部80のブレード形成部82の傾斜角度aは、図6に示したように、回転中心軸Cの法線方向軸Bに対して5度ないし45度に形成することが好ましい。また、前記ロータ90に設けられたブレード形成部82の流体衝突面85は、ロータ90の回転中心軸Cに対して所定の角度で傾斜するように形成される。該流体衝突面85の傾斜角度は0〜65度の範囲内にすることが好ましい。 The inclination angle a of the blade forming portion 82 of the rotor rotational force generating portion 80 is preferably 5 to 45 degrees with respect to the normal axis B of the rotation center axis C, as shown in FIG. . Further, the fluid collision surface 85 of the blade forming portion 82 provided on the rotor 90 is formed to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation center axis C of the rotor 90. The inclination angle of the fluid collision surface 85 is preferably in the range of 0 to 65 degrees.
前記ロータ90の外周面に対向するハウジング20の内周面に形成された流体誘導抵抗突起27は、流体誘導排出部83から排出された流体を下方に誘導するとともに、流体の衝突による反力がロータに作用できるように、ロータ90の流体誘導排出部83と対応する少なくとも1つの面(図示せず)を有する。 The fluid induction resistance protrusion 27 formed on the inner peripheral surface of the housing 20 facing the outer peripheral surface of the rotor 90 guides the fluid discharged from the fluid induction discharge portion 83 downward, and the reaction force due to the collision of the fluid is generated. In order to be able to act on the rotor, it has at least one surface (not shown) corresponding to the fluid induction discharge part 83 of the rotor 90.
上述したように構成された本発明に係る軸流型タービンの作用効果を説明すると、次の通りである。 The operational effects of the axial flow turbine according to the present invention configured as described above will be described as follows.
先ず、本発明は、流体作用の翼面の角度を最適化し、流体の流れを円滑にするとともに、タービンの回転率を最大限に高める効果を提供する。図1ないし図4に示した軸流タービン10は、ハウジング20の流体供給管24を介して高圧の流体が前記流体供給部22に流入する。 First, the present invention provides an effect of optimizing the angle of the blade surface of the fluid action, smoothing the flow of the fluid, and maximizing the turbine rotation rate. In the axial turbine 10 shown in FIGS. 1 to 4, a high-pressure fluid flows into the fluid supply unit 22 through the fluid supply pipe 24 of the housing 20.
また、流体供給部22に流入された高温高圧の流体は、噴射ノズル50を介して高圧で噴射され、噴射ノズル50と対応するブレード41の流体衝突面42に衝突することにより、ロータ40を高速で回転させるようになる。 The high-temperature and high-pressure fluid that has flowed into the fluid supply unit 22 is injected at a high pressure through the injection nozzle 50 and collides with the fluid collision surface 42 of the blade 41 corresponding to the injection nozzle 50, thereby causing the rotor 40 to move at high speed. Rotate with.
このような過程で、前記固定ブレード45は、流体の進行方向を回転軸が貫通する貫通孔26側に誘導してロータ40のブレード41の干渉が発生しないようにすることにより、ブレード41の流体衝突面42と衝突される流体と再び混合されることが防止できるため、流体の混合損失を最小化することができる。 In this process, the fixed blade 45 guides the fluid traveling direction toward the through hole 26 through which the rotating shaft passes, so that the blade 41 of the rotor 40 does not interfere with the fluid. Since mixing with the fluid colliding with the collision surface 42 can be prevented, the mixing loss of the fluid can be minimized.
特に、本発明に係るロータ40のブレード41の流体衝突面42は、回転中心軸Cの法線方向軸Bに対してロータ40の回転方向側に傾斜するように形成されているため、噴射ノズルから噴射される流体の衝突面を相対的に広く確保することができ、ブレード41の回転時に後続して噴射ノズル50側に流入する流体に対するブレードの干渉抵抗を減らすことができる。これで流体がロータ40のブレード41に連続衝突する効果が得られ、噴射ノズル50から噴射される流体は短絡損失を相対的に減らすことができる。 In particular, the fluid collision surface 42 of the blade 41 of the rotor 40 according to the present invention is formed so as to be inclined toward the rotation direction side of the rotor 40 with respect to the normal axis B of the rotation center axis C. It is possible to ensure a relatively wide collision surface of the fluid ejected from the nozzle, and to reduce the interference resistance of the blade against the fluid that subsequently flows into the ejection nozzle 50 when the blade 41 rotates. Thus, the effect of the fluid continuously colliding with the blade 41 of the rotor 40 is obtained, and the fluid ejected from the ejection nozzle 50 can relatively reduce the short-circuit loss.
本発明者の実験によると、図7に示したように、本発明に係る軸流型タービンは、低い速度の流体、すなわち相対的に低いスチーム速度で高い回転数が得られることが分かった。このことをさらに詳しく説明すると、同じ回転数を得るために、従来の軸流型タービンに比べて本願発明の軸流型タービンは低い流体噴射速度を有する。これで本発明に係る軸流タービンの効率が相対的に高いことが分かる。 According to the experiment by the present inventor, as shown in FIG. 7, it was found that the axial flow turbine according to the present invention can obtain a high speed at a low speed fluid, that is, a relatively low steam speed. More specifically, in order to obtain the same rotational speed, the axial flow turbine of the present invention has a lower fluid injection speed than the conventional axial flow turbine. This shows that the efficiency of the axial turbine according to the present invention is relatively high.
一方、本発明の図5および図6に示した本発明に係る軸流型タービン70は、高温高圧の流体により、ロータ90の回転時にロータ90に作用と反作用が同時に作用するようになる。すなわち、ロータ回転力発生部80の流体誘導部81に流入された流体は、ブレード形成部82に衝突されながらロータ90の回転力として1次的に作用するようになり、前記回転方向と逆方向に形成された流体誘導排出部83を介して排出されながら2次的に作用するようになる。特に、流体誘導排出部83を介して排出される流体が、流体誘導抵抗突起27に衝突しながら反作用を起こして、ロータ90の回転力を増加させることができる。 On the other hand, the axial-flow turbine 70 according to the present invention shown in FIG. 5 and FIG. 6 of the present invention acts and acts on the rotor 90 simultaneously when the rotor 90 rotates due to the high-temperature and high-pressure fluid. That is, the fluid that has flowed into the fluid guiding portion 81 of the rotor rotational force generating portion 80 primarily acts as the rotational force of the rotor 90 while colliding with the blade forming portion 82, and is in the direction opposite to the rotational direction. The secondary action is performed while being discharged through the fluid induction discharge portion 83 formed in the above. In particular, the fluid discharged through the fluid induction discharge portion 83 reacts with the fluid induction resistance protrusion 27 while colliding with it, and the rotational force of the rotor 90 can be increased.
特に、前記ブレード形成部82は、回転中心軸Cの法線方向軸Bに対してロータ40の回転方向側に傾斜するように形成されているため、噴射ノズルから噴射される流体の衝突面を相対的に広く確保することができ、流体の抵抗を減らすことができる。 In particular, since the blade forming portion 82 is formed so as to be inclined toward the rotation direction side of the rotor 40 with respect to the normal direction axis B of the rotation center axis C, the collision surface of the fluid ejected from the ejection nozzle is formed. A relatively wide area can be secured, and the resistance of the fluid can be reduced.
本発明は、前記した構成部を適用することにおいて、様々に変形されることができ、様々な形態をとることができる。 The present invention can be variously modified by applying the above-described components, and can take various forms.
また、本発明は、前記した詳細な説明で言及される特別な形態に限定されるものではないと理解しなければならず、むしろ添付した請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるあらゆる変形物と均等物および代替物を含むものとして理解しなければならず、また、本発明の翼面及び翼は、発明の範囲である翼や翼角度の範囲から逸脱しない範囲内で現場の状況や流体の種類に応じて様々な形態や模様をとることができる。 It should also be understood that the invention is not limited to the specific forms mentioned in the foregoing detailed description, but rather is within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that all variations, equivalents, and alternatives are included, and the blade surfaces and blades of the present invention are within the scope of the blades and blade angles that are within the scope of the invention. Various forms and patterns can be taken according to the situation at the site and the type of fluid.
本発明の軸流型タービンの技術的思想は、実際に同一な結果を繰り返して実施可能なもので、特に、このような本願発明は、各種の発電施設、産業用の動力源として利用可能である。 The technical idea of the axial-flow turbine of the present invention can be implemented by repeating the same actual results. In particular, the present invention can be used as various power generation facilities and industrial power sources. is there.
Claims (6)
前記ハウジングに設けられた回転軸に設けられ、ロータ装着部に位置し、円周方向に複数のブレードが装着されたロータと、前記ロータ装着部を取り囲む流体供給部に設けられ、前記ブレードに高圧の流体を噴射するための複数の噴射ノズルとを備えており、
前記ロータに装着されたブレードの流体衝突面が、回転中心軸の法線方向軸に対してロータの回転方向側に傾斜するように形成され、前記流体供給部に形成された噴射ノズルは、ブレードの流体衝突面の法線方向と平行な角度で設けられたことを特徴とする軸流型タービン。 A rotor mounting portion, and a housing provided with a fluid supply portion surrounding the rotor mounting portion;
Provided on a rotating shaft provided in the housing, located in the rotor mounting portion, provided in a rotor in which a plurality of blades are mounted in the circumferential direction, and provided in a fluid supply unit surrounding the rotor mounting portion, A plurality of injection nozzles for injecting a fluid of
The fluid collision surface of the blade mounted on the rotor is formed so as to be inclined with respect to the rotation direction side of the rotor with respect to the normal axis of the rotation center axis, and the injection nozzle formed in the fluid supply unit includes a blade An axial-flow turbine provided at an angle parallel to the normal direction of the fluid collision surface.
前記ハウジングに回転可能に設けられ、ロータ装着部を貫通する回転軸と、前記回転軸に設けられたもので、縁部に複数のロータ回転力発生部が形成されたロータとを備えており、前記ロータに形成されたロータ回転力発生部は、上面から回転方向に形成される流体誘導部と、前記流体誘導部から半径方向に形成されており、ロータの回転中心軸に直角方向である法線方向軸に対して回転方向に傾斜するように形成され、流体が衝突するブレード形成部と、前記ブレード形成部からロータの外周面に形成された誘導排出部とを備えたことを特徴とする軸流型タービン。 A housing having at least one fluid inlet formed at an upper portion and a rotor mounting portion formed therein;
A rotation shaft provided rotatably in the housing and penetrating through a rotor mounting portion; and a rotor provided on the rotation shaft and having a plurality of rotor rotational force generation portions formed on the edge portion; The rotor rotational force generating portion formed on the rotor is a fluid guiding portion formed in a rotational direction from the upper surface, and is formed in a radial direction from the fluid guiding portion, and is a method perpendicular to the rotation center axis of the rotor. A blade forming portion that is formed so as to be inclined in a rotational direction with respect to the linear axis, and includes a guide discharge portion that is formed on the outer peripheral surface of the rotor from the blade forming portion. Axial type turbine.
6. The induction discharge part according to claim 5, wherein the induction discharge part is formed in a direction opposite to the rotation direction from the blade formation part, and a fluid induction resistance protrusion is formed on an inner peripheral surface of the housing corresponding thereto. Axial type turbine.
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