JP6695195B2 - Sensor cover, sensor, and steam turbine - Google Patents
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Description
本発明は、センサカバー、センサ、及び蒸気タービンに関する。 The present invention relates to a sensor cover, a sensor, and a steam turbine.
蒸気タービンは、機械駆動用などに用いられ、回転可能に支持されたロータと、ロータを覆うケーシングとを有している。蒸気タービンは、ロータに対して作動流体としての蒸気が供給されることによって回転駆動される。蒸気タービンは、ロータに動翼が設けられ、ロータを覆うケーシングに静翼が設けられている。蒸気タービンの蒸気流路には、動翼と静翼とが交互に複数段配設されて構成されている。蒸気流路に蒸気が流れることで、静翼により蒸気の流れが整流され、動翼を介してロータが回転駆動される。 The steam turbine is used for machine driving and has a rotatably supported rotor and a casing that covers the rotor. The steam turbine is rotationally driven by supplying steam as a working fluid to the rotor. In a steam turbine, a rotor is provided with a rotor blade, and a stator blade is provided with a casing that covers the rotor. In the steam flow path of the steam turbine, a plurality of stages of moving blades and stationary blades are alternately arranged. When the steam flows in the steam flow path, the flow of the steam is rectified by the stationary blades, and the rotor is rotationally driven via the moving blades.
このような蒸気タービンにおいて、蒸気流路を流れている蒸気中に水滴(ドレン)が発生する。この水滴を含む蒸気が蒸気流路を流れて、蒸気流路内に配置された動翼等の構造物に水滴が衝突すると、表面を侵食するエロージョンが発生する。 In such a steam turbine, water droplets (drain) are generated in the steam flowing through the steam flow path. When the steam containing the water drops flows in the steam flow path and the water drops collide with a structure such as a moving blade arranged in the steam flow path, erosion that erodes the surface occurs.
そのため、特にエロージョンが発生しやすい動翼の前縁部では、エロージョン対策を施す必要がある。例えば、特許文献1には、エロージョン対策として、動翼の前縁部の翼断面形状を鋭角に形成して、翼表面に対する水滴の衝突角度を変えた動翼が記載されている。 Therefore, it is necessary to take measures against erosion, especially at the leading edge portion of the moving blade where erosion is likely to occur. For example, Patent Document 1 describes, as a countermeasure against erosion, a blade in which the blade cross-sectional shape of the leading edge portion of the blade is formed to have an acute angle and the collision angle of water droplets on the blade surface is changed.
ところで、蒸気流路には動翼以外にも各種センサが配置されている。このようなセンサは、蒸気流路を流通する蒸気に曝される位置に配置されることで、表面に水滴が衝突する。その結果、センサはエロージョンの影響を大きく受ける。そこで、センサの表面が蒸気に曝されないように、ケーシングの内面にセンサを埋め込む構造がある。 By the way, various sensors are arranged in the steam flow path in addition to the moving blades. Such a sensor is arranged at a position where it is exposed to the steam flowing through the steam flow path, so that the water droplets collide with the surface. As a result, the sensor is greatly affected by erosion. Therefore, there is a structure in which the sensor is embedded in the inner surface of the casing so that the surface of the sensor is not exposed to steam.
しかしながら、センサ特性を向上させるためには、蒸気流路内にセンサを配置することが好ましい。そのため、センサを蒸気流路に配置しながら、エロージョンの影響を抑えたいという要望がある。 However, in order to improve the sensor characteristics, it is preferable to arrange the sensor in the vapor flow path. Therefore, there is a demand to suppress the influence of erosion while arranging the sensor in the vapor flow path.
本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、エロージョンの影響を抑えることが可能なセンサカバー、センサ、及び蒸気タービンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to meet the above-mentioned demand, and an object of the present invention is to provide a sensor cover, a sensor, and a steam turbine that can suppress the influence of erosion.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様におけるセンサカバーは、軸線を中心として回転するロータと、前記ロータを外周側から囲うとともに、前記ロータとの間で蒸気が流通する蒸気流路を画成するケーシングと、を備える蒸気タービンにおけるセンサのセンサカバーであって、前記蒸気流路で前記ケーシングから前記ロータの外周面に向かって、前記軸線を中心とする径方向に延びるカバー本体を備え、該カバー本体は、前記径方向と交差する断面において外側に向かって凸状をなして湾曲する凸曲面を有する本体部と、前記本体部から前記蒸気の流れ方向の上流側に向かって次第に細くなるように突出する突出部と、を備え、前記突出部は、前記径方向と交差する断面において、前記凸曲面から前記上流側に向かって延びる第一面と、前記凸曲面から前記上流側に向かって延び、前記第一面と交差して角部を形成する第二面とを有し、前記カバー本体は、前記ケーシングに対して前記径方向に延びる仮想線周りに回転可能に支持され、前記径方向と交差する断面において、前記本体部から前記蒸気の流れ方向の下流側に向かって突出し、前記流れ方向への突出量が前記突出部よりも大きな下流突出部を有する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The sensor cover according to the first aspect of the present invention includes a rotor that rotates about an axis, a casing that surrounds the rotor from the outer peripheral side, and defines a steam flow path through which steam flows between the rotor and the casing. A sensor cover of a sensor in a steam turbine, comprising: a cover main body extending in a radial direction centered on the axis from the casing toward the outer peripheral surface of the rotor in the steam flow passage, the cover main body comprising: A main body having a convex curved surface that is convex and curved outward in a cross-section that intersects the radial direction, and a protrusion that gradually narrows from the main body toward the upstream side in the flow direction of the steam. And a first surface extending from the convex curved surface toward the upstream side in a cross section intersecting with the radial direction, and the protruding portion extending from the convex curved surface toward the upstream side. possess a second surface which forms a corner and intersects the one side, the cover body is rotatably supported by the imaginary line around which extends in the radial direction with respect to the casing, intersecting the radial direction In the cross-section, there is a downstream projecting portion projecting from the main body portion toward the downstream side in the flow direction of the steam, and the amount of projecting in the flow direction is larger than that of the projecting portion .
このような構成によれば、上流側から流れてくる蒸気をセンサカバーの表面に垂直に衝突させることなく、角部によって第一面及び第二面のそれぞれに沿って流通させることができる。第一面と第二面とのそれぞれに沿って流れた蒸気は、凸曲面に対して傾斜して接触するため、凸曲面に対しても垂直に衝突することなく本体部の下流側まで流れる。その結果、センサカバーの表面に衝突する水滴の量を低減させ、エロージョンを生じにくくすることができる。
また、蒸気の流れ方向が不明であったり、蒸気の流れが変化する場合であったりしても、下流突出部が蒸気を受けてカバー本体を回転させることで、突出部を上流側に向けることができる。これにより、蒸気流路内の蒸気の流れ方向によらず、突出部を流れ方向の上流側に高い精度で向けることができる。そのため、センサカバーに対するエロージョンの影響を高い精度で抑えることができる。
また、本発明の第二の態様におけるセンサカバーでは、第一の態様において、前記下流突出部は、前記径方向と交差する断面において、前記凸曲面から前記下流側に向かって延びる第三面と、前記凸曲面から前記下流側に向かって延び、前記第三面と交差して下流側角部を形成する第四面とを有していてもよい。
このような構成によれば、下流突出部で蒸気を受けても、蒸気の流れを乱すことなくカバー本体の下流側に蒸気を送ることができる。したがって、カバー本体を回転させる際のロスを抑えて、カバー本体を蒸気の流れ方向に合わせて回転させることができる。
According to such a configuration, the steam flowing from the upstream side can be made to flow along the first surface and the second surface by the corners without vertically colliding with the surface of the sensor cover. Since the steam flowing along each of the first surface and the second surface is in contact with the convex curved surface while being inclined, the steam flows to the downstream side of the main body portion without colliding vertically with the convex curved surface. As a result, the amount of water droplets that collide with the surface of the sensor cover can be reduced, and erosion can be less likely to occur.
Also, even if the flow direction of steam is unknown or the flow of steam changes, the downstream projection receives steam and rotates the cover body, so that the projection is directed to the upstream side. You can With this, the protrusion can be directed to the upstream side in the flow direction with high accuracy regardless of the flow direction of the steam in the steam flow path. Therefore, the influence of erosion on the sensor cover can be suppressed with high accuracy.
Further, in the sensor cover according to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the downstream projecting portion has a third surface extending from the convex curved surface toward the downstream side in a cross section intersecting with the radial direction. , A fourth surface extending from the convex curved surface toward the downstream side and intersecting with the third surface to form a downstream corner portion.
With such a configuration, even if steam is received at the downstream protrusion, the steam can be sent to the downstream side of the cover body without disturbing the flow of steam. Therefore, the loss when rotating the cover body can be suppressed, and the cover body can be rotated according to the flow direction of the steam.
また、本発明の第三の態様におけるセンサカバーでは、第一又は第二の態様において、前記第一面及び前記第二面は、前記径方向と交差する断面において、前記凸曲面に対する接線をなすように接続されていてもよい。 Further, in the sensor cover according to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the first surface and the second surface form a tangent to the convex curved surface in a cross section that intersects the radial direction. May be connected as follows.
このような構成によれば、第一面及び第二面に沿って流れる蒸気は、凸曲面に達した際に凸曲面と衝突することなく、凸曲面に沿って流れることができる。そのため、凸曲面に衝突する水滴の量を低減させ、凸曲面でのエロージョンをより生じにくくすることができる。 According to such a configuration, the steam flowing along the first surface and the second surface can flow along the convex curved surface without colliding with the convex curved surface when reaching the convex curved surface. Therefore, the amount of water droplets that collide with the convex curved surface can be reduced, and erosion on the convex curved surface can be made less likely to occur.
また、本発明の第四の態様におけるセンサカバーでは、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記第一面及び前記第二面は、前記径方向と交差する断面において、内側に向かって凹状をなす曲面によって形成されていてもよい。 Further, in the sensor cover according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects , the first surface and the second surface are inward in a cross section intersecting the radial direction. It may be formed by a curved surface that is concave toward the side.
このような構成によれば、第一面及び第二面に沿って流れる蒸気の流れる方向を緩やかに変えることができる。これにより、第一面及び第二面に対して蒸気中の水滴をより衝突し難くさせることができる。 According to such a configuration, the flowing direction of the steam flowing along the first surface and the second surface can be gently changed. This makes it more difficult for water drops in the steam to collide with the first surface and the second surface.
また、本発明の第五の態様におけるセンサカバーでは、第一から第四の態様のいずれか一つにおいて前記突出部は、前記ケーシングから離れるにしたがって前記角部のなす角度が小さくなっていてもよい。 Further, in the sensor cover according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the protruding portion may have a smaller angle formed by the corner portion as the protrusion portion is separated from the casing. Good.
このような構成によれば、ケーシングから離れており、蒸気に曝されやすい突出部の領域に対して、上流側から流れてくる蒸気を第一面及び第二面に衝突させることなく、それぞれに沿って流れやすくすることができる。したがって、エロージョンの影響を受け易い部分に対して、重点的にエロージョン対策を施すことができる。 According to such a configuration, the steam flowing from the upstream side does not collide with the first surface and the second surface of the region of the protruding portion that is far from the casing and is easily exposed to the steam, respectively. Can easily flow along. Therefore, the erosion countermeasure can be focused on the portion that is easily affected by the erosion.
また、本発明の第六の態様におけるセンサは、第一から第五の態様のいずれか一つのセンサカバーを有する。 The sensor according to the sixth aspect of the present invention has the sensor cover according to any one of the first to fifth aspects.
このような構成によれば、センサカバーによってエロージョンの影響を抑えてセンサの長寿命化を図ることができる。 With such a configuration, the sensor cover can suppress the influence of erosion and prolong the life of the sensor.
また、本発明の第七の態様における蒸気タービンは、軸線回りに回転するロータと、前記ロータを外周側から囲うとともに、前記ロータとの間で蒸気が流通する蒸気流路を画成するケーシングと、第六の態様のセンサと、を備える。 Further, the steam turbine in the seventh aspect of the present invention is a rotor that rotates around an axis, and a casing that surrounds the rotor from the outer peripheral side and that defines a steam flow path through which steam flows between the rotor and the rotor. And the sensor of the sixth aspect.
このような構成によれば、センサの長寿命を図ることができ、センサの交換頻度を低減することができる。そのため、蒸気タービンを停止させる頻度を低減し、効率的に運転することができる。 With such a configuration, the sensor can have a long life and the frequency of sensor replacement can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the frequency of stopping the steam turbine and operate the steam turbine efficiently.
本発明によれば、エロージョンの影響を抑えることができる。 According to the present invention, the influence of erosion can be suppressed.
《第一実施形態》
以下、本発明に係る実施形態について図を参照して説明する。
蒸気タービン100は、蒸気Sのエネルギーを回転動力として取り出す回転機械である。本実施形態の蒸気タービン100は、図1に示すように、ケーシング1と、静翼2と、ロータ3と、軸受部4と、センサ5とを備えている。
<< First embodiment >>
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
The
なお、以下では、ロータ3の軸線Acが延びている方向を軸方向Da、軸線Acを中心とする周方向Dcを単に周方向Dc、軸線Acを中心とする径方向を単に径方向Drとする。また、周方向Dcは、ロータ3の回転する回転方向を含む方向である。 In the following, the direction in which the axis Ac of the rotor 3 extends is defined as the axial direction Da, the circumferential direction Dc around the axis Ac is simply the circumferential direction Dc, and the radial direction around the axis Ac is simply the radial direction Dr. .. The circumferential direction Dc is a direction including the rotation direction of the rotor 3.
ケーシング1は、ロータ3との間に蒸気Sが流通する蒸気流路13を画成している。ケーシング1は、ロータ3を径方向Drの外側である外周側から囲っている。ケーシング1には、軸方向Daの一方側である前段側にケーシング1内に蒸気Sを導く蒸気入口11が形成されている。ケーシング1には、軸方向Daの他方側である後段側にケーシング1内を通った蒸気Sを外部に排出する蒸気出口12が形成されている。蒸気流路13は、蒸気入口11と蒸気出口12とに連通するようケーシング1の内部に形成されている。
The casing 1 and the rotor 3 define a
静翼2は、ロータ3の周方向Dcに沿って並んでケーシング1の径方向Drの内側を向く内面に複数設けられている。静翼2は、ロータ3に対して径方向Drに間隔を空けて配置されている。静翼2は、後述する動翼32と軸方向Daに間隔を空けて配置されている。
A plurality of the stationary vanes 2 are provided side by side along the circumferential direction Dc of the rotor 3 on the inner surface of the casing 1 facing inward in the radial direction Dr. The stationary blades 2 are arranged at intervals in the radial direction Dr with respect to the rotor 3. The stationary blades 2 are arranged at intervals in the axial direction Da with the moving
ロータ3は、軸線Acを中心として回転する。ロータ3は、ロータ本体31と、動翼32とを有する。
ロータ本体31は、ケーシング1を貫通するように軸方向Daに延びている。ロータ本体31は、動翼32が設けられた中間部分がケーシング1の内部に収容されている。ロータ本体31の両端部は、ケーシング1の外部に突出している。ロータ本体31の両端部は、軸受部4により回転可能に支持されている。
The rotor 3 rotates about the axis Ac. The rotor 3 has a
The
動翼32は、ロータ本体31の周方向Dcに複数並んで配置されている。複数の動翼32は、環状をなしてロータ本体31の外周面に配置されている。動翼32は、蒸気流路13内に配置されている。動翼32は、軸方向Daに蒸気流路13内を流れる蒸気Sを受けて軸線Ac回りにロータ本体31を回転させる。本実施形態の動翼32は、径方向Drに延びる翼本体32aと、この翼本体32aの径方向Drの外側の先端に設けられているシュラウド部32bとを有する。動翼32は、シュラウド部32bの径方向Drの外側を向く面が、蒸気流路13に面するケーシング1の内面と隙間を空けて対向するよう配置されている。
A plurality of
軸受部4は、ロータ3を軸線Ac回りに回転可能に支持している。軸受部4は、ロータ本体31の両端部にそれぞれ設けられたジャーナル軸受41と、ロータ本体31の一端側に設けられたスラスト軸受42と、を備えている。
The bearing
センサ5は、蒸気流路13内に飛び出るように配置されている。本実施形態のセンサ5は、ケーシング1の内面から径方向Drに内側に突出するように取り付けられている。センサ5は、蒸気流路13内の最も後段側に配置された動翼32に対応する位置に設けられている。センサ5は、蒸気タービン100の運転状況に関連する物理量を計測する。具体的には、本実施形態のセンサ5は、動翼32との距離を計測することで、ケーシング1の内面とシュラウド部32bとのクリアランスを検出する。センサ5は、図2に示すように、シュラウド部32bの径方向Drの外側を向く面までの距離を計測するセンサ本体51と、センサ本体51を内部に収容するセンサカバー6とを有する。
The
なお、センサ本体51は、本実施形態のように距離を計測する計測器に限定されるわけではなく、蒸気Sの物理量を検出する計測器であってもよい。例えば、センサ本体51は、公知の圧力センサや温度センサであってもよい。
The sensor
センサカバー6は、内部にセンサ本体51を収容可能とされている。センサカバー6は、蒸気流路13でケーシング1からロータ3の外周面に向かって、径方向Drに延びるカバー本体60を備える。カバー本体60は、蒸気流路13中の蒸気Sの流れに曝されるように配置されている。カバー本体60は、図3に示すように、径方向Drに延びる仮想線O1に沿って延びている。カバー本体60は、仮想線O1を中心とする有底筒状をなしている。カバー本体60は、ケーシング1に取り付けられている。カバー本体60は、底部分が蒸気流路13内に配置されるようにケーシング1から延びている。本実施形態のカバー本体60は、本体部61と、突出部62とを有する。
The
本体部61は、内部にセンサ本体51を収容する空間が形成されている。本体部61は、径方向Drと交差する断面において外側に向かって凸状をなして湾曲する凸曲面611を有する。本実施形態の本体部61は、仮想線O1を中心とする略円筒状をなしている。つまり、凸曲面611は、径方向Drと直交する周方向Dc断面において、仮想線O1を中心とする円弧状をなしている。本体部61は、仮想線O1の延びる一方(図3紙面上方)の端部がケーシング1の内面に固定されている。
The
なお、本体部61は、本実施形態のように仮想線O1を中心とする略円筒状をなしている構造に限定されるものではない。例えば、本体部61は、径方向Drと直交する周方向Dc断面において、凸曲面611が楕円弧状となるような筒状に形成されていてもよい。
The
突出部62は、本体部61から蒸気Sの流れ方向Dfの上流側に向かって次第に細くなるように突出している。本実施形態の突出部62は、本体部61と一体に形成されている。突出部62は、図4に示すように、周方向Dc断面が略三角形状をなすように先細りに形成されている。突出部62は、周方向Dc断面において、流れ方向Dfの上流側に面する凸曲面611の半分程度を覆うように形成されている。突出部62は、第一面621と、第二面622とを有する。
The protruding
ここで、蒸気Sの流れ方向Dfとは、蒸気流路13内のセンサ5が配置されている位置での蒸気Sの流通する方向である。本実施形態における蒸気Sの流れ方向Dfとは、ロータ3の回転する回転方向である。したがって、流れ方向Dfの上流側は、周方向Dcの一方側であって、ロータ3の回転方向の後方側である。また、流れ方向Dfの下流側は、周方向Dcの他方側であって、ロータ3の回転方向の前方側である。
Here, the flow direction Df of the steam S is the direction in which the steam S flows at the position where the
第一面621は、径方向Drと交差する断面において、凸曲面611から上流側に向かって延びている。ここで、カバー本体60の周方向Dc断面において、仮想線O1と直交して流れ方向Dfに延びる仮想の線を仮想中心線O2と称する。第一面621は、周方向Dc断面での仮想中心線O2に対して、流れ方向Dfと直交する方向の一方側(図4の紙面左側)に形成されている。第一面621は、周方向Dc断面において、上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように凸曲面611から延びている。つまり、第一面621は、流れ方向Dfに対して傾斜して設けられている。本実施形態の第一面621は、周方向Dc断面において、凸曲面611に対する接線をなすように、凸曲面611に接続された平面である。第一面621は、周方向Dc断面において、凸曲面611との接続部分と仮想線O1とを結ぶ線が仮想中心線O2に対して30°程度の角度となるように凸曲面611に接続されている。
The
第二面622は、径方向Drと交差する断面において、凸曲面611から上流側に向かって延びている。第二面622は、周方向Dc断面での仮想中心線O2に対して、流れ方向Dfと直交する方向の他方側(図4の紙面右側)に形成されている。第二面622は、第一面621と交差して接続されて角部623を形成している。第二面622は、仮想中心線O2上で第一面621と接続されている。本実施形態の第二面622は、仮想中心線O2を境界として第一面621と対称に形成された平面である。第二面622は、周方向Dc断面において、上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように延びている。つまり、第二面622は、流れ方向Dfに対して傾斜して設けられている。第二面622は、周方向Dc断面において、凸曲面611に対する接線をなすように、凸曲面611に接続されている。第二面622は、周方向Dc断面において、凸曲面611との接続部分と仮想線O1とを結ぶ線が仮想中心線O2に対して30°程度の角度となるように凸曲面611に接続されている。
The
角部623は、第一面621と第二面622との接続部分である。本実施形態の角部623は、周方向Dc断面において、本体部61よりも流れ方向Dfの上流側で仮想中心線O2上に形成されている。角部623は、周方向Dc断面での角度が鈍角をなしている。
The
上記のような蒸気タービン100では、センサ5は、蒸気Sが流通する蒸気流路13内に配置されている。この蒸気S中では、圧力低下とともに水滴(ドレン)が発生する。特に最後段付近では、蒸気流路13内の圧力が低下しているために、水滴が発生し易くなる。そのため、動翼32が回転することによって流れ方向Dfが周方向Dcに沿う方向とされて流通する蒸気S中の水滴が、センサ5に向かって流れてセンサカバー6に衝突する。
In the
ところが、上記のようなセンサカバー6を有するセンサ5によれば、上流側に向かって凸曲面611から延びる第一面621と第二面622とによって、角部623が本体部61から離れた位置で仮想中心線O2上に形成されている。そのため、上流側から流れてくる蒸気Sは、角部623からセンサカバー6に接触する。その結果、第一面621及び第二面622のような表面に対して垂直に蒸気Sを衝突させることなく、角部623によって第一面621及び第二面622のそれぞれに沿って蒸気Sを流通させることができる。第一面621及び第二面622のそれぞれに沿って流れた蒸気Sは、凸曲面611に対して傾斜して接触するため、凸曲面611に対しても垂直に衝突することなく本体部61の下流側まで流れる。その結果、センサカバー6の表面に衝突する水滴の量を低減させ、エロージョンを生じにくくすることができる。これにより、センサカバー6に対するエロージョンの影響を抑えることができる。
However, according to the
また、周方向Dc断面において、第一面621と第二面622とが凸曲面611に対して接線となるように接続されている。そのため、第一面621及び第二面622に沿って流れる蒸気Sは、凸曲面611に達した際に凸曲面611と衝突することなく、凸曲面611に沿って流れることができる。そのため、凸曲面611に衝突する水滴の量を低減させ、凸曲面611でのエロージョンをより生じにくくすることができる。
Further, in the cross section in the circumferential direction Dc, the
また、このようなセンサカバー6を有するセンサ5によれば、エロージョンによりセンサカバー6が欠けてセンサ本体51が蒸気Sに曝されてしまうことを抑えることができる。したがって、センサカバー6によってエロージョンの影響を抑えてセンサ5の長寿命化を図ることができる。
Further, according to the
また、最も後段側の動翼32の先端と対向する位置に配置されたセンサ5に対して、上記のようなセンサカバー6を用いている。そのため、蒸気流路13内で最も圧力が低く蒸気S中の水滴が最も多いエリアに配置されたセンサ5をエロージョンから保護することができる。
Further, the
また、このようなセンサ5を用いた蒸気タービン100によれば、センサ5の長寿命を図ることができ、センサ5の交換頻度を低減することができる。そのため、蒸気タービン100を停止させる頻度を低減し、効率的に運転することができる。
Further, according to the
《第二実施形態》
次に、図5を参照して第二実施形態のセンサカバーについて説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態のセンサカバー6Aは、突出部62Aの構成について第一実施形態と相違する。
<< Second embodiment >>
Next, the sensor cover of the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The
第二実施形態のカバー本体60Aの突出部62Aは、第一実施形態と同様に、本体部61から蒸気Sの流れ方向Dfの上流側に向かって次第に細くなるように突出している。突出部62Aでは、第一面621A及び第二面622Aは、図5に示すように、径方向Drと交差する断面において、内側に向かって凹状をなす曲面によって形成されている。第二実施形態の突出部62Aでは、流れ方向Dfの上流側に向かうにしたがって、第一面621Aと第二面622Aとがなす角度が小さくなるように、第一面621Aと第二面622Aとが湾曲している。突出部62Aは、第一実施形態と同様に、流れ方向Dfの上流側に面する凸曲面611の半分程度を覆うように形成されている。
The projecting
第二実施形態の第一面621Aは、周方向Dc断面において、流れ方向Dfの上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように凹む凹曲面である。第一面621Aは、凸曲面611に対して第一実施形態と同じ位置から上流側に向かって延びている。
The
第二実施形態の第二面622Aは、周方向Dc断面において、流れ方向Dfの上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように凹む凹曲面である。第二面622Aは、仮想中心線O2上で第一面621Aと接続されている。第二実施形態の第二面622Aは、第一実施形態よりも凸曲面611から上流側に離れた位置で第一面621Aと接続されている。第二面622Aは、仮想中心線O2を境界として第一面621Aと対称に形成された凹曲面である。第二面622Aは、凸曲面611に対して第一実施形態と同じ位置から上流側に向かって延びている。
The
第二実施形態の角部623Aは、第一実施形態の角部623Aよりも小さな角度(例えば、鋭角)で形成されている。角部623Aは、第一実施形態の角部623Aよりも仮想中心線O2上の上流側に位置している。
The
第二実施形態のセンサカバー6Aによれば、第一面621Aと第二面622Aとが凹曲面として形成されていることで、第一面621A及び第二面622Aに沿って流れる蒸気Sの流れる方向を緩やかに変えることができる。これにより、第一面621A及び第二面622Aに対して蒸気S中の水滴をより衝突し難くさせることができる。したがって、センサカバー6Aに対するエロージョンの影響をより抑えることができる。
According to the
また、角部623Aが鋭角のように小さい角度で形成されることで、上流側から流れてくる蒸気Sを第一面621A及び第二面622Aに衝突させることなく、それぞれに沿って流れやすくすることができる。したがって、センサカバー6Aに対するエロージョンの影響をより一層抑えることができる。
Further, since the
《第三実施形態》
次に、図6から図8を参照して第三実施形態のセンサカバーについて説明する。
第三実施形態においては第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第三実施形態のセンサカバー6Bは、突出部62Bの構成について第一実施形態及び第二実施形態と相違する。
<< Third Embodiment >>
Next, the sensor cover of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
In the third embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The
第三実施形態のカバー本体60Bの突出部62Bでは、図6に示すように、ケーシング1から離れるにしたがって角部623Bのなす角度が小さくなっている。具体的には、第二実施形態の突出部62Bは、ケーシング1に近い径方向Drの外側と、シュラウド部32bに近い径方向Drの内側とで、本体部61から上流側への突出量が異なっている。具体的には、突出部62Bは、径方向Drの外側から径方向Drの内側に向かって延びるにしたがって、上流側に向かって突出している。突出部62Bは、第一実施形態と同様に、本体部61から蒸気Sの流れ方向Dfの上流側に向かって次第に細くなるように突出している。突出部62Bは、流れ方向Dfの上流側に面する凸曲面611の半分程度を覆うように形成されている。
In the protruding
第三実施形態の第一面621Bは、周方向Dc断面において、上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように延びている。第一面621Bは、周方向Dc断面において、凸曲面611に接続された平面である。第一面621Bは、図7及び図8に示すように、ケーシング1から離れるように径方向Drに延びるにしたがって、周方向Dc断面での仮想中心線O2に対する角度が小さくなるように傾斜している。つまり、第一面621Bは、ケーシング1からシュラウド部32bに近づくにしたがって、上流側に向かって延びるように形成されている。ケーシング1に近い位置の第一面621Bは、周方向Dc断面において、凸曲面611との接続部分と仮想線O1とを結ぶ線が仮想中心線O2に対して30°程度の角度となるように凸曲面611に接続されている。この角度がケーシング1から離れるにしたがって大きくなるように、第一面621Bは凸曲面611に接続されている。
In the circumferential direction Dc cross section, the
第三実施形態の第二面622Bは、周方向Dc断面において、上流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように延びている。第二面622Bは、ケーシング1から離れるように径方向Drに延びるにしたがって、周方向Dc断面での仮想中心線O2に対する角度が小さくなるように傾斜している。つまり、第二面622Bは、ケーシング1からシュラウド部32bに近づくにしたがって、上流側に向かって延びるように形成されている。第二面622Bは、仮想中心線O2上で第一面621Bと接続されている。第二面622Bは、仮想中心線O2を境界として第一面621Bと対称に形成された平面である。ケーシング1に近い位置の第二面622Bは、周方向Dc断面において、凸曲面611との接続部分と仮想線O1とを結ぶ線が仮想中心線O2に対して30°程度の角度となるように凸曲面611に接続されている。この角度がケーシング1から離れるにしたがって大きくなるように、第二面622Bは凸曲面611に接続されている。
In the circumferential direction Dc cross section, the
角部623Bは、ケーシング1から離れるにしたがって、本体部61から離れるように仮想中心線O2上の上流側に位置するように形成されている。つまり、角部623Bは、周方向Dc断面での角度がケーシング1からシュラウド部32bに近づくにしたがって小さくなるように形成されている。
The
第三実施形態のセンサカバー6Bによれば、径方向Drの内側に向かうにしたがって角部623Bの角度が小さく形成されている。そのため、ケーシング1から離れており、蒸気Sに曝されやすい突出部62Bの径方向Drの内側の領域に対して、上流側から流れてくる蒸気Sを第一面621B及び第二面622Bに衝突させることなく、それぞれに沿って流れやすくすることができる。したがって、エロージョンの影響を受け易い部分に対して、重点的にエロージョン対策を施すことができる。したがって、センサカバー6Bに対するエロージョンの影響を効果的に抑えることができる。
According to the
《第四実施形態》
次に、図9を参照して第四実施形態のセンサカバーについて説明する。
第四実施形態においては第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第四実施形態のセンサカバー6Cは、ケーシング1に対して回転可能とされ、下流突出部7を有する点で第一実施形態と相違する。
<< Fourth Embodiment >>
Next, the sensor cover of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, the same components as those in the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The
第一実施形態のセンサカバー6Cのカバー本体60Cは、ケーシング1に対して仮想線O1周りに回転可能に支持されている。本実施形態のカバー本体60Cは、内部にセンサ本体51を収容した状態でケーシング1及びセンサ本体51に対して回転可能とされている。カバー本体60Cは、本体部61Cと、突出部62と、下流突出部7を有する。
The cover
本体部61Cは、センサ5を内部に収容している。本体部61Cは、ケーシング1の内面に対して仮想線O1回りに回転可能とされている。第四実施形態の本体部61Cは、図9に示すように、第一実施形態の本体部61と同じ形状をなしている。
The
第四実施形態の突出部62は、本体部61Cと一体に形成されている。突出部62は、第一実施形態の突出部と同じ構成を有している。
The
下流突出部7は、径方向Drと交差する断面において、本体部61Cから蒸気Sの流れ方向Dfの下流側に向かって突出している。下流突出部7は、流れ方向Dfへの突出量が突出部62よりも大きく形成されている。本実施形態の下流突出部7は、周方向Dc断面において、本体部61Cに対して突出部62と反対側で仮想中心線O2に沿って突出している。下流突出部7は、板状をなして本体部61Cから突出している。つまり、下流突出部7は、周方向Dc断面において、仮想中心線O2を中心とする矩形状をなしている。下流突出部7の本体部61Cから下流側への突出量は、突出部62の本体部61Cから上流側への突出量よりも大きく形成されている。
The downstream projecting
第四実施形態のセンサカバー6Cによれば、本体部61Cが仮想線O1回りに回転可能にケーシング1に対して支持されていることで、蒸気Sの流れを受けて回転することができる。加えて、下流突出部7が突出部62よりも突出して形成されていることで、蒸気Sの流れを受けた際に、下流突出部7を下流側に向けることができる。したがって、蒸気Sの流れ方向Dfが不明であったり、蒸気Sの流れが変化する場合であったりしても、下流突出部7が蒸気Sを受けてカバー本体60Cを回転させることで、突出部62を上流側に向けることができる。これにより、蒸気流路13内の蒸気Sの流れ方向Dfによらず、突出部62を流れ方向Dfの上流側に高い精度で向けることができる。そのため、センサカバー6Cに対するエロージョンの影響を高い精度で抑えることができる。
According to the
《第五実施形態》
次に、図10を参照して第五実施形態のセンサカバーについて説明する。
第五実施形態においては第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第五実施形態のセンサカバー6Dは、下流突出部7Dについて第四実施形態と相違する。
<< Fifth Embodiment >>
Next, the sensor cover of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, the same components as those in the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The
第五実施形態のカバー本体60Dの下流突出部7Dは、本体部61から下流側に向かって次第に細くなるように突出している。下流突出部7Dは、本体部61と一体に形成されている。下流突出部7Dは、周方向Dc断面が略三角形状をなすように先細りに形成されている。下流突出部7Dは、流れ方向Dfの下流側に面する凸曲面611の半分程度を覆うように形成されている。下流突出部7Dの本体部61から下流側への突出量は、第四実施形態と同様に、突出部62の本体部61から上流側への突出量よりも大きく形成されている。突出部62は、第三面73と、第四面74とを有する。
The downstream projecting
第三面73は、径方向Drと交差する断面において、凸曲面611から下流側に向かって延びている。第三面73は、周方向Dc断面において、仮想中心線O2に対して流れ方向Dfと直交する方向の一方側(図10の紙面左側)に形成されている。第三面73は、周方向Dc断面において、下流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように凸曲面611から延びている。つまり、第三面73は、流れ方向Dfに対して傾斜して設けられている。第三面73は、周方向Dc断面において、凸曲面611に対する接線をなすように、凸曲面611に接続された平面である。
The
第四面74は、径方向Drと交差する断面において、凸曲面611から下流側に向かって延びている。第四面74は、周方向Dc断面において、仮想中心線O2に対して流れ方向Dfと直交する方向の他方側(図10の紙面右側)に形成されている。第四面74は、第三面73と交差して接続されて下流側角部75を形成している。第四面74は、仮想中心線O2上で第三面73と接続されている。本実施形態の第四面74は、仮想中心線O2を境界として第三面73と対称に形成された平面である。第四面74は、周方向Dc断面において、下流側に向かうにしたがって仮想中心線O2に近づくように延びている。つまり、第四面74は、流れ方向Dfに対して傾斜して設けられている。第四面74は、周方向Dc断面において、凸曲面611に対する接線をなすように、凸曲面611に接続されている。
The
下流側角部75は、第三面73と第四面74との接続部分である。本実施形態の下流側角部75は、周方向Dc断面において、本体部61よりも流れ方向Dfの下流側で、仮想中心線O2上に形成されている。下流側角部75は、周方向Dc断面での角度が上流側の角部623の角度よりも小さな鈍角をなしている。
The
第五実施形態のセンサカバー6Dによれば、下流突出部7Dで蒸気Sを受けても、蒸気Sの流れを乱すことなくカバー本体60Dの下流側に蒸気Sを送ることができる。したがって、カバー本体60Dを回転させる際のロスを抑えて、カバー本体60Dを蒸気Sの流れ方向Dfに合わせて回転させることができる。
According to the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, each configuration and the combination thereof in each of the embodiments are examples, and addition and omission of the configurations are included without departing from the spirit of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Also, the invention is not limited to the embodiments, but only by the claims.
なお、センサ5は、本実施形態の様に最も後段側のみに配置されることに限定されるものではない。例えば、センサ5は、最も前段側に配置されていてもよい、蒸気流路13に対して軸方向Daに離れて複数配置されていてもよい。
It should be noted that the
100…蒸気タービン S…蒸気 Ac…軸線 Da…軸方向 Dc…周方向 Dr…径方向 1…ケーシング 11…蒸気入口 12…蒸気出口 13…蒸気流路 2…静翼 3…ロータ 31…ロータ本体 32…動翼 32a…翼本体 32b…シュラウド部 4…軸受部 41…ジャーナル軸受 42…スラスト軸受 5…センサ 51…センサ本体 6、6A、6B、6C、6D…センサカバー 60、60A、60B、60C、60D…カバー本体 O1…仮想線 61、61C…本体部 611…凸曲面 62、62A、62B…突出部 Df…流れ方向 O2…仮想中心線 621、621A、621B…第一面 622、622A、622B…第二面 623、623A、623B…角部 7、7D…下流突出部 73…第三面 74…第四面 75…下流側角部
100 ... Steam turbine S ... Steam Ac ... Axial line Da ... Axial direction Dc ... Circumferential direction Dr ... Radial direction 1 ... Casing 11 ...
Claims (7)
前記蒸気流路で前記ケーシングから前記ロータの外周面に向かって、前記軸線を中心とする径方向に延びるカバー本体を備え、
該カバー本体は、
前記径方向と交差する断面において外側に向かって凸状をなして湾曲する凸曲面を有する本体部と、
前記本体部から前記蒸気の流れ方向の上流側に向かって次第に細くなるように突出する突出部と、を備え、
前記突出部は、前記径方向と交差する断面において、前記凸曲面から前記上流側に向かって延びる第一面と、前記凸曲面から前記上流側に向かって延び、前記第一面と交差して角部を形成する第二面とを有し、
前記カバー本体は、
前記ケーシングに対して前記径方向に延びる仮想線周りに回転可能に支持され、
前記径方向と交差する断面において、前記本体部から前記蒸気の流れ方向の下流側に向かって突出し、前記流れ方向への突出量が前記突出部よりも大きな下流突出部を有するセンサカバー。 A sensor cover for a sensor in a steam turbine, comprising: a rotor that rotates about an axis; and a casing that surrounds the rotor from the outer peripheral side and that defines a steam flow path through which steam flows between the rotor and the rotor. ,
From the casing in the steam flow path toward the outer peripheral surface of the rotor, a cover main body extending in a radial direction around the axis is provided,
The cover body is
A main body portion having a convex curved surface that is convex and curved outward in a cross section that intersects the radial direction;
A projecting portion projecting from the main body portion toward the upstream side in the flow direction of the steam so as to become gradually thinner,
In the cross section that intersects the radial direction, the protrusion extends from the convex curved surface toward the upstream side, and from the convex curved surface toward the upstream side, and intersects the first surface. possess a second surface forming the corner,
The cover body is
The casing is rotatably supported around an imaginary line extending in the radial direction,
A sensor cover that has a downstream protrusion that protrudes from the main body toward the downstream side in the flow direction of the steam and that has a larger protrusion amount in the flow direction than the protrusion in a cross section that intersects the radial direction .
前記ロータを外周側から囲うとともに、前記ロータとの間で蒸気が流通する蒸気流路を画成するケーシングと、
請求項6に記載のセンサと、を備える蒸気タービン。 A rotor that rotates around the axis,
While enclosing the rotor from the outer peripheral side, a casing that defines a steam flow path through which steam flows between the rotor and the rotor,
A steam turbine comprising: the sensor according to claim 6 .
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