JP7362512B2 - タービン排気室及びタービン - Google Patents
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Description
すなわち、本開示の一態様に係るタービン排気室は、ケーシングと、該ケーシングの内部に設けられ、タービン動翼を通過した流体が流れ込む排気流路を前記ケーシングと共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーンと、を備え、前記ベアリングコーンの前記排気流路側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝が円周方向に亘って形成されている。
図1に示すように、タービン1は、例えば軸流タービンとされ、タービン動翼12が取り付けられたタービンロータ10と、タービンロータ10の一部を包囲するケーシング30と、ケーシング30と共に排気流路21を画定するベアリングコーン40と、を備えている。
ベアリングコーン40は、上述の通り、ケーシング30と共に排気流路21を画定する部材であり、タービン動翼12に隣接して配置されている。
凹溝50は、ベアリングコーン40の表面が半径方向内側に所定の深さを持って窪むように、かつ、ベアリングコーン40の周方向に亘って形成された溝である。
凹溝50は、ベアリングコーン40の軸線方向において、一部の区間にのみ形成されている。図1の場合、凹溝50は、ベアリングコーン40の軸線方向において、ベアリングコーン40の終端42から約1/3程度の一部区間にのみ形成されている。
[凹溝50の始端51について]
図3に示すように、凹溝50は、ベアリングコーン40の軸線方向において、ベアリングコーン40の始端41から凹溝50の始端51までの距離をH、ベアリングコーン40の始端41から終端42までの距離(排気室長)をLとしたとき、0.1≦H/L≦0.9とされていることが好ましい。
また、凹溝50の始端51とは、タービン動翼12から流出した直後の蒸気流れの方向の上流側に位置している端部であり、ベアリングコーン40のうち凹溝50が形成されている部分と形成されていない部分(本来のベアリングコーン40)との境界に位置している端部である。
ここで言う通常のタービンとは、例えばアスターンタービンのようにタービンロータが逆回転可能なタービンではなく、所定の方向にのみ回転するようなタービンのことである。
図3に示すように、ベアリングコーン40の半径方向において、凹溝50の底面53のうち最も内側に位置する部分が、ベアリングコーン40の始端41よりも外側に位置していることが好ましい。
また、タービン動翼12からベアリングコーン40に沿って流れて凹溝50に流入する蒸気を考えたとき、凹溝50が深すぎると、始端41近傍の凹溝50で淀みが発生しやすくなる。淀みが発生すると、ケーシング30の側壁31に衝突してはね返り凹溝50に導かれた蒸気と干渉してしまい損失が発生する可能性がある。そこで、凹溝50の深さを定めておくことで淀みの発生を抑制することができる。
また、凹溝50が深すぎると、タービン1を構成する他の部材(図示せず)に干渉するおそれがあり設計の難度が上がってしまう可能性がある。
図5に示すように、凹溝50の始端51に接続された凹溝50の面54は、ベアリングコーン40の延長面45に対して所定の角度θを成していることが好ましい。
図1等に示した凹溝50の深さは、全周方向に亘って一定の深さである必要はなく、例えば図6及び図7に示すように、円周方向において分布があってもよい。
ここで、図6は、ベアリングコーン40を軸線方向から見たときの凹溝50の深さ分布を示した図である。図7は、凹溝50の深さ分布を周方向に沿って0°から360°まで展開したグラフである。
また、排気流路21を流れる蒸気は、鉛直方向下方に位置する箇所で最小の流量となる。なぜなら、復水器が鉛直方向下方に設置されているので、当該箇所に流れ込んだ蒸気は復水器にそのまま導かれるだけだからである。
凹溝50が円周方向に亘って形成されているので、ベアリングコーン40に沿って逆流しようとする蒸気を凹溝50に導いて留めることで、蒸気の逆流を低減できる。また、凹溝50は、タービン動翼12に隣接するベアリングコーン40に形成されているので、タービン動翼12近傍における蒸気の逆流を効果的に低減できる。これによって、タービン動翼12からの蒸気が流れ込む排気流路21の有効断面積の減少を抑制して、タービン排気室20の性能の低下を抑制できる。
しかし、本実施形態のように、半径方向内側に窪んだ凹溝50であれば主流蒸気の妨げになりにくいので、排気流路21の有効断面積の減少を抑制できる。
本態様に係るタービン排気室(20)は、ケーシング(30)と、該ケーシング(30)の内部に設けられ、タービン動翼(12)を通過した流体が流れ込む排気流路21を前記ケーシング(30)と共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーン(40)と、を備え、前記ベアリングコーン(40)の前記排気流路21側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝(50)が円周方向に亘って形成されている。
ここで言う流体とは、例えば蒸気である。
ここで言うタービン(1)は、例えばアスターンタービンである。
10 タービンロータ
12 タービン動翼
20,20B タービン排気室
21 排気流路
30 ケーシング
40 ベアリングコーン
41 始端
42 終端
45 延長面
50 凹溝
51 始端
53 底面
54 面
Claims (13)
- ケーシングと、
該ケーシングの内部に設けられ、タービン動翼を通過した流体が流れ込む排気流路を前記ケーシングと共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーンと、
を備え、
前記ベアリングコーンの前記排気流路側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝が円周方向に亘って形成され、
前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における終端を含んでいるタービン排気室。 - 前記ベアリングコーンの前記軸線方向において、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端から前記凹溝の前記流体流れ方向における始端までの距離をH、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端から終端までの距離をLとしたとき、0.1≦H/L≦0.9とされている請求項1に記載のタービン排気室。
- 前記ベアリングコーンの前記半径方向において、前記凹溝のうち最も内側に位置する部分は、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端よりも外側に位置している請求項1又は2に記載のタービン排気室。
- 前記凹溝の前記流体流れ方向における始端を頂点として、前記凹溝の前記流体流れ方向における始端に接続された前記凹溝の面と前記凹溝の前記流体流れ方向における始端から延長された前記ベアリングコーンの面とがなす角度をθとしたとき、20°≦θ≦150°とされている請求項1から3のいずれかに記載のタービン排気室。
- 前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記円周方向において深さに分布を持っている請求項1から4のいずれかに記載のタービン排気室。
- 前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記軸線に対して180°対称となる二箇所が最も深くされている請求項5に記載のタービン排気室。
- 前記二箇所は、互いに水平方向に位置している請求項6に記載のタービン排気室。
- 前記凹溝は、鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている請求項5から7のいずれかに記載のタービン排気室。
- 前記凹溝は、鉛直方向に対応する二箇所の深さがゼロとされている請求項8に記載のタービン排気室。
- 請求項1から9のいずれかに記載のタービン排気室と、
前記タービン動翼が設けられたタービンロータと、
を備えているタービン。 - 復水器を備え、
該復水器は、前記タービン排気室の鉛直方向下方に設置され、
前記凹溝は、互いに水平方向に位置する二箇所が最も深くされているとともに前記鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている請求項10に記載のタービン。 - 前記タービンロータは、所定の方向にのみ回転する請求項10又は11に記載のタービン。
- 前記タービンロータは、いずれの方向にも回転する請求項10又は11に記載のタービン。
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JP7362512B2 true JP7362512B2 (ja) | 2023-10-17 |
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Family Applications (1)
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JP2020032261A Active JP7362512B2 (ja) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | タービン排気室及びタービン |
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JP (1) | JP7362512B2 (ja) |
WO (1) | WO2021172035A1 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006083801A (ja) | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン低圧排気室 |
Family Cites Families (4)
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JPS5225002U (ja) * | 1975-08-12 | 1977-02-22 | ||
JPS612241Y2 (ja) * | 1980-06-30 | 1986-01-24 | ||
US6419448B1 (en) * | 2000-03-20 | 2002-07-16 | Jerzy A. Owczarek | Flow by-pass system for use in steam turbine exhaust hoods |
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2020
- 2020-02-27 JP JP2020032261A patent/JP7362512B2/ja active Active
-
2021
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Patent Citations (1)
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JP2006083801A (ja) | 2004-09-17 | 2006-03-30 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン低圧排気室 |
Also Published As
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