JPH04284103A - 回転機械の静翼構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湿り蒸気雰囲気中で作
動する蒸気タービンのような、液滴を含む気液二相流中
で作動する回転機械に係り、湿り蒸気中の液滴によって
発生する動翼のエロージョンを防止するための静翼の構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿り蒸気雰囲気中で作動する蒸気タービ
ンでは、湿り蒸気中の液滴が静翼に付着しこれをそのま
まにしておくと、その静翼の後に位置している動翼にエ
ロージョンが発生するので、これを防止するために静翼
に付着した液滴を除去する必要がある。

【０００３】図３および図４は、低圧蒸気タービンの最
終段の静翼に設けた従来のドレン除去機構を示したもの
で、図３は低圧蒸気タービンの最終段の部分的な断面図
であり、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 これらの図で、１はロータであり２は動翼である。動翼
２の前には静翼３が位置している。静翼３の腹面４側に
は溝５が形成されていて、この溝５は排出孔６に連絡し
ている。

【０００４】静翼３の表面には、タービンの運転中に液
滴が付着して水膜７が形成され、この水膜７は静翼３の
表面上を流下して溝５に捕獲される。そして、この溝５
に捕獲された水膜７は、蒸気抗力の半径方向成分によっ
て、溝５の中をドレンとなって外周側へ移動し、その後
排出孔６を通して、図示していない復水器などへ排出さ
れる。このようにして、静翼３の後に位置している動翼
２のエロージョンの発生を防止するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、溝５に捕獲
されたドレンが、排出孔６を通して外部へ排出されるの
は、少なくとも静翼３の上半部では、排出孔６の出入口
差圧が重力の影響に打勝つ分だけであり、全てのドレン
を排出することができないという問題があった。また、
一般的に排出孔６の出入口差圧はとり難く、特に最終低
圧段ではとり難いため、本来仕事をする能力をもってい
る駆動蒸気がドレンと一緒に排出されてしまい、タービ
ンの性能を低下させるという問題もあった。本発明は、
このような問題を解決して、有効蒸気の排出を伴わずに
、静翼３の表面上を流下するドレンを除去して、静翼３
の後に位置している動翼２のエロージョンを防止するこ
とを目的としてなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、エロージョ
ンの発生する動翼の前に位置する静翼の腹面または背面
の一方の面あるいは両面に溝を形成し、この溝の底部に
電気的絶縁体を介して圧電素子を接合した振動子を設け
たものである。

【０００７】

【作　　用】上記の手段によると、圧電素子に交流電圧
を印加することにより、圧電素子に接合された振動子が
高周波の弾性固有振動数で共振し、溝で捕獲されたドレ
ンを微粒化させて蒸発させることができる。従って、有
効蒸気の排出を伴うことなく、静翼の後に位置している
動翼のエロージョンを防止するとともに、タービンの性
能を向上することができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明に係る回転機械の静翼構造の一実
施例を、図１および図２を参照して詳細に説明する。な
おこれらの図において、図３および図４と同一部分には
同一符号を付して示してあるので、その部分の説明は省
略する。

【０００９】図１は、低圧蒸気タービンの最終段の静翼
の断面図であって、従来のドレン除去機構を示した図４
に相当する図である。また図２は、図１のＢ−Ｂ線に沿
った断面図である。これらの図に示されているように本
発明にあっては、湿り蒸気雰囲気中で作動する蒸気ター
ビンのような、液滴を含む気液二相流中で作動する回転
機械において、エロージョンの発生する動翼２の前に位
置する静翼３の両面すなわち腹面４および背面８に溝１
０を形成し、この溝１０の底部にゴムパッキンのような
電気的絶縁体１１を介して振動子１２を保持し、組立用
Ｏリング１３で固定する。そして、振動子１２の内側面
には圧電素子１４が接合して設けてあり、圧電素子１４
には交流電圧が供給されるように、電源回路１５が接続
されている。１６は交流電圧を供給するための電線であ
る。

【００１０】このように構成された本発明において、電
源回路１５から圧電素子１４に印加する交流電圧の周波
数を変化させていくと、圧電素子１４に接合してある振
動子１２の形状によって決まる弾性固有振動数で、振動
子１２が共振する。この場合、振動子１２はその面の大
きさに比較して厚みが薄いため、図２に符号１７で示す
ように厚み方向の共振を起こすことになる。そしてこの
振動により、溝１０の中に捕獲されたドレンが、微粒化
されるとともに一部が蒸発される。そのため、蒸気によ
る水滴の加速性がよくなる。

【００１１】なお、本発明は上述の一実施例に限定され
ることなく要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施
できることは言うまでもない。例えば溝１０を静翼３の
両面に形成した例について説明したが、溝１０が腹面４
または背面８のいずれか一方の面に形成されていて、そ
の溝１０に圧電素子１４を接合した振動子１２が設けら
れているものでもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、溝
１０に捕獲されたドレンを、圧電素子１４に接合した振
動子１２の振動によって、微粒化するとともに一部を蒸
発させるので、蒸気による水滴の加速性がよくなり、静
翼３の後に位置する動翼２のエロージョンを防止するこ
とができる。また、溝１０に捕獲されたドレンを外部へ
排出させなくてよく、従来のような排出孔を設ける必要
がないので、有効蒸気の漏洩が防止でき、タービンの性
能を向上させることができるなど、極めて効果の大な回
転機械の静翼構造が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドレン除去機構を設けた低圧蒸気
タービンの最終段の静翼の断面図である。

【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

【図３】従来の低圧蒸気タービンの最終段の部分的な断
面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【符号の説明】

３　　　　静翼 ４　　　　静翼の腹面 ８　　　　静翼の背面 １０　　　　溝 １１　　　　電気的絶縁体 １２　　　　振動子 １４　　　　圧電素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エロージョンの発生する動翼の前に位置す
   る静翼の腹面または背面の一方の面あるいは両面に溝を
   形成し、この溝の底部に電気的絶縁体を介して圧電素子
   を接合した振動子を設けて成る回転機械の静翼構造。