JPH10141003A - Nozzle flow straightening device for axial flow turbine stage - Google Patents

Nozzle flow straightening device for axial flow turbine stage

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JPH10141003A
JPH10141003A JP29597796A JP29597796A JPH10141003A JP H10141003 A JPH10141003 A JP H10141003A JP 29597796 A JP29597796 A JP 29597796A JP 29597796 A JP29597796 A JP 29597796A JP H10141003 A JPH10141003 A JP H10141003A
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JP
Japan
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nozzle
flow
flow path
inlet
inner ring
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JP29597796A
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Japanese (ja)
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Minoru Matsuda
實 松田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle flow straightening device to smoothly guide working fluid at an axial flow turbine nozzle part to a turbine stage without the occurrence of an unstable flow and an eddy current. SOLUTION: This nozzle flow straightening device of an axial flow turbine stage is constituted such that a nozzle outer ring flow passage wall inlet part 11 is inclined, the portion, ranging from the inlet part of a nozzle 13 to the outlet part thereof, of the nozzle outer ring flow passage wall 11 is formed in a curved surface state, and a throttle flow passage 56 comprises a nozzle outer peripheral wall 50 formed such that the portion, ranging from the inlet part of a nozzle 13 to the outlet part thereof, of a nozzle outer ring flow passage wall 11 is formed in a curve state and the height of the nozzle 13 is decreased; and a nozzle inner peripheral wall 54 formed such that a portion ranging from a nozzle inner ring central part to a nozzle inlet part is formed in a curve state having a recessed part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火力タービン等の
軸流タービンに関し、詳しくは、車室の外部または上流
段落から供給された作動流体を円滑にタービン段落内に
導き、ノズル流路入口部の周方向の不安定な流れを低減
し、タービン効率を改善した軸流タービン段落のノズル
整流装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial flow turbine such as a thermal power turbine, and more particularly, to a working fluid supplied from the outside of a vehicle compartment or from an upstream stage to a turbine stage. The present invention relates to a nozzle straightening device for an axial flow turbine stage, which reduces the unstable flow in the circumferential direction of the turbine and improves the turbine efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、軸流型回転機械において、その
作動流体の流路では、作動流体が静止しているノズルか
らロータ側に向けて噴出されて、ロータが回転してい
る。タービンの場合には、ノズルにより圧力の高い上流
から圧力の低い下流へ作動流体が膨張され、熱エネルギ
が速度エネルギに変換されている。一方、羽根は、ノズ
ルからの速度エネルギにより回転されそのエネルギが動
力として取り出されている。また、蒸気タービンの場合
には、流体の条件に応じて、材質,サイズ,製造方式等
によって車室が高圧用,中圧用および低圧用に分類され
ている。それら車室は蒸気管で連通されており、各車室
の入口部から段落入口を通る作動流体は円滑に流されて
段落内で有効なエネルギに変換される必要がある。
2. Description of the Related Art In general, in an axial flow type rotary machine, in a flow path of a working fluid, a working fluid is ejected from a stationary nozzle toward a rotor, and the rotor rotates. In the case of a turbine, a working fluid is expanded from a high pressure upstream to a low pressure downstream by a nozzle, and heat energy is converted into velocity energy. On the other hand, the blades are rotated by the velocity energy from the nozzle, and the energy is taken out as power. Further, in the case of a steam turbine, the vehicle compartment is classified into a high-pressure chamber, a medium-pressure chamber, and a low-pressure chamber according to the material, size, manufacturing method, and the like according to the condition of the fluid. The cabin is communicated with the steam pipe, and the working fluid passing from the entrance of each cabin through the paragraph entrance needs to flow smoothly and be converted into effective energy in the paragraph.

【0003】図10は、軸流タービンにおいて、従来か
ら採用されている複流型ノズルを有する入口流路形状と
段落を示す断面図である。なお、図10(a)は、軸流
タービンの縦断面図、図10(b)は図10(a)のA
−A矢視断面図、図10(c)は、図10(a)のB部
拡大縦断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the shape and paragraphs of an inlet flow path having a double-flow nozzle conventionally employed in an axial flow turbine. 10 (a) is a longitudinal sectional view of the axial turbine, and FIG. 10 (b) is a sectional view of A in FIG. 10 (a).
FIG. 10 (c) is an enlarged vertical sectional view of a portion B in FIG. 10 (a).

【0004】この図10に示すように、タービン段落に
おいてタービン外車室1の径方向内側に、内車室2が設
けられており、外車室1側から内車室2側まで絞りダク
ト9が設けられている。この絞りダクト9を介して作動
流体が内車室2側へ供給され、内車室2の入口部で二分
されて内車室2内を周方向に導かれる。さらに、図10
(c)に示すように、内車室2の径方向内側にノズル外
輪3が設けられており、ノズル外輪3の径方向内側に、
ノズル内輪4が設けられている。そのノズル外輪3とノ
ズル内輪4との間にノズル5が形成されている。
As shown in FIG. 10, in a turbine stage, an inner casing 2 is provided radially inside the outer casing 1 of the turbine, and a throttle duct 9 is provided from the outer casing 1 side to the inner casing 2 side. Have been. The working fluid is supplied to the inner casing 2 via the throttle duct 9, is divided into two at the entrance of the inner casing 2, and is guided in the inner casing 2 in the circumferential direction. Further, FIG.
As shown in (c), a nozzle outer ring 3 is provided on the radially inner side of the inner casing 2, and on the radial inner side of the nozzle outer ring 3,
A nozzle inner ring 4 is provided. The nozzle 5 is formed between the nozzle outer ring 3 and the nozzle inner ring 4.

【0005】一方、内車室2の中心に、ロータ6が回転
自在に設けられており、このロータ6の径方向外側に、
ホイール7が設けられており、このホイール7の先端に
羽根8が設けられている。これにより、絞りダクト9か
ら供給された作動流体は、ノズル5を介して羽根8に噴
出され、その結果、ホイール7およびロータ6が回転す
る。
[0005] On the other hand, a rotor 6 is rotatably provided at the center of the inner casing 2.
A wheel 7 is provided, and a blade 8 is provided at a tip of the wheel 7. Thereby, the working fluid supplied from the throttle duct 9 is jetted to the blade 8 via the nozzle 5, and as a result, the wheel 7 and the rotor 6 rotate.

【0006】ところで、作動流体は絞りダクト9を介し
て内車室2内に供給されているが、図10のような複流
型ノズルを有した軸流タービンにおいては、絞りダクト
を介して供給された作動流体が図10(b)に矢印aで
示すように流れ、内車室2の上部で矢印bで示すように
分流し、内車室2内を周方向に回り込んだ後、図10
(c)に矢印cで示すようにノズル5から羽根8に導か
れる。
By the way, the working fluid is supplied into the inner casing 2 through a throttle duct 9, but in an axial turbine having a double-flow nozzle as shown in FIG. 10, it is supplied through a throttle duct. The working fluid flows as shown by an arrow a in FIG. 10 (b), divides as shown by an arrow b above the inner casing 2, and circulates in the inner casing 2 in the circumferential direction.
As shown by an arrow c in FIG.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図10に示すような従
来の流路構造にあっては流体が内車室2内の流路では必
ずしも全周均一に流体が配分されないため、ノズル5へ
流入する際、不均一な不安定流れとなっている。また、
ノズル入口部の外周壁においては、流体が急に流れの方
向を変えてノズルに導かれるため剥離流れが発生する。
この原因を図11を参照して説明する。
In the conventional flow path structure shown in FIG. 10, the fluid flows into the nozzle 5 because the fluid is not always uniformly distributed in the flow path in the inner casing 2 around the entire circumference. In this case, the flow becomes uneven and unstable. Also,
On the outer peripheral wall of the nozzle inlet, the fluid suddenly changes its flow direction and is guided to the nozzle, so that a separation flow occurs.
The cause will be described with reference to FIG.

【0008】図11は真上(図10(b)におけるθ=
90°の位置。以下角度表示は図10(b)に準じるも
のとする。)の流路を示しており、絞りダクトから供給
されてた流体が急に流れの方向を変えて直接ノズル5の
流路内に進入するため、ノズル5の翼長先端において、
矢印dで示すように大きな剥離が発生し易い。このよう
な不安定な剥離流れは、下流にある羽根8に悪影響を及
ぼすおそれがある。
FIG. 11 is a view directly above (θ = in FIG. 10B).
90 ° position. Hereinafter, the angle display is based on FIG. ) Shows the flow path, and the fluid supplied from the throttle duct changes the direction of the flow rapidly and directly enters the flow path of the nozzle 5.
As shown by arrow d, large peeling is likely to occur. Such an unstable separation flow may adversely affect the downstream blade 8.

【0009】図12は、従来技術におけるノズル流路の
周方向流量分布(図12(a))と周方向の各部位にお
ける損失(図12(b))を示している。流量分布は、
平均流量に対し真上(θ=90°)と真下(θ=270
°)との流量が大きく変動するため、周方向の各部位で
不均一な定常流れが生起されている。その結果、変動に
よる損失,ノズル入口部の大きな入射角による損失,設
計流量より過大または過小流量で生起される損失,ノズ
ル外周壁部で生じる剥離損失等でタービン効率が著しく
低下される。
FIG. 12 shows a circumferential flow rate distribution (FIG. 12 (a)) of a nozzle flow path and a loss (FIG. 12 (b)) at each part in the circumferential direction in the conventional technique. The flow distribution is
Directly above (θ = 90 °) and directly below (θ = 270) the average flow rate
(°), the flow rate greatly fluctuates, so that a non-uniform steady flow is generated in each part in the circumferential direction. As a result, the turbine efficiency is remarkably reduced due to loss due to fluctuation, loss due to a large incident angle at the nozzle inlet, loss occurring at a flow rate larger or smaller than the design flow rate, and separation loss occurring at the outer peripheral wall of the nozzle.

【0010】このようなノズル上流部の流路で発生する
周方向の不均一流れや外周壁部で生じる剥離流れを防止
するため、種々の整流手段が採用されている。その一例
として、従来から図13に示すようにノズル上流部の内
壁側に分流突起10を設置し、絞りダクト(図示せず)
から供給される流体を分流突起10で分流させ、ノズル
5へ円滑に導く方法がある。このような段落構成におい
ては、絞りダクト(図示せず)から供給される流体がノ
ズル5へ円滑に導かれるが、絞りダクト(図示せず)か
らの流体が直接ノズルへ流入するため、ノズル入口部の
外周壁に沿う流れの部分で剥離が発生し易い(図中の矢
印f)。その結果、タービンの性能に悪影響を及ぼすこ
とになる。また、このような作動流体のノズル流入前の
外周壁部における流れの剥離の発生は、必ずしも複流型
ノズルを有する軸流タービン段落に限らず、前述のよう
に作動流体が流れの方向を大きく変えてノズルに流入す
る形式の軸流タービンの段落に共通した問題であった。
よって、この不均一な流れによる損失を低減する改善策
の必要性が要望されていた。
In order to prevent such a non-uniform circumferential flow generated in the flow path upstream of the nozzle and a separation flow generated in the outer peripheral wall, various rectifying means are employed. As one example, as shown in FIG. 13, a diversion protrusion 10 is conventionally provided on the inner wall side of the nozzle upstream portion, and a throttle duct (not shown) is provided.
There is a method of diverting the fluid supplied from the diverter 10 by the diverter 10 and guiding the fluid to the nozzle 5 smoothly. In such a paragraph configuration, the fluid supplied from the throttle duct (not shown) is smoothly guided to the nozzle 5, but since the fluid from the throttle duct (not shown) flows directly into the nozzle, the nozzle inlet Separation is likely to occur at the flow portion along the outer peripheral wall of the portion (arrow f in the figure). As a result, the performance of the turbine is adversely affected. In addition, the occurrence of the separation of the flow on the outer peripheral wall portion of the working fluid before the nozzle flows into the nozzle is not necessarily limited to the axial turbine stage having the double-flow nozzle, and the working fluid largely changes the flow direction as described above. This is a problem common to the paragraph of the axial flow turbine of the type flowing into the nozzle.
Therefore, there is a need for an improvement measure for reducing the loss due to the uneven flow.

【0011】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは車室の外部から供給
された流体を円滑にタービン段落内に導き、ノズル入口
部の周方向の不安定な流れを低減し、タービン段落効率
を改善した軸流タービンを提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to guide fluid supplied from the outside of a vehicle compartment smoothly into a turbine stage, and to provide a fluid in a circumferential direction of a nozzle inlet portion. It is an object of the present invention to provide an axial turbine with reduced unstable flow and improved turbine stage efficiency.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の請求項1項記載に係る軸流タービン段落のノ
ズル整流装置は、ノズル外輪流路壁入口部を傾斜させる
とともに、ノズル外輪流路壁出口部のノズル高さを減
じ、この流路壁の入口部から出口部までを曲面状に形成
してノズル外周壁とし、ノズル内輪中央部からノズル入
口部まで凹状の窪みを有する曲面状に形成したノズル内
周壁とノズル外周壁とで絞り流路を構成したことを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nozzle rectifying device for an axial flow turbine stage, in which the inlet of a nozzle outer ring flow path wall is inclined and the nozzle outer rectifier is provided with a nozzle outer rectifier. Reduced nozzle height at the outlet of the annular channel wall, formed a curved surface from the inlet to the outlet of the channel wall to form a nozzle outer peripheral wall, and a curved surface having a concave recess from the center of the nozzle inner ring to the nozzle inlet A throttle channel is formed by the inner peripheral wall of the nozzle and the outer peripheral wall of the nozzle.

【0013】このように、絞りダクトから初段ノズルに
わたって整流手段が設けられているため、周方向の全周
にわたって配設された各ノズルに流入される作動流体の
流量が均一化され、作動流体が円滑に流される。その結
果、渦流等の不均一流れが防止され、これに起因するノ
ズル流路内の損失が小さくなり、タービン段落効率が改
善される。
As described above, since the flow straightening means is provided from the throttle duct to the first stage nozzle, the flow rate of the working fluid flowing into each nozzle arranged over the entire circumference in the circumferential direction is made uniform, and the working fluid is flown. Flowed smoothly. As a result, a non-uniform flow such as a vortex flow is prevented, a loss in the nozzle flow path due to the flow is reduced, and turbine stage efficiency is improved.

【0014】請求項2項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、ノズル内輪径を流体が二分す
るノズル内輪中央部からノズル入口部までの中間部を凹
曲面状に形成させ、ノズル内輪径がこの凹曲線部中央で
最小値を有することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a nozzle straightening device for an axial flow turbine stage, wherein an intermediate portion from a central portion of a nozzle inner ring to a nozzle inlet where a fluid divides a diameter of a nozzle inner ring into a concave shape is formed. The nozzle inner ring diameter has a minimum value at the center of the concave curve portion.

【0015】このようにノズル内輪中央部からノズル入
口部まで凹曲面状にしたことにより絞りダクトからの作
動流体がその流れの方向を円滑に変えることができ、ノ
ズル出口直後の不要な渦流や不均一流れが減少し、これ
に起因するノズル流路内の損失が小さくなり、タービン
段落効率が改善される。
By forming a concave curved surface from the central portion of the inner ring of the nozzle to the inlet portion of the nozzle, the flow direction of the working fluid from the throttle duct can be smoothly changed, and unnecessary vortices and irregularities immediately after the nozzle outlet are obtained. Uniform flow is reduced, resulting in lower losses in the nozzle flow path and improved turbine stage efficiency.

【0016】請求項3項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、ノズル内輪径を流体が二分す
るノズル内輪中央部からノズル入口部まで曲面状に増大
させることによりノズル高さを減小させ、前記ノズル内
輪径が内輪中央部で最小値を有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a nozzle straightening device for an axial turbine stage, wherein the nozzle height is increased by increasing the diameter of the nozzle inner ring from the center of the nozzle inner ring where the fluid is divided to the nozzle inlet. The diameter of the nozzle inner ring has a minimum value at the center of the inner ring.

【0017】このように、ノズル内輪径をその中央部か
らノズル入口部まで曲面状に変化させノズル高さを減じ
たことにより、絞りダクトからノズルに向う作動流体が
円滑にノズルに流入するようになり、ノズル通過時や通
過直後の不要な渦流や不均一流れが減少し、これに起因
するノズル流路内の損失が小さくなり、タービン段落効
率が改善される。
As described above, the diameter of the inner ring of the nozzle is changed in a curved shape from the central portion to the nozzle inlet portion to reduce the height of the nozzle, so that the working fluid flowing from the throttle duct toward the nozzle flows into the nozzle smoothly. As a result, unnecessary eddy currents and non-uniform flows immediately after and immediately after the passage of the nozzle are reduced, resulting in a reduced loss in the nozzle flow path and improved turbine stage efficiency.

【0018】請求項4項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、ノズル内輪径を流体を二分す
る突起が設けられたノズル内輪中央部からノズル入口部
までゆるやかな曲面状に減少させたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a nozzle straightening device for an axial turbine stage, wherein the diameter of the inner ring of the nozzle is gradually reduced from the center of the inner ring of the nozzle provided with a projection for dividing the fluid into the inlet of the nozzle. It is characterized by having made it.

【0019】このように、ノズル内輪中央部に分流突起
を設置したことにより、絞りダクトから供給される作動
流体のノズルへの分流が円滑に行われ、ノズル通過時の
不均一流れや流量の不均一が減少し、これに起因するノ
ズル流路内の損失が小さくなり、タービン段落効率が改
善される。
As described above, by disposing the diversion protrusion at the center of the inner ring of the nozzle, the diversion of the working fluid supplied from the throttle duct to the nozzle is performed smoothly, and the non-uniform flow and the non-uniform flow at the time of passing through the nozzle. Uniformity is reduced, resulting in lower losses in the nozzle flow path and improved turbine stage efficiency.

【0020】請求項5項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、作動流体がノズル上流部の真
上または真下の一方から流入し、ロータ軸方向に転向す
る単流型ノズルを有する軸流タービン段落のノズルにお
いて、ノズル外輪流路壁入口部を傾斜させるとともに、
ノズル外輪流路壁のノズル入口部から出口部までを曲面
状に形成することによりノズル高さを減じてノズル外周
壁とし、ノズル内輪のノズル入口部まで曲面状に形成し
たノズル内周壁とノズル外周壁とで絞り流路を構成した
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a nozzle straightening device for an axial turbine stage, wherein a single-flow type nozzle in which a working fluid flows from just above or immediately below an upstream portion of the nozzle and turns in the rotor axial direction. In the nozzle of the axial turbine stage having, while inclining the nozzle outer ring flow path wall inlet portion,
Nozzle height is reduced by forming a curved surface from the nozzle inlet to outlet of the nozzle outer ring flow path wall to form a nozzle outer peripheral wall, and the nozzle inner peripheral wall and the nozzle outer periphery formed into a curved surface up to the nozzle inlet of the nozzle inner ring A throttle channel is constituted by the wall.

【0021】このように、ノズル入口部付近のノズル外
輪部をある角度傾斜させ、ノズル入口部から出口部に向
ってノズル高さを減じるように曲面状に形成し、かつノ
ズル内輪径をノズル入口部に向って曲面状に増大させた
ことにより、供給された作動流体は円滑にその流れをノ
ズルの方向に変えることができる。また、そのためノズ
ル通過時および通過直後における不要な渦流の発生や不
均一流れが減少し、これに起因するノズル流路内の損失
が小さくなり、タービン段落効率が改善される。
As described above, the nozzle outer ring portion near the nozzle inlet is inclined at a certain angle, is formed into a curved surface so as to reduce the nozzle height from the nozzle inlet to the outlet, and the inner diameter of the nozzle inner ring is adjusted to the nozzle inlet. Due to the curved increase toward the portion, the supplied working fluid can smoothly change its flow in the direction of the nozzle. In addition, unnecessary vortex generation and non-uniform flow during and immediately after the passage of the nozzle are reduced, resulting in reduced loss in the nozzle flow path and improved turbine stage efficiency.

【0022】請求項6項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、作動流体が、タービン軸の動
翼およびノズル部全周の一部分を通過する部分送入ター
ビン段落において、ノズル外輪流路壁入口部を傾斜させ
るとともに、ノズル外輪流路壁のノズル入口部から出口
部までを曲面状に形成することによりノズル高さを減じ
てノズル外周壁とし、ノズル内輪の前段タービン羽根か
らノズル入口部に至る部分を凹曲面状に形成してノズル
内輪壁とし、ノズル外周壁とノズル内周壁とで絞り流路
を構成したことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a nozzle rectifying device for an axial flow turbine stage, wherein the working fluid passes through a part of the turbine blade and a part of the entire circumference of the nozzle portion. In addition to inclining the inlet of the ring channel wall and forming a curved surface from the nozzle inlet to the outlet of the nozzle outer ring channel wall, the nozzle height is reduced to form the outer peripheral wall of the nozzle, and the nozzle from the front stage turbine blade of the nozzle inner ring to the nozzle It is characterized in that a portion reaching the inlet portion is formed into a concave curved surface to form a nozzle inner ring wall, and a throttle flow path is formed by the nozzle outer peripheral wall and the nozzle inner peripheral wall.

【0023】このように、ノズル入口部付近のノズル外
輪部をある角度傾斜させ、ノズル入口部から出口部に向
ってノズル高さを減じるようにノズル外輪部を曲面状に
形成し、かつノズル内輪部の前段タービン羽根からノズ
ル入口部に至る部分を凹曲面状に形成したことにより、
前段タービンから供給される作動流体が円滑にノズルに
流れノズル通過時およびその直後の不要な渦流や不均一
流れが減少し、これに起因するノズル流路内の損失が小
さくなり、タービン段落効率が改善される。
As described above, the nozzle outer ring near the nozzle inlet is inclined at a certain angle, the nozzle outer ring is formed in a curved surface so as to reduce the nozzle height from the nozzle inlet to the outlet, and the nozzle inner ring is formed. By forming the part from the previous stage turbine blade to the nozzle inlet part in a concave curved shape,
The working fluid supplied from the pre-stage turbine smoothly flows into the nozzle, and unnecessary vortex flow and uneven flow immediately after and immediately after passing through the nozzle are reduced, resulting in reduced loss in the nozzle flow path and reduced turbine stage efficiency. Be improved.

【0024】請求項7項記載の発明に係る軸流タービン
段落のノズル整流装置は、作動流体が通過する段落通路
部の作動流体とタービン外部から供給された作動流体と
が混合する混圧タービン段落において、ノズル外輪流路
壁入口部を傾斜させるとともに、ノズル外輪流路壁のノ
ズル入口部から出口部までを曲面状に形成することによ
りノズル高さを減じてノズル外周壁とし、ノズル内輪径
を前段タービン羽根近傍からノズル入口部に至る部分ま
でを曲面状に増大させて形成してノズル内輪壁とし、ノ
ズル外周壁とノズル内周壁とで絞り流路を構成したこと
を特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a nozzle rectifier for an axial turbine stage, wherein a working fluid in a stage passage portion through which the working fluid passes and a working fluid supplied from outside the turbine are mixed. At the same time, the nozzle outer ring channel wall inlet portion is inclined, and the nozzle outer ring channel wall is formed from the nozzle inlet portion to the outlet portion in a curved shape to reduce the nozzle height to form the nozzle outer peripheral wall, and the nozzle inner ring diameter to It is characterized in that a portion from the vicinity of the pre-stage turbine blade to a portion from the nozzle inlet to the nozzle inlet portion is formed in a curved surface to be increased to form a nozzle inner ring wall, and a throttle flow path is formed by the nozzle outer peripheral wall and the nozzle inner peripheral wall.

【0025】このように、ノズル入口部付近のノズル外
輪部をある角度傾斜させ、ノズル入口部から出口部に向
ってノズル高さを減じるように曲面状に形成し、かつノ
ズル内輪部をノズル入口部に至る部分まで曲面状に形成
したことにより、供給される作動流体は円滑にその流れ
をノズルの方向に変えることができる。また、そのため
ノズル通過時および通過直後における不要な渦流の発生
や不均一流れが減少しこれに起因するノズル流路内の損
失が小さくなり、タービン段落効率が改善される。
As described above, the outer ring portion of the nozzle near the nozzle inlet portion is inclined at a certain angle, is formed into a curved surface so as to reduce the nozzle height from the nozzle inlet portion to the outlet portion, and the nozzle inner ring portion is formed at the nozzle inlet portion. By forming a curved surface up to the part, the supplied working fluid can smoothly change its flow in the direction of the nozzle. In addition, the generation of unnecessary vortices and the non-uniform flow during and immediately after the passage of the nozzle are reduced, resulting in a reduced loss in the nozzle flow path, and the turbine stage efficiency is improved.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し本発明の実施
の形態に係る軸流タービン段落のノズル整流装置を説明
する。図1は、第1の実施の形態における軸流タービン
の段落通路部の縦断面図である。内車室2の径方向内側
に、ノズル外輪11が設けられており、このノズル外輪
11の径方向内側にノズル内輪12が設けられている。
また、ノズル外輪11とノズル内輪12との間には、ノ
ズル13が形成されている。一方、内車室2の中心にロ
ータ6が回転自在に設けられており、このロータ6の径
方向外方側にホイール7が設けられており、このホイー
ル7の先端に羽根8が設けられている。絞りダクト(図
示せず)から供給された作動流体は、ノズル13を介し
て羽根8に噴出され、その結果ホイール7およびロータ
6が回転する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a nozzle straightening device for an axial turbine stage according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a paragraph passage portion of the axial turbine according to the first embodiment. A nozzle outer ring 11 is provided radially inside the inner casing 2, and a nozzle inner ring 12 is provided radially inside the nozzle outer ring 11.
Further, a nozzle 13 is formed between the nozzle outer ring 11 and the nozzle inner ring 12. On the other hand, a rotor 6 is rotatably provided at the center of the inner casing 2, and a wheel 7 is provided on a radially outer side of the rotor 6, and a blade 8 is provided at a tip of the wheel 7. I have. The working fluid supplied from the throttle duct (not shown) is jetted to the blade 8 via the nozzle 13, and as a result, the wheel 7 and the rotor 6 rotate.

【0027】さて、本実施の形態では、ノズル13上流
側にあるノズル外輪11の流路壁面52を傾斜させ、さ
らにノズル入口部から出口部までを曲面状に形成してノ
ズル外周壁50とし、ノズル高さを減じてノズル13に
おける流路を絞るように構成されている。また、ノズル
内輪12の流路壁面52もノズル内輪中央部からノズル
13入口部に向ってノズル13における流路を小さくす
るように凹曲線状に形成してノズル内周壁54とする。
In the present embodiment, the flow path wall surface 52 of the nozzle outer ring 11 on the upstream side of the nozzle 13 is inclined, and the nozzle inlet to outlet is formed into a curved surface to form a nozzle outer peripheral wall 50. The nozzle height is reduced to narrow the flow path in the nozzle 13. The flow path wall surface 52 of the nozzle inner ring 12 is also formed into a concave curved shape so as to reduce the flow path in the nozzle 13 from the center of the nozzle inner ring toward the inlet of the nozzle 13 to form a nozzle inner peripheral wall 54.

【0028】図2はノズル13における絞り流路56の
形状の詳細を拡大して示している。ノズル外輪11の流
路壁面52は剥離を防止するため傾斜(図中θt)さ
せ、さらにノズル高さをその入口部から出口部まで曲面
状に形成し減じている。すなわち図中のノズル入口高さ
をL1から出口高さL2に減じる。また、ノズル内輪1
2の流路壁52はノズル入口部に向って傾斜(図中θ
r)させ凹面の絞り室58(図中S)を形成している。
FIG. 2 shows the details of the shape of the throttle channel 56 in the nozzle 13 in an enlarged manner. The channel wall surface 52 of the nozzle outer ring 11 is inclined (θt in the figure) to prevent peeling, and the height of the nozzle is reduced to a curved surface from the inlet to the outlet. That is, the nozzle entrance height in the figure is reduced from L1 to the exit height L2. In addition, nozzle inner ring 1
2 is inclined toward the nozzle entrance (θ in the drawing).
r) to form a concave diaphragm chamber 58 (S in the figure).

【0029】このように構成しているため、図1の各矢
印で示すように、絞りダクトから供給された作動流体
(矢印j)は、矢印k,lで示すように、ノズル13の
上流において流れが絞られ、ノズル流路へ円滑に導かれ
る。そのため、周方向の全周にわたって配設された各ノ
ズル13に流入される作動流体の流量が均一化され、作
動流体が円滑に流れ、渦流等の不均一流れが防止され
る。さらに、矢印mで示すように、ノズル13の高さを
減じることによって、各ノズル13の外周部で発生する
二次流れ渦を消滅させ、ノズル性能を向上させることが
可能である。
With this configuration, as shown by arrows in FIG. 1, the working fluid (arrow j) supplied from the throttle duct is upstream of the nozzle 13 as shown by arrows k and l. The flow is restricted, and the flow is smoothly guided to the nozzle flow path. Therefore, the flow rate of the working fluid flowing into each of the nozzles 13 disposed over the entire circumference in the circumferential direction is made uniform, and the working fluid flows smoothly, thereby preventing a non-uniform flow such as a vortex flow. Furthermore, as shown by the arrow m, by reducing the height of the nozzles 13, secondary flow vortices generated at the outer peripheral portion of each nozzle 13 can be eliminated, and nozzle performance can be improved.

【0030】次に図3を参照して、本実施の形態の効果
を説明する。図3は、本実施の形態のノズル整流装置を
有する場合と、従来技術の場合との比較を示す図であ
る。図3(a)はノズル流入部の周方向流量分布を示し
ているが、従来、真上(θ=90°)と真下(θ=27
0°)で大きな流量変化が発生しており、それに伴って
図3(b)に示すような大きな損失が発生していた。こ
の段落の大きな流量変化は、下流にある次段,次々段に
も悪影響を与えていた。これに対して、本実施の形態で
は、ノズル外輪11とノズル内輪12のそれぞれノズル
外周壁50、ノズル内周壁54により絞り流路56構造
を有したノズル整流装置が設けられているため、図3
(a),(b)に示すように周方向の流量が均一にな
り、損失が低減される。図3(c)は初段の不均一な流
量分布,渦流等をなくすことが出来るため、下流の次
段,次々段の段落も安定的な流れで効率が上昇している
ことを示している。このように各段落の効率が大幅に向
上し、大きな改善効果を得ることができる。
Next, the effects of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a comparison between a case having the nozzle rectifying device of the present embodiment and a case of the related art. FIG. 3A shows the circumferential flow rate distribution at the nozzle inflow portion. Conventionally, the flow rate is directly above (θ = 90 °) and directly below (θ = 27 °).
(0 °), a large flow rate change occurred, and a large loss as shown in FIG. The large change in the flow rate in this paragraph also had an adverse effect on the next and subsequent stages downstream. On the other hand, in the present embodiment, a nozzle rectifying device having a throttle flow path 56 structure is provided by the nozzle outer peripheral wall 50 and the nozzle inner peripheral wall 54 of the nozzle outer ring 11 and the nozzle inner ring 12, respectively.
As shown in (a) and (b), the flow rate in the circumferential direction becomes uniform, and the loss is reduced. FIG. 3 (c) shows that since the uneven flow distribution, eddy current, and the like at the first stage can be eliminated, the efficiency of the downstream and subsequent stages is increased with stable flow. As described above, the efficiency of each paragraph is greatly improved, and a great improvement effect can be obtained.

【0031】次に図4を参照して本発明の第2の実施の
形態に係る軸流タービン段落のノズル整流装置を説明す
る。図4において、ノズル13上流側にあるノズル外輪
11の流路壁面62を傾斜させノズル外周壁60とし、
さらにノズル入口部から出口部までを曲面状に形成して
ノズル高さを減じ、ノズル13における流路を絞るよう
に構成されている。さらにノズル内輪14の流路壁面6
2をノズル内輪中心部からノズル入口部にノズル13に
おける流路を小さくするように曲面状に形成しノズル内
輪壁64とする。図5はノズル13における絞り流路6
6の形状の詳細を拡大して示している。ノズル外輪11
の流路壁面62は剥離を防止するため傾斜(図中θt)
させ、さらにノズル高さをその入口部から出口部まで曲
面状に形成し減じている。すなわち図中のノズル入口高
さをL1から出口高さL2に減じる。また、ノズル内輪
14の流路壁面62はノズル入口部に向って傾斜(図中
θr)させ凹面状の絞り室68(図中S)を設ける。
Next, a nozzle straightening device for an axial turbine stage according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the flow path wall surface 62 of the nozzle outer ring 11 on the upstream side of the nozzle 13 is inclined to form a nozzle outer peripheral wall 60,
Further, a configuration is adopted in which the height from the nozzle is reduced by forming a curved surface from the nozzle inlet portion to the outlet portion, and the flow path in the nozzle 13 is narrowed. Further, the flow path wall surface 6 of the nozzle inner ring 14
No. 2 is formed into a nozzle inner ring wall 64 from the center of the inner ring of the nozzle to the inlet of the nozzle so as to reduce the flow path in the nozzle 13. FIG. 5 shows the throttle channel 6 in the nozzle 13.
6 shows the details of the shape in an enlarged manner. Nozzle outer ring 11
Flow path wall surface 62 is inclined to prevent peeling (θt in the figure)
In addition, the height of the nozzle is reduced in a curved shape from the inlet to the outlet. That is, the nozzle entrance height in the figure is reduced from L1 to the exit height L2. The flow path wall surface 62 of the nozzle inner ring 14 is inclined (θr in the drawing) toward the nozzle inlet to provide a concave throttle chamber 68 (S in the drawing).

【0032】このように構成しているため、図4の各矢
印で示すように、絞りダクトから供給された作動流体
(矢印j)は矢印k,lで示すように、ノズル13の上
流において、流れが絞られノズル流路へ円滑に導かれ
る。そのため、周方向の全周にわたって配設された各ノ
ズル13に流入される作動流体の流量が均一化され、作
動流体が円滑に流れ、渦流等の不均一流れが防止され
る。さらに、矢印mで示すように、ノズル高さを減じる
ことによって、各ノズル13の外周部で発生する二次流
れ渦を消滅させ、ノズル性能を向上させることが可能で
ある。このように構成されているため、前記の第1の実
施の形態と同一の効果を有し、タービン効率を改善する
ことができる。
With this configuration, as shown by arrows in FIG. 4, the working fluid (arrow j) supplied from the throttle duct is upstream of the nozzle 13 as shown by arrows k and l. The flow is restricted, and the flow is smoothly guided to the nozzle flow path. Therefore, the flow rate of the working fluid flowing into each of the nozzles 13 disposed over the entire circumference in the circumferential direction is made uniform, and the working fluid flows smoothly, thereby preventing a non-uniform flow such as a vortex flow. Further, as shown by the arrow m, by reducing the nozzle height, it is possible to eliminate secondary flow vortices generated at the outer peripheral portion of each nozzle 13 and improve nozzle performance. With such a configuration, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the turbine efficiency can be improved.

【0033】次に、図6を参照して第3の実施の形態に
係る軸流タービン段落のノズル整流装置を説明する。図
6に示すようにノズル内輪16に従来型の分流突起10
を有した流路において、ノズル上流部の流路壁面72に
発生した剥離によって生じた渦流れを消滅させるためノ
ズル出口部を曲面形状に形成しノズル外周壁70としそ
の流路を絞り絞り流路76とする。すなわち図中のノズ
ルにおける流路高さをL1からL2に減じる。
Next, a description will be given of an axial flow turbine stage nozzle rectifier according to a third embodiment with reference to FIG. As shown in FIG. 6, a conventional diversion projection 10 is
In order to eliminate the vortex flow generated by the separation generated on the flow path wall 72 in the upstream part of the nozzle, the nozzle outlet is formed into a curved surface shape, and the nozzle outer peripheral wall 70 is used to narrow the flow path. 76. That is, the flow path height at the nozzle in the figure is reduced from L1 to L2.

【0034】このように構成しているため、図6の剥離
を伴った流れ(矢印k)がノズル出口部の絞り流路76
のノズル外周壁70によって整流され(矢印m)、渦流
等の不均一流れが防止される。
With this configuration, the flow (arrow k) accompanied by the separation shown in FIG.
The flow is rectified by the nozzle outer peripheral wall 70 (arrow m), and uneven flow such as eddy current is prevented.

【0035】次に図7を参照して、第4の実施の形態に
係る軸流タービンのノズル整流装置を説明する。上述し
た第1乃至第3の実施の形態では、作動流体が真上より
供給されノズル上流部において流体が二分され対向した
ノズルに流入する複流型ノズルに関するものであった
が、第4の実施の形態においては図7に示すように蒸気
タービンの再熱初段等に用いられる単流型ノズルの整流
装置に関する。従来形状では前述のように周方向に不均
一な流れやノズル上流部の流路壁面で剥離流れが生じ易
すかった。本実施の形態ではノズル20の上流部側にあ
るノズル外輪18の流路壁面82の剥離流れを防止させ
るため傾斜(図中θt)させてノズル外周壁80とし、
さらにノズル出口部を曲面形状に形成して絞り流路86
とする。すなわち図中のノズルにおける流路高さをL1
からL2に減じる。また、ノズル内輪19の流路壁面8
2はノズル入口部に向って傾斜(図中θr)させてノズ
ル内周壁84とし、その手前に絞り室88(図中S)を
形成する。
Next, a nozzle rectifier for an axial turbine according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the above-described first to third embodiments, the working fluid is supplied from directly above, and the fluid is divided into two in the upstream portion of the nozzle and flows into the opposed nozzle. In the embodiment, as shown in FIG. 7, the present invention relates to a single-flow nozzle rectifying device used for the first stage of reheating of a steam turbine or the like. In the conventional shape, as described above, it is easy for the uneven flow in the circumferential direction and the separation flow to occur on the flow path wall surface in the upstream portion of the nozzle. In the present embodiment, in order to prevent the separation flow of the flow path wall surface 82 of the nozzle outer ring 18 on the upstream side of the nozzle 20, the nozzle outer peripheral wall 80 is inclined (θt in the figure) to form a nozzle outer peripheral wall 80,
Further, the nozzle outlet portion is formed into a curved surface shape to form the throttle flow path 86
And That is, the height of the flow path in the nozzle in the figure is L1
To L2. In addition, the flow path wall surface 8 of the nozzle inner ring 19
No. 2 is inclined (θr in the figure) toward the nozzle inlet to form a nozzle inner peripheral wall 84, and a throttle chamber 88 (S in the figure) is formed in front of it.

【0036】このように構成されているため、図中の各
矢印で示すようにノズル外周壁80流れ(矢印n,q)
とノズル内周壁84流れ(矢印p)がノズルの絞り流路
86で整流され、渦流等の不均一流れを防止することが
できる。
With this configuration, the nozzle outer peripheral wall 80 flows (arrows n and q) as indicated by arrows in the figure.
And the flow (arrow p) of the nozzle inner peripheral wall 84 is rectified in the throttle flow path 86 of the nozzle, and uneven flow such as eddy current can be prevented.

【0037】次に図8を参照して、第5の実施の形態に
係る軸流タービンのノズル整流装置を説明する。上述し
た第1乃至第4の実施の形態は流体がノズル上流におい
て真上または真下より供給され、その流れの方向が転向
しノズル部に導かれるものであったが、第5の実施の形
態においては図8に示すように、タービン高圧部初段の
ような作動流体がノズル全周の一部分を通過する部分送
入段落の下流にある高圧部2段等に用いられる単流型ノ
ズルの整流装置に関する。前述の説明と同様に、部分送
入段落の下流では流れが不連続な流路を通過し、周方向
に不均一な流れとなっている。本実施の形態ではノズル
29の上流部側にあるノズル外輪27の流路壁面92の
剥離流れを防止させるため傾斜(図中θt)させ、さら
にノズル出口部を曲面形状に形成しノズル外周壁90と
しその流路を絞る。すなわち図中のノズル29における
流路高さをL1からL2に減じ絞り流路96とする。ま
た、ノズル内輪28の流路壁面92はノズル入口部に向
って傾斜(図中θr)させノズル内周壁94とし、その
手前に絞り室98(図中S)を設ける。
Next, referring to FIG. 8, a description will be given of a nozzle rectifier for an axial turbine according to a fifth embodiment. In the above-described first to fourth embodiments, the fluid is supplied from directly above or directly below the nozzle, and the direction of the flow is turned and guided to the nozzle portion. However, in the fifth embodiment, As shown in FIG. 8, the present invention relates to a single-flow nozzle rectifying device used in a high pressure section two stages downstream of a partial feeding stage in which a working fluid such as a turbine high pressure section first stage passes through a part of the entire nozzle circumference. . As described above, downstream of the partial feeding stage, the flow passes through a discontinuous flow path and is uneven in the circumferential direction. In this embodiment, the flow path wall surface 92 of the nozzle outer ring 27 on the upstream side of the nozzle 29 is inclined (θt in the drawing) to prevent the separation flow, and the nozzle outlet is formed in a curved surface shape. And narrow the flow path. That is, the height of the flow path in the nozzle 29 in the figure is reduced from L1 to L2 to form the throttle flow path 96. In addition, the flow path wall surface 92 of the nozzle inner ring 28 is inclined (θr in the figure) toward the nozzle inlet portion to form a nozzle inner peripheral wall 94, and a throttle chamber 98 (S in the figure) is provided in front of the wall 94.

【0038】このように構成されているため、図中の各
矢印で示すようにノズル外周壁90の流れ(矢印u,
w)とノズル内周壁94の流れ(矢印v)がノズルの絞
り部96で整流され円滑に導かれる。その結果、渦流等
の不均一流れが防止される。
With this configuration, the flow of the nozzle outer peripheral wall 90 (arrows u,
w) and the flow (arrow v) of the nozzle inner peripheral wall 94 are rectified by the throttle portion 96 of the nozzle and guided smoothly. As a result, non-uniform flows such as eddies are prevented.

【0039】次に図9を参照して、第6の実施の形態に
係る軸流タービンのノズル整流装置を説明する。第6の
実施の形態においては、図9に示すように地熱タービン
等に採用されている混圧タービン段落の単流型ノズルの
整流装置に関する。従来の整流装置では前述の説明のよ
うに、周方向に不均一な流れやノズル上流の外周壁で剥
離が生じ易すかった。
Next, referring to FIG. 9, a description will be given of an axial flow turbine nozzle rectifier according to a sixth embodiment. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 9, the present invention relates to a single-flow nozzle rectifier of a mixed pressure turbine stage employed in a geothermal turbine or the like. In the conventional rectifier, as described above, it is easy for the uneven flow in the circumferential direction and the peeling to occur on the outer peripheral wall upstream of the nozzle.

【0040】本実施の形態ではノズル38の上流部側に
あるノズル外輪36の流路壁面102の剥離流れを防止
させるため傾斜(図中θt)させ、さらにノズル出口部
を曲面形状に形成してノズル外周壁100とし、その流
路を絞り流路106とする。すなわち図中のノズル38
における流路高さをL1からL2に減じる。また、ノズ
ル内輪37の流路壁面102は曲面状にノズル入口部に
向って傾斜(図中θr)させノズル内周壁104とし、
ノズルの入口部を絞るように形成する。
In this embodiment, in order to prevent separation flow on the flow path wall surface 102 of the nozzle outer ring 36 on the upstream side of the nozzle 38, the flow path is inclined (θt in the drawing), and the nozzle outlet is formed in a curved surface shape. The nozzle outer peripheral wall 100 is used, and its flow path is referred to as a throttle flow path 106. That is, the nozzle 38 in FIG.
Is reduced from L1 to L2. Further, the flow path wall surface 102 of the nozzle inner ring 37 is inclined (θr in the figure) toward the nozzle inlet in a curved shape to form a nozzle inner peripheral wall 104,
The nozzle is formed so as to narrow the inlet portion.

【0041】このように構成しているため、図中の各矢
印で示すようにノズル外周壁100の流れ(矢印k,
m)とノズル内周壁104の流れ(矢印l)がノズルの
絞り流路106で整流され円滑に導かれる。その結果、
渦流等の不均一流れが防止される。なお、本発明は上述
した実施の形態に限定されないのはもちろんであり、種
々の変形が可能である。
With this configuration, the flow of the nozzle outer peripheral wall 100 (arrows k,
m) and the flow of the nozzle inner peripheral wall 104 (arrow 1) are rectified in the throttle flow path 106 of the nozzle and are smoothly guided. as a result,
Non-uniform flows such as eddies are prevented. It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように、本発明ではノズル上流部
およびノズル出口部の外周壁に絞り構造、すなわち整流
装置が設けられているため、周方向の全周にわたって配
設された各ノズルに流入される作動流体が均一化され、
作動流体が円滑に流される。その結果、これに起因する
ノズルと羽根の流路内の損失が小さくなり、タービン効
率が改善される。
As described above, in the present invention, since the throttle structure, that is, the rectifying device is provided on the outer peripheral wall of the nozzle upstream portion and the nozzle outlet portion, each nozzle disposed over the entire circumference in the circumferential direction is provided. The working fluid flowing in is made uniform,
The working fluid flows smoothly. As a result, the loss in the flow path between the nozzle and the blade due to this is reduced, and the turbine efficiency is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る軸流タービン
段落における複流型ノズルの縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a double-flow nozzle in an axial turbine stage according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるノズル部の拡大詳細図。FIG. 2 is an enlarged detailed view of a nozzle unit in FIG.

【図3】本発明の第1の実施の形態のノズル整流装置を
有する場合と、従来の整流装置を有しない場合との段落
流量,損失,効率のそれぞれの比較を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a comparison of a paragraph flow rate, a loss, and an efficiency in a case where the nozzle rectifier according to the first embodiment of the present invention is provided and a case where the conventional rectifier is not provided.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る軸流タービン
段落における複流型ノズル断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a double-flow nozzle in an axial turbine stage according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4におけるノズル部の拡大詳細図。FIG. 5 is an enlarged detailed view of a nozzle unit in FIG. 4;

【図6】本発明の第3の実施の形態に係る軸流タービン
段落における複流型ノズルの断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a double-flow nozzle in an axial turbine stage according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態に係る軸流タービン
段落における単流型ノズルの断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a single-flow nozzle in an axial turbine stage according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態に係る軸流タービン
における部分送入段落におけるノズルの断面図。
FIG. 8 is a sectional view of a nozzle in a partial feeding stage in an axial flow turbine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施の形態に係る軸流タービン
の混圧タービン段落におけるノズルの断面図。
FIG. 9 is a sectional view of a nozzle in a mixed-pressure turbine stage of an axial-flow turbine according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】従来の軸流タービンにおける複流型ノズルを
有する入口流路形状と段落を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a shape and a paragraph of an inlet passage having a double-flow nozzle in a conventional axial flow turbine.

【図11】図10におけるノズル部の拡大詳細図。FIG. 11 is an enlarged detailed view of a nozzle unit in FIG. 10;

【図12】図10における段落流量と損失の角度方向の
分布図。
12 is a distribution diagram in the angular direction of the paragraph flow rate and the loss in FIG.

【図13】従来の軸流タービン段落における改良した複
流型ノズルの縦断面図。
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of an improved double-flow nozzle in a conventional axial turbine stage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……外車室 、2,17,24,26,35……内車
室 、3,11,15,18,27,36……ノズル外
輪 、4,12,14,16,19,28,37……ノ
ズル内輪 、5,13,20,29,38……ノズル
、6,21,30,39……ロータ 、7,22,3
1,40……ホィール 、8,23,32,33,41
……羽根 ,9……絞りダクト 、10……分流突起
、25……パッキンヘッド 、34……蒸気管 、5
0,60,70,80,90,100……ノズル外周壁
、52,62,72,82,92,102……流路壁
面 、54,64,84,94,104……ノズル内周
壁 、56,66,76,86,96,106……絞り
流路 、58,68,88,98……絞り室 、S……
絞り室深さ 、L1……ノズル入口部高さ 、L2……
出口部高さ 、a,b,c,d,f……従来のノズルに
おける作動流体の流れ 、j,k,l,m,n,p,
q,u,v,w……本発明のノズル整流装置における作
動流体の流れ 、θt……ノズル外周壁の傾斜角、θr
……ノズル内周壁の傾斜角
1 outer casing 2, 17, 24, 26, 35 inner casing 3, 11, 15, 18, 27, 36 nozzle outer ring 4, 12, 14, 16, 19, 28, 37 …… Nozzle inner ring, 5,13,20,29,38… Nozzle, 6,21,30,39… Rotor, 7,22,3
1,40 ... wheel, 8,23,32,33,41
… Blade, 9… throttle duct, 10… diversion projection, 25… packing head, 34… steam pipe, 5
0, 60, 70, 80, 90, 100 ... Nozzle outer peripheral wall, 52, 62, 72, 82, 92, 102 ... Flow path wall surface, 54, 64, 84, 94, 104 ... Nozzle inner peripheral wall, 56 , 66, 76, 86, 96, 106 ... throttle channel 58, 68, 88, 98 ... throttle chamber S
Restriction chamber depth, L1 ... Nozzle inlet height, L2 ...
Outlet height, a, b, c, d, f ... Flow of working fluid in a conventional nozzle, j, k, l, m, n, p,
q, u, v, w... the flow of the working fluid in the nozzle straightening device of the present invention, θt... the inclination angle of the nozzle outer peripheral wall, θr
…… Inclination angle of the inner peripheral wall of the nozzle

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズル外輪とノズル内輪とで形成され
る流路に配設される軸流タービン段落のノズルにおい
て、ノズル外輪の流路壁入口部を傾斜させるとともに、
前記ノズル外輪の流路壁のノズル入口部から出口部まで
を曲面状に形成することによりノズル高さを減じてノズ
ル外周壁とし、前記ノズル内輪の中央部からノズル入口
部まで凹状の窪みを有する曲面状に形成したノズル内周
壁と前記ノズル外周壁とで絞り流路を構成したことを特
徴とする軸流タービン段落のノズル整流装置。
In a nozzle of an axial turbine stage disposed in a flow path formed by a nozzle outer ring and a nozzle inner ring, a flow path wall inlet of the nozzle outer ring is inclined,
By forming a curved surface from the nozzle inlet to the outlet of the flow path wall of the nozzle outer ring, the nozzle height is reduced to form a nozzle outer peripheral wall, and has a concave depression from the center of the nozzle inner ring to the nozzle inlet. A nozzle straightening device for an axial flow turbine stage, wherein a throttle flow path is formed by a nozzle inner peripheral wall formed into a curved surface and the nozzle outer peripheral wall.
【請求項2】 前記ノズルは作動流体がロータ軸方向
に対向して二分する複流型ノズルで構成され、ノズル内
輪径を流体が二分するノズル内輪中央部からノズル入口
部までの中間部を各々凹曲面状に形成させ、前記ノズル
内輪径がこの凹曲面部中央で最小値を有することを特徴
とする請求項1記載の軸流タービン段落のノズル整流装
置。
2. The nozzle according to claim 1, wherein the working fluid is a double-flow type nozzle that divides the working fluid in the rotor axial direction into two parts, and has a concave portion at a middle portion from a center portion of the nozzle inner ring where the fluid divides a nozzle inner ring diameter to a nozzle inlet portion. The nozzle straightening device for an axial turbine stage according to claim 1, wherein the nozzle inner race has a minimum value at the center of the concave curved surface portion.
【請求項3】 前記ノズルは作動流体がロータ軸方向
に対向して二分する複流型ノズルで構成され、ノズル内
輪径を流体が二分するノズル内輪中央部からノズル入口
部まで曲面状に増大させることによりノズル高さを減小
させ、前記ノズル内輪径が内輪中央部で最小値を有する
ように形成してなることを特徴とする請求項1記載の軸
流タービン段落のノズル整流装置。
3. The nozzle is constituted by a double-flow type nozzle in which a working fluid is divided into two in the axial direction of the rotor, and a diameter of the inner ring of the nozzle is increased in a curved shape from a central portion of the inner ring of the nozzle where the fluid is divided to a nozzle inlet. 2. The nozzle straightening device for an axial turbine stage according to claim 1, wherein the nozzle height is reduced so that the inner diameter of the nozzle has a minimum value at the center of the inner ring.
【請求項4】 前記ノズルは作動流体がロータ軸方向
に対向して二分する複流型ノズルで構成され、ノズル内
輪は流体を二分させる突起が形成されたノズル内輪中央
部からノズル入口部までゆるやかな曲面状に径を減少さ
せたことを特徴とする請求項1記載の軸流タービン段落
のノズル整流装置。
4. The nozzle is constituted by a double-flow type nozzle in which a working fluid is divided in a direction opposite to the rotor axial direction and divided into two parts, and the inner ring of the nozzle is gently formed from a central part of the inner ring of the nozzle in which a projection for dividing the fluid is formed to a nozzle inlet part. The nozzle straightening device for an axial turbine stage according to claim 1, wherein the diameter is reduced in a curved shape.
【請求項5】 作動流体がノズル上流部の真上または
真下の一方から流入しロータ軸方向に転向する単流型ノ
ズルを有する軸流タービン段落のノズルにおいて、ノズ
ル外輪の流路壁入口部を傾斜させるとともに、前記ノズ
ル外輪の流路壁のノズル入口部から出口部までを曲面状
に形成することによりノズル高さを減じてノズル外周壁
とし、ノズル内輪のノズル入口部まで曲面状に形成した
ノズル内周壁と前記ノズル外周壁とで絞り流路を構成し
たことを特徴とする軸流タービン段落のノズル整流装
置。
5. In a nozzle of an axial turbine stage having a single flow type nozzle in which a working fluid flows in from just above or immediately below a nozzle upstream portion and turns in the rotor axial direction, a flow path wall inlet of a nozzle outer ring is provided. The nozzle height was reduced by forming a curved surface from the nozzle inlet portion to the outlet portion of the flow path wall of the nozzle outer ring, and the nozzle outer ring was formed into a curved shape up to the nozzle inlet portion of the nozzle inner ring. A nozzle straightening device for an axial turbine stage, wherein a throttle flow path is formed by a nozzle inner peripheral wall and the nozzle outer peripheral wall.
【請求項6】 ノズル外輪とノズル内輪とで形成され
る流路に配設され、作動流体がタービン軸の動翼および
ノズル部全周の一部分を通過する軸流タービン段落のノ
ズル整流装置において、前記ノズル外輪の流路壁入口部
を傾斜させるとともに、このノズル外輪の流路壁のノズ
ル入口部から出口部までを曲面状に形成することにより
ノズル高さを減じてノズル外周壁とし、前記ノズル内輪
の前段タービン羽根部近傍からノズル入口部に至る部分
を凹曲面状に形成してノズル内輪壁とし、前記ノズル外
周壁と前記ノズル内周壁とで絞り流路を構成したことを
特徴とする軸流タービン段落のノズル整流装置。
6. A nozzle straightening device for an axial flow turbine stage, which is disposed in a flow path formed by a nozzle outer ring and a nozzle inner ring, and in which a working fluid passes through a part of a rotor blade of a turbine shaft and a part of the entire circumference of a nozzle portion. A nozzle outer peripheral wall is formed by reducing the nozzle height by forming a curved surface from the nozzle inlet to the outlet of the flow path wall of the nozzle outer ring while inclining the flow path wall inlet of the nozzle outer ring. A shaft formed by forming a portion from the vicinity of the front stage turbine blade portion of the inner ring to the nozzle inlet portion into a concave curved surface to form a nozzle inner ring wall, and forming a throttle flow path by the nozzle outer peripheral wall and the nozzle inner peripheral wall; Nozzle rectifier for flow turbine stage.
【請求項7】 ノズル外輪とノズル内輪とで形成され
る流路に配設され、作動流体が通過する段落通路部の作
動流体とタービン外部から供給された作動流体とが混合
する軸流タービン段落のノズル整流装置において、前記
ノズル外輪の流路壁入口部を傾斜させるとともに、この
ノズル外輪の流路壁のノズル入口部から出口部までを曲
面状に形成することによりノズル高さを減じてノズル外
周壁とし、前記ノズル内輪径を前段タービン羽根近傍か
らノズル入口部に至る部分までを曲面状に増大させて形
成しこれをノズル内輪壁とし、前記ノズル外周壁と前記
ノズル内周壁とで絞り流路を構成したことを特徴とする
軸流タービン段落のノズル整流装置。
7. An axial turbine stage disposed in a flow path formed by a nozzle outer ring and a nozzle inner ring, wherein a working fluid in a stage passage portion through which the working fluid passes and a working fluid supplied from outside the turbine are mixed. In the nozzle rectifying device, the nozzle height of the nozzle outer ring is reduced by inclining the flow path wall inlet portion of the nozzle outer ring and forming a curved surface from the nozzle inlet portion to the outlet portion of the flow path wall of the nozzle outer ring. The outer peripheral wall is formed by increasing the diameter of the inner ring of the nozzle from the vicinity of the pre-stage turbine blade to the nozzle inlet portion in a curved shape, and this is used as the inner wall of the nozzle, and the narrowed flow is formed between the outer peripheral wall of the nozzle and the inner peripheral wall of the nozzle. A nozzle rectifying device for an axial turbine stage, wherein a passage is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008069776A (en) * 2006-09-11 2008-03-27 General Electric Co <Ge> Turbine nozzle assembly
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CN108775261A (en) * 2018-03-26 2018-11-09 北京理工大学 A kind of turbocharger with radial-flow turbine nozzle ring adjustable vane structure

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