JPS62174507A - Exhaust diffuser for axial flow turbo machine - Google Patents

Exhaust diffuser for axial flow turbo machine

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Publication number
JPS62174507A
JPS62174507A JP1391586A JP1391586A JPS62174507A JP S62174507 A JPS62174507 A JP S62174507A JP 1391586 A JP1391586 A JP 1391586A JP 1391586 A JP1391586 A JP 1391586A JP S62174507 A JPS62174507 A JP S62174507A
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JP
Japan
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diffuser
flow
root
flow path
exhaust diffuser
Prior art date
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Application number
JP1391586A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Matsuda
実 松田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS62174507A publication Critical patent/JPS62174507A/en
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent an inverse flow at a root and improve diffuser efficiency through the removal of a boundary layer and an exfoliating fluids by forming recessed curvature and projected curvature respectively on the wall surface of an exhaust diffuser. CONSTITUTION:The wall surface of the root flow guide 17 of an exhaust diffuser 'DF' is made to have recessed curvature 'R2' for a flow passage, and the wall surface of a bearing cone 18 is so formed as to have projected curvature 'R3' at the intermediate part of a diffuser flow passage. Tip flow guides 19 and 21 fitted to an internal casing 3 are made monolithic with a rib 22 and a jet groove 20 is formed at the intermediate part of the diffuser flow passage for introducing a fluid of a boundary layer developed along the wall surface of the tip flow guide 19 with the exfoliation thereof starting. According to the aforesaid constitution, an inverse flow at a root is prevented and the boundary layer and exfoliating fluid in the diffuser flow passage can be excluded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱効率及び信頼性の向上を図った軸流ターボ機
械の排気ディフューザに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to an exhaust diffuser for an axial flow turbomachine with improved thermal efficiency and reliability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

、一般に軸流ターボ機械の最終段より排出した流体の残
留速度エネルギーを圧力エネルギーとして有効に回収さ
せる為、最終段後流に排気ディフューザを設置し、排気
圧力の上昇による熱効率向上を図っている。ディフュー
ザ効率を向上させるのには、最適な面積拡大率で充分に
長いディフューザ流路が必要である。しかし、ディフュ
ーザ長さを長くすることは、構造上ロータスパンが長く
なり、大型化によるロータ回転の安定性の問題があって
信頼性が低下する。また、コストアップになる為、実際
には長さを極力短かくした軸半径湾曲がりディフューザ
が多用されている。
Generally, in order to effectively recover the residual velocity energy of the fluid discharged from the final stage of an axial flow turbomachinery as pressure energy, an exhaust diffuser is installed downstream of the final stage to improve thermal efficiency by increasing the exhaust pressure. Improving diffuser efficiency requires a sufficiently long diffuser channel with an optimal area expansion factor. However, increasing the length of the diffuser lengthens the rotor span due to its structure, which causes problems with the stability of rotor rotation due to the increased size, resulting in lower reliability. Furthermore, since it increases costs, in practice diffusers with a curved shaft radius are often used, with the length as short as possible.

ところがこの種のディフューザは最終段より排出した流
体が軸方向から短区間で急転向する為に。
However, with this type of diffuser, the fluid discharged from the final stage suddenly turns from the axial direction in a short distance.

ディフューザ流路内で流体が剥離して圧力損失が生じや
すい。従って、ディフューザ流路の設計が難かしく、従
来から数多くの実験、解析がくり返されてディフューザ
形状の最適化が追求されている。
Fluid separation within the diffuser flow path tends to cause pressure loss. Therefore, designing the diffuser flow path is difficult, and optimization of the diffuser shape has been pursued through repeated numerous experiments and analyses.

これを軸流タービンを例にとって図面を参照して説明す
る。第6図は従来の蒸気タービンの排気ディフューザの
構造を示した断面図で、排気ディフューザDFはタービ
ン最終段より排気した蒸気を覆いかつ下方に設置した復
水器(図示せず)へ導く為の外部ケーシング上半■と、
ロータ■および内部ケーシング■に各々取付けられて段
落流路を形成したノズルに)9羽根■及び羽根■の後流
において内部ケーシング■に取付けられたチップフロー
ガイド(eと、外部ケーシング■に取付けられたベアリ
ングコーン■およびルートフローガイド■との間で流路
を形成するよう構成している。羽根0より排出された蒸
気は、チップフローガイド0とルートフローガイド0お
よびベアリングコーン■との間の適正な面積拡大流路を
通過する。
This will be explained using an axial flow turbine as an example with reference to the drawings. Figure 6 is a sectional view showing the structure of a conventional steam turbine exhaust diffuser. The exhaust diffuser DF covers the steam exhausted from the final stage of the turbine and guides it to a condenser (not shown) installed below. External casing upper half■ and
A chip flow guide (e) attached to the internal casing ■ and a chip flow guide (e) attached to the internal casing ■ in the wake of the nine blades ■ and the blade ■ It is configured to form a flow path between the tip flow guide 0, the root flow guide 0 and the bearing cone ■. Pass through an appropriate area expansion channel.

この面積拡大流路を通過した排出蒸気の残留速度エネル
ギーは、有効に圧力上昇してエネルギー変換して回収さ
れる。
The residual velocity energy of the exhaust steam that has passed through this area-expanding flow path is recovered by effectively increasing the pressure and converting it into energy.

この様な排気ディプユーザ構造DFにおいて。In such an exhaust dip user structure DF.

最終段より排出した蒸気は、チップフローガイド0の後
流端の面積A2部までがディフューザ流路となるが、デ
ィフューザ長さが短かいので面積拡大率A、/A1を大
きくできない6従って、ディフューザ効率が小さく最終
段よりの排出エネルギーを有効に回収できず、タービン
の熱効率が低下してしまいディフューザ流路の最適化が
必要である。
The steam discharged from the final stage becomes a diffuser flow path up to the area A2 at the trailing end of the chip flow guide 0, but since the length of the diffuser is short, the area expansion rate A, /A1 cannot be increased.6 Therefore, the diffuser The efficiency is low, and the exhaust energy from the final stage cannot be effectively recovered, resulting in a decrease in the thermal efficiency of the turbine, which requires optimization of the diffuser flow path.

次に、従来の排気ディフューザ効率向上策の実施例を第
7図〜第10図に示す。尚、以下に説明する第7図〜第
10図の構造図で、上述した第6図と同一部材には同一
符号を付して説明する6まず第7図は一般的に多用され
ている従来技術で、内部ケーシング■に取付けられるチ
ップフローガイド■を長い曲面形状とし、同時に外部ケ
ーシング■に取付けられたベアリングコーン(10)を
曲面形状にすることにより、最終段よりの排出蒸気を円
滑にディフューザ内を通過させ、ディフューザ長さと面
積拡大率A2/A、を大きくしてディフューザ効率を上
昇させようとした軸半径湾曲がりディフューザ形状を示
すものである。
Next, examples of conventional exhaust diffuser efficiency improvement measures are shown in FIGS. 7 to 10. In the structural diagrams of FIGS. 7 to 10, which will be explained below, the same members as in FIG. By using technology, the chip flow guide ■ attached to the inner casing ■ has a long curved shape, and at the same time the bearing cone (10) attached to the outer casing ■ has a curved shape, allowing the exhaust steam from the final stage to be smoothly diffused. This figure shows a diffuser shape with a curved shaft radius in which the diffuser efficiency is increased by increasing the diffuser length and area expansion rate A2/A.

この排気ディフューザは、第6図の従来タイプに比ベデ
ィフユーザ効率が上昇するが、チップフローガイド(9
)が凸面曲率であり、壁面で発達した境界層がディフュ
ーザ流路中間で剥離しやすく図示の流路的速度分布でも
わかる様にディフューザ出口(A2部)ではチップフロ
ーガイド(9)の後流端附近で逆流しやすい。よって幾
何学的な面積拡大率A、/A、に比べ実際の面積拡大率
がかなり小さく、予想したディフューザ効率より低くな
り得る。
This exhaust diffuser has higher efficiency compared to the conventional type shown in Fig. 6, but the chip flow guide (9
) has a convex curvature, and the boundary layer developed on the wall surface tends to separate in the middle of the diffuser flow path, as can be seen from the flow path velocity distribution shown in the figure. It is easy for backflow to occur nearby. Therefore, the actual area expansion rate is considerably smaller than the geometric area expansion rate A, /A, and may be lower than the expected diffuser efficiency.

第8図はチップフローガイド(11)とベアリングコー
ン(12)との間のディフューザ流路内にベアリングコ
ーン(12)に支持されたリブ(13)に取付けた中間
フローガイド(14)を設置しディフューザ流路中間の
チップフローガイド(11)の壁面で発生する剥離を防
止する方法がある。この種の装置として、例えばB r
ovn B overl レビュー?/8−75が知ら
れている。ディフューザ形状はリブ(13)及び中間フ
ローガイド(14)が流路内にある為、流体との摩擦損
失が発生する。又、最終段より排出した蒸気は不均一な
流れで中間フローガイド(14)が破損することもあり
、信頼性の点で問題となる。
Figure 8 shows an intermediate flow guide (14) installed on a rib (13) supported by the bearing cone (12) in the diffuser flow path between the chip flow guide (11) and the bearing cone (12). There is a method for preventing peeling that occurs on the wall surface of the chip flow guide (11) in the middle of the diffuser flow path. As this type of device, for example, B r
ovn B overl review? /8-75 is known. Since the diffuser shape has the ribs (13) and the intermediate flow guide (14) in the flow path, friction loss with the fluid occurs. Furthermore, the steam discharged from the final stage may flow non-uniformly and may damage the intermediate flow guide (14), which poses a problem in terms of reliability.

第9図はチップフローガイド(15)とベアリングコー
ン(16)との間で形成されるディフューザ流路の面積
A1.A2.A3.A4を第10図に示すように流路中
間で急激に面積をA2からA、に絞り蒸気を増速させる
ことによってディフューザ流路中間のチップフローガイ
ド(15)壁面で発達した境界層を消滅させると同時に
流れを転向し、流路の中間より再度1面積拡大率A4/
A、で圧力回復を行なっている。この種の装置としては
例えば「ターボ機械第11巻8号P 458Jに発表さ
れて知られている。
FIG. 9 shows the area A1 of the diffuser flow path formed between the chip flow guide (15) and the bearing cone (16). A2. A3. As shown in Figure 10, the area of A4 is rapidly reduced from A2 to A in the middle of the flow path to increase the speed of the steam, thereby eliminating the boundary layer that has developed on the wall surface of the chip flow guide (15) in the middle of the diffuser flow path. At the same time, turn the flow and increase the area expansion rate A4/1 from the middle of the flow path again.
Pressure recovery is being performed at A. This type of device is known, for example, as published in "Turbo Machinery Vol. 11, No. 8, P 458J.

ところが、面積をA2からA、に絞ることは、この範囲
で有効に圧力回復が達成されず、むしろ圧力降下しやす
い状況にあり、ディフューザ全体での圧力上昇は、期待
したディフューザ効率が得られないこともある。
However, by narrowing down the area from A2 to A, pressure recovery is not effectively achieved in this range, and the pressure is likely to drop, and the pressure rise across the entire diffuser means that the expected diffuser efficiency cannot be obtained. Sometimes.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

次に第11図、第12図を用いて、タービンの部分負荷
時の流れ特性と従来、技術の欠点について説明する。第
6図ないし第9図の従来のディフューザ形状においては
、第11図で示すルートフローガイド■の傾きα°が正
の値である為、最終段羽根出口ルート部での蒸気の流線
が流路に対し凹面のR曲率となる。その結果、最終段出
口ルート部の圧力(図示のPex)が高くなる6蒸気タ
ービンにおいて部分負荷運転時に蒸気流量がある値より
少なくなると、第12図の渦流線Wで示すように最終段
の流路の一部に逆流域が生ずることが知られている。
Next, using FIGS. 11 and 12, the flow characteristics of the turbine at partial load and the drawbacks of conventional techniques will be explained. In the conventional diffuser shapes shown in Figures 6 to 9, since the slope α° of the root flow guide ■ shown in Figure 11 is a positive value, the steam streamline at the final stage blade outlet root part is It has a concave R curvature with respect to the road. As a result, when the steam flow rate becomes lower than a certain value during partial load operation in a 6-steam turbine where the pressure (Pex shown in the figure) at the final stage outlet route increases, the flow rate at the final stage becomes lower than a certain value as shown by the vortex streamline W in Figure 12. It is known that backflow areas occur in some parts of the road.

さて部分負荷でタービン流量を減少させていくと、最終
段羽根出口の平均圧力は復水器圧に規定されてほぼ一定
に保たれているのに対し、羽根入口の平均圧力は低下す
るから、羽根の前後の圧力差が逆転した部分で逆流が開
始する。通常1羽根入口ではルート部の圧力が最も低い
から逆流はルート部から生じ始めるのが普通である。従
って第11図で示したルートフローガイド(ハ)の傾き
α°が正の場合、逆流域が生じやすい欠点がある。この
逆流が生ずると段落効率が低下するだけでなく回転中の
羽根に励振力が加わり損傷を与えることがあり得る。
Now, when the turbine flow rate is reduced under partial load, the average pressure at the final stage blade outlet is regulated by the condenser pressure and is kept almost constant, while the average pressure at the blade inlet decreases. Backflow begins at the point where the pressure difference across the blade is reversed. Normally, at the inlet of one blade, the pressure at the root is lowest, so the backflow usually starts from the root. Therefore, if the inclination α° of the root flow guide (c) shown in FIG. 11 is positive, there is a drawback that a backflow region is likely to occur. When this backflow occurs, not only does the stage efficiency decrease, but also an exciting force is applied to the rotating blades, which may cause damage.

この様に第6図〜第9図の従来の排気ディフューザ流路
形状は、ディフューザ効率の低下あるいは逆流による段
落効率の低下によってタービン熱効率が悪化したり、流
体動振方に起因するトラブルの多発により信頼性が損な
われる欠点がある。
In this way, the conventional exhaust diffuser flow path shapes shown in Figs. 6 to 9 have a tendency to deteriorate turbine thermal efficiency due to a decrease in diffuser efficiency or a decrease in stage efficiency due to backflow, and to cause frequent troubles due to fluid dynamics. There is a drawback that reliability is impaired.

本発明の目的は、タービンの熱効率及び信頼性を悪化さ
せることのない軸流ターボ機械の排気ディフューザを提
供するものである。
An object of the present invention is to provide an exhaust diffuser for an axial flow turbomachine that does not impair the thermal efficiency and reliability of the turbine.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

〔問題点を解決するための手段〕 本発明による転流ターボ機械の排気ディフューザは、排
気ディフューザ流路を形成する壁面の途中に、流路に対
して凹面のR曲率面と凸面のR曲率面とを形成したこと
を特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The exhaust diffuser for a commutation turbomachine according to the present invention has a concave R-curvature surface and a convex R-curvature surface with respect to the flow path in the middle of the wall surface forming the exhaust diffuser flow path. It is characterized by having formed the following.

〔作用〕 本発明による細流ターボ機械の排気ディフューザにおい
ては、まずルートフローガイド壁面を凹面にすることに
より、その上流の最終段羽根出口部の排気蒸気の流線が
凸形曲率となって圧力上昇が防止されて低下する。この
ため羽根ルート部前後の圧力差が大きくなり1部分負荷
運転時での逆流が低減可能となる。
[Function] In the exhaust diffuser for the trickle turbomachine according to the present invention, first, by making the root flow guide wall surface concave, the streamline of the exhaust steam at the outlet of the final stage blade upstream thereof becomes a convex curvature, which increases the pressure. is prevented and reduced. For this reason, the pressure difference before and after the blade root portion increases, making it possible to reduce backflow during partial load operation.

またルートフローガイド壁面の凹面は、チップフローガ
イドの曲率を大きくさせることができることになり、壁
面で発達する境界層あるいは剥離の発生が低減可能とな
る。ベアリングコーンの凸面は排気蒸気の流線を流路の
外向きに変化させることにより、ディフューザ効率低下
の原因となる境界層や剥離流体をディフューザ内から消
滅させる。
In addition, the concave surface of the root flow guide wall surface allows the curvature of the chip flow guide to be increased, thereby making it possible to reduce the occurrence of a boundary layer or peeling that develops on the wall surface. The convex surface of the bearing cone changes the streamlines of the exhaust steam outward of the flow path, thereby eliminating boundary layers and separation fluids from within the diffuser that would otherwise reduce diffuser efficiency.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明を第1図ないし第5図に示す実施例について
説明する。各図面において第6図ないし第11図と同一
符号は同一部分を示すものであるからその説明を省略す
る。まず第1図の実施例において本発明による蒸気ター
ビンの排気ディフューザDFは、ルートフローガイド(
17)壁面を流路に対し凹面の R2曲率としベアリン
グコーン(18)壁面をディフューザ流路中間部位で凸
面のR1曲率として形成したことを特徴とするものであ
る。また内部ケーシング■に取付けたチップフローガイ
ド(19)と(21)はリブ(22)で一体となってお
り、ディフューザ流路中間にはチップフローガイド(1
9)の壁面で発達した境界層及び剥離が始まった流体を
導く噴出溝(20)を設けている。
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in FIGS. 1 to 5. In each drawing, the same reference numerals as in FIGS. 6 to 11 indicate the same parts, and the explanation thereof will be omitted. First, in the embodiment shown in FIG. 1, the exhaust diffuser DF of the steam turbine according to the present invention has a root flow guide (
17) The wall surface of the bearing cone (18) is formed with a concave R2 curvature relative to the flow path, and the wall surface of the bearing cone (18) is formed with a convex R1 curvature at the middle portion of the diffuser flow path. In addition, the chip flow guides (19) and (21) attached to the internal casing ■ are integrated with a rib (22), and the chip flow guide (1
9) An ejection groove (20) is provided to guide the boundary layer that has developed on the wall surface and the fluid where separation has begun.

次に本発明による軸流ターボ機械の排気ディフューザの
作用を第2図を用いて説明する。まず、ルートフローガ
イド(17)壁面を凹面にすることによって上流の最終
段羽根出口部の流線がR□の凸形曲率となり、羽根出口
ルート部の圧力上昇が防止されて低下する。その結果、
羽根ルート部前後の圧力差が大きくなり、部分負荷運転
時での逆流が低減可能となる。次に最終段よりの排出蒸
気流れFaは、最適なディフューザ流路を形成した面積
へ〇からA2の間で圧力上昇するが、ルートフローガイ
ド(17)壁面に凹面のR2曲率を与えた為、従来の面
積拡大率Az/ A−と同一でもチップフローガイド(
19)の曲率R4を大きくすることが可能であり、壁面
で発達する境界層あるいは剥離の発生が低減可能となる
Next, the operation of the exhaust diffuser for an axial flow turbomachine according to the present invention will be explained using FIG. First, by making the wall surface of the root flow guide (17) concave, the streamline at the upstream final stage blade outlet section has a convex curvature of R□, and the pressure at the blade exit root section is prevented from increasing and is reduced. the result,
The pressure difference before and after the blade root section increases, making it possible to reduce backflow during partial load operation. Next, the exhaust steam flow Fa from the final stage increases in pressure between 〇 and A2 to the area where the optimal diffuser flow path is formed, but since the root flow guide (17) wall surface is given a concave R2 curvature, Chip flow guide (
It is possible to increase the curvature R4 of 19), and it is possible to reduce the occurrence of a boundary layer or peeling that develops on the wall surface.

又、ディフューザ流路A、からA、の間ではベアリング
コーン(18)の凸面のR3曲率によって流線を流路の
外向きに変化させることにより、流れFbの一部をチッ
プフローガイド(19)と(21)の間に形成された噴
出溝(20)より流れFcで噴出させ、ディフューザ効
率低下の原因となる境界層や剥離流体をディフューザ内
から消滅させる。このディフューザ流路の面積A2とA
、はほぼ同一値とする。
In addition, between the diffuser flow paths A and A, by changing the streamline outward of the flow path by the R3 curvature of the convex surface of the bearing cone (18), a part of the flow Fb is transferred to the tip flow guide (19). The flow Fc is ejected from the ejection groove (20) formed between and (21), and the boundary layer and separation fluid that cause a decrease in diffuser efficiency are extinguished from inside the diffuser. Areas A2 and A of this diffuser flow path
, are almost the same value.

その結果、この区間での圧力降下を極力押えることがで
きる。又、流路A3からA4においては、適正な面積拡
大率とし、再び圧力回復可能となる。
As a result, the pressure drop in this section can be suppressed as much as possible. Moreover, in the flow paths A3 to A4, the area expansion ratio is set to an appropriate value, and the pressure can be recovered again.

このA2からA□までのコントロール機能により最終段
から流出した軸方向流れと、流れFdからFeの半径方
向流れとに分離し、各々最適形状を有する軸流ディフュ
ーザと半径流ディフューザの2段ディフューザが形成さ
れる。
This control function from A2 to A□ separates the axial flow flowing out from the final stage and the radial flow of Fe from the flow Fd, and creates a two-stage diffuser of an axial flow diffuser and a radial flow diffuser each having an optimal shape. It is formed.

第3図は本発明と従来技術との面積拡大率の比較を示す
一例である。本発明の面精拡大率はディフューザ流路内
で剥離による損失が起りにくいので従来技術より大きく
できる。面積拡大率とディフューザ効率の関係について
説明すると1通常、ディフューザ流路にて損失がないと
仮定すると、ディフューザ効率を評価する際によく用い
られる圧力回復係数Cp[(出口圧カー人口圧力)/動
圧)で表わすと、次の通りとなる。
FIG. 3 is an example showing a comparison of area enlargement ratios between the present invention and the prior art. The area magnification ratio of the present invention can be made larger than that of the prior art because loss due to separation is less likely to occur within the diffuser flow path. To explain the relationship between area expansion rate and diffuser efficiency: 1 Normally, assuming that there is no loss in the diffuser flow path, the pressure recovery coefficient Cp [(outlet pressure car population pressure)/dynamic Expressed in terms of pressure), it is as follows.

すなわち、ディフューザ流路において損失のない形状が
可能であれば入口面積に対し出口面積を大きくとった方
が圧力回復係数Cpが大となり、ディフューザ効率が良
いことを意味する。第4図は良く知られているディフュ
ーザ性能曲線であり。
That is, if a loss-free shape is possible in the diffuser flow path, the pressure recovery coefficient Cp will be larger if the outlet area is larger than the inlet area, which means that the diffuser efficiency will be better. Figure 4 is a well-known diffuser performance curve.

従来技術に比べ本発明の圧力回復係数が大きくなること
が明らかである。
It is clear that the pressure recovery coefficient of the present invention is greater than that of the prior art.

第5図は本発明の他の実施例で軸流ターボ機械における
軸流排気型ディフューザの場合である。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, which is an axial flow exhaust type diffuser in an axial flow turbomachine.

ルートフローガイド(22)とチップフローガイド(2
3)、 (25)で形成されたディフューザ流路におい
て、ルートフローガイドはディフューザ入口部で凹面の
R2曲率とし、中間部位に凸面のR3曲率の壁面とする
。又、チップフローガイド(23)、 (25)の中間
部に噴出溝(24)を設ける。この種の排気ディフュー
ザ流路形状は前述の第2図と同一作用を有するものであ
る。
Root flow guide (22) and tip flow guide (2)
In the diffuser flow path formed in 3) and (25), the root flow guide has a concave R2 curvature at the diffuser inlet and a convex R3 curvature wall at the intermediate portion. Further, a jetting groove (24) is provided in the middle part of the chip flow guides (23) and (25). This type of exhaust diffuser flow path shape has the same effect as that shown in FIG. 2 described above.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上で述べたように本発明は排気ディフューザ流路を形
成するルートフローガイド壁面の凹面Rの設置によりル
ート部での逆流を防止し、ベアリングコーン壁面の凸面
Rの設置により境界層及び剥離流体を排除することがで
きる。したがってディフューザ効率上昇と部分負荷運転
時の流路内での逆流域を低減でき、熱効率と信頼性の高
い優れた軸流ターボ機械を得ることができる。
As described above, the present invention prevents backflow at the root by installing the concave surface R on the root flow guide wall that forms the exhaust diffuser flow path, and prevents the boundary layer and separation fluid by installing the convex surface R on the bearing cone wall. can be excluded. Therefore, it is possible to increase the diffuser efficiency and reduce the backflow area in the flow path during partial load operation, and it is possible to obtain an excellent axial flow turbomachine with high thermal efficiency and reliability.

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

第1図は本発明による細流ターボ機械の排気ディフュー
ザの構造を示す断面図、第2図は本発明の排気ディフュ
ーザの作用を示す断面図、第3図はディフューザの面積
拡大率の比較図、第4図はディフューザ性能曲線図、第
5図は本発明の他の実施例を示す細流排気型ディフュー
ザの断面図、第6図は従来の排気ディフューザの構造を
示す断面図、第7.第8.第9図はそれぞれ異なる従来
の排気ディフューザを示す断面図、第10図は第9図の
排気ディフューザの面積変化を示す特性図、第11図お
よび第12図は蒸気タービンの部分負荷時の流れ特性お
よび渦流線の発生を説明するための概略構成図である。 1・・・外部ケーシング上半  2・・・ロータ3・・
・内部ケーシング  4・・・ノズル5・・・羽根 6
 、9.11.15・・・チップフローガイド7.10
,12.16・・・ベアリングコーン8・・・ルートフ
ローガイド  13・・・リブ14・・・中間フローガ
イド 17・・・ルートフローガイド 18・・・ベアリングコーン 19.21,23.25・・・チップフローガイド20
.24・・・噴呂溝   22・・・リブDF・・・排
気ディフューザ 代理人 弁理士 猪股祥晃(ほか1名)第8図 長″!  L/H 第4図 第6図 9 ω
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the exhaust diffuser for a trickle turbomachine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the function of the exhaust diffuser of the present invention, FIG. 4 is a diffuser performance curve diagram, FIG. 5 is a sectional view of a trickle exhaust type diffuser showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a sectional view showing the structure of a conventional exhaust diffuser, and 7. 8th. Fig. 9 is a sectional view showing different conventional exhaust diffusers, Fig. 10 is a characteristic diagram showing area changes of the exhaust diffuser in Fig. 9, and Figs. 11 and 12 are flow characteristics of the steam turbine at partial load. FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining the generation of vortex streamlines. 1... Upper half of external casing 2... Rotor 3...
・Internal casing 4... Nozzle 5... Vane 6
, 9.11.15...Chip flow guide 7.10
, 12.16... Bearing cone 8... Root flow guide 13... Rib 14... Intermediate flow guide 17... Root flow guide 18... Bearing cone 19.21, 23.25...・Chip flow guide 20
.. 24...Furomizo 22...Rib DF...Exhaust diffuser agent Patent attorney Yoshiaki Inomata (and 1 other person) Figure 8 Chief''! L/H Figure 4 Figure 6 Figure 9 ω

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)排気ディフューザ流路を形成する壁面の途中に、
流路に対して凹面のR曲率面と凸面のR曲率面とを形成
したことを特徴とする軸流ターボ機械の排気ディフュー
ザ。
(1) In the middle of the wall that forms the exhaust diffuser flow path,
An exhaust diffuser for an axial flow turbomachine, characterized in that a concave R-curvature surface and a convex R-curvature surface are formed with respect to a flow path.
(2)排気ディフューザ流路を形成するルートフローガ
イドの壁面に凹面のR曲率面を形成し、ベアリングコー
ン壁面に凸面のR曲率面を形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の軸流ターボ機械の排気ディフ
ューザ。
(2) A concave R-curvature surface is formed on the wall surface of the root flow guide forming the exhaust diffuser flow path, and a convex R-curvature surface is formed on the wall surface of the bearing cone. axial flow turbomachinery exhaust diffuser.
(3)排気ディフューザ流路を形成するルートフローガ
イドの壁面に凹面のR曲率面と凸面のR曲率面とをタン
デムに形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の軸流ターボ機械の排気ディフューザ。
(3) The axial flow turbo according to claim 1, characterized in that a concave R-curvature surface and a convex R-curvature surface are formed in tandem on the wall surface of the root flow guide forming the exhaust diffuser flow path. Mechanical exhaust diffuser.
(4)排気ディフューザ流路をルートフローガイドに対
向して形成するチップフローガイドの流路中間に境界層
あるいは剥離流体を排除する噴出溝を設けたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載の軸流ターボ機械の排
気ディフューザ。
(4) Claim 1, characterized in that an ejection groove for eliminating a boundary layer or separation fluid is provided in the middle of the flow path of a chip flow guide that forms an exhaust diffuser flow path facing the root flow guide. Exhaust diffuser for axial flow turbomachinery as described.
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