KR101785228B1

KR101785228B1 - 증기 터빈의 수분 제거 장치, 및 슬릿 구멍의 형성 방법

Info

Publication number: KR101785228B1
Application number: KR1020167002059A
Authority: KR
Inventors: 료 다카타
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US20160169051A1; US10690009B2; EP3009603A4; JPWO2015015859A1; JP6227653B2; CN105392965B; WO2015015859A1; KR20160023877A; EP3009603B1; EP3009603A1; CN105392965A

Abstract

고정 날개의 간단한 가공에 의해, 고정 날개 날개면에 형성되는 수막류의 제거 효율을 향상시킴과 함께, 증기류의 누설 손실을 억제함으로써, 터빈 효율의 저하를 억제하는 것을 목적으로 하고, 고정 날개(12)의 내부에 형성된 중공부(12a)와, 고정 날개 날개면에 개구하고, 중공부(12a)에 연통함과 함께, 고정 날개(12)의 날개 높이 방향 b로 연장되는 슬릿 구멍(22)을 구비하고, 슬릿 구멍(22)은, 고정 날개 날개면에 각설되고, 긴 변이 날개 높이 방향 b로 연장됨과 함께, 평탄한 저면(24a)을 갖는 오목부(24)와, 오목부(24)의 저면(24a)과 중공부(12a)에 관통하는 1개 이상의 관통 구멍(26)으로 형성되고, 저면(24a)에 개구하는 관통 구멍(26)의 입구 개구 c의 영역은, 슬릿 구멍(22)의 단면을 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부(24)의 투영 폭의 일부를 차지하고 있다.

Description

증기 터빈의 수분 제거 장치, 및 슬릿 구멍의 형성 방법{MOISTURE REMOVAL DEVICE FOR STEAM TURBINE AND SLIT HOLE FORMATION METHOD}

본 발명은, 증기 터빈의 습증기류에 포함되는 수분을 효율적으로 제거 가능한 수분 제거 장치, 및 고정 날개 날개면에 부착된 수분을 도입하기 위한 슬릿 구멍을 고정 날개 날개면에 형성하는 방법에 관한 것이다.

증기 터빈의 최종단 부근에서는 증기류의 습기가 8% 이상으로 된다. 이 습증기류로부터 발생하는 물방울에 의해 습기 손실이 발생하여, 터빈 효율이 저하된다. 또한, 이 습증기로부터 발생한 물방울이 고속으로 회전하는 가동 날개에 충돌하여 침식 현상이 일어난다. 습증기류에 포함되는 물방울은 고정 날개 표면에 부착되어 수막이 형성된다. 이 수막은, 습증기류에 의해 가압되어 수막류로 되어 고정 날개 후연(trailing edge)측으로 흐른다. 그리고, 고정 날개 후연에서 부서져서, 고정 날개의 하류측에서 조대(粗大) 물방울이 형성된다. 이 조대 물방울이 가동 날개의 부식을 일으키는 큰 원인의 하나로 되어 있다.

도 16은, 증기 터빈에 있어서의 증기류의 흐름장을 나타낸다. 고정 날개(100)는, 로터축(도시생략)측에 설치된 다이어프램(104)과, 팁측에 설치된 지지 링(106)의 사이에 접속되어 있다. 습증기류 s에 포함되는 미소(微小) 물방울 dw는, 고정 날개(100)의 표면, 특히, 고정 날개 배면 bs보다도 습증기 s에 면하고 있는 고정 날개 배면 fs에 많이 부착되고, 고정 날개 날개면에서 집적하여 고정 날개 후연측을 향하는 수막류 sw를 형성한다. 고정 날개 날개면의 수막류 sw는, 고정 날개 전연 fe측에서 고정 날개 후연 re측으로 흐르고, 고정 날개 후연 re에서 부서져서 조대 물방울 cw로 되어, 조대 물방울 cw는 하류측의 가동 날개에 충돌하여 가동 날개 표면을 침식한다.

도 17은, 고정 날개 출구부의 습증기류 s의 속도 삼각형을 나타낸다. 고정 날개 출구부의 습증기류 s의 절대 속도 Vs와 비교하여, 조대 물방울 cw의 절대 속도 Vcw는 작아지게 된다. 그로 인해, 가동 날개(102)의 주속 U를 고려한 상대 속도장에서는, 습증기류 s의 상대 속도 Ws와 비교하여, 조대 물방울 cw의 상대 속도 Wcw가 크게 되어, 입사각이 작아져서 가동 날개(102)의 날개면에 고속으로 충돌한다. 이에 의해, 가동 날개(102)의 특히 주속이 큰 날개 선단부 부근에서는 조대 물방울 cw에 의한 침식을 받기 쉽다. 또한, 조대 물방울 cw의 충돌에 의해 가동 날개(102)의 제동 손실이 증가한다.

따라서, 고정 날개 표면에 부착된 물방울을 제거하기 위해서, 고정 날개 표면에 개구하는 슬릿 구멍을 형성하고, 고정 날개 표면에 부착된 물방울을 이 슬릿 구멍으로부터 도입하여, 증기류의 흐름장으로부터 제거하는 방법이 종래부터 행해지고 있다. 특허문헌 1 및 2에는, 이러한 슬릿 구멍을 형성한 고정 날개의 구성이 개시되어 있다.

도 18 내지 도 21은, 이러한 슬릿 구멍을 형성한 고정 날개의 예를 나타낸다. 도 18에 있어서, 고정 날개(100)의 축 방향 양 단부는, 로터축(108)측에 설치되어 로터축(108)과는 별체의 다이어프램(104)과, 팁측의 지지 링(106)에 접속되어 있다. 가동 날개(102)는 디스크 로터(110)를 통해 로터축(108)과 일체로 형성되어 있다. 고정 날개 배면 fs에 복수의 슬릿 구멍(112)이, 고정 날개 배면 bs에 복수의 슬릿 구멍(114)이, 각각 고정 날개(100)의 축 방향으로 형성되어 있다. 지지 링(106)의 내부에 중공부(106a)가 형성되어 있다.

도 19 및 도 20에 도시한 바와 같이, 고정 날개(100)의 내부에는 중공부(100a)가 형성되어 있다. 중공부(100a)는, 지지 링(106)에 형성된 구멍(106b)을 통해 중공부(106a)에 연통하고 있다. 중공부(100a)는, 구멍(106c)을 통해 저압 영역에 연통하고 있다. 고정 날개 표면에 부착되어 후연을 향해서 흐르는 수막류 sw는, 슬릿 구멍(112 및 114)으로부터 중공부(100a)에 도입된다. 지지 링(106)의 후단부에도 슬릿 홈(116)이 형성되고, 슬릿 홈(116)은 저압 영역에 연통하고 있다. 상기 저압 영역은, 증기류의 흐름장에 대하여 슬릿 구멍(112 및 114)으로부터 수막류 sw를 흡입하고, 흡입한 수분을 중공부(106a)에 배출 가능한 만큼의 차압이 있으면 된다.

도 20은, 고정 날개 배면에 개구하는 슬릿 구멍(112)을 형성한 종래의 예를 나타낸다. 고정 날개 배면 fs에 형성되는 수막류 sw는, 고정 날개 전연 fe로부터 고정 날개 후연 re로 갈수록, 물방울을 모아서 집적량이 증대한다. 그로 인해, 고정 날개 배면 fs에 슬릿 구멍을 형성하는 경우, 수분 제거량을 많게 하기 위해서, 중공부(100a)와의 연통이 가능한 범위에서, 가능한 한 고정 날개 후연측에 형성되어 있다.

또한, 도 21에 도시한 바와 같이, 종래, 고정 날개 배면 fs에 형성된 슬릿 구멍(112)의 고정 날개 후연측 벽면(112a) 및 고정 날개 전연측 벽면(112b)은, 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 고정 날개 배면 fs의 전연측 기준면에 대한 경사 각도 A가, 90°보다 커지게 되도록 형성되어 있다. 이 이유는, 슬릿 구멍(112)의 슬릿 폭 h와 비교하여 슬릿 구멍(112)의 입구 개구 e 및 출구 개구 f의 폭을 다소 넓힘과 함께, 슬릿 구멍(112)을 습증기류 s의 흐름 방향을 향함으로써, 습증기류 s를 슬릿 구멍에 진입하기 쉽게 하기 위해서이다. 이에 의해, 습증기류 s를 슬릿 구멍(112)에 적극적으로 도입하고, 습증기류 s에 수반시켜서 수막류 sw를 슬릿 구멍(112)에 도입하도록 하고 있다.

일본 특허공개 평64-080705호 공보 일본 특허공개 평09-025803호 공보

도 21에 도시한 종래의 슬릿 구멍(112)에서는, 수분과 함께, 대량의 증기를 도입해버려서, 그로 인해, 증기류의 누설 손실이 증가하고, 터빈 효율이 저하된다는 문제가 있다.

본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 고정 날개의 간단한 가공에서, 고정 날개 날개면에 형성되는 수막류의 제거 효율을 향상시킴과 함께, 증기류의 누설 손실을 억제함으로써, 터빈 효율의 저하를 억제 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 증기 터빈 수분 제거 장치는, 고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와, 고정 날개 날개면에 개구하고, 수분 제거 유로에 연통함과 함께, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고 있다. 그리고, 슬릿 구멍은, 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍으로 이루어진다. 또한, 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부의 저면에 개구하는 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 오목부의 투영 폭의 일부를 차지하는 것이다.

본 발명에서는, 상기 오목부를 형성하여 슬릿 구멍의 입구 개구(수분 채취 면적)를 넓힘으로써 수분 제거 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 수분 제거 유로에 연통하는 관통 구멍의 단면적을 축소함으로써, 에너지로서 이용 가치가 있는 증기류의 누설을 억제하면서, 수분을 제거할 수 있다.

또한, 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부의 저면에 개구하는 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 오목부의 투영 폭의 일부를 차지하도록 구성함으로써, 관통 구멍의 주위에 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 갖는 오목부 저면을 형성할 수 있다. 이 오목부 저면에 고정 날개 날개면으로부터 수막류를 일단 도입하고, 그 후, 수막류를 관통 구멍에 유입시킴으로써, 증기류로부터의 수분의 분리 효과를 향상할 수 있다.

관통 구멍의 형상은 다양한 형상을 채용할 수 있다. 예를 들어, 관통 구멍의 축 방향은, 오목부의 저면에 대하여 직각이어도 되며, 혹은 오목부의 저면에 대하여 경사시켜도 되고, 설계 조건에 의해 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 관통 구멍의 단면 형상은, 예를 들어 원형 또는 각형이어도 되며, 혹은 관통 구멍을 슬릿 형상으로 가늘고 길게 형성하여도 된다. 예를 들어, 입구 개구측 영역을 역 사다리꼴 형상의 단면으로 하면, 수분을 도입하기 쉬워진다.

본 발명의 일 형태로서, 슬릿 구멍의 관통 구멍을 고정 날개 날개면의 팁측 영역에 형성할 수 있다. 증기 흐름장에 있어서는, 고정 날개의 팁측 영역보다 허브측 영역의 쪽이 고압으로 된다. 그로 인해, 슬릿 구멍을 날개 높이 방향 전역에 형성하면, 허브측 영역에 형성된 관통 구멍으로부터 수분 제거 유로에 유입된 증기가 팁측 영역에 형성된 관통 구멍으로부터 증기 흐름장으로 역류하는 순환류가 형성되어, 수분 제거 효율이 저하될 우려가 있다. 그로 인해, 관통 구멍을 팁측 영역에 형성함으로써, 이러한 순환류의 형성을 없앨 수 있다.

본 발명의 일 형태로서, 슬릿 구멍을 고정 날개 날개면에 개구시킴과 함께, 관통 구멍의 입구 개구를 수분 제거 유로의 후연측 단부에 대응한 고정 날개의 날개면측에 개구시킴과 함께, 슬릿 구멍의 출구 개구를 슬릿 구멍의 후연측 단부에 연통시킬 수 있다.

고정 날개의 날개면에 형성되는 수막류는, 증기류에 의해 고정 날개 후연을 향해서 흐르기 때문에, 고정 날개 후연으로 갈수록 수량이 증대한다. 특히, 전술한 바와 같이, 고정 날개 배면에 형성되는 수막류는, 고정 날개 전연으로부터 고정 날개 후연으로 갈수록, 물방울을 모아서 집적량이 증대한다. 그로 인해, 고정 날개 배면에 개구하고 있는 슬릿을, 수분 제거 유로와의 연통이 가능한 범위에서, 가능한 한 고정 날개의 후연측에 형성함으로써, 수분 제거량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 고정 날개의 배면에 개구하는 슬릿 구멍을 형성한 경우에 특히 수분 제거량을 증가할 수 있다.

또한, 상기 구성에 추가하여, 슬릿 구멍의 축 방향을 고정 날개 날개면의 전연측 기준면에 대하여 예각으로 되도록 구성할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「고정 날개 날개면의 전연측 기준면」이란, 슬릿 구멍을 구성하는 벽면의 고정 날개 날개면에 대한 경사각을 표현하는 경우에, 상기 벽면보다 고정 날개 전연측의 고정 날개 날개면을 기준으로 하는 것을 의미한다.

상기 구성에 의해, 수분 제거 유로에 연통하는 관통 구멍의 출구 개구를 고정 날개 전연측에 배치할 수 있어, 그만큼 슬릿 구멍의 입구 개구를 수분 총 집적 비율이 큰 고정 날개 후단부측에 배치할 수 있다. 그로 인해, 슬릿 구멍의 수분 제거량을 증대할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 있어서, 관통 구멍의 입구 개구를 오목부의 저면의 고정 날개 후단부측 단부에 형성할 수 있다. 즉, 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 폭 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부의 저면에 개구하는 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 오목부의 투영 폭의 일부를 차지하고, 관통 구멍의 입구 개구가 오목부 저면의 고정 날개 후연측 단부에 개구하도록 구성하면 된다. 이에 의해, 고정 날개 날개면으로부터 유입된 수막류를 일단 오목부로 유도하고, 오목부의 저면에서 저류함으로써, 증기류로부터의 수막류의 분리 효과를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 형태로서, 관통 구멍의 축 방향을, 입구 개구로부터 출구 개구를 향해서 고정 날개 팁을 향하는 방향으로 경사시킬 수 있다. 고정 날개 날개면에서는, 증기류는 다양한 방향으로 흐른다. 예를 들어, 고정 날개의 허브측으로부터 팁측으로 흐르는 경우가 있다. 이러한 흐름에 의해, 고정 날개 날개면의 수막류도 동일한 방향으로 흐른다. 그로 인해, 관통 구멍의 축 방향을, 입구 개구로부터 출구 개구를 향해서 고정 날개 팁을 향하는 방향으로 경사시켜서, 관통 구멍을 수막류의 흐름 방향을 향함으로써 관통 구멍의 수분 도입량을 증가할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 슬릿 구멍의 형성 방법은, 고정 날개 날개면에, 방전 가공에 의해, 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 갖는 오목부를 형성하는 오목부 형성 공정과, 오목부의 저면과 수분 제거 유로에 연통하고, 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부의 투영 폭에 대하여 입구 개구의 영역이 오목부의 투영 폭의 일부를 차지하도록, 1개 이상의 관통 구멍을 절삭 가공에 의해 형성하는 관통 구멍 형성 공정으로 이루어지는 것이다.

고정 날개는, 고온 강도와 내식성을 구비하고, 난(難) 절삭재라 불리는 Ni기 합금이 사용되고 있다. 그로 인해, 슬릿 구멍의 형성과 같은 Ni기 합금의 정밀 가공은, 고가의 방전 가공에 의해 행해지고 있다.

본 발명 방법에서는, 관통 구멍의 형성을 드릴을 사용한 절삭 가공으로 행할 수 있으므로, 슬릿 구멍의 가공을 저렴하게 행할 수 있다. 또한, 미세 직경의 드릴을 사용함으로써 미세한 직경의 관통 구멍을 형성할 수 있다. 그로 인해, 증기류의 누설을 유효하게 저지할 수 있다.

본 발명에 의하면, 슬릿 구멍이, 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 수분 제거 유로에 관통하고, 단면적을 축소한 관통 구멍으로 구성되어 있기 때문에, 고정 날개의 간단한 가공에 의해, 수분 제거 효율을 향상시키면서, 에너지로서 이용 가치가 있는 증기류의 누설을 억제할 수 있어, 이에 의해, 터빈 효율의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 수분 제거 장치의 정면도이다.
도 2는, 상기 제1 실시 형태에 따른 고정 날개의 횡단면도이다.
도 3은, 상기 제1 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 횡단면도이다.
도 4는, 상기 제1 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 종단면도이다.
도 5는, 고정 날개 날개면에 있어서의 수분 총 집적 비율을 나타내는 선도이다.
도 6은, 상기 제1 실시 형태의 변형예에 따른 슬릿 구멍의 종단면도이다.
도 7은, 상기 제1 실시 형태의 또 다른 변형예에 따른 슬릿 구멍의 종단면 도이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 단면 형상을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 단면 형상을 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 형상을 나타내는 정면도이다.
도 11은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 형상을 나타내는 정면도이다.
도 12는, 효과 확인 시험에 사용된 실시 형태 및 종래의 슬릿 구멍을 나타내는 정면도이다.
도 13은, 도 12에 도시된 실시 형태에 따른 슬릿 구멍의 횡단면도이다.
도 14는, 상기 효과 확인 시험에 의한 시험 결과를 나타내는 선도이다.
도 15는, 상기 효과 확인 시험에 의한 다른 시험 결과를 나타내는 선도이다.
도 16은, 증기 터빈에 있어서의 습증기류의 흐름장을 나타내는 설명도이다.
도 17은, 고정 날개 하류측에 있어서의 습증기류의 속도 삼각형을 나타내는 선도이다.
도 18은, 종래의 수분 제거 장치를 나타내는 정면에서 본 단면도이다.
도 19는, 종래의 슬릿 구멍이 형성된 고정 날개의 사시도이다.
도 20은, 종래의 슬릿 구멍이 형성된 고정 날개의 횡단면도이다.
도 21은, 도 20 중의 Y부의 확대 횡단면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시 형태를 이용하여 상세히 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것만으로 한정하는 취지는 아니다.

(실시 형태 1)

다음으로, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 수분 제거 장치를 도 1 내지 도 5에 의해 설명한다. 도 1에 있어서, 고정 날개(12)가 증기 터빈의 습증기 유로에 설치되어 있다. 고정 날개(12)의 허브 부위는 다이어프램(14)에 접속되고, 팁 부위는 지지 링(16)에 접속되어 있다. 습증기류 s에 대한 고정 날개(12)의 날개면의 방향은, 도 17에 도시한 고정 날개(100)와 동일하다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 습증기류 s에 대하여, 고정 날개 전연 fe가 상류측에 배치되고, 고정 날개 후연 re가 하류측에 배치됨과 함께, 고정 날개 배면 fs가 습증기류 s에 면하도록 습증기류 s에 대하여 비스듬히 배치되어 있다. 습증기류 s에 포함되는 물방울 등의 수분은, 고정 날개 배면 fs 및 고정 날개 배면 bs에 물방울로 되어 부착된다. 도 1 중, 화살표 a 방향은 고정 날개(12)의 날개 폭 방향을 나타내고, 화살표 b 방향은 고정 날개(12)의 날개 높이 방향을 나타내고 있다.

수분 제거 장치(10)는, 고정 날개(12)의 내부에 중공부(12a)가 형성되고, 지지 링(16)의 내부에 중공부(16a)가 형성되어 있다. 중공부(12a) 및 중공부(16a)는 지지 링(16)에 형성된 구멍(18)을 통해 연통하고 있다. 중공부(16a)에는, 습증기류 s의 흐름장보다 저압의 영역에 연통하는 구멍(20)이 형성되고, 중공부(12a 및 16a)는 습증기류 s의 흐름장보다 저압으로 되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 습증기류 s가 고정 날개 전연 fe측에서 고정 날개 배면 fs 및 고정 날개 배면 bs를 따라 흐른다. 슬릿 구멍(22)은, 고정 날개 배면 fs에 개구하고, 고정 날개(12)의 날개 폭 방향에서 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 대응하는 영역에 형성되고, 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부와 연통하고 있다. 또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 슬릿 구멍(22)은, 고정 날개(12)의 팁측 영역에 형성되고, 또한 고정 날개 높이 방향, 즉 습증기류 s의 흐름 방향에 대하여 거의 직각 방향을 향해서 배치되어 있다. 고정 날개 배면 fs 및 고정 날개 배면 fs에는 습증기류 s에 포함되는 물방울이 부착되고, 수막류 sw가 형성된다. 습증기류 s의 흐름에 의해 가압되고, 고정 날개 배면 fs 및 고정 날개 배면 bs에 형성된 수막류 sw도 고정 날개 후연을 향해서 흐른다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 슬릿 구멍(22)은, 고정 날개 배면 fs에 개구하는 오목부(24)과 4개의 관통 구멍(26)으로 이루어진다. 오목부(24)는, 고정 날개 배면 fs에 대하여 거의 평행하며 평탄한 저면(24a)과, 고정 날개 배면 fs에 대하여 거의 수직인 측면(24b 및 24c)을 갖고 있다. 오목부(24)의 개구 및 단면은 직사각 형상을 갖고, 오목부(24)의 긴 변은 습증기류 s와 교차하는 방향, 즉 날개 높이 방향을 향하고 있다.

관통 구멍(26)은, 원통 형상을 갖고, 그 축선(26a)은 고정 날개 배면 fs에 대하여 수직이며, 또한 그 입구 개구 c는 고정 날개 폭 방향에서 저면(24a)의 고정 날개 후연부에 개구함과 함께, 출구 개구 d는 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 개구하고 있다. 즉, 관통 구멍(26)은, 슬릿 구멍(22)의 단면을 고정 날개 폭 방향 및 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 오목부 저면(24a)에 개구하는 입구 개구 c의 영역이 오목부(24)의 투영 폭의 일부를 차지하도록 형성되어 있다.

도 5는, 고정 날개 배면 fs 및 고정 날개 배면 bs에 있어서의 수분의 총 집적 비율을 나타내고 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 고정 날개 배면 bs의 수분 총 집적 비율은, 고정 날개의 폭 방향에서 그다지 변하지 않는 데 비하여, 고정 날개 배면 fs에서는 후연측으로 갈수록 수분 총 집적 비율이 비약적으로 증가하고 있다.

도 5로부터, 슬릿 구멍(22)의 입구 개구를 후연측으로 배치할수록, 수분 제거량을 증대할 수 있음을 알 수 있다. 이것을 가미하여, 본 실시 형태에서는, 슬릿 구멍(22)이, 고정 날개(12)의 날개 폭 방향에서 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 위치하는 영역에 형성되어 있다.

도 3에 있어서, 습증기류 s가 고정 날개 전연측으로부터 고정 날개 배면 fs를 따라 흐르고, 습증기류 s의 흐름에 의해, 고정 날개 배면 fs에 부착된 수막류 sw도 고정 날개 후연을 향해서 흐른다. 슬릿 구멍(22)에 도달한 수막류 sw는, 오목부(24)에 유입되고, 그 후, 저면(24a)을 흘러 관통 구멍(26)에 유입된다.

본 실시 형태에서는, 오목부(24)는 관통 구멍(26)에 대하여 넓은 입구 개구를 갖고 있으며, 오목부(24)의 입구 개구로부터 오목부(24)에 수막류 sw를 유입시키기 쉬워지므로, 수분 제거 효율을 향상할 수 있다. 또한, 수막류 sw를 관통 구멍(26)이 좁은 입구 개구 c에 유입시키고, 이때, 관통 구멍(26)은 거의 수막류 sw로 막히기 때문에, 습증기류 s의 누설을 억제할 수 있다.

또한, 습증기류 s의 흐름장에 있어서, 고정 날개(12)의 팁측 영역보다 허브측 영역의 쪽이 고압으로 되지만, 슬릿 구멍(22)이 고정 날개(12)의 팁측 영역에 형성되어 있으므로, 허브측 영역에 형성된 관통 구멍으로부터 중공부(12a)로 유입된 증기가 팁측 영역에 형성된 관통 구멍으로부터 증기 흐름장으로 역류하는 순환류가 형성될 우려가 없어진다.

또한, 슬릿 구멍(22)이 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 위치하는 영역, 즉, 수분 총 집적량이 증대되는 장소에 형성되어 있으므로, 수분 제거량을 증가할 수 있다.

또한, 관통 구멍(26)이 오목부 저면(24a)의 고정 날개 후연측 단부에 형성되어 있으므로, 고정 날개 배면 fs의 수막류 sw는 관통 구멍(26)의 상류측에서 일단 오목부(24)에 유입되고, 저면(24a)에서 저류한다. 이에 의해, 습증기류 s로부터의 수막류 sw의 분리 효과를 향상할 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태의 슬릿 구멍(22)의 형성 방법을 설명한다. 고정 날개(12)는, 고온 강도와 내식성을 구비하고, 난 절삭재라 불리는 Ni기 합금이 사용되고 있다. 그로 인해, 슬릿 구멍의 형성과 같은 Ni기 합금의 정밀 가공은, 종래에는 고가의 방전 가공에 의해 행해지고 있다.

슬릿 구멍(22)의 형성 방법은, 우선, 오목부(24)를 방전 가공에 의해 각설(刻設)한다. 다음으로, 관통 구멍(26)을 미세한 직경을 갖는 드릴을 사용해서 절삭 가공한다.

이와 같이, 고가의 방전 가공은 오목부(24)의 가공에만 사용하고, 관통 구멍(26)의 가공은 저렴한 절삭 가공을 채용함으로써, 가공 비용을 저렴하게 할 수 있다. 또한, 방전 가공에서는 미세 구멍의 가공을 할 수 없어, 관통 구멍(26)의 직경을 1㎜ 이상으로 하지 않을 수 없었다. 한편, 미세 직경의 드릴을 사용한 절삭 가공에서는 0.5㎜ 정도까지의 미세 직경을 형성할 수 있다. 그로 인해, 증기의 누설을 방전 가공을 사용한 경우보다 유효하게 억제할 수 있다.

다음으로, 상기 제1 실시 형태에 대하여, 관통 구멍(26)의 형상을 바꾼 변형예를 설명한다. 도 6에 도시한 슬릿 구멍(30A)은, 관통 구멍(32)의 입구측 영역(32a)의 단면을 입구측이 넓은 역 사다리꼴 형상으로 하고, 출구측 영역(32b)을 원통 형상으로 한 예이다. 이에 의해, 수막류 sw가 관통 구멍(32)에 유입되기 쉬워져서, 수분 제거 효율을 향상할 수 있다.

도 7에 도시한 슬릿 구멍(30B)은, 관통 구멍(34)의 단면 전체를 입구측이 넓은 역 사다리꼴 형상으로 경사시킨 경사면(34c)으로 한 예이다. 이 예에서는, 관통 구멍(34)의 입구 개구를 더 넓힐 수 있으므로, 수분 제거 효율을 더 향상할 수 있다.

(실시 형태 2)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태를 도 8에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 슬릿 구멍(40)의 형상은, 오목부(24)는 상기 제1 실시 형태와 동일하지만, 관통 구멍(42)의 단면 형상이 제1 실시 형태의 관통 구멍(26)과 상이하다. 즉, 관통 구멍(42)은, 원통형이며 또한 축 방향에 동일 직경을 갖고 있지만, 축선(42a)은, 입구 개구 c가 출구 개구 d보다 고정 날개 전연측에 가까워지도록 경사져 있다. 즉, 고정 날개 배면 fs의 전연측 기준면에 대한 축선(42a)의 경사각 A는, 90°<A<180°이다. 관통 구멍(42)의 출구 개구가 오목부(24)의 고정 날개 후연측 단부에 형성되어 있는 것은 제1 실시 형태와 마찬가지이며, 슬릿 구멍(40) 이외의 구성도 제1 실시 형태와 동일하다.

슬릿 구멍(40)의 형성 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오목부(24)를 방전 가공에 의해 각설하고, 관통 구멍(42)을 미세 직경의 드릴로 절삭 가공한다. 또한, 가공의 용이함 및 고정 날개(12)의 강도 면에서, 110°≤A가 바람직하다.

본 실시 형태에 의하면, 관통 구멍(42)의 축 방향이 수막류 sw의 유입 방향을 향하고 있으므로, 관통 구멍(42)으로의 수막류 sw의 유입이 용이하게 되어 수분 제거 효율을 향상할 수 있다.

(실시 형태 3)

다음으로, 본 발명의 제3 실시 형태를 도 9에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 슬릿 구멍(50)의 오목부(24)는 상기 제2 실시 형태의 오목부(24)와 동일 형상이며, 또한 관통 구멍(52)이 원통형으로 축 방향으로 동일 직경을 갖고 있는 점은 제2 실시 형태의 관통 구멍(42)과 동일하다. 제2 실시 형태의 관통 구멍(26)과 상이한 구성은, 고정 날개 배면 fs의 전연측 기준면에 대한 관통 구멍(52)의 축선(52a)의 경사각 A가, 예각으로 되도록 경사져 있는 점이다(0°<A<90°).

또한, 오목부(24)의 고정 날개 후연측 측면의 일부가, 축선(52a)과 동일한 방향에서 관통 구멍(52)의 벽면과 연속한 원호면(24d)으로 되도록 절삭 가공되어 있다. 원호면(24d)은, 드릴을 사용하여 관통 구멍(52)을 절삭 가공할 때 필요해지는 면이며, 관통 구멍(52)과 동시에 가공된다.

관통 구멍(52)의 고정 날개 후연측 상단부 B의 고정 날개 폭 방향 위치는, 오목부(24)의 고정 날개 후연측 측면(24c)의 하단부의 고정 날개 폭 방향 위치와 일치한다. 슬릿 구멍(50) 이외의 구성은, 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 가공의 용이함 및 고정 날개(12)의 강도 면에서, 20°≤A가 바람직하다.

본 실시 형태에 의하면, 관통 구멍(52)의 출구 개구 d를 관통 구멍(52)이 고정 날개 배면 fs에 대하여 경사져 있는 분만큼 고정 날개 전연측으로 배치할 수 있다. 그로 인해, 출구 개구 d를 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 연통시킨 채, 슬릿 구멍(52)의 위치를 고정 날개 후연측으로 이동할 수 있다. 그로 인해, 슬릿 구멍(50)을 수분 총 집적 비율이 증대된 장소에 배치할 수 있으므로, 수분 제거 효율을 더 향상할 수 있다.

(실시 형태 4)

다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태를 도 10에 기초하여 설명한다. 실제의 증기 흐름장에서는 1차원적인 흐름이 아니라, 고정 날개 배면 bs 및 고정 날개 배면 fs를 포함하고, 고정 날개 날개면의 반경 방향으로 흐른다. 그와 같은 반경 방향 흐름이 큰 장소에서는, 3차원적으로 그 흐름의 방향을 향해서 관통 구멍을 경사시키는 것이 바람직하다.

따라서, 본 실시 형태는, 허브측에서 팁측으로 반경 방향으로 습증기류 s가 흐르는 흐름장이 형성되는 고정 날개 배면 bs의 고정 날개 후연 re 부근이며 또한 지지 링(16)의 근처에 슬릿 구멍을 형성한 예이다.

슬릿 구멍(60)의 오목부(24)는 고정 날개 배면 fs에 개구하고, 그 형상은 상기 제1 실시 형태의 오목부(24)와 동일하며, 그 긴 변은 날개 높이 방향을 향해져 있다. 관통 구멍(62)은 원통 형상을 갖고, 축선(62a)의 방향에서 동일 직경을 갖고 있다. 본 실시 형태에서는, 오목부(24)에 개구하는 관통 구멍(62)의 입구 개구 c는 중공부(12a)에 개구하는 출구 개구 d보다 허브측 영역에 위치하고 있다. 즉, 관통 구멍(62)의 축선(62a)이 입구 개구 c로부터 출구 개구 d를 향해서 허브측 영역으로부터 팁측 영역을 향하도록 경사져 있다. 슬릿 구멍(60) 이외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.

허브측 영역으로부터 팁측 영역으로 흐르는 습증기류 s와 함께, 고정 날개 배면 fs에 형성된 수막류 sw도 날개 높이 방향이며 또한 허브측으로부터 팁측으로 흐른다.

본 실시 형태에 의하면, 팁측에 흐르는 수맥 sw와 동일한 방향에 경사져서 관통 구멍(62)이 형성되어 있으므로, 수막류가 관통 구멍(62)에 유입되기 쉬워지게 되어, 이에 의해, 수분 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 5)

다음으로, 본 발명의 제5 실시 형태를 도 11에 기초하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 슬릿 구멍(70)은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 고정 날개 배면 fs에 개구하고, 중공부(12a)의 고정 날개 후연측 단부에 관통 구멍(74)이 연통할 수 있는 위치에 형성되어 있다. 슬릿 구멍(70)은, 날개 높이 방향으로 형성되고, 그 중 오목부(72)는 허브측 영역의 일부를 제외하고 날개 높이 방향 전역에 형성되고, 3개의 관통 구멍(74)은 팁측 영역의 오목부(72)에만 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(74)은, 슬릿 형상의 형상을 갖고, 관통 구멍(74)의 축선이 고정 날개 배면 fs에 대하여 수직으로 되도록 형성되어 있다. 슬릿 구멍(70)의 배치 및 형상 이외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.

또한, 오목부(72)의 폭은, 고정 날개(12)의 설계상의 날개면 프로파일을 일탈시키지 않을 정도로 억제할 필요가 있다. 예를 들어, 관통 구멍(74)의 2배 정도(2배±10%)로 한다.

본 실시 형태에 의하면, 오목부(72)를 고정 날개 배면 fs의 날개 높이 방향의 거의 전역에 형성함으로써, 고정 날개 전연 fe의 거의 전역에 걸쳐 수막류 sw를 오목부(72)에 포집할 수 있다. 오목부(72)에서 포집한 수분을 관통 구멍(74)에 도입함으로써 수분 제거 효율을 향상할 수 있다.

또한, 관통 구멍(74)을 슬릿 형상의 개구를 함으로써, 오목부(72) 및 관통 구멍(74)을 모두 방전 가공으로 가공할 필요가 발생하여, 가공 비용이 상승할 가능성이 있지만, 관통 구멍(74)을 개구 면적이 큰 슬릿 형상으로 함으로써, 관통 구멍(74)으로부터 유출되는 수막류 sw의 유량을 증가할 수 있다. 이에 의해, 수분 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 고정 날개 배면 fs에 개구하는 슬릿 구멍을 형성하는 경우, 가능한 한 고정 날개 후연 re측에 슬릿 구멍을 형성함으로써, 수분 제거 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 고정 날개 배면 bs에 개구하는 슬릿 구멍을 형성하는 경우에도, 고정 날개 후연 re측에 슬릿 구멍을 형성한 쪽이 수분 제거량을 증가할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태는 모두 고정 날개 배면에 슬릿 구멍을 개구시킨 예이지만, 본 발명은, 고정 날개 배면에 슬릿 구멍을 개구시키도록 해도 된다. 또한 본 발명은 필요에 따라서 상기 각각의 실시 형태를 조합해서 구성하여도 된다.

[실시예]

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 작용 효과를 확인하기 위해서 행한 시험 결과를 도 12 내지 도 15에 기초하여 설명한다. 도 12에 이 시험에 사용된 종래의 슬릿 구멍 및 실시 형태의 슬릿 구멍의 구성을 설명한다. 도 12에 있어서, 종래의 슬릿 구멍(112) 및 실시 형태의 슬릿 구멍(80)은 고정 날개(100 또는 12)의 높이 방향에 배치되고, 또한 동일한 팁측 영역 R에 형성되어 있다. 지지 링(106 및 16)은 내부에 중공부(도시생략)를 갖고 있으며, 이들 중공부는 고정 날개(100 또는 12)의 내부에 형성된 중공부를 통해 슬릿 구멍(80 및 112)과 연통하고 있다. 슬릿 구멍(112 및 80)은 고정 날개 배면 fs에 개구하고, 고정 날개(100 또는 12)의 날개 폭 방향에서 고정 날개 내부에 형성된 중공부의 고정 날개 후연측 단부에 대응하는 영역에 형성되어 있다.

슬릿 구멍(112)은 도 21에 도시된 슬릿 구멍(112)과 동일한 구성을 갖고 있으며, 고정 날개 배면 fs의 전연측 기준면에 대한 경사 각도는 135°이다.

도 13에 슬릿 구멍(80)의 횡단면을 나타낸다. 슬릿 구멍(80)은, 도 8에 도시한 제2 실시 형태의 슬릿 구멍(40)의 변형예이다. 즉, 오목부(82)는, 고정 날개 배면 fs에 대하여 평행하며 평탄한 저면(82a)과, 고정 날개 배면 fs에 대하여 경사진 측면(82b 및 82c)을 갖고, 이들 측면의 경사 각도 C는 135°이다.

도 12에 도시한 바와 같이, 관통 구멍(84)은 직사각형의 입구 개구 c를 갖고 있다. 관통 구멍(84)은 고정 날개 배면 fs의 전연측 기준면에 대하여 경사져 있으며, 그 경사각 A는 135°이다. 또한, 오목부(82)의 측면(82c)과 관통 구멍(84)은 연속된 동일한 평면을 형성하고 있다.

슬릿 구멍(80)의 가공은, 오목부(82) 및 관통 구멍(84)을 방전 가공에 의해 행하고 있다. 이 시험은, 작동 유체 mf로서, 실제의 습증기류 s와 비슷하게, 공기 중에 수분을 부가한 2층 유체를 사용하였다. 상기 수분의 입경은 습증기류 s에 포함되는 수분의 입경에 맞췄다.

도 14는 양 슬릿 구멍의 수분 제거 효율을 나타내고, 도 15는 작동 유체 mf가 고정 날개(12)의 중공부(12a)에 누설된 누설 비율을 나타내고 있다. 도 14 및 도 15의 횡축(슬릿 압력비)은 「고정 날개 배면 fs측 압력/중공부(12a)의 압력」을 나타내고 있다.

도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 양 슬릿 구멍(112 및 12) 모두, 슬릿 압력비가 증가함에 따라서, 수분 제거 효율 및 작동 유체 누설 비율은 증가하고 있지만, 도 14에 도시한 수분 제거 효율은, 슬릿 구멍(80) 쪽이 슬릿 구멍(112)보다 대략 10 내지 20% 상회하고 있으며, 도 15에 도시한 작동 유체 누설 비율은, 슬릿 구멍(80)이 슬릿 구멍(112)보다 50% 이상 하회하고 있다.

이 이유는, 전술한 바와 같이, 오목부(82)는 관통 구멍(84)과 비교하여 넓은 입구 개구를 갖고 있기 때문에, 수막류 sw가 오목부(82)에 유입되기 쉬워지게 되어, 수분 제거 효율을 향상할 수 있기 때문에 또한, 수막류 sw가 관통 구멍(84)이 좁은 입구 개구 c에 더 유입됨으로써, 관통 구멍(84)은 거의 수막류 sw로 막히기 때문에, 습증기류 s의 누설을 억제할 수 있다.

또한, 슬릿 구멍(80)에서는, 오목부(82)의 측면(82c)과 관통 구멍(84)의 한쪽의 측면이 연속된 동일 평면에서 구성되어 있으며, 또한 오목부(82)의 측면(82b)도 측면(82c)과 동일한 경사각을 갖고 있으므로, 가공이 용이하게 되는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 고정 날개의 간단한 가공에 의해, 고정 날개 날개면에 형성되는 수막류의 제거 효율을 향상하고, 가동 날개의 침식을 억제 가능하게 함과 함께, 증기류의 누설 손실을 억제하여 터빈 효율의 저하를 억제할 수 있다.

10: 수분 제거 장치
12, 100: 고정 날개
12a, 100a: 중공부(수분 제거 유로)
14, 104: 다이어프램
16, 106: 지지 링
16a, 106a: 중공부
18, 20, 106b, 106c: 구멍
22, 30A, 30B, 40, 50, 60, 70, 80, 112, 114: 슬릿 구멍
24, 72, 82: 오목부
24a, 82a: 저면
24b, 24c, 82b, 82c: 측면
24d: 원호면
112a: 고정 날개 후연측 벽면
112b: 고정 날개 전연측 벽면
e: 입구 개구
f: 출구 개구
26, 32, 34, 42, 52, 62, 74, 84: 관통 구멍
32a: 입구측 영역
32b: 출구측 영역
34c: 경사면
c: 입구 개구
d: 출구 개구
h: 슬릿 폭
42a, 52a, 62a, 84a: 축선
102: 가동 날개
108: 로터축
110: 디스크 로터
116: 슬릿 홈
c: 입구 개구
d: 출구 개구
A: 경사각
U: 주속
Vs, Vcw: 절대 속도
Ws, Wcw: 상대 속도
bs: 고정 날개 배면
cw: 조대 물방울
dw: 미소 물방울
fe: 고정 날개 전연
fs: 고정 날개 배면
mf: 작동 유체
re: 고정 날개 후연
s: 습증기류
sw: 수막류

Claims

고정 날개 날개면에 부착되는 수분을 제거하는 증기 터빈의 수분 제거 장치에 있어서,
고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와,
상기 고정 날개 날개면에 개구하고, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고,
상기 슬릿 구멍은, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍을 포함하고,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 저면에 개구하는 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부를 차지하고 있으며,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구함과 함께, 상기 관통 구멍의 축선에 대하여 대칭인 형상을 가지며,
상기 관통 구멍의 적어도 입구 측은, 상기 축선을 따라 역 사다리꼴 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬릿 구멍의 관통 구멍이 상기 고정 날개 날개면의 팁측 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
고정 날개 날개면에 부착되는 수분을 제거하는 증기 터빈의 수분 제거 장치에 있어서,
고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와,
상기 고정 날개 날개면에 개구하고, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고,
상기 슬릿 구멍은, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍을 포함하고,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 저면에 개구하는 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부를 차지하고 있으며,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구함과 함께, 상기 관통 구멍의 축선에 대하여 대칭인 형상을 가지며,
상기 슬릿 구멍은 고정 날개 날개면에 형성되고,
상기 관통 구멍의 입구 개구가 상기 수분 제거 유로의 후연측 단부에 대응한 고정 날개 날개면측에 개구함과 함께, 상기 슬릿 구멍의 출구 개구가 상기 슬릿 구멍의 후연측 단부에 연통하고 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
고정 날개 날개면에 부착되는 수분을 제거하는 증기 터빈의 수분 제거 장치에 있어서,
고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와,
상기 고정 날개 날개면에 개구하고, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고,
상기 슬릿 구멍은, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍을 포함하고,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 저면에 개구하는 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부를 차지하고 있으며,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구함과 함께, 상기 관통 구멍의 축선에 대하여 대칭인 형상을 가지며,
상기 관통 구멍의 입구 개구가 상기 오목부의 저면의 고정 날개 후단부측 단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
고정 날개 날개면에 부착되는 수분을 제거하는 증기 터빈의 수분 제거 장치에 있어서,
고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와,
상기 고정 날개 날개면에 개구하고, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고,
상기 슬릿 구멍은, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍을 포함하고,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 저면에 개구하는 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부를 차지하고 있으며,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구함과 함께, 상기 관통 구멍의 축선에 대하여 대칭인 형상을 가지며,
상기 관통 구멍의 축 방향이, 입구 개구로부터 출구 개구를 향해서 고정 날개 팁을 향하는 방향으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
제3항에 있어서,
상기 슬릿 구멍의 축 방향이, 상기 고정 날개 날개면의 전연측 기준면에 대하여 예각으로 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
삭제
고정 날개 날개면에 부착되는 수분을 제거하는 증기 터빈의 수분 제거 장치에 있어서,
고정 날개의 내부에 형성된 수분 제거 유로와,
상기 고정 날개 날개면에 개구하고, 증기류와 교차하는 방향으로 연장되는 슬릿 구멍을 구비하고,
상기 슬릿 구멍은, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부와, 상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하는 1개 이상의 관통 구멍을 포함하고,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 저면에 개구하는 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부를 차지하고 있으며,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구함과 함께, 상기 관통 구멍의 축선에 대하여 대칭인 형상을 가지며,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부만을 차지하고 있으며,
상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 폭 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 관통 구멍의 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 저면의 일부만을 차지하고 있는 것을 특징으로 하는, 증기 터빈의 수분 제거 장치.
고정 날개와,
상기 고정 날개의 날개면에 부착되는 수분을 제거하도록 구성된, 제1항 내지 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 기재된 수분 제거 장치를 구비하는,
증기 터빈.
제9항에 기재된 증기 터빈의 고정 날개 날개면에의 슬릿 구멍의 형성 방법에 있어서,
상기 고정 날개 날개면에, 방전 가공에 의해, 상기 고정 날개 날개면에 대하여 단차를 가짐과 함께 상기 고정 날개 날개면에 평행하며 평탄한 저면을 갖는 오목부를 형성하는 오목부 형성 공정과,
상기 오목부의 저면과 상기 수분 제거 유로에 연통하고, 상기 슬릿 구멍의 단면을 고정 날개 높이 방향으로 투영한 투영면에 있어서, 상기 오목부의 투영 폭에 대하여 입구 개구의 영역이 상기 오목부의 투영 폭의 일부를 차지하도록, 1개 이상의 상기 관통 구멍을 절삭 가공에 의해 형성하는 관통 구멍 형성 공정을 구비하고,
상기 관통 구멍은, 상기 오목부의 평탄한 상기 저면에 개구하도록 드릴 가공에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는, 슬릿 구멍의 형성 방법.