KR101939520B1 - 터빈 - Google Patents

터빈 Download PDF

Info

Publication number
KR101939520B1
KR101939520B1 KR1020177020708A KR20177020708A KR101939520B1 KR 101939520 B1 KR101939520 B1 KR 101939520B1 KR 1020177020708 A KR1020177020708 A KR 1020177020708A KR 20177020708 A KR20177020708 A KR 20177020708A KR 101939520 B1 KR101939520 B1 KR 101939520B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
radial direction
grooves
turbine
shroud
Prior art date
Application number
KR1020177020708A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170098917A (ko
Inventor
요시히로 구와무라
히로하루 오야마
요시노리 다나카
히데아키 스기시타
Original Assignee
미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Publication of KR20170098917A publication Critical patent/KR20170098917A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101939520B1 publication Critical patent/KR101939520B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/18—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for elastic or plastic packings
    • F16J15/20—Packing materials therefor
    • F16J15/22—Packing materials therefor shaped as strands, ropes, threads, ribbons, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/4472—Labyrinth packings with axial path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/127—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05D2250/314—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being inclined in relation to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape
    • F05D2250/71—Shape curved
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

터빈은 시일 장치(40)를 구비한다. 시일 장치는, 로터(5)의 직경 방향에서 정익(20)의 슈라우드(35)와 대향하는 로터의 외주면의 영역에 마련되는 동시에 유체의 흐름 방향에서 상류를 향하며, 외주면의 영역을 로터의 축방향에서 적어도 2개의 구획(50A, 50B)으로 구획하는 적어도 1개의 단차면(42)과, 정익으로부터 적어도 2개의 구획을 향해 각각 돌출하며, 적어도 2개의 구획과 시일 간극(52A, 52B)을 두고 각각 대향하는 적어도 2개의 시일 핀(44A, 44B)과, 로터의 축방향에서 정익의 슈라우드의 일단측에 마련되며, 시일 간극을 향해 흐르는 유체에 선회 성분을 부여 가능한 선회 성분 부여부(46)를 갖는다.

Description

터빈
본 개시는 터빈에 관한 것이다.
증기 터빈이나 가스 터빈은, 통상, 정지 부품과 회전 부품 사이의 간극, 예컨대, 동익과 동익을 위요하는 부재와의 사이의 간극이나 정익과 로터 사이의 간극에 있어서의 유체의 흐름을 제한 가능한 시일 장치를 구비하고 있다.
예컨대, 일본 특허 제 5518022 호 공보가 개시하는 증기 터빈의 시일 장치는, 블레이드의 선단부에 마련된 스텝부와, 구조체에 마련된 시일 핀을 갖고 있다. 스텝부는 상류측에 면하는 적어도 1개의 단차면을 가지며 구조체측으로 돌출하고, 시일 핀은 스텝부를 향해 연장되며, 스텝부와의 사이에 미소 간극을 형성한다.
이 증기 터빈의 시일 장치에서는, 시일 핀의 상류측에 박리 소용돌이 및 주 소용돌이가 형성되며, 박리 소용돌이의 축류 효과에 의해, 미소 간극을 흐르는 증기 누설이 저감된다.
본 발명의 적어도 일 실시형태의 목적은 누설 흐름을 종래보다 저감 가능한 개량된 시일 장치를 구비하는 터빈을 제공하는 것이다.
본 발명자 등은 상술한 목적을 달성하기 위해서 검토를 거듭한바, 시일 핀 사이의 공동의 유동장이, 로터의 둘레 방향으로 균일할 때에, 공동에 있어서의 주 소용돌이 및 박리 소용돌이의 소용돌이 구조가 최적이 된다는 지견을 얻었다. 그리고, 소용돌이 구조의 최적화에 의해, 자오면 내의 박리 소용돌이의 힘이 최대가 되어, 시일 성능이 높아진다는 지견을 얻었다.
한편, 본 발명자 등은 현실에서는 공동에서 둘레 방향의 속도 변동(2차 흐름)이 발생하여 자오면 내의 유체의 운동 에너지가 저하되고, 주 소용돌이 및 박리 소용돌이가 기대하고 있었던 것보다도 약해지는 경우가 있다는 지견을 얻었다. 그리고, 주 소용돌이나 박리 소용돌이의 중심 위치가 둘레 방향으로 파상을 이루게 되어, 소용돌이 구조가 파괴되어 버리는 경우가 있다는 지견을 얻었다. 또한, 시일 핀이 로터의 직경 방향에 대해 경사져 있는 경우에, 이러한 경향이 강해진다는 지견도 얻었다. 또한, 공동에 유입되는 유체의 둘레 방향 속도의 절대 속도가 영에 가까운 경우에도, 이러한 경향이 강해진다는 지견도 얻었다.
이들 지견에 근거하여, 본 발명자 등은 더욱 검토를 거듭하여, 시일 핀 사이의 공동의 유동장을 로터의 둘레 방향으로 균일하게 하는 것이 가능한 구성을 발견하여, 본 발명을 창작하기에 이르렀다.
(1) 본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 터빈은,
케이싱과,
상기 케이싱의 내부를 통해 연장되는 로터와,
상기 로터에 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 동익과,
상기 케이싱에 대해 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 정익으로서, 날개 본체, 및 상기 날개 본체에 이어지며, 상기 로터의 직경 방향에서 상기 로터의 외주면과 간극을 두고 대향하는 슈라우드를 각각 갖는 복수의 정익과,
상기 간극에 있어서의 유체의 흐름을 제한 가능한 시일 장치를 구비하고,
상기 시일 장치는,
상기 로터의 직경 방향에서 상기 정익의 슈라우드와 대향하는 상기 로터의 외주면의 영역에 마련되는 동시에 상기 유체의 흐름 방향에서 상류를 향하며, 상기 외주면의 영역을 상기 로터의 축방향에서 적어도 2개의 구획으로 구획하는 적어도 1개의 단차면과,
상기 정익으로부터 상기 적어도 2개의 구획을 향해 각각 돌출하며, 상기 적어도 2개의 구획과 시일 간극을 두고 각각 대향하는 적어도 2개의 시일 핀과,
상기 로터의 축방향에서 상기 정익의 슈라우드의 일단측에 마련되며, 상기 시일 간극을 향해 흐르는 유체에 선회 성분을 부여 가능한 선회 성분 부여부를 갖는다.
상기 구성 (1)의 터빈에서는, 선회 성분 부여부에 의해 유체의 흐름에 선회 성분이 부여됨으로써, 시일 핀의 하류측에서 소용돌이 구조가 안정되어 둘레 방향의 불안정한 2차 흐름이 억제되고, 자오면 내에서 주 소용돌이 및 박리 소용돌이가 강해진다. 그 결과, 박리 소용돌이에 의한 다운플로우를 효율적으로 발생시킬 수 있으며, 이에 의해 시일 간극을 통과하는 유체의 유량이 감소하여 시일 성능이 향상된다.
(2) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (1)에 있어서,
상기 선회 성분 부여부는, 상기 슈라우드의 일단측에 형성되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 홈에 의해 구성되고,
상기 복수의 홈의 각각은, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 외단부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 내단부를 갖고,
상기 복수의 홈의 적어도 상기 내단부는 상기 로터의 직경 방향에 대해 경사지게 연장되어 있다.
상기 구성 (2)의 터빈에서는, 슈라우드에 형성된 복수의 홈의 내단부가 직경 방향에 대해 경사지게 연장되어 있으므로, 간단한 구성으로, 내단부를 흐르는 유체에 선회 성분이 부여된다.
(3) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2)에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각에 있어서, 상기 내단부는 상기 로터의 회전 방향에서 상기 외단부보다 전방에 위치하고 있다.
상기 구성 (3)에서는, 복수의 홈의 내단부가 외단부보다 로터의 회전 방향에서 전방에 위치하고 있으므로, 내단부를 흐르는 유체에 대하여, 로터의 회전 방향과 동일한 방향의 선회 성분을 부여할 수 있다. 이 경우, 선회 성분의 방향이 로터의 회전 방향과 동일하므로, 로터와 유체 사이에서의 마찰 손실을 줄일 수 있다.
(4) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 또는 (3)에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각에 있어서, 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 내단부의 경사 각도는 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 외단부의 경사 각도보다 크다.
상기 구성 (4)에서는, 로터의 직경 방향에 대한 외단부의 경사 각도가 내단부의 경사 각도보다 작으므로, 유체가 홈의 외단부에 유입되기 쉬워, 유입 손실을 저감할 수 있다. 한편, 로터의 직경 방향에 대한 내단부의 경사 각도가 외단부의 경사 각도보다 크므로, 홈을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다. 그 결과, 보다 많은 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있어서, 시일 성능이 한층 더 향상된다.
(5) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 또는 (3)에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각은 상기 직경 방향에 대해 경사져서 곧게 연장되어 있다. 상기 구성 (5)에서는, 홈이 곧게 연장되어 있으므로, 용이하게 홈을 형성할 수 있다.
(6) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각은, 상기 로터의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 상기 로터의 직경 방향으로부터 서서히 벗어나도록 만곡하여 연장되어 있다.
상기 구성 (6)에서는, 홈이 로터의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 로터의 직경 방향으로부터 서서히 벗어나도록 만곡하여 연장되어 있으므로, 홈을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다.
(7) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각은 일정한 폭을 갖는다.
상기 구성 (7)에서는, 홈의 폭이 일정하므로, 용이하게 홈을 형성할 수 있다.
(8) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각은 서로 폭이 상이한 부분을 갖는다.
상기 구성 (8)에서는, 폭이 상이한 부분을 홈이 가지므로, 홈을 흐르는 유체에 대해 선회 성분을 부여하면서, 홈에 있어서의 손실을 저감할 수 있다.
(9) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2)에 있어서,
상기 복수의 홈은, 상기 슈라우드의 일단측에 형성되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 날개부에 의해 형성되어 있다.
상기 구성 (9)에서는, 날개부에 의해 복수의 홈이 형성되어 있으므로, 홈을 흐르는 유체에 대해 선회 성분을 부여하면서, 홈에 있어서의 손실을 저감할 수 있다.
(10) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (9)에 있어서,
상기 날개부는, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 전연부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 후연부를 갖고,
상기 후연부는 상기 로터의 회전 방향에서 상기 전연부보다 전방에 위치하고 있다.
상기 구성 (10)에서는, 날개부의 후연부가 전연부보다 로터의 회전 방향에서 전방에 위치하고 있으므로, 날개부의 사이를 흐르는 유체에 대하여, 로터의 회전 방향과 동일한 방향의 선회 성분을 부여할 수 있다. 이 경우, 선회 성분의 방향이 로터의 회전 방향과 동일하므로, 로터와 유체 사이에서의 마찰 손실을 줄일 수 있다.
(11) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (9) 또는 (10)에 있어서,
상기 날개부는, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 전연부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 후연부를 갖고,
상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 후연부의 경사 각도는 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 전연부의 경사 각도보다 크다.
상기 구성 (11)에서는, 로터의 직경 방향에 대한 전연부의 경사 각도가 후연부의 경사 각도보다 작으므로, 유체가 홈의 외단부에 유입되기 쉬워, 유입 손실을 저감할 수 있다. 한편, 로터의 직경 방향에 대한 후연부의 경사 각도가 전연부의 경사 각도보다 크므로, 홈을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다. 그 결과, 보다 많은 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있어서, 시일 성능이 한층 더 향상된다.
(12) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (2) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서,
상기 복수의 홈의 각각은 서로 깊이가 상이한 부분을 갖는다.
상기 구성 (12)에서는, 홈이 서로 깊이가 상이한 부분을 가짐으로써, 유체에 부여하는 선회 성분의 크기를 조정할 수 있다.
(13) 몇 가지 실시형태에서는, 상기 구성 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서,
상기 슈라우드의 일단측의 단면은 상기 로터의 직경 방향에 대해 경사져 있다.
상기 구성 (13)에서는, 슈라우드의 일단측의 단면이 경사져 있음으로써, 보다 큰 선회 성분을 유체에 부여할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 정익과 로터 사이의 유체의 누설 흐름을 저감 가능한 시일 장치를 구비하는 터빈이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터빈의 개략적인 구성을 도시하는 단면도,
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 자오단면도,
도 3은 도 2 중의 영역 Ⅲ을 확대하여 개략적으로 도시하는 자오단면도,
도 4는 몇 가지 실시형태에 따른 터빈의 도 3에 대응하는 도면,
도 5는 몇 가지 실시형태에 따른 터빈의 도 3에 대응하는 도면,
도 6은 도 3 중의 Ⅵ-Ⅵ선을 따르는 슈라우드의 개략적인 단면을, 날개 본체의 횡단면과 함께 개략적으로 도시하는 도면,
도 7은 몇 가지 실시형태에 따른 터빈의 도 6에 대응하는 도면,
도 8은 몇 가지 실시형태에 따른 터빈의 도 6에 대응하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지 실시형태에 대해 설명한다. 다만, 실시형태로서 기재되어 있는 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
예컨대, 「어느 방향으로」, 「어느 방향을 따라서」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 또는 「동축」 등의 상대적 또는 절대적인 배치를 나타내는 표현은 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는 동일한 기능이 얻어지는 정도의 각도나 거리를 가지고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.
예컨대, 「동일」, 「같은」 및 「균질」 등의 사물이 같은 상태인 것을 나타내는 표현은 엄밀하게 같은 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는 동일한 기능이 얻어지는 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내야 한다.
예컨대, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 면취부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.
한편, 하나의 구성요소를 「마련하다」, 「갖추다」, 「구비하다」, 「포함하다」, 또는 「갖는다」라고 하는 표현은 다른 구성요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 터빈(1)의 개략적인 구성을 도시하는 단면도이다. 터빈(1)은 중압 증기 터빈이며, 케이싱(차실)(3)과 로터(5)를 구비하고 있다. 케이싱(3)은 로터(5)의 중간부를 둘러싸고 있으며, 로터(5)의 양단부가 레이디얼 베어링(7)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.
터빈(1)은 축류 터빈이며, 로터(5)에는, 로터(5)의 축방향(이하, 간단히 축방향이라 함)으로 서로 이격되어 복수의 동익렬(9)이 고정되어 있다. 한편, 케이싱(3)에는, 익환(13, 14)을 거쳐서, 축방향으로 서로 이격된 복수의 정익렬(16)이 고정되어 있다.
익환(13, 14)과 로터(5) 사이에는 통 형상의 내부 유로(18)가 형성되며, 내부 유로(18)에 정익렬(16) 및 동익렬(9)이 배치된다. 각 정익렬(16)은 로터(5)의 둘레 방향(이하, 간단히 둘레 방향이라고도 함)으로 배열된 복수의 정익(20)으로 이루어지며, 각 정익(20)이 익환(13, 14)에 대해 고정되어 있다. 각 동익렬(9)은 둘레 방향으로 배열된 복수의 동익(터빈 동익)(22)으로 이루어지며, 각 동익(22)은 로터(5)에 대해 고정되어 있다. 각 정익렬(16)에서는 증기의 흐름이 가속되고, 각 동익렬(9)에서는 증기의 에너지가 로터(5)의 회전 에너지로 변환된다. 로터(5)는, 예컨대 발전기(23)에 접속되며, 로터(5)에 의해 발전기(23)가 구동된다.
또한, 케이싱(3)은 축방향에서 중앙에 증기 입구(3a)를 갖는 동시에, 증기 입구(3a)의 양측에 2개의 증기 출구(3b)를 갖고 있으며, 터빈(1)은 복류 배기식의 터빈이다. 이 때문에, 케이싱(3)의 내부에는, 축방향에서 중앙으로부터 서로 반대측을 향하는 2개의 내부 유로(18)가 형성되어 있다.
도 2는 도 1의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 자오단면도이다. 구체적으로는, 도 2는 상이한 정익렬(16)에 속하는 2개의 정익(20, 20)과, 정익(20, 20)의 옆에 배치된 2개의 동익(22, 22)을, 로터(5) 및 익환(13)과 함께 개략적으로 도시하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 로터(5)에는, 둘레 방향을 따라서 연장되는 날개홈(24)이 형성되어 있다. 한편, 동익(22)은 서로 일체로 형성된 익근부(26), 날개 본체(날개 프로파일부)(27) 및 슈라우드(팁 슈라우드부)(28)를 갖는다. 익근부(26)가 날개홈(24)에 끼워 맞춰지는 것에 의해, 동익(22)은 로터(5)에 고정된다. 동익(22)의 슈라우드(28)와 대향하는 익환(13)의 부분에는 시일 부재(30)가 장착되고, 시일 부재(30)는 슈라우드(28)와 익환(13) 사이의 간극의 누설 흐름을 제한 가능하다.
또한, 로터(5)와 동익(22)을 통합하여 로터 어셈블리라고도 칭한다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 익환(13)은 둘레 방향으로 연장되는 날개홈(32)을 갖는다. 한편, 정익(20)은 서로 일체로 형성된 익근부(33), 날개 본체(날개 프로파일부)(34) 및 슈라우드(허브 슈라우드부)(35)를 갖는다. 익근부(33)가 날개홈(32)에 끼워 맞춰지는 것에 의해, 정익(20)은 익환(13)에 고정되며, 익환(13)을 거쳐서 케이싱(3)에 고정된다. 또한, 정익(20)의 슈라우드(35)에는 시일 부재(37)가 로터(5)측에 장착되고, 시일 부재(37)는 슈라우드(35)와 로터(5) 사이의 간극의 누설 흐름을 제한 가능한 시일 장치(40)의 일부를 구성하고 있다.
도 3은 도 2 중의 영역 Ⅲ을 확대하여 개략적으로 도시하는 자오단면도이다. 도 4 및 도 5는 몇 가지 실시형태에 따른 터빈(1)의 도 3에 대응하는 도면이다. 도 6은 도 3 중의 Ⅵ-Ⅵ선을 따르는 슈라우드(35)의 개략적인 단면을, 날개 본체(34)의 횡단면과 함께 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 7 및 도 8은 몇 가지 실시형태에 따른 터빈(1)의 도 6에 대응하는 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 시일 장치(40)는 적어도 1개의 단차면(42), 적어도 2개의 시일 핀(44A, 44B), 및 선회 성분 부여부(46)를 갖는다.
단차면(42)은 직경 방향에서 정익(20)의 슈라우드(35)와 대향하는 로터(5)의 외주면의 영역에 마련되며, 슈라우드(35)와 로터(5)의 외주면과의 간극(48)에 있어서의 유체의 흐름 방향에서 상류를 향하고 있다. 그리고, 단차면(42)은 슈라우드(35)와 대향하는 로터(5)의 외주면의 영역을 로터(5)의 축방향에서 적어도 2개의 구획(50A, 50B)으로 구획하고 있다. 즉, 구획(50A, 50B)은 단차면(42)을 거쳐서 이어져 있으며, 유체의 흐름 방향에서 하류의 구획(50B)은 상류의 구획(50A)보다 직경 방향에서 외측에 위치하고 있다. 구획(50B)은, 단차면(42)을 갖고 구획(50A)으로부터 직경 방향으로 돌출한 스텝부(51)에 의해 구성되어 있다.
적어도 2개의 시일 핀(44A, 44B)은 시일 부재(37)에 마련되며, 핀 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 시일 부재(37)는, 슈라우드(35)에 면일(面一)하게 고정되는 베이스부(38)를 갖고, 적어도 2개의 시일 핀(44A, 44B)은 베이스부(38)로부터 돌출해 있다. 시일 부재(37)가 슈라우드(35)에 고정된 상태에서, 적어도 2개의 시일 핀(44A, 44B)은 정익(20)으로부터 적어도 2개의 구획(50A, 50B)을 향해 각각 돌출하며, 적어도 2개의 구획(50A, 50B)과 시일 간극(52A, 52B)을 두고 각각 대향하고 있다. 시일 간극(52B)은 단차면(42)으로부터 축방향으로 이격되어 있으며, 시일 핀(44A, 44B) 사이의 공동(53)은 단차면(42)에 걸쳐서 축방향으로 연장되어 있다.
선회 성분 부여부(46)는 로터(5)의 축방향에서 정익(20)의 슈라우드(35)의 일단측에 마련되며, 시일 간극(52A)을 향해 흐르는 유체에 선회 성분을 부여 가능하다.
상기 구성에서는, 시일 핀(44A, 44B) 사이의 공동(53)이 단차면(42)에 걸쳐서 축방향으로 연장되어 있으므로, 공동(53) 내의 상류측에 주 소용돌이(MV)가 형성되는 한편, 하류측에 박리 소용돌이(CV)가 형성된다. 그리고, 상기 구성에서는, 선회 성분 부여부(46)에 의해 유체의 흐름에 선회 성분이 부여됨으로써, 시일 핀(44A)의 하류측, 즉 시일 핀(44A)과 시일 핀(44B) 사이의 공동(53)에서 소용돌이 구조가 안정되어 둘레 방향의 불안정한 2차 흐름이 억제되고, 자오면 내에서 주 소용돌이(MV) 및 박리 소용돌이(CV)가 강해진다. 그 결과, 박리 소용돌이(CV)에 의한 다운플로우를 효율적으로 발생시킬 수 있으며, 이에 의해 시일 간극(52B)을 통과하는 유체의 유량이 감소하여 시일 성능이 향상된다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 선회 성분 부여부(46)는, 슈라우드(35)의 일단측에 형성되며 또한 로터(5)의 둘레 방향으로 배열된 복수의 홈(54)에 의해 구성되어 있다. 복수의 홈(54)의 각각은, 직경 방향에서 외측에 위치하는 외단부(56), 및 직경 방향에서 내측에 위치하는 내단부(58)를 갖고, 복수의 홈(54)의 적어도 내단부(58)는 직경 방향에 대해 경사지게 연장되어 있다.
상기 구성에서는, 슈라우드(35)에 형성된 복수의 홈(54)의 내단부(58)가 직경 방향에 대해 경사지게 연장되어 있으므로, 간단한 구성으로, 내단부(58)를 흐르는 유체에 선회 성분이 부여된다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54)의 각각에 있어서, 내단부(58)는 로터(5)의 회전 방향(이하, 간단히 회전 방향이라고도 함)에서 외단부(56)보다 전방에 위치하고 있다.
상기 구성에서는, 복수의 홈(54)의 내단부(58)가 외단부(56)보다 회전 방향에서 전방에 위치하고 있으므로, 내단부(58)를 흐르는 유체에 대하여, 회전 방향과 동일한 방향의 선회 성분을 부여할 수 있다. 이 경우, 선회 성분의 방향이 로터(5)의 회전 방향과 동일하므로, 로터(5)와 유체 사이에서의 마찰 손실을 줄일 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54D, 54E)의 각각에 있어서, 로터(5)의 직경 방향에 대한 내단부(58D, 58E)의 경사 각도(θb)는 직경 방향에 대한 외단부(56D, 56E)의 경사 각도(θa)보다 크다.
상기 구성에서는, 로터(5)의 직경 방향에 대한 외단부(56D, 56E)의 경사 각도(θa)가 내단부(58D, 58E)의 경사 각도(θb)보다 작으므로, 유체가 홈(54D, 54E)의 외단부(56D, 56E)에 유입되기 쉬워, 유입 손실을 저감할 수 있다. 한편, 직경 방향에 대한 내단부(58D, 58E)의 경사 각도(θa)가 외단부(56D, 56E)의 경사 각도보다 크므로, 홈(54)을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다. 그 결과, 보다 많은 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있어서, 시일 성능이 한층 더 향상된다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54A)의 각각은 직경 방향에 대해 경사져서 곧게 연장되어 있다.
상기 구성에서는, 홈(54A)이 곧게 연장되어 있으므로, 용이하게 홈(54A)을 형성할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54D, 54E)의 각각은 로터(5)의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 직경 방향으로부터 서서히 벗어나도록 만곡하여 연장되어 있다.
상기 구성에서는, 홈(54D, 54E)이 로터(5)의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서, 로터(5)의 직경 방향으로부터 서서히 벗어나도록 만곡하여 연장되어 있으므로, 홈(54D, 54E)을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54A, 54D)의 각각은 일정한 폭(W)을 갖는다.
상기 구성에서는, 홈(54A, 54D)의 폭(W)이 일정하므로, 용이하게 홈(54A, 54 D)을 형성할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54E)의 각각은 서로 폭이 상이한 부분을 갖는다.
상기 구성에서는, 폭이 상이한 부분을 홈(54E)이 가지므로, 홈(54E)을 흐르는 유체에 대해 선회 성분을 부여하면서, 홈(54)에 있어서의 손실을 저감할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54E)의 각각의 폭은 로터(5)의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 서서히 좁아진다.
상기 구성에서는, 복수의 홈(54E)의 폭이 서서히 좁아짐으로써, 홈(54E)을 흐르는 유체의 속도를 증대시킬 수 있어서, 홈(54E)을 흐르는 유체에 대해 보다 강한 선회 성분을 부여할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54E)은, 슈라우드(35)의 일단측에 형성되며 또한 로터(5)의 둘레 방향으로 배열된 복수의 날개부(60)에 의해 형성되어 있다.
상기 구성에서는, 날개부(60)에 의해 복수의 홈(54)이 형성되어 있으므로, 홈(54)을 흐르는 유체에 대해 선회 성분을 부여하면서, 홈(54)에 있어서의 손실을 저감할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54E)의 각각의 폭은 로터(5)의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 서서히 좁아지며, 직경 방향에서 가장 내측의 스로트부가 최소의 폭(Ws)을 갖는다.
상기 구성에서는, 복수의 홈(54E)의 폭이 서서히 좁아지며 스로트부에서 최소가 됨으로써, 홈(54E)을 흐르는 유체의 속도를 증대시킬 수 있어서, 홈(54E)을 흐르는 유체에 대해 보다 강한 선회 성분을 부여할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 날개부(60)는 로터(5)의 직경 방향에서 외측에 위치하기 전연부(62), 및 로터(5)의 직경 방향에서 내측에 위치하는 후연부(64)를 갖고, 후연부(64)는 로터(5)의 회전 방향에서 전연부(62)보다 전방에 위치하고 있다.
상기 구성에서는, 날개부(60)의 후연부(64)가 전연부(62)보다 로터(5)의 회전 방향에서 전방에 위치하고 있으므로, 날개부(60)의 사이를 흐르는 유체에 대하여, 로터(5)의 회전 방향과 동일한 방향의 선회 성분을 부여할 수 있다. 이 경우, 선회 성분의 방향이 로터(5)의 회전 방향과 동일함으로써, 로터(5)와 유체 사이에서의 마찰 손실을 줄일 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 로터(5)의 직경 방향에 대한 후연부(64)의 경사 각도(θd)는 로터(5)의 직경 방향에 대한 전연부(62)의 경사 각도(θc)보다 크다.
상기 구성에서는, 로터(5)의 직경 방향에 대한 전연부(62)의 경사 각도(θc)가 후연부(64)의 경사 각도(θd)보다 작으므로, 유체가 홈(54E)의 외단부(56E)에 유입되기 쉬워, 유입 손실을 저감할 수 있다. 한편, 로터(5)의 직경 방향에 대한 후연부(64)의 경사 각도(θd)가 전연부(62)의 경사 각도(θc)보다 크므로, 홈(54E)을 흐르는 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있다. 그 결과, 보다 많은 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있어서, 시일 성능이 한층 더 향상된다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 날개부(60)의 후연부(64)의 폭은 전연부(62)의 폭보다 작다.
상기 구성에서는, 후연부(64)의 폭이 작음으로써, 웨이크가 저감되어 유동 손실이 저감된다. 그 결과, 유체에 큰 선회 성분을 부여할 수 있어서, 시일 성능이 한층 더 향상된다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 슈라우드(35)의 일단측의 단면(66)은 로터(5)의 직경 방향에 대해 경사져 있다.
상기 구성에서는, 슈라우드(35)의 일단측의 단면(66)이 경사져 있음으로써, 보다 큰 선회 성분을 유체에 부여할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 홈(54C)의 각각은 서로 깊이가 상이한 부분을 갖는다.
상기 구성에서는, 홈(54C)이 서로 깊이가 상이한 부분을 가짐으로써, 유체에 부여하는 선회 성분의 크기를 조정할 수 있다.
몇 가지 실시형태에서는, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 홈(54)이 형성되는 슈라우드(35)의 일단측은 주류(主流)의 흐름 방향에서 상류측에 위치한다. 홈(54)은 슈라우드(35)의 단부를 직경 방향으로 관통하여 연장되며, 슈라우드(35)의 직경 방향 양측에 개구되어 있다.
또한, 몇 가지 실시형태에서는, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 홈(54)은 슈라우드(35)의 단면(66)에 개구되어 있다.
본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 상술한 실시형태로 변경을 가한 형태나, 이들 형태를 조합한 형태도 포함한다.
예컨대, 시일 핀의 수는 2개에 한정되는 것은 아니며, 3개 이상이어도 좋다. 이에 대응하여, 단차면의 수도 2개 이상이어도 좋다.
또한 예컨대, 슈라우드(35)는 인테그럴 슈라우드에 한정되는 것은 아니며, 노즐 다이어프램의 일부를 구성하는 내륜이어도 좋다. 즉, 터빈(1)은 반동 터빈에 한정되는 것은 아니며, 충동 터빈이어도 좋다.
또한 예컨대, 터빈(1)은 중압 증기 터빈에 한정되는 것은 아니며, 고압이나 저압의 증기 터빈이어도 좋다. 또한, 터빈(1)은 단류식이어도 좋다. 나아가, 터빈(1)은 가스 터빈이어도 좋고, 작동 유체는 증기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 시일 장치는, 터빈 이외에도, 압축기나 축단 시일 등 모든 회전 기계에 적용 가능하다.
1: 터빈 3: 케이싱(차실)
3a: 증기 입구 3b: 증기 출구
5: 로터 7: 레이디얼 베어링
9: 동익렬 13: 익환
14: 익환 16: 정익렬
18: 내부 유로 20: 정익
22: 동익 23: 발전기
24: 날개홈 26: 익근부
27: 날개 본체(날개 프로파일부) 28: 슈라우드(팁 슈라우드부)
30: 시일 부재 32: 날개홈
33: 익근부 34: 날개 본체(날개 프로파일부)
35: 슈라우드(허브 슈라우드부) 37: 시일 부재
38: 베이스부 40: 시일 장치
42: 단차면 44A, 44B: 시일 핀
46: 선회 성분 부여부 50A, 50B: 구획
51: 스텝부 52A, 52B: 시일 간극
53: 공동 54(54A, 54B, 54C, 54D, 54E): 홈
56(56A, 56B, 56C, 56D, 56E): 외단부 58(58A, 58B, 58C, 58D, 58E): 내단부
60: 날개부 62: 전연부
64: 후연부 66: 단면
MV: 주 소용돌이 CV: 박리 소용돌이
θa, θb, θc, θd: 경사 각도

Claims (13)

  1. 케이싱과,
    상기 케이싱의 내부를 통해 연장되는 로터와,
    상기 로터에 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 동익과,
    상기 케이싱에 대해 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 정익으로서, 날개 본체, 및 상기 날개 본체에 이어지며, 상기 로터의 직경 방향에서 상기 로터의 외주면과 간극을 두고 대향하는 슈라우드를 각각 갖는 복수의 정익과,
    상기 간극에 있어서의 유체의 흐름을 제한 가능한 시일 장치를 구비하고,
    상기 시일 장치는,
    상기 로터의 직경 방향에서 상기 정익의 슈라우드와 대향하는 상기 로터의 외주면의 영역에 마련되는 동시에 상기 유체의 흐름 방향에서 상류를 향하며, 상기 외주면의 영역을 상기 로터의 축방향에서 적어도 2개의 구획으로 구획하는 적어도 1개의 단차면과,
    상기 정익으로부터 상기 적어도 2개의 구획을 향해 각각 돌출하며, 상기 적어도 2개의 구획과 시일 간극을 두고 각각 대향하는 적어도 2개의 시일 핀과,
    상기 로터의 축방향에서 상기 2개의 시일 핀보다 상류측에 위치하는 상기 정익의 슈라우드의 일단측에 마련되며, 상기 시일 간극을 향해 흐르는 유체에 선회 성분을 부여 가능한 선회 성분 부여부를 갖는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  2. 케이싱과,
    상기 케이싱의 내부를 통해 연장되는 로터와,
    상기 로터에 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 동익과,
    상기 케이싱에 대해 고정되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 정익으로서, 날개 본체, 및 상기 날개 본체에 이어지며, 상기 로터의 직경 방향에서 상기 로터의 외주면과 간극을 두고 대향하는 슈라우드를 각각 갖는 복수의 정익과,
    상기 간극에 있어서의 유체의 흐름을 제한 가능한 시일 장치를 구비하고,
    상기 시일 장치는,
    상기 로터의 직경 방향에서 상기 정익의 슈라우드와 대향하는 상기 로터의 외주면의 영역에 마련되는 동시에 상기 유체의 흐름 방향에서 상류를 향하며, 상기 외주면의 영역을 상기 로터의 축방향에서 적어도 2개의 구획으로 구획하는 적어도 1개의 단차면과,
    상기 정익으로부터 상기 적어도 2개의 구획을 향해 각각 돌출하며, 상기 적어도 2개의 구획과 시일 간극을 두고 각각 대향하는 적어도 2개의 시일 핀과,
    상기 로터의 축방향에서 상기 정익의 슈라우드의 일단측에 마련되며, 상기 시일 간극을 향해 흐르는 유체에 선회 성분을 부여 가능한 선회 성분 부여부를 구비하며,
    상기 선회 성분 부여부는, 상기 슈라우드의 일단측에 형성되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 홈에 의해 구성되고,
    상기 복수의 홈의 각각은, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 외단부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 내단부를 갖고,
    상기 복수의 홈의 적어도 상기 내단부는 상기 로터의 직경 방향에 대해 경사지게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각에 있어서, 상기 내단부는 상기 로터의 회전 방향에서 상기 외단부보다 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각에 있어서, 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 내단부의 경사 각도는 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 외단부의 경사 각도보다 큰 것을 특징으로 하는
    터빈.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각은 상기 직경 방향에 대해 경사져서 곧게 연장되어 있는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각은 상기 로터의 직경 방향에서 외측으로부터 내측으로 접근함에 따라서 상기 로터의 직경 방향으로부터 서서히 벗어나도록 만곡하여 연장되어 있는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각은 일정한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각은 서로 폭이 상이한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 홈은, 상기 슈라우드의 일단측에 형성되며 또한 상기 로터의 둘레 방향으로 배열된 복수의 날개부에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 날개부는, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 전연부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 후연부를 갖고,
    상기 후연부는 상기 로터의 회전 방향에서 상기 전연부보다 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 날개부는, 상기 로터의 직경 방향에서 외측에 위치하는 전연부, 및 상기 로터의 직경 방향에서 내측에 위치하는 후연부를 갖고,
    상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 후연부의 경사 각도는 상기 로터의 직경 방향에 대한 상기 전연부의 경사 각도보다 큰 것을 특징으로 하는
    터빈.
  12. 제 2 항, 제 3 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 각각은 서로 깊이가 상이한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는
    터빈.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슈라우드의 일단측의 단면은 상기 로터의 직경 방향에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    터빈.
KR1020177020708A 2015-01-27 2015-12-16 터빈 KR101939520B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2015-013138 2015-01-27
JP2015013138A JP6227572B2 (ja) 2015-01-27 2015-01-27 タービン
PCT/JP2015/085210 WO2016121259A1 (ja) 2015-01-27 2015-12-16 タービン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170098917A KR20170098917A (ko) 2017-08-30
KR101939520B1 true KR101939520B1 (ko) 2019-01-16

Family

ID=56542892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177020708A KR101939520B1 (ko) 2015-01-27 2015-12-16 터빈

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10316680B2 (ko)
JP (1) JP6227572B2 (ko)
KR (1) KR101939520B1 (ko)
CN (1) CN107208493B (ko)
DE (1) DE112015006062T5 (ko)
WO (1) WO2016121259A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3277929B1 (en) * 2015-04-03 2023-08-02 Turboden S.p.A. Multistage turbine preferably for organic rankine cycle orc plants
US10822977B2 (en) * 2016-11-30 2020-11-03 General Electric Company Guide vane assembly for a rotary machine and methods of assembling the same
JP2019178700A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 回転機械
KR102509379B1 (ko) 2018-08-08 2023-03-14 미츠비시 파워 가부시키가이샤 회전 기계 및 시일 부재
JP7122274B2 (ja) * 2019-02-27 2022-08-19 三菱重工業株式会社 軸流タービン

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138259A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービン

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2017228B (en) * 1977-07-14 1982-05-06 Pratt & Witney Aircraft Of Can Shroud for a turbine rotor
JPS55159366A (en) * 1979-05-25 1980-12-11 Hitachi Ltd Shaft seal device for axial flow machine
US4420161A (en) * 1982-05-10 1983-12-13 General Electric Company Rotor stabilizing labyrinth seals for steam turbines
JPS6123804A (ja) * 1984-07-10 1986-02-01 Hitachi Ltd タ−ビン段落構造
US5639095A (en) * 1988-01-04 1997-06-17 Twentieth Technology Low-leakage and low-instability labyrinth seal
JP2811893B2 (ja) * 1990-03-30 1998-10-15 石川島播磨重工業株式会社 ターボ機械の軸振動軽減装置
JP2000073702A (ja) 1998-08-31 2000-03-07 Hitachi Ltd 軸流タービン
JP2006233787A (ja) 2005-02-23 2006-09-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流圧縮機の段落構造及びこれを使用したガスタービン
US20090072487A1 (en) * 2007-09-18 2009-03-19 Honeywell International, Inc. Notched tooth labyrinth seals and methods of manufacture
US8317465B2 (en) * 2009-07-02 2012-11-27 General Electric Company Systems and apparatus relating to turbine engines and seals for turbine engines
JP2011080452A (ja) * 2009-10-09 2011-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン
JP5558138B2 (ja) * 2010-02-25 2014-07-23 三菱重工業株式会社 タービン
JP5147885B2 (ja) * 2010-03-26 2013-02-20 株式会社日立製作所 ロータ振動防止構造、およびそれを用いた蒸気タービン
JP5484990B2 (ja) * 2010-03-30 2014-05-07 三菱重工業株式会社 タービン
JP5709447B2 (ja) 2010-09-28 2015-04-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
JP5546420B2 (ja) 2010-10-29 2014-07-09 三菱重工業株式会社 タービン
JP5517910B2 (ja) * 2010-12-22 2014-06-11 三菱重工業株式会社 タービン、及びシール構造
JP5725848B2 (ja) * 2010-12-27 2015-05-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
US9200527B2 (en) * 2011-01-04 2015-12-01 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for a turbine interstage rim seal
GB2492546A (en) * 2011-07-04 2013-01-09 Alstom Technology Ltd A labyrinth seal for an axial fluid flow turbomachine
JP5518022B2 (ja) 2011-09-20 2014-06-11 三菱重工業株式会社 タービン
US9103224B2 (en) * 2011-12-29 2015-08-11 General Electric Company Compliant plate seal for use with rotating machines and methods of assembling a rotating machine
US8864453B2 (en) * 2012-01-20 2014-10-21 General Electric Company Near flow path seal for a turbomachine
KR101906949B1 (ko) * 2012-02-29 2018-10-11 한화에어로스페이스 주식회사 터빈 시일 조립체 및 이를 구비한 터빈 장치
JP5916458B2 (ja) * 2012-03-23 2016-05-11 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
US9181816B2 (en) * 2013-01-23 2015-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Seal assembly including grooves in an aft facing side of a platform in a gas turbine engine
DE102013220276A1 (de) * 2013-10-08 2015-04-09 MTU Aero Engines AG Strömungsmaschine
JP6131177B2 (ja) * 2013-12-03 2017-05-17 三菱重工業株式会社 シール構造、及び回転機械
JP6296649B2 (ja) 2014-03-04 2018-03-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 シール構造、及び回転機械
JP2016089768A (ja) * 2014-11-07 2016-05-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 シール装置及びターボ機械
JP6209199B2 (ja) * 2015-12-09 2017-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 シールフィン，シール構造，ターボ機械及びシールフィンの製造方法
JP6209200B2 (ja) * 2015-12-09 2017-10-04 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ステップシール，シール構造，ターボ機械及びステップシールの製造方法
JP6785041B2 (ja) * 2015-12-10 2020-11-18 三菱パワー株式会社 シール構造及びタービン
JP2018035717A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 シール装置用セグメント並びにそれを備えるタービンロータ及びタービン

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006138259A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービン

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015006062T5 (de) 2017-10-12
KR20170098917A (ko) 2017-08-30
US20180016928A1 (en) 2018-01-18
CN107208493B (zh) 2019-06-28
JP6227572B2 (ja) 2017-11-08
US10316680B2 (en) 2019-06-11
WO2016121259A1 (ja) 2016-08-04
JP2016138483A (ja) 2016-08-04
CN107208493A (zh) 2017-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101939520B1 (ko) 터빈
KR101536057B1 (ko) 축류 터빈
KR101491971B1 (ko) 터빈
EP2096262A1 (en) Axial flow turbine with low shroud leakage losses
RU2598970C2 (ru) Облопаченный элемент для турбомашины и турбомашина
EP2527596B1 (en) Turbine rotor blade and turbo machine
KR101937070B1 (ko) 터빈
US20120121411A1 (en) Labyrinth Seals for Turbomachinery
JP2010159667A (ja) 軸流タービン
JP2010156338A (ja) タービン翼付け根構成
US20190360350A1 (en) Axial flow rotating machine, and rotor blade member
JP2011080469A (ja) ターボ機械用の成形ハニカムシール
KR101714829B1 (ko) 가스 터빈 및 외측 슈라우드
WO2021199718A1 (ja) 二次流れ抑制構造
US20140271125A1 (en) Steam turbine
JP5852191B2 (ja) 端壁部材及びガスタービン
JP6803772B2 (ja) 軸流回転機械、及び、動翼
KR101946184B1 (ko) 회전 기계
JP6662661B2 (ja) シール構造及びターボ機械
KR102318119B1 (ko) 축류 터빈
JP6209787B2 (ja) シール構造及び回転機械
JP7190370B2 (ja) 軸流タービン
JP6763538B2 (ja) 回転機械
JP6930896B2 (ja) タービン及び動翼
JP5852190B2 (ja) 端壁部材及びガスタービン

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant