KR102262221B1 - 축류 회전 기계 - Google Patents

축류 회전 기계 Download PDF

Info

Publication number
KR102262221B1
KR102262221B1 KR1020197034713A KR20197034713A KR102262221B1 KR 102262221 B1 KR102262221 B1 KR 102262221B1 KR 1020197034713 A KR1020197034713 A KR 1020197034713A KR 20197034713 A KR20197034713 A KR 20197034713A KR 102262221 B1 KR102262221 B1 KR 102262221B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
axial
downstream
medium
inner shroud
distance
Prior art date
Application number
KR1020197034713A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200002988A (ko
Inventor
가즈히로 몬마
시게키 세노
Original Assignee
미츠비시 파워 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 파워 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Publication of KR20200002988A publication Critical patent/KR20200002988A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102262221B1 publication Critical patent/KR102262221B1/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
    • 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
    • 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
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • 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
    • 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
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3292—Lamellar structures
    • 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
    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • 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
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • 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
    • F05D2250/10—Two-dimensional
    • F05D2250/19—Two-dimensional machined; miscellaneous
    • F05D2250/192—Two-dimensional machined; miscellaneous bevelled
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

축류 회전 기계는, 로터(20)와, 복수의 정익(42)과, 매체류 변경 부재(60)를 구비한다. 정익(42)은, 내측 슈라우드(44)와, 1 이상의 시일 핀(49)을 갖는다. 로터축(21)에는, 직경 방향 내측(Dri)을 향해서 오목하게 들어가 내측 슈라우드(44) 및 시일 핀(49)이 비접촉으로 들어가는 환형 홈(22)이 형성되어 있다. 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 거리는, 거리(L)이다. 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 거리(Lf)는, 축선 하류측(Dad)에 거리(L) 이하이다.

Description

축류 회전 기계
본 발명은, 작동 매체에 의해 회전하는 로터와, 이 로터의 외주측을 덮는 케이싱을 구비하는 축류 회전 기계에 관한 것이다.
본원은, 2017년 6월 12일에 일본에 출원된 일본 특허출원 제2017-115364호 에 기초하여 우선권을 주장하고, 이 내용을 여기에 원용한다.
축류 회전 기계의 일종인 증기 터빈은, 축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와, 로터의 외주측을 덮는 케이싱과, 케이싱의 내측에 마련되어 있는 복수의 정익을 구비한다. 로터는, 축선을 중심으로 하여, 축선이 연장되는 축선 방향으로 긴 로터축과, 로터축에 고정되어 있는 복수의 동익을 갖는다. 동익은, 익형을 이루는 날개체와, 플랫폼을 갖는다. 플랫폼은, 로터축에 고정되어 있다. 또한, 정익은, 익형을 이루는 날개체와, 내측 슈라우드를 갖는다. 로터축에는, 축선에 대한 직경 방향 내측을 향해서 오목하게 들어가 축선을 중심으로 하여 환형의 환형 홈이 형성되어 있다. 정익의 내측 슈라우드는, 이 환형 홈 내에 비접촉으로 들어가 있다. 케이싱 내에서, 복수의 동익의 각 날개체 및 복수의 정익의 각 날개체가 존재하고 있는 공간은, 축선을 중심으로 하여 환형의 공간이다. 이 환형의 공간은, 증기가 흐르는 증기 주류로를 형성한다.
이상과 같은 구성의 증기 터빈에서는, 케이싱 내에 유입된 증기가 증기 주류로를 통과하는 과정에서, 그 일부가 캐비티 입구로부터 환형 홈 내에 누설 증기로서 유입된다. 이 누설 증기는, 내측 슈라우드와 환형 홈의 홈 저면 사이를 거쳐, 캐비티 출구로부터 증기 주류로로 되돌아간다. 또한, 캐비티 입구는, 환형 홈의 개구 중에서 내측 슈라우드보다도 축선 상류측의 부분이다. 또한, 캐비티 출구는, 환형 홈의 개구 중에서 내측 슈라우드보다도 축선 하류측의 부분이다. 내측 슈라우드와 환형 홈의 홈 저면 사이를 통과하고, 캐비티 출구를 향하는 누설 증기는, 직경 방향의 유속 성분을 포함하고 있다. 이 누설 증기 중, 환형 홈의 하류측 홈 측면을 따른 누설 증기의 흐름은, 이 하류측 홈 측면으로부터 축선 상류측으로 이격된 누설 증기의 흐름보다도, 직경 방향의 유속 성분이 크다. 증기 주류로 중의 주 증기는, 축선 하류측을 향한다. 증기 주류로 중을 직경 방향 하류측으로 흐르는 주 증기 흐름 중에는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측을 향하는 누설 증기가 유입된다. 이 결과, 주 증기와 누설 증기의 혼합 부분에서 하류측에, 복잡한 흐름의 2차 흐름이 발생한다.
증기 주류로 중에 2차 흐름이 발생하면, 증기 터빈의 효율이 저하된다. 이 때문에, 이하의 특허문헌 1에서는, 2차 흐름 손실을 억제하기 위해서, 환형 홈의 홈 저면으로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 핀을 마련하고 있다. 이 핀은, 축선 방향에서, 내측 슈라우드와 환형 홈의 하류측 측면 사이의 위치에 배치되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 이 핀의 존재에 의해, 환형 홈의 하류측 측면을 따른 누설 증기의 흐름에 있어서의 직경 방향의 유속 성분을 억제함으로써, 2차 흐름 손실을 억제하고 있다.
유럽 특허 출원공개 제2292897호 명세서
축류 회전 기계 업계에서는, 축류 회전 기계의 효율의 더한층의 향상이 요망되고 있다.
그래서, 본 발명은, 2차 흐름 손실을 보다 억제하여, 축류 회전 기계의 효율을 더욱 높일 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제1 형태의 축류 회전 기계는,
축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와, 상기 로터의 외주측을 덮는 케이싱과, 상기 케이싱의 내측에 마련되고, 상기 축선에 대한 주위 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과, 상기 축선에 대한 직경 방향으로 연장되는 매체류 변경면을 갖는 매체류 변경 부재를 구비한다. 상기 케이싱은, 작동 매체를 내부로 유도하는 매체 입구와, 상기 매체 입구보다도 상기 축선이 연장되는 축선 방향에 있어서의 하류측인 축선 하류측에 위치하는 매체 출구를 갖는다. 상기 로터는, 상기 축선을 중심으로 하여, 상기 축선이 연장되는 축선 방향으로 긴 로터축과, 상기 주위 방향으로 나열되어 상기 로터축에 고정되어 있는 복수의 동익을 갖는다. 복수의 상기 정익 및 복수의 상기 동익은, 어느 것이나 모두, 상기 축선 방향에서 상기 매체 입구와 상기 매체 출구의 사이에 배치되어 있다. 복수의 상기 동익은, 복수의 상기 정익보다도 상기 축선 하류측에 배치되어 있다. 복수의 상기 정익은, 어느 것이나 모두, 상기 직경 방향으로 연장되어 익형을 이루는 날개체와, 상기 날개체의 상기 축선에 대한 직경 방향 내측에 마련되어 있는 내측 슈라우드와, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측에 마련되어 있는 1 이상의 시일 핀을 갖는다. 상기 로터축에는, 상기 직경 방향 내측을 향해서 오목하게 들어가 상기 축선을 중심으로 하여 환형을 이루고, 상기 내측 슈라우드 및 1 이상의 상기 시일 핀이 비접촉으로 들어가는 환형 홈이 형성되어 있다. 상기 환형 홈은, 상기 축선에 대한 직경 방향 외측을 향하는 홈 저면과, 상기 홈 저면의 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어지는 하류측 홈 측면을 갖는다. 상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서 상기 축선 하류측과는 반대측의 축선 상류측을 향하고, 또한 상기 홈 저면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어져 있다. 상기 내측 슈라우드에서 가장 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 하류측 홈 측면까지의 상기 축선 방향의 거리가 거리 L이다. 상기 매체류 변경면은, 상기 하류측 홈 측면보다도 상기 축선 상류측에 배치되어 있다. 1 이상의 상기 시일 핀 중에서 가장 상기 축선 하류측의 최하류 시일 핀으로부터 상기 매체류 변경면까지의 축선 방향의 거리 Lf는, 상기 축선 하류측에 상기 거리 L 이하이다.
축류 회전 기계에서는, 매체 주류로를 흐르는 주 매체의 일부가, 환형 홈의 개구 중에서, 내측 슈라우드보다도 축선 상류측의 캐비티 입구로부터 누설 매체로서 환형 홈 내에 유입된다. 이 누설 매체는, 내측 슈라우드와 환형 홈의 홈 저면의 사이를 축선 하류측을 향해서 흐른다. 내측 슈라우드와 환형 홈의 홈 저면의 사이를 통과한 누설 매체는, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 환형 홈의 하류측 홈 측면의 사이를 주로 하여 직경 방향 외측으로 흐른다. 그리고, 이 누설 매체는, 환형 홈의 개구 중에서, 내측 슈라우드보다도 축선 하류측의 캐비티 출구로부터 매체 주류로 내로 되돌아간다.
이 누설 매체는, 매체 주류로 중을 축선 하류측으로 흐르는 주 매체의 흐름 중에 혼입된다. 이 결과, 주 매체와 누설 매체의 혼합 부분보다 하류측에, 복잡한 흐름의 2차 흐름이 발생한다. 매체 주류로 중에 2차 흐름이 발생하면, 축류 회전 기계의 효율이 저하된다.
내측 슈라우드와 환형 홈의 홈 저면의 사이를 통과하고, 축선 하류측으로 흐르는 누설 매체가, 가령 환형 홈의 하류측 홈 측면에 닿으면, 이 누설 매체는, 주로 하류측 홈 측면을 따라 거의 직경 방향 외측으로 흐른다. 이 때문에, 축선 하류측으로 흐르는 누설 매체가, 가령 환형 홈의 하류측 홈 측면에 닿으면, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 환형 홈의 하류측 홈 측면 사이를 흐르는 누설 매체 중, 하류측 홈 측면을 따라 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체는, 하류측 홈 측면으로부터 축선 상류측으로 이격된 위치를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체보다도, 직경 방향의 유속 성분이 커지게 된다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 1 이상의 시일 핀 중, 최하류 시일 핀의 직경 방향 내측의 단부와 환형 홈의 홈 저면 사이를 통과한 누설 매체는, 주로 홈 저면을 따라 축선 하류측으로 흐른다. 이 누설 매체는, 하류측 홈 측면보다도 축선 상류측에 존재하는 매체류 변경면에 닿는다. 이 누설 매체는, 매체류 변경면에 닿으면, 주로 매체류 변경면을 따라 거의 직경 방향 외측으로 흐른다. 이 누설 매체는, 그 후 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 환형 홈의 하류측 홈 측면 사이를 주로 하여 직경 방향 외측으로 흐른다. 그리고, 이 누설 매체는 캐비티 출구를 거쳐, 매체 주류로 내로 되돌아간다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 1 이상의 시일 핀을 내측 슈라우드에 마련하였으므로, 전술한 바와 같이, 최하류 시일 핀의 직경 방향 내측의 단부와 환형 홈의 홈 저면의 사이에 통과한 누설 매체의 흐름이, 주로 홈 저면을 따른 흐름이 된다. 이 때문에, 내측 슈라우드의 시일면과 환형 홈의 홈 저면의 사이에 통과한 누설 매체의 대부분을 매체류 변경면에 닿게 할 수 있다. 따라서, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 이 매체류 변경면을 따라 거의 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 유량을 많게 할 수 있다.
게다가, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 최하류 시일 핀으로부터 매체류 변경면까지의 축선 방향의 거리가, 내측 슈라우드에서 가장 축선 하류측의 단부로부터 하류측 홈 측면까지의 축선 방향의 거리 L 이하이기 때문에, 하류측 홈 측면보다도 축선 상류측의 위치에서, 주된 누설 매체의 흐름을 직경 방향 외측의 흐름으로 바꿀 수 있다.
따라서, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 하류측 홈 측면을 따라 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 유량이 적어지는 데다가, 이 누설 매체의 직경 방향의 유속도 작아진다. 한편, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 하류측 홈 측면으로부터 축선 상류측으로 이격된 위치를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 유량이 많아질 뿐만 아니라, 이 누설 매체의 직경 방향의 유속도 커진다. 즉, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 캐비티 출구에 있어서의 누설 매체의 직경 방향의 흐름에 관한 유속 분포가 균일화되고, 직경 방향의 최대 유속도 작아진다.
이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 2차 흐름 손실을 억제할 수 있으므로, 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 내측 슈라우드에 1 이상의 시일 핀을 마련하고 있으므로, 누설 매체의 유량을 억제할 수 있어, 이 관점에서도 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제2 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제1 형태의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 내측 슈라우드는, 상기 축선 하류측을 향해 상기 하류측 홈 측면과 대향하는 하류측 단부면을 갖는다. 이 경우, 상기 하류측 단부면은, 상기 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 하류측을 향하는 경사면을 포함한다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 환형 홈 내에서, 내측 슈라우드와 환형 홈의 하류측 홈 측면의 사이를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 일부가, 경사면에 닿아서, 이 경사면을 따라 흐르게 된다. 이 경사면을 따라 흐르는 누설 매체는, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 축선 하류측을 향한다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 이 누설 매체의 유속 성분 중에서 직경 방향의 유속 성분을 작게 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제3 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터, 상기 매체류 변경면에 대하여 170°의 방향으로 상기 경사면이 존재한다.
매체류 변경면의 직경 방향 외측의 단부의 위치에서의 누설 매체의 흐름 방향은, 매체류 변경면에 대한 각도가 거의 170°의 방향이 된다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 매체류 변경면을 따라 직경 방향 외측으로 흐른 누설 매체의 대부분을 경사면을 따라 흐르게 할 수 있다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 경사면에 의한 효과를 높일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제4 양태의 축류 회전 기계는,
축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와, 상기 로터의 외주측을 덮는 케이싱과, 상기 케이싱의 내측에 마련되고, 상기 축선에 대한 주위 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과, 상기 축선에 대한 직경 방향으로 연장되는 매체류 변경면을 갖는 매체류 변경 부재를 구비한다. 상기 케이싱은, 작동 매체를 내부로 유도하는 매체 입구와, 상기 매체 입구보다도 상기 축선이 연장되는 축선 방향에 있어서의 하류측인 축선 하류측에 위치하는 매체 출구를 갖는다. 상기 로터는, 상기 축선을 중심으로 하여, 상기 축선이 연장되는 축선 방향으로 긴 로터축과, 상기 주위 방향으로 나열되어 상기 로터축에 고정되어 있는 복수의 동익을 갖는다. 복수의 상기 정익 및 복수의 상기 동익은, 어느 것이나 모두, 상기 축선 방향에서 상기 매체 입구와 상기 매체 출구의 사이에 배치되어 있다. 복수의 상기 동익은, 복수의 상기 정익보다도 상기 축선 하류측에 배치되어 있다. 복수의 상기 정익은, 어느 것이나 모두, 상기 직경 방향으로 연장되어 익형을 이루는 날개체와, 상기 날개체의 상기 축선에 대한 직경 방향 내측에 마련되어 있는 내측 슈라우드와, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측에 마련되어 있는 1 이상의 시일 핀을 갖는다. 상기 로터축에는, 상기 직경 방향 내측을 향해 오목하게 들어가 상기 축선을 중심으로 하여 환형을 이루고, 상기 내측 슈라우드 및 1 이상의 상기 시일 핀이 비접촉으로 들어가는 환형 홈이 형성되어 있다. 상기 환형 홈은, 상기 축선에 대한 직경 방향 외측을 향하는 홈 저면과, 상기 홈 저면의 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어지는 하류측 홈 측면을 갖는다. 상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서 상기 축선 하류측과는 반대측의 축선 상류측을 향하고, 또한 상기 홈 저면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어져 있다. 상기 내측 슈라우드는, 상기 축선 하류측을 향해 상기 하류측 홈 측면과 대향하는 하류측 단부면을 갖는다. 상기 하류측 단부면은, 상기 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 하류측을 향하는 경사면을 포함한다. 상기 매체류 변경면은, 상기 하류측 홈 측면보다도 상기 축선 상류측이며, 1 이상의 상기 시일 핀 중에서 가장 상기 축선 하류측의 최하류 시일 핀보다도 상기 축선 하류측에 위치한다. 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터, 상기 매체류 변경면에 대하여 170°의 방향으로 상기 경사면이 존재한다.
본 양태의 축류 회전 기계에서도, 제1 형태의 축류 회전 기계와 마찬가지로, 매체류 변경 부재를 갖고, 1 이상의 시일 핀이 내측 슈라우드에 마련되어 있으므로, 제1 형태와 마찬가지로 2차 흐름 손실을 억제할 수 있어, 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 양태의 축류 회전 기계에서도, 내측 슈라우드에 1 이상의 시일 핀을 마련하고 있으므로, 누설 매체의 유량을 억제할 수 있어, 이 관점에서도, 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 환형 홈 내에서, 내측 슈라우드와 환형 홈의 하류측 홈 측면의 사이를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 일부가 경사면에 닿아서, 이 경사면을 따라 흐르게 된다. 이 경사면을 따라 흐르는 누설 매체는, 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 축선 하류측을 향한다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 이 누설 매체의 유속 성분 중에서 직경 방향의 유속 성분을 작게 할 수 있다.
매체류 변경면의 직경 방향 외측의 단부의 위치에서의 누설 매체의 흐름 방향은, 매체류 변경면에 대한 각도가 거의 170°의 방향이 된다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 매체류 변경면을 따라 직경 방향 외측으로 흐른 누설 매체의 대부분을 경사면을 따라 흐르게 할 수 있다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 경사면에 의한 효과를 높일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제5 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태 내지 상기 제4 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 내측 슈라우드는, 상기 직경 방향 외측에 상기 날개체가 마련되어 있는 슈라우드 본체와, 상기 슈라우드 본체의 상기 직경 방향 내측에 고정되고, 1 이상의 상기 시일 핀이 직경 방향 내측에 마련되어 있는 시일 링을 갖는다. 이 경우, 상기 시일 링은, 상기 경사면을 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제6 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태 내지 상기 제4 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 내측 슈라우드는, 상기 직경 방향 외측을 향하고, 상기 날개체가 형성되어 있는 가스 패스면을 갖는다. 이 경우, 상기 경사면은, 상기 내측 슈라우드의 상기 가스 패스면으로부터, 상기 직경 방향 내측을 향하여, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 두께의 절반 거리의 위치까지의 범위 내에 적어도 존재한다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 환형 홈 내에서, 내측 슈라우드와 환형 홈의 하류측 홈 측면의 사이를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 일부를, 직경 방향에서 캐비티 출구에 가까운 위치에서, 경사면을 따르게 할 수 있다. 따라서, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 캐비티 출구에 있어서의 누설 매체의 유속 성분 중에서 직경 방향의 유속 성분을 작게 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제7 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제6 양태의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 경사면의 상기 직경 방향 내측의 단부는, 상기 내측 슈라우드의 상기 가스 패스면으로부터, 상기 직경 방향 내측을 향하여, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 두께의 절반 거리의 위치까지의 범위 내에 위치한다.
경사면의 직경 방향 내측의 단부의 위치가, 축선 방향에서, 최하류 시일 핀과 위치 관계로부터 제한을 받는 경우가 있다. 이 경우, 이 단부를 직경 방향 외측에 위치시키는 쪽이, 경사면의 경사 방향이 축선 방향의 방향에 가까워진다. 경사면의 경사 방향이 축선 방향의 방향에 가까워지면, 이 경사면을 따라 흐르는 누설 매체의 유속 성분 중에서 직경 방향의 유속 성분이 작아진다. 따라서, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 이 단부의 위치를 직경 방향 내측에 위치시키는 경우보다도, 캐비티 출구에 있어서의 누설 매체의 직경 방향의 유속 성분을 작게 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제8 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태 내지 상기 제7 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서, 상기 경사면이 존재하는 영역 내에 위치한다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 최하류 시일 핀으로부터 매체류 변경면까지의 축선 방향의 거리 Lf가 짧아진다. 이 때문에, 매체류 변경면을 따라 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 매체의 축선 방향의 위치를, 보다 축선 상류측으로 시킬 수 있다. 또한, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 매체류 변경면을 따라 직경 방향 외측으로 흐른 누설 매체의 대부분을 경사면으로 유도할 수 있다. 이 때문에, 캐비티 출구에 있어서의 누설 매체의 직경 방향의 흐름에 관한 유속 분포가, 보다 균일화되고, 직경 방향의 최대 유속도 작아진다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제9 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태 내지 상기 제8 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 상기 홈 저면으로부터 상기 경사면의 상기 직경 방향 내측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 경사면 높이보다 낮다.
케이싱과 로터의 열팽창 차에 의해, 케이싱에 고정되어 있는 정익이, 로터에 대해서 상대적으로 이동하여도, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 매체류 변경 부재의 접촉을 회피할 필요가 있다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 경사면의 직경 방향 내측의 단부가 내측 슈라우드에서 가장 축선 하류측의 단부보다도, 축선 상류측에 위치하고 있다. 이 때문에, 매체류 변경면으로부터 경사면의 직경 방향 내측의 단부까지의 축선 방향의 거리가, 매체류 변경면으로부터 내측 슈라우드에서 가장 축선 하류측의 단부까지의 축선 방향의 거리보다 길어진다. 따라서, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 케이싱과 로터의 열팽창 차에 의해, 정익이 로터에 대해서 상대 이동하여도, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 매체류 변경 부재의 접촉을 회피할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제10 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제2 양태 내지 상기 제9 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 경사면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하면서 상기 축선 하류측을 향하는 가상 연장선은, 상기 하류측 홈 측면과 교차하지 않는다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 경사면을 따라 흐른 누설 매체가 하류측 홈 측면에 닿는 양을 적게 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 제11 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제1 형태 내지 상기 제10 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서,상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터 상기 내측 슈라우드까지의 최단 거리는, 상기 거리 L 이하이다.
매체류 변경면의 직경 방향 외측의 단부와 이 단부로부터 최단 거리의 위치에 있는 내측 슈라우드 부분의 사이를 캐비티 내 하류측 유로의 입구로 하고, 이 캐비티 하류측 유로의 출구를 캐비티 출구로 한다. 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 매체류 변경면의 직경 방향 외측의 단부로부터 내측 슈라우드까지의 최단 거리가 거리 L 이하이다. 따라서, 본 양태의 축류 회전 기계의 캐비티 내 하류측 유로는, 입구의 개구 면적에 대하여 출구의 개구 면적이 큰 확장 유로이다. 게다가, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 캐비티 내 하류측 유로의 출구는, 캐비티 내 하류측 유로의 입구보다도 축선 하류측에 위치하고 있다. 이 때문에, 본 양태의 축류 회전 기계에서는, 캐비티 내 하류측 유로의 출구, 즉 캐비티 출구로부터 유출되는 누설 매체의 속도 성분 중, 축선 방향 성분을 크게 하고, 직경 방향 성분을 적게 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 제12 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제1 형태 내지 상기 제11 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 거리 Lf는, 상기 거리 L의 0.5배 이상의 거리이다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 케이싱과 로터의 열팽창 차에 의해, 정익이 로터에 대해서 상대 이동하여도, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 매체류 변경 부재의 접촉을 회피할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제13 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제1 형태 내지 상기 제12 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 상기 홈 저면으로부터 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측의 단부까지의 직경 방향의 거리인 시일면 높이 이하이다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 케이싱과 로터의 열팽창 차에 의해, 정익이 로터에 대해서 상대 이동하여도, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 매체류 변경 부재의 접촉을, 보다 확실하게 회피할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 제14 양태의 축류 회전 기계는,
상기 제1 형태 내지 상기 제12 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 1 이상의 상기 시일 핀의 상기 직경 방향의 길이인 핀 높이 이하이다.
본 양태의 축류 회전 기계에서는, 케이싱과 로터의 열팽창 차에 의해, 정익이 로터에 대해서 상대 이동하여도, 내측 슈라우드의 하류측 단부면과 매체류 변경 부재의 접촉을, 보다 확실하게 회피할 수 있다.
여기서, 상기 제1 형태 내지 상기 제14 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 케이싱은, 증기 터빈 케이싱이며, 상기 증기 터빈 케이싱은, 상기 작동 매체로서의 증기를 내부로 유도하는 상기 매체 입구로서의 증기 입구와, 상기 매체 출구로서의 증기 출구를 가져도 된다. 즉, 상기 축류 회전 기계는, 증기 터빈이어도 된다.
또한, 상기 제1 형태 내지 상기 제14 양태 중 어느 것의 축류 회전 기계에 있어서, 상기 케이싱은, 가스 터빈 케이싱이며, 상기 가스 터빈 케이싱은, 상기 작동 매체로서의 연소 가스를 내부로 유도하는 상기 매체 입구로서의 연소 가스 입구와, 상기 매체 출구로서의 연소 가스 출구를 가져도 된다. 즉, 상기 축류 회전 기계는, 가스 터빈이어도 된다.
본 발명의 일 양태에 따른 축류 회전 기계에서는, 2차 흐름 손실을 억제하여, 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 제1 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 전체 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 제1 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 주요부 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 제1 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 4는, 비교예에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 제2 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 6은, 본 발명에 따른 제3 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 7은, 본 발명에 따른 제4 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 제5 실시 형태에 있어서의 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 9는, 본 발명에 따른, 변형예의 매체류 변경 부재를 포함하는 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 10은, 본 발명에 따른, 제1 변형예의 경사면을 포함하는 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 11은, 본 발명에 따른, 제2 변형예의 경사면을 포함하는 축류 회전 기계의 내측 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
도 12는, 본 발명에 따른 변형예에 있어서의 축류 회전 기계의 전체 단면도이다.
도 13은, 본 발명에 따른 변형예에 있어서의 축류 회전 기계의 주요부 단면도이다.
도 14는, 본 발명에 따른 변형예에 있어서의 축류 회전 기계의 환형 홈 및 내측 슈라우드 주위의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 축류 회전 기계의 각종 실시 형태, 및 각종 변형예에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
「제1 실시 형태」
본 발명에 따른 축류 회전 기계의 제1 실시 형태에 대하여, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
제1 실시 형태의 축류 회전 기계는, 증기 터빈이다. 이 증기 터빈은, 도 1에 도시한 바와 같이, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전하는 로터(20)와, 로터(20)의 외주측을 덮는 증기 터빈 케이싱(10)과, 증기 터빈 케이싱(10)에 고정되어 있는 복수의 정익 열(41)을 구비한다. 또한, 이하에서는, 축선 Ar이 연장되어 있는 방향을 축선 방향 Da라 하고, 이 축선 Ar을 중심으로 한 주위 방향을 단순히 주위 방향 Dc라 하며, 축선 Ar에 대해서 수직인 방향을 직경 방향 Dr이라 한다. 또한, 이 직경 방향 Dr에서 축선 Ar에 가까워지는 측을 직경 방향 내측 Dri, 그 반대측을 직경 방향 외측 Dro라 한다.
증기 터빈 케이싱(10)은, 증기가 외부로부터 유입되는 유입부(11)와, 동체부(12)와, 증기를 외부로 배기하는 배기부(15)를 갖는다. 또한, 이하에서는, 증기 터빈 케이싱을 단순히 케이싱이라고 한다. 유입부(11)에는, 내부에 작동 매체인 증기를 유도하는 증기 입구(매체 입구)(11i)가 형성되어 있다. 동체부(12)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 거의 통형을 이루고 있다. 배기부(15)에는, 증기를 외부로 배기하는 증기 출구(매체 출구)(15o)가 형성되어 있다. 유입부(11), 동체부(12), 배기부(15)는, 이 순서로 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 또한, 이하에서는, 축선 방향 Da에서, 배기부(15)에 대하여 유입부(11)가 존재하는 측을 축선 상류측 Dau, 그 반대측을 축선 하류측 Dad라 한다.
로터(20)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 축선 방향 Da로 연장되는 로터축(21)과, 이 로터축(21)에 설치되어 있는 복수의 동익 열(31)을 갖는다. 복수의 동익 열(31)은, 축선 방향 Da로 나열되어, 통형의 동체부(12)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되어 있다. 각 동익 열(31)은, 모두 주위 방향 Dc에 나열되어 있는 복수의 동익(32)으로 구성된다.
복수의 정익 열(41)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 각 정익 열(41)은, 복수의 동익 열(31) 중 어느 하나의 동익 열(31)의 축선 상류측 Dau에 배치되어 있다. 각 정익 열(41)은, 모두 주위 방향 Dc에 나열되어 있는 복수의 정익(42)으로 구성된다. 각 정익(42)은 모두 통형의 동체부(12)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되고, 이 동체부(12)에 고정되어 있다.
로터축(21)의 축선 상류측 Dau의 단부는, 케이싱(10) 내로부터 축선 상류측 Dau로 돌출되어 있다. 또한, 로터축(21)의 축선 하류측 Dad의 단부는, 케이싱(10) 내로부터 축선 하류측 Dad로 돌출되어 있다. 케이싱(10)의 유입부(11)에서, 로터축(21)이 외부로 관통되어 있는 부분에는, 상류측 축봉(16u)이 마련되어 있다. 또한, 케이싱(10)의 배기부(15)에서, 로터축(21)이 외부로 관통되어 있는 부분에는, 하류측 축봉(16d)이 마련되어 있다. 로터축(21)에서, 상류측 축봉(16u)보다도 축선 상류측 Dau의 부분은, 상류측 베어링(17u)으로 지지되어 있다. 또한, 로터축(21)에서, 하류측 축봉(16d)보다도 축선 하류측 Dad의 부분은, 하류측 베어링(17d)으로 지지되어 있다. 로터(20)는, 상류측 베어링(17u) 및 하류측 베어링에 의해, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
동익(32)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 익형을 이루어 직경 방향 Dr로 연장되는 날개체(33)와, 날개체(33)의 직경 방향 외측 Dro에 마련되어 있는 외측 슈라우드(34)를 갖는다. 날개체(33)는, 로터축(21)에 고정되어 있다. 외측 슈라우드(34)의 직경 방향 내측 Dri의 면은, 가스 패스면(35)을 형성한다. 또한, 여기에서 예시하고 있는 동익(32)은, 외측 슈라우드(34)를 갖지만, 이 외측 슈라우드(34)가 생략되는 경우도 있다.
케이싱(10)의 동체부(12)에서, 동익(32)의 외측 슈라우드(34)와 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분에는, 외측 환형 홈(13)이 형성되어 있다. 이 외측 환형 홈(13)은, 직경 방향 외측 Dro로 오목하게 들어가서, 축선 Ar을 중심으로 하여 환형을 이룬다. 동익(32)의 외측 슈라우드(34)는, 이 외측 환형 홈(13) 내에 배치되어 있다. 외측 환형 홈(13)의 홈 저면에는, 이 홈 저면으로부터 직경 방향 내측 Dri로 연장되는 복수의 시일 핀(14)이 마련되어 있다. 동익(32)의 외측 슈라우드(34)는, 이 외측 환형 홈(13) 및 복수의 시일 핀(14)과 비접촉 상태에서, 이 외측 환형 홈(13) 내에 배치되어 있다.
정익(42)은, 익형을 이루어 직경 방향 Dr로 연장되는 날개체(43)와, 날개체(43)의 직경 방향 내측 Dri에 마련되어 있는 내측 슈라우드(44)와, 내측 슈라우드(44)의 직경 방향 내측 Dri에 마련되어 있는 복수의 시일 핀(49)을 갖는다. 내측 슈라우드(44)는, 슈라우드 본체(45)와, 이 슈라우드 본체(45)의 직경 방향 내측 Dri에 고정되어 있는 시일 링(46)을 갖는다. 이 정익(42)은, 전술한 바와 같이, 통형의 동체부(12)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되고, 이 동체부(12)에 고정되어 있다. 시일 링(46)의 직경 방향 내측 Dri에는, 이 시일 링(46)으로부터 직경 방향 내측 Dri에 연장되는 복수의 시일 핀(49)이 마련되어 있다. 복수의 시일 핀(49)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다.
로터축(21)에서, 정익(42)의 내측 슈라우드(44)와 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분에는, 내측 환형 홈(22)이 형성되어 있다. 이 내측 환형 홈(이하, 단순히 '환형 홈'이라 함)(22)은, 직경 방향 내측 Dri로 오목하게 들어가서, 축선 Ar을 중심으로 하여 환형을 이룬다. 내측 슈라우드(44) 및 복수의 시일 핀(49)은, 이 환형 홈(22)과 비접촉 상태에서, 이 환형 홈(22) 내에 배치되어 있다. 이 환형 홈(22)의 개구 중에서, 내측 슈라우드(44)보다도 축선 상류측 Dau의 부분은, 캐비티 입구(26)를 이룬다. 또한, 이 환형 홈(22)의 개구 중에서, 내측 슈라우드(44)보다도 축선 하류측 Dad의 부분은, 캐비티 출구(27)를 이룬다.
환형 홈(22)은, 직경 방향 외측 Dro를 향하는 홈 저면(23)과, 홈 저면(23)의 축선 상류측 Dau의 단부로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해 넓어지는 상류측 홈 측면(24)과, 홈 저면(23)의 축선 하류측 Dad의 단부로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해 넓어지는 하류측 홈 측면(25)을 갖는다. 상류측 홈 측면(24)과 하류측 홈 측면(25)은, 축선 방향 Da에서 서로 대향하고 있다.
본 실시 형태의 증기 터빈은, 매체류 변경 부재(60)를 더 구비한다. 이 매체류 변경 부재(60)는, 판형을 이루고, 그 일부가 로터축(21)에 매립되고, 나머지 부분이 로터축(21)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 돌출되어 있다. 이 매체류 변경 부재(60)는, 매체류 변경면(61)을 갖는다. 매체류 변경면(61)은, 축선 상류측 Dau를 향하고, 또한 홈 저면(23)으로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해 넓어져 있다. 이 매체류 변경면(61)은, 환형 홈(22)의 하류측 홈 측면(25)보다도 축선 상류측 Dau이며, 복수의 시일 핀(49) 중에서 가장 축선 하류측 Dad의 최하류 시일 핀(49d)보다도 축선 하류측 Dad에 위치한다.
내측 슈라우드(44)는, 축선 상류측 Dau를 향해 상류측 홈 측면(24)과 대향하는 상류측 단부면(51)과, 축선 하류측 Dad를 향해서 하류측 홈 측면(25)과 대향하는 하류측 단부면(52)과, 직경 방향 외측 Dro를 향하는 가스 패스면(56)과, 직경 방향 내측 Dri를 향하는 시일면(57)을 갖는다. 상류측 단부면(51)과 하류측 단부면(52)은, 축선 방향 Da에서 표리 관계이다. 가스 패스면(56) 위에는, 날개체(43)가 형성되어 있다. 가스 패스면(56)과 시일면(57)은, 직경 방향 Dr에서 표리 관계이다. 하류측 단부면(52)은, 하류측 홈 측면(25)과 실질적으로 평행한 평행면(53)과, 하류측 홈 측면(25)에 대하여 경사져 있는 경사면(54)을 포함한다. 평행면(53)은, 하류측 단부면(52) 중의 직경 방향 외측 Dro의 면을 형성한다. 경사면(54)은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향하는 면이다. 이 경사면(54)은, 하류측 단부면(52) 중의 직경 방향 내측 Dri의 면을 형성한다. 이 경사면(54)은, 내측 슈라우드(44)의 슈라우드 본체(45)와, 이 내측 슈라우드(44)의 시일 링(46)에 걸쳐 형성되어 있다.
복수의 동익(32)의 각 날개체(33), 및 복수의 정익(42)의 각 날개체(43)가 존재하고 있는 공간은, 축선 Ar을 중심으로 하여 환형의 공간이다. 이 환형의 공간은, 작동 매체인 증기가 흐르는 매체 주류로(18)를 형성한다. 이 매체 주류로(18)는, 정익(42)의 내측 슈라우드(44)에 있어서의 가스 패스면(56)과, 케이싱(10)의 내주면 중, 이 중측 슈라우드(44)와 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분과, 로터축(21)의 외주면 내이며 동익(32)이 고정되어 있는 부분과, 동익(32)의 외측 슈라우드(34)에 있어서의 가스 패스면(35)에서, 획정된다.
다음으로, 매체류 변경면(61)의 축선 방향 Da의 위치나, 직경 방향 Dr의 높이에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다.
여기서, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리를 거리 L이라 한다. 이 경우, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf는, 거리 L 이하이고 또한 거리(0.5×L) 이상이다. 즉, 거리 L과 거리 Lf의 관계는, 이하와 같다.
０．５×Ｌ≤Ｌｆ≤Ｌ
단, 본 실시 형태에서, 매체류 변경면(61)은, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)보다도 축선 하류측 Dad에 위치하고 있다.
또한, 홈 저면(23)으로부터 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)까지의 직경 방향 Dr의 거리인 변경면 높이 Hc와, 다른 높이 등의 관계는, 이하와 같다.
Ｈｇ＜（Ｈｇ＋Ｈｈ）＝Ｈｐ＜Ｈｃ
Hg: 홈 저면(23)으로부터 시일 핀(49)의 직경 방향 내측 Dri의 단부까지의 직경 방향 Dr의 거리인 시일 간극
Hf: 시일 핀(49)의 직경 방향 Dr의 길이인 핀 높이
Hp: 홈 저면(23)으로부터 내측 슈라우드(44)의 시일면(57)까지의 직경 방향 Dr의 거리인 시일 면 높이
다음으로, 본 실시 형태의 증기 터빈 효과에 대하여 설명하기 전에, 도 4를 참조하여, 비교예의 증기 터빈에 대하여 설명한다.
비교예의 증기 터빈도, 본 실시 형태의 증기 터빈과 마찬가지로, 로터(20)와, 복수의 정익(42x)을 갖는다. 로터(20)는, 본 실시 형태의 로터(20)와 완전 동일하다. 정익(42x)도, 본 실시 형태의 정익(42)과 마찬가지로 날개체(43)와, 내측 슈라우드(44x)와, 복수의 시일 핀(49)을 갖는다. 내측 슈라우드(44x)는, 본 실시 형태의 내측 슈라우드(44)와 마찬가지로 상류측 단부면(51)과, 하류측 단부면(52x)과, 가스 패스면(56)과, 시일면(57)을 갖는다. 단, 이 하류측 단부면(52x)은, 본 실시 형태의 경사면(54)을 포함하지 않는다. 즉, 이 하류측 단부면(52x)은, 그 전체가 하류측 홈 측면(25)과 실질적으로 평행한 평행면이다. 또한, 비교예의 증기 터빈은, 본 실시 형태의 증기 터빈에 있어서의 매체류 변경 부재(60)를 갖지 않는다.
비교예의 증기 터빈에서는, 매체 주류로(18)를 흐르는 주 증기 Sm의 일부가, 캐비티 입구(26)로부터 누설 증기 Sl로서 환형 홈(22) 내에 유입된다. 이 누설 증기 Sl은, 내측 슈라우드(44x)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23) 사이를 축선 하류측 Dad를 향해 흐른다. 단, 내측 슈라우드(44x)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이에는, 복수의 시일 핀(49)이 존재하기 때문에, 내측 슈라우드(44x)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 통과하는 누설 증기 Sl의 유량이 억제된다. 복수의 시일 핀(49)을 통과한 누설 증기 Sl은, 내측 슈라우드(44x)의 하류측 단부면(52x)과 환형 홈(22)의 하류측 홈 측면(25)의 사이를 주로 하여 직경 방향 외측 Dro로 흐른다. 그리고, 이 누설 증기 Sl은, 캐비티 출구(27)로부터 매체 주류로(18) 내로 되돌아간다.
이 누설 증기 Sl은, 매체 주류로(18) 중을 축선 하류측 Dad로 흐르는 주 증기 Sm의 흐름 중에 혼입된다. 이 결과, 주 증기 Sm과 누설 증기 Sl의 혼합 부분보다 하류측에, 복잡한 흐름의 2차 흐름 Ss가 발생한다. 매체 주류로(18) 중에 2차 흐름 Ss가 발생하면, 증기 터빈의 효율이 저하된다.
복수의 시일 핀(49) 중, 최하류 시일 핀(49d)의 직경 방향 내측 Dri의 단부와 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 통과한 누설 증기 Sl은, 주로 홈 저면(23)을 따라 축선 하류측 Dad로 흐른다. 이 누설 증기 Sl은, 하류측 홈 측면(25)에 닿으면, 주로 하류측 홈 측면(25)을 따라서, 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른다. 이 때문에, 내측 슈라우드(44x)의 하류측 단부면(52x)과 환형 홈(22)의 하류측 홈 측면(25)의 사이를 흐르는 누설 증기 Sl 중, 하류측 홈 측면(25)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl은, 하류측 홈 측면(25)으로부터 축선 상류측 Dau로 이격된 위치를 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl보다도, 직경 방향 Dr의 유속 성분이 커진다. 즉, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포는, 도 4 중의 이점쇄선으로 나타내게 된다. 이 유속 분포가 나타난 바와 같이, 축선 방향 Da에서 하류측 홈 측면(25)에 가까운 위치에서의 직경 방향 Dr의 유속이 매우 크다. 또한, 비교예에서는, 유속값이 최대 위치로부터 축선 상류측 Dau의 위치에 어긋남에 따라서, 급격하게 직경 방향 Dr의 유속이 작아진다.
다음으로, 본 실시 형태의 증기 터빈 효과에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 증기 터빈에서도, 비교예의 증기 터빈과 마찬가지로, 매체 주류로(18)를 흐르는 주 증기 Sm의 일부가, 캐비티 입구(26)로부터 누설 증기 Sl로서 환형 홈(22) 내에 유입된다. 이 누설 증기 Sl은, 내측 슈라우드(44)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 축선 하류측 Dad를 향해서 흐른다. 본 실시예에서도 내측 슈라우드(44)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이에, 복수의 시일 핀(49)이 존재하기 때문에, 내측 슈라우드(44)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 통과하는 누설 증기 Sl의 유량이 억제된다.
복수의 시일 핀(49) 중, 최하류 시일 핀(49d)의 직경 방향 내측 Dri의 단부와 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 통과한 누설 증기 Sl은, 주로 홈 저면(23)을 따라 축선 하류측 Dad로 흐른다. 이상까지의 누설 증기 Sl의 흐름은, 비교예의 증기 터빈에 있어서의 누설 증기 Sl의 흐름과 동일하다.
최하류 시일 핀(49d)의 직경 방향 내측 Dri의 단부와 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이를 통과하고, 홈 저면(23)을 따라 축선 하류측 Dad로 흐르는 누설 증기 Sl은, 하류측 홈 측면(25)보다도 축선 상류측 Dau에 존재하는 매체류 변경면(61)에 닿는다. 이 누설 증기 Sl은, 매체류 변경면(61)에 닿으면, 주로 매체류 변경면(61)을 따라서, 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른다.
이 누설 증기 Sl은, 그 후, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)과 환형 홈(22)의 하류측 홈 측면(25)의 사이를 주로 하여 직경 방향 외측 Dro로 흐른다. 그리고, 이 누설 증기 Sl은, 캐비티 출구(27)를 거쳐, 매체 주류로(18) 내로 되돌아간다.
본 실시 형태에서는, 복수의 시일 핀(49)을 내측 슈라우드(44)에 마련하였으므로, 전술한 바와 같이, 최하류 시일 핀(49d)의 직경 방향 내측 Dri의 단부와 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이에 통과한 누설 증기 Sl의 흐름이, 주로 홈 저면(23)을 따른 흐름이 된다. 이 때문에, 내측 슈라우드(44)의 시일면(57)과 환형 홈(22)의 홈 저면(23)의 사이에 통과한 누설 증기 Sl의 대부분을 매체류 변경면(61)에 닿을 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이 매체류 변경면(61)을 따라서, 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl의 유량을 많게 할 수 있다.
게다가, 본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가, 전술한 바와 같이, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L 이하이기 때문에, 하류측 홈 측면(25)보다도 축선 상류측 Dau의 위치에서, 주된 누설 증기 Sl의 흐름을 직경 방향 외측 Dro의 흐름으로 바꿀 수 있다.
따라서, 본 실시 형태에서는, 비교예와 비교하여, 하류측 홈 측면(25)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl의 유량이 적어질 뿐만 아니라, 이 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 유속도 작아진다. 한편, 본 실시 형태에서는, 비교예와 비교하여, 하류측 홈 측면(25)으로부터 축선 상류측 Dau로 이격된 위치를 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl의 유량이 많아질 뿐만 아니라, 이 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 유속도 커진다. 즉, 본 실시 형태에서는, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포가 비교예에 비하여 균일화되고, 직경 방향 Dr의 최대 유속도 작아진다.
또한, 본 실시 형태에서는, 내측 슈라우드(44)에, 비교예에서는 형성되지 않은 경사면(54)이 형성되어 있다. 이 때문에, 매체류 변경면(61)을 따라 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른 누설 증기 Sl의 적어도 일부가 경사면(54)에 닿아서, 이 경사면(54)을 따라 흐르게 된다. 경사면(54)은, 전술한 바와 같이, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향하는 면이다. 따라서, 경사면(54)을 따라 흐르는 누설 증기 Sl은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향한다. 이 때문에, 이 누설 증기 Sl의 유속 성분 중에서 직경 방향 Dr의 유속 성분은, 비교예보다도 작아진다. 즉, 본 실시 형태에서는, 경사면(54)에 의해, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 유속 성분을, 비교예보다도 작게 할 수 있다.
이상, 본 실시 형태에서는, 매체류 변경면(61) 및 경사면(54)의 존재에 의해, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포가, 도 3 중의 이점쇄선으로 나타낸 바와 같이, 비교예에 비하여 균일화되고, 직경 방향 Dr의 최대 유속도 작아진다.
운동량은 속도의 제곱에 비례하기 때문에, 캐비티 출구(27)에 있어서의 유속 분포가 균일화되어, 직경 방향 Dr의 최대 유속이 작아지게 되면 될수록, 주 증기 Sm과 누설 증기 Sl의 혼합 위치보다도 축선 하류측 Dad에 형성되는 2차 흐름 Ss의 성장을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 비교예보다도 2차 흐름 Ss의 성장을 억제할 수 있어, 2차 흐름 손실을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 이상과 같이, 2차 흐름 손실을 억제할 수 있으므로, 증기 터빈의 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 내측 슈라우드(44)에 복수의 시일 핀(49)을 마련하고 있으므로, 누설 증기 Sl의 유량을 억제할 수 있어, 이 관점에서도, 증기 터빈의 효율을 높일 수 있다.
그런데, 변경면 높이 Hc가 높고, 또한 매체류 변경면(61)이 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)에 가까울수록, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포의 균일화를 도모할 수 있다. 한편, 케이싱(10)과 로터(20)의 열팽창 차에 의해, 케이싱(10)에 고정되어 있는 정익(42)이, 로터(20)에 대하여 상대적으로 이동하여도, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)과 매체류 변경 부재(60)의 접촉을 회피할 필요가 있다.
여기서, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L은, 케이싱(10)과 로터(20)의 열팽창 차에 의해, 케이싱(10)에 고정되어 있는 정익(42)이, 로터(20)에 대하여 상대적으로 축선 하류측 Dad로 최대한 이동하여도, 정익(42)의 내측 슈라우드(44)와 로터(20)의 하류측 홈 측면(25)이 접촉할 수 없는 치수로 설정되어 있다.
본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가 거리 L보다 짧지만, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52) 중에서 직경 방향 내측 Dri의 부분에는, 경사면(54)이 형성되어 있기 때문에, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)보다도 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52) 중에서 직경 방향 내측 Dri의 부분이 축선 상류측 Dau로 벗어나 있다. 게다가, 본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가 거리(0.5×L) 이상이다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 케이싱(10)과 로터(20)의 열팽창 차에 의해, 정익(42)이 로터(20)에 대하여 상대 이동하여도, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)과 매체류 변경 부재(60)의 접촉을 회피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)이 경사면(54)을 포함하지만, 이 경사면(54)을 포함하지 않아도 된다. 이 경우, 내측 슈라우드(44)의 제작 비용을 억제할 수 있는 한편, 경사면(54)에 의한 효과를 얻을 수 없게 된다. 따라서, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)이 경사면(54)을 포함하지 않는 경우, 내측 슈라우드(44)에 마련한 복수의 시일 핀(49) 및 매체류 변경 부재(60)에 의해, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포의 균일화를 도모할 수 있지만, 본 실시 형태보다도, 유속 분포의 균일화 효과가 작다.
「제2 실시 형태」
본 발명에 따른 축류 회전 기계의 제2 실시 형태에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 축류 회전 기계도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 증기 터빈이다. 본 실시 형태의 증기 터빈은, 제1 실시 형태의 증기 터빈에 있어서의 경사면(54)의 각도 등을 변경한 것으로, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 증기 터빈 구성과 기본적으로 동일하다.
본 실시 형태의 내측 슈라우드(44a)의 하류측 단부면(52a)도, 제1 실시 형태의 하류측 단부면(52)과 마찬가지로, 하류측 홈 측면(25)과 실질적으로 평행한 평행면(53a)과, 하류측 홈 측면(25)에 대하여 경사져 있는 경사면(54a)을 포함한다. 평행면(53a)은, 하류측 단부면(52a) 중의 직경 방향 외측 Dro의 면을 형성한다. 경사면(54a)은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향하는 면이다. 이 경사면(54a)은, 하류측 단부면(52a) 중의 직경 방향 내측 Dri의 면을 형성한다. 이 경사면(54a)은, 내측 슈라우드(44a)의 슈라우드 본체(45a)와, 이 내측 슈라우드(44a)의 시일 링(46a)에 걸쳐 형성되어 있다.
본 실시 형태의 경사면(54a)에 관한 가상 연장선이며, 이 경사면(54a)으로부터 직경 방향 외측 Dro를 향하면서 축선 하류측 Dad를 향하는 가상 연장선 lv는, 하류측 홈 측면(25)과 교차하지 않는다. 바꾸어 말하면, 이 가상 연장선 lv는, 하류측 홈 측면(25)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 연장되는 가상 연장선과 교차한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터 내측 슈라우드(44a)까지의 최단 거리 Ls가, 내측 슈라우드(44a)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L 이하이다. 즉, 거리 L과 거리 Ls의 관계는 이하와 같다.
Ｌｓ≤Ｌ
또한, 본 실시 형태에 있어서의 거리 L, 거리 Lf, 변경면 높이 Hc, 시일 간극 Hg, 핀 높이 Hf, 시일면 높이 Hp는, 어느 것이나 모두, 제1 실시 형태의 대응 치수와 동일하다.
본 실시예에서도 전술한 바와 같이, 매체류 변경면(61)을 따라 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른 누설 증기 Sl의 적어도 일부가 경사면(54a)에 닿아서, 이 경사면(54a)을 따라 흐르게 된다. 이 경사면(54a)을 따라 흐르는 누설 증기 Sl은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향한다.
가령, 경사면에 관한 가상 연장선 lv가, 하류측 홈 측면(25)과 교차하는 것으로 하자. 이 경우, 경사면을 따라 흐른 누설 증기 Sl의 일부가, 하류측 홈 측면(25)에 닿게 된다. 누설 증기 Sl의 일부가 하류측 홈 측면(25)에 닿으면, 이 누설 증기 Sl은, 하류측 홈 측면(25)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐른다. 이 때문에, 이 경우, 직경 방향 Dr에 있어서의 캐비티 출구(27)의 위치에서 또한 축선 방향 Da에서 하류측 홈 측면(25)에 가까운 위치에서의 직경 방향 Dr로 흐르는 누설 증기 Sl의 유속이 커지게 됨과 함께 이 누설 증기 Sl의 유량이 많아진다. 따라서, 이 경우, 경사면의 효과가 저하된다. 이 때문에, 본 실시 형태와 같이, 경사면(54a)의 가상 연장선 lv가 하류측 홈 측면(25)과 교차하지 않도록 하여, 이 경사면(54a)의 효과를 높이는 것이 바람직하다.
여기서, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)와 이 단부(62)로부터 최단 거리 Ls의 위치에 있는 내측 슈라우드(44a)의 부분(59)의 사이를 캐비티 내 하류측 유로의 입구로 한다. 또한, 이 캐비티 하류측 유로의 출구를 캐비티 출구(27)라 한다. 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터 내측 슈라우드(44a)까지의 최단 거리 Ls가 거리 L 이하이다. 따라서, 본 실시 형태의 캐비티 내 하류측 유로는, 입구의 개구 면적에 대하여 출구의 개구 면적이 큰 확장 유로이다. 게다가, 본 실시 형태에서는, 캐비티 내 하류측 유로의 출구는, 캐비티 내 하류측 유로의 입구보다도 축선 하류측 Dad에 위치하고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 캐비티 내 하류측 유로의 출구, 즉 캐비티 출구(27)로부터 유출되는 누설 증기 Sl의 속도 성분 중, 축선 방향 Da 성분을 크게 하고, 직경 방향 Dr 성분을 적게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 주 증기 Sm과 누설 증기 Sl의 혼합 위치보다도 축선 하류측 Dad에 형성되는 2차 흐름 Ss의 성장을 억제할 수 있다.
「제3 실시 형태」
본 발명에 따른 축류 회전 기계의 제3 실시 형태에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 축류 회전 기계도, 이상의 실시 형태와 마찬가지로, 증기 터빈이다. 본 실시 형태의 증기 터빈은, 제1 실시 형태의 증기 터빈에 있어서의 경사면(54)의 위치를 변경한 것으로, 그 밖의 구성은 제1 실시 형태의 증기 터빈 구성과 기본적으로 동일하다.
본 실시 형태의 내측 슈라우드(44b)의 하류측 단부면(52b)도, 제1 실시 형태의 하류측 단부면(52)과 마찬가지로, 하류측 홈 측면(25)과 실질적으로 평행한 평행면(53b)과, 하류측 홈 측면(25)에 대하여 경사져 있는 경사면(54b)을 포함한다. 본 실시 형태의 평행면(53b)은, 이상의 각 실시 형태와 달리, 하류측 단부면(52b)중의 직경 방향 내측 Dri의 면을 형성한다. 경사면(54b)은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향하는 면이다. 본 실시 형태의 경사면(54b)은, 하류측 단부면(52) 중의 직경 방향 외측 Dro의 면을 형성한다. 따라서, 이 경사면(54b)은, 가스 패스면(56)으로부터, 이 가스 패스면(56)과 시일면(57) 사이 거리의 절반 위치, 바꾸어 말하면, 내측 슈라우드(44) 두께의 절반 위치 Ph까지의 범위 내에 존재한다. 또한, 본 실시 형태의 경사면(54b)은, 전술한 바와 같이, 하류측 단부면(52b) 중의 직경 방향 외측 Dro의 면을 형성하기 위해서, 이 경사면(54b)으로부터의 가상 연장선은, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 하류측 홈 측면(25)과 교차하지 않는다. 또한, 본 실시 형태의 경사면(54b)은, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터, 매체류 변경면(61)에 대하여 170°의 방향에 존재한다.
본 실시예에서도 이상의 각 실시 형태와 마찬가지로, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L과, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf의 관계는, 이하와 같다.
０．５×Ｌ≤Ｌｆ≤Ｌ
또한, 본 실시예에서도 제2 실시 형태와 마찬가지로, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터 내측 슈라우드(44b)까지의 최단 거리 Ls와 상기 거리 L의 관계는, 이하와 같다.
Ｌｓ≤Ｌ
또한, 본 실시 형태의 변경면 높이 Hc, 시일 간극 Hg, 핀 높이 Hf, 시일면 높이 Hp는, 어느 것이나 모두, 제1 실시 형태의 대응 치수와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 홈 저면(23)으로부터 경사면(54)의 직경 방향 내측 Dri의 단부까지의 직경 방향 Dr의 거리인 경사면 높이 Hs는, 변경면 높이 Hc보다도 높다.
본 실시 형태에서는, 환형 홈(22) 내에서, 내측 슈라우드(44b)와 하류측 홈 측면(25)의 사이를 직경 방향 외측으로 흐르는 누설 증기 Sl의 일부를, 직경 방향 Dr에서 캐비티 출구(27)에 가까운 위치에서, 경사면(54b)을 따르게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 유속 성분 중에서 직경 방향 Dr의 유속 성분을 작게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 제1 및 제 2 실시 형태보다도, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포를 균일화할 수 있다.
매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)의 위치에서의 누설 증기 Sl의 흐름 방향은, 매체류 변경면(61)에 대한 각도 α가 거의 170°의 방향이 된다. 즉, 누설 증기 Sl은, 매체류 변경면(61)에 닿으면, 직경 방향 외측 Dro로 흐르면서, 약간 축선 상류측 Dau로 흐른다. 또한, 이 170°는, 컴퓨터에 의한 흐름 해석의 결과 얻어진 각도이다. 본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터, 매체류 변경면(61)에 대하여 170°의 방향으로 경사면(54b)이 존재한다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 매체류 변경면(61)을 따라 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른 누설 증기 Sl의 대부분을 경사면(54b)을 향하게 할 수 있다. 따라서, 매체류 변경면(61)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62)로부터, 매체류 변경면(61)에 대하여 170°의 방향으로 경사면(54b)을 존재시킴으로써, 이 경사면(54b)의 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가 거리 L보다 짧지만, 매체류 변경면(61)의 높이 Hc가 경사면 높이 Hs보다도 낮은 데다가, 경사면(54b)보다도 직경 방향 내측 Dri에 존재하는 평행면(53b)이 내측 슈라우드(44b)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)보다도 축선 상류측 Dau로 벗어나 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 케이싱(10)과 로터(20)의 열팽창 차에 의해, 정익(42)이 로터(20)에 대하여 상대 이동하여도, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52b)과 매체류 변경 부재(60)의 접촉을 회피할 수 있다.
「제4 실시 형태」
본 발명에 따른 축류 회전 기계의 제4 실시 형태에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 축류 회전 기계도, 이상의 실시 형태와 마찬가지로, 증기 터빈이다. 본 실시 형태의 증기 터빈은, 제3 실시 형태의 증기 터빈에 있어서의 매체류 변경면(61)의 위치를 변경한 것으로, 그 밖의 구성은 제3 실시 형태의 증기 터빈의 구성과 기본적으로 동일하다.
본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경 부재(60a)의 매체류 변경면(61a)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf를 제3 실시 형태의 동거리보다 짧게 하여, 축선 방향 Da에서, 경사면(54b)이 존재하는 영역 내에 매체류 변경면(61a)을 위치시키고 있다. 또한, 본 실시예에서도 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61a)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf는, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L보다 짧다.
이와 같이, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61a)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf를 짧게 함으로써, 매체류 변경면(61a)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 증기 Sl의 축선 방향 Da의 위치를, 이상의 각 실시 형태보다도 축선 상류측 Dau에 위치시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 매체류 변경면(61a)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐른 누설 증기 Sl의 대부분을 경사면(54b)으로 유도할 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 흐름에 관한 유속 분포가, 이상의 각 실시 형태보다도 균일화되고, 직경 방향 Dr의 최대 유속도 작아진다.
단, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61a)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf를 짧게 하면, 케이싱과 로터(20)의 열팽창 차에 의해, 정익(42)이 로터(20)에 대하여 상대 이동한 경우에, 내측 슈라우드(44)의 하류측 단부면(52)과 매체류 변경 부재(60a)의 접촉 가능성이 높아진다. 이 때문에, 변경면 높이 Hc를, 시일면 높이 Hp 이하, 바람직하게는 핀 높이 Hf 이하로 하면 된다.
또한, 본 실시 형태는, 제3 실시 형태의 변형예이지만, 제1 및 제 2 실시 형태에 있어서도, 본 실시 형태와 마찬가지로, 축선 방향 Da에서, 경사면이 존재하는 영역 내에 매체류 변경면(61)을 위치시켜도 된다.
또한, 이상의 각 실시 형태 및 이하에서 설명하는 제5 실시 형태에 있어서의 변경면 높이 Hc도, 시일면 높이 Hp 이하, 또는 핀 높이 Hf 이하로 해도 된다.
「제5 실시 형태」
본 발명에 따른 축류 회전 기계의 제5 실시 형태에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태의 축류 회전 기계도, 이상의 실시 형태와 마찬가지로, 증기 터빈이다. 본 실시 형태의 증기 터빈도, 제3 실시 형태의 증기 터빈에 있어서의 매체류 변경면(61)의 위치를 변경한 것으로, 그 밖의 구성은 제3 실시 형태의 증기 터빈의 구성과 기본적으로 동일하다.
이상의 각 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경면(61)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L 이하이다. 한편, 본 실시 형태에서는, 최하류 시일 핀(49d)으로부터 매체류 변경 부재(60b)의 매체류 변경면(61b)까지의 축선 방향 Da의 거리 Lf가, 내측 슈라우드(44)에서 가장 축선 하류측 Dad의 단부(58)로부터 하류측 홈 측면(25)까지의 축선 방향 Da의 거리 L보다 크다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 매체류 변경면(61b)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(62b)로부터, 매체류 변경면(61b)에 대하여 170°의 방향으로 경사면(54b)이 존재한다. 이 때문에, 본 실시예에서도 매체류 변경면(61b)을 따라 거의 직경 방향 외측 Dro로 흐른 누설 증기 Sl의 적어도 일부가 경사면(54)에 닿아서, 이 누설 증기 Sl을 경사면(54)을 따른 흐름으로 할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서도 제3 실시 형태와 마찬가지로, 경사면(54)의 효과를 얻을 수 있다.
「매체류 변경 부재의 변형예」
이상의 각 실시 형태의 매체류 변경 부재는, 판형을 이루고, 그 일부를 로터축(21)에 매립한 부재이다. 즉, 이상의 각 실시 형태의 매체류 변경 부재는, 로터축(21)과는 독립된 부재이다.
그러나, 로터축 소재로부터 로터축(21)을 가공하는 과정에서, 이 로터축 소재로부터 로터축(21)과 함께 매체류 변경 부재를 가공해도 된다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이, 매체류 변경 부재(60c)는, 로터축(21)과의 사이에 접합 부분이 없고, 로터축(21)과 일체여도 된다. 또한, 본 변형예의 매체류 변경 부재(60c)는, 단면이 블록형을 이루고, 그 직경 방향 내측 Dri의 면(63)이 하류측 홈 측면(25)에 직접 연결된다. 그러나, 로터축(21)과 일체인 매체류 변경 부재(60c)는, 단면이 블록형일 필요성은 없으며, 그 직경 방향 내측 Dri의 면이 하류측 홈 측면(25)에 연결될 필요성도 없다. 이 때문에, 로터축(21)과 일체인 매체류 변경 부재(60c)는, 이상의 각 실시 형태의 매체류 변경 부재(60, 60a, 60b)와 마찬가지로 판형이어도 된다.
이상과 같이, 매체류 변경 부재는, 그 매체류 변경면의 높이 및 축선 방향 Da의 위치가 중요하며, 로터축(21)과의 접속 관계나 매체류 변경 부재의 축선 방향 Da의 두께 등은, 적절히 변경해도 된다.
「경사면의 변형예」
이상의 각 실시 형태의 경사면은, 내측 슈라우드의 하류측 단부면 중의 일부에만 존재한다.
그러나, 도 10에 도시한 바와 같이, 내측 슈라우드(44)c에 있어서의 하류측 단부면(52c)의 모두가 경사면이어도 된다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 내측 슈라우드(44d)에 있어서의 경사면(54d)의 직경 방향 외측 Dro의 단부(55)가, 내측 슈라우드(44d)의 가스 패스면(56)에 있어서의 축선 하류측 Dad의 단부(58)와 직접 연결되지 않아도 된다.
또한, 경사면의 직경 방향 내측 Dri의 단부의 위치가, 축선 방향 Da에서, 최하류 시일 핀(49d)과 위치 관계로부터 제한을 받는 경우가 있다. 이 경우, 도 10과 도 11을 비교하면 이해할 수 있는 바와 같이, 이 단부를 직경 방향 외측 Dro에 위치시키는 쪽이, 경사면의 경사 방향이 축선 방향 Da의 방향에 가까워진다. 경사면(54)의 경사 방향이 축선 방향 Da의 방향에 가까워지면, 이 경사면을 따라 흐르는 누설 증기 Sl의 유속 성분 중에서 직경 방향 Dr의 유속 성분이 작아진다. 따라서, 이 단부의 위치를 직경 방향 외측 Dro에 위치시킨 쪽이, 이 단부의 위치를 직경 방향 내측 Dri에 위치시키는 경우보다도, 캐비티 출구(27)에 있어서의 누설 증기 Sl의 직경 방향 Dr의 유속 성분을 작게 할 수 있어, 2차 흐름 Ss의 성장을 억제할 수 있다. 이상의 점에서, 경사면의 직경 방향 내측 Dri의 단부의 위치는, 내측 슈라우드의 가스 패스면(56)으로부터, 직경 방향 내측 Dri를 향하여, 내측 슈라우드의 직경 방향 Dr의 두께의 절반 거리의 위치 Ph까지의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 경사면은, 평면이 아니어도 되며, 곡면이어도 된다. 이 경우, 경사면은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서, 점차 축선 하류측 Dad로 변위하는 양이 많아지는 곡면인 것이 바람직하다.
「축류 회전 기계의 변형예」
이상의 각 실시 형태 및 이상의 각 변형예는, 모두 축류 회전 기계의 일종인 증기 터빈을 예로 한 것이다. 그러나, 축류 회전 기계는, 증기 터빈으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 축류 회전 기계는 가스 터빈이어도 된다. 그래서, 이하에서는, 축류 회전 기계의 변형예로서, 축류 회전 기계가 가스 터빈의 경우에 대하여, 도 12 내지 도 14를 이용하여 설명한다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 변형예의 가스 터빈(100)은, 공기 A를 압축하는 압축기(170)와, 압축기(170)로 압축된 공기 중에서 연료 F를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기(180)와, 연소 가스에 의해 구동되는 터빈(101)과, 중간 케이싱(105)을 구비하고 있다.
압축기(170)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(171)와, 압축기 로터(171)를 덮는 압축기 케이싱(178)과, 복수의 정익 열(174)을 갖는다. 또한, 본 변형예에서도, 축선 Ar이 연장되어 있는 방향을 축선 방향 Da라 하고, 이 축선 Ar을 중심으로 한 주위 방향을 단순히 주위 방향 Dc라 하며, 축선 Ar에 대해서 수직인 방향을 직경 방향 Dr이라 한다. 이 직경 방향 Dr에서 축선 Ar에 가까운 측을 직경 방향 내측 Dri, 그 반대측을 직경 방향 외측 Dro라 한다. 또한, 축선 방향 Da의 일방측을 축선 상류측 Dau, 타방측을 축선 하류측 Dad라 한다.
압축기 로터(171)는, 그 축선 Ar을 중심으로 하여 축선 방향 Da로 연장되는 로터축(172)과, 이 로터축(172)에 설치되어 있는 복수의 동익 열(173)을 갖는다. 복수의 동익 열(173)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 각 동익 열(173)은, 모두, 주위 방향 Dc로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성되어 있다. 복수의 동익 열(173)의 각 축선 하류측 Dad에는, 복수의 정익 열(174) 중 어느 하나의 정익 열(174)이 배치되어 있다. 각 정익 열(174)은, 압축기 케이싱(178)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익 열(174)은, 모두 주위 방향 Dc에 나열되어 있는 복수의 정익으로 구성되어 있다. 로터축(172)의 직경 방향 외주측 Dro와 압축기 케이싱(178)의 직경 방향 내주측 Dri의 사이이며, 축선 방향 Da에서 정익 열(174) 및 동익 열(173)이 배치되어 있는 영역의 환형의 공간은, 공기가 흐르면서 압축되는 공기 압축 유로(179)를 이룬다.
연소기(180)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 고온 고압의 연소 가스 G를 터빈(101) 내에 보내는 연소통(또는 미통)(181)과, 이 연소통(181) 내에 압축기(170)로 압축된 공기와 함께 연료 F를 분사하는 연료 분사기(182)를 갖는다. 연료 분사기(182)에는, 연료 F가 흐르는 연료 라인(185)이 접속되어 있다. 이 연료 라인(185)에는, 연료 조절 밸브(186)가 마련되어 있다.
터빈(101)은, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 압축기(170)의 축선 하류측 Dad에 배치되어 있다. 이 터빈(101)은, 축선 Ar을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(120)와, 터빈 로터(120)를 덮는 터빈 케이싱(110)과, 복수의 정익 열(141)을 갖는다.
압축기 로터(171)와 터빈 로터(120)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 동일 축선 Ar 위에 위치하여 서로 연결되어 가스 터빈 로터(102)를 이룬다. 이 가스 터빈 로터(102)에는, 예를 들어 발전기(189)의 로터가 접속되어 있다. 중간 케이싱(105)은, 압축기 케이싱(178)과 터빈 케이싱(110)의 사이에 배치되어 있다. 압축기 케이싱(178), 중간 케이싱(105), 터빈 케이싱(110)은, 서로 연결되어 가스 터빈 케이싱(103)을 이룬다. 연소기(180)는, 중간 케이싱(105)에 설치되어 있다.
터빈 케이싱(110)은, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 내부에 작동 매체인 연소 가스 G를 유도하는 연소 가스 입구(매체 입구)(111)와, 연소 가스 G를 외부로 배기하는 연소 가스 출구(매체 출구)(115)를 갖는다. 연소 가스 입구(111)에는, 연소기(180)의 연소통(181)이 접속되어 있다. 연소 가스 출구(115)는, 연소 가스 입구(111)에 대하여, 축선 하류측 Dad에 위치하고 있다.
터빈 로터(120)는, 축선 Ar을 중심으로 하여 축선 방향 Da로 연장되는 로터축(121)과, 이 로터축(121)에 설치되어 있는 복수의 동익 열(131)을 갖는다. 복수의 동익 열(131)은, 축선 방향 Da로 나열되고, 터빈 케이싱(110)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되어 있다. 각 동익 열(131)은, 모두 주위 방향 Dc에 나열되어 있는 복수의 동익(132)으로 구성된다.
복수의 정익 열(141)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다. 각 정익 열(141)은, 복수의 동익 열(131) 중 어느 하나의 동익 열(31)의 축선 상류측 Dau에 배치되어 있다. 각 정익 열(141)은, 모두 주위 방향 Dc에 나열되어 있는 복수의 정익(142)으로 구성된다. 각 정익(142)은, 모두 터빈 케이싱(110)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되고, 이 터빈 케이싱(110)에 고정되어 있다.
동익(132)은, 익형을 이루어 직경 방향 Dr로 연장되는 날개체(133)를 갖는다. 날개체(133)는, 로터축(121)에 고정되어 있다.
정익(142)은, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 익형을 이루어 직경 방향 Dr로 연장되는 날개체(143)와, 날개체(143)의 직경 방향 내측 Dri에 마련되어 있는 내측 슈라우드(144)와, 내측 슈라우드(144)의 직경 방향 내측 Dri에 마련되어 있는 복수의 시일 핀(149)을 갖는다. 내측 슈라우드(144)는, 슈라우드 본체(145)와, 이 슈라우드 본체(145)의 직경 방향 내측 Dri에 고정되어 있는 시일 링(146)을 갖는다. 이 정익(142)은, 전술한 바와 같이, 터빈 케이싱(110)의 직경 방향 내측 Dri에 배치되고, 이 터빈 케이싱(110)에 고정되어 있다. 시일 링(146)의 직경 방향 내측 Dri에는, 이 시일 링(146)으로부터 직경 방향 내측 Dri로 연장되는 복수의 시일 핀(149)이 마련되어 있다. 복수의 시일 핀(149)은, 축선 방향 Da로 나열되어 있다.
로터축(121)에서, 정익(142)의 내측 슈라우드(144)와 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분에는, 환형 홈(122)이 형성되어 있다. 이 환형 홈(122)은, 직경 방향 내측 Dri에 오목하게 들어가서, 축선 Ar을 중심으로 하여 환형을 이룬다. 내측 슈라우드(144) 및 복수의 시일 핀(149)은, 이 환형 홈(122)과 비접촉 상태에서, 이 환형 홈(122) 내에 배치되어 있다. 이 환형 홈(122)의 개구 중에서, 내측 슈라우드(144)보다도 축선 상류측 Dau의 부분은, 캐비티 입구(126)를 이룬다. 또한, 이 환형 홈(122)의 개구 중에서, 내측 슈라우드(144)보다도 축선 하류측 Dad의 부분은, 캐비티 출구(127)를 이룬다.
환형 홈(122)은, 직경 방향 외측 Dro를 향하는 홈 저면(123)과, 홈 저면(123)의 축선 상류측 Dau의 단부로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해서 넓어지는 상류측 홈 측면(124)과, 홈 저면(123)의 축선 하류측 Dad의 단부로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해서 넓어지는 하류측 홈 측면(125)을 갖는다. 상류측 홈 측면(124)과 하류측 홈 측면(125)은, 축선 방향 Da에서 서로 대향하고 있다.
본 변형예의 가스 터빈은, 매체류 변경 부재(160)를 더 구비한다. 이 매체류 변경 부재(160)는, 판형을 이루고, 그 일부가 로터축(121)에 매립되고, 나머지 부분이 로터축(121)으로부터 직경 방향 외측 Dro로 돌출되어 있다. 이 매체류 변경 부재(160)는, 매체류 변경면(161)을 갖는다. 매체류 변경면(161)은, 축선 상류측 Dau를 향하고, 또한 홈 저면(123)으로부터 직경 방향 외측 Dro를 향해서 넓어져 있다. 이 매체류 변경면(161)은, 환형 홈(122)의 하류측 홈 측면(125)보다도 축선 상류측 Dau이며, 복수의 시일 핀(149) 중에서 가장 축선 하류측 Dad의 최하류 시일 핀(149d)보다도 축선 하류측 Dad에 위치한다.
내측 슈라우드(144)는, 축선 상류측 Dau를 향해 상류측 홈 측면(124)과 대향하는 상류측 단부면(151)과, 축선 하류측 Dad를 향해서 하류측 홈 측면(125)과 대향하는 하류측 단부면(152)과, 직경 방향 외측 Dro를 향하는 가스 패스면(156)과, 직경 방향 내측 Dri를 향하는 시일면(157)을 갖는다. 상류측 단부면(151)과 하류측 단부면(152)은, 축선 방향 Da에서 표리 관계이다. 가스 패스면(156) 위에는, 날개체(143)가 형성되어 있다. 가스 패스면(156)과 시일면(157)은, 직경 방향 Dr에서 표리 관계이다. 하류측 단부면(152)은, 하류측 홈 측면(25)에 대하여 경사져 있는 경사면(154)을 포함한다. 경사면(154)은, 직경 방향 외측 Dro를 향함에 따라서 점차 축선 하류측 Dad를 향하는 면이다. 이 경사면(154)은, 하류측 단부면(152) 중의 직경 방향 내측 Dri의 면을 형성한다. 이 경사면(154)은, 내측 슈라우드(144)의 슈라우드 본체(145)와, 이 내측 슈라우드(144)의 시일 링(146)에 걸쳐 형성되어 있다.
복수의 동익(132)의 각 날개체(133) 및 복수의 정익(142)의 각 날개체(143)가 존재하고 있는 공간은, 축선 Ar을 중심으로 하여 환형의 공간이다. 이 환형의 공간은, 작동 매체인 연소 가스 G가 흐르는 매체 주류로(118)를 형성한다. 이 매체 주류로(118)는, 정익(142)의 내측 슈라우드(144)에 있어서의 가스 패스면(156)과, 터빈 케이싱(110)의 내주면 중, 이 중측 슈라우드(144)와 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분과, 로터축(121)의 외주면 내이며 동익(132)이 고정되어 있는 부분과, 터빈 케이싱(110)의 내주면 중, 이 동익(132)과 직경 방향 Dr에서 대향하는 부분에서, 획정된다.
이상에서 설명한 본 변형예의 가스 터빈(100)에 있어서의 매체류 변경 부재(160)의 배치, 이 매체류 변경 부재(160)의 각종 치수, 내측 슈라우드(144)의 경사면(154)의 각도나 위치 등은, 앞에서 설명한, 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태, 나아가 각 변형예 중 어느 것과 마찬가지이다.
이와 같이, 앞에서 설명한 각 실시 형태 및 각 변형예의 구성을 가스 터빈(100)에 적용하면, 앞에서 설명한 증기 터빈의 예와 마찬가지로, 환형 홈(122) 내를 하류측 홈 측면(125)을 따라 직경 방향 외측 Dro로 흐르는 누설 연소 가스 Gl의 유량이 적어지는 데다가, 이 누설 연소 가스 Gl의 직경 방향 Dr의 유속도 작아진다. 따라서, 본 변형예에서도, 앞에서 설명한 증기 터빈의 예와 마찬가지로, 매체 주류로(118)를 축선 하류측 Dad로 흐르는 주 연소 가스 Gm과, 환형 홈(122) 내로부터 매체 주류로(118) 내에 유입되는 누설 연소 가스 Gl의 혼합 위치보다도, 축선 하류측 Dad에 형성되는 2차 흐름의 성장을 억제할 수 있어, 2차 흐름 손실을 억제할 수 있다.
따라서, 본 변형예에서도, 이상과 같이, 2차 흐름 손실을 억제할 수 있으므로, 가스 터빈의 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 축류 회전 기계에서는, 2차 흐름 손실을 억제하여, 축류 회전 기계의 효율을 높일 수 있다.
10: 증기 터빈 케이싱(또는, 케이싱)
11: 유입부
11i: 증기 입구(매체 입구)
12: 동체부
13: 외측 환형 홈
14: 시일 핀
15: 배기부
15o: 증기 출구(매체 출구)
16u: 상류측 축봉
16d: 하류측 축봉
17u: 상류측 베어링
17d: 하류측 베어링
18: 매체 주류로
20: 로터
21: 로터축
22: 내측 환형 홈(또는, 단순히 환형 홈)
23: 홈 저면
24: 상류측 홈 측면
25: 하류측 홈 측면
26: 캐비티 입구
27: 캐비티 출구
31: 동익 열
32: 동익
33: 날개체
34: 외측 슈라우드
35: 가스 패스면
41: 정익 열
42: 정익
43: 날개체
44, 44a, 44b, 44c, 44d: 내측 슈라우드
45, 45b: 슈라우드 본체
46, 46a: 시일 링
49: 시일 핀
49d: 최하류 시일 핀
51: 상류측 단부면
52, 52a, 52b, 52c, 52d: 하류측 단부면
53, 53a, 53b: 평행면
54, 54a, 54b, 54d: 경사면
55: (경사면에서 직경 방향 외측의) 단부
56: 가스 패스면
57: 시일면
58: (내측 슈라우드에서 가장 축선 하류측의) 단부
60, 60a, 60b, 60c: 매체류 변경 부재
61, 61a, 61b: 매체류 변경면
62, 62b: (매체류 변경면의 직경 방향 외측의) 단부
100: 가스 터빈
101: 터빈
102: 가스 터빈 로터
103: 가스 터빈 케이싱
105: 중간 케이싱
110: 터빈 케이싱
111: 연소 가스 입구(매체 입구)
114: 시일 핀
115: 연소 가스 출구(매체 출구)
118: 매체 주류로
120: 터빈 로터
121: 로터축
122: 환형 홈
123: 홈 저면
124: 상류측 홈 측면
125: 하류측 홈 측면
126: 캐비티 입구
127: 캐비티 출구
131: 동익 열
132: 동익
133: 날개체
141: 정익 열
142: 정익
143: 날개체
144: 내측 슈라우드
145: 슈라우드 본체
146: 시일 링
149: 시일 핀
149d: 최하류 시일 핀
151: 상류측 단부면
152: 하류측 단부면
154: 경사면
156: 가스 패스면
157: 시일면
160: 매체류 변경 부재
161: 매체류 변경면
189: 발전기
170: 압축기
171: 압축기 로터
172: 로터축
173: 동익 열
174: 정익 열
178: 압축기 케이싱
179: 공기 압축 유로
180: 연소기
181: 연소통(또는 미통)
182: 연료 분사기
185: 연료 라인
186: 연료 조절 밸브
A: 공기
F: 연료
G: 연소 가스
Gl: 누설 연소 가스
Gm: 주 연소 가스
Sm: 주 증기
Sl: 누설 증기
Ss: 2차 흐름
Da: 축선 방향
Dau: 축선 상류측
Dad: 축선 하류측
Dc: 주위 방향
Dr: 직경 방향
Dri: 직경 방향 내측
Dro: 직경 방향 외측

Claims (16)

  1. 축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와,
    상기 로터의 외주측을 덮는 케이싱과,
    상기 케이싱의 내측에 마련되고, 상기 축선에 대한 주위 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과,
    상기 축선에 대한 직경 방향으로 연장되는 매체류 변경면을 갖는 매체류 변경 부재를
    구비하고,
    상기 케이싱은, 작동 매체를 내부로 유도하는 매체 입구와, 상기 매체 입구보다도 상기 축선이 연장되는 축선 방향에 있어서의 하류측인 축선 하류측에 위치하는 매체 출구를 갖고,
    상기 로터는, 상기 축선을 중심으로 하여, 상기 축선이 연장되는 축선 방향으로 긴 로터축과, 상기 주위 방향으로 나열되어 상기 로터축에 고정되어 있는 복수의 동익을 갖고,
    복수의 상기 정익 및 복수의 상기 동익은, 어느 것이나 모두, 상기 축선 방향에서 상기 매체 입구와 상기 매체 출구의 사이에 배치되고, 복수의 상기 동익은, 복수의 상기 정익보다도 상기 축선 하류측에 배치되며,
    복수의 상기 정익은, 어느 것이나 모두, 상기 직경 방향으로 연장되어 익형을 이루는 날개체와, 상기 날개체의 상기 축선에 대한 직경 방향 내측에 마련되어 있는 내측 슈라우드와, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측에 마련되어 있는 1 이상의 시일 핀을 갖고,
    상기 로터축에는, 상기 직경 방향 내측을 향해 오목하게 들어가 상기 축선을 중심으로 하여 환형을 이루고, 상기 내측 슈라우드 및 1 이상의 상기 시일 핀이 비접촉으로 들어가는 환형 홈이 형성되고,
    상기 환형 홈은, 상기 축선에 대한 직경 방향 외측을 향하는 홈 저면과, 상기 홈 저면의 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어지는 하류측 홈 측면을 갖고,
    상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서 상기 축선 하류측과는 반대측의 축선 상류측을 향하고, 또한 상기 홈 저면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향해서 넓어지고,
    상기 내측 슈라우드에서 가장 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 하류측 홈 측면까지의 상기 축선 방향의 거리가 거리 L이며,
    상기 매체류 변경면은, 상기 하류측 홈 측면보다도 상기 축선 상류측에 배치되고,
    1 이상의 상기 시일 핀 중에서 가장 상기 축선 하류측의 최하류 시일 핀으로부터 상기 매체류 변경면까지의 상기 축선 방향의 거리 Lf는, 상기 축선 하류측으로 상기 거리 L 이하인, 축류 회전 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내측 슈라우드는, 상기 축선 하류측을 향해서 상기 하류측 홈 측면과 대향하는 하류측 단부면을 갖고,
    상기 하류측 단부면은, 상기 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 하류측을 향하는 경사면을 포함하는, 축류 회전 기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터, 상기 매체류 변경면에 대하여 170°의 방향으로 상기 경사면이 존재하는, 축류 회전 기계.
  4. 축선을 중심으로 하여 회전하는 로터와,
    상기 로터의 외주측을 덮는 케이싱과,
    상기 케이싱의 내측에 마련되고, 상기 축선에 대한 주위 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익과,
    상기 축선에 대한 직경 방향으로 연장되는 매체류 변경면을 갖는 매체류 변경 부재를
    구비하고,
    상기 케이싱은, 작동 매체를 내부로 유도하는 매체 입구와, 상기 매체 입구보다도 상기 축선이 연장되는 축선 방향에 있어서의 하류측인 축선 하류측에 위치하는 매체 출구를 갖고,
    상기 로터는, 상기 축선을 중심으로 하여, 상기 축선이 연장되는 축선 방향으로 긴 로터축과, 상기 주위 방향으로 나열되어 상기 로터축에 고정되어 있는 복수의 동익을 갖고,
    복수의 상기 정익 및 복수의 상기 동익은, 어느 것이나 모두, 상기 축선 방향에서 상기 매체 입구와 상기 매체 출구의 사이에 배치되고, 복수의 상기 동익은, 복수의 상기 정익보다도 상기 축선 하류측에 배치되며,
    복수의 상기 정익은, 어느 것이나 모두, 상기 직경 방향으로 연장되어 익형을 이루는 날개체와, 상기 날개체의 상기 축선에 대한 직경 방향 내측에 마련되어 있는 내측 슈라우드와, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측에 마련되어 있는 1 이상의 시일 핀을 갖고,
    상기 로터축에는, 상기 직경 방향 내측을 향해 오목하게 들어가 상기 축선을 중심으로 하여 환형을 이루고, 상기 내측 슈라우드 및 1 이상의 상기 시일 핀이 비접촉으로 들어가는 환형 홈이 형성되고,
    상기 환형 홈은, 상기 축선에 대한 직경 방향 외측을 향하는 홈 저면과, 상기 홈 저면의 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 직경 방향 외측을 향해 넓어지는 하류측 홈 측면을 갖고,
    상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서 상기 축선 하류측과는 반대측의 축선 상류측을 향하고, 또한 상기 홈 저면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향해서 넓어지고,
    상기 내측 슈라우드는, 상기 축선 하류측을 향해서 상기 하류측 홈 측면과 대향하는 하류측 단부면을 갖고,
    상기 하류측 단부면은, 상기 직경 방향 외측을 향함에 따라서 점차 상기 축선 하류측을 향하는 경사면을 포함하고,
    상기 매체류 변경면은, 상기 하류측 홈 측면보다도 상기 축선 상류측이며, 1 이상의 상기 시일 핀 중에서 가장 상기 축선 하류측의 최하류 시일 핀보다도 상기 축선 하류측에 위치하고,
    상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터, 상기 매체류 변경면에 대하여 170°의 방향에 상기 경사면이 존재하고,
    상기 내측 슈라우드에서 가장 상기 축선 하류측의 단부로부터 상기 하류측 홈 측면까지의 상기 축선 방향의 거리가 거리 L이며,
    상기 최하류 시일 핀으로부터 상기 매체류 변경면까지의 상기 축선 방향의 거리가 거리 Lf인,
    축류 회전 기계.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 슈라우드는, 상기 직경 방향 외측에 상기 날개체가 마련되어 있는 슈라우드 본체와, 상기 슈라우드 본체의 상기 직경 방향 내측에 고정되고, 1 이상의 상기 시일 핀이 직경 방향 내측에 마련되어 있는 시일 링을 갖고,
    상기 시일 링은, 상기 경사면을 갖는, 축류 회전 기계.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 슈라우드는, 상기 직경 방향 외측을 향하여, 상기 날개체가 형성되어 있는 가스 패스면을 갖고,
    상기 경사면은, 상기 내측 슈라우드의 상기 가스 패스면으로부터, 상기 직경 방향 내측을 향하여, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 두께의 절반 거리의 위치까지의 범위 내에 적어도 존재하는, 축류 회전 기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경사면의 상기 직경 방향 내측의 단부는, 상기 내측 슈라우드의 상기 가스 패스면으로부터, 상기 직경 방향 내측을 향하여, 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 두께의 절반 거리의 위치까지의 범위 내에 위치하는, 축류 회전 기계.
  8. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체류 변경면은, 상기 축선 방향에서, 상기 경사면이 존재하는 영역 내에 위치하는, 축류 회전 기계.
  9. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 상기 홈 저면으로부터 상기 경사면의 상기 직경 방향 내측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 경사면 높이보다 낮은, 축류 회전 기계.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경사면으로부터 상기 직경 방향 외측을 향하면서 상기 축선 하류측을 향하는 가상 연장선은, 상기 하류측 홈 측면과 교차하지 않는, 축류 회전 기계.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부로부터 상기 내측 슈라우드까지의 최단 거리는, 상기 거리 L 이하인, 축류 회전 기계.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 거리 Lf는, 상기 거리 L의 0.5배 이상의 거리인, 축류 회전 기계.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 상기 홈 저면으로부터 상기 내측 슈라우드의 상기 직경 방향 내측의 단부까지의 직경 방향의 거리인 시일면 높이 이하인, 축류 회전 기계.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 홈 저면으로부터 상기 매체류 변경면의 상기 직경 방향 외측의 단부까지의 상기 직경 방향의 거리인 변경면 높이는, 1 이상의 상기 시일 핀의 상기 직경 방향의 길이인 핀 높이 이하인, 축류 회전 기계.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 증기 터빈 케이싱이며,
    상기 증기 터빈 케이싱은, 상기 작동 매체로서의 증기를 내부로 유도하는 상기 매체 입구로서의 증기 입구와, 상기 매체 출구로서의 증기 출구를 갖는, 축류 회전 기계.
  16. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 가스 터빈 케이싱이며,
    상기 가스 터빈 케이싱은, 상기 작동 매체로서의 연소 가스를 내부로 유도하는 상기 매체 입구로서의 연소 가스 입구와, 상기 매체 출구로서의 연소 가스 출구를 갖는, 축류 회전 기계.
KR1020197034713A 2017-06-12 2018-06-06 축류 회전 기계 KR102262221B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-115364 2017-06-12
JP2017115364 2017-06-12
PCT/JP2018/021706 WO2018230411A1 (ja) 2017-06-12 2018-06-06 軸流回転機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200002988A KR20200002988A (ko) 2020-01-08
KR102262221B1 true KR102262221B1 (ko) 2021-06-09

Family

ID=64659740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197034713A KR102262221B1 (ko) 2017-06-12 2018-06-06 축류 회전 기계

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11053807B2 (ko)
JP (1) JP6856748B2 (ko)
KR (1) KR102262221B1 (ko)
CN (1) CN110662885B (ko)
DE (1) DE112018002978T5 (ko)
WO (1) WO2018230411A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4130439A4 (en) * 2020-03-30 2024-05-01 Ihi Corp SECONDARY FLOW SUPPRESSION STRUCTURE
US11692451B1 (en) * 2022-03-28 2023-07-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft engine with radial clearance between seal and deflector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011080452A (ja) 2009-10-09 2011-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン
JP2011174451A (ja) 2010-02-25 2011-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン
JP2012137006A (ja) 2010-12-27 2012-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2292897A (en) 1940-02-13 1942-08-11 Smidth & Co As F L Method and apparatus for mixing
GB1008526A (en) * 1964-04-09 1965-10-27 Rolls Royce Axial flow bladed rotor, e.g. for a turbine
US3529904A (en) * 1968-10-28 1970-09-22 Westinghouse Electric Corp Diaphragm seal structure
JPS5647603A (en) * 1979-09-28 1981-04-30 Hitachi Ltd Moving blade of turbine
US4534701A (en) * 1982-06-29 1985-08-13 Gerhard Wisser Rotor or guide wheel of a turbine engine with shroud ring
JPH06323105A (ja) 1993-05-13 1994-11-22 Hitachi Ltd 軸流型ターボ機械の漏れ流れ流路構造
DE10019546B4 (de) 2000-04-20 2016-04-07 Alstom Technology Ltd. Dampfturbine mit einem einem Rotor und/oder einem Stator zugeordneten Schaufelträger
US20110150640A1 (en) * 2003-08-21 2011-06-23 Peter Tiemann Labyrinth Seal in a Stationary Gas Turbine
JP2005146977A (ja) 2003-11-14 2005-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービンの静動翼間構造及びこれを用いた軸流タービン機械
JP2005214051A (ja) 2004-01-28 2005-08-11 Toshiba Corp 軸流タービン段落及び軸流タービン
JP4513432B2 (ja) * 2004-07-07 2010-07-28 株式会社日立プラントテクノロジー ターボ型流体機械及びこれに用いる段付シール装置
JP2006138259A (ja) 2004-11-12 2006-06-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流タービン
JP2008057416A (ja) * 2006-08-31 2008-03-13 Hitachi Ltd 軸流タービン
US8038399B1 (en) * 2008-11-22 2011-10-18 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine rim cavity sealing
EP2292897A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-09 Alstom Technology Ltd Axial flow turbine
DE102009042857A1 (de) * 2009-09-24 2011-03-31 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Gasturbine mit Deckband-Labyrinthdichtung
US20120195742A1 (en) * 2011-01-28 2012-08-02 Jain Sanjeev Kumar Turbine bucket for use in gas turbine engines and methods for fabricating the same
JP5985351B2 (ja) * 2012-10-25 2016-09-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 軸流タービン
EP2759675A1 (en) 2013-01-28 2014-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Turbine arrangement with improved sealing effect at a seal
JP6265000B2 (ja) * 2014-03-28 2018-01-24 株式会社Ihi 遠心圧縮機
JP5911152B2 (ja) * 2014-12-15 2016-04-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
JP5911151B2 (ja) 2014-12-15 2016-04-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
US9771820B2 (en) * 2014-12-30 2017-09-26 General Electric Company Gas turbine sealing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011080452A (ja) 2009-10-09 2011-04-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン
JP2011174451A (ja) 2010-02-25 2011-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン
JP2012137006A (ja) 2010-12-27 2012-07-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン

Also Published As

Publication number Publication date
JP6856748B2 (ja) 2021-04-14
US20200157957A1 (en) 2020-05-21
CN110662885A (zh) 2020-01-07
JPWO2018230411A1 (ja) 2020-03-26
DE112018002978T5 (de) 2020-02-20
WO2018230411A1 (ja) 2018-12-20
KR20200002988A (ko) 2020-01-08
US11053807B2 (en) 2021-07-06
CN110662885B (zh) 2022-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5574825B2 (ja) シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラント
US9670936B2 (en) Turbomachine stator internal shell with abradable material
KR102145862B1 (ko) 회전 기계
KR101937070B1 (ko) 터빈
KR102217633B1 (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈
KR102262221B1 (ko) 축류 회전 기계
CN104204419A (zh) 涡轮
RU2647170C2 (ru) Лопаточный аппарат и соответствующий способ изготовления лопаточного аппарата
CN103362568A (zh) 带有椭圆间隙的刷式密封系统
WO2018155636A1 (ja) 軸流回転機械
JP6684842B2 (ja) タービン動翼及び回転機械
US9896952B2 (en) Rotating machine
KR102050186B1 (ko) 시일 핀, 시일 구조 및 터보 기계
KR20210100726A (ko) 회전 기계
KR102285682B1 (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈
KR102526821B1 (ko) 회전 기계
JP6584617B2 (ja) 回転機械
US11066946B2 (en) Axial turbomachinery
JP6662661B2 (ja) シール構造及びターボ機械
US20130323009A1 (en) Methods and apparatus for cooling rotary components within a steam turbine
KR102133173B1 (ko) 회전 기계
JP5909081B2 (ja) ターボ機械のシーリング組立体及びその組立方法
KR20220149589A (ko) 시일 장치 및 회전 기계
KR20210008433A (ko) 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈
US20170009990A1 (en) Gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant