PL68461Y1 - Steam microturbine - Google Patents
Steam microturbineInfo
- Publication number
- PL68461Y1 PL68461Y1 PL123164U PL12316414U PL68461Y1 PL 68461 Y1 PL68461 Y1 PL 68461Y1 PL 123164 U PL123164 U PL 123164U PL 12316414 U PL12316414 U PL 12316414U PL 68461 Y1 PL68461 Y1 PL 68461Y1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- steam
- centripetal
- centrifugal
- disc
- ring
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Mikroturbina parowa ma część przepływową i część generatorową zintegrowane są ze sobą we wspólnej obudowie zaopatrzonej w obrębie łożysk poprzecznych (22) wału (1) w dodatkowe otwory wlotowe pary (29) i dodatkowe otwory wylotowe skroplin (30). Tarcza wirnikowa ukształtowana jest w postaci tarczy dośrodkowej (2) oraz tarczy odśrodkowej (3), usytuowanych po obu stronach znajdującej się między nimi tarczy kierowniczej (4), mającej po dwa wieńce łopatek kierujących (9, 10, 11, 12) na każdej z przeciwległych stron tarczy kierowniczej (4). Tarcza dośrodkowa (2) zaopatrzona jest w zewnętrzny i wewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych od strony tarczy kierowniczej (4), tarcza odśrodkowa zaopatrzona jest w wewnętrzny i zewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych od strony tarczy kierowniczej (4).The steam microturbine has a flow part and a generator part, which are integrated in a common housing provided with additional steam inlet holes (29) and additional condensate outlet holes (30) in the area of the radial bearings (22) of the shaft (1). The rotor disc is shaped in the form of a centripetal disc (2) and a centrifugal disc (3), located on both sides of the steering disc (4) located between them, having two rims of guide vanes (9, 10, 11, 12) on each opposite sides of the steering disc (4). The centrifugal disc (2) is equipped with an outer and inner ring of centripetal blades on the side of the steering disc (4), the centrifugal disc is equipped with an inner and outer ring of centrifugal blades on the side of the steering disc (4).
Description
Opis wzoruPattern description
Przedmiotem wzoru użytkowego jest mikroturbina parowa. Znajduje ona zastosowanie w układach mikrosiłowni kogeneracyjnych małej mocy przeznaczonych do jednoczesnego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w małej skali, na potrzeby indywidualnych odbiorców.The subject of the utility model is a steam microturbine. It is used in low-power cogeneration micro-power plants intended for the simultaneous production of heat and electricity on a small scale, for the needs of individual customers.
Znanych jest wiele rozwiązań turbin realizujących funkcję zamiany energii cieplnej na energię elektryczną. Ogólnie konstrukcja tych maszyn przepływowych składa się z dwóch części - przepływowej i generatorowej. W części przepływowej, wewnątrz obudowy umieszczony jest wał wirnika z osadzonymi na nim łopatkami wirnikowymi, który sprzężony jest z generatorem prądu elektrycznego, umieszczonym w obudowie części generatorowej. Konstrukcje te zawierają także często w części przepływowej tzw. kierownice, które są nieruchomymi elementami z łopatkami kierującymi, służące do kształtowania strumienia czynnika napędzającego łopatki wirnikowe. W zależności od rodzaju czynnika napędzającego rozróżnić można turbiny gazowe oraz turbiny parowe. W turbinach gazowych czynnikiem napędowym są kierowane na łopatki wirnikowe gazy spalinowe z komory spalania. W turbinach parowych natomiast łopatki wirnika napędzane są za pomocą czynnika roboczego krążącego w zamkniętym obiegu układu siłowni. Konstrukcja turbin i ich poszczególnych elementów zależy od ich przeznaczenia, mocy oraz rodzaju czynników biorących udział w wymianie ciepła.There are many solutions of turbines that perform the function of converting thermal energy into electricity. In general, the design of these fluid machines consists of two parts - the flow and the generator. In the flow part, inside the housing, there is a rotor shaft with rotor blades mounted on it, which is coupled to an electric current generator located in the housing of the generator part. These structures also often contain the so-called vanes, which are stationary elements with guide vanes, used to shape the flow of the medium driving the impeller blades. Depending on the type of driving factor, gas turbines and steam turbines can be distinguished. In gas turbines, the driving medium is directed to the rotor blades of the exhaust gases from the combustion chamber. In steam turbines, however, the rotor blades are driven by a working medium circulating in a closed circuit of the power plant system. The design of turbines and their individual elements depends on their purpose, power and the type of factors involved in heat transfer.
Znana jest z opisu zgłoszeniowego W02013/065807 turbina parowa składająca się z wytwornicy pary, parowej części przepływowej oraz generatora energii elektrycznej. W części przepływowej na wale osadzona jest tarcza wirnikowa z łopatkami. Pomiędzy wlotem pary do części przepływowej a wieńcem łopatek wirnikowych ukształtowane są kanały wtryskiwania pary na łopatki. W publikacji przedstawione są różne konstrukcje i kształty elementów realizujących funkcję tych kanałów wtryskowych. Ujawniono także konstrukcję części przepływowej z wieloma stopniami przepływu pary, przy czym we wszystkich stopniach realizowany jest przepływ odśrodkowy. Z opisu zgłoszeniowego WO2012/089837 znana jest konstrukcja turbiny, w której realizowany jest dośrodkowy przepływ czynnika roboczego kierowanego z otworu wlotowego do kanałów utworzonych między łopatkami osadzonymi na wirniku, a następnie kierowanego do dyfuzora. Turbina zawiera co najmniej jeden element kierujący, który odchyla w kierunku dyfuzora czynnik roboczy wypływający z kanału z łopatkami. Ujawniono różne kształty i usytuowanie elementów kierujących. W przedstawionym rozwiązaniu czynnik roboczy przepływa w kierunku dośrodkowym najpierw pomiędzy łopatkami wirnikowymi, a następnie elementami kształtującymi i kierującymi jego strumień do dyfuzora.It is known from the application description WO2013 / 065807 a steam turbine consisting of a steam generator, a steam flow part and an electric energy generator. The impeller with blades is mounted on the shaft in the flow section. Between the steam inlet to the flow part and the rim of the impeller blades, channels for injecting steam onto the blades are formed. The publication presents various designs and shapes of elements that fulfill the function of these injection channels. Also disclosed is a flow portion design with multiple steam flow stages, all stages being centrifugal. From the application description WO2012 / 089837 there is known a structure of a turbine in which a centrifugal flow of the working medium is realized, directed from the inlet opening to the channels formed between the blades mounted on the rotor and then directed to the diffuser. The turbine comprises at least one guide element which deflects the medium flowing from the vane channel towards the diffuser. Various shapes and locations of the steering elements are disclosed. In the presented solution, the working medium flows in a centripetal direction, first between the rotor blades, and then with elements shaping and directing its stream to the diffuser.
Znana jest także konstrukcja turbiny ujawniona w opisie zgłoszeniowym WO2013/097171. Posiada ona spiralny element, za pomocą którego czynnik roboczy doprowadzany jest do części przepływowej. Istotą ujawnionego rozwiązania są szczegóły konstrukcyjne elementów obudowy i ich połączeń oraz połączeń i uszczelnień pomiędzy różnymi częściami turbiny.The design of the turbine disclosed in the application WO2013 / 097171 is also known. It has a helical element by means of which the working medium is brought to the flow part. The essence of the disclosed solution is the constructional details of the housing elements and their connections as well as the connections and seals between the various parts of the turbine.
Mikroturbina parowa składająca się z części przepływowej w obudowie z otworem wlotowym pary i otworem wylotowym pary oraz części generatorowej w obudowie z otworami wlotowymi i wylotowymi czynnika chłodzącego, przy czym część przepływowa zawiera osadzoną na wale tarczę wirnikową z wieńcem łopatek wirnikowych oraz kierownicę z wieńcem łopatek kierujących, a część generatorowa zawiera generator z wirnikiem osadzonym na wale oraz łożyska wału według wzoru użytkowego charakteryzuje się tym, że część przepływowa i część generatorowa zintegrowane są ze sobą we wspólnej obudowie zaopatrzonej w obrębie łożysk poprzecznych wału w dodatkowe otwory wlotowe pary i dodatkowe otwory wylotowe skroplin, a tarcza wirnikowa ukształtowana jest w postaci tarczy dośrodkowej oraz tarczy odśrodkowej usytuowanych po obu stronach znajdującej się między nimi tarczy kierowniczej. Tarcza kierownicza ma po dwa wieńce łopatek kierujących na każdej z przeciwległych stron tarczy kierowniczej, tarcza dośrodkowa zaopatrzona jest w zewnętrzny i wewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych od strony tarczy kierowniczej, a tarcza odśrodkowa zaopatrzona jest w wewnętrzny i zewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych od strony tarczy kierowniczej. Kanał dośrodkowy utworzony między tarczą dośrodkową i tarczą kierowniczą znajduje się pod otworem wlotowym pary i zawiera kolejno w kierunku przepływu pary: pierwszy wieniec łopatek kierujących, zewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych, drugi wieniec łopatek kierujących, wewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych, natomiast w kanale odśrodkowym między tarczą kierowniczą i tarczą odśrodkową znajdują się kolejno w kierunku przepływu pary: trzeci wieniec łopatek kierujących, wewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych, czwarty wieniec łopatek kierujących, zewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych.A steam microturbine consisting of a flow section in a housing with a steam inlet and a steam outlet and a generator section in a casing with inlet and outlet openings for the cooling medium, the flow section comprising a rotor plate mounted on a shaft with a ring of impeller blades and a guide with a ring of guide vanes , and the generator part includes a generator with a rotor mounted on the shaft and shaft bearings according to the utility model, characterized in that the flow part and the generator part are integrated with each other in a common housing provided in the area of the shaft's journal bearings with additional steam inlet openings and additional condensate outlets and the rotor disk is shaped as a centripetal disk and a centrifugal disk located on both sides of a steering disk located between them. The steering disk has two guide vane rings on each of the opposite sides of the steering disk, the centripetal disk has an inner and outer ring of centripetals on the side of the steering disk, and the centrifugal disk has an inner and outer ring of centrifugal vane on the side of the steering disk. The centripetal channel formed between the centripetal plate and the steering disk is located under the steam inlet opening and contains successively in the direction of the steam flow: the first ring of the guide vanes, the outer ring of the outer ring of the centripetal vane, the second ring of the guide vane, the inner ring of the centripetal vane, and in the centrifugal channel between the steering plate and the centrifugal disk are located successively in the direction of steam flow: the third ring of the stator vanes, the inner ring of the centrifugal blades, the fourth ring of the stator vanes, the outer ring of the centrifugal blades.
Korzystnie tarcza odśrodkowa ma średnicę większą od średnicy tarczy dośrodkowej, której zewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych znajduje się na brzegu tarczy, a wieńce łopatkowe w kanale odśrodkowym są przesunięte na zewnątrz w stosunku do wieńców łopatkowych w kanale dośrodkowym.Preferably, the centrifugal disc has a diameter larger than that of the centripetal disc, the outer rim of the centripetal vanes of which is located on the edge of the disc, and the paddle rims in the centrifugal channel are offset outward with respect to the paddle rims in the centripetal channel.
Pierwszy wieniec łopatek kierujących ma łopatki ukształtowane po dwóch przeciwległych stronach, a na pozostałym obwodzie ma postać pierścieniowego kołnierza.The first rim of the guide vanes has vanes formed on two opposite sides, and the remaining circumference is in the form of an annular collar.
Obudowa mikroturbiny składa się ze złączonych ze sobą kolejno: pokrywy głównej z otworem wylotowym pary, pierścienia zewnętrznego tarczy kierowniczej, pokrywy przedniej, korpusu i pokrywy tylnej, przy czym otwór wlotowy pary ukształtowany jest pomiędzy pokrywą przednią i pierścieniem zewnętrznym tarczy kierowniczej, a korpus ma dodatkowe otwory wlotowe pary i dodatkowe otwory wylotowe skroplin w obrębie łożysk poprzecznych oraz kanały wlotowe i kanały wylotowe czynnika chłodzącego w obrębie stojana generatora. Główną zaletą rozwiązania według wzoru użytkowego jest konstrukcja części przepływowej zapewniająca równoważenie sił osiowych wywołanych przepływającą parą a dzięki temu optymalne warunki pracy łożysk. Zaletą jest także zwarta konstrukcja mikroturbiny jako całości, bez konieczności oddzielania części przepływowej od części generatorowej, bądź stosowania specjalnych uszczelnień pomiędzy tymi częściami, z jednoczesnym zapewnieniem poprawnej pracy z dobrymi parametrami.The microturbine housing consists of successively joined together: the main cover with the steam outlet opening, the outer ring of the steering disc, the front cover, the body and the rear cover, the steam inlet opening being formed between the front cover and the outer ring of the steering disk, and the body has additional steam inlet holes and additional condensate outlet holes in the journal bearings; and coolant inlet and outlet channels in the generator stator. The main advantage of the solution according to the utility model is the design of the flow part ensuring the balancing of the axial forces caused by the flowing steam and thus the optimal operating conditions of the bearings. The advantage is also the compact design of the microturbine as a whole, without the need to separate the flow part from the generator part, or to use special seals between these parts, while ensuring proper operation with good parameters.
Przykład realizacji mikroturbiny parowej według wzoru użytkowego zilustrowany jest rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia przekrój podłużny mikroturbiny, fig. 2 - widok w przekroju elementów układu przepływowego mikroturbiny, fig. 3 - schemat usytuowania łopatek w układzie przepływowym, fig. 4 przedstawia geometrię łopatek stopni dośrodkowych, a fig. 5 - geometrię łopatek stopni odśrodkowych.An embodiment of a steam microturbine according to a utility model is illustrated by the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the microturbine, Fig. 2 - a cross-sectional view of the elements of the microturbine flow system, Fig. 3 - a diagram of the positioning of the blades in the flow system, Fig. 4 shows the geometry of the blades centripetal stages, and Fig. 5 shows the geometry of the blades of the centrifugal stages.
Mikroturbina parowa według wzoru użytkowego składa się z części przepływowej oraz części generatorowej zintegrowanych we wspólnej obudowie. W części przepływowej, na końcu wału 1 wirnika mikroturbiny osadzona jest tarcza wirnikowa ukształtowana w postaci dwóch tarcz: przylegającej do wału tarczy dośrodkowej 2 o średnicy odpowiadającej średnicy wału 1 oraz tarczy odśrodkowej 3 0 średnicy większej od średnicy tarczy dośrodkowej 2. Pomiędzy tarczą dośrodkową 2 i tarczą odśrodkową 3 usytuowana jest tarcza kierownicza 4. Tarcza dośrodkowa 2 zaopatrzona jest od strony tarczy kierowniczej 4 w zewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych 5 usytuowanych na jej obwodzie oraz bliżej środka - wewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych 6. Tarcza odśrodkowa 3 zaopatrzona jest od strony tarczy kierowniczej 4 w wewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych 7 i zewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych 8. Tarcza kierownicza 4 posiada od strony tarczy dośrodkowej 2 pierwszy 1 drugi wieniec łopatek kierujących 9, 10, a od strony tarczy odśrodkowej - trzeci i czwarty wieniec łopatek kierujących 11, 12. Wieńce łopatek tarczy wirnikowej znajdują się pomiędzy wieńcami łopatek kierujących, przy czym w kanale dośrodkowym 13, utworzonym między tarczą dośrodkową 2 i tarczą kierowniczą 4, wieńce łopatkowe usytuowane są w następującej kolejności: pierwszy wieniec łopatek kierujących 9, zewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych 5, drugi wieniec łopatek kierujących 10, wewnętrzny wieniec łopatek dośrodkowych 6. W kanale odśrodkowym 14, pomiędzy tarczą kierowniczą 4 i tarczą odśrodkową 3, znajdują się kolejno: trzeci wieniec łopatek kierujących 11, wewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych 7, czwarty wieniec łopatek kierujących 12, zewnętrzny wieniec łopatek odśrodkowych 8. Pierwszy wieniec łopatek kierujących 9 ma łopatki ukształtowane na dwóch przeciwległych stronach, a na pozostałym obwodzie ma on postać pierścieniowego kołnierza. Wieńce łopatkowe w kanale odśrodkowym 14 są przesunięte na zewnątrz w stosunku do wieńców łopatkowych kanału dośrodkowego 13. W części generatorowej mikroturbiny znajduje się generator energii elektrycznej z wirnikiem generatora 15 osadzonym na wale 1 i stojanem generatora 16 połączonym z korpusem 17 obudowy. Część przepływowa oraz część generatorowa mikroturbiny zamknięte są we wspólnej obudowie, którą tworzą kolejno: pokrywa główna 18 z otworem wylotowym pary 19, pierścień zewnętrzny tarczy kierowniczej 4, pokrywa przednia 20, korpus 17, pokrywa tylna 21. Stykające się ze sobą profile poszczególnych elementów obudowy są do siebie dopasowane, a wszystkie jej części połączone są ze sobą sztywno połączeniami śrubowymi. Wirnik mikroturbiny ułożyskowany jest w korpusie 17 za pomocą dwóch łożysk poprzecznych 22 usytuowanych po obu stronach wirnika generatora 15 oraz dwóch łożysk osiowych w postaci: przedniej tarczy 23 stanowiącej element wału 1 współpracującej z powierzchnią boczną jednego łożyska poprzecznego 22 oraz tylnej tarczy 24, współpracującej z powierzchnią boczną drugiego łożyska poprzecznego 22 i zamocowanej do wału 1 za pomocą śruby 25, w której umieszczony jest element magnetyczny współpracujący z czujnikiem 26 umieszczonym pod pokrywą tylną 21, który służy do pomiaru prędkości obrotowej wału 1. Otwór wlotowy pary 27 znajdujeThe utility model steam microturbine consists of a flow part and a generator part integrated in a common housing. In the flow part, at the end of the shaft 1 of the microturbine rotor, there is a rotor disc shaped in the form of two discs: a centripetal disc 2 adjacent to the shaft with a diameter corresponding to the diameter of shaft 1 and a centrifugal disc 3 with a diameter greater than the diameter of the centripetal disc 2. Between the centripetal disc 2 and on the side of the steering disc 4 there is an outer ring of centripetal vanes 5 located on its circumference and closer to the center - the inner ring of the centripetal vanes 6. The centrifugal disc 3 is provided on the side of the steering disc 4 with the inner ring of the centrifugal blades 7 and the outer ring of the centrifugal blades 8. The steering disc 4 has, on the side of the centripetal disc 2, the first and the second ring of the guide vanes 9, 10, and on the side of the centrifugal disc - the third and fourth ring of the guide vanes 11, 12. The ring of the disc blades impeller are between v the rim of the guide vanes, where in the centripetal channel 13 formed between the centripetal disc 2 and the steering disk 4, the vanes are arranged in the following order: the first rim of the guide vanes 9, the outer rim of the centripetal 5, the second rim of the guide vanes 10, the inner rim of the vanes centripetal 6. In the centrifugal channel 14, between the steering disk 4 and the centrifugal disk 3, there are successively: the third ring of the guide vanes 11, the inner ring of the centrifugal blades 7, the fourth ring of the guide vanes 12, the outer ring of the centrifugal blades 8. The first ring of the guide vanes 9 it has vanes shaped on two opposite sides and the rest of its circumference is in the form of an annular collar. The vane rims in the centrifugal channel 14 are offset with respect to the vane rims of the centripetal channel 13. The generator portion of the microturbine includes an electric power generator with a generator rotor 15 mounted on shaft 1 and a generator stator 16 connected to the housing body 17. The flow part and the generator part of the microturbine are enclosed in a common housing, which consists of: main cover 18 with steam outlet 19, outer ring of the steering disk 4, front cover 20, body 17, rear cover 21. Contact profiles of individual housing elements are matched to each other, and all its parts are rigidly connected with bolted connections. The microturbine rotor is mounted in the body 17 by means of two journal bearings 22 located on both sides of the generator rotor 15 and two axle bearings in the form of: a front disk 23 constituting an element of the shaft 1 cooperating with the side surface of one journal bearing 22 and a rear disk 24 cooperating with the surface side of the second radial bearing 22 and fixed to the shaft 1 by a screw 25, in which there is a magnetic element cooperating with a sensor 26 located under the rear cover 21, which serves to measure the rotational speed of the shaft 1. The steam inlet 27 is located
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL123164U PL68461Y1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Steam microturbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL123164U PL68461Y1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Steam microturbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL123164U1 PL123164U1 (en) | 2015-08-31 |
PL68461Y1 true PL68461Y1 (en) | 2016-06-30 |
Family
ID=53938659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL123164U PL68461Y1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Steam microturbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL68461Y1 (en) |
-
2014
- 2014-06-12 PL PL123164U patent/PL68461Y1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL123164U1 (en) | 2015-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7160984B2 (en) | Overhang turbine and generator system with turbine cartridge | |
RU2626923C2 (en) | Temperature control system of blade cage in gas turbine engine | |
EP2295728B1 (en) | Steam turbine and cooling method of operating steam turbine | |
JP2015127540A (en) | Interior cooling circuits in turbine blades | |
EP2372084A2 (en) | Turbomachine Rotor Cooling | |
JP2015092076A (en) | Method and system for providing cooling for turbine assembly | |
US11015452B2 (en) | Gas turbine blade | |
CN104481620A (en) | Organic working medium radial inflow turbine power generation device | |
US9228588B2 (en) | Turbomachine component temperature control | |
US10774667B2 (en) | Steam turbine and methods of assembling the same | |
US20020150470A1 (en) | Gas turbine | |
WO2019244785A1 (en) | Steam turbine installation and combined cycle plant | |
US10935007B2 (en) | Geothermal turbine | |
WO2015198853A1 (en) | Stator vane unit and steam turbine | |
JP6088643B2 (en) | Refrigerant bridge piping for gas turbines that can be inserted into hollow cooled turbine blades | |
KR102256876B1 (en) | Axially faced seal system | |
PL68461Y1 (en) | Steam microturbine | |
CZ2008444A3 (en) | Expansion two-stage turbine | |
US20170107818A1 (en) | Centrifugal radial turbine | |
JP2010031753A (en) | Turbine partition ring and its cooling method | |
KR102077731B1 (en) | Generator with one-body type rotor and turbine and generating cycle system including the same | |
JP2013516561A (en) | Turbine for energy conversion and method of operation thereof | |
CZ20001209A3 (en) | Cooling supply system for blades of gas turbine third stage | |
KR20200001041A (en) | GjENERATOR WITH ONE-BODY TYPE ROTOR-TURBINE AND GENERATING CYCLE SYSTEM INCLUDING THE SAME | |
JP2018135837A (en) | Steam turbine plant |