轴流涡轮机制造技术

本发明专利技术提供能够降低干涉损失、二次流损失，并且降低混合损失的轴流涡轮机。轴流涡轮机具有设于膜片外圈(2)的内周侧的多个静叶片(3)、设于多个静叶片3的内周侧的膜片内圈(4)、设于转子(5)的外周侧的多个动叶片(6)、设于多个动叶片的外周侧的套筒(7)、主流路(8)以及腔室(13A)。主流路(8)由形成于膜片外圈的内周面(9)与膜片内圈的外周面(10)之间的流路和形成于套筒的内周面(11)与转子的外周面(12)之间的流路构成。腔室形成于膜片内圈与转子之间。转子的外周面具有多个突起部(15)及多个凹陷部(16)。各凹陷部沿穿过主流路的静叶片的工作流体的相对流向延伸。

【技术实现步骤摘要】
轴流涡轮机
本专利技术涉及一种用于发电厂的蒸汽涡轮机、燃气涡轮机等的轴流涡轮机。
技术介绍
例如，轴流涡轮机具备：环状的膜片外圈，其设于外壳的内周侧；多个静叶片，其设于膜片外圈的内周侧，且沿周向排列；环状的膜片内圈，其设于多个静叶片的内周侧；转子；多个动叶片，其设于转子的外周侧，且沿周向排列；以及环状的套筒，以及其设于多个动叶片的外周侧。轴流涡轮机的主流路由形成于膜片外圈的内周面与膜片内圈的外周面之间的流路和形成于套筒的内周面与转子的外周面之间的流路构成。在主流路配置有多个静叶片(换言之，一个静叶片列)，并且在它们的下游侧配置有多个动叶片(换言之，一个动叶片列)，这些静叶片与动叶片的组合构成了一个级落。一般来说，沿轴向设有多个级。在主流路流动的工作流体通过静叶片增速、转向，之后，对动叶片赋予旋转力。在膜片内圈与转子之间形成有第一腔室。工作流体的一部分从主流路的静叶片的上游侧流入第一腔室，并从第一腔室流出至主流路的静叶片的下游侧。该工作流体没有通过静叶片増速、转向，因此产生损失。为了降低该损失，在第一腔室设有迷宫式密封。在套筒与外壳或膜片外圈之间形成有第二腔室。工作流体的一部分从主流路的动叶片的上游侧流入第二腔室，并从第二腔室流出至主流路的动叶片的下游侧。该工作流体不对动叶片赋予旋转力，因此产生损失。为了降低该损失，在第二腔室设有迷宫式密封。专利文献1例如提出了用于抑制从第一腔室朝向动叶片的叶片间流路的流的压力损失的转子的外周面的构造。详细来说，转子的外周面具有沿周向交替配置的多个突起部及多个凹陷部。多个突起部分别在周向上形成于包括动叶片的前缘位置的范围，且在轴向上形成于比动叶片的前缘位置靠上游侧。多个凹陷部分别在周向上位于相邻的动叶片的前缘之间，且在轴向上形成于比动叶片的前缘位置靠上游侧。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-248701号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题另外，例如，穿过主流路的静叶片的工作流体的绝对的流(详细来说，以静止体侧为基准的流)具有大的周向速度分量，与之相对地，从第一腔室向主流路流出的工作流体的绝对的流具有小的周向速度分量。换言之，穿过主流路的静叶片的工作流体的相对的流(详细来说，以旋转体侧为基准的流)具有转子的旋转方向的周向速度分量，与之相对地，从第一腔室向主流路流出的工作流体的相对的流具有与转子的旋转方向相反的周向速度分量。因此，在来自静叶片的流和来自第一腔室的流汇合时，产生混合损失。专利文献1的转子的外周面的凹陷部例如沿轴向延伸，对于降低上述的混合损失的方面，未进行考虑。本专利技术的目的在于提供一种轴流涡轮机，其能够降低干涉损失、二次流损失，并且降低混合损失。用于解决课题的方案为实现上述目的，代表性的本专利技术的轴流涡轮机具备：膜片外圈，其设于外壳的内周侧；多个静叶片，其设于上述膜片外圈的内周侧，沿周向排列；膜片内圈，其设于上述多个静叶片的内周侧；转子；多个动叶片，其设于上述转子的外周侧，位于上述多个静叶片的下游侧，并且沿周向排列；套筒，其设于上述多个动叶片的外周侧；主流路，其由形成于上述膜片外圈的内周面与上述膜片内圈的外周面之间的流路和形成于上述套筒的内周面与上述转子的外周面之间的流路构成，供工作流体流通；以及腔室，其形成于上述膜片内圈与上述转子之间，工作流体的一部分从上述主流路的上述静叶片的上游侧流入，流出到上述主流路的上述静叶片的下游侧，其中，上述转子的外周面具有沿周向交替配置的多个突起部及多个凹陷部，上述多个突起部分别在周向上包括上述动叶片的前缘位置的范围形成于在轴方向上包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，上述多个凹陷部分别位于在周向上相邻的上述动叶片的前缘之间，形成于在轴方向上包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，且沿相对于穿过上述主流路的上述静叶片的工作流体的上述转子的相对流动方向延伸。专利技术效果根据本专利技术，能够降低干涉损失、二次流损失，并且降低混合损失。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的第一实施方式的蒸汽涡轮机的局部构造的轴向剖视图。图2是基于图1中截面II-II得到的周向剖视图，表示主流路内的流。图3是表示本专利技术的第一实施方式的主流路的静叶片的下游侧的流和第一腔室的出口侧的流的差异的图和表示转子的外周面的构造的展开图。图4是从图3中箭头IV方向观察到的图。图5是表示本专利技术的第二实施方式的主流路的动叶片的下游侧的流和第二腔室的出口侧的流的差异的图和表示膜片外圈的内周面的构造的展开图。图6是从图5中箭头VI方向观察到的图。图中：1—外壳，2—膜片外圈，3—静叶片，4—膜片内圈，5—转子，6—动叶片，7—套筒，8—主流路，9—膜片外圈的内周面，10—膜片内圈的外周面，11—套筒的内周面，12—转子的外周面，13A—腔室，13B—腔室，15—突起部，16—凹陷部，17—突起部，18—凹陷部。具体实施方式以下，参照附图，对将本专利技术应用于蒸汽涡轮机的情况的实施方式进行说明。图1是示意性地表示本专利技术的第一实施方式的蒸汽涡轮机的局部构造的轴向剖视图。图2是基于图1中截面II-II得到的周向剖视图，表示主流路内的流。本实施方式的蒸汽涡轮机具备设于外壳1的内周侧的环状的膜片外圈2、设于该膜片外圈2的内周侧的多个静叶片3、以及设于这些静叶片3的内周侧的环状的膜片内圈4。多个静叶片3在膜片外圈2与膜片内圈4之间沿周向以预定的间隔排列。另外，蒸汽涡轮机具备转子5、设于该转子5的外周侧的多个动叶片6、以及设于这些动叶片6的外周侧的环状的套筒7。多个动叶片6在转子5与套筒7之间沿周向隔开预定的间隔排列。蒸汽涡轮机的主流路8由形成于膜片外圈2的内周面9与膜片内圈4的外周面10之间的流路、形成于套筒7的内周面11与转子5的外周面12之间的流路构成。即，膜片外圈2具有内周面9，该内周面9连结多个静叶片3的外周侧，并且构成主流路8的壁面。膜片内圈4具有外周面10，该外周面10连结多个静叶片3的内周侧，并且构成主流路8的壁面。套筒7具有内周面11，该内周面11连结多个动叶片6的外周侧，并且构成主流路8的壁面。转子5具有外周面12，该外周面12连结多个动叶片6的内周侧，并且构成主流路8的壁面。在主流路8中，配置有多个静叶片3(换言之，一个静叶片列)，并且在它们的下游侧(图1中右侧)配置有多个动叶片6(换言之，一个动叶片列)，这些静叶片3和动叶片6的组合构成一个级落。此外，在图1中，为了方便，仅示出第一级动叶片6、第二级静叶片3以及动叶片6，但是一般来说，为了高效地回收蒸汽(工作流体)的内部能，沿轴向设有三级以上。主流路8内的蒸汽如图1中的白底箭头所示地流动。于是，利用通过静叶片3，蒸汽的内部能(换言之，压力能等)转换成动能(换言之，速度能)，利用动叶片6，蒸汽的动能转换成转子5的旋转能。另外，在转子5的端部连结有发电机(未图示)，转子5的旋转能通过该发电机转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轴流涡轮机，其具备：/n膜片外圈，其设于外壳的内周侧；/n多个静叶片，其设于上述膜片外圈的内周侧，且沿周向排列；/n膜片内圈，其设于上述多个静叶片的内周侧；/n转子；/n多个动叶片，其设于上述转子的外周侧，位于上述多个静叶片的下游侧，并且沿周向排列；/n套筒，其设于上述多个动叶片的外周侧；/n主流路，其由形成于上述膜片外圈的内周面与上述膜片内圈的外周面之间的流路和形成于上述套筒的内周面与上述转子的外周面之间的流路构成，且供工作流体流通；以及/n腔室，其形成于上述膜片内圈与上述转子之间，且工作流体的一部分从上述主流路的上述静叶片的上游侧流入并向上述主流路的上述静叶片的下游侧流出，/n上述轴流涡轮机的特征在于，/n上述转子的外周面具有沿周向交替配置的多个突起部及多个凹陷部，/n上述多个突起部分别在周向上形成于包括上述动叶片的前缘位置的范围，且在轴向上形成于包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，/n上述多个凹陷部分别在周向上位于相邻的上述动叶片的前缘之间，且在轴向上形成于包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，而且，沿穿过上述主流路的上述静叶片的工作流体相对于上述转子的相对的流向延伸。/n...

【技术特征摘要】
20190228 JP 2019-0359321.一种轴流涡轮机，其具备：
膜片外圈，其设于外壳的内周侧；
多个静叶片，其设于上述膜片外圈的内周侧，且沿周向排列；
膜片内圈，其设于上述多个静叶片的内周侧；
转子；
多个动叶片，其设于上述转子的外周侧，位于上述多个静叶片的下游侧，并且沿周向排列；
套筒，其设于上述多个动叶片的外周侧；
主流路，其由形成于上述膜片外圈的内周面与上述膜片内圈的外周面之间的流路和形成于上述套筒的内周面与上述转子的外周面之间的流路构成，且供工作流体流通；以及
腔室，其形成于上述膜片内圈与上述转子之间，且工作流体的一部分从上述主流路的上述静叶片的上游侧流入并向上述主流路的上述静叶片的下游侧流出，
上述轴流涡轮机的特征在于，
上述转子的外周面具有沿周向交替配置的多个突起部及多个凹陷部，
上述多个突起部分别在周向上形成于包括上述动叶片的前缘位置的范围，且在轴向上形成于包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，
上述多个凹陷部分别在周向上位于相邻的上述动叶片的前缘之间，且在轴向上形成于包括上述转子的外周面的前缘位置的范围，而且，沿穿过上述主流路的上述静叶片的工作流体相对于上述转子的相对的流向延伸。


2.根据权利要求1所述的轴流涡轮机，其特征在于，
上述多个凹陷部分别在轴向上形成于包括比上述动叶片的前缘位置靠上游侧的范围。


3.根据权利要求2所述的轴流涡轮机，其特征在于，
上述多个凹陷部分别在轴向上形成于包括比上述动叶片的前缘位置靠下游侧且不包括比取得上述动叶片的最大宽度的位置靠下游...

【专利技术属性】
技术研发人员：妹尾茂树，门间和弘，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP