轴流涡轮制造技术

本发明专利技术的蒸汽涡轮具备：旋转轴；多个转动叶片，具有转动叶片主体(42)及护罩(43)，并且在周向上隔着间隔排列；壳体(5)，形成有容纳护罩(43)的凹部(8)；翅片(7)，在其与护罩(43)的外周面(43A)之间形成间隙(C)；固定叶片支承部(90)，配置于凹部(8)的下游侧；多个固定叶片，在周向上隔着间隔排列；及环状的隔板(70)，从凹部下游面(8D)向上游侧延伸，壳体上形成有连通比隔板(70)更靠径向外侧的区域和固定叶片彼此之间的区域的旁通流路(P)。彼此之间的区域的旁通流路(P)。彼此之间的区域的旁通流路(P)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴流涡轮


[0001]本专利技术涉及一种轴流涡轮。本申请主张基于2019年7月31日申请的日本特愿2019
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141489号的优先权，并将其内容援用于此。

技术介绍

[0002]蒸汽涡轮或包括燃气涡轮用涡轮的轴流涡轮构成为转子在壳体内被轴承支承为旋转自如，并且转子上固定有多段转动叶片，另一方面，多段固定叶片以位于多段转动叶片之间的方式固定于壳体。并且，若从壳体的供给口供给蒸汽，则通过蒸汽经过多个转动叶片和固定叶片，转子经由多段转动叶片而驱动旋转，从而蒸汽从排出口排出至外部。
[0003]在蒸汽涡轮中，为了实现转子的顺畅的旋转，在转动叶片的前端部(护罩)与壳体的内周面之间设置有一定的间隙。经过该间隙的蒸汽作为泄漏流而经过该转动叶片至下游侧，而不会对转子赋予旋转能量。在此，通常将因泄漏流所持的能量未被有效地用作涡轮的旋转动力而产生的损失称为旁通损失，将泄漏流在经过间隙之后流入主流路时产生的损失称为混合损失，进而将流入主流路的泄漏流干扰下游侧的叶片列而产生的损失称为干扰损失。为了减少该混合损失，存在如下方法：如专利文献1那样，在转动叶片护罩的下游端部设置限制泄漏流的方向的部件，从而将泄漏流的方向调整为主流的方向。
[0004]以往技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2019
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35347号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的技术课题
[0008]专利文献1的技术对减少混合损失是有效的。然而，难以使从旋转的转动叶片列的外周侧朝向位于下游的位置的静止部件即固定叶片列的流即泄漏流与经过在周向上以一定间隔配置的转动叶片列之间的在周向上不均匀的主流的方向始终一致，并且还会在下游侧的固定叶片列处产生干扰损失。
[0009]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种通过减少混合损失的同时还减小干扰损失的影响来提高效率的轴流涡轮。
[0010]用于解决技术课题的手段
[0011]本专利技术的一方式所涉及的轴流涡轮具备：旋转轴，沿着轴线延伸；多个转动叶片，具有从该旋转轴向径向外侧延伸的转动叶片主体及设置于该转动叶片主体的径向外侧的端部的护罩，并且在周向上隔着间隔排列；壳体，从径向外侧包围所述转动叶片，并且在内周面上形成有容纳所述护罩的凹部；翅片，从所述凹部的与所述护罩对置的对置面向径向内侧突出，从而在其与所述护罩的外周面之间形成间隙；固定叶片支承部，配置于比所述壳体的内周面上的所述凹部更靠下游侧；多个固定叶片，从该固定叶片支承部向径向内侧延伸，并且在周向上隔着间隔排列；及环状的隔板，从所述凹部的下游侧的面即凹部下游面向
上游侧延伸，并且以所述轴线为中心，所述壳体上形成有连通所述凹部下游面上比所述隔板更靠径向外侧的区域和所述壳体的内周面上所述固定叶片彼此之间的区域的旁通流路。
[0012]在轴流涡轮的内部形成流过彼此相邻的转动叶片主体彼此之间的流(主流)和从主流分支而流入凹部内的流(泄漏流)。泄漏流在经过间隙之后，形成沿着从凹部下游面朝向对置面的方向回转的渦流。渦流的一部分成分通过干扰从间隙流入的泄漏流来形成又一个渦流。因该小渦流与主流汇合，有时会产生混合损失(mixing loss)。然而，在上述结构中，泄漏流的一部分成分会通过旁通流路直接引导至固定叶片彼此之间的区域。因此，能够抑制如上所述的泄漏流与渦流之间的干扰导致的小渦流的产生。并且，包含小渦流的主流在周向上并不均匀且具有绕旋转轴的回转成分，因此流入固定叶片列的流的朝向会发生脉动，但旁通流路出口与固定叶片的相对位置是恒定的，因此能够将泄漏流从始终恒定的相对位置作为恒定的方向的流而供给至固定叶片。
[0013]在上述轴流涡轮中，在包括所述轴线的剖视图中，所述旁通流路可以随着从上游侧朝向下游侧而从径向外侧向内侧延伸。
[0014]根据上述结构，旁通流路能够将流过凹部内的泄漏流的一部分以更短的距离引导至固定叶片彼此之间的区域。另一方面，例如，在旁通流路在途中位置弯曲的情况下，流动会在该弯曲部位受到阻碍，因此无法使泄漏流有效地旁通。根据上述结构，能够降低这种可能性。
[0015]在上述轴流涡轮中，从径向外侧观看时，所述旁通流路可以随着从上游侧朝向下游侧而向所述旋转轴的旋转方向上的后方侧延伸。
[0016]根据上述结构，旁通流路随着从上游侧朝向下游侧而向旋转轴的旋转方向上的后方侧延伸。由此，能够减小流相对于下游侧的固定叶片的流入角(入射角)。其结果，能够使轴流涡轮内的流体的流动更加顺畅。
[0017]在上述轴流涡轮中，当将所述轴线方向上的所述固定叶片支承部的尺寸设为L、将所述固定叶片支承部的上游侧的末端至所述旁通流路的下游侧的端部的尺寸设为A时，A/L的值可以满足0＜A/L＜0.15。
[0018]根据上述结构，通过A/L的值满足0＜A/L＜0.15，旁通流路的下游侧的端部形成于固定叶片彼此之间偏向上游侧的位置。因此，能够减小从旁通流路流出的流相对于固定叶片的入射角。
[0019]在上述轴流涡轮中，当将所述轴线方向上的所述固定叶片支承部的尺寸设为L、将所述固定叶片支承部的上游侧的末端至所述旁通流路的下游侧的端部的尺寸设为A时，A/L的值可以满足0.2＜A/L＜0.4。
[0020]根据上述结构，通过A/L的值满足0.2＜A/L＜0.4，旁通流路的下游侧的端部形成于固定叶片彼此之间偏向下游侧的位置。因此，能够通过从旁通流路流出的流吹散在固定叶片的下游侧产生的二次流。由此，能够抑制二次流的影响导致的轴流涡轮的效率降低。
[0021]在上述轴流涡轮中，所述凹部下游面可以在所述轴线方向上位于比所述固定叶片的上游侧的末端更靠下游侧的位置。
[0022]根据上述结构，凹部下游面在轴线方向上位于比固定叶片的上游侧的末端更靠下游侧的位置。由此，能够减小转动叶片与固定叶片之间的轴线方向上的距离。其结果，与例如该轴线方向上的距离较大的情况相比，能够进一步减少损失。
[0023]在上述轴流涡轮中，所述旁通流路的流路截面积可以随着从上游侧朝向下游侧而逐渐减小。
[0024]根据上述结构，旁通流路的截面积随着从上游侧朝向下游侧而逐渐减小。由此，能够提高从旁通流路吹出的流体的流速。其结果，能够使相对于固定叶片的入射角进一步适当，并且进一步减小在固定叶片的周围产生的二次流的影响。
[0025]在上述轴流涡轮中，所述旁通流路可以具有圆形的截面形状。
[0026]根据上述结构，由于旁通流路的截面形状为圆形，因此与例如截面形状为矩形的情况相比，能够更容易进行加工。由此，能够降低制造成本和维护成本。
[0027]在上述轴流涡轮中，可以还具备多个回转防止板，所述多个回转防止板从所述隔板的外周面向所述凹部的内周面延伸，并且在周向上隔着间隔排列。
[0028]根据上述结构，能够通过回转防止板来减少凹部内的流的周向回转成分。
[0029]专利技术效果
[0030]根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轴流涡轮，其具备：旋转轴，沿着轴线延伸；多个转动叶片，具有从该旋转轴向径向外侧延伸的转动叶片主体及设置于该转动叶片主体的径向外侧的端部的护罩，并且在周向上隔着间隔排列；壳体，从径向外侧包围所述转动叶片，并且在内周面上形成有容纳所述护罩的凹部；翅片，从所述凹部的与所述护罩对置的对置面向径向内侧突出，从而在其与所述护罩的外周面之间形成间隙；固定叶片支承部，配置于比所述壳体的内周面上的所述凹部更靠下游侧；多个固定叶片，从该固定叶片支承部向径向内侧延伸，并且在周向上隔着间隔排列；及环状的隔板，从所述凹部的下游侧的面即凹部下游面向上游侧延伸，并且以所述轴线为中心，所述壳体上形成有连通所述凹部下游面上比所述隔板更靠径向外侧的区域和所述壳体的内周面上所述固定叶片彼此之间的区域的旁通流路。2.根据权利要求1所述的轴流涡轮，其中，在包括所述轴线的剖视图中，所述旁通流路随着从上游侧朝向下游侧而从径向外侧向内侧延伸。3.根据权利要求1或2所述的轴流涡轮，其中，从径向外侧观看时，所述旁通流路随着从上游侧朝向下游侧而向所述旋转轴的旋转方向上的后方...

【专利技术属性】
技术研发人员：段冲非，椙下秀昭，松本和幸，小野英树，桑村祥弘，濑川清，福岛久刚，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：