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JPH11200814A - 軸流タービンの排気装置 - Google Patents

軸流タービンの排気装置

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Publication number
JPH11200814A
JPH11200814A JP744798A JP744798A JPH11200814A JP H11200814 A JPH11200814 A JP H11200814A JP 744798 A JP744798 A JP 744798A JP 744798 A JP744798 A JP 744798A JP H11200814 A JPH11200814 A JP H11200814A
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JP
Japan
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flow
exhaust chamber
diffuser
axis
flow guide
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JP744798A
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Sumio Uchida
澄生 内田
Eiichiro Watanabe
英一郎 渡辺
Ryutaro Umagoe
龍太郎 馬越
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 最終翼出口のディフューザ部から排気室内に
おけるディフューザ部からの流れの干渉及び偏流の発生
を防止して排気室内における圧力損失を低減するととも
に、排気室出口までのスムーズな圧力降下をなしてター
ビン効率が向上された軸流タービンの排気装置を提供す
る。 【解決手段】 最終段動翼出口と排気室との間に、内周
壁をベアリングコーンで、外周壁をフローガイドで夫々
形成された環状のディフューザ部を備えてなる軸流ター
ビンにおいて、上記フローガイドは、回転軸の軸心より
も下側のフローガイドが上側のフローガイドよりも長く
形成されて、上記回転軸の軸心に対して上下に非対称な
形状とされ、上記ディフューザ部は、上記回転軸の軸心
よりも下側部位が上側部位よりも長い流路に形成されて
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸気タービン等の蒸
気タービンにおける排気室の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図5には発電用蒸気タービンの低圧ター
ビン最終段近傍の要部断面図が示されている。図5にお
いて、1は車室、11はタービンロータ即ち回転軸、8
は同回転軸11に植設された低圧最終段翼(以下最終翼
という)、21は排気室、22は排気室出口である。上
記最終翼8の出口側は、排ガスが、内周側を上側ベアリ
ングコーン6及び下側ベアリングコーンで案内され、外
周側を上側フローガイド2及び下側フローガイド4で案
内されるように、環状のディフューザ流路を構成してい
る。
【0003】図6〜図7は低圧タービンにおける排気室
の従来の1例を示す。図6〜図7に示す排気室は図5に
示す低圧タービンと同様な構造であり、1は車室、11
は回転軸、8は最終翼、21は排気室、22は排気室出
口である。2は上側フローガイド、4は下側フローガイ
ドで両ガイドは回転軸心に平行な面で結合されている。
6は上側ベアリングコーン、7は下側ベアリングコーン
で両コーンも回転軸心に平行な面で結合されている。
【0004】上記上側、下側フローガイド2,4を外周
壁、上側、下側ベアリングコーン6,7を内周壁として
環状のディフューザ部が構成されている。上記ディフュ
ーザ部は、図7に示すように、回転軸11の軸心に関し
て、上下、左右共対称に形成されている。
【0005】上記従来の低圧タービンにおいて、最終翼
8にて仕事をなした排気(蒸気)は最終翼8出口のスワ
ール流3及び5を形成しながらディフューザ部を流れて
排気室21に流出し、排気室出口22から復水器(図示
省略)に導かれる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図6〜図7に示される
従来の排気室構造を備えた低圧タービンにあっては、環
状のディフューザ部の形状が回転軸11の軸心に関して
上下及び左右対称であるため、ディフューザ部から排気
室21に向かうガスの流れが、排気室21内の左右方向
に流れの偏り101を生ずるとともに、ディフューザ部
の下側においては上側からの流れとの合流部91で著し
い流れの偏りを生ずる。
【0007】然るに、排気室21全体の圧力分布は、下
側の圧力が排気室出口22に連結される復水器圧力(真
空)に近く、上側圧力は上側及び下側車室内圧力損失分
だけ下側圧力よりも高くなる。
【0008】以上のことから、上記従来のものにあって
は、特にガスの体積流量の大きくなる下側ではガスの平
均流速が大きくなり、上記のような流れの偏りの影響と
相まって、局所的に流速が過大になる部分が生じ、排気
室本来の機能であるガスの流れの減速作用が弱められる
という問題点がある。
【0009】本発明の目的は、最終翼出口のディフュー
ザ部から排気室内におけるディフューザ部からの流れの
干渉及び偏流の発生を防止して排気室内における圧力損
失を低減するとともに、排気室出口までのスムーズな圧
力降下をなしてタービン効率が向上された蒸気タービン
の排気装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するもので、その要旨とする第1の手段は、
最終段動翼出口と排気室との間に、内周壁をベアリング
コーンで、外周壁をフローガイドで夫々形成された環状
のディフューザ部を備えてなる軸流タービンにおいて、
上記フローガイドは、回転軸の軸心よりも下側のフロー
ガイドが上側のフローガイドよりも長く形成されて、上
記回転軸の軸心に対して上下に非対称な形状とされてな
り、上記ディフューザ部を、上記回転軸の軸心よりも下
側部位が上側部位よりも長い流路に形成したことを特徴
とする軸流タービンの排気装置にある。
【0011】上記手段によれば、最終翼で仕事をしたガ
スは、フローガイドとベアリングコーンとの間に形成さ
れるディフューザ部を流れて排気室に流入するが、回転
軸心よりも下側のディフューザ部が上側のディフューザ
部よりも流路長さが長く形成されているので、下側ディ
フューザ部の流れは長いディフューザ流路を経て排気室
の出口寄りに流入する。
【0012】これにより、上側ディフューザ部を通る流
れが下側ディフューザ部を通る流れと干渉しなくなり、
双方の流れの干渉による圧力損失の発生が回避される。
また、上側、下側ディフューザ部の流れは、スムーズに
排気室に流入するので、従来のもののような流れの偏り
が形成されることが無く、ディフューザ部を出てから排
気室出口に至るまでに滑らかに減速され、流れのロスが
無く、充分に圧力降下がなされる。
【0013】また第2の手段は、上記第1の手段に加え
て、上記ベアリングコーンが、上記回転軸を通る鉛直線
上において、水平方向よりも長く形成されて、上記回転
軸の軸心に直角な面上の形状が上下方向に長い長円状、
あるいは楕円状に形成されてなる。
【0014】上記手段によれば、排気室側部の通路面積
を大きく採ることができ、これによって排気室内の平均
流速を減ずることができ、排気室全体の圧力回復がより
改善される。
【0015】
【発明の実施の形態】以下図1〜図4を参照して本発明
の実施形態につき詳細に説明する。図1〜図2は本発明
の実施の第1形態を示し図1は低圧最終段動翼近傍及び
排気室の要部縦断面図、図2は図1のZ−Z線矢視図で
ある。
【0016】図1〜図2において、1は車室、11は回
転軸(タービンロータ)、8は低圧最終段動翼(以下最
終翼という)、21は排気室、22は排気室出口であ
る。2は上側フローガイド、4は下側フローガイドで両
フローガイド2,4は回転軸11の軸心を含む平面上に
て結合されている。6は上側ベアリングコーン、7は下
側ベアリングコーンで、両ベアリングコーン6,7も回
転軸11の軸心を含む平面上で結合されている。
【0017】上記上側フローガイド2は図6〜図7に示
す従来のものとほぼ同様に、排気室21内への突出量が
比較的短かく形成される一方、下側フローガイド4は、
下方に延びて形成されている。これによって上側フロー
ガイド2と下側フローガイド4とは、図2に示すよう
に、回転軸11の軸心に対して上下に非対称に形成され
ることとなる。一方ベアリングコーンについては上側ベ
アリングコーン6と下側ベアリングコーン7とは従来の
ものと同様、回転軸11の軸心に対して上下、左右に対
称に形成されている。
【0018】従って上側及び下側フローガイド2及び4
と上側及び下側ベアリングコーン6及び7とによって形
成される空間である上側環状ディフューザ部9及び下側
環状ディフューザ部10も回転軸11の軸心に対して上
下に非対称な形状となり、下側環状ディフューザ部10
が長くなって、排気室21内に深く入り込んだ形状とな
っている。上記上側、下側フローガイド2,4の長さの
割合、つまり上側、下側環状ディフューザ部9,10の
長さの割合は、排気室21内の圧力分布及び車室1内の
スペースを勘案した最適値を採っている。
【0019】即ち、車室1内スペースの比較的小さい上
半分(上側)では短かいフローガイド2を用いて短かい
ディフューザ部9とし、車室1内スペースの大きい下半
分(下側)では長いフローガイド4を用いて長いディフ
ューザ部10としている。また上記下側フローガイド4
は、その長さを長くすると、同フローガイド4の表面か
らの流れの剥離が発生し易いことから、その曲率を、か
かる剥離の発生を回避し得るような曲率に設定し、結果
として図2に示すような上側と下側とで異なる曲率を周
方向に滑らかに接続した形状となっている。
【0020】上記のように構成された蒸気タービンの運
転時において、最終翼8を出たガス(蒸気)は環状のデ
ィフューザ部9,10に入り、図1,2に示される上半
分の主流3及び下半分の主流5のように該ディフューザ
部9,10を流れて排気室21に流出する。
【0021】かかるガスの流動時において、下側のディ
フューザ部10が上側のディフューザ部9よりも流路長
さが長く形成されているので、下側ディフューザ部10
の流れは、長いディフューザ流路を経て直接排気室21
に流出することとなり、上側ディフューザ部9からの主
流3が下側ディフューザ部10と干渉しなくなり、双方
の主流の干渉による全圧損失の発生が回避される。
【0022】そして、前記ディフューザ部9,10内流
路における流れの偏り及びこれによる圧力分布の偏りも
無くなり、上側ディフューザ部9からの流れ及び下側デ
ィフューザ部10からの流れは互いに干渉することなく
排気室出口22までに滑らかに減速され、流れのロスの
無い充分に圧力降下がなされ得る排気室が得られる。
【0023】図3〜図4は本発明の実施の第2形態を示
す。この実施形態においては、上記第1形態に加えてベ
アリングコーンを改良している。即ち、図3〜図4にお
いて、上側ベアリングコーン6及び下側ベアリングコー
ン7は、図4に示すように、回転軸11の軸心を通る鉛
直軸が長軸となるような楕円形状或いは長円形状に形成
され水平フランジ近傍において通路面積の大きいガス通
路30(29はベアリングコーンを示す)となってい
る。一方、上側フローガイド2及び下側フローガイド4
は上記第1形態と同様に上下に非対称な形状となってい
る。
【0024】この実施形態においては、ベアリングコー
ン6,7を上下に延ばした楕円形状或いは長円形状とし
たので、水平フランジ近傍のガス通路30,30の通路
面積を大きく採ることができ、この部位におけるガス流
速が減少し、排気室21内での圧力回復がより改善され
る。
【0025】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、下側ディフューザ部が上側ディフュー
ザ部よりも長い流路に形成されているので、下側ディフ
ューザ部の流れは長いディフューザ流路を滑らかに減速
されて直接排気室の出口寄りに流入し、上側ディフュー
ザ部を経た流れとの干渉が回避される。これにより、双
方の流れの干渉に伴なう圧力損失の発生が防止される。
【0026】また、上側ディフューザ部からの流れはス
ムーズに排気室に流入することから、従来のもののよう
な流れの偏りの発生が無く、ガスは、ディフューザ部か
ら排気室出口までの流動によって滑らかに減速され、流
れのロス無くして充分に圧力降下がなされる。以上によ
り、排気室内における流れの損失が低減され、タービン
効率が向上する。また請求項2のように構成すれば排気
室側部の通路面積を大きく採ることができて排気室内の
平均流速を減ずることができ、排気室全体の圧力回復が
より改善され、タービン効率の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係る蒸気タービンの
低圧最終段近傍及び排気室の要部縦断面図。
【図2】図1のZ−Z線断面図。
【図3】本発明の実施の第2形態を示す図1応当図。
【図4】図3のY−Y線断面図。
【図5】蒸気タービンの低圧段及び排気室を示す要部縦
断面図。
【図6】従来例を示す図1応当図。
【図7】図6のA−A線断面図。
【符号の説明】
1 車室 2 上側フローガイド 4 下側フローガイド 6 上側ベアリングコーン 7 下側ベアリングコーン 8 最終翼 9 上側環状ディフューザ部 10 下側環状ディフューザ部 11 回転軸 21 排気室 22 排気室出口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終段動翼出口と排気室との間に、内周
    壁をベアリングコーンで、外周壁をフローガイドで夫々
    形成された環状のディフューザ部を備えてなる軸流ター
    ビンにおいて、上記フローガイドは、回転軸の軸心より
    も下側のフローガイドが上側のフローガイドよりも長く
    形成されて、上記回転軸の軸心に対して上下に非対称な
    形状とされてなり、上記ディフューザ部を、上記回転軸
    の軸心よりも下側部位が上側部位よりも長い流路に形成
    したことを特徴とする軸流タービンの排気装置。
  2. 【請求項2】 上記ベアリングコーンは、上記回転軸を
    通る鉛直線上において、水平方向よりも長く形成され
    て、上記回転軸の軸心に直角な面上の形状が上下方向に
    長い長円状、あるいは楕円状に形成されてなる請求項1
    記載の軸流タービンの排気装置。
JP00744798A 1998-01-19 1998-01-19 軸流タービンの排気装置 Expired - Lifetime JP3776580B2 (ja)

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