專利名稱：軸流式渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽輪機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)等軸流式渦輪機(jī)，尤其涉及具有對(duì)工作流體的一 部分進(jìn)行抽氣的抽氣構(gòu)造的軸流式渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
在渦輪機(jī)軸向具有多個(gè)由渦輪機(jī)靜葉及動(dòng)葉構(gòu)成的級(jí)的軸流式渦輪機(jī)中，存在以 下的情況在級(jí)間對(duì)工作流體進(jìn)行抽氣而用作熱源，或者用作驅(qū)動(dòng)其它旋轉(zhuǎn)機(jī)械用的工作 流體。例如，在蒸汽輪機(jī)的場合，在級(jí)間對(duì)蒸汽進(jìn)行抽氣并將其引導(dǎo)到給水加熱器或脫 氣器，使從蒸汽輪機(jī)的出口抽出的蒸汽與作為由冷凝器冷凝的液相的水進(jìn)行熱交換，通過 在返回鍋爐或核反應(yīng)堆等加熱器之前提高溫度而能提高發(fā)電效率。另外，在驅(qū)動(dòng)泵等產(chǎn)業(yè)用的旋轉(zhuǎn)機(jī)械及發(fā)電機(jī)的同時(shí)，還在以提供作為熱源的高 溫高壓蒸汽為目的的熱動(dòng)力兼供型或熱電兼供型的蒸汽輪機(jī)中，需要從級(jí)間對(duì)作為熱源的 蒸汽進(jìn)行抽氣。一般來說，這種具有抽氣的軸流式渦輪機(jī)的抽氣在蒸汽流動(dòng)的渦輪葉片室的外側(cè) 設(shè)有沿渦輪葉片室的周向延伸的圓環(huán)狀的抽氣室，用沿周向在渦輪葉片室的外周壁開口的 狹縫狀的抽氣口使該抽氣室與蒸汽流動(dòng)的渦輪葉片室連通，通過將渦輪葉片室內(nèi)的工作流 體的一部分經(jīng)過該抽氣口抽取到抽氣室，并利用與抽氣室連接的抽氣管送到規(guī)定的場所來 進(jìn)行(參照專利文獻(xiàn)1-日本特開平2-241904號(hào)公報(bào))。然而，在將抽氣室和抽氣口設(shè)置在渦輪葉片室的外周壁側(cè)的場合，作為抽氣氣流 主要抽取的是通過與抽氣口的工作流體流動(dòng)方向上游側(cè)(以下，簡稱為上游側(cè))鄰接設(shè) 置的動(dòng)葉流出的工作流體流動(dòng)的外周側(cè)部分。因此，與抽氣口的上游側(cè)的動(dòng)葉的外周側(cè)相 比，進(jìn)入了內(nèi)周側(cè)的來自葉片高度位置的氣流也流入由抽氣口的工作流體流動(dòng)方向下游側(cè) (以下，簡稱為下游側(cè))的靜葉和動(dòng)葉構(gòu)成的級(jí)的外周側(cè)。該氣流在從抽氣口上游側(cè)的動(dòng)葉 通過抽氣口下游側(cè)的靜葉流入抽氣口下游側(cè)的動(dòng)葉的期間，由于流向朝向渦輪機(jī)半徑方向 外周側(cè)(以下，簡稱為外周側(cè))改變，因而工作流體的流動(dòng)有可能產(chǎn)生不能充分地供給抽氣 口下游側(cè)的靜葉的外周側(cè)入口部的部分。由于不能充分地供給氣流，則該部分的氣流有可 能變得不穩(wěn)定而產(chǎn)生渦流，因此本來用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的動(dòng)能出現(xiàn)熱散發(fā)，有可能導(dǎo)致渦輪 機(jī)的效率降低。另外，為了改善渦輪機(jī)的效率，雖然采用增多渦輪葉片室內(nèi)的級(jí)數(shù)，并且減小渦輪 葉片室的工作流體的流道的平均半徑位置的小直徑多級(jí)構(gòu)造是有效的這點(diǎn)已被公知，但若 減小渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的直徑而加長軸的長度，則軸的剛性降低而軸的振動(dòng)變大，則有可能引 起靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分接觸等問題。另一方面，在有限的軸跨度中若增多級(jí)數(shù)，則由于抽氣 口和抽氣室狹窄，因而有可能不能得到足夠的抽氣流量。這樣，具有抽氣的多級(jí)軸流式渦輪 機(jī)與沒有抽氣的軸流式渦輪機(jī)比較，為了設(shè)置與抽氣流量平衡的抽氣口，則需要減少級(jí)數(shù) 而有可能使渦輪機(jī)的效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在具有抽氣構(gòu)造的軸流式渦輪機(jī)中，能抑制因抽氣產(chǎn)生 的渦輪機(jī)的效率降低，并且利用有限的軸跨度設(shè)置更多的渦輪機(jī)級(jí)以提高渦輪機(jī)效率的軸 流式渦輪機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方案的軸流式渦輪機(jī)，具有工作流體流動(dòng)的渦 輪葉片室；在上述工作流體的流動(dòng)方向接連設(shè)置多個(gè)而構(gòu)成上述渦輪葉片室的外周側(cè)壁面 的外周側(cè)隔板；由設(shè)置在該隔板上的靜葉和固定在轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉構(gòu)成的渦輪機(jī)級(jí)；以及設(shè) 置在上述渦輪葉片室的外側(cè)的抽氣室，該抽氣室通過形成于在上述工作流體的流動(dòng)方向接 連設(shè)置多個(gè)的外周側(cè)隔板間的抽氣口而與上述渦輪葉片室連通，并利用上述外周側(cè)隔板構(gòu) 成下游側(cè)壁面，其特征是，構(gòu)成上述抽氣室的下游側(cè)壁面的上述外周側(cè)隔板，具有與鄰接設(shè) 置在上述抽氣口上游側(cè)的動(dòng)葉的外周端的下游側(cè)前端相比更向渦輪機(jī)半徑方向內(nèi)周側(cè)突 出，且構(gòu)成上述抽氣口的下游側(cè)壁面的突端部，該突端部的外周側(cè)壁面構(gòu)成將上述工作流 體的一部分引導(dǎo)到上述抽氣室的外周側(cè)隔板上游側(cè)壁面，上述突端部的內(nèi)周側(cè)壁面構(gòu)成將 上述工作流體的其余部分引導(dǎo)到上述抽氣口下游側(cè)的動(dòng)葉的外周側(cè)隔板內(nèi)周側(cè)壁面。本發(fā)明的第二方案的軸流式渦輪機(jī)，在第一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述外周側(cè) 隔板上游側(cè)壁面形成為，從上述抽氣口入口側(cè)向抽氣室側(cè)擴(kuò)展角增大，上述外周側(cè)隔板內(nèi) 周側(cè)壁面，其上游側(cè)前端的擴(kuò)展角比從上游側(cè)到下游側(cè)的平均擴(kuò)展角小，其下游側(cè)前端的 擴(kuò)展角與鄰接設(shè)置在下游側(cè)的動(dòng)葉的外周端入口擴(kuò)展角相等。本發(fā)明的第三方案的軸流式渦輪機(jī)，在第一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述突端部 前端相對(duì)上述抽氣口上游側(cè)動(dòng)葉的外周端的下游側(cè)前端的突出量和上述抽氣口上游側(cè)動(dòng) 葉的葉片高度之比與級(jí)流量和抽氣流量之比相等。本發(fā)明的第四方案的軸流式渦輪機(jī)，在第一方案的基礎(chǔ)上，其特征是，上述工作流 體是蒸汽。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，在具有抽氣構(gòu)造的軸流式渦輪機(jī)中，能抑制抽氣口下游的蒸汽流的 紊流，能夠抑制渦輪機(jī)的效率降低，并且縮小對(duì)設(shè)計(jì)抽氣量的限制。另外，還能縮小抽氣構(gòu)造的軸向?qū)挾榷O(shè)置更多的級(jí)數(shù)，能使渦輪機(jī)的效率提高。


圖1是表示一般的軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)部分的基本構(gòu)造的剖視圖。圖2是示意地表示圖1所示的軸流式渦輪機(jī)的工作流體的流動(dòng)的圖。圖3是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)部分的主要部分 構(gòu)造的剖視圖。圖4是圖3所示的軸流式渦輪機(jī)的抽氣室周圍的放大圖。圖5是示意地表示圖3所示的本發(fā)明的軸流式渦輪機(jī)的工作流體的流動(dòng)的圖。圖6是示意地表示圖3所示的本發(fā)明的軸流式渦輪機(jī)的動(dòng)葉與靜止部分之間的氣 流泄漏狀況的圖。圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)變形例的軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)的主要部分構(gòu)造的剖視圖。圖8是表示縮短了圖1所示的一般的軸流式渦輪機(jī)的軸的長度時(shí)的渦輪機(jī)級(jí)的主 要部分構(gòu)造的剖視圖。圖中2、11_動(dòng)葉，3、10_靜葉，5、8_外周側(cè)隔板，6、9_內(nèi)周側(cè)隔板，12-渦輪葉片 室，15-抽氣室，16-抽氣口，18-外周側(cè)隔板的上游側(cè)壁面，19-外周側(cè)隔板的內(nèi)周側(cè)壁面， 21-突端部，51-工作流體流動(dòng)方向。
具體實(shí)施例方式首先，使用圖1說明一般的軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)部分的基本構(gòu)造。如圖1所示，軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)設(shè)置在工作流體流動(dòng)方向上游側(cè)(以下，簡 稱為“上游側(cè)”)的高壓部P0和工作流體流動(dòng)方向下游側(cè)(以下，簡稱為“下游側(cè)”)的低 壓部P1之間。渦輪機(jī)級(jí)包括靜葉3和動(dòng)葉2 ；靜葉3固定設(shè)置于在渦輪機(jī)殼體4的內(nèi)周側(cè) 固定設(shè)置的外周側(cè)隔板5和內(nèi)周側(cè)隔板6之間；動(dòng)葉2設(shè)置在繞渦輪機(jī)中心軸50旋轉(zhuǎn)的渦 輪機(jī)轉(zhuǎn)子1上。在渦輪機(jī)級(jí)由多級(jí)構(gòu)成的軸流式渦輪機(jī)的場合，這種級(jí)構(gòu)造在工作流體流 動(dòng)方向重復(fù)多次地設(shè)置。在各級(jí)中，動(dòng)葉與靜葉的下游側(cè)相對(duì)。在動(dòng)葉2的渦輪機(jī)徑向外周側(cè)的前端(以下，簡稱為“外周端”)設(shè)有圍帶7。如 圖1所示，軸流式渦輪機(jī)在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子1及內(nèi)周側(cè)隔板6、9的渦輪機(jī)徑向外周側(cè)(以下，簡 稱為“外周側(cè)”)壁面6a、9a與外周側(cè)隔板5、8及圍帶7的渦輪機(jī)徑向內(nèi)周側(cè)(以下，簡稱 為“內(nèi)周側(cè)”)壁面5b、8b、7b之間形成有工作流體流動(dòng)的圓筒狀或部分圓錐狀的渦輪葉片 室12。如圖1所示，外周側(cè)隔板5、8的內(nèi)周側(cè)壁面5b、8b、及圍帶7的內(nèi)周側(cè)壁面7b成 列地構(gòu)成渦輪葉片室12的外周側(cè)壁面12b，在渦輪葉片室12的外側(cè)、即在外周側(cè)壁面12b 和渦輪機(jī)殼體4之間以覆蓋渦輪葉片室12的方式形成有沿渦輪機(jī)周向(以下，簡稱為“周 向”)的環(huán)狀的抽氣室15。抽氣配管(未圖示)與抽氣室15的一部分相連。如圖1所示，抽氣室15形成在外周側(cè)隔板5、8之間。另外，在外周側(cè)隔板5的下 游側(cè)端部13和外周側(cè)隔板8的上游側(cè)端部14之間沿周向設(shè)有在工作流體流動(dòng)方向連續(xù)設(shè) 置的間隙，該間隙構(gòu)成連通抽氣室15和渦輪葉片室12的抽氣口 16。圖2是示意地表示圖1所示的軸流式渦輪機(jī)的工作流體的流動(dòng)的圖。箭頭51表 示工作流體的流動(dòng)方向。如圖2所示，在渦輪葉片室12的外周側(cè)壁面設(shè)有抽氣口 16的情況下，在鄰接設(shè)置 于抽氣口 16上游側(cè)的動(dòng)葉2的外周端附近流出的工作流體主要作為抽氣流(1)，并通過抽 氣口 16抽取到抽氣室15。因此，在抽氣口 16下游側(cè)的渦輪葉片室12外周側(cè)壁面附近流 入與動(dòng)葉2的抽氣流⑴相比通過了內(nèi)周側(cè)的葉片高度位置的工作流體(3)。該工作流體 (3)在從動(dòng)葉2通過下一級(jí)的靜葉10流入動(dòng)葉11期間，由于朝向外周側(cè)改變流向，因而尤 其是在抽氣流量多的場合，有可能在動(dòng)葉10的外周側(cè)入口部產(chǎn)生氣流不能充分地供給的 部分(2)。就(2)的部分而言，可以認(rèn)為，由于不能充分地供給工作流體，一般來說工作流體 的流動(dòng)變得不穩(wěn)定，有產(chǎn)生渦流的可能性。因此，有可能使本來用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的動(dòng)能而進(jìn) 行熱散發(fā)，導(dǎo)致渦輪機(jī)的效率降低。根據(jù)以上所述，下面說明本發(fā)明的軸流式渦輪機(jī)的實(shí)施方式。
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圖3是表示本實(shí)施方式的軸流式渦輪機(jī)的渦輪機(jī)級(jí)部分的主要部分構(gòu)造的剖視 圖。圖4是抽氣室周圍的放大圖。圖5是示意地表示圖3所示的本發(fā)明的軸流式渦輪機(jī)的 工作流體的流動(dòng)的圖。在這些圖中，對(duì)相當(dāng)于與先前的各圖相同部分的部位標(biāo)上相同的標(biāo) 號(hào)而省略說明。如圖4(a)所示，構(gòu)成抽氣室15的下游側(cè)壁面的外周側(cè)隔板8具有與抽氣室15相 對(duì)的上游側(cè)壁面18，以及與工作流體主流相對(duì)并構(gòu)成渦輪葉片室的外周側(cè)壁面12b的內(nèi)周 側(cè)壁面19。內(nèi)周側(cè)壁面19形成為，其上游側(cè)前端X的距渦輪機(jī)中心軸50的距離即半徑比 與抽氣口 16的上游側(cè)鄰接設(shè)置的動(dòng)葉2外周端的下游側(cè)前端Y的距渦輪機(jī)中心軸50的距 離即半徑位置更小。另外，如圖5所示，上游側(cè)壁面18為了將抽氣氣流(4)順利地引導(dǎo)到 抽氣室15而在外周側(cè)且上游側(cè)具有凹下的形狀。此外，上游側(cè)壁面18和內(nèi)周側(cè)壁面19形 成通過端面20連接的面，端面20和與端面20連接的上游側(cè)壁面18和內(nèi)周側(cè)壁面19的前 端部形成構(gòu)成抽氣口 16的下游側(cè)壁面的突端部21。突端部21的內(nèi)周側(cè)前端形成為比外周側(cè)前端向上游側(cè)突出，從而減輕工作流體 的分支部位的阻力。在這里，所謂突端部21的內(nèi)周側(cè)前端是指內(nèi)周側(cè)壁面19的上游側(cè)前 端X。另外，所謂突端部21的外周側(cè)前端是指上游側(cè)壁面18的上游側(cè)前端Z。S卩，突端部 21比與上述抽氣口上游側(cè)鄰接設(shè)置的動(dòng)葉的外周端的下游側(cè)前端向渦輪機(jī)半徑方向內(nèi)周 側(cè)突出。下面，對(duì)外周側(cè)隔板8的上游側(cè)壁面18及內(nèi)周側(cè)壁面19的斷面形狀進(jìn)一步詳細(xì) 說明。在這里，為便于后文的說明，將與工作流體相對(duì)的壁面同渦輪機(jī)中心軸50形成的角 度定義為“擴(kuò)展角”。如圖4(b)所示，在外周側(cè)隔板8的內(nèi)周側(cè)壁面19，內(nèi)周側(cè)壁面19的上游側(cè)前端X 的擴(kuò)展角0 1的構(gòu)成為，雖然為使擴(kuò)展角0 1與從上游側(cè)流過來的工作流體的流線吻合而 通過進(jìn)行數(shù)值流體分析及實(shí)驗(yàn)等來決定，但與從內(nèi)周側(cè)壁面19的上游側(cè)前端到下游側(cè)前 端的平均擴(kuò)展角相比一般都較小。另一方面，內(nèi)周側(cè)壁面19的下游側(cè)前端的擴(kuò)展角3 2， 為了將氣流送到與其下游側(cè)鄰接設(shè)置的動(dòng)葉11而與動(dòng)葉11的外周端的入口擴(kuò)展角0 3 一 致。這樣，內(nèi)周側(cè)壁面19的形狀就能由兩端的坐標(biāo)及角度來決定并可以使用例如三次函數(shù) 等來定義。此外，所謂“內(nèi)周側(cè)壁面19的擴(kuò)展角”是指與內(nèi)周側(cè)壁面19相切的渦輪機(jī)軸向切 線(圖4(b)中以虛線表示)和渦輪機(jī)中心軸形成的角度。另外，所謂“動(dòng)葉11的外周端的 入口擴(kuò)展角”是指動(dòng)葉11的外周端的上游側(cè)前端部對(duì)渦輪機(jī)中心軸50的傾斜角度。另一方面，在外周側(cè)隔板8的上游側(cè)壁面18，為了將一邊向軸向擴(kuò)展一邊流過來 的工作流體的流動(dòng)向著渦輪機(jī)半徑方向外周方向改變，與內(nèi)周側(cè)壁面19同樣，為使上游側(cè) 壁面18的上游側(cè)前端Z的擴(kuò)展角0 4與從上游流過來的流線吻合而通過進(jìn)行數(shù)值流體分 析及實(shí)驗(yàn)等來決定。另外，上游側(cè)壁面18為使朝向抽氣室的工作流體的流動(dòng)方向逐漸變到 渦輪機(jī)半徑方向外周方向，以使擴(kuò)展角從上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變大的方式來形成。并且，所謂“上游側(cè)壁面18的擴(kuò)展角”是指與上游側(cè)壁面18相切的渦輪機(jī)軸向切 線(圖4(b)中以虛線表示)和渦輪機(jī)中心軸形成的角度。圖4(a)所示的、內(nèi)周側(cè)壁面19的上游側(cè)前端X(突端部21的內(nèi)周側(cè)前端)從上 游側(cè)動(dòng)葉2的外周端的下游側(cè)前端Y向渦輪機(jī)徑向內(nèi)周側(cè)突出的長度d相對(duì)上游側(cè)動(dòng)葉2的葉片高度Ml的比例d/BH，抽氣流量GEX相對(duì)于流經(jīng)渦輪機(jī)由所要求的規(guī)格決定的由靜葉 10和動(dòng)葉11構(gòu)成的抽氣口下游側(cè)級(jí)的級(jí)流量G的比例GEX/G，以及下游側(cè)級(jí)入口高度NH 的部分圓環(huán)面積A1和進(jìn)入抽氣部的d的部分的圓環(huán)面積A2的環(huán)帶面積比A2/A1都幾乎以 相同的方法決定。這樣，通過以與各個(gè)所要求的規(guī)格對(duì)應(yīng)的環(huán)帶面積比進(jìn)行設(shè)計(jì)，就可以避免圖2 的(2)所示的渦流，就可以與設(shè)計(jì)規(guī)格的抽氣量無關(guān)地消除由抽氣帶來的對(duì)流場的影響。 因此，尤其是對(duì)抽氣流量相對(duì)級(jí)流量的比例大者本發(fā)明的效果更加顯著，相對(duì)于現(xiàn)有的結(jié) 構(gòu)能較大改善渦輪機(jī)的性能。圖5表示的是本發(fā)明的軸流式渦輪機(jī)的流場的示意圖。由于外周側(cè)隔板8的外周 側(cè)凹部(上游側(cè)壁面18)成為導(dǎo)流部，抽氣氣流(4)被順利地引導(dǎo)到抽氣室15，向下一級(jí) 的氣流(5)也被內(nèi)周側(cè)壁面19順利地引導(dǎo)到外周側(cè)隔板8的內(nèi)周側(cè)，因而，可以減小由圖 3所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的渦流(2)帶來的損失，能夠提高渦輪機(jī)的效率。另外，可以利用外 周側(cè)隔板8從外周部有選擇的抽取抽氣氣流。另外，如圖6所示，渦輪葉片室12的外周側(cè)的氣流包含從動(dòng)葉外周端和靜止部分 (外周側(cè)隔板)之間泄漏出的氣流(6)與動(dòng)葉間流過來的工作流體的主流因干涉而形成的 紊流較多的氣流(7)。該紊流較多的氣流流入到下游級(jí)而成為效率降低的主要原因。本發(fā) 明的渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)中，由于能夠?qū)Π撐闪鬏^多的氣流(7)的外周側(cè)的氣流進(jìn)行選擇性地 抽氣，因而可以防止下游級(jí)的效率降低。再有，泄漏出的氣流(6)因不在動(dòng)葉2工作而熱函 較大，在將抽氣氣流作為熱源利用的情況下是有利的。另外，在蒸汽輪機(jī)的低壓級(jí)的場合，氣流為包含液相的水的氣液兩相流。若作為水 膜附著在葉片表面上的液相形成粗大的水滴放出，則有可能引起下游級(jí)的腐蝕，或者成為 損失的主要原因而使渦輪機(jī)效率降低。動(dòng)葉2的葉片表面上的水膜由于動(dòng)葉旋轉(zhuǎn)的離心力 而偏移到外周側(cè)，能夠從外周側(cè)選擇性地對(duì)氣流進(jìn)行抽氣的本發(fā)明的渦輪機(jī)構(gòu)造可以從蒸 汽輪機(jī)氣流中除去液相的水，由于減小了腐蝕而提高可靠性，并能因降低了濕損失而提高 性能。并且，為了實(shí)現(xiàn)性能的提高，雖然增加渦輪機(jī)級(jí)數(shù)是有效的，但若加長轉(zhuǎn)子的跨度 則轉(zhuǎn)子的剛性降低，由于有可能產(chǎn)生振動(dòng)增大等問題，因而在轉(zhuǎn)子的跨度所允許的范圍內(nèi) 需要增加渦輪機(jī)級(jí)數(shù)。即，必須減小級(jí)的軸向?qū)挾?。圖7表示的是減小了級(jí)間距離的軸流式渦輪機(jī)采用了本發(fā)明的場合的氣流的示 意圖。如圖8所示，在抽氣口 16開口于渦輪機(jī)軸向的現(xiàn)有構(gòu)造中，在級(jí)間距離減小了的 情況下，就不能將抽氣口 16的大小設(shè)置得足夠大。另一方面，本發(fā)明的構(gòu)造則能將抽氣口 16開口于渦輪機(jī)徑向而在級(jí)間無需抽氣口 16用的空間。由于能夠利用靜葉10的外周側(cè)隔 板8的空間將抽氣氣流引導(dǎo)到抽氣室15，因而可以在相同的軸跨度上設(shè)置更多的級(jí)，可以 減小每一個(gè)級(jí)的熱函的落差，由于葉片長度還能通過實(shí)現(xiàn)小直徑化而加長，因而能夠降低 泄漏氣流引起的損失以及由側(cè)壁邊界層的影響帶來的二次氣流損失，從而可以提高渦輪機(jī) 的效率。
權(quán)利要求
一種軸流式渦輪機(jī)，具有工作流體流動(dòng)的渦輪葉片室；在上述工作流體的流動(dòng)方向接連設(shè)置多個(gè)而構(gòu)成上述渦輪葉片室的外周側(cè)壁面的外周側(cè)隔板；由設(shè)置在該隔板上的靜葉和固定在轉(zhuǎn)子上的動(dòng)葉構(gòu)成的渦輪機(jī)級(jí)；以及設(shè)置在上述渦輪葉片室的外側(cè)的抽氣室，該抽氣室通過形成于在上述工作流體的流動(dòng)方向接連設(shè)置多個(gè)的外周側(cè)隔板間的抽氣口而與上述渦輪葉片室連通，并利用上述外周側(cè)隔板構(gòu)成下游側(cè)壁面，其特征在于，構(gòu)成上述抽氣室的下游側(cè)壁面的上述外周側(cè)隔板，具有與鄰接設(shè)置在上述抽氣口上游側(cè)的動(dòng)葉的外周端的下游側(cè)前端相比更向渦輪機(jī)半徑方向內(nèi)周側(cè)突出，且構(gòu)成上述抽氣口的下游側(cè)壁面的突端部，該突端部的外周側(cè)壁面構(gòu)成將上述工作流體的一部分引導(dǎo)到上述抽氣室的外周側(cè)隔板上游側(cè)壁面，上述突端部的內(nèi)周側(cè)壁面構(gòu)成將上述工作流體的其余部分引導(dǎo)到上述抽氣口下游側(cè)的動(dòng)葉的外周側(cè)隔板內(nèi)周側(cè)壁面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式渦輪機(jī)，其特征在于，上述外周側(cè)隔板上游側(cè)壁面形成為，從上述抽氣口入口側(cè)向抽氣室側(cè)擴(kuò)展角增大，上述外周側(cè)隔板內(nèi)周側(cè)壁面，其上游側(cè)前端的擴(kuò)展角比從上游側(cè)到下游側(cè)的平均擴(kuò)展 角小，其下游側(cè)前端的擴(kuò)展角與鄰接設(shè)置在下游側(cè)的動(dòng)葉的外周端入口擴(kuò)展角相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式渦輪機(jī)，其特征在于，上述突端部前端相對(duì)上述抽氣口上游側(cè)動(dòng)葉的外周端的下游側(cè)前端的突出量和上述 抽氣口上游側(cè)動(dòng)葉的葉片高度之比與級(jí)流量和抽氣流量之比相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸流式渦輪機(jī)，其特征在于，上述工作流體是蒸汽。
全文摘要
本發(fā)明涉及軸流式渦輪機(jī)。課題是提供能抑制抽氣口下游的氣流的紊流并抑制渦輪機(jī)效率的降低，且能縮小設(shè)計(jì)抽氣量的限制的軸流式渦輪機(jī)。具有設(shè)置于渦輪葉片室(12)的外側(cè)的抽氣室(15)、及形成于在工作流體的流動(dòng)方向接連設(shè)置多個(gè)的外周側(cè)隔板(8)間并連通渦輪葉片室和抽氣室的抽氣口(16)，構(gòu)成抽氣室的下游側(cè)壁面的外周側(cè)隔板具有與抽氣口上游側(cè)動(dòng)葉(2)的外周端的下游側(cè)前端相比更突出于渦輪機(jī)半徑方向內(nèi)周側(cè)，且構(gòu)成抽氣口的下游側(cè)壁面的突端部(21)，該突端部構(gòu)成將工作流體的一部分引導(dǎo)到抽氣室的外周側(cè)隔板上游側(cè)壁面(18)；以及將工作流體的其余部分引導(dǎo)到抽氣口下游側(cè)的動(dòng)葉(11)的外周側(cè)隔板內(nèi)周側(cè)壁面(19)。
文檔編號(hào)F01D9/00GK101825001SQ201010115599
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者妹尾茂樹 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所