JP2006104952A - Swirling flow preventive device of fluid machine - Google Patents
Swirling flow preventive device of fluid machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006104952A JP2006104952A JP2004289209A JP2004289209A JP2006104952A JP 2006104952 A JP2006104952 A JP 2006104952A JP 2004289209 A JP2004289209 A JP 2004289209A JP 2004289209 A JP2004289209 A JP 2004289209A JP 2006104952 A JP2006104952 A JP 2006104952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid machine
- nozzle
- moving blade
- swirl flow
- labyrinth seal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蒸気タービン、ガスタービン、空気圧縮機等の流体機械において、内部流体漏出防止用として用いるラビリンスシールから誘起する旋回流によって発生する自励振動を効果的に抑制する流体機械の旋回流防止に関する。 The present invention relates to a swirl flow of a fluid machine that effectively suppresses self-excited vibration generated by a swirl flow induced from a labyrinth seal used for preventing internal fluid leakage in a fluid machine such as a steam turbine, a gas turbine, or an air compressor. Regarding prevention.
蒸気タービン、ガスタービン等超大形の流体機械では、最近、信頼性向上技術の見直し強化が行われており、その一つに自励振動の抑制がある。 In ultra-large fluid machines such as steam turbines and gas turbines, recently, the technology for improving reliability has been reviewed and strengthened, and one of them is suppression of self-excited vibration.
この自励振動は、軸受のオイルホイップやオイルホワールによって発生するほかに、ラビリンスシールの旋回流によっても発生することが知られている。 This self-excited vibration is known to be generated not only by the bearing oil whip and oil whirl but also by the labyrinth seal swirl flow.
図18は、ラビリンスシールを備えた蒸気タービンの一例である。 FIG. 18 is an example of a steam turbine provided with a labyrinth seal.
図18において、回転部(タービンロータ)1には、この周方向に沿って動翼2が多数植設され、植設されたこれら動翼2は先端部にシュラウド3を設けて隣りの動翼に接続している。
In FIG. 18, a rotating part (turbine rotor) 1 is provided with a large number of moving
また、ノズル4は、ノズルダイアフラム5a,5bを介して動翼2と向き合うように、ケーシング6の内部に配置されている。
Moreover, the nozzle 4 is arrange | positioned inside the casing 6 so that the
これら動翼2とノズル4とを軸方向に多数配置して段落を構成し、段落を蒸気が通過する際、段落毎に蒸気の持つエンタルピが降下し、この降下分が動力に変換される。
A large number of these moving
このように、各段落で蒸気の圧力、温度が降下し、そのエンタルピ差が有効に動力に変換されるためには、各段落間の蒸気漏れが完全に遮断されていることが必要とされる。 As described above, in order to reduce the pressure and temperature of steam in each paragraph and effectively convert the enthalpy difference into power, it is necessary that the steam leakage between each paragraph is completely shut off. .
しかし、実際には、ノズルダイアフラム5a,5bと回転部1との間、あるいはシュラウド3とケーシング6との間を通って圧力の低い側に蒸気が漏出しており、さらに、回転部1がケーシング6を貫通する部分であるグランド部7a,7bからも圧力の低い側に蒸気が漏出することがある。
However, in reality, the steam leaks to the low pressure side through the
このような漏出は、タービン効率の低下させる要因となるので、蒸気の漏出をより一層抑制させることが必要とされる。このため、図19に示すように、上述の部材間にラビリンスシール11を備え、蒸気の外部への漏出を防止している。
Such a leak causes a decrease in turbine efficiency, and hence it is necessary to further suppress the steam leakage. For this reason, as shown in FIG. 19, the
ラビリンスシール11は、シール本体から回転部側に向って回転部表面にきわめて近接した部分まで突出する環状のラビリンスフィン(歯)8を備えている。このラビリンスフィン8は、回転部1を取り囲むように配置されており、このラビリンスフィン8と回転部1の外周部によって、絞り部9とチャンバ10とを形成している。蒸気は、チャンバ10で膨張し、絞り部9で絞られ、この繰り返しによって蒸気の外部への漏出を防止している。
The
なお、ラビリンスシール11において、回転軸を不安定状態にすることを抑制する技術には、例えば、特開昭58−222902号公報(特許文献1)や実願昭58−149366号(実開昭60−56863号)のマイクロフィルム(特許文献2)が開示されている。
ラビリンスシール11は、上述の構成を備えているので、蒸気の漏出を効果的に抑制している。
Since the
しかし、最近の流体機械では、蒸気の漏出防止を向上させているものの、その反面、回転部が自励振動の発生個所になっていることが指摘されている。 However, although recent fluid machines have improved the prevention of steam leakage, it has been pointed out that the rotating part is a place where self-excited vibration occurs.
自励振動は、今迄、スチームホワールとして知られている程度であつたが、蒸気の圧力がより一層高圧化してくると、顕著に現われるようになった。 Self-excited vibration has been known to date as steam whirl, but it has become more prominent as the steam pressure increases.
この自励振動の発生を究明してみると、ラビリンスシール11には、流入する蒸気の流れに旋回成分があり、この旋回成分がラビリンスシール11のチャンバ10内の周方向の圧力分布を不均一にさせ、回転部1の振れ廻り振動を助長すると考えられている。
When the occurrence of this self-excited vibration is investigated, the
図20は、回転部(タービンロータ)1が振れ廻っているとき、つまり回転部1の回転軸中心12aと実際の振れ廻り中心12bとが異なっているときのラビリンスシール11に設けたチャンバ10内の圧力分布13を示している。
FIG. 20 shows the inside of the chamber 10 provided in the
ここで、蒸気の流れに旋回成分があると、圧力のピークは、回転部1の振れ廻り方向に対し、遅れ方向に位置する。この不均一に分布する圧力が回転部1に作用する力は、回転部1の振れ廻り方向の力Fxと、この振れ廻り方向の力Fxと直交する方向の力Fgとに分解することができる。
Here, if there is a swirl component in the steam flow, the pressure peak is located in the delay direction with respect to the swinging direction of the rotating
このような圧力のピークが発生する場合、回転部1は、常に振れ廻り方向にFxなる力で押圧され、このため回転部1の振れ廻りが助長され、自励振動が発生すると考えられる。
When such a pressure peak occurs, the
ラビリンスシール入口部における旋回流成分が不安定化力に大きな影響を持っており、旋回流の増加によって不安定化力も増加し、自励振動が発生しやすくなることは、経験やモデル試験により知られていた。 It is known from experience and model tests that the swirl flow component at the labyrinth seal inlet has a great influence on the destabilizing force, and that the destabilizing force increases as swirl flow increases, and self-excited vibration is likely to occur. It was done.
近年の計算機および流体解析プログラムの進歩発展により、実機条件における旋回流と不安定化力の関係は、図21に示すように定量的に把握できるようになった。 With the recent progress of computers and fluid analysis programs, the relationship between swirling flow and destabilizing force under actual machine conditions can be grasped quantitatively as shown in FIG.
図21は、計算で求めたラビリンスシール入口における旋回流成分と不安定化力とを表わした不安定化力線図であるが、この線図から、旋回流が増加すると不安定化力も増加することがわかった。具体的には、回転部(タービンロータ)の周速比120%のときの不安定化力は、回転部の周速比50%のときの5倍以上になっていた。 FIG. 21 is a destabilizing force diagram representing the swirling flow component and the destabilizing force at the labyrinth seal inlet determined by calculation. From this diagram, the destabilizing force increases as the swirling flow increases. I understood it. Specifically, the destabilizing force when the peripheral speed ratio of the rotating part (turbine rotor) is 120% is 5 times or more when the peripheral speed ratio of the rotating part is 50%.
蒸気タービンでは、ノズル4出口の旋回流成分が回転部(タービンロータ)1の周速の120%〜150%と非常に大きい。このため、ノズル4を出た蒸気が流入する動翼2の先端部に設けられたラビリンスシール11の入口においても、旋回流成分が大きく、ラビリンスシール11で発生する不安定化力も、ノズル4を支持するダイアフラム5a,5bに設けたラビリンスシールやグランド部7a,7bに設けたラビリンスシールに較べて大きい。
In the steam turbine, the swirl flow component at the outlet of the nozzle 4 is as large as 120% to 150% of the peripheral speed of the rotating portion (turbine rotor) 1. For this reason, even at the inlet of the
このような、動翼2の先端部に設けられたラビリンスシール11で発生する大きな旋回流成分を低減することが、自励振動を抑制することにつながる。
Reduction of such a large swirl component generated in the
旋回流成分を低減させる手段には、特許文献2で見られるように、ラビリンスシール内のチャンバに高圧側と連通させる穴を回転と逆方向に設け、旋回流と逆方向に流体を噴出させたものや、特許文献1に見られるように、ラビリンスシール入口に案内羽根を設けることが開示されている。
As seen in
しかし、前者は、ラビリンスシールの高圧側とチャンバ内との圧力差が小さく、噴出する蒸気の流速が高くないため、旋回流を抑制する利点が少く、かえって蒸気漏洩量が増加し、ラビリンスシール効果が少ない等の不具合、不都合がある。 However, the former has a small pressure difference between the high-pressure side of the labyrinth seal and the inside of the chamber, and the flow velocity of the ejected steam is not high, so there is little advantage of suppressing the swirling flow. There are inconveniences and inconveniences such as few.
また、後者は、動翼先端のラビリンス入口付近の蒸気流れが複雑であるため、適正な位置に案内羽根を設けることが難しい。 In the latter case, since the steam flow near the labyrinth inlet at the tip of the moving blade is complicated, it is difficult to provide guide vanes at appropriate positions.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、流体の旋回成分に起因する旋回流を伴う自励振動を効果的に抑制する流体機械の旋回流防止装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a swirl flow prevention device for a fluid machine that effectively suppresses self-excited vibration accompanying swirl flow caused by swirl components of fluid. And
本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、動翼とノズルとを備えるとともに、前記動翼の先端を包囲し、かつ前記ノズルを支持するダイアフラムの前記動翼の先端との間にラビリンスシールを備えた流体機械において、前記ラビリンスシールに臨む上流側であって、前記ノズルを支持する前記ダイアフラムに案内羽根を設けたものである。
In order to achieve the above object, a swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention comprises a moving blade and a nozzle as described in
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、案内羽根は、タービンロータの中心を通る半径線に対し、回転方向と逆方向に角度をつけて傾斜させた位置に設けたものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is characterized in that the guide vane rotates in a rotational direction with respect to a radial line passing through the center of the turbine rotor. And provided at a position inclined at an angle in the opposite direction.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、動翼とノズルとを備えるとともに、前記動翼の先端を包囲し、かつ前記ノズルを支持するダイアフラムの前記動翼の先端との間にラビリンスシールを備えた流体機械において、前記ラビリンスシールに臨む上流側であって、前記ノズルを支持するダイアフラムに溝を設けたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention comprises a moving blade and a nozzle and surrounds the tip of the moving blade as described in claim 3. In addition, a fluid machine having a labyrinth seal between the diaphragm supporting the nozzle and the tip of the moving blade is an upstream side facing the labyrinth seal and provided with a groove in the diaphragm supporting the nozzle It is.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、溝は、ダイアフラムのコーナ部に設けたものである。 Further, in order to achieve the above object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is such that the groove is provided in the corner portion of the diaphragm.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、溝は、タービンロータの中心を通る半径線に対し、回転方向と逆方向に角度をつけて傾斜させた位置に設けたものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is characterized in that, as described in claim 5, the groove has a rotational direction with respect to a radial line passing through the center of the turbine rotor. It is provided at a position inclined at an angle in the reverse direction.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、動翼とノズルとを備えるとともに、前記動翼の先端を包囲し、かつ前記ノズルを支持するダイアフラムの前記動翼の先端との間にラビリンスシールを備えた流体機械において、前記ラビリンスシールに臨む上流側であって、前記ノズルを支持するダイアフラムに突出し部を設けたものである。 In order to achieve the above object, a swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention comprises a moving blade and a nozzle and surrounds the tip of the moving blade as described in claim 6. In the fluid machine having a labyrinth seal between the diaphragm supporting the nozzle and the tip of the moving blade, the diaphragm supporting the nozzle is provided on the upstream side facing the labyrinth seal. Is.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、動翼とノズルとを備えるとともに、前記動翼の先端を包囲し、かつ前記ノズルを支持するダイアフラムの前記動翼の先端との間にラビリンスシールを備えた流体機械において、前記ラビリンスシールに臨む上流側であって、前記ノズルを支持するダイアフラムに摩耗抵抗部を設けたものである。
In order to achieve the above object, the swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention comprises a moving blade and a nozzle and surrounds the tip of the moving blade as described in
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、摩擦抵抗部は、表面粗さを粗くする構成にしたものである。
Further, in order to achieve the above object, the swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is configured such that the frictional resistance portion has a rough surface roughness as described in
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項9に記載したように、摩擦抵抗部は、ギザギザ部で構成したものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention is such that the frictional resistance portion is constituted by a jagged portion.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、摩擦抵抗部は、ブラシで構成したものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention is such that the frictional resistance portion is constituted by a brush.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、摩擦抵抗部は、突起片で構成したものである。 Further, in order to achieve the above object, the swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is such that the frictional resistance portion is constituted by a protruding piece.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、突起片は、多面角錐体であることを特徴とするものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is characterized in that the projecting piece is a polyhedral pyramid. .
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項13に記載したように、突起片は、円錐体であることを特徴とするものである。 Further, in order to achieve the above object, the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is characterized in that the projecting piece is a cone.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項14に記載したように、突起片は、円柱体および角柱体のうち、いずれか一方であることを特徴とする。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention is the projection piece, which is one of a cylindrical body and a prismatic body, as described in claim 14. It is characterized by that.
また、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、上述の目的を達成するために、請求項15に記載したように、摩擦抵抗部は、くぼみで構成したものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention is such that the frictional resistance portion is formed by a recess.
本発明に係る流体機械の旋回流防止装置は、ラビリンスシールに臨む上流側であって、ノズルを支持するダイアフラムに案内羽根を設け、この案内羽根によってラビリンスシールに向って漏出する流体の旋回流を打ち消し、取り除く構成にしたので、漏出する流体を乱れのない一様流れにすることができ、ラビリンスシールに流入する流体に伴う自励振動を抑制し、タービンロータに安定運転を行わせることができる。 The swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention is provided on the upstream side facing the labyrinth seal, provided with guide vanes in the diaphragm supporting the nozzle, and the swirling flow of the fluid leaking toward the labyrinth seals by the guide vanes. Since it has a structure that cancels and removes, it is possible to make the leaking fluid a uniform flow without turbulence, to suppress the self-excited vibration associated with the fluid flowing into the labyrinth seal, and to allow the turbine rotor to perform stable operation. .
以下、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置を組み込んだ、例示としての蒸気タービンの実施態様を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an exemplary steam turbine incorporating a swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
図1〜図4は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置を組み込んだ、例示としての蒸気タービンの第1実施形態を示す概念図である。なお、図中、図1は、ノズルと動翼とで構成する段落のうち、一部の段落を抜き出した概念図、図2は、図1のA−A矢視方向から見た切断断面図、図3は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置において、動翼の先端部に設けたラビリンスシールに流入する流体の挙動を示す図、図4は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置において、案内羽根の取付け装置を示す図である。 1 to 4 are conceptual diagrams showing a first embodiment of an exemplary steam turbine incorporating a swirl prevention device for a fluid machine according to the present invention. In addition, in the figure, FIG. 1 is the conceptual diagram which extracted some paragraphs among the paragraphs comprised with a nozzle and a moving blade, FIG. 2 is cut | disconnected sectional drawing seen from the AA arrow direction of FIG. FIG. 3 is a view showing the behavior of the fluid flowing into the labyrinth seal provided at the tip of the rotor blade in the swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention, and FIG. 4 is a swirling of the fluid machine according to the present invention. It is a figure which shows the attachment apparatus of a guide blade in a flow prevention apparatus.
蒸気タービンは、図1に示すように、蒸気流れSFの上流側にノズル(静翼)17を組み込んだ静止部15と、その下流側の動翼18を組み込んだ回転部16とで一組の段落19を備え、この段落19をタービンロータ20の軸方向に沿って複数段に配置する構成になっている。
As shown in FIG. 1, the steam turbine includes a set of a
また、動翼18の先端部には、シュラウド21が固定されている。シュラウド21とケーシング22との間には、蒸気の漏出を防止するラビリンスシール23が設けられている。
A
ラビリンスシール23は、軸方向に向って配置する長短長さの異なるシールフィンを備え、これらシールフィン24をノズル(静翼)17を支持するダイアフラム25に植設している。
The
また、ダイアフラム25には、図1および図2に示すように、その側面であって、シールフィン24の入口側に臨む位置に案内羽根26が環状列に配置されたノズル17に沿って設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この案内羽根26は、図4に示すように、タービンロータ20の回転方向と逆方向(時計廻り方向)で、しかも回転中心Oを通る半径線Rに対し、角度αで傾斜させてダイアフラム25に取付けられている。
As shown in FIG. 4, the
このような構成を備えた本実施形態に係る流体機械の旋回流防止装置の作用を説明する。 The operation of the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the present embodiment having such a configuration will be described.
ノズル17で膨張仕事を終えた蒸気SFは、図3に示すように、動翼18に向って流れるとき、一部の蒸気LSFがノズル17を支持するダイアフラム25の側面と動翼18の先端に設けたシュラウド21との間を漏出し、ダイアフラム25に植設されたラビリンスシール23のシールフィン24に向って漏出する。
As shown in FIG. 3, when the steam SF that has finished the expansion work by the
その際、漏出した蒸気LSFは、蛇行して流れる間に剥離渦27が発生し、この剥離渦27の影響を直接受けて旋回流になる。
At that time, the leaked vapor LSF generates a
しかし、本実施形態は、漏出した旋回流を伴う蒸気LSFに対し、ダイアフラム25に設けた案内羽根26によって旋回流の向きと逆向きの旋回が与えられるので、漏出した蒸気LSFの旋回流を相殺して乱れのない一様流れにすることができる。
However, in this embodiment, the steam LSF accompanied by the leaked swirl flow is swirled in the direction opposite to the direction of the swirl flow by the
このように、本実施形態は、膨張仕事を終えノズル17から動翼18に向って流れる蒸気SFのうち、一部の漏出した蒸気LSFが旋回流を伴ってラビリンスシール23のシールフィン24に流れるとき、旋回流を相殺して打消す案内羽根26をダイアフラム25に設けたので、漏出する蒸気LSFを乱れのない一様流れにすることができ、ラビリンスシール23に流入する蒸気LSFに伴う自励振動を抑制し、タービンロータ20に安定運転を行わせることができる。
As described above, in the present embodiment, of the steam SF that has finished the expansion work and flows from the
図5および図6は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置の第2実施形態を示す概念図である。なお、図中、図5は、ノズルと動翼とで構成する段落のうち、一部の段落を抜き出した概念図、図6は、図5のB−B矢視方向から見た切断断面図である。 5 and 6 are conceptual diagrams showing a second embodiment of the swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present invention. In addition, in the figure, FIG. 5 is the conceptual diagram which extracted some paragraphs among the paragraphs comprised with a nozzle and a moving blade, FIG. 6 is the cut sectional view seen from the BB arrow direction of FIG. It is.
また、図1〜図4に示した第1実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。 Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component of 1st Embodiment shown in FIGS.
本実施形態に係る流体機械の旋回流防止装置は、ダイアフラム25の側面であって、シールフィン24の入口側に臨む位置に溝28を設けたものである。
The swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present embodiment is provided with a
この溝28は、図6に示すように、タービンロータ20の回転中心Oを通る半径線R上に設けられる。
As shown in FIG. 6, the
このような構成を備えた実施形態に係る流体機械の旋回流防止装置において、ノズル17で膨張仕事を終えた蒸気SFは、動翼18に向う際、一部が漏出する。漏出した蒸気LSFは、ノズル17を支持するダイアフラム25の側面と動翼18の先端に設けたシュラウド21との間を通ってラビリンスシール23のシールフィン24に向かって蛇行して流れる間に旋回流を伴う。
In the swirl flow prevention device for a fluid machine according to the embodiment having such a configuration, a part of the steam SF that has finished the expansion work by the
旋回流を伴った蒸気LSFは、蛇行して流れている間に溝28に入り、ここで旋回流が取り除かれ、一様流れにしてダイアフラム25に植設されたラビリンスシール23のシールフィン24に流入する。
The steam LSF accompanied with the swirling flow enters the
このように、本実施形態は、膨張仕事を終えノズル17から動翼18に向って流れる蒸気SFのうち、一部の漏出した蒸気LSFが旋回流を伴ってラビリンスシール23のシールフィン24に流れるとき、旋回流を取り除く溝28をダイアフラム25に設けたので、漏出する蒸気LSFを一様流れにすることができ、ラビリンスシール23に流入する蒸気LSFに伴う自励振動を抑制し、タービンロータ20に安定運転を行わせることができる。
As described above, in the present embodiment, of the steam SF that has finished the expansion work and flows from the
なお、本実施形態は、ダイアフラム25とシュラウド21との間を、蛇行しながら流れる間に発生する蒸気LSFの旋回流をダイアフラム25の側面に設けた溝28で取り除く構成にしたが、この例に限らず、例えば、図7および図8に示すように、ダイアフラム25のコーナ部29に溝28を設けてもよく、また、例えば、図9に示すように、溝28をタービンロータ20の回転方向と逆方向(時計廻り方向)で、しかも回転中心Oを通る半径線Rに対し、角度βで傾斜させてダイアフラム25の側面に設けてもよい。
In the present embodiment, the swirl flow of the steam LSF generated while flowing between the
図10は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置の第5実施形態を示す概念図である。 FIG. 10 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of the swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present invention.
なお、図1〜図4に示した第1実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component of 1st Embodiment shown in FIGS.
本実施形態に係る流体機械の旋回流防止装置は、ダイアフラム25の側面であって、ラビリンスシール23のシールフィン24の入口側に臨む位置に、シールフィン24側に向って延びる突出し部30を設けたものである。
The swirling flow preventing device for a fluid machine according to the present embodiment is provided with a protruding
このように、本実施形態は、突出し部30を設けてダイアフラム25の表面積を増加させ、ダイアフラム25の側面と動翼18の先端に設けたシュラウド21との間を漏出する蒸気LSFに与える抵抗を大きくさせ、大きくさせた抵抗によって蒸気LSFの旋回流の発生を少なくさせる構成にしたので、比較的安定した一様流れの蒸気LSFをシールフィン24に流入させることができ、タービンロータ20に安定運転を行わせることができる。
As described above, in the present embodiment, the
図11は、本発明に係る流体機械の旋回流防止装置の第6実施形態を示す概念図である。 FIG. 11: is a conceptual diagram which shows 6th Embodiment of the swirl | vortex flow prevention apparatus of the fluid machine which concerns on this invention.
なお、図1〜図4に示した第1実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付す。 In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component of 1st Embodiment shown in FIGS.
本実施形態に係る流体機械の旋回流防止装置は、ダイアフラム25の側面であって、ラビリンスシール23のシールフィン24の入口側に臨む位置に、摩擦抵抗部31を設けたものである。
The swirl flow preventing device for a fluid machine according to the present embodiment is provided with a
この摩擦抵抗部31は、表面粗さSRを粗くするか、あるいは、図12に示すように、ダイアフラム25の側面にギザギザ部JZに構成したものである。
The
このように、本実施形態は、ダイアフラム25の側面に表面粗さSRの粗い摩擦抵抗部31か、あるいはギザギザ部JZの摩擦抵抗部31を設け、ラビリンスシール23のシールフィン24に向って流れる蒸気LSFに抵抗を与えて蒸気LSFの旋回流の発生を少なくさせる構成にしたので、比較的安定した一様流れの蒸気LSFをシールフィン24に流入させることができ、タービンロータ20に安定運転を行わせることができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、本実施形態は、ダイアフラム25とシュラウド21との間を蛇行しながら流れる間に発生する蒸気LSFの旋回流をダイアフラム25の側面に設けた摩擦抵抗部31としての大きな表面粗さSRにするか、あるいはギザギザ部JZにしたが、この例に限らず、例えば、図13に示すように、摩擦抵抗部31をブラシ32にしてもよく、例えば、図14および図15に示すように、摩擦抵抗部31を、多面角錐体、円錐体、円柱体、角柱体等の形状の突起片33にしてもよく、また、例えば、図16および図17に示すように、摩擦抵抗部31を、数多くのくぼみ34にしてもよい。そして、上述摩擦抵抗部31としての突起片33およびくぼみ34は、タービンロータ20の中心Oを通る半径線R上に設けられる。
In the present embodiment, the swirl flow of the steam LSF generated while flowing between the
1 回転部
2 動翼
3 シュラウド
4 ノズル
5a,5b ダイアフラム
6 ケーシング
7a,7b グランド部
8 ラビリンスフィン
9 絞り部
10 チャンバ
11 ラビリンスシール
12a 回転軸中心
12b 振れ廻り中心
13 圧力分布
15 静止部
16 回転部
17 ノズル
18 動翼
19 段落
20 タービンロータ
21 シュラウド
22 ケーシング
23 ラビリンスシール
24 シールフィン
25 ダイアフラム
26 案内羽根
27 剥離渦
28 溝
29 コーナ部
30 突出し部
31 摩擦抵抗部
32 ブラシ
33 突起片
34 くぼみ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004289209A JP2006104952A (en) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | Swirling flow preventive device of fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004289209A JP2006104952A (en) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | Swirling flow preventive device of fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006104952A true JP2006104952A (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36374995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004289209A Pending JP2006104952A (en) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | Swirling flow preventive device of fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006104952A (en) |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008128275A (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Hitachi Ltd | Labyrinth seal |
JP2009047043A (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Axial flow turbine |
JP2009085185A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Toshiba Corp | Axial flow turbine and axial flow turbine stage structure |
JP2010031723A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Steam turbine |
JP2011052645A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine |
JP2012002234A (en) * | 2011-10-03 | 2012-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Axial flow turbine |
EP2428649A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Anti-swirl device in a leakage flow of a turbomachine |
JP2013174192A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Hitachi Ltd | Turbo machine |
WO2014010052A1 (en) | 2012-07-11 | 2014-01-16 | 株式会社日立製作所 | Axial flow fluid machine |
US20140119901A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | Hitachi, Ltd. | Axial Flow Turbine |
US8727713B2 (en) | 2010-03-26 | 2014-05-20 | Hitachi, Ltd. | Rotor oscillation preventing structure and steam turbine using the same |
WO2014091599A1 (en) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | 株式会社日立製作所 | Rotary fluid machine |
WO2014115706A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 三菱重工業株式会社 | Seal mechanism and rotating machine provided with seal mechanism |
WO2014162767A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 三菱重工業株式会社 | Rotating machine |
US20150132114A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Axial turbine |
WO2015083588A1 (en) | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Seal structure and rotary machine |
US9879786B2 (en) | 2012-08-23 | 2018-01-30 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Rotary machine |
JP2019082154A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 三菱重工業株式会社 | Turbine and rotor blade |
CN110080829A (en) * | 2019-04-18 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | A kind of anti-rotating plate structure of the inner surface with hole slot |
JP2019157713A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 三菱重工業株式会社 | Rotary machine |
CN108204251B (en) * | 2016-12-20 | 2020-05-26 | 上海汽轮机厂有限公司 | Flow guiding structure for steam seal outlet at blade top |
US10669876B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-06-02 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Seal structure and turbomachine |
US10794209B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine rotor blade and rotary machine |
US11066948B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary machine |
-
2004
- 2004-09-30 JP JP2004289209A patent/JP2006104952A/en active Pending
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008128275A (en) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Hitachi Ltd | Labyrinth seal |
JP2009047043A (en) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Axial flow turbine |
JP2009085185A (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Toshiba Corp | Axial flow turbine and axial flow turbine stage structure |
JP2010031723A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Steam turbine |
JP2011052645A (en) * | 2009-09-03 | 2011-03-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine |
US8727713B2 (en) | 2010-03-26 | 2014-05-20 | Hitachi, Ltd. | Rotor oscillation preventing structure and steam turbine using the same |
EP2428649A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Anti-swirl device in a leakage flow of a turbomachine |
WO2012032105A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Swirl breaker in a leakage flow of a turbomachine |
JP2012002234A (en) * | 2011-10-03 | 2012-01-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Axial flow turbine |
JP2013174192A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Hitachi Ltd | Turbo machine |
CN104520540A (en) * | 2012-07-11 | 2015-04-15 | 三菱日立电力系统株式会社 | Axial flow fluid machine |
WO2014010052A1 (en) | 2012-07-11 | 2014-01-16 | 株式会社日立製作所 | Axial flow fluid machine |
US9879786B2 (en) | 2012-08-23 | 2018-01-30 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Rotary machine |
US20140119901A1 (en) * | 2012-10-25 | 2014-05-01 | Hitachi, Ltd. | Axial Flow Turbine |
US9476315B2 (en) * | 2012-10-25 | 2016-10-25 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Axial flow turbine |
WO2014091599A1 (en) | 2012-12-13 | 2014-06-19 | 株式会社日立製作所 | Rotary fluid machine |
US9995164B2 (en) | 2012-12-13 | 2018-06-12 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Rotating fluid machine |
WO2014115706A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 三菱重工業株式会社 | Seal mechanism and rotating machine provided with seal mechanism |
WO2014162767A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 三菱重工業株式会社 | Rotating machine |
US10247025B2 (en) | 2013-04-03 | 2019-04-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotating machine |
KR20150114964A (en) | 2013-04-03 | 2015-10-13 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | Rotating machine |
US20150132114A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Axial turbine |
KR20160079046A (en) | 2013-12-03 | 2016-07-05 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Seal structure and rotary machine |
WO2015083588A1 (en) | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Seal structure and rotary machine |
US10385714B2 (en) | 2013-12-03 | 2019-08-20 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Seal structure and rotary machine |
US10669876B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-06-02 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Seal structure and turbomachine |
CN108204251B (en) * | 2016-12-20 | 2020-05-26 | 上海汽轮机厂有限公司 | Flow guiding structure for steam seal outlet at blade top |
JP2019082154A (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | 三菱重工業株式会社 | Turbine and rotor blade |
JP2019157713A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 三菱重工業株式会社 | Rotary machine |
US10876421B2 (en) | 2018-03-09 | 2020-12-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary machine |
US11066948B2 (en) | 2018-03-09 | 2021-07-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotary machine |
JP7029317B2 (en) | 2018-03-09 | 2022-03-03 | 三菱重工業株式会社 | Rotating machine |
US10794209B2 (en) | 2018-03-29 | 2020-10-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine rotor blade and rotary machine |
CN110080829A (en) * | 2019-04-18 | 2019-08-02 | 西安交通大学 | A kind of anti-rotating plate structure of the inner surface with hole slot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006104952A (en) | Swirling flow preventive device of fluid machine | |
JP6131177B2 (en) | Seal structure and rotating machine | |
JP6266197B2 (en) | Turbine engine seal | |
US10316679B2 (en) | Seal structure and rotating machine | |
JP2007321721A (en) | Axial flow turbine stage and axial flow turbine | |
JP2008184974A (en) | Seal device for fluid machine and steam turbine | |
JP5972374B2 (en) | Axial fluid machine | |
JP2008057416A (en) | Axial flow turbine | |
JP5147885B2 (en) | Rotor vibration preventing structure and steam turbine using the same | |
JP2010159667A (en) | Axial flow turbine | |
JP2008101614A (en) | Stationary-rotating assembly having surface feature for enhanced containment of fluid flow, and related processes | |
JP2009085185A (en) | Axial flow turbine and axial flow turbine stage structure | |
JP2011106474A (en) | Axial flow turbine stage and axial flow turbine | |
JP2007120476A (en) | Swirl flow prevention device for fluid machine | |
JP5517530B2 (en) | Turbine | |
JP2014141912A (en) | Rotary machine | |
JP6712873B2 (en) | Seal structure and turbo machine | |
JP7054582B2 (en) | Sealing device and turbomachinery | |
WO2014115706A1 (en) | Seal mechanism and rotating machine provided with seal mechanism | |
JP2014152696A (en) | Labyrinth seal device, and turbomachine using the same | |
JP2009257116A (en) | Seal device and steam turbine | |
JP6662661B2 (en) | Seal structure and turbo machinery | |
JP2005105984A (en) | Vortical flow preventive device of fluid machine | |
JP7370226B2 (en) | steam turbine | |
JP2014141955A (en) | Rotary machine |