JP7148273B2 - steam turbine - Google Patents
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Description
本発明は、蒸気タービンに関する。 The present invention relates to steam turbines.
蒸気タービンやガスタービンを含むターボ機械は、外部から取り入れた流体のエネルギーをロータの回転運動に変換する。具体的には蒸気タービンは、軸線回りに回転するロータと、ロータを外周側から覆うケーシングと、を備えている。ロータの外周面には複数の動翼段(動翼)が設けられ、ケーシングの内周面には複数の静翼段(静翼)が設けられている。これら動翼段と静翼段とは、軸線方向に互い違いになるように配列される。ケーシング内に導かれた流体は、動翼段と静翼段とに交互に衝突することで上記ロータを回転させる。 Turbomachinery, including steam turbines and gas turbines, converts the energy of a fluid taken in from the outside into rotational motion of a rotor. Specifically, a steam turbine includes a rotor that rotates about an axis and a casing that covers the rotor from the outer peripheral side. A plurality of moving blade stages (moving blades) are provided on the outer peripheral surface of the rotor, and a plurality of stationary blade stages (stationary blades) are provided on the inner peripheral surface of the casing. The rotor blade stages and the stator blade stages are arranged so as to be staggered in the axial direction. The fluid introduced into the casing rotates the rotor by alternately colliding with the moving blade stages and the stationary blade stages.
ところで、蒸気タービンでは、ロータの円滑な回転を実現するため、動翼の先端部(シュラウド)とケーシングの内周面との間に一定のクリアランスが設けられることが一般的である。しかしながら、当該クリアランスを流通する蒸気は、動翼や静翼に衝突することなく下流側に流れ去ってしまうことから、ロータの回転駆動に際して何ら寄与するところがない。したがって、このクリアランスにおける蒸気の流通(漏れ)を可能な限り低減するための技術が必要となる。このような技術の一例として、下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に係る装置では、静翼外輪の下流側に設けられた庇部の内周面と、動翼シュラウドの外周面との間に複数のフィンが設けられている。さらに、庇部の内周面は、静翼外輪の内周面よりも径方向外側に位置している。これにより、互いに隣接する一対の静翼外輪と、庇部の内周面とによって凹部が形成されている。動翼シュラウド及びフィンはこの凹部内に収容されている。フィンが設けられていることにより、主流蒸気から逸脱して凹部内に流れ込む漏れ蒸気が低減され、蒸気タービンの効率が向上するとされている。
By the way, in a steam turbine, in order to realize smooth rotation of the rotor, it is common to provide a constant clearance between the tip portions (shrouds) of moving blades and the inner peripheral surface of the casing. However, since the steam flowing through the clearance flows downstream without colliding with the moving blades or stationary blades, it does not contribute to the rotational driving of the rotor. Therefore, there is a need for a technique for reducing steam circulation (leakage) in this clearance as much as possible. As an example of such technology, one described in
しかしながら、上記のフィンの先端と動翼シュラウドの外周面との間には隙間が形成されていることから、この隙間を流通する漏れ蒸気が依然として存在する。漏れ蒸気は、最も下流側のフィンと、凹部の下流側の面(下流側に位置する静翼外輪の上流側を向く面)との間で渦を形成する。この渦から逸脱した一部の成分は、凹部の下流側の面に衝突して向きを変え、主流蒸気に合流する。具体的には、この漏れ蒸気は径方向外側から内側に向かって流れる。一方で、主流蒸気は上流側から下流側に向かって流れている。このため、漏れ蒸気と主流蒸気とが交差する角度が大きくなり、両者の間で混合損失(ミキシングロス)が発生してしまう。その結果、蒸気タービンの効率が低下してしまう虞がある。 However, since a gap is formed between the tips of the fins and the outer peripheral surface of the rotor blade shroud, leakage steam still exists through this gap. The leaked steam forms a vortex between the most downstream fin and the downstream side surface of the recess (the surface facing the upstream side of the stator blade outer ring located downstream). Some of the components that deviate from this vortex collide with the downstream surface of the recess, change direction, and join the mainstream steam. Specifically, this leaked steam flows from the radially outer side toward the inner side. On the other hand, mainstream steam flows from the upstream side toward the downstream side. For this reason, the angle at which the leaked steam and the mainstream steam intersect becomes large, and a mixing loss occurs between them. As a result, the efficiency of the steam turbine may decrease.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、ミキシングロスを低減することで効率の向上した蒸気タービンを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a steam turbine with improved efficiency by reducing mixing loss.
本発明の第一の態様によれば、蒸気タービンは、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、を備え、前記凹部は、前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から、前記対向面よりも径方向外側を経由して上流側に向かうに従って径方向内側に向かって延びて、前記フィンの下流側を向く面における径方向外側の端部に接続された還流面と、を有し、前記案内面、前記還流面、前記前記フィンの下流側を向く面によって区画された領域に、前記案内面、前記還流面、前記前記フィンの下流側を向く面の順で旋回する渦が形成される。 According to a first aspect of the present invention, a steam turbine includes a rotating shaft rotating about an axis, a moving blade body extending radially outward from the rotating shaft, and a radially outer end portion of the moving blade body. a rotor blade having a shroud provided in a casing; a casing surrounding the rotor blade from the radially outer side and having a recess for accommodating the shroud on the inner peripheral side; and a facing surface of the recess facing the shroud. a fin that protrudes radially inward and forms a clearance between itself and the outer peripheral surface of the shroud, wherein the recess faces the axial downstream side of the clearance and extends radially outward toward the downstream side. and a guide surface extending radially inward from the downstream and radially outer end of the guide surface toward the upstream side via the radially outer side of the opposing surface. and a return surface connected to a radially outer end of the downstream facing surface, wherein the guide surface is located in a region defined by the guide surface, the return surface, and the downstream facing surfaces of the fins. A swirling vortex is formed in the order of the surface, the return surface, and the downstream facing surface of the fin.
ここで、フィンの下流側を向く面と、案内面及び還流面とによって囲まれた空間内では、クリアランスを通過した蒸気によって、案内面から還流面を経てフィンに向かう方向に旋回する渦が形成される。上記の構成では、案内面は下流側に向かうに従って径方向外側に延びている。これにより、例えば案内面が軸線に対して直交する方向(径方向)に広がっている場合に比べて、蒸気の流れにおける軸線方向の成分が増加して、より強い渦が形成されやすくなる。さらに、還流面は、対向面よりも径方向外側を経由してフィンの下流側を向く面まで延びている。これにより、例えば還流面が径方向において対向面と同一の位置にある場合に比べて、渦が形成される領域を拡大することができる。その結果、渦の旋回中心は相対的に下流側に移動するとともに、渦の半径はより大きくなる。したがって、シュラウドと案内面との間では、渦が径方向内側に向かって膨らむ。具体的には、フィンの下流面を経てシュラウドの外周面に到達した蒸気の流れは、シュラウドの下流側の端部から下流側かつ径方向内側に向かって流れる。即ち、凹部から流れ出る蒸気の流れ方向が、動翼本体の周囲を流れる蒸気(主流)の流れ方向に近付き、両者の間におけるミキシングロスを低減することができる。 Here, in the space surrounded by the surface of the fin facing the downstream side, the guide surface, and the reflux surface, the steam that has passed through the clearance forms a vortex swirling in the direction from the guide surface to the fin via the reflux surface. be done. In the above configuration, the guide surface extends radially outward toward the downstream side. As a result, compared to the case where the guide surface spreads in the direction (radial direction) orthogonal to the axis, for example, the axial component of the steam flow increases, making it easier to form a stronger vortex. Furthermore, the reflux surface extends to the surface of the fin facing downstream via the radially outer side of the opposing surface. As a result, the region in which the vortex is formed can be expanded, for example, compared to the case where the reflux surface is at the same position as the opposing surface in the radial direction. As a result, the swirl center of the vortex moves relatively downstream and the radius of the vortex becomes larger. Therefore, a vortex expands radially inward between the shroud and the guide surface. Specifically, the flow of steam that reaches the outer peripheral surface of the shroud through the downstream surface of the fin flows downstream and radially inward from the downstream end of the shroud. That is, the flow direction of the steam flowing out from the recess becomes closer to the flow direction of the steam (main stream) flowing around the rotor blade body, and the mixing loss between them can be reduced.
本発明の第二の態様によれば、前記還流面は、前記軸線を含む断面視で、該軸線に交差する方向に直線状に延びていてもよい。 According to the second aspect of the present invention, the reflux surface may extend linearly in a direction intersecting the axis in a cross-sectional view including the axis.
この構成によれば、還流面が軸線に交差する直線状に延びていることから、例えば還流面が曲面状である場合や複数の面で構成されている場合に比べて、加工に要する時間やコストを低減することができる。 According to this configuration, since the return surface extends in a straight line that intersects with the axis, the time required for processing and processing are reduced compared to the case where the return surface is curved or composed of a plurality of surfaces, for example. Cost can be reduced.
本発明の第三の態様によれば、蒸気タービンは、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、を備え、前記凹部は、前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、を有し、前記還流面は、前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側の位置まで、径方向外側に向かうに従って上流側に延びる第一還流面と、該第一還流面の径方向外側の端部から前記フィンの下流側を向く面まで、上流側に向かうに従って径方向内側に延びる第二還流面と、を有する。 According to a third aspect of the present invention, a steam turbine includes a rotating shaft rotating about an axis, a moving blade body extending radially outwardly from the rotating shaft, and a radially outer end portion of the moving blade body. a rotor blade having a shroud provided in a casing; a casing surrounding the rotor blade from the radially outer side and having a recess for accommodating the shroud on the inner peripheral side; and a facing surface of the recess facing the shroud. a fin that protrudes radially inward and forms a clearance between itself and the outer peripheral surface of the shroud, wherein the recess faces the axial downstream side of the clearance and extends radially outward toward the downstream side. and a reflux surface extending from the downstream and radially outer end of the guide surface to the surface of the fin facing the downstream side via the radially outer side of the opposing surface, The reflux surface includes a first reflux surface that extends radially outward and upstream from a radially outer end portion of the guide surface to a position radially outer than the opposing surface; a second reflux surface that extends radially inward toward the upstream side from the radially outer end of the reflux surface to the surface of the fin that faces the downstream side .
この構成では、還流面が第一還流面と第二還流面とを有している。第一還流面は径方向外側に向かうに従って上流側に延び、第二還流面は上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。即ち、案内面と第一還流面とがなす角度、及び第一還流面と第二還流面とがなす角度が、それぞれ鈍角に近付く方向に大きくなる。これにより、例えば第一還流面と第二還流面とが面一である場合(即ち、還流面が1つのみの面で形成されている場合)に比べて、案内面と還流面との間に形成される渦の死水域を小さくすることができる。加えて、渦の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦のエネルギーの散逸が抑制され、ミキシングロスをさらに低減することができる。 In this configuration, the return flow surface has a first return surface and a second return surface. The first reflux surface extends radially outward toward the upstream side, and the second reflux surface extends radially inward toward the upstream side. That is, the angle formed by the guide surface and the first reflux surface and the angle formed by the first reflux surface and the second reflux surface increase in a direction approaching an obtuse angle. As a result, compared to, for example, the case where the first and second reflux surfaces are flush with each other (that is, when the reflux surface is formed of only one surface), the It is possible to reduce the dead water area of the vortex formed in the In addition, the swirl center of the vortex moves further downstream. As a result, dissipation of vortex energy is suppressed, and mixing loss can be further reduced.
本発明の第四の態様によれば、蒸気タービンは、蒸気タービンは、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、を備え、前記凹部は、前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、を有し、前記還流面は、前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側の位置まで、径方向外側に向かうに従って上流側に延びる第一還流面と、該第一還流面の径方向外側の端部から径方向外側に向かうに従ってさらに上流側に延びる第二還流面と、該第二還流面の径方向外側の端部から前記フィンの下流側を向く面まで、上流側に向かうに従って径方向内側に延びる第三還流面と、を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, a steam turbine comprises: a rotating shaft rotating about an axis; a moving blade body extending radially outward from the rotating shaft; a rotor blade having a shroud provided on an outer end thereof; a casing surrounding the rotor blade from the radially outer side and having a recess formed therein for accommodating the shroud; and a recess facing the shroud in the recess. and a fin that protrudes radially inward from the facing surface to form a clearance between itself and the outer peripheral surface of the shroud, and the recess faces the axially downstream side of the clearance and extends toward the downstream side. a guide surface extending radially outward according to the guide surface, and a reflux surface extending from the downstream and radially outer end of the guide surface to the downstream surface of the fin via the radially outer side of the opposing surface; and the reflux surface includes a first reflux surface that extends radially outward and upstream from a downstream radially outer end of the guide surface to a position radially outer than the opposing surface. , a second reflux surface extending further upstream from the radially outer end of the first reflux surface, and a downstream side of the fin from the radially outer end of the second reflux surface; a third reflux surface that extends radially inward toward the upstream side to the facing surface .
この構成では、還流面が第一還流面と第二還流面と第三還流面とを有している。第一還流面は径方向外側に向かうに従って上流側に延び、第二還流面は径方向外側に向かうに従ってさらに上流側に延びている。第三還流面は上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。即ち、案内面と第一還流面とがなす角度、第一還流面と第二還流面とがなす角度、及び第二還流面と第三還流面とがなす角度が、それぞれ鈍角に近付く方向に大きくなる。これにより、案内面と還流面との間に形成される渦の死水域をさらに小さくすることができる。加えて、渦の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦のエネルギーの散逸をさらに抑制することができる。 In this configuration, the return flow surface has a first return surface, a second return surface and a third return surface. The first reflux surface extends upstream as it goes radially outward, and the second reflux surface extends further upstream as it goes radially outward. The third reflux surface extends radially inward toward the upstream side. That is, the angle formed by the guide surface and the first return flow surface, the angle formed by the first return flow surface and the second return flow surface, and the angle formed by the second return flow surface and the third return flow surface are each approaching an obtuse angle. growing. Thereby, the dead water area of the vortex formed between the guide surface and the reflux surface can be further reduced. In addition, the swirl center of the vortex moves further downstream. As a result, dissipation of vortex energy can be further suppressed.
本発明の第五の態様によれば、前記還流面は、前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部と前記フィンの下流側を向く面との間で、径方向外側に向かって膨らむ曲面状をなしていてもよい。 According to a fifth aspect of the present invention, the return surface bulges radially outward between the downstream and radially outer end of the guide surface and the downstream-facing surface of the fin. It may be curved.
この構成によれば、還流面が曲面状をなしていることから、渦は死水域を形成することなくこの還流面に沿って流れる。加えて、渦の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦のエネルギーの散逸をさらに効果的に抑制することができる。 According to this configuration, since the reflux surface is curved, the vortex flows along the reflux surface without forming a dead water area. In addition, the swirl center of the vortex moves further downstream. As a result, dissipation of vortex energy can be suppressed more effectively.
本発明の第六の態様によれば、蒸気タービンは、蒸気タービンは、軸線回りに回転する回転軸と、該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、を備え、前記凹部は、前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、を有し、前記案内面の上流側かつ径方向内側の端部は、前記シュラウドの外周面よりも径方向内側に位置している。 According to a sixth aspect of the present invention, the steam turbine comprises a rotating shaft that rotates about an axis, a moving blade body that extends radially outward from the rotating shaft, and a moving blade body that extends radially outward from the rotating shaft. a rotor blade having a shroud provided on an outer end thereof; a casing surrounding the rotor blade from the radially outer side and having a recess formed therein for accommodating the shroud; and a recess facing the shroud in the recess. and a fin that protrudes radially inward from the facing surface to form a clearance between itself and the outer peripheral surface of the shroud, and the recess faces the axially downstream side of the clearance and extends toward the downstream side. a guide surface extending radially outward according to the guide surface, and a reflux surface extending from the downstream and radially outer end of the guide surface to the downstream surface of the fin via the radially outer side of the opposing surface; and the upstream and radially inner end of the guide surface is positioned radially inward of the outer peripheral surface of the shroud.
この構成では、案内面の上流側かつ径方向内側の端部が、シュラウドの外周面よりも径方向内側に位置している。これにより、シュラウドの外周面と案内面の端部との間では、渦は下流側に向かうに従って径方向内側に流れる。その結果、凹部から流れ出る蒸気の流れ方向が、動翼本体の周囲を流れる蒸気(主流)の流れ方向に近付き、両者の間におけるミキシングロスをさらに低減することができる。 In this configuration, the upstream and radially inner end of the guide surface is positioned radially inward of the outer peripheral surface of the shroud. As a result, between the outer peripheral surface of the shroud and the end of the guide surface, the vortex flows radially inward toward the downstream side. As a result, the flow direction of the steam flowing out from the recess becomes closer to the flow direction of the steam (main stream) flowing around the rotor blade body, and the mixing loss between them can be further reduced.
本発明の第七の態様によれば、前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部は、前記シュラウドの外周面よりも径方向外側に位置していてもよい。 According to a seventh aspect of the present invention, the downstream and radially outer end of the guide surface may be positioned radially outwardly of the outer peripheral surface of the shroud.
この構成によれば、案内面の下流側かつ径方向外側の端部は、シュラウドの外周面よりも径方向外側に位置している。これにより、シュラウドの外周面を通過して下流側に向かって流れる蒸気の流れを、径方向外側かつ下流側に向かってより円滑に案内することができる。その結果、渦の形成をさらに促進することができる。 According to this configuration, the downstream and radially outer end portion of the guide surface is located radially outer than the outer peripheral surface of the shroud. As a result, the flow of steam passing through the outer peripheral surface of the shroud and flowing downstream can be guided more smoothly radially outward and downstream. As a result, vortex formation can be further promoted.
本発明によれば、ミキシングロスを低減することで効率の向上した蒸気タービンを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a steam turbine with improved efficiency by reducing mixing loss.
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態について、図1と図2を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係る蒸気タービン1は、回転軸2と、軸受装置3と、複数の動翼段4と、ケーシング5と、複数の静翼段6と、フィン7(図2参照)と、を備えている。回転軸2は軸線Oに沿って延びる柱状をなしており、当該軸線O回りに回転可能である。軸受装置3は、この回転軸2の軸端を支持している。軸受装置3は、一対のジャーナル軸受31と、1つのみのスラスト軸受32と、を有している。一対のジャーナル軸受31は、回転軸2の軸線O方向両側の端部にそれぞれ設けられている。各ジャーナル軸受31は、軸線Oに対する径方向への荷重を支持する。スラスト軸受32は、軸線O方向一方側にのみ設けられている。スラスト軸受32は、軸線O方向への荷重を支持する。回転軸2の外周面には、軸線O方向に間隔をあけて配列された複数の動翼段4が設けられている。各動翼段4は、軸線Oに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の動翼40を有している。動翼40は、動翼プラットフォーム41と、動翼本体42と、動翼シュラウド43と、を有している。動翼プラットフォーム41は、回転軸2の外周面から径方向外側に向かって突出している。動翼本体42は、動翼プラットフォーム41の外周面に取り付けられている。動翼本体42は、径方向に延びるとともに、径方向から見て翼型の断面形状を有している。動翼本体42の径方向外側の端部には、動翼シュラウド43が取り付けられている。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. As shown in FIG. 1, a
回転軸2、及び動翼段4(動翼40)は、径方向外側からケーシング5によって囲われている。ケーシング5は、軸線Oを中心とする筒状をなしている。ケーシング5の内周面には、軸線O方向に間隔をあけて配列された複数の静翼段6が設けられている。これら静翼段6は、軸線O方向において上記の動翼段4と交互に配列されている。各静翼段6は、軸線Oに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の静翼60を有している。静翼60は、静翼本体61と、静翼シュラウド62と、を有している。静翼本体61は、ケーシング5の内周面に取り付けられている。静翼本体61は、径方向に延びるとともに、径方向から見て翼型の断面形状を有している。静翼本体61の径方向内側の端部には、静翼シュラウド62が取り付けられている。ケーシング5の内周面における互いに隣接する一対の静翼60同士の間には、ケーシング5の内周面から径方向外側に向かって凹む凹部8が形成されている。上述の動翼シュラウド43は、この凹部8に収容されている。
The
ケーシング5の軸線O方向一方側の端部には、外部から供給された高温高圧の蒸気を導入する吸気口51が形成されている。ケーシング5の軸線O方向他方側の端部には、ケーシング5内を通過した蒸気を排出する排気口52が形成されている。吸気口51から導入された蒸気は、軸線O方向一方側から他方側にむかってケーシング5内を通過する中途で複数の動翼段4(動翼40)、及び複数の静翼段6(静翼60)に交互に衝突する。これにより、回転軸2に回転エネルギーが付与される。回転軸2の回転は軸端から取り出されて、例えば発電機(不図示)の駆動等に利用される。以降の説明では、軸線O方向一方側から他方側に向かってケーシング5内を流通する蒸気の流れを主流Fmと呼ぶ。さらに、主流Fmの流れて来る側(軸線O方向一方側)を上流側と呼び、主流Fmの流れ去る側(軸線O方向他方側)を下流側と呼ぶ。
An
続いて、図2を参照して上記の凹部8の周辺の構成について説明する。図2は、軸線Oを含む断面における凹部8の周辺を拡大して示した図である。同図に示すように、凹部8はケーシング5の内周面(ケーシング内周面5A)から、径方向外側に向かって角溝状に凹んでいる。凹部8は、相対的に上流側に位置する第一領域81と、第一領域81の下流側に位置する第二領域82と、を有している。第一領域81を形成する各面のうち、下流側を向く面(即ち、第一領域81内における上流側に位置する面)は上流側壁面8Aとされている。第一領域81を形成する各面のうち、径方向内側を向く面は対向面8Bとされている。対向面8Bは軸線Oに沿って延びている。対向面8Bは上記の動翼シュラウド43の外周面(シュラウド外周面43A)に径方向外側から対向している。本実施形態では、断面視において上流側壁面8Aと対向面8Bとは互いに直交している。
Next, the configuration around the
対向面8Bには、軸線O方向に間隔をあけて配列された複数(2つ)のケーシング側フィン71(フィン7)が設けられている。各ケーシング側フィン71は、対向面8Bから径方向内側に向かって延びる板状をなしている。各ケーシング側フィン71の先端部とシュラウド外周面43Aとの間には、径方向に広がる隙間(クリアランスC)が形成されている。さらに、シュラウド外周面43A上であって、上記2つのケーシング側フィン71同士の間には、動翼側フィン72(フィン7)が設けられている。動翼側フィン72は、シュラウド外周面43Aから径方向外側に向かって延びる板状をなしている。動翼側フィン72の先端部と対向面8Bとの間には、径方向に広がる隙間(クリアランスC)が形成されている。
A plurality (two) of casing-side fins 71 (fins 7) arranged at intervals in the direction of the axis O are provided on the facing surface 8B. Each casing-
次に、第二領域82の構成について説明する。第二領域82は、上記2つのケーシング側フィン71のうち、最も下流側に位置するケーシング側フィン71(下流側フィン71D)を挟んで、第一領域81と隔てられている。第二領域82は、下流側フィン71Dの下流側を向く面である第二上流側壁面71Sと、第二上流側壁面71Sと軸線O方向から対向する案内面S1と、径方向内側を向く還流面S2と、を有している。第二上流側壁面71Sの径方向外側の端部L1は、上述の対向面8Bよりも径方向外側に位置している。さらに、この端部L1は、動翼シュラウド43の下流側の端縁S1よりも上流側に位置している。第二上流側壁面71Sは、端部L1から径方向内側に向かうに従って、下流側から上流側に向かって延びている。
Next, the configuration of the
案内面S1は、下流側フィン71Dの先端部とシュラウド外周面43Aとの間に形成されたクリアランスCの下流側に対向している。即ち、案内面S1の径方向内側の端部L2は、シュラウド外周面43Aよりも径方向内側に位置している。案内面S1は、この端部L2から下流側に向かうに従って径方向外側に向かって平面状に延びている。言い換えると、案内面S1は軸線Oを含む断面視において、ケーシング内周面5A(又は、軸線O)に対して交差する方向に延びている。案内面S1の下流側かつ径方向外側の端部L3は、第二上流側壁面71Sの径方向外側の端部L1よりも径方向外側に位置している。なお、案内面S1と軸線Oとがなす角度θは、15°から75°までの範囲内にあることが望ましい。さらに望ましくは、角度θは、30°から60°までの範囲内とされる。最も望ましくは、角度θは、40°から50°までの範囲内とされる。
The guide surface S1 faces the downstream side of the clearance C formed between the tip of the downstream fin 71D and the shroud outer
端部L1と端部L3とを接続する面は還流面S2とされている。即ち、還流面S2は、上流側の端部L1から下流側の端部L3に向かうに従って径方向外側に向かって平面状(断面視においては直線状)に延びている。さらに言い換えれば、この還流面S2は案内面S1の端部L3から、対向面8Bよりも径方向外側を経由して第二上流側壁面71Sまで延びている。
A surface connecting the end portion L1 and the end portion L3 is a reflux surface S2. That is, the reflux surface S2 extends radially outward in a planar shape (linearly in a cross-sectional view) from the upstream end L1 toward the downstream end L3. In other words, the return surface S2 extends from the end L3 of the guide surface S1 to the second upstream
次に、本実施形態に係る蒸気タービン1の動作について説明する。蒸気タービン1を運転するに当たっては、外部の蒸気供給源(ボイラ等)から上述の吸気口51を通じてケーシング5内に蒸気が供給される。蒸気は、ケーシング5内を上流側から下流側に向かう主流Fmを形成する。主流Fmは、ケーシング5内を通過する中途で、複数の静翼段6、及び複数の動翼段4に交互に衝突する。静翼段6は蒸気の流れを整流する。この整流された蒸気の流れが動翼段4に衝突することで回転軸2に回転エネルギーが付与される。
Next, operation of the
ここで、主流Fmの一部は上述の凹部8内に流れ込むことで副流Fsを形成する。より詳細には、副流Fsは、凹部8の上流側壁面8Aと動翼シュラウド43との間の隙間を通じて第一領域81内に流入する。副流Fsの一部の成分は、上述のフィン7によって阻止される。一方で、副流Fsの残余の成分は、ケーシング側フィン71とシュラウド外周面43Aとの間のクリアランスC、及び動翼側フィン72と対向面8Bとの間のクリアランスCを通じて下流側の第二領域82内に流入する。第二領域82内に流入した副流Fsは、クリアランスCと対向する案内面S1に衝突して向きを変え、当該案内面S1に沿って径方向外側に向かって流れる。案内面S1を経て径方向外側に到達した副流Fsは、還流面S2に衝突して向きを変え、当該還流面S2に沿って下流側から上流側に向かって流れる。その後、副流Fsは第二上流側壁面71Sに沿って径方向外側から内側に向かって流れる。即ち、第二領域82内では、案内面S1、還流面S2、及び第二上流側壁面71Sの順で旋回する渦V1が形成されている。なお、案内面S1と還流面S2とが形成する隅部では、この渦V1とは別の小さな渦(小渦V2)が形成されている。即ち、この隅部は死水域となる。
Here, a part of the main stream Fm flows into the
上記の渦V1のうち、一部の成分Fp(即ち、副流Fsの一部の成分)は、動翼シュラウド43と案内面S1との間の隙間を通じて主流Fmに合流する(混合される)。ここで、上記の構成では、案内面S1は下流側に向かうに従って径方向外側に延びている。これにより、例えば案内面S1が軸線Oに対して直交する方向(径方向)に広がっている場合に比べて、蒸気の流れにおける軸線O方向の成分が増加して、より強い渦V1が形成されやすくなる。
A part of the component Fp (that is, a part of the side flow Fs) of the vortex V1 merges (mixes) with the main flow Fm through the gap between the
さらに、還流面S2は、対向面8Bよりも径方向外側を経由してフィン7の下流側を向く面まで延びている。これにより、例えば還流面S2が径方向において対向面8Bと同一の位置にある場合に比べて、渦V1が形成される領域の容積を拡大することができる。その結果、渦V1の旋回中心は相対的に下流側に移動するとともに、渦V1の半径はより大きくなる。したがって、シュラウドと案内面S1との間では、渦V1が径方向内側に向かって膨らむ。具体的には、フィン7の下流面を経てシュラウドの外周面に到達した蒸気の流れは、シュラウドの下流側の端縁S1から下流側かつ径方向内側に向かって流れる。即ち、凹部8(第二領域82)から流れ出る蒸気の流れ方向が、動翼本体42の周囲を流れる蒸気(主流Fm)の流れ方向に近付き、両者の間におけるミキシングロスを低減することができる。その結果、蒸気タービン1の効率を向上させることができる。
Further, the reflux surface S2 extends to the downstream side surface of the
さらに、上記の構成によれば、還流面S2が軸線Oに交差する直線状に延びていることから、例えば還流面S2が曲面状である場合や複数の面で構成されている場合に比べて、加工に要する時間やコストを低減することができる。 Furthermore, according to the above configuration, since the return surface S2 extends in a straight line that intersects with the axis O, the return surface S2 is curved or composed of a plurality of surfaces. , the time and cost required for processing can be reduced.
加えて、上記の構成では、案内面S1の上流側かつ径方向内側の端部L2が、シュラウドの外周面よりも径方向内側に位置している。これにより、シュラウド外周面43Aと案内面S1の端部との間では、渦V1は下流側に向かうに従って径方向内側に流れる。その結果、凹部8から流れ出る蒸気の流れ方向が、動翼本体42の周囲を流れる蒸気(主流Fm)の流れ方向に近付き、両者の間におけるミキシングロスをさらに低減することができる。
In addition, in the above configuration, the upstream and radially inner end portion L2 of the guide surface S1 is positioned radially inward of the outer peripheral surface of the shroud. As a result, between the shroud outer
さらに加えて、上記の構成によれば、案内面S1の下流側かつ径方向外側の端部L3は、シュラウド外周面43Aよりも径方向外側に位置している。これにより、シュラウド外周面43Aを通過して下流側に向かって流れる蒸気の流れを、径方向外側かつ下流側に向かってより円滑に案内することができる。その結果、渦V1の形成をさらに促進することができる。
In addition, according to the above configuration, the downstream and radially outer end portion L3 of the guide surface S1 is located radially outer than the shroud outer
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング側フィン71が2つ設けられ、動翼側フィン72が1つのみ設けられている例について説明した。しかしながら、これらケーシング側フィン71、及び動翼側フィン72の数は上記に限定されず、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。
The first embodiment of the present invention has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which two casing-
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図3を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第二領域82の形状が第一実施形態とは異なっている。より具体的には、還流面S22は、第一還流面S221と、第二還流面S222と、を有している。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the structure similar to said 1st embodiment, and detailed description is abbreviate|omitted. As shown in the figure, in this embodiment, the shape of the
第一還流面S221は、案内面S21の下流側かつ径方向外側の端部L3´から対向面8Bよりも径方向外側の位置まで延びている。より詳細には、第一還流面S221は、径方向外側に向かうに従って上流側に延びている。なお、この端部L3´は、上述の第一実施形態における端部L3よりも径方向内側かつ下流側に位置している。即ち、本実施形態では、案内面S21とケーシング内周面5A(又は、軸線O)とがなす角度θ´は、上述の第一実施形態における角度θよりも小さい。第二還流面S222は、第一還流面S221の径方向外側の端部L4から第二上流側壁面71Sまで延びている。第二還流面S222は、上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。
The first reflux surface S221 extends from the downstream and radially outer end portion L3' of the guide surface S21 to a position radially outer than the facing surface 8B. More specifically, the first reflux surface S221 extends upstream as it extends radially outward. In addition, this end L3' is positioned radially inward and downstream of the end L3 in the above-described first embodiment. That is, in this embodiment, the angle θ′ formed between the guide surface S21 and the casing inner
本実施形態に係る構成では、還流面S22が第一還流面S221と第二還流面S222とを有している。第一還流面S221は径方向外側に向かうに従って上流側に延び、第二還流面S222は上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。即ち、案内面S21と第一還流面S221とがなす角度、及び第一還流面S221と第二還流面S222とがなす角度が、それぞれ鈍角に近付く方向に大きくなる。これにより、例えば第一還流面S221と第二還流面S222とが面一である場合(即ち、還流面S22が1つのみの面で形成されている場合)に比べて、案内面S21と還流面S22との間に形成される死水域を小さくすることができる。加えて、案内面S21と還流面S22とが互いに直交している従来の構成に比べて、渦V1の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦V1をより大きく発達させることができるとともに、渦V1のエネルギーの散逸が抑制され、ミキシングロスをさらに低減することができる。 In the configuration according to this embodiment, the reflux surface S22 has the first reflux surface S221 and the second reflux surface S222. The first return flow surface S221 extends radially outward toward the upstream side, and the second return flow surface S222 extends radially inward toward the upstream side. That is, the angle formed by the guide surface S21 and the first reflux surface S221 and the angle formed by the first reflux surface S221 and the second reflux surface S222 become larger toward obtuse angles. As a result, for example, compared to the case where the first reflux surface S221 and the second reflux surface S222 are flush with each other (that is, when the reflux surface S22 is formed by only one surface), A dead water area formed between the surface S22 can be reduced. In addition, compared to the conventional configuration in which the guide surface S21 and the reflux surface S22 are orthogonal to each other, the center of rotation of the vortex V1 moves further downstream. As a result, the vortex V1 can be developed to a greater extent, and the dissipation of the energy of the vortex V1 can be suppressed to further reduce the mixing loss.
以上、本発明の第二実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング側フィン71が2つ設けられ、動翼側フィン72が1つのみ設けられている例について説明した。しかしながら、これらケーシング側フィン71、及び動翼側フィン72の数は上記に限定されず、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。
The second embodiment of the present invention has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which two casing-
[第三実施形態]
続いて、本発明の第三実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第二領域82の形状が上記の各実施形態とは異なっている。より具体的には、還流面S32は、第一還流面S321と、第二還流面S322と、第三還流面S323と、を有している。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the structure similar to said each embodiment, and detailed description is abbreviate|omitted. As shown in the figure, in this embodiment, the shape of the
第一還流面S321は、案内面S21の下流側かつ径方向外側の端部L3´から対向面8Bよりも径方向外側の位置まで延びている。より詳細には、第一還流面S321は、径方向外側に向かうに従って上流側に延びている。なお、この端部L3´は、上述の第一実施形態における端部L3よりも径方向内側かつ下流側に位置している。即ち、本実施形態では、案内面S21とケーシング内周面5A(又は、軸線O)とがなす角度θ´は、上述の第一実施形態における角度θよりも小さい。第二還流面S322は、第一還流面S321の径方向外側の端部L4´からさらに径方向外側に向かって延びている。第二還流面S322は、径方向外側に向かうに従って上流側に延びている。なお、第二還流面S322が軸線Oに対してなす角度は、第一還流面S321が軸線Oに対してなす角度よりも小さい。第三還流面S323は、第二還流面S322の径方向外側の端部L5から第二上流側壁面71Sまで延びている。第三還流面S323は、上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。
The first reflux surface S321 extends from the downstream and radially outer end portion L3' of the guide surface S21 to a position radially outer than the facing surface 8B. More specifically, the first reflux surface S321 extends upstream as it extends radially outward. In addition, this end L3' is positioned radially inward and downstream of the end L3 in the above-described first embodiment. That is, in this embodiment, the angle θ′ formed between the guide surface S21 and the casing inner
本実施形態に係る構成では、還流面S32が第一還流面S321と第二還流面S322と第三還流面S323とを有している。第一還流面S321は径方向外側に向かうに従って上流側に延び、第二還流面S322は径方向外側に向かうに従ってさらに上流側に延びている。第三還流面S323は上流側に向かうに従って径方向内側に延びている。即ち、案内面S21と第一還流面S321とがなす角度、第一還流面S321と第二還流面S322とがなす角度、及び第二還流面S322と第三還流面S323とがなす角度が、それぞれ鈍角に近付く方向に大きくなる。これにより、案内面S21と還流面S32との間に形成される死水域をさらに小さくすることができる。加えて、案内面S21と還流面S32とが互いに直交している従来の構成に比べて、渦V1の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦V1をより大きく発達させることができるとともに、渦V1のエネルギーの散逸をさらに抑制することができる。 In the configuration according to this embodiment, the return flow surface S32 has a first return flow surface S321, a second return flow surface S322, and a third return flow surface S323. The first reflux surface S321 extends upstream as it goes radially outward, and the second reflux surface S322 extends further upstream as it goes radially outward. The third reflux surface S323 extends radially inward toward the upstream side. That is, the angle formed by the guide surface S21 and the first reflux surface S321, the angle formed by the first reflux surface S321 and the second reflux surface S322, and the angle formed by the second reflux surface S322 and the third reflux surface S323 are Each increases in the direction approaching the obtuse angle. Thereby, the dead water area formed between the guide surface S21 and the reflux surface S32 can be further reduced. In addition, compared to the conventional configuration in which the guide surface S21 and the reflux surface S32 are perpendicular to each other, the center of rotation of the vortex V1 moves further downstream. As a result, the vortex V1 can be further developed, and the dissipation of the energy of the vortex V1 can be further suppressed.
以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング側フィン71が2つ設けられ、動翼側フィン72が1つのみ設けられている例について説明した。しかしながら、これらケーシング側フィン71、及び動翼側フィン72の数は上記に限定されず、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。
The third embodiment of the present invention has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which two casing-
[第四実施形態]
次に、本発明の第四実施形態について、図5を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、第二領域82の形状が上記の各実施形態とさらに異なっている。より具体的には、還流面S42は、案内面S21の下流側かつ径方向外側の端部L3´と第二上流側壁面71Sとの間で、径方向外側に向かって膨らむ曲面状をなしている。言い換えると、この還流面S42は、端部L3´から当該端部L3´よりも下流側を経由するとともに、第二上流側壁面71Sの端部L1よりも径方向外側を経由して当該端部L1まで延びている。なお、還流面S42は、連続する一の曲面であることが望ましい。
[Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the structure similar to said each embodiment, and detailed description is abbreviate|omitted. As shown in the figure, in this embodiment, the shape of the
本実施形態に係る構成によれば、還流面S42が曲面状をなしていることから、渦V1は死水域を形成することなくこの還流面S42に沿って円滑に流れる。加えて、案内面S21と還流面S42とが互いに直交している従来の構成に比べて、渦V1の旋回中心がさらに下流側に移動する。その結果、渦V1をより大きく発達させることができるとともに、渦V1のエネルギーの散逸をさらに効果的に抑制することができる。 According to the configuration of the present embodiment, since the return surface S42 is curved, the vortex V1 smoothly flows along the return surface S42 without forming a dead water area. In addition, compared to the conventional configuration in which the guide surface S21 and the reflux surface S42 are orthogonal to each other, the center of rotation of the vortex V1 moves further downstream. As a result, the vortex V1 can be further developed, and the dissipation of the energy of the vortex V1 can be more effectively suppressed.
以上、本発明の第四実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、ケーシング側フィン71が2つ設けられ、動翼側フィン72が1つのみ設けられている例について説明した。しかしながら、これらケーシング側フィン71、及び動翼側フィン72の数は上記に限定されず、設計や仕様に応じて適宜変更することが可能である。
The fourth embodiment of the present invention has been described above. Various changes and modifications can be made to the above configuration without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which two casing-
1…蒸気タービン
2…回転軸
3…軸受装置
4…動翼段
5…ケーシング
6…静翼段
7…フィン
8…凹部
31…ジャーナル軸受
32…スラスト軸受
40…動翼
41…動翼プラットフォーム
42…動翼本体
43…動翼シュラウド
51…吸気口
52…排気口
60…静翼
61…静翼本体
62…静翼シュラウド
71…ケーシング側フィン
72…動翼側フィン
81…第一領域
82…第二領域
43A…シュラウド外周面
5A…ケーシング内周面
71D…下流側フィン
71S…第二上流側壁面
8A…上流側壁面
8B…対向面
C…クリアランス
Fm…主流
Fs…副流
O…軸線
S1,S21…案内面
S2,S22,S32,S42…還流面
S221,S321…第一還流面
S222,S322…第二還流面
S323…第三還流面
V1…渦
V2…小渦
Claims (7)
該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、
前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、
前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、
を備え、
前記凹部は、
前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、
該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から、前記対向面よりも径方向外側を経由して上流側に向かうに従って径方向内側に向かって延びて、前記フィンの下流側を向く面における径方向外側の端部に接続された還流面と、
を有し、
前記案内面、前記還流面、前記前記フィンの下流側を向く面によって区画された領域に、前記案内面、前記還流面、前記前記フィンの下流側を向く面の順で旋回する渦が形成される蒸気タービン。 a rotating shaft that rotates about an axis;
a blade having a blade body extending radially outwardly from the axis of rotation and a shroud provided at a radially outer end of the blade body;
a casing that surrounds the moving blades from the radially outer side and has a concave portion that accommodates the shroud on the inner peripheral side;
a fin that protrudes radially inward from a surface of the recess that faces the shroud and forms a clearance with the outer peripheral surface of the shroud;
with
The recess is
a guide surface facing the axially downstream side of the clearance and extending radially outward toward the downstream side;
Extending radially inward from the downstream and radially outer end of the guide surface toward the upstream side via the radially outer side of the opposing surface, the surface facing the downstream side of the fin a return surface connected to the radially outer end ;
has
In a region defined by the guide surface, the return surface, and the downstream-facing surface of the fin, a vortex is formed that turns in the order of the guide surface, the return surface, and the downstream-facing surface of the fin. steam turbine.
該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、
前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、
前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、
を備え、
前記凹部は、
前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、
該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、
を有し、
前記還流面は、
前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側の位置まで、径方向外側に向かうに従って上流側に延びる第一還流面と、
該第一還流面の径方向外側の端部から前記フィンの下流側を向く面まで、上流側に向かうに従って径方向内側に延びる第二還流面と、
を有する蒸気タービン。 a rotating shaft that rotates about an axis;
a blade having a blade body extending radially outwardly from the axis of rotation and a shroud provided at a radially outer end of the blade body;
a casing that surrounds the moving blades from the radially outer side and has a concave portion that accommodates the shroud on the inner peripheral side;
a fin that protrudes radially inward from a surface of the recess that faces the shroud and forms a clearance with the outer peripheral surface of the shroud;
with
The recess is
a guide surface facing the axially downstream side of the clearance and extending radially outward toward the downstream side;
a reflux surface extending from a downstream radially outer end of the guide surface to a downstream surface of the fin via a radially outer side of the opposing surface;
has
The reflux surface is
a first reflux surface extending radially outward and upstream from a downstream radially outer end of the guide surface to a position radially outer than the opposing surface;
a second reflux surface extending radially inward toward the upstream side from the radially outer end of the first reflux surface to the surface of the fin facing the downstream side;
a steam turbine.
該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、
前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、
前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、
を備え、
前記凹部は、
前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、
該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、
を有し、
前記還流面は、
前記案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側の位置まで、径方向外側に向かうに従って上流側に延びる第一還流面と、
該第一還流面の径方向外側の端部から径方向外側に向かうに従ってさらに上流側に延びる第二還流面と、
該第二還流面の径方向外側の端部から前記フィンの下流側を向く面まで、上流側に向かうに従って径方向内側に延びる第三還流面と、
を有する蒸気タービン。 a rotating shaft that rotates about an axis;
a blade having a blade body extending radially outwardly from the axis of rotation and a shroud provided at a radially outer end of the blade body;
a casing that surrounds the moving blades from the radially outer side and has a concave portion that accommodates the shroud on the inner peripheral side;
a fin that protrudes radially inward from a surface of the recess that faces the shroud and forms a clearance with the outer peripheral surface of the shroud;
with
The recess is
a guide surface facing the axially downstream side of the clearance and extending radially outward toward the downstream side;
a reflux surface extending from a downstream radially outer end of the guide surface to a downstream surface of the fin via a radially outer side of the opposing surface;
has
The reflux surface is
a first reflux surface extending radially outward and upstream from a downstream radially outer end of the guide surface to a position radially outer than the opposing surface;
a second reflux surface extending further upstream from the radially outer end of the first reflux surface toward the radially outer side;
a third reflux surface extending radially inward toward the upstream side from the radially outer end of the second reflux surface to the surface of the fin facing the downstream side;
a steam turbine.
該回転軸から径方向外側に延びる動翼本体、及び、該動翼本体の径方向外側の端部に設けられたシュラウドを有する動翼と、
前記動翼を径方向外側から囲うとともに、内周側に前記シュラウドを収容する凹部が形成されたケーシングと、
前記凹部における前記シュラウドに対向する対向面から径方向内側に突出して、前記シュラウドの外周面との間にクリアランスを形成するフィンと、
を備え、
前記凹部は、
前記クリアランスの軸線方向の下流側に対向するとともに下流側に向かうに従って径方向外側に延びる案内面と、
該案内面の下流側かつ径方向外側の端部から前記対向面よりも径方向外側を経由して前記フィンの下流側を向く面まで延びる還流面と、
を有し、
前記案内面の上流側かつ径方向内側の端部は、前記シュラウドの外周面よりも径方向内側に位置している蒸気タービン。 a rotating shaft that rotates about an axis;
a blade having a blade body extending radially outwardly from the axis of rotation and a shroud provided at a radially outer end of the blade body;
a casing that surrounds the moving blades from the radially outer side and has a concave portion that accommodates the shroud on the inner peripheral side;
a fin that protrudes radially inward from a surface of the recess that faces the shroud and forms a clearance with the outer peripheral surface of the shroud;
with
The recess is
a guide surface facing the axially downstream side of the clearance and extending radially outward toward the downstream side;
a reflux surface extending from a downstream radially outer end of the guide surface to a downstream surface of the fin via a radially outer side of the opposing surface;
has
The steam turbine , wherein the upstream and radially inner end of the guide surface is located radially inward of the outer peripheral surface of the shroud .
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