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JPS6050962B2 - radial turbine - Google Patents
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JPS6050962B2 - radial turbine - Google Patents

radial turbine

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Publication number
JPS6050962B2
JPS6050962B2 JP14911078A JP14911078A JPS6050962B2 JP S6050962 B2 JPS6050962 B2 JP S6050962B2 JP 14911078 A JP14911078 A JP 14911078A JP 14911078 A JP14911078 A JP 14911078A JP S6050962 B2 JPS6050962 B2 JP S6050962B2
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JP
Japan
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turbine
pressure
impeller
impellers
turbines
Prior art date
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Expired
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JP14911078A
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Japanese (ja)
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JPS5575502A (en
Inventor
一夫 井原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、深冷ガス分離装置の寒冷発生用として使用
される膨脹タービン、あるいは、小容量エネルギー回収
のための動力用タービン、およびタービンコンプレッサ
ーなどに利用されるラジアルタービンに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an expansion turbine used for cold generation in a cryogenic gas separation device, a power turbine for small-capacity energy recovery, and a radial turbine used in a turbine compressor. It is related to.

従来、ラジアルタービンの用途としては、空気分離装
置等の比較的低い熱落差の膨脹タービンにしか利用され
なかつた。
Conventionally, radial turbines have been used only as expansion turbines with a relatively low heat drop, such as in air separation devices.

しかしながら、最近水素、ヘリウムの液化用、NG等の
一般ガスの液化、および動力回収用として、かなり高い
熱落差で、しかも大容量の膨脹タービンが利用されるよ
うになつた。ところが、ラジアルタービンは1台につき
羽根車1個が、従来タイプであるため、高熱落差用ター
ビンには直列に複数台設置し、大容量用には並列に複数
台設置する必要がある。このように、タービンの設置台
数が増すと、設備費の上昇、据付スペースの増大、設備
の故障率の上昇が問題となる。また、深冷ガス分離装置
等に使用される膨脹タービンは、制動機側が常温部とな
つているため、タービンの設置台数が増せば、それに比
例して侵入熱量も多くなり、装置全体の保冷損失の悪化
をきたすことになる。 本発明は、従来のラジアルター
ビンに比較して、大きさを変えることなく、発生動力を
倍増することを目的としたものである。
However, recently, expansion turbines with a considerably high heat drop and large capacity have come to be used for liquefying hydrogen and helium, for liquefying general gases such as NG, and for power recovery. However, since the conventional radial turbine has one impeller per unit, it is necessary to install multiple units in series for high heat drop turbines, and multiple units in parallel for large capacity turbines. As described above, when the number of installed turbines increases, problems arise such as an increase in equipment costs, an increase in installation space, and an increase in equipment failure rate. In addition, in expansion turbines used in cryogenic gas separation equipment, etc., the brake side is the room temperature part, so as the number of turbines installed increases, the amount of heat that enters increases proportionally, resulting in cooling loss for the entire equipment. This will lead to deterioration. The present invention aims to double the power generated compared to conventional radial turbines without changing the size.

本発明は、回転主軸の両端にラジアルタービン用羽根
車を、該羽根車から流出するガス流の方向がお互いに逆
方向となるように取付け、該両羽根車の中間に発電制動
機を設けると共に、それらを1個のケーシング内に収め
たことを特徴とする。
The present invention is characterized in that impellers for a radial turbine are attached to both ends of a rotating main shaft so that the directions of gas flows flowing out from the impellers are opposite to each other, and a dynamic brake is provided between the two impellers. , are characterized by being housed in one casing.

以下、本発明の実施例を図面によつて説明する。 第
1図は主軸の両端に羽根車を設け、発電機を制動機とし
たラジアルタービンの構造を示したもので、軸受10で
支えられた主軸5の一端には第1羽根車3が、他端には
第2羽根車8がそれぞれ取付けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1 shows the structure of a radial turbine in which impellers are provided at both ends of the main shaft and a generator is used as a brake. A second impeller 8 is attached to each end.

両方の羽根車3、8の中間には、制動機として発電制動
機11が組み込まれている。第1タービンのガスの流れ
は、第1タービン入口1を通り、第1タービンケース2
に入り、第1羽根車3により断熱膨脹して、第1タービ
ン出口4へと流れる。一方、第2タービンについては、
ガスは第2タービン入口6を通り、第2タービンケース
7に入り、第2羽根車8により断熱膨脹して、第2ター
ビン出口9へと流れる。 なお、第1図から明らかなよ
うに、ラジアルターピン用羽根車3から出ていくガス流
の方向は、第1図で左方向となつており、またラジアル
タービン用羽根車8から出ていくガス流の方向は、第1
図で右方向となつている。
A dynamic brake 11 is installed between both impellers 3 and 8 as a brake. The gas flow of the first turbine passes through the first turbine inlet 1 and into the first turbine case 2.
The air enters the air, undergoes adiabatic expansion by the first impeller 3, and flows to the first turbine outlet 4. On the other hand, regarding the second turbine,
The gas passes through the second turbine inlet 6, enters the second turbine case 7, is adiabatically expanded by the second impeller 8, and flows to the second turbine outlet 9. As is clear from FIG. 1, the direction of the gas flow exiting from the radial turpin impeller 3 is to the left in FIG. 1, and the direction of the gas flow exiting from the radial turbine impeller 8 is The direction of the flow is the first
It is pointing to the right in the diagram.

つまり、両羽根車から流出するガス流の方向が主軸に対
して互いに逆方向になるように取付けられている。これ
によつて、主軸に発生するスラストカは、互いに相殺さ
れ、安定した運転が実現できる。また、第1図に示すよ
うに、両羽根車、主軸、および発電制動機は、1個のケ
ーシング内に収められており、これによつて全体として
非常にコンパクトになつて、据付スペースを大幅に低減
できる。特に、深冷ガス分離装置等に使用される膨脹タ
ービンでは、特に制動機側からの侵入熱による装置の保
冷損失が問題となるが、第1図に示す構成では発電制動
機の両端とも外部としや断されているので、外部からの
侵入熱による悪影響は低減できる。いま、このタービン
を大容量として使用したい場合には、プロセス側から流
れて来たガスをタービンの直前で分岐させて、第1ター
ビン入口1および第2タービン入口6へと並列にしてガ
スを流すことができる。
In other words, the impellers are installed so that the directions of gas flows flowing out from both impellers are opposite to each other with respect to the main shaft. As a result, the thrust force generated on the main shaft cancels each other out, and stable operation can be realized. In addition, as shown in Figure 1, both impellers, the main shaft, and the dynamic brake are housed in a single casing, making the entire structure extremely compact and greatly saving installation space. can be reduced to In particular, in expansion turbines used in cryogenic gas separation equipment, cooling loss in the equipment due to heat entering from the brake side is a problem, but in the configuration shown in Figure 1, both ends of the dynamic brake are connected externally. Since the holes are cut off from each other, the negative effects of heat intrusion from the outside can be reduced. If you want to use this turbine with a large capacity, the gas flowing from the process side is branched just before the turbine, and the gas is made to flow in parallel to the first turbine inlet 1 and the second turbine inlet 6. be able to.

この結果、第1,第2の羽根車3,8において、全く同
様な膨脹仕事をさせることができるので、発電制動機1
1には、膨脹タービン2台分の動力が付加されることに
なる。次に、このタービンを高い熱落差用として使用し
たい場合には、プロセス側から流れてきたガスを全量第
1タービン入口1へ導き、第1羽根車3でまず高圧膨脹
仕事をさせる。更に第1タービン出口4を出たガスを、
配管により第2タービン入口6へと直列に導くことによ
つて、第2羽根車8では低圧膨脹仕事を行ない、第2タ
ービン出口9へとガスは流出する。この結果、第1,第
2羽根車3,8において、高圧、低圧と、従来の羽根車
を1個組み込まれたラジアルタービンに比べて、一2台
分の膨脹仕事を行なつたことになる。ラジアルタービン
が高圧力下で使用される場合、圧力によつて生ずるスラ
ストカの増大が問題となる。
As a result, the first and second impellers 3 and 8 can do exactly the same expansion work, so the dynamic brake 1
1 will have the power of two expansion turbines added to it. Next, when it is desired to use this turbine for a high thermal drop, the entire amount of gas flowing from the process side is guided to the first turbine inlet 1, and the first impeller 3 first performs high-pressure expansion work. Furthermore, the gas leaving the first turbine outlet 4 is
By piping it in series to the second turbine inlet 6, the second impeller 8 performs a low-pressure expansion work and the gas flows out to the second turbine outlet 9. As a result, the first and second impellers 3 and 8 perform the expansion work of 12 high-pressure and low-pressure turbines, compared to a conventional radial turbine that incorporates one impeller. . When radial turbines are used under high pressure, the pressure-induced increase in thrust force becomes a problem.

スラストカは、作動圧力以外に羽根車外径と重要な関係
がある。第2図は、本発明によるラジアルタービンを高
熱落差用として使用した場合の実施例を示したもので、
圧力P1である高圧ガスは、高圧タービン入口12を通
つて高圧タービンケース13より高圧タービン羽根車1
4に入り、ここで高圧膨脹を行なつて高圧タービン出口
15へと流れたガスは、低圧力P2となつて低圧タービ
ン入口16へと導かれ、低圧タービンケース17より低
圧タービン羽根車18に入り、ここで低圧膨脹を行なつ
て低圧タービン出口19へと流れる。この場合、図示矢
印A方向に働くスラストカは、圧力P1が高圧ター”ピ
ン羽根車14背面積P1に作用することにより決まり、
図示矢印B方向に働くスラストカは、圧力P2が低圧タ
ービン羽根車18背面積D2に作用することにより決ま
る。一方、高圧、低圧タービンを流れる実流量を比べて
みると、低圧タービンの方が大きい。したがつて、羽根
車も低圧タービンの方が大きくなる。故にP1〉P2,
Dl〈D2ということになる。したがつて、圧力と羽根
車の大きさを調整すれば、タービンのスラストカを打ち
消すことも可能となり、スラスト軸受負荷の軽減が推進
されて、スラスト軸受の信頼性の向上につながる。以上
述べたように、本発明によれば1台のラジアルタービン
で2台分の仕事を行なわせることができる。
The thrust force has an important relationship with the impeller outer diameter in addition to the operating pressure. FIG. 2 shows an example in which the radial turbine according to the present invention is used for high heat head.
The high-pressure gas having a pressure P1 passes through the high-pressure turbine inlet 12 and is transferred from the high-pressure turbine case 13 to the high-pressure turbine impeller 1.
4, the gas undergoes high-pressure expansion here and flows to the high-pressure turbine outlet 15, becomes low pressure P2, is guided to the low-pressure turbine inlet 16, and enters the low-pressure turbine impeller 18 from the low-pressure turbine case 17. , where it undergoes low pressure expansion and flows to the low pressure turbine outlet 19. In this case, the thrust force acting in the direction of arrow A in the figure is determined by the pressure P1 acting on the back area P1 of the high-pressure turbine pin impeller 14,
The thrust force acting in the direction of arrow B in the figure is determined by the pressure P2 acting on the back area D2 of the low pressure turbine impeller 18. On the other hand, when comparing the actual flow rates flowing through the high-pressure and low-pressure turbines, the low-pressure turbine is larger. Therefore, the impeller of the low pressure turbine is also larger. Therefore, P1>P2,
This means that Dl<D2. Therefore, by adjusting the pressure and the size of the impeller, it is possible to cancel out the thrust force of the turbine, which promotes a reduction in the load on the thrust bearing, leading to improved reliability of the thrust bearing. As described above, according to the present invention, one radial turbine can perform the work of two radial turbines.

この結果、ラジアルタービンの大きさを変えることなく
発生動力を倍増させることができ、小型で大出力が期待
できるため、出力当りのタービン設備費を半減すること
ができる。
As a result, the generated power can be doubled without changing the size of the radial turbine, and a large output can be expected with a small size, so the turbine equipment cost per output can be halved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図、第2図は本発明の実施例を示す膨脹タービンの
断面図である。 1・・・・・・第1タービン入口、2・・・・・・第1
タービンケース、3・・・・・・第1羽根車、4・・・
・・・第1タービン出口、5・・・・・・主軸、6・・
・・・・第2タービン入口、7・・・・第2タービンケ
ース、8・・・・・・第2羽根車、9・・・・第2ター
ビン出口、10・・・・・・軸受、11・・・発電制動
機、12・・・・・・高圧タービン入口、13・・・・
・・高圧タービンケース、14・・・・・・高圧タービ
ン羽根車、15・・・・・・高圧タービン出口、16・
・・・・・低圧タービン入口、17・・・・・・低圧タ
ービンケース、18・・・・・・低圧タービン羽根車、
19・・・・・・低圧タービン出口、20・・・・・・
軸シール部。
1 and 2 are cross-sectional views of an expansion turbine showing an embodiment of the present invention. 1...First turbine inlet, 2...First
Turbine case, 3... First impeller, 4...
...First turbine outlet, 5...Main shaft, 6...
...Second turbine inlet, 7...Second turbine case, 8...Second impeller, 9...Second turbine outlet, 10...Bearing, 11...Dynamic brake, 12...High pressure turbine inlet, 13...
... High pressure turbine case, 14 ... High pressure turbine impeller, 15 ... High pressure turbine outlet, 16.
...Low pressure turbine inlet, 17 ...Low pressure turbine case, 18 ...Low pressure turbine impeller,
19...Low pressure turbine outlet, 20...
Shaft seal part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 主軸の両端に、ラジアルタービン用羽根車を、該羽
根車から流出するガス流の方向が主軸に対して互いに逆
方向となるように取付け、該両羽根車の中間に発電制動
機を設けると共に、それらを1個のケーシング内に収め
たことを特徴とするラジアルタービン。
1 Install radial turbine impellers at both ends of the main shaft so that the directions of gas flows flowing out from the impellers are opposite to each other with respect to the main shaft, and provide a dynamic brake between the two impellers. , and a radial turbine characterized by housing them in one casing.
JP14911078A 1978-12-04 1978-12-04 radial turbine Expired JPS6050962B2 (en)

Priority Applications (1)

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JP14911078A JPS6050962B2 (en) 1978-12-04 1978-12-04 radial turbine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5838302A (en) * 1981-08-29 1983-03-05 Shimadzu Corp Centrifugal impeller device
JPS58186104U (en) * 1982-06-04 1983-12-10 石川島播磨重工業株式会社 power generation equipment
JPH0523761Y2 (en) * 1990-06-28 1993-06-17
WO2008090628A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 Hitachi, Ltd. Steam turbine type power generating apparatus and method of operating the same
NL1034458C2 (en) * 2007-10-02 2009-04-03 Bepart B V Microturbine system and method.
US8400005B2 (en) 2010-05-19 2013-03-19 General Electric Company Generating energy from fluid expansion
US8739538B2 (en) * 2010-05-28 2014-06-03 General Electric Company Generating energy from fluid expansion
JP2013536344A (en) * 2010-07-16 2013-09-19 コン,ヤン Multistage compressed gas engine and automobile
JP5959816B2 (en) * 2011-09-01 2016-08-02 三菱重工コンプレッサ株式会社 Radial gas expander

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