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公開番号2025101101
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023217699
出願日2023-12-25
発明の名称タービン排気室ケーシング、タービン及び有機ランキンサイクルシステム
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F01D 25/30 20060101AFI20250630BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】タービンの下流側に複数の凝縮器を設ける場合に、タービンの排気室と複数の凝縮器とを接続する配管系統の大型化を抑制しつつ該配管系統での圧力損失の増大を抑制することができるタービン排気室ケーシングを提供する。
【解決手段】タービンの最終段落の動翼を通過した熱媒体が流入するタービン排気室を形成するタービン排気室ケーシングであって、タービン排気室からタービンの径方向における外側に向けて熱媒体を排出するための複数の排気室出口が形成される。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
タービンの最終段落の動翼を通過した熱媒体が流入するタービン排気室を形成するタービン排気室ケーシングであって、前記タービン排気室から前記タービンの径方向における外側に向けて前記熱媒体を排出するための複数の排気室出口が形成された、タービン排気室ケーシング。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記複数の排気室出口をそれぞれ形成する複数のフランジ部を備える、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項３】
前記複数の排気室出口のうちの少なくとも１つの排気室出口の下端は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下方に位置する、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項４】
前記複数の排気室出口のうちの少なくとも１つの排気室出口の上端は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下方に位置する、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項５】
前記複数の排気室出口のうちの少なくとも１つの排気室出口の下端は、前記タービンのタービンロータの下端よりも下方に位置する、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項６】
前記複数の排気室出口は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して一方側に位置する排気室第１出口と、前記回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して前記排気室第１出口と反対側に位置する排気室第２出口と、を含み、
前記回転軸線に直交する断面において、前記タービン排気室の底面は、前記排気室第１出口の下端と前記排気室第２出口の下端とを接続する接続線を含み、
前記回転軸線に直交する断面において、前記接続線は、前記接続線の中点と前記排気室第１出口の前記下端とを接続する第１接続線部と、前記接続線の前記中点と前記排気室第２出口の前記下端とを接続する第２接続線部とを含み、
前記第１接続線部における最も高い位置を第１位置、前記第２接続線部における最も高い位置を第２位置と定義すると、前記第１位置と前記第２位置のうち少なくとも一方は、前記タービンロータの下端よりも下方に位置する、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項７】
前記複数の排気室出口は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して一方側に位置する排気室第１出口と、前記回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して前記排気室第１出口と反対側に位置する排気室第２出口と、を含み、
前記回転軸線に直交する断面において、前記タービン排気室の底面は、前記排気室第１出口と前記排気室第２出口とを接続する接続線を含み、前記接続線における最も高い位置は、前記タービンロータの下端よりも下方に位置する、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項８】
前記複数の排気室出口は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して一方側に位置する排気室第１出口と、前記回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む前記鉛直面に対して前記排気室第１出口と反対側に位置する排気室第２出口と、を含み、
前記排気室第１出口と前記排気室第２出口とは、前記回転軸線を含む鉛直面前記に対して面対称に配置された、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項９】
前記複数の排気室出口は、前記タービンのタービンロータの回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む鉛直面に対して一方側に位置する排気室第１出口と、前記回転軸線よりも下側且つ前記回転軸線を含む前記鉛直面に対して前記排気室第１出口と反対側に位置する排気室第２出口と、前記回転軸線よりも上側且つ前記回転軸線を含む前記鉛直面に対して前記一方側に位置する排気室第３出口と、前記回転軸線よりも上側且つ前記回転軸線を含む前記鉛直面に対して前記排気室第３出口と反対側に位置する排気室第４出口と、を含む、請求項１に記載のタービン排気室ケーシング。
【請求項１０】
タービンロータと、請求項１に記載のタービン排気室ケーシングとを備える、タービン。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、タービン排気室ケーシング、タービン及び有機ランキンサイクルシステムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つのタービンに対して１つの排気室が設けられた蒸気タービンが開示されている。この蒸気タービンは、前進用タービンと後進用タービンと排気室が内側に形成される第１ケーシングとを備える。後進用タービンは第１ケーシングとの間に排気室が形成される第２ケーシングを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６２１５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、本願発明者は、有機ランキンサイクルシステム等においてタービンの下流側に複数の凝縮器を設けることを検討している。そのようなシステムにおいて、仮に、タービン排気室から軸方向に熱媒体を排出するように１つの排気室出口のみを設けると、その排気室出口に接続した配管を複数の配管に分岐させてから複数の凝縮器に接続させる必要があるため、配管系統が大型化しやすく、配管系統の大型化を避けようとすると配管系統での圧力損失が増大しやすい。
【０００５】
そこで、上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、タービンの下流側に複数の凝縮器を設ける場合に、タービンの排気室と複数の凝縮器とを接続する配管系統の大型化を抑制しつつ該配管系統での圧力損失の増大を抑制することができるタービン排気室ケーシング、タービン及び有機ランキンサイクルシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るタービン排気室ケーシングは、
タービンロータを通過した熱媒体が流入するタービン排気室を形成するタービン排気室ケーシングであって、前記タービン排気室から前記タービンロータの径方向における外側に向けて前記熱媒体を排出するための複数の排気室出口が形成される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、タービンの下流側に複数の凝縮器を設ける場合に、タービンの排気室と複数の凝縮器とを接続する配管系統の大型化を抑制しつつ該配管系統での圧力損失の増大を抑制することができるタービン排気室ケーシング、タービン及び有機ランキンサイクルシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る有機ランキンサイクルシステム２の概略構成を模式的に示す図である。
図１に示した有機ランキンサイクルシステム２の一部をタービン８の軸方向と直交する水平方向から視た場合における各構成のレイアウトの一例を模式的に示す図である。
図２におけるＥ方向から視た場合における各構成のレイアウトの一例を模式的に示す図である。
図２に示したタービン排気室ケーシング３８における軸方向に直交する断面の一例を示す概略断面図である。
図４に示す構成における液溜まりＫを説明するための断面図である。
タービンロータ３２の下端５４が液溜まりＫに浸かる状態となるような排気室出口２６Ａと排気室出口２６Ｂの配置を示す断面図である。
図１に示した有機ランキンサイクルシステム２の一部をタービン８の軸方向と直交する水平方向から視た場合における各構成のレイアウトの変形例を模式的に示す図である。
図７に示したタービン排気室ケーシング３８における軸方向に直交する断面の一例と配管３Ａｂ，３Ａｄ，３Ｂｂ，３Ｂｄの接続先の一例を示す概略断面図である。
図７に示したタービン排気室ケーシング３８における軸方向に直交する断面の一例と配管３Ａｂ，３Ａｄ，３Ｂｂ，３Ｂｄの接続先の他の一例を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る有機ランキンサイクルシステム２の概略構成を模式的に示す図である。
図１に示す例示的な有機ランキンサイクルシステム２は、熱媒体循環ライン３Ａ、熱媒体循環ライン３Ｂ、高温流体ライン４Ａ、高温流体ライン４Ｂ、冷却水ライン５Ａ、冷却水ライン５Ｂ、蒸発器６Ａ（第１蒸発器）、蒸発器６Ｂ（第２蒸発器）、タービン８、発電機１０、凝縮器１２Ａ（第１凝縮器）、凝縮器１２Ｂ（第２凝縮器）、ポンプ１４Ａ（第１ポンプ）及びポンプ１４Ｂ（第２ポンプ）を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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