(57)【要約】【課題】排出ディフューザを提供する。【解決手段】本排出ディフューザ（１００）は、外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）によって形成されかつ流体を受ける働きをする入口（１０２）と、流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び入口（１０２）と流体連通した出口（５０８）を有する第１の収集シュート（１０８）と、流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び入口（１０２）と流体連通した出口（５１０）を有する第２の収集シュート（１１０）とを含み、外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）は、湾曲流路に沿って流体の流れを第１の収集シュート（１０８）及び第２の収集シュート（１１０）に案内しかつ導く働きをする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）によって形成されかつ流体を受ける働きをする入口（１０２）と、
前記流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び前記入口（１０２）と流体連通した出口（５０８）を有する第１の収集シュート（１０８）と、
前記流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び前記入口（１０２）と流体連通した出口（５１０）を有する第２の収集シュート（１１０）と
を備える排出ディフューザ（１００）であって、
前記外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）が、湾曲流路に沿って前記流体の流れを前記第１の収集シュート（１０８）及び第２の収集シュート（１１０）に案内しかつ導く働きをする、排出ディフューザ。
【請求項２】
前記内側流れガイド表面（１０６）が、前記入口（１０２）において、前記流体を前記流路内に案内する働きをする双曲面形状部分（６０２）を含む、請求項１記載の排出ディフューザ。
【請求項３】
前記第１の収集シュート（１０８）が、前記第１の収集シュート出口（５０８）の第１及び第２の出口部分（５１６）の少なくとも一部を形成したバッフル部分（５１４）を含む、請求項１記載の排出ディフューザ。
【請求項４】
前記第２の収集シュート（１１０）が、前記第２の収集シュート出口（５１０）の第１及び第２の出口部分（５２０）の少なくとも一部を形成したバッフル部分（５２２）を含む、請求項１記載の排出ディフューザ。
【請求項５】
前記環状入口（１０２）が第１の平面区域を形成し、前記第１の収集シュート（１０８）が第２の平面区域を形成し、前記第２の収集シュート（１１０）が第３の平面区域を形成する、請求項１記載の排出ディフューザ。
【請求項６】
前記第１の平面区域が、前記第２の平面区域及び第３の平面区域に対して垂直である、請求項５記載の排出ディフューザ。
【請求項７】
前記外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）が、前記入口（１０２）から、前記第１の平面区域に対するポジティブ領域内に位置する前記第２の平面区域で終端する湾曲流路に従った前記第１の収集シュート（１０８）への流路を形成する、請求項６記載の排出ディフューザ。
【請求項８】
前記外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）が、前記入口（１０２）から、前記第１の平面区域に対するポジティブ領域内に位置する前記第３の平面区域で終端する湾曲流路に従った前記第２の収集シュート（１１０）への流路を形成する、請求項６記載の排出ディフューザ。
【請求項９】
前記外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）が、前記入口（１０２）から、前記第１の平面区域に対するネガティブ領域内に位置する前記第２の平面区域で終端する湾曲流路に従った前記第１の収集シュート（１０８）への流路を形成する、請求項６記載の排出ディフューザ。
【請求項１０】
前記外側流れガイド表面（１０４）及び内側流れガイド表面（１０６）が、前記入口（１０２）から、前記第１の平面区域に対するネガティブ領域内に位置する前記第３の平面区域で終端する湾曲流路に従った前記第２の収集シュート（１１０）への流路を形成する、請求項６記載の排出ディフューザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、蒸気タービンに関し、具体的には排出ディフューザに関する。
【背景技術】
【０００２】
排出ディフューザは、蒸気がタービンから流出する時に、該蒸気を受けかつ該蒸気を低い速度で排出ハウジングに出力する。蒸気の速度を低下させることにより、タービンブレードに対する背圧を減少させかつシステムの効率を増大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６２６１０５５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様によると、排出ディフューザは、外側流れガイド表面及び内側流れガイド表面によって形成されかつ流体を受ける働きをする入口と、流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び入口と流体連通した出口を有する第１の収集シュートと、流体の流れを拡散させる働きをする漸増流れ面積及び入口と流体連通した出口を有する第２の収集シュートとを含み、外側流れガイド表面及び内側流れガイド表面は、湾曲流路に沿って流体の流れを第１の収集シュート及び第２の収集シュートに案内しかつ導く働きをする。
【０００５】
本発明の別の態様によると、排出ディフューザは、入口を形成した外側流れガイド表面及び内側流れガイド表面と、入口と流体連通した出口を有しかつ流体の流れを拡散させる働きをする第１の収集シュートと、入口と流体連通した出口を有しかつ流体の流れを拡散させる働きをする第２の収集シュートとを含み、外側流れガイド表面及び内側流れガイド表面は、流体の流れを第１の収集シュート及び第２の収集シュートに案内しかつ導く働きをする。
【０００６】
本発明のさらに別の態様によると、流体を拡散させる方法は、入口において流体流れを受けるステップと、入口から第１の収集シュートへの半径方向旋回を有する第１の流路内に流体流れを案内するステップと、入口から第１の収集シュートへの該入口に対して直角な方向への旋回を有する第２の流路内に流体流れを案内するステップと、入口から第２の収集シュートへの半径方向旋回を有する第３の流路内に流体流れを案内するステップと、入口から第２の収集シュートへの該入口に対して直角な方向への旋回を有する第４の流路内に流体流れを案内するステップと、第１の収集シュート内で流体流れを拡散させるステップと、第２の収集シュート内で流体流れを拡散させるステップとを含む。
【０００７】
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
【０００８】
本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排出ディフューザの例示的な実施形態の前面図。
【図２】図１のディフューザの後面図。
【図３】図１のディフューザの側面図。
【図４】図１のディフューザの上面図。
【図５】図１のディフューザの底面図。
【図６】図１の線６−６に沿ったディフューザの側面断面図。
【図７】図１の線７−７に沿った上面断面図。
【図８】図１の線８−８に沿った上面断面図。
【図９】図１の線９−９に沿った上面断面図。
【図１０】ディフューザの別の例示的な実施形態の斜視図。
【図１１】ディフューザの別の例示的な実施形態の斜視図。
【図１２】ディフューザの別の例示的な実施形態の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明では、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
【００１１】
図１は、排出ディフューザ（ディフューザ）１００の例示的な実施形態の前面図を示している。ディフューザ１００は、外側流れガイド表面１０４、内側流れガイド表面１０６、第１の収集シュート１０８及び第２の収集シュート１１０によって形成された平面区域を有する環状入口１０２を含み、収集シュートは各々、連続的に増大する（漸増）流れ面積を有しかつ半径方向旋回部分１１２及び１１４並びに直角（垂直方向）旋回部分１１６及び１１８によって入口１０２と流体連通している。図２は、ディフューザ１００の後面図を示している。図３は、ディフューザ１００の側面図及び入口１０２の軸線３０１を示している。図４は、ディフューザ１００の上面図を示している。図５は、外側流れガイド表面１０４及び内側流れガイド表面１０６によって形成された第１の収集シュート出口５０８と第２の収集シュート出口５１０とを含むディフューザ１００の底面図を示している。第１の収集シュート出口５０８は、ウェッジ形状バッフル部分５１４によってその一部が形成された拡散部分５１２及び領域５１６を含む。第２の収集シュート出口５１０は、ウェッジ形状バッフル部分５２２によってその一部が形成された拡散部分５１８及び領域５２０を含む。
【００１２】
図６は、線６−６（図１の）に沿ったディフューザ１００の側面断面図を示している。この図示した例示的な実施形態では、内側流れガイド表面１０６は、入口１０２の軸線３０１と同心の双曲面形状部分６０２を含む。入口１０２は、線６０３で示した平面区域を形成する。線６０３で示した平面区域によってポジティブ領域（図６の（＋）領域）及びネガティブ領域（図６の（−）領域）が形成される。第１の収集シュート出口５０８及び第２の収集シュート出口５１０は、線６０５で示した同一平面区域を形成する。作動中に、ディフューザ１００は、例えば蒸気タービン（図示せず）から軸方向に吐出された排出蒸気のような流体を入口１０２において受ける。流体は、内側流れガイド表面１０６及び外側流れガイド表面１０４によって流路内に案内される。内側流れガイド表面１０６は、双曲面形状、楕円形状又は円錐形状部分６０２を含むことができる。第１の流路を矢印６０７で示している。第１の流路６０７は、入口から半径方向に第１の収集シュート１０８に流れる。第１の流路６０７内の流体は、入口１０２から第１の収集シュート１０８までディフューザ１００の半径方向旋回部分１１２内において低い拡散率を維持する。第１の収集シュート１０８は、流体を拡散させる漸増流れ面積を有する。流体は、第１の収集シュート出口５０８から流出しかつ例えば復水器（図示せず）に流入する。第２の流路は、矢印６０９で示しており、入口１０２から外側流れガイド表面１０４に流れ、外側流れガイド表面１０４が、第２の流路６０９を９０°湾曲方向に導いて領域５１６においてディフューザ１００から流出させる。ディフューザ１００は、その形状が対称であり、従ってディフューザ１００の反対側半分（図６には図示せず）が、第１の流路６０７と同様な第３の流路を形成し、この第３の流路は、半径方向旋回部分１１４を通って第２の収集シュート１１０（図１の）に流れかつ第２の収集シュート出口５１０（図５の）から流出し、またディフューザ１００は、第２の流路６０９と同様な第４の流路９０９（図９の）を含み、この第４の流路９０９は、領域部分５２０（図５の）から流出する。ディフューザ１００は、流体を第５及び第６の流路に案内するが、これについては、下記にさらに詳しく説明する。
【００１３】
図７は、第１の流路６０７及び矢印７０７で示す第３の流路を含む、線７−７（図１の）に沿った上面断面図を示している。
【００１４】
図８は、線８−８（図１の）に沿った上面断面図を示している。この図示した実施形態は、第５の流路８０１及び同様な第６の流路８０３を含む。作動中に、入口１０２に流入する流体の一部分は、流路８０１及び８０３内に案内され、これら流路８０１及び８０３は、内側流れガイド表面１０６によって軸線３０１から半径方向外向きにかつ流体を拡散させる第１及び第２の収集シュート１０８及び１１０内に導かれる。流路８０１及び８０３は、第１及び第２の収集シュート出口５１２及び５１８から流出する。
【００１５】
図９は、線９−９（図１の）に沿った上面断面図を示している。図９はさらに、第２の流路６０９及び同様な第４の流路９０９（上記に説明した）を示している。
【００１６】
図１０、図１１及び図１２は、上記したディフューザ１００と同様に作動するが、システム内に据付時の占有面積が低減する形状のディフューザ１０００、１１００及び１２００の別の例示的な実施形態の斜視図を示している。
【００１７】
限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００１８】
１００  ディフューザ
１０２  環状入口
１０４  外側流れガイド表面
１０６  内側流れガイド表面
１０８  第１の収集シュート
１１０  第２の収集シュート
１１２  半径方向旋回部分
１１４  半径方向旋回部分
１１６  直角旋回部分
１１８  直角旋回部分
３０１  軸線
５０８  第１の収集シュート出口
５１０  第２の収集シュート出口
５１２  拡散部分
５１４  バッフル部分
５１６  領域
５１８  拡散部分
５２０  領域
５２２  バッフル部分
６０２  双曲面形状部分
６０３  線
６０５  線
６０７  第１の流路
６０９  第２の流路
７０７  第３の流路
９０９  第４の流路
８０１  第５の流路
８０３  第６の流路
１０００  ディフューザ
１１００  ディフューザ
１２００  ディフューザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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