CN102667063A - 径流式涡轮机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡轮机，其由单一或者一体的涡轮处理带有多个压力的流体，能够消减部件数并低成本化。其具备叶片高度依次升高的主通路(23)，并具备以半径方向的流动为主分量而从位于外周侧的主入口(27)回旋流入主通路(23)的流体沿轴向喷出的径流式涡轮(15)，在该膨胀涡轮机(1)中，径流式涡轮(15)具备从比主入口(27)靠半径方向内侧位置处的主通路(23)的凸缘(17)侧面分路并朝向主通路(23)的背面侧延伸的副通路(25)，在副通路(25)的外周端上，在与主入口(27)不同的半径方向位置形成有供给压力与从主入口(27)供给的流体的压力不同的流体的副入口(35)，主入口(27)与副入口(35)之间由在主通路(23)或者副通路(25)之间调整了间隙的背板部(26)隔开。

Description

径流式涡轮机

技术领域

本发明涉及一种径流式涡轮机。

背景技术

径流式涡轮机具备单一的涡轮，其从带有半径方向的流速分量作为主要分量而流入涡轮的回旋的流体中，将流动的回旋能量转变为旋转动力，并沿轴向将放出该能量后的流动喷出。径流式涡轮机将中低温或高温、高压的流体的能量转换为旋转动力，并用于从各种工业用设备回收以高温、高压的流体排出的排出能量的动力。此外，径流式涡轮机用于船舶或车辆用动力源等经由热循环而得到动力的***的排热回收。此外，广泛用于利用地热·OTEC等中低温热源的双气循环发电的动力回收等。

在各种能量源具有多个压力的情况下，例如，如专利文献1所示，使用多个涡轮机、即对于每一个压力源各使用一个涡轮机。或者，也有时在同一轴上设置两个涡轮。

这是由于涡轮机例如径流式涡轮机对于各个流体的压力设定为最佳条件的缘故。例如，当将重力加速度为g、头为H、涡轮入口周速为U时，以g·H≈U²的关系来确定径流式涡轮机的入口半径R。即，当涡轮的转速为N(rpm)时，入口半径R设定为R≈U/2·π/(N/60)附近的值。

此外，在处理流量变动大的流体的径流式涡轮机中，例如，如专利文献2所示，已知有由间隔壁来隔开、分割一个入口流路。这个技术方案中，一侧的入口流路向叶片的凸缘侧供给流体。

但是，这个技术方案中，两个入口流路处理同一压力的流体。此外，两个入口流路相邻设置，仅由间隔壁隔开，因此，在处理不同压力的流体的情况下，高压的流体向低压的流体一方泄漏，涡轮机效率降低。

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开平1-285607号公报

【专利文献2】日本专利特表2008-503685号公报

然而，如专利文献1所示使用多个径流式涡轮机会增加制造成本，并增大设置空间。

此外，在同一轴上设置多个涡轮的情况下，涡轮机部件数多，构造变得复杂，制造成本变大。

发明内容

鉴于此种情况，本发明的目的在于提供一种由单一或者一体的涡轮来处理带有多个压力的流体，并消减部件数且低成本化的径流式涡轮机。

为了解决上述问题，本发明采用以下结构。

即，本发明的一种径流式涡轮机，其具备从半径方向朝向轴向弯曲且叶片高度依次变高的主通路，且具备将流体的回旋能量转换为旋转动力，并将释放了所述回旋能量后的流体向轴向喷出的涡轮，其中所述流体以半径方向的流动为主分量而从位于外周侧的主入口回旋流入所述主通路，其中，所述涡轮在比所述主入口靠半径方向内侧的位置具备副通路，该副通路从所述主通路的凸缘面分路并朝向所述主通路的背面侧延伸，在该副通路的外周端，在与所述主入口不同的半径方向位置形成有副入口，该副入口供给压力与从所述主入口供给的流体的压力不同的流体，所述主入口与所述副入口之间由在构成所述主通路的所述涡轮的背板和壳体之间调整后的间隙隔开。

根据本发明，流体从主入口导入到涡轮的主通路的外周端。从主入口导入后的流体通过主通路而使压力依次降低并从涡轮喷出，使安装有涡轮的旋转轴产生动力，其中所述主通路从半径方向沿轴向弯曲且叶片高度依次升高。

与从主入口供给的流体的压力不同的压力的流体从副入口导入到副通路的外周端。该流体通过副通路而从主通路的凸缘面向主通路供给，并与从主入口导入的流体混合。混合后的流体的压力依次降低并从涡轮流出，使安装有涡轮的旋转轴产生动力。

此时，副入口适于设置在使混合的流体的压力大致一致的半径位置。

主入口与副入口之间由构成主通路的涡轮的背板与壳体之间调整后的间隙来隔开，因此能够明确地区分，并降低流体的漏出。

如此，能够利用单一的涡轮而将具有多个压力的流体作为旋转动力来获取。由此，能够降低部件数，并能够降低制造成本。

另外，本发明中所称的“径流式涡轮机”是指，处理以半径方向的流动作为主分量而流入的流体、即处理向涡轮的入口部处的流体的半径方向速度分量至少大于轴向速度分量的流体的涡轮机。因此，在涡轮的构造中包括：涡轮入口的凸缘面由相对于旋转轴大致垂直的面构成的所谓径流式涡轮机、凸缘面相对于旋转轴倾斜的径流式涡轮机、及凸缘面相对于旋转轴倾斜且叶片前缘相对于旋转轴倾斜的所谓斜流事涡轮机的概念。

此外，也可使用由沿周向空开间隔地配置的多个叶片构成的喷嘴或涡管来使导入主入口及副入口的流体回旋。

在本发明的第一方式中，以形成所述主通路的叶片跨过所述背板并延长的方式形成所述副通路。换言之，构成所述主通路的叶片沿凸缘方向延长而形成构成所述副通路且作为所述副通路的叶片起作用的周向的壁。

如此一来，在涡轮出口部，构成主通路的叶片与构成副通路的叶片由同一叶片来构成，因此主通路与副通路连续地形成，因此通过上述通路的流体能够平滑地混合。

在本发明的第二方式中，所述副入口相对于旋转轴倾斜。

当副入口构成为与旋转轴大致平行时，从副入口导入的流体沿半径方向移动，因此流体为了与主通路合流而需要向轴向转向。

在本发明的第二方式中，由于副入口相对于旋转轴倾斜，因此从副入口导入的流体从导入时具有轴向的速度分量。为此，与沿旋转轴的副入口相比，用于向轴向转向的局部变小，因此能够减小涡轮的轴向长度。

在本发明的第三方式中，所述副通路包括：以沿轴向贯通所述涡轮的凸缘的方式而设置在与所述主通路对应的周向位置上的多个贯通流路、配置在该贯通流路的上游侧的第二涡轮。

在由单一的叶片形成主通路及副通路的情况下，叶片的形状有可能变得复杂。此外，若考虑涡轮机效率，则考虑使叶片形成三维构造。在该情况下，由于有时难以进行球头立铣刀等机械加工，因此涡轮通过铸造来制造。若由铸造来制造的话，难以使通路的表面粗糙度达到如机械加工那样平滑，因此流体的流动抗力增加，有可能降低涡轮机的效率。

在本发明的第三方式中，副通路包括：以贯通涡轮的凸缘的方式而设置的贯通流路、配置在贯通流路的上游侧的第二涡轮，因此，上述方式的构造成为2分割的结构。因此，涡轮与现有的通常的涡轮的构造大致相同，因此能够与以往同样由机械加工来制造。此外，由于贯通通路为大致直线的矩形通道状的空间，因此，能够容易地由球头立铣刀等从涡轮的背面进行加工。第二涡轮为比较单纯的叶片形状即可，因此能够与以往同样地由机械加工来制造。

如此，构成涡轮机的部件全部由机械加工来制造，因此与由铸造来制造的部件相比，能够平滑地加工主通路及副通路的表面粗糙度，并能够抑制涡轮机的效率降低。

在本发明的第四方式中，所述第二涡轮固定安装于所述涡轮。

如此一来，作为涡轮的叶片面起作用的贯通流路的周向的两壁面与第二涡轮的叶片的接缝处，能够平滑地使第二涡轮的叶片的表面与壁面相连。

【发明效果】

根据本发明，涡轮具备在比主入口靠半径方向内侧位置的主通路的凸缘面起分路且朝向涡轮的背面侧延伸的副通路，在副通路的外周端，在与主入口不同的半径方向位置形成有副入口，该副入口供给压力与从主入口供给的流体的压力不同的流体，因此能够通过单一或者一体的涡轮来将具有多个压力的流体作为旋转动力取得。由此，能够降低部件数，并能够降低制造成本。

附图说明

图1是表示使用本发明的第一实施方式涉及的膨胀涡轮机的双气发电***的结构的框图。

图2是图1的膨胀涡轮机中应用径流式涡轮机的局部剖面图。

图3是从半径方向外侧观察图2的叶片的向圆筒面的投影图。

图4是表示本发明的第一实施方式涉及的径流式涡轮机的另一实施方式的局部剖面图。

图5是表示本发明的第一实施方式涉及的径流式涡轮机的又一实施方式的局部剖面图。

图6是表示使用本发明的第一实施方式涉及的膨胀涡轮机的双气发电***的另一结构的框图。

图7是表示使用本发明的第一实施方式涉及的膨胀涡轮机的设备***的结构的框图。

图8是表示本发明的第二实施方式涉及的径流式涡轮机的局部剖面图。

图9是表示本发明的第二实施方式涉及的径流式涡轮机的另一实施方式的局部剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

[第一实施方式]

以下，参照图1～图3，对本发明的第一实施方式涉及的膨胀涡轮机(径流式涡轮机)1进行说明。

图1是表示使用本发明的第一实施方式涉及的膨胀涡轮机的双气发电***的结构的框图。图2是图1的膨胀涡轮机1中应用了径流式涡轮机100的局部剖面图。图3是从半径方向外侧观察图2的叶片时的向圆筒面的投影图。

双气发电***3例如作为进行地热发电的***来使用。双气发电***3中具备：具有多个热源的热源部5、两个双气循环7A及7B、膨胀涡轮机1、利用膨胀涡轮机1的旋转动力来产生电力的发电机9。

热源部5将利用地热加热后的蒸汽或热水向双气循环7A、7B供给。热源部5构成为供给2种温度不同的蒸汽或热水T1、T2。

双气循环7A及7B以作为工作流体即低沸点介质(流体)循环的兰金循环来构成。作为低沸点介质可以使用例如异丁烷等有机介质、弗利昂、代替弗利昂或氨或氨与水的混合流体等。

在双气循环7A、7B中，利用从热源部5供给的高温蒸汽或热水来加热低沸点介质而成为高压流体，并向膨胀涡轮机1供给。从膨胀涡轮机1排出的低沸点介质返回双气循环7A及7B，并再次被高温蒸汽或热水加热，依次重复上述过程。

此时，在两个双气循环7A及7B中，使用相同的低沸点介质。由于向双气循环7A及7B供给的高温蒸汽或热水的温度不同，因此从它们向膨胀涡轮机1供给的低沸点介质的压力P1、P2不同。以下，对压力P1比压力P2大的情况进行说明。

径流式涡轮机100具备：壳体11、能够旋转地支承于壳体11的旋转轴13、安装于旋转轴13的外周的径流式涡轮15。

径流式涡轮15包括：安装在旋转轴13的外周的凸缘17和在凸缘17的外周面以放射状沿周向空开间隔地安装的多个叶片19。

在径流式涡轮15的外周端，在半径R1的位置遍及全周地形成有与旋转轴13大致平行的主入口27。在主入口27的外周侧形成有环状的空间即入口流路31。将从双气循环7A供给的压力P1的低沸点介质导入的主流入路29连接在入口流路31的外周侧端部。

在入口流路31上设有由在周向上空开间隔地配置的多个叶片构成的喷嘴33。

在径流式涡轮15上形成有主通路23，该主通路23从半径方向朝向轴向弯曲，以使流动从主入口27朝向涡轮出口21流出。

主通路23具有朝向背面侧延伸的副通路25。主通路23与副通路25的流动在由单点划线表示的主通路23的凸缘面的假想线即合流部47处合流。换言之，副通路25从合流部47分路，形成为朝向主通路23的背面侧延伸。

在副通路25的背面侧的外周端，在与主入口27不同的半径R2的位置遍及全周地形成有副入口35。

在设置于半径R2的位置的副入口35的外周侧形成有环状的空间即入口流路39。将从双气循环7B供给的压力P2的低沸点介质导入的副流入路37连接在入口流路39的外周端。

在入口流路39设有由沿周向空开间隔地配置的多个叶片构成的喷嘴41。

主入口27及副入口35形成为与旋转轴13大致平行。

此时，当主入口27的涡轮入口周速为U1、副入口35的涡轮入口周速为U2时，主入口27的半径R1和副入口35的半径R2如下设定。对于各个入口压力P1、P2及头H1、H2，满足g·H1≈U1²、g·H2≈U2²的关系。当径流式涡轮15的转速为N(rpm)时，主入口27的半径R1及副入口35的半径R2设定为R1≈U1/2·π/(N/60)、R2≈U2/2·π/(N/60)附近的值。

由于压力P2小于压力P1，因此副入口35的半径R2设置在比主入口27的半径R1小的位置。

副通路25在合流部47处与主通路23合流，流过主通路23的流量G1与流过副通路25的流量G2混合，并从涡轮出口21流出。涡轮出口21具有由大致半径方向的线构成的后缘。使该后缘倾斜，以使流动带有朝向半径内的分量的方式流出。

在径流式涡轮15的叶片19上形成有被合流部47分路且划分副通路25的周向的分路通路壁20。在从主入口27至合流部47的叶片19的背面和分路通路壁20的护罩侧设有背板26。通过相邻的叶片19、凸缘17、背板26、壳体11来形成主通路23。通过相邻的叶片19的分路通路壁20、凸缘17、背板26的朝向半径方向内的面来形成副通路25。

如图3所示，叶片19在主入口27中相对于旋转轴13具有大致相同角度的放射状的叶片形状，且形成为叶片的中心线XL朝向径流式涡轮15的涡轮出口21而相对于旋转轴13变大成为抛物线状的叶片形状。该转向点为合流部47的附近。

由于分路通路壁20承受叶片19的主入口27侧的局部即主入口部及背板26的离心力，因此将位于合流部47的叶片19设置在向凸缘侧延长的位置上，其角度构成为与主入口部的叶片19大致一致。因此，分路通路壁20相对于旋转轴13形成为大致相同的角度的放射状的叶片形状。

另外，在由离心力产生的作用于叶片19的分路通路壁20的应力足够小的情况下，也可使叶片19的主入口部的角度与分路通路壁20的角度错开。

主通路23及副通路25构成为，随着朝向涡轮出口21，主通路23的叶片19的高度与副通路25的分路通路壁20的高度一同变高，流过主通路23的低沸点介质的流动49及流过副通路25的低沸点介质的流动51随着朝向涡轮出口21而流量容积增加的同时依次变为低压。

图2中以单点划线表示通过径流式涡轮15内的流体的等压线。

半径R2设定为，从副入口35供给且到达合流部47的流体的压力与主通路23的通过合流部47的流体的压力达到大致相同。

在壳体11上，在主入口27与副入口35之间具备壳体壁53，且调整使得该壳体壁53的一面构成入口流路39的通路壁，另一面与背板26的间隙变小。

以下，对上述构成的本实施方式涉及的径流式涡轮机100的动作进行说明。

从双气循环7A供给的压力P1的低沸点介质从主流入路29通过入口流路31并由喷嘴33来调整流量、流速，流量G1的低沸点介质从主入口27向主通路23供给。此时，向径流式涡轮15供给的低沸点介质的压力为PN1。该压力PN1的低沸点介质的压力连续降低直至径流式涡轮15的出口压力Pd，并从径流式涡轮15流出，使安装有径流式涡轮15的旋转轴13产生旋转动力。

此时，从双气循环7B供给的压力P2的低沸点介质从副流入路37通过入口流路39并由喷嘴41来调整流量、流速，流量G2的低沸点介质从副入口35向副通路25供给。此时，从该副入口35向副通路25供给的低沸点介质的压力PN2在低沸点介质流过副通路25期间减压，使主通路23中的合流部47位置处的压力大致一致。主入口27与副入口35之间具备壳体壁53，该壳体壁53以使其与主通路23的背板26之间的空隙变小的方式来调整间隙，因此即使在涡轮入口使用压力PN1与压力PN2的压力不同的低沸点介质，也能够抑制来自主入口27的压力高的低沸点介质向副入口35的泄漏，并能够降低泄漏。

在合流部47中，从副入口35流入的流量G2的低沸点介质与从主入口27供给的流量G1的低沸点介质混合。主通路23与副通路25利用叶片19而连续地形成，因此能够顺畅地混合通过上述通路的流体。

混合后的低沸点介质从径流式涡轮15的涡轮出口21流出。流量G1及流量G2混合后的流量的低沸点介质经由径流式涡轮15而使旋转轴13产生旋转动力。

利用旋转轴13的旋转驱动而使发电机9产生电力。

如此，通过将来自双气循环7A、7B的压力不同的低沸点介质分别向径流式涡轮15的主入口27及副入口35供给，能够利用单一的径流式涡轮15而作为旋转动力得到。

由此，本实施方式涉及的径流式涡轮机100与具备多个膨胀涡轮机或者多个径流式涡轮的膨胀涡轮机相比能够降低部件数，并能够降低制造成本。

另外，在第一实施方式中，在径流式涡轮15上未设有护罩，但也可根据需要来安装护罩。

如此，能够降低主通路23中的低沸点介质的泄漏损失，并能够提高涡轮机效率。

如第一实施方式那样，若副入口35构成为与旋转轴13大致平行，则从副入口35导入的低沸点介质沿半径方向移动，因此低沸点介质为了与主通路23合流而需要向轴向转向。

在该情况下，如图4所示，也可使副入口35相对于旋转轴倾斜。

如此一来，由于副入口35相对于旋转轴13倾斜，因此从副入口35导入的低沸点介质从导入时起具有轴向的速度分量。为此，与沿旋转轴13的副入口35相比，能够减小用于向轴向转向的局部，因此能够减小副通路45的轴向长度，并能够使膨胀涡轮机1小型化。

在第一实施方式中，在径流式涡轮15的构造中，主入口27及副入口35的凸缘面以相对于旋转轴13大致垂直的面来构成，但并不限定于此。例如，也可使凸缘面相对于旋转轴13倾斜，进而，除此以外，也可使叶片前缘相对于旋转轴倾斜。

在第一实施方式中，从副入口35导入的低沸点介质的压力P2比从主入口27导入的低沸点介质的压力P1低，因此副入口35在半径方向上设置在比主入口27靠内侧。但是，副入口35与主入口27的半径方向上的位置关系并不限定于此。

例如，在副入口35的压力P2比主入口27的压力P1大的情况下，如图5所示，有时副入口35在半径方向上设置在比主入口27靠外侧。

在该情况下，壳体壁53以使一面与主通路23及背板26的外壁面相对的方式而构成通路壁，以另一面与副通路25的叶片前端的空隙变小的方式来调整间隙。

在第一实施方式中，以有两个双气循环7A、7B，且应用于双气发电***3来进行说明，但膨胀涡轮机1的用途并不限定于此。

例如，如图6所示，也可应用于具有一个双气循环7C的双气发电***3。其从双气循环7C获取压力不同的低沸点介质并利用膨胀涡轮机1来回收动力。

此外，也可在图7所示的设备***2中使用膨胀涡轮机1。设备***2中例如在锅炉设备4中获取多个例如三个压力不同的蒸汽(流体)并利用膨胀涡轮机1来回收动力。

作为设备***2可以用于各种产业设备，例如化学设备中进行分离或混合的工序的混合过程。

[第二实施方式]

接下来，使用图8，对于本发明的第二实施方式涉及的膨胀涡轮机1进行说明。

与第二实施方式的涡轮的制造方法相关的结构与第一实施方式不同，因而在此主要对于该不同的局部进行说明，对于与上述第一实施方式相同的局部省略重复的说明。

另外，对于与第一实施方式相同的部件标注相同的符号。

图8是表示本发明的第二实施方式涉及的径流式涡轮机100的局部剖面图。

在本实施方式中，副通路55包括：在轴向上组合的设置在第一径流式涡轮(涡轮)57上的贯通通路69和形成在第二径流式涡轮(第二涡轮)59上的叶片73之间的通路74。

换言之，第一实施方式中的径流式涡轮15分割为第一径流式涡轮57及第二径流式涡轮59。

第一径流式涡轮57包括第一实施方式的径流式涡轮15中的主通路23的背板26并相当于至涡轮出口21为止的区域，第二径流式涡轮59相当于上述以外的区域。

第一径流式涡轮57包括：安装在旋转轴13的外周的凸缘61和在凸缘61的外周面上以放射状而空开间隔地设置的多个叶片63。叶片63构成为随着从主入口27朝向涡轮出口65而高度依次升高，且在涡轮出口65处沿半径方向以直线状竖立设置。另外，也可将涡轮出口65倾斜地构成为使流动带有朝向半径内的分量而流出。

将叶片63投影到圆筒面上的形状在主入口27中相对于旋转轴13具有大致相同的角度的放射状的叶片形状，且形成为叶片的中心线朝向第一径流式涡轮57的涡轮出口65而相对于旋转轴13变大成为抛物线状的叶片形状。如图8中沿叶片面标记等间隔线，该角度变大的位置从位置A附近开始。换言之，叶片63具有与以往使用的径向叶片相同的构造。

由相邻的叶片63、凸缘61、背板26、壳体11形成主通路67。

与第一实施方式同样，在主通路67的外周端形成遍及全周的主入口27，导入从双气循环7A供给的压力P1的低沸点介质。

在凸缘61上，沿周向空开间隔地在与各主通路67分别对应的位置形成有从背板26至主通路67的多个贯通通路69。

贯通通路69为大致直线的矩形管道状的空间，长度方向为大致轴向。贯通通路69在表示没有叶片63的凸缘面的延长部的凸缘假想线70而向主通路67开口。

第二径流式涡轮59包括：安装于旋转轴13的外周的凸缘71和以放射状沿周向空开间隔地安装在凸缘71的外周面上的多个叶片73。

叶片73构成为随着从副入口35朝向下游而高度依次升高，且在出口处沿半径方向以直线状竖立设置。由相邻的叶片73、凸缘71、背板26的内周面形成的通路74的高度随着朝向下游而升高。叶片73形成在通路74与各贯通通路69连通的位置。由此，构成通路74及贯通通路69被一体化了通路、即副通路55。

凸缘71形成为通过凹窝部82而与凸缘61组合的构造，并配置在规定的位置。由此，能够确保凸缘71与凸缘61的同芯度。凸缘73例如形成为与旋转轴13嵌合的构造，从而也可不使用凹窝部82。

凸缘71通过螺栓75而固定安装于凸缘61。由此，第二径流式涡轮59牢固安装在第一径流式涡轮57的规定的位置，并一体化。

与第一实施方式同样，在叶片73的外周端形成有遍及全周的副入口35，并导入从双气循环7B供给的压力P2的低沸点介质。

叶片73的片数与径向叶片63的片数相同。进而，在第二径流式涡轮59的叶片73与作为第一径流式涡轮57的叶片面起作用的贯通通路69的周向的两壁面的接缝处，叶片的表面平滑相连地形成。如此一来，从第二径流式涡轮59向第一径流式涡轮57流入低沸点介质的部分处没有构造上的阶梯差或与流动相对的前缘，因此低沸点介质平滑地从第二径流式涡轮59向第一径流式涡轮57的流路流入。

另外，径向叶片73的片数与径向叶片63的片数不同也可。

如此，第一径流式涡轮57可以具有与以往使用的通常的径流式涡轮的构造大致相同，因此能够与以往同样地由机械加工来制造。此外，贯通通路69为大致直线的矩形通道状的空间，因此能够通过球头立铣刀等从第一径流式涡轮57的背面容易地进行加工。第二径流式涡轮59为比较单纯的叶片形状，因此可以与以往同样由机械加工来制造。

由此，因为能够平滑地加工主通路67及副通路55的表面粗糙度，所以能够抑制膨胀涡轮机1的效率降低。

关于如此构成的第二实施方式涉及的径流式涡轮机100的动作，基本上与第一实施方式相同，故而在此简单地说明。

从双气循环7A供给的压力P1的低沸点介质通过喷嘴33来调整流量、流速，并从主入口27向主通路67供给流量G1的低沸点介质。

另一方面，从双气循环7B供给的压力P2的低沸点介质通过喷嘴41来调整流量、流速，流量G2的低沸点介质从副入口35向第二径流式涡轮59、即副通路55供给。供给来的低沸点介质由第二径流式涡轮59减压并流入贯通流路69。流入贯通流路69后的低沸点介质进而减压，并向主通路57供给，与通过主通路67而从主入口27供给来的低沸点介质混合。

混合后的低沸点介质从第一径流式涡轮57的涡轮出口65流出。通过两通路的流量汇合后的流量的低沸点介质经由第一径流式涡轮57而使旋转轴13产生旋转动力。

利用旋转轴13的旋转驱动而使发电机9产生电力。

此时，在主入口27与副入口35之间具备以使主通路57的背板部26与壳体壁53之间空隙变小的方式而调整后的间隙，因此即使使用压力不同的低沸点介质，也能够抑制来自主入口27的压力高的低沸点介质向副入口35方泄漏，并降低泄漏。

如此，通过使来自双气循环7A、7B的压力不同的低沸点介质分别向第一径流式涡轮57的主入口27及第二径流式涡轮59的副入口35供给，能够利用一体化的涡轮来获取旋转动力。

由此，第二实施方式涉及的径流式涡轮机100与多个膨胀涡轮机或者具备多个径流式涡轮的膨胀涡轮机相比，能够降低部件数，并能够降低制造成本。

在第二实施方式中，如图8中箭头所示，在流过主通路67的低沸点介质与流过副通路55的低沸点介质的合流部中，流过副通路55的低沸点介质大致沿轴向流动，流过主通路67的低沸点介质沿向内侧倾斜的方向流动。

为此，双方的低沸点介质碰撞，有可能产生稍许的混合损失。

为了消除这个问题，例如，如图9所示，也可减小合流的局部处的凸缘61的倾斜，并减小凸缘61面与贯通通路59的半径方向外侧的面所成的角度δ。或者，也可使主通路67与贯通通路69合流的位置位于主径流式涡轮57的轴向下游，并减小角度δ。

如此一来，流过主通路67的低沸点介质与流过副通路55的低沸点介质的流动方向的偏差变小，因此能够降低伴随碰撞的混合损失。

另外，本发明并不限于以上说明的各实施方式，也可在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形。

【符号说明】

1膨胀涡轮机

11壳体

13旋转轴

15径流式涡轮

19叶片

23主通路

25副通路

26背板部

27主入口

33喷嘴

35副入口

41喷嘴

53壳体壁

57第一径流式涡轮

59第二径流式涡轮

61凸缘

67主通路

69贯通通路

100径流式涡轮机

Claims (5)

1.一种径流式涡轮机，其具备涡轮，该涡轮具备从半径方向朝向轴向弯曲且叶片高度依次变高的主通路，且将以半径方向的流动为主分量而从位于外周侧的主入口回旋流入所述主通路的流体的回旋能量转换为旋转动力，并将释放了所述回旋能量后的流体向轴向喷出，

所述径流式涡轮机的特征在于，

所述涡轮在比所述主入口靠半径方向内侧的位置具备副通路，该副通路从所述主通路的凸缘面分路并朝向所述主通路的背面侧延伸，

在该副通路的外周端，在与所述主入口不同的半径方向位置形成有副入口，该副入口供给压力与从所述主入口供给的流体的压力不同的流体，

所述主入口与所述副入口之间由在构成所述主通路的所述涡轮的背板和壳体之间调整后的间隙隔开。

2.根据权利要求1所述的径流式涡轮机，其特征在于，

以形成所述主通路的叶片跨过所述背板并延长的方式形成所述副通路。

3.根据权利要求1或2所述的径流式涡轮机，其特征在于，

所述副入口相对于旋转轴倾斜。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的径流式涡轮机，其特征在于，

所述副通路包括：以沿轴向贯通所述涡轮的凸缘的方式而设置在与所述主通路对应的位置上的多个贯通流路、配置在该贯通流路的上游侧的第二涡轮。

5.根据权利要求4所述的径流式涡轮机，其特征在于，

所述第二涡轮固定安装在所述涡轮上。

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