JP3132944B2 - ３次元設計タービン翼 - Google Patents
３次元設計タービン翼Info
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- JP3132944B2 JP3132944B2 JP05082653A JP8265393A JP3132944B2 JP 3132944 B2 JP3132944 B2 JP 3132944B2 JP 05082653 A JP05082653 A JP 05082653A JP 8265393 A JP8265393 A JP 8265393A JP 3132944 B2 JP3132944 B2 JP 3132944B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine blade
- section
- distribution
- gauging
- blade
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2250/00—Geometry
- F05B2250/20—Geometry three-dimensional
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸流ガスタービン、蒸
気タービン等の３次元設計翼に関する。
気タービン等の３次元設計翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４及び図５は、それぞれ、従来の３次
元設計タービン翼の外形図及び翼高さ方向の翼後縁線ス
タッキング図である。これらの図に示すように、タービ
ン翼１の３次元設計では、半径方向に直線分布を成すラ
ジアルスタッキング２に対し、壁側３において翼１の圧
力面１ａが負圧面１ｂに対して傾くようなバウスタッキ
ング４を実施する。
元設計タービン翼の外形図及び翼高さ方向の翼後縁線ス
タッキング図である。これらの図に示すように、タービ
ン翼１の３次元設計では、半径方向に直線分布を成すラ
ジアルスタッキング２に対し、壁側３において翼１の圧
力面１ａが負圧面１ｂに対して傾くようなバウスタッキ
ング４を実施する。
【０００３】このようにバウスタッキング４においては
翼１を傾けることにより、壁側３の負圧面１ａに翼力５
が作用し流れを押しつけることで、負圧面１ａへの低エ
ネルギ流体の集積を抑制し、翼素性能を向上させること
ができる。
翼１を傾けることにより、壁側３の負圧面１ａに翼力５
が作用し流れを押しつけることで、負圧面１ａへの低エ
ネルギ流体の集積を抑制し、翼素性能を向上させること
ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の３次
元設計翼にあっては、図１に実線６で示すように、翼の
ゲージング分布（スロート幅／ピッチ）を翼高さ方向に
右下り分布、若しくは図示はしないが右上り分布となる
よう決定している。しかし、実際の流動においては、図
２に実線６ａで示すように、３次元効果により従来翼で
はベース、チップ側でゲージング角６よりも大きくかつ
ミーンでゲージング角６より小さい流出角分布となる。
元設計翼にあっては、図１に実線６で示すように、翼の
ゲージング分布（スロート幅／ピッチ）を翼高さ方向に
右下り分布、若しくは図示はしないが右上り分布となる
よう決定している。しかし、実際の流動においては、図
２に実線６ａで示すように、３次元効果により従来翼で
はベース、チップ側でゲージング角６よりも大きくかつ
ミーンでゲージング角６より小さい流出角分布となる。
【０００５】そして、図６に翼高さ方向の損失分布を示
すが、従来翼の分布８では、壁近傍で発生する２次流れ
による渦コア８ａが発達し大きな損失となり、ミーン近
傍では２次元的性能を示すプロファイル損失８ｂを見る
ことができる。
すが、従来翼の分布８では、壁近傍で発生する２次流れ
による渦コア８ａが発達し大きな損失となり、ミーン近
傍では２次元的性能を示すプロファイル損失８ｂを見る
ことができる。
【０００６】一方、３次元設計翼の分布９では、壁近傍
の損失は減少するものの、ミーン近傍でプロファイル損
失が増加する傾向にある。そして、このプロファイル損
失の増加は、図３に示すように、翼のウェーク１１が流
出角減少により１ピッチ１２当りに占める割合の増加
（１３ｂ→１３ａ）が主原因となって生じるものと考え
られる。
の損失は減少するものの、ミーン近傍でプロファイル損
失が増加する傾向にある。そして、このプロファイル損
失の増加は、図３に示すように、翼のウェーク１１が流
出角減少により１ピッチ１２当りに占める割合の増加
（１３ｂ→１３ａ）が主原因となって生じるものと考え
られる。
【０００７】このように従来の３次元設計タービン翼に
おいては、壁側の２次流れ損失が減少する一方、ミーン
近傍でのプロファイル損失増加が生じ、設計如何では全
体の翼列性能悪化を招くという問題があった。
おいては、壁側の２次流れ損失が減少する一方、ミーン
近傍でのプロファイル損失増加が生じ、設計如何では全
体の翼列性能悪化を招くという問題があった。
【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、３次元効果による２次流
れ損失低減の効果を保ちつつ、ミーン断面のプロファイ
ル損失増加を抑制し、これにより全体としての翼列性能
を向上できるようにした３次元設計タービン翼を提供す
ることを目的とする。
決するためになされたもので、３次元効果による２次流
れ損失低減の効果を保ちつつ、ミーン断面のプロファイ
ル損失増加を抑制し、これにより全体としての翼列性能
を向上できるようにした３次元設計タービン翼を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、軸流タービン、蒸気タービン等の３次
元設計タービン翼において、翼高さ方向のゲージング分
布を上に凸の形状とし、そのゲージング値をミーン断面
では最大とすると共にチップ若しくはベース断面では最
小としたものである。
めに、本発明は、軸流タービン、蒸気タービン等の３次
元設計タービン翼において、翼高さ方向のゲージング分
布を上に凸の形状とし、そのゲージング値をミーン断面
では最大とすると共にチップ若しくはベース断面では最
小としたものである。
【００１０】
【作用】上記の手段によれば、３次元設計タービン翼の
ゲージング分布をミーン断面では最大、チップ若しくは
ベース断面では最小にすることにより、３次元効果によ
るミーン断面における流出角減少に起因するプロファイ
ル損失増加を抑制し、かつチップ、ベース断面において
ゲージングを小さくすることにより、翼通路内の加速を
良好にして、２次流れ損失を低減することができる。
ゲージング分布をミーン断面では最大、チップ若しくは
ベース断面では最小にすることにより、３次元効果によ
るミーン断面における流出角減少に起因するプロファイ
ル損失増加を抑制し、かつチップ、ベース断面において
ゲージングを小さくすることにより、翼通路内の加速を
良好にして、２次流れ損失を低減することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１２】本発明は、図１に一点鎖線７で示すよう
に、軸流タービン、蒸気タービン等の３次元設計タービ
ン翼において、翼高さ方向のゲージング分布７を上に凸
の形状とし、そのゲージング値をミーン断面では最大、
またチップ若しくはベース断面（本実施例ではチップ断
面）では最小となるようにしたものである。そして、本
実施例では、翼高さ方向のゲージング値をベースからチ
ップにかけた直線分布（従来例：制御渦設計のゲージン
グ分布）６に対し、ミーン断面では１０〜２０％相対値
にして大きくし、またチップ及びベース断面では逆に１
０〜２０％相対値にして小さくなるようなゲージング分
布７としている。
に、軸流タービン、蒸気タービン等の３次元設計タービ
ン翼において、翼高さ方向のゲージング分布７を上に凸
の形状とし、そのゲージング値をミーン断面では最大、
またチップ若しくはベース断面（本実施例ではチップ断
面）では最小となるようにしたものである。そして、本
実施例では、翼高さ方向のゲージング値をベースからチ
ップにかけた直線分布（従来例：制御渦設計のゲージン
グ分布）６に対し、ミーン断面では１０〜２０％相対値
にして大きくし、またチップ及びベース断面では逆に１
０〜２０％相対値にして小さくなるようなゲージング分
布７としている。
【００１３】図２の一点鎖線７ａは、本発明に係る３次
元設計タービン翼の流出角分布を示す。ベース、チップ
断面で従来例の流出角分布６ａに比べゲージングを小さ
く、かつミーン断面で大きくすることにより、流出角分
布７ａはゲージング角分布６にほぼ等しくなる。
元設計タービン翼の流出角分布を示す。ベース、チップ
断面で従来例の流出角分布６ａに比べゲージングを小さ
く、かつミーン断面で大きくすることにより、流出角分
布７ａはゲージング角分布６にほぼ等しくなる。
【００１４】この場合、３次元効果による壁側の２次流
れ損失低減効果を保ちつつ、ミーン断面の性能悪化を防
止するには、従来分布に対するゲージングの変化量はベ
ース、チップ断面で１０〜２０％（相対値）小さくし、
またミーン断面で１０〜２０％（相対値）大きく設計す
ることで、良い性能が得られる。
れ損失低減効果を保ちつつ、ミーン断面の性能悪化を防
止するには、従来分布に対するゲージングの変化量はベ
ース、チップ断面で１０〜２０％（相対値）小さくし、
またミーン断面で１０〜２０％（相対値）大きく設計す
ることで、良い性能が得られる。
【００１５】図６の一点鎖線１０は、本発明に係る３次
元設計タービン翼における翼高さ方向の損失分布を示
す。本発明の損失分布１０では、従来例の損失分布８に
対し壁近傍の２次流れ損失の低減効果があり、かつミー
ン断面においてもプロファイル性能は従来例と同じ若し
くはそれ以上の性能が得られる。
元設計タービン翼における翼高さ方向の損失分布を示
す。本発明の損失分布１０では、従来例の損失分布８に
対し壁近傍の２次流れ損失の低減効果があり、かつミー
ン断面においてもプロファイル性能は従来例と同じ若し
くはそれ以上の性能が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、軸
流タービン、蒸気タービン等の３次元設計タービン翼に
おいて、翼高さ方向のゲージング分布を上に凸の形状と
し、そのゲージング値をミーン断面では最大とすると共
にチップ若しくはベース断面では最小としたことによ
り、流出角を適正にコントロールし、３次元効果による
２次流れ損失低減効果を保ちつつ、ミーン断面のプロフ
ァイル性能低下を防止し、全体としての翼列性能が向上
する効果がある。
流タービン、蒸気タービン等の３次元設計タービン翼に
おいて、翼高さ方向のゲージング分布を上に凸の形状と
し、そのゲージング値をミーン断面では最大とすると共
にチップ若しくはベース断面では最小としたことによ
り、流出角を適正にコントロールし、３次元効果による
２次流れ損失低減効果を保ちつつ、ミーン断面のプロフ
ァイル性能低下を防止し、全体としての翼列性能が向上
する効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係る３次元設計タービン翼
及び従来の３次元設計タービン翼のゲージング分布をそ
れぞれ示す図である。
及び従来の３次元設計タービン翼のゲージング分布をそ
れぞれ示す図である。
【図２】同じく、本発明の一実施例に係る３次元設計タ
ービン翼及び従来の３次元設計タービン翼の流出角分布
をそれぞれ示す図である。
ービン翼及び従来の３次元設計タービン翼の流出角分布
をそれぞれ示す図である。
【図３】３次元効果によるウェーク流出方向変化を示す
図である。
図である。
【図４】従来の３次元設計タービン翼の外形図である。
【図５】従来の３次元設計タービン翼の翼高さ方向翼後
縁線スタッキング図である。
縁線スタッキング図である。
【図６】本発明の一実施例に係る３次元設計タービン翼
及び従来の３次元設計タービン翼の翼高さ方向損失分布
をそれぞれ示す図である。
及び従来の３次元設計タービン翼の翼高さ方向損失分布
をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】 ６ 従来例のゲージング分布（直線分布） ７ 本発明のゲージング分布
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−81603（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271002（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−267506（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−271002（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−27201（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−68103（ＪＰ，Ｕ) 実願 昭62−156085号（実開 平１− 61401号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01D 5/14
Claims (2)
- 【請求項１】軸流タービン、蒸気タービン等の３次元設
計タービン翼において、翼高さ方向のゲージング分布を
上に凸の形状とし、そのゲージング値をミーン断面では
最大とすると共にチップ若しくはベース断面では最小と
したことを特徴とする３次元設計タービン翼。 - 【請求項２】請求項１記載の３次元設計タービン翼にお
いて、翼高さ方向のゲージング値を、ベースからチップ
にかけた直線分布に対し、相対値でミーン断面では１０
〜２０％大きくすると共にチップ及びベース断面では１
０〜２０％小さくしたことを特徴とする３次元設計ター
ビン翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05082653A JP3132944B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ３次元設計タービン翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05082653A JP3132944B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ３次元設計タービン翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272504A JPH06272504A (ja) | 1994-09-27 |
| JP3132944B2 true JP3132944B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=13780394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05082653A Expired - Lifetime JP3132944B2 (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | ３次元設計タービン翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132944B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101476493B (zh) * | 2007-11-09 | 2013-04-24 | 阿尔斯托姆科技有限公司 | 蒸汽涡轮机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9417406D0 (en) * | 1994-08-30 | 1994-10-19 | Gec Alsthom Ltd | Turbine blade |
| JP2000045704A (ja) | 1998-07-31 | 2000-02-15 | Toshiba Corp | 蒸気タービン |
| JP2002221006A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | タービンノズルのスロートエリア計測方法 |
| JP4373629B2 (ja) | 2001-08-31 | 2009-11-25 | 株式会社東芝 | 軸流タービン |
| EP1710397B1 (en) * | 2005-03-31 | 2014-06-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bowed nozzle vane |
| JP4724034B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | 軸流タービン |
| JP2007009761A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Toshiba Corp | 軸流タービン |
| JP4956277B2 (ja) * | 2007-05-24 | 2012-06-20 | 株式会社東芝 | ノズル翼翼列、動翼翼列および軸流タービン |
| JP2011074804A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | 蒸気タービンのノズル |
| EP2787181B1 (en) * | 2011-11-30 | 2019-01-09 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Radial turbine |
| EP2653658A1 (de) | 2012-04-16 | 2013-10-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Leitschaufelkranz für eine Axialströmungsmaschine und Verfahren zum Auslegen des Leitschaufelkranzes |
| CN105298546B (zh) * | 2015-11-27 | 2017-07-28 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 一种透平叶片叶身结构 |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP05082653A patent/JP3132944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101476493B (zh) * | 2007-11-09 | 2013-04-24 | 阿尔斯托姆科技有限公司 | 蒸汽涡轮机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06272504A (ja) | 1994-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001017 |