JPH10317904A - タービンのシュラウド翼 - Google Patents
タービンのシュラウド翼Info
- Publication number
- JPH10317904A JPH10317904A JP18371597A JP18371597A JPH10317904A JP H10317904 A JPH10317904 A JP H10317904A JP 18371597 A JP18371597 A JP 18371597A JP 18371597 A JP18371597 A JP 18371597A JP H10317904 A JPH10317904 A JP H10317904A
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- JP
- Japan
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- blade
- shroud
- tip
- rotor
- turbine
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動翼先端にシュラウドを取付けたタービンの
シュラウド翼において、応力集中と作用する遠心力を低
減させて翼高さを高くすることを可能にし、タービン効
率を高めるようにする。 【解決手段】 捩じった動翼2の先端にロータ周方向A
に長い形状を有するチップシュラウド3を取付け、隣接
する動翼2,2のシュラウド3,3同士は互いに押し合
うようにしてロータ周方向に連なって配置された構造と
なっている。また、チップシュラウド3、動翼2に中空
部等を設けて作用する遠心力を低減させるようにしてい
る。
シュラウド翼において、応力集中と作用する遠心力を低
減させて翼高さを高くすることを可能にし、タービン効
率を高めるようにする。 【解決手段】 捩じった動翼2の先端にロータ周方向A
に長い形状を有するチップシュラウド3を取付け、隣接
する動翼2,2のシュラウド3,3同士は互いに押し合
うようにしてロータ周方向に連なって配置された構造と
なっている。また、チップシュラウド3、動翼2に中空
部等を設けて作用する遠心力を低減させるようにしてい
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン、蒸
気タービン等のタービンのシュラウド翼に関する。
気タービン等のタービンのシュラウド翼に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来のタービンのシュラウド翼
を示す。動翼2の先端には、フィレットR9(動翼2の
先端部に設けられたなめらかな曲面)を介して配置され
た幅の広いチップシュラウド3がロータ周方向Aに対し
て一体をなすように取付けられている。前記チップシュ
ラウド3の上面には、ケーシング1とのすき間をつめる
ために、2本のフィン4がロータ周方向Aと平行に取付
けられている。
を示す。動翼2の先端には、フィレットR9(動翼2の
先端部に設けられたなめらかな曲面)を介して配置され
た幅の広いチップシュラウド3がロータ周方向Aに対し
て一体をなすように取付けられている。前記チップシュ
ラウド3の上面には、ケーシング1とのすき間をつめる
ために、2本のフィン4がロータ周方向Aと平行に取付
けられている。
【0003】同じ段に属する隣接する動翼2,2のチッ
プシュラウド3,3は、その一部に設けられたコンタク
ト面8で互いに押し合うように接触して(噛み合って)
ロータ周方向Aと平行な方向に連なっている。
プシュラウド3,3は、その一部に設けられたコンタク
ト面8で互いに押し合うように接触して(噛み合って)
ロータ周方向Aと平行な方向に連なっている。
【0004】なお、図4において、5は静翼、6は動翼
の前縁、7は動翼の後縁、11は動翼のプラットホー
ム、12は動翼のシャンクである。
の前縁、7は動翼の後縁、11は動翼のプラットホー
ム、12は動翼のシャンクである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す従来のター
ビンのシュラウド翼においては、チップシュラウド3に
大きい遠心力が加わり、チップシュラウド3と同チップ
シュラウド3の動翼2への付け根にあたるフィレットR
9の付近に大きい局所的な応力(引張り応力や捩れ応力
等)が生ずることになる。
ビンのシュラウド翼においては、チップシュラウド3に
大きい遠心力が加わり、チップシュラウド3と同チップ
シュラウド3の動翼2への付け根にあたるフィレットR
9の付近に大きい局所的な応力(引張り応力や捩れ応力
等)が生ずることになる。
【0006】この応力を許容値以下に保つために、動翼
2の翼高さが制限される。特に、タービンの最終段にお
いては、動翼2の翼高さが高ければ高い程タービンのリ
ービングロスを低減することができるために、この部分
の高い応力によって動翼2の高さが制限されることが、
ネックになっている。
2の翼高さが制限される。特に、タービンの最終段にお
いては、動翼2の翼高さが高ければ高い程タービンのリ
ービングロスを低減することができるために、この部分
の高い応力によって動翼2の高さが制限されることが、
ネックになっている。
【0007】本発明は、以上の問題点を解決することが
できるタービンのシュラウド翼を提供することを課題と
している。
できるタービンのシュラウド翼を提供することを課題と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のタービンのシュ
ラウド翼は、次の手段を採用した。
ラウド翼は、次の手段を採用した。
【0009】(1) 捩じった動翼の先端に取付けられ
ロータ周方向に長い形状を有するシュラウドを備え、隣
接する動翼のシュラウド同士が互いに押し合うようにロ
ータ周方向に連なって配置される構造となっている。
ロータ周方向に長い形状を有するシュラウドを備え、隣
接する動翼のシュラウド同士が互いに押し合うようにロ
ータ周方向に連なって配置される構造となっている。
【0010】(2) 動翼の先端に取付けられ該動翼の
腹側面又は背側面からロータ周方向に向けて滑らかに隆
起したシュラウドを備え、隣接する動翼のシュラウド同
士が互いに押し合うようにしてロータ周方向に連なって
配置される構造となっている。
腹側面又は背側面からロータ周方向に向けて滑らかに隆
起したシュラウドを備え、隣接する動翼のシュラウド同
士が互いに押し合うようにしてロータ周方向に連なって
配置される構造となっている。
【0011】(3) 前記(1)又は(2)の本発明に
おいて、シュラウドの部分が中空となっている。
おいて、シュラウドの部分が中空となっている。
【0012】(4) 動翼の先端にシュラウドを取付け
たタービンのシュラウド翼において、動翼を中空構造と
し、その先端部近傍の断面に比べてそのハブ部近傍の断
面の中空率を低下させた。
たタービンのシュラウド翼において、動翼を中空構造と
し、その先端部近傍の断面に比べてそのハブ部近傍の断
面の中空率を低下させた。
【0013】前記(1)の本発明では、シュラウドは捩
じった動翼の先端に取付けられているので、動翼の前縁
と後縁はシュラウドに滑らかに接続し、シュラウドの動
翼への付け根部における応力集中部を避けることができ
る。また、シュラウドはロータ周方向に長い形状を有
し、かつ、隣接する動翼のシュラウドは互いに押し合う
ようにロータ周方向に連なっているので、シュラウド翼
全体を軽量化して作用する遠心力による応力を低減させ
ることができる。これによって、前記(1)の本発明で
は、シュラウド翼の翼高さを高くすることができる。
じった動翼の先端に取付けられているので、動翼の前縁
と後縁はシュラウドに滑らかに接続し、シュラウドの動
翼への付け根部における応力集中部を避けることができ
る。また、シュラウドはロータ周方向に長い形状を有
し、かつ、隣接する動翼のシュラウドは互いに押し合う
ようにロータ周方向に連なっているので、シュラウド翼
全体を軽量化して作用する遠心力による応力を低減させ
ることができる。これによって、前記(1)の本発明で
は、シュラウド翼の翼高さを高くすることができる。
【0014】前記(2)の本発明では、動翼の先端に取
付けられ該動翼の腹側面又は背側面からロータ周方向に
向けて滑らかに***したシュラウドを備えているので、
動翼の腹側面と背側面はシュラウドに滑らかに接続し、
シュラウドの動翼への付け根部における応力集中を避け
ることができる。また、シュラウド翼全体を軽量化して
作用する遠心力による応力を低減させることができる。
付けられ該動翼の腹側面又は背側面からロータ周方向に
向けて滑らかに***したシュラウドを備えているので、
動翼の腹側面と背側面はシュラウドに滑らかに接続し、
シュラウドの動翼への付け根部における応力集中を避け
ることができる。また、シュラウド翼全体を軽量化して
作用する遠心力による応力を低減させることができる。
【0015】前記(3)の本発明では、前記(1)又は
(2)の本発明のシュラウドの部分を中空としているの
で、作用する遠心力に起因する応力を低減させて翼高さ
を高くすることができる。
(2)の本発明のシュラウドの部分を中空としているの
で、作用する遠心力に起因する応力を低減させて翼高さ
を高くすることができる。
【0016】前記(4)の本発明では、シュラウドを先
端に取付けた動翼を中空構造とし、作用する遠心力が大
きい動翼の先端部近傍の断面の中空率を大きくすると共
に作用する遠心力が小さい動翼のハブ部近傍の断面の中
空率を低下させているので、作用する遠心力に起因する
ハブ部近傍における局所応力を効果的に低減させること
ができ、これによって、翼高さを高くすることができ
る。
端に取付けた動翼を中空構造とし、作用する遠心力が大
きい動翼の先端部近傍の断面の中空率を大きくすると共
に作用する遠心力が小さい動翼のハブ部近傍の断面の中
空率を低下させているので、作用する遠心力に起因する
ハブ部近傍における局所応力を効果的に低減させること
ができ、これによって、翼高さを高くすることができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第1の形態を、図
1によって説明する。2は、プラットホーム11とシャ
ンク12を備えた動翼であり、その先端(ロータの半径
方向外端)がロータ周方向Aにほゞ平行な方向をなすよ
うに動翼2が捩じられている。
1によって説明する。2は、プラットホーム11とシャ
ンク12を備えた動翼であり、その先端(ロータの半径
方向外端)がロータ周方向Aにほゞ平行な方向をなすよ
うに動翼2が捩じられている。
【0018】動翼2の先端に取付けられたチップシュラ
ウド3は、ロータ周方向Aにほゞ平行な方向に長く幅の
狭いほゞ長方形の形状を有し、その長さ方向の両端にコ
ンタクト面17が形成されている。
ウド3は、ロータ周方向Aにほゞ平行な方向に長く幅の
狭いほゞ長方形の形状を有し、その長さ方向の両端にコ
ンタクト面17が形成されている。
【0019】動翼2の先端は、前記のように、ロータ周
方向Aにほゞ平行な方向をなすように捩じられてあり、
動翼2の前縁15と後縁16は、チップシュラウド3の
コンタクト面17になめらかに接続している。
方向Aにほゞ平行な方向をなすように捩じられてあり、
動翼2の前縁15と後縁16は、チップシュラウド3の
コンタクト面17になめらかに接続している。
【0020】チップシュラウド3は、図1(b),
(c)に示すように、その長さ方向において複数の中空
部10を備え、また、動翼2の翼部とシャンク12の部
分には、図1(a),(d),(e)に示すように、連
続する複数のロータ半径方向の中空部10Aが設けられ
ている。
(c)に示すように、その長さ方向において複数の中空
部10を備え、また、動翼2の翼部とシャンク12の部
分には、図1(a),(d),(e)に示すように、連
続する複数のロータ半径方向の中空部10Aが設けられ
ている。
【0021】タービンの同一の段に属する隣接する動翼
2,2のチップシュラウド3,3は、その長さ方向の両
端のコンタクト面17で互いに押し合うようにロータ周
方向Aに対してほゞ平行な方向に連なっている。
2,2のチップシュラウド3,3は、その長さ方向の両
端のコンタクト面17で互いに押し合うようにロータ周
方向Aに対してほゞ平行な方向に連なっている。
【0022】以上のように構成された本実施の形態で
は、チップシュラウド3は動翼2になめらかに接続して
おり、チップシュラウド3の動翼2への付け根の部分に
おける局所的な応力を低減させることができる。
は、チップシュラウド3は動翼2になめらかに接続して
おり、チップシュラウド3の動翼2への付け根の部分に
おける局所的な応力を低減させることができる。
【0023】また、チップシュラウド3と動翼2は中空
部を有しており、かつ、チップシュラウド3は幅が狭く
ロータの周方向Aとほゞ平行な方向に長い形状を有して
いるので、翼全体を軽量化して遠心力に起因する捩り戻
り力を小さくすることができる。
部を有しており、かつ、チップシュラウド3は幅が狭く
ロータの周方向Aとほゞ平行な方向に長い形状を有して
いるので、翼全体を軽量化して遠心力に起因する捩り戻
り力を小さくすることができる。
【0024】従って、シュラウド翼の翼高さを高くして
タービンの効率を高くすることができる。
タービンの効率を高くすることができる。
【0025】本発明の実施の第2の形態を、図2によっ
て説明する。図2(a)において、2はプラットホーム
11とシャンク12を備えた動翼であり、その先端にチ
ップシュラウド3が取付けられている。この動翼のA1
−A1断面は同図(d)、B1−B1断面は同図(e)
のようになっており、その内部は中空10Cとなってい
る。チップシュラウド3は、図2(b)に示すように、
動翼の前縁150及び後縁16が該チップシュラウド3
の一部となるよう形成され、かつ、動翼の腹側面及び背
側面の一部が滑らかに***した形状となっている。そし
て、この***した部分の頂点近傍に、隣接する動翼との
コンタクト面17を形成している。
て説明する。図2(a)において、2はプラットホーム
11とシャンク12を備えた動翼であり、その先端にチ
ップシュラウド3が取付けられている。この動翼のA1
−A1断面は同図(d)、B1−B1断面は同図(e)
のようになっており、その内部は中空10Cとなってい
る。チップシュラウド3は、図2(b)に示すように、
動翼の前縁150及び後縁16が該チップシュラウド3
の一部となるよう形成され、かつ、動翼の腹側面及び背
側面の一部が滑らかに***した形状となっている。そし
て、この***した部分の頂点近傍に、隣接する動翼との
コンタクト面17を形成している。
【0026】このコンタクト面17は、図2(c)に示
すように、タービンの同一段に属する隣接する動翼2,
2のチップシュラウド3,3を、前記コンタクト面17
で互いに押し合うようにしてロータ周に連接する働きを
する。
すように、タービンの同一段に属する隣接する動翼2,
2のチップシュラウド3,3を、前記コンタクト面17
で互いに押し合うようにしてロータ周に連接する働きを
する。
【0027】またチップシュラウド3と動翼2には、そ
れぞれロータの半径方向に延びる複数の中空部10B,
10Cが設けられている。前記動翼2に設けられた複数
の中空部10Cは、プラットホーム11の部分を通って
シャンク12まで動翼2の半径方向の全長にわたって延
びていて、図2(a)に示すように、動翼2の半径方向
の内方に行くに従って断面が次第に大きくなっている。
れぞれロータの半径方向に延びる複数の中空部10B,
10Cが設けられている。前記動翼2に設けられた複数
の中空部10Cは、プラットホーム11の部分を通って
シャンク12まで動翼2の半径方向の全長にわたって延
びていて、図2(a)に示すように、動翼2の半径方向
の内方に行くに従って断面が次第に大きくなっている。
【0028】以上のように構成された本実施の形態で
は、チップシュラウド3は動翼2の翼面から滑らか状態
で接続しているので、チップシュラウド3の動翼2への
付け根部分における局所的な応力を低減させることがで
きる。
は、チップシュラウド3は動翼2の翼面から滑らか状態
で接続しているので、チップシュラウド3の動翼2への
付け根部分における局所的な応力を低減させることがで
きる。
【0029】また、図2(b),(c)に示すように、
チップシュラウド3の断面積は小さく、かつ、チップシ
ュラウド3と動翼2は中空構造となっているので、翼全
体を軽量化して遠心力に起因する応力を小さくすること
ができる。
チップシュラウド3の断面積は小さく、かつ、チップシ
ュラウド3と動翼2は中空構造となっているので、翼全
体を軽量化して遠心力に起因する応力を小さくすること
ができる。
【0030】従って、シュラウド翼の翼高さを高くして
タービン効率を高くすることができる。
タービン効率を高くすることができる。
【0031】本発明の実施の第3の形態を、図3によっ
て説明する。本実施の形態は、以下説明する点以外は図
2に示す前記の本発明の実施の第2の形態と同様である
ので、その説明を省略する。
て説明する。本実施の形態は、以下説明する点以外は図
2に示す前記の本発明の実施の第2の形態と同様である
ので、その説明を省略する。
【0032】本実施の形態では、前記の本発明の実施の
第2の形態と同様に、動翼2のチップ部(先端部)から
プラットホーム11の部分を通ってシャンク12の部分
へ動翼2の半径方向に延びる複数の中空部10Cを備え
ているが、図3(f)に示すように、動翼2のチップ部
近傍の断面の中空率を大きくし、プラットホーム11の
付近のハブ部近傍の断面へ至るに従って動翼2の中空率
を徐々に減小させている。
第2の形態と同様に、動翼2のチップ部(先端部)から
プラットホーム11の部分を通ってシャンク12の部分
へ動翼2の半径方向に延びる複数の中空部10Cを備え
ているが、図3(f)に示すように、動翼2のチップ部
近傍の断面の中空率を大きくし、プラットホーム11の
付近のハブ部近傍の断面へ至るに従って動翼2の中空率
を徐々に減小させている。
【0033】従って、本実施の形態では、大きい遠心力
が作用する動翼2のハブ部より半径方向外方の部分の中
空率を大きくしているので、ハブ部の断面に加わる局所
的な遠心力に起因する応力を減少させ、これによって動
翼2の翼高さを高くすることができる。
が作用する動翼2のハブ部より半径方向外方の部分の中
空率を大きくしているので、ハブ部の断面に加わる局所
的な遠心力に起因する応力を減少させ、これによって動
翼2の翼高さを高くすることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲の請求項1な
いし4の構成を具備しているので、以上説明したよう
に、シュラウド翼のシュラウドの動翼への付け根部にお
ける応力集中を避けることができ、かつ、シュラウド翼
全体を軽量化して作用する遠心力を低減させることがで
きる。従って、シュラウド翼の翼高さを高くして、ター
ビン効率を向上させることができる。
いし4の構成を具備しているので、以上説明したよう
に、シュラウド翼のシュラウドの動翼への付け根部にお
ける応力集中を避けることができ、かつ、シュラウド翼
全体を軽量化して作用する遠心力を低減させることがで
きる。従って、シュラウド翼の翼高さを高くして、ター
ビン効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態を示し、図1(a)
はその側面図、図1(b)は図1(a)のC部の平面
図、図1(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図1(d)と図1(e)はそれぞれ図1
(a)のA−A矢視断面図とB−B矢視断面図である。
はその側面図、図1(b)は図1(a)のC部の平面
図、図1(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図1(d)と図1(e)はそれぞれ図1
(a)のA−A矢視断面図とB−B矢視断面図である。
【図2】本発明の実施の第2の形態を示し、図2(a)
はその側面図、図2(b)は図2(a)のD部の平面
図、図2(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図2(d)と図2(e)はそれぞれ図2
(a)のA1−A1矢視断面図とB1−B1矢視断面図
である。
はその側面図、図2(b)は図2(a)のD部の平面
図、図2(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図2(d)と図2(e)はそれぞれ図2
(a)のA1−A1矢視断面図とB1−B1矢視断面図
である。
【図3】本発明の実施の第3の形態を示し、図3(a)
はその側面図、図3(b)は図3(a)のE部の平面
図、図3(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図3(d)と図3(e)はそれぞれ図3
(a)のA2−A2矢視断面図とB2−B2矢視断面
図、図3(f)は本実施の形態の動翼の中空率分布を示
すグラフである。
はその側面図、図3(b)は図3(a)のE部の平面
図、図3(c)は隣接する動翼とチップシュラウドを示
す平面図、図3(d)と図3(e)はそれぞれ図3
(a)のA2−A2矢視断面図とB2−B2矢視断面
図、図3(f)は本実施の形態の動翼の中空率分布を示
すグラフである。
【図4】図4(a)は従来のタービンのシュラウド翼の
部分の側面図、図4(b)は同従来のタービンのシュラ
ウド翼のチップシュラウドの部分の平面図である。
部分の側面図、図4(b)は同従来のタービンのシュラ
ウド翼のチップシュラウドの部分の平面図である。
1 ケーシング 2 動翼 3 チップシュラウド 5 静翼 10,10A,10B,10C 中空部 11 プラットホーム 12 シャンク 15 動翼の前縁 16 動翼の後縁 17 コンタクト面 A ロータの周方向
Claims (4)
- 【請求項1】 捩じった動翼の先端に取付けられロータ
周方向に長い形状を有するシュラウドを備え、隣接する
動翼のシュラウド同士が互いに押し合うようにしてロー
タ周方向に連なって配置される構造となっていることを
特徴とするタービンのシュラウド翼。 - 【請求項2】 動翼の先端に取付けられ該動翼の腹側面
又は背側面からロータ周方向に向けて滑らかに***した
シュラウドを備え、隣接する動翼のシュラウド同士が互
いに押し合うようにしてロータ周方向に連なって配置さ
れる構造となっていることを特徴とするタービンのシュ
ラウド翼。 - 【請求項3】 シュラウドの部分が中空となっているこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載のタービンのシュ
ラウド翼。 - 【請求項4】 動翼の先端にシュラウドを取付けたター
ビンのシュラウド翼において、動翼を中空構造とし、そ
の先端部近傍の断面に比べてそのハブ部近傍の断面の中
空率を低下させたことを特徴とするタービンのシュラウ
ド翼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18371597A JPH10317904A (ja) | 1997-03-17 | 1997-07-09 | タービンのシュラウド翼 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9-62992 | 1997-03-17 | ||
JP6299297 | 1997-03-17 | ||
JP18371597A JPH10317904A (ja) | 1997-03-17 | 1997-07-09 | タービンのシュラウド翼 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10317904A true JPH10317904A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=26404064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18371597A Withdrawn JPH10317904A (ja) | 1997-03-17 | 1997-07-09 | タービンのシュラウド翼 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10317904A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1267037A2 (en) * | 2001-04-16 | 2002-12-18 | United Technologies Corporation | Cooled hollow tip shroud of a turbine blade |
US6733231B2 (en) | 2001-04-10 | 2004-05-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vapor tube structure of gas turbine |
US6736596B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-05-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Shroud integral type moving blade and split ring of gas turbine |
US6872047B2 (en) | 2001-04-11 | 2005-03-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam-cooling-type turbine |
JP2008088951A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Hitachi Ltd | 蒸気タービン動翼 |
WO2021095695A1 (ja) * | 2019-11-14 | 2021-05-20 | 三菱パワー株式会社 | タービン翼及びガスタービン |
-
1997
- 1997-07-09 JP JP18371597A patent/JPH10317904A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
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