JPS5832903A - 軸流タ−ビン - Google Patents
軸流タ−ビンInfo
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- JPS5832903A JPS5832903A JP12933881A JP12933881A JPS5832903A JP S5832903 A JPS5832903 A JP S5832903A JP 12933881 A JP12933881 A JP 12933881A JP 12933881 A JP12933881 A JP 12933881A JP S5832903 A JPS5832903 A JP S5832903A
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- JP
- Japan
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- wall
- turbine
- blade
- intersection
- ventral
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/14—Form or construction
- F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
- F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
- F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
・本発明は軸流タービンに係りとくに興の両端を内壁、
外壁に取付けた翼列を備えた軸流ター−ビンに関する。
外壁に取付けた翼列を備えた軸流ター−ビンに関する。
軸流タービンの段落は環状列をなす動員、および静翼で
構成されておシ、これらの異な〉のりちと〈ｋ翼高さの
比較的低い□翼列では、二次流れｋよる損失が翼列損失
のうちの和尚な割合を占め養ことが知られている。
構成されておシ、これらの異な〉のりちと〈ｋ翼高さの
比較的低い□翼列では、二次流れｋよる損失が翼列損失
のうちの和尚な割合を占め養ことが知られている。
以下％第１図に示す従来の翼列によシニ次流れの発生の
機構を説明すると、矢印Ｘの向ｉ＆に流入した作動流体
は、タービン翼ｔ１ｍ＊１１１ｂ １％ＩＯ通路を流れ
矢印Ｙｉで向きを変えるため、その遠心力により興の腹
側１２の圧力が背側１３の圧力よ〕大きくなシ、通路の
横断方向に圧力勾配を生じている。一方翼列の外壁１４
および内壁１ｓの付近では境界層が形成されているので
流速が小さく、前記圧力勾配とつザ合うだけの遠心力が
存在しないため、外壁１４．および内壁１５の付近では
圧力勾配により腹側１２から背側１３へと通路を横断す
る方向の流れ２が発生し、二次流れと呼ばれる。二次流
れが存在すると作動流体のもつエネルギーが渦によ抄消
散されて有効に利用されず翼列損失の原因と愈る。
機構を説明すると、矢印Ｘの向ｉ＆に流入した作動流体
は、タービン翼ｔ１ｍ＊１１１ｂ １％ＩＯ通路を流れ
矢印Ｙｉで向きを変えるため、その遠心力により興の腹
側１２の圧力が背側１３の圧力よ〕大きくなシ、通路の
横断方向に圧力勾配を生じている。一方翼列の外壁１４
および内壁１ｓの付近では境界層が形成されているので
流速が小さく、前記圧力勾配とつザ合うだけの遠心力が
存在しないため、外壁１４．および内壁１５の付近では
圧力勾配により腹側１２から背側１３へと通路を横断す
る方向の流れ２が発生し、二次流れと呼ばれる。二次流
れが存在すると作動流体のもつエネルギーが渦によ抄消
散されて有効に利用されず翼列損失の原因と愈る。
かかる二次流れｋよる損−失を肪止すゐため従来より種
々の構造が提案されてい石。たとえば外壁１４、および
内壁１５面の形状を第１図のような単一な円筒面、ある
いは円錐面とせず、タービン翼１１ａ、ｌｌｂの腹側１
２、背側１３で高さを異ならしめる方法がある。第２図
はその一例であって翼列出口部において腹側１２におけ
る内壁１５の位ｆｌｔ１６を、背＠１３における内壁１
５の位置１７よシも高くなるよう内壁１５に勾配をもた
せタービンｊｌｌｌａ、ｆｌｂの回転による遠心力によ
って内壁１５付近の流体に背側１３から腹１１１！１２
へと向う流れを生せしめて二次流れを打ち消そうとする
ものである。この構造の翼列では、静翼のような回転し
ない翼列においては効果を示さず、また翼列出口部にお
いて腹側１２、背側１３の内壁１５の位置１６．１７が
異なゐため、出口部の下 。
々の構造が提案されてい石。たとえば外壁１４、および
内壁１５面の形状を第１図のような単一な円筒面、ある
いは円錐面とせず、タービン翼１１ａ、ｌｌｂの腹側１
２、背側１３で高さを異ならしめる方法がある。第２図
はその一例であって翼列出口部において腹側１２におけ
る内壁１５の位ｆｌｔ１６を、背＠１３における内壁１
５の位置１７よシも高くなるよう内壁１５に勾配をもた
せタービンｊｌｌｌａ、ｆｌｂの回転による遠心力によ
って内壁１５付近の流体に背側１３から腹１１１！１２
へと向う流れを生せしめて二次流れを打ち消そうとする
ものである。この構造の翼列では、静翼のような回転し
ない翼列においては効果を示さず、また翼列出口部にお
いて腹側１２、背側１３の内壁１５の位置１６．１７が
異なゐため、出口部の下 。
流で腹側１２と背側１３の流れが合流する際に損失を生
ずる可能性がある。
ずる可能性がある。
本発明の目的は、静翼、動翼め如何忙よらず二次流れに
よる翼列損失を低減し、かつ付加的な損失や強度の低下
を招かカい軸流タービンを提供することにある。
よる翼列損失を低減し、かつ付加的な損失や強度の低下
を招かカい軸流タービンを提供することにある。
本発明忙よる軸流タービンは翼列の入口部、出口部にお
ける壁面の位置を腹側、前側で同一とする一方、入口部
と出口部の中間部−て背側１ｆｃＥう壁面形状を通路方
向外側くわん曲させ、腹側Ｋａう壁面形状を通路方向内
側へわん面させたことを特徴とするものである。
ける壁面の位置を腹側、前側で同一とする一方、入口部
と出口部の中間部−て背側１ｆｃＥう壁面形状を通路方
向外側くわん曲させ、腹側Ｋａう壁面形状を通路方向内
側へわん面させたことを特徴とするものである。
以下、本発明による軸流タービンの翼列の詳細を第３図
および第４図を参照して説明する。
および第４図を参照して説明する。
第３図は本発明に係る翼列の斜視図で、２１ａ。
２１ｂカタービン員、２２がタービン軸に近い内壁２３
がタービン軸から遠い外壁、２４は外１１！３とタービ
ン翼２１１の背側面の交線、２５ａ、２＄ｂは外１１２
３とタービン翼２１！ｌ 、 ２１ｂの腹側面の交線、
２６は内壁２２とタービン翼２１ａの背側面の交線％２
７ａ 、 ２７ｂは内壁２２とタービン翼２１Ｒ９２１
ｂの腹側面との交線をそれぞれ示している。第４図は本
発明による翼列の要部断面図で符号は第３図と同じであ
る。
がタービン軸から遠い外壁、２４は外１１！３とタービ
ン翼２１１の背側面の交線、２５ａ、２＄ｂは外１１２
３とタービン翼２１！ｌ 、 ２１ｂの腹側面の交線、
２６は内壁２２とタービン翼２１ａの背側面の交線％２
７ａ 、 ２７ｂは内壁２２とタービン翼２１Ｒ９２１
ｂの腹側面との交線をそれぞれ示している。第４図は本
発明による翼列の要部断面図で符号は第３図と同じであ
る。
さて、第３図および第４図に示されるように本発明によ
ると、外壁２３がタービン翼２１ｍの背・腹側面と接す
る交線２４ 、２５ｍは具入口端において点２８に集ま
り、具用口端にて点’２９に集まる。
ると、外壁２３がタービン翼２１ｍの背・腹側面と接す
る交線２４ 、２５ｍは具入口端において点２８に集ま
り、具用口端にて点’２９に集まる。
オた内壁２２がタービン翼２１ｍの背Φ腹側面と接すふ
交線２６ 、２７Ｊｌは具入口端にて点３ｏに集まり、
具用口端にて点３１に集まる。すなわち翼列入口端、出
口端における壁面の高さは腹側、背側で同一となってい
る。次に本発明では、外＠２３がタービン翼２１ａの背
側面と接する交線２４は、第４図の断面図に示すように
入口・出口端に比較して中央部でタービン軸から遠ざか
り流路の外方に凸の曲率を有しているのに対し、外壁２
３がタービン翼２１８の腹側面と村する交１１２５ａは
入ロΦ出ロ端よりも中央部でタービン軸に近づき、流路
内＠忙凸の曲率を有している。外壁２３は、交線２４
、２５ｂの間をなめらかに接続して曲面を形成する。
交線２６ 、２７Ｊｌは具入口端にて点３ｏに集まり、
具用口端にて点３１に集まる。すなわち翼列入口端、出
口端における壁面の高さは腹側、背側で同一となってい
る。次に本発明では、外＠２３がタービン翼２１ａの背
側面と接する交線２４は、第４図の断面図に示すように
入口・出口端に比較して中央部でタービン軸から遠ざか
り流路の外方に凸の曲率を有しているのに対し、外壁２
３がタービン翼２１８の腹側面と村する交１１２５ａは
入ロΦ出ロ端よりも中央部でタービン軸に近づき、流路
内＠忙凸の曲率を有している。外壁２３は、交線２４
、２５ｂの間をなめらかに接続して曲面を形成する。
また、内壁２２がタービン翼２１ａの背側面と接する交
線２６は、入口・出口端に比較して中央部でタービン軸
に近づき、流路外方に凸の曲率な有し、内壁２２が腹側
面に接する交線２７１は入口・出口端より中央部でター
ビン軸から遠ざかり流路内方へ凸の曲率を有する。内壁
２２杜交流２６゜２７ｂを々めらかに接続し曲面を形成
する。
線２６は、入口・出口端に比較して中央部でタービン軸
に近づき、流路外方に凸の曲率な有し、内壁２２が腹側
面に接する交線２７１は入口・出口端より中央部でター
ビン軸から遠ざかり流路内方へ凸の曲率を有する。内壁
２２杜交流２６゜２７ｂを々めらかに接続し曲面を形成
する。
次に１本発明の翼列を有する軸流タービンの作用を第４
図により説明する。
図により説明する。
矢印Ｘの方向に流入した作動流体のうち、外壁２３が背
側面と接する交線２４付近を通過する流体は、流路外方
に凸の曲率を有する壁面形状により壁面側へ押しつけら
れるため、外壁２３Ｋａう背側の圧力が高まる。これに
対し外ｌｌ２Ｂが腹側面に接する交線２５ａ、２５ｂ
付近の圧力は流路内方に凸の曲率な有する壁面形状によ
り、第１図に示される従来の翼列に比べ低くなる。一方
、内壁２２付近の流れを考えると、内壁２２が背側面と
接する交線２６付近の流れは、流路外方へ凸の曲率をも
つ壁面形状のため壁面側へ押しつけられ、内壁２２に沿
う背側の圧力が上昇し、逆の曲率をもつ交１１１２７．
ａ、２７ｂ付近の内壁＜Ｂう腹・側の圧力は低下する。
側面と接する交線２４付近を通過する流体は、流路外方
に凸の曲率を有する壁面形状により壁面側へ押しつけら
れるため、外壁２３Ｋａう背側の圧力が高まる。これに
対し外ｌｌ２Ｂが腹側面に接する交線２５ａ、２５ｂ
付近の圧力は流路内方に凸の曲率な有する壁面形状によ
り、第１図に示される従来の翼列に比べ低くなる。一方
、内壁２２付近の流れを考えると、内壁２２が背側面と
接する交線２６付近の流れは、流路外方へ凸の曲率をも
つ壁面形状のため壁面側へ押しつけられ、内壁２２に沿
う背側の圧力が上昇し、逆の曲率をもつ交１１１２７．
ａ、２７ｂ付近の内壁＜Ｂう腹・側の圧力は低下する。
前記したように二次流れの主原因は壁面上の腹側から前
側にかゆての圧力勾配であるから、壁面付近の腹側、背
側の圧力、差を小さくするととけ二次流れの頓減につな
がる。しかしてこれまで述べたように本発明の翼列を有
する軸流タービンは内＠２２．外壁２３付近においてそ
れぞれ従来のものより背側の圧力を高め、腹側の圧力を
低める作用を有するから、壁面における腹・背、測量の
圧力勾配を緩和することができ、翼列内の二次流れを
４゜軽減し、損失のより少ない軸流ター゛ビンを提供
することが可能となる。ｔた、本発明によると、翼列出
口部において背側、腹側の壁面位置は同一であるから、
下流で背側と腹側との流れが合流する際の付加的な損失
はない。また、本発明では翼面あるいは壁面に溝や切欠
きを設ける必要がないので強度の低下がない。
側にかゆての圧力勾配であるから、壁面付近の腹側、背
側の圧力、差を小さくするととけ二次流れの頓減につな
がる。しかしてこれまで述べたように本発明の翼列を有
する軸流タービンは内＠２２．外壁２３付近においてそ
れぞれ従来のものより背側の圧力を高め、腹側の圧力を
低める作用を有するから、壁面における腹・背、測量の
圧力勾配を緩和することができ、翼列内の二次流れを
４゜軽減し、損失のより少ない軸流ター゛ビンを提供
することが可能となる。ｔた、本発明によると、翼列出
口部において背側、腹側の壁面位置は同一であるから、
下流で背側と腹側との流れが合流する際の付加的な損失
はない。また、本発明では翼面あるいは壁面に溝や切欠
きを設ける必要がないので強度の低下がない。
なお、第３図および第４図は本発明の一つの実施例であ
って、図示したような壁面嬢状を内壁２２＠外壁２３の
両方に適用せずいずれか一方にのみ実施しても効果があ
υ、また第４図における交１！ ２４ 、２！Ｓａ 、
２６ 、２７ｍ のすべてに曲率をもたせる代抄に
交線２４ 、２５ｍの一方、および交ＩＪＩ２６゜２７
８の一方のみ曲線とし、残りを直線とする等の方法も本
発明の効果゛を有する。
って、図示したような壁面嬢状を内壁２２＠外壁２３の
両方に適用せずいずれか一方にのみ実施しても効果があ
υ、また第４図における交１！ ２４ 、２！Ｓａ 、
２６ 、２７ｍ のすべてに曲率をもたせる代抄に
交線２４ 、２５ｍの一方、および交ＩＪＩ２６゜２７
８の一方のみ曲線とし、残りを直線とする等の方法も本
発明の効果゛を有する。
以上述べたように本Ｈａは、タービンの静翼、動翼のい
ずれＫついても二次流れによる損失を低減することがで
き、かつ付伽的な損失や強度の°低下のない軸流タービ
ンを提供することができる。
ずれＫついても二次流れによる損失を低減することがで
き、かつ付伽的な損失や強度の°低下のない軸流タービ
ンを提供することができる。
第１図および第２図は公知の軸流タービンにおける翼列
を′示す斜視図、第３図は本発ηによる軸流タービンの
一実施例を示す斜視図、第４図は本発明の翼列を有する
軸流タービンをタービン軸を含む面で切断した断面図で
ある。 ２１ａ、２１ｂ ・・・・タービン翼 ２２−・・・内
壁２３・・・外壁 ２４・・・外壁とタービン翼の背側面の交線２５ａ、２
５ｂ・・・外壁とタービン翼の腹側面の交線２６・・・
・内壁とタービン翼の背側面の交線 ２７ｍ 、 ２７
ｂ・・・内壁とタービン翼の腹側面の交線第１ｍ ／、！； 第２ａａ 第３８ 第４１１ ２乙
を′示す斜視図、第３図は本発ηによる軸流タービンの
一実施例を示す斜視図、第４図は本発明の翼列を有する
軸流タービンをタービン軸を含む面で切断した断面図で
ある。 ２１ａ、２１ｂ ・・・・タービン翼 ２２−・・・内
壁２３・・・外壁 ２４・・・外壁とタービン翼の背側面の交線２５ａ、２
５ｂ・・・外壁とタービン翼の腹側面の交線２６・・・
・内壁とタービン翼の背側面の交線 ２７ｍ 、 ２７
ｂ・・・内壁とタービン翼の腹側面の交線第１ｍ ／、！； 第２ａａ 第３８ 第４１１ ２乙
Claims (1)
- 翼端を内外壁に取付けたタービン翼の′環状列を有する
”軸流タービンにおいて、タービンｇｏｗｎ画が外壁も
しくは内壁と交わる線と、タービン翼の腹側面が外壁も
しくは内壁と交わ、１１１１の位置関係が翼列の入口部
、および出口部で同一高さとなるようにすると共に、タ
ービン軸を含む断面ＫＴｈいて、背側と外壁の交線がタ
ービン軸から遠ざかる方向に１もしくは背側と内壁の交
線がタービン軸の方向に凸の曲率を持ち、腹側と外壁の
交線がタービン軸の方向に１もしくは腹側と内壁の交線
がタービン軸から遠ざかる方向に凸の曲率を持つよ５．
にシたことを特徴とする軸流タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12933881A JPS5832903A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 軸流タ−ビン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12933881A JPS5832903A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 軸流タ−ビン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832903A true JPS5832903A (ja) | 1983-02-26 |
Family
ID=15007132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12933881A Pending JPS5832903A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 軸流タ−ビン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832903A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846867A2 (de) * | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe |
| EP1712737A1 (en) * | 2005-04-14 | 2006-10-18 | The General Electric Company | Crescentic ramp turbine stage |
| US7134842B2 (en) | 2004-12-24 | 2006-11-14 | General Electric Company | Scalloped surface turbine stage |
| US7217096B2 (en) | 2004-12-13 | 2007-05-15 | General Electric Company | Fillet energized turbine stage |
| US7249933B2 (en) | 2005-01-10 | 2007-07-31 | General Electric Company | Funnel fillet turbine stage |
| JP2012202224A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転機械の翼体、ガスタービン、及び回転機械の翼体の設計方法 |
| JP2015017615A (ja) * | 2014-09-24 | 2015-01-29 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 回転機械の翼体、及びガスタービン |
| WO2021234115A1 (de) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | turbonik GmbH | Strömungsleitvorrichtung für eine strömungsmaschine |
-
1981
- 1981-08-20 JP JP12933881A patent/JPS5832903A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846867A2 (de) * | 1996-12-06 | 1998-06-10 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe |
| EP0846867A3 (de) * | 1996-12-06 | 1999-03-24 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe |
| US7217096B2 (en) | 2004-12-13 | 2007-05-15 | General Electric Company | Fillet energized turbine stage |
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| JP2006291949A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | General Electric Co <Ge> | 三日月形斜面付きタービン段 |
| US7220100B2 (en) | 2005-04-14 | 2007-05-22 | General Electric Company | Crescentic ramp turbine stage |
| JP2012202224A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転機械の翼体、ガスタービン、及び回転機械の翼体の設計方法 |
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| WO2021234115A1 (de) * | 2020-05-20 | 2021-11-25 | turbonik GmbH | Strömungsleitvorrichtung für eine strömungsmaschine |
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