JPS6022002A - タ−ボ機械の翼構造 - Google Patents
タ−ボ機械の翼構造Info
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- JPS6022002A JPS6022002A JP58129531A JP12953183A JPS6022002A JP S6022002 A JPS6022002 A JP S6022002A JP 58129531 A JP58129531 A JP 58129531A JP 12953183 A JP12953183 A JP 12953183A JP S6022002 A JPS6022002 A JP S6022002A
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- JP
- Japan
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- side wall
- secondary flow
- blade
- working fluid
- blade structure
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Classifications
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- 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
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
-
- 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
- F01D5/146—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of blades with tandem configuration, split blades or slotted blades
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はターボ機械における具の構造に係り、特に、セ
グメント４構造の翼に適用してターボ機械の翼端部に生
じる作動流体の二次流れを抑制し得るように改良したＲ
構造に関するものである。
グメント４構造の翼に適用してターボ機械の翼端部に生
じる作動流体の二次流れを抑制し得るように改良したＲ
構造に関するものである。
ターボ機械の翼列のｖ４端部の二次流れは、翼の腹面か
ら対向する他の翼の背面に向かって側壁上を流れ、翼背
面で二次流れ渦を生じ、ターボ機械の効率を悪化させる
原因の１つとなっている。
ら対向する他の翼の背面に向かって側壁上を流れ、翼背
面で二次流れ渦を生じ、ターボ機械の効率を悪化させる
原因の１つとなっている。
第１図は軸流クーピンの翼列であシ、翼高さの中央部分
から側壁面をみたものである。Ｒ１の側壁２の表面の境
界層内においては、主流３を横断する方向に点線４で示
す二次流れが、翼の腹面から対向する翼の背面に向かっ
て生じ、これが翼端での渦発生の原因となるものでちる
。
から側壁面をみたものである。Ｒ１の側壁２の表面の境
界層内においては、主流３を横断する方向に点線４で示
す二次流れが、翼の腹面から対向する翼の背面に向かっ
て生じ、これが翼端での渦発生の原因となるものでちる
。
翼と翼の間の側壁面上に、腹面がら背面に向かう二次流
れに対し、その流れを阻止する様に突起板を設けること
は、二次流れ損失の軽減、防止に対し有効である。この
様な二次流れ防止用突起板を側壁面上に設けることに関
しては、既に知られておシ（たとえばアメリカ特許３，
０３９，７３６） 、周知のことである。しかし、高温
高圧のタービンノズル翼などにおいては、二次流れ防止
突起板（以下、フェンスと記す）を十分な信頼性を”ｈ
Ｌ、かつ、経済的に取付けることが困難でちったため
、実用に至らず、タービン効率の向上改善も限られたも
のとなっていた。
れに対し、その流れを阻止する様に突起板を設けること
は、二次流れ損失の軽減、防止に対し有効である。この
様な二次流れ防止用突起板を側壁面上に設けることに関
しては、既に知られておシ（たとえばアメリカ特許３，
０３９，７３６） 、周知のことである。しかし、高温
高圧のタービンノズル翼などにおいては、二次流れ防止
突起板（以下、フェンスと記す）を十分な信頼性を”ｈ
Ｌ、かつ、経済的に取付けることが困難でちったため
、実用に至らず、タービン効率の向上改善も限られたも
のとなっていた。
フェンスを側壁２に取付ける場合、高温高圧のタービン
にあっては、信頼性および経済性、タービン効率改善の
効果などを十分満足しなければならないことは言うまで
もない。
にあっては、信頼性および経済性、タービン効率改善の
効果などを十分満足しなければならないことは言うまで
もない。
従来、フェンスを側壁２に取付ける方法とじてたとえば
第２図に示すアメリカ特許３，０３９，７３６の如くフ
ェンス５を側壁２と一体とするものがある。
第２図に示すアメリカ特許３，０３９，７３６の如くフ
ェンス５を側壁２と一体とするものがある。
しかしこれは、高温ガスタービンのノズル翼の如く１本
あるいは数本の翼からなるノズルセグメント方式のもの
には使用できないし、製作が難しくて不経済である。
あるいは数本の翼からなるノズルセグメント方式のもの
には使用できないし、製作が難しくて不経済である。
フェンス５と側壁２とを別体に構成して取付ける例とし
て第３図に示すような構造も提案されている。この例に
よると、フェンス５と側壁２の間にはすきま６を生じる
ことが避けられず、ここから流体が漏れ、機械の安全性
あるいはタービン効率の低下をまねく。
て第３図に示すような構造も提案されている。この例に
よると、フェンス５と側壁２の間にはすきま６を生じる
ことが避けられず、ここから流体が漏れ、機械の安全性
あるいはタービン効率の低下をまねく。
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的
とするところは、側壁の接合部からの流体漏洩を抑制し
、しかもフェンスを確実に支持して作動流体の二次流れ
を軽減せしめ得る、ターボ機械用の翼構造を提供しよう
とするものである。
とするところは、側壁の接合部からの流体漏洩を抑制し
、しかもフェンスを確実に支持して作動流体の二次流れ
を軽減せしめ得る、ターボ機械用の翼構造を提供しよう
とするものである。
上記の目的を達成するため、本発明は、翼と側壁とを一
体連設してなるセグメント状の部材を円周方向に並設し
たターボ機械用の翼構造において、隣接するセグメント
状部材の側壁が互いに対向する面にそれぞれ溝を設け、
がっ、上記の対向する溝に嵌合する板状部材の一方の面
に突条を形成して、この突条を側壁面上に突出せしめて
翼端部に生じる作動流体の二次流れを防止し得べくなし
たることを特徴とする。
体連設してなるセグメント状の部材を円周方向に並設し
たターボ機械用の翼構造において、隣接するセグメント
状部材の側壁が互いに対向する面にそれぞれ溝を設け、
がっ、上記の対向する溝に嵌合する板状部材の一方の面
に突条を形成して、この突条を側壁面上に突出せしめて
翼端部に生じる作動流体の二次流れを防止し得べくなし
たることを特徴とする。
次に、本発明の１実施例を第４図乃至第８図について説
明する。
明する。
第４図（Ａ）は本発明を適用して構成したセグー゛−ン
トの１個を示す。このセグメント７は同図（Ｂ）のよう
に円周方向に並設して使用に供される。同図において円
弧Ｆ−Ｆは周方向を示す。本例はガスタービンのノズル
翼を構成するセグメントに本発明を適用した例である。
トの１個を示す。このセグメント７は同図（Ｂ）のよう
に円周方向に並設して使用に供される。同図において円
弧Ｆ−Ｆは周方向を示す。本例はガスタービンのノズル
翼を構成するセグメントに本発明を適用した例である。
このノズル翼セ円環状をなして用いられる部材である。
第６図は第５図のＡ−Ａ断面を示し、第４図（Ｂ）の水
平断面図に相凸する。
平断面図に相凸する。
第４図（Ａ）、（Ｂ）および第６図に示したように、側
壁２の周方向側の端面、すなわち隣接するセグメ、ント
７の側壁２同志が対向している面１８に、それぞれ溝８
を形成する。上記の面１８はほぼ作動流体の主流３（第
１図）の流線の形状とする。
壁２の周方向側の端面、すなわち隣接するセグメ、ント
７の側壁２同志が対向している面１８に、それぞれ溝８
を形成する。上記の面１８はほぼ作動流体の主流３（第
１図）の流線の形状とする。
上記と別体に、上記の爵８に嵌合する板状の部材２２に
、突条２１を一体的に成形して丁字形断面の二次流れ防
止片２０を構成するっ 第８図は瀉６図のＢ−Ｂ断面を示す。隣接する２個のノ
ズル翼セグメント７．７の側壁２，２が対向している面
に設けた溝８，８に、二次流れ防止片２０の板状部２２
を嵌合し、突条２１の先端を側壁２の上面（詳しくはＷ
ＩＫ連続する側の而）に突出せしめてフェンスを形成せ
しめる。
、突条２１を一体的に成形して丁字形断面の二次流れ防
止片２０を構成するっ 第８図は瀉６図のＢ−Ｂ断面を示す。隣接する２個のノ
ズル翼セグメント７．７の側壁２，２が対向している面
に設けた溝８，８に、二次流れ防止片２０の板状部２２
を嵌合し、突条２１の先端を側壁２の上面（詳しくはＷ
ＩＫ連続する側の而）に突出せしめてフェンスを形成せ
しめる。
この部分は、稼動中に著しく昇温するので、熱膨張を逃
がすため、図示のすきま９を設けざるを得ない。このた
め、このすきま９を通る作動流体の漏洩を零にすること
は困難である。
がすため、図示のすきま９を設けざるを得ない。このた
め、このすきま９を通る作動流体の漏洩を零にすること
は困難である。
第９図の実施例は上記の漏洩を減少させるように構成し
たもので、側壁２の端面１８に設けた溝８′の長さｔを
端面１８の長さＬよりも短かくして、その両端に達しな
い袋穴状に構成しである。
たもので、側壁２の端面１８に設けた溝８′の長さｔを
端面１８の長さＬよりも短かくして、その両端に達しな
い袋穴状に構成しである。
これによシ、すきま９からの漏洩を軽減できるが溝８′
の加工は若干複雑となる。
の加工は若干複雑となる。
第１０図は前記と異なる実施例を示し、板状部材材２２
の底面（突条２１の反対側）から突条２１の側面に達す
る通気孔３３を設けである２、第１１図は本実施例の二
次流れ防止片４０の単品斜視図であり、第１２図はＣ−
Ｃ断面、第１３図はＤ−Ｄ断面を示す。第１４図は第１
１図に示した二次流れ防止片４０の突条２１を矢印Ｅ方
向に見た平面図である。本図に光わしであるように、通
気孔３３の噴口３４，３５はそれぞれノズル翼間の主流
３の流れ方向に傾けて設けである。
の底面（突条２１の反対側）から突条２１の側面に達す
る通気孔３３を設けである２、第１１図は本実施例の二
次流れ防止片４０の単品斜視図であり、第１２図はＣ−
Ｃ断面、第１３図はＤ−Ｄ断面を示す。第１４図は第１
１図に示した二次流れ防止片４０の突条２１を矢印Ｅ方
向に見た平面図である。本図に光わしであるように、通
気孔３３の噴口３４，３５はそれぞれノズル翼間の主流
３の流れ方向に傾けて設けである。
第１０図において、翼１の腹面３７は高圧力面でアシ、
二次流れ４は矢印方向に流れてくる。一方、側壁２の下
面側の空間１５は圧縮機（図示せず）の吐出孔に連通し
ているので高圧の空気が樽かれている。この高圧空気の
一部は矢印３６のごとく通気孔３３に流入し、矢印３１
のごとく二次流れ４に対向して噴出する。このため、有
害な二次流れ４が軽減される。
二次流れ４は矢印方向に流れてくる。一方、側壁２の下
面側の空間１５は圧縮機（図示せず）の吐出孔に連通し
ているので高圧の空気が樽かれている。この高圧空気の
一部は矢印３６のごとく通気孔３３に流入し、矢印３１
のごとく二次流れ４に対向して噴出する。このため、有
害な二次流れ４が軽減される。
上記の噴流３１は、二次６ｉすれを軽減させる作用をす
るとともに側壁２を冷却するイ御ス毒作用も果たす。こ
の目的のために翼１の背面３８の側に同けても、噴口３
５から矢印３２のごとく空気を噴出させる。
るとともに側壁２を冷却するイ御ス毒作用も果たす。こ
の目的のために翼１の背面３８の側に同けても、噴口３
５から矢印３２のごとく空気を噴出させる。
背面３８側に向けての噴流３２は、側壁２の冷却のみを
目的とし、二次流れ全軽減する役目を有していないので
、噴口３５の１径などを適宜に設定してその流Ｍ′を制
御し、噴流３１よシも小流址とする。
目的とし、二次流れ全軽減する役目を有していないので
、噴口３５の１径などを適宜に設定してその流Ｍ′を制
御し、噴流３１よシも小流址とする。
第１５図は更に異なる実施例を示し、第１４図の実施例
における通気孔３３を通気１＋’＃ ３３ ’としたも
のである。本例によれば通気路の加工成形が容易である
。
における通気孔３３を通気１＋’＃ ３３ ’としたも
のである。本例によれば通気路の加工成形が容易である
。
以上の実施例はガスタービンのノズル具についてのもの
であるが、本発明は動翼にも使用することができる。ま
た、ガスタービン以外の他のターフｊ″機械にも適用す
ることができる。すなわち、タービン動翼の場合のよう
に、側壁が上、″下両面でなく、片方のみにある場合に
も適用できる。また、ノズルなどに多くみられる２〜３
枚の翼からなる翼セグメントの接合部にも本発明は適用
することができる。
であるが、本発明は動翼にも使用することができる。ま
た、ガスタービン以外の他のターフｊ″機械にも適用す
ることができる。すなわち、タービン動翼の場合のよう
に、側壁が上、″下両面でなく、片方のみにある場合に
も適用できる。また、ノズルなどに多くみられる２〜３
枚の翼からなる翼セグメントの接合部にも本発明は適用
することができる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、本発明は、翼と側壁とを一体連設
してなるセグメント状の部材を円周方向に並設したター
ボ機械用の翼構造において、隣接するセグメント状部材
の側壁が互いに対向する面にそれぞれ溝を設け、かつ、
上記の対向する溝に嵌合する板状部材の一方の面に突条
を形成して１、との突条を側壁面上に突出せしめること
によシ翼端部に生じる作動流体の二次流れを防止し得る
という優れた実用的効果が得られ、しかも側壁の接合部
からの作動流体漏洩を防止することができるう
してなるセグメント状の部材を円周方向に並設したター
ボ機械用の翼構造において、隣接するセグメント状部材
の側壁が互いに対向する面にそれぞれ溝を設け、かつ、
上記の対向する溝に嵌合する板状部材の一方の面に突条
を形成して１、との突条を側壁面上に突出せしめること
によシ翼端部に生じる作動流体の二次流れを防止し得る
という優れた実用的効果が得られ、しかも側壁の接合部
からの作動流体漏洩を防止することができるう
第１図はターボ機械の翼間に生Ｂる二次流れの説明図、
第２図は二次流れ防止片の説明図、第３図は二次流れ防
止片の従来技術による取付状態の１例を示す断面図であ
る。 第４図（Ａ）、（Ｂ）乃至第８図は本発明の１実施例を
示し、第４図（Ａ）はノズル翼セグメントの単品斜視図
、同図（Ｂ）はノズル翼セグメントを並設した状態の斜
視図、第５図はガスタービンの第１段ノズル付近の断面
図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図は二次流れ
防止片の単品斜視図、第８図は第６図のＢ−Ｂ断面図で
ある。 第９図は上記と異なる実施例におけるノズル翼セグメン
トの部分的斜視図である。第１０図乃至第１４図は更に
異なる実施例を示し、第１０図は前記実施例における第
８図に対応する断面図、第１１図は同じく第７図に対応
する二次流れ防止片図 の斜視図、第１２図は第１１ρＣ−Ｃ１ｃＩｉ面図、第
１３図は同じ（Ｄ−Ｄ＠面図、第１４図は同じくＥ矢視
平面図である。第１５図は更に異なる実施例を示し、上
記実施例における第１４図に対応す不平゛面図である。 １・・・翼、２・・・側壁、３・・・主流、４・・・二
次流れ、５・・・二次流れ防止片、６・・・すきま、７
・・・ノズル翼セグメント、８．３’・・・溝、９・・
・すきま、１８・・・側壁の円周方向の端面、２０・・
・二次流れ防止片、２１・・・突条、２２・・・板状部
、３３・・・通気孔、３３′・・・通気溝、３４．３５
・・・噴口、４０・・・二次流れ防止片。 代理人 弁理士 秋本正央 事１閉 心３区 熟４区（Ｂ） 冶′１日 第９の
第２図は二次流れ防止片の説明図、第３図は二次流れ防
止片の従来技術による取付状態の１例を示す断面図であ
る。 第４図（Ａ）、（Ｂ）乃至第８図は本発明の１実施例を
示し、第４図（Ａ）はノズル翼セグメントの単品斜視図
、同図（Ｂ）はノズル翼セグメントを並設した状態の斜
視図、第５図はガスタービンの第１段ノズル付近の断面
図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図は二次流れ
防止片の単品斜視図、第８図は第６図のＢ−Ｂ断面図で
ある。 第９図は上記と異なる実施例におけるノズル翼セグメン
トの部分的斜視図である。第１０図乃至第１４図は更に
異なる実施例を示し、第１０図は前記実施例における第
８図に対応する断面図、第１１図は同じく第７図に対応
する二次流れ防止片図 の斜視図、第１２図は第１１ρＣ−Ｃ１ｃＩｉ面図、第
１３図は同じ（Ｄ−Ｄ＠面図、第１４図は同じくＥ矢視
平面図である。第１５図は更に異なる実施例を示し、上
記実施例における第１４図に対応す不平゛面図である。 １・・・翼、２・・・側壁、３・・・主流、４・・・二
次流れ、５・・・二次流れ防止片、６・・・すきま、７
・・・ノズル翼セグメント、８．３’・・・溝、９・・
・すきま、１８・・・側壁の円周方向の端面、２０・・
・二次流れ防止片、２１・・・突条、２２・・・板状部
、３３・・・通気孔、３３′・・・通気溝、３４．３５
・・・噴口、４０・・・二次流れ防止片。 代理人 弁理士 秋本正央 事１閉 心３区 熟４区（Ｂ） 冶′１日 第９の
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、翼と側壁とを一体連設してなるセグメント状の部材
を円周方向に並設したターボ機械用の翼構造において、
隣接するセグメント状部材の側壁が互いに対向する面に
それぞれ溝を設け、かつ、上記の対向する溝に嵌合する
板状部材の一方の面に突条を形成して、この突条を側壁
面上に突出せしめて翼端部に生じる作動流体の゛二次流
れを防止し得べくなしたることを特徴とする、ターボ機
械の翼構造。 ２、前記の側壁の対向面に設けた溝は、該対向面の両端
部に達しない袋穴状としたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のターボ機械の翼構造。 ３、前記の、突条を形成した板状の部材は、複数個の孔
を設け、作動流体の二次流れ１に対向して高圧空気を噴
出し得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項に記載のターボ機械の翼構造。 ４、前記の、突条を形成した核状の部材は、複数個の孔
を設け、この孔から冷却用流体を噴出せしめて側壁面を
冷却し得るように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のターボ機械の翼構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129531A JPS6022002A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | タ−ボ機械の翼構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129531A JPS6022002A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | タ−ボ機械の翼構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022002A true JPS6022002A (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=15011815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58129531A Pending JPS6022002A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | タ−ボ機械の翼構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022002A (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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