JP2001082101A - 改良されたプロファイルを有するタービン羽根 - Google Patents
改良されたプロファイルを有するタービン羽根Info
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- JP2001082101A JP2001082101A JP2000236536A JP2000236536A JP2001082101A JP 2001082101 A JP2001082101 A JP 2001082101A JP 2000236536 A JP2000236536 A JP 2000236536A JP 2000236536 A JP2000236536 A JP 2000236536A JP 2001082101 A JP2001082101 A JP 2001082101A
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- flow
- head
- section
- turbine blade
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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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブレードのヘッドとハウジングとの間の漏れ
流動を低減するタービン羽根を提供する。 【解決手段】 羽根１０１は、その後縁１０８が、ねじ
られたように、ヘッド１１１付近で羽根の背１１０に向
かって内側に湾曲され、それにより羽根が開き、ヘッド
１１１の上の漏れ流を制限することを特徴とする。羽根
１０１の正面の不規則な流れによって形成される渦が減
少するため、流れが改善される。
流動を低減するタービン羽根を提供する。 【解決手段】 羽根１０１は、その後縁１０８が、ねじ
られたように、ヘッド１１１付近で羽根の背１１０に向
かって内側に湾曲され、それにより羽根が開き、ヘッド
１１１の上の漏れ流を制限することを特徴とする。羽根
１０１の正面の不規則な流れによって形成される渦が減
少するため、流れが改善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、改良されたプロフ
ァイルを有するタービン羽根（翼）に関する。
ァイルを有するタービン羽根（翼）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のタービン羽根は、図１に示すよう
に、環状セクション２内の可動ブレード１、セクション
２を限定するプラットフォーム３、およびロータに属す
るハブ５の溝に挿入された突出部分４とを備える。羽根
の主要な部分であるブレード１は、機械の回転軸からの
径方向距離を増大させながら位置すると共にセクション
２内を循環するガスの流れの前縁７から後縁８にかけて
内側に湾曲しながら延びる複数の積層セクション６に分
解される。ブレード１の表面は、羽根の腹９および羽根
の背１０からなり、それぞれ、図２に示すように、前縁
７と後縁８との間を延びている。機械からのガスは羽根
の腹９上に吹き付け、ハブ５およびそれに取り付けられ
た羽根の、図の右方向への回転動作を引き起こす。
に、環状セクション２内の可動ブレード１、セクション
２を限定するプラットフォーム３、およびロータに属す
るハブ５の溝に挿入された突出部分４とを備える。羽根
の主要な部分であるブレード１は、機械の回転軸からの
径方向距離を増大させながら位置すると共にセクション
２内を循環するガスの流れの前縁７から後縁８にかけて
内側に湾曲しながら延びる複数の積層セクション６に分
解される。ブレード１の表面は、羽根の腹９および羽根
の背１０からなり、それぞれ、図２に示すように、前縁
７と後縁８との間を延びている。機械からのガスは羽根
の腹９上に吹き付け、ハブ５およびそれに取り付けられ
た羽根の、図の右方向への回転動作を引き起こす。
【０００３】ブレード１のプロファイルは一般に、図３
に示すように変化し、セクション６は、プラットフォー
ム３に向って長さはより長く、湾曲（曲がり）はより小
さくなるが、これは、良好な流動および十分な機械強度
を与えると考えられている。
に示すように変化し、セクション６は、プラットフォー
ム３に向って長さはより長く、湾曲（曲がり）はより小
さくなるが、これは、良好な流動および十分な機械強度
を与えると考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明の動機
は、それらの間に隙間が維持されなければならないブレ
ード１のヘッド１１とセクション２の周りのハウジング
１２との間の、漏れ流を低減する必要性である。これら
の漏れ流は、図２の矢印１３に沿って羽根の腹９から羽
根の背１０に流れる。これらは、ガスの流れと干渉する
渦を羽根の下流に発生させる。
は、それらの間に隙間が維持されなければならないブレ
ード１のヘッド１１とセクション２の周りのハウジング
１２との間の、漏れ流を低減する必要性である。これら
の漏れ流は、図２の矢印１３に沿って羽根の腹９から羽
根の背１０に流れる。これらは、ガスの流れと干渉する
渦を羽根の下流に発生させる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】選択された解決法は、羽
根のヘッド１１に最も近いセクション６を変形させて、
この場所の漏れ流を低減することからなる。いくつかの
特許は、図３の典型的なプロファイルに関連して、羽根
のこの部分に適用できる他の変形について言及してい
る。このように、国際出願ＷＯ ９６ １４４９６は、ブ
レードがヘッド付近で羽根の背に向かって内側に湾曲
し、その結果、羽根の背が突き出している羽根を記載し
ている。この配置構成の目的は、羽根の背に吹き込むガ
スを回転軸の方へ径方向に追い返し、それらが、ハウジ
ング１２に隣接する隙間を通過することによりブレード
ヘッドに達して羽根の他の側、羽根の腹に移動するのを
妨げることである。羽根の背の圧力はヘッド１１の近く
で増加し、これは、ヘッド１１の両側間の圧力差と、羽
根の腹から羽根の背へのヘッドの上を越えた漏れを低減
する。この場合、流れをヘッド１１に近い羽根における
羽根の腹で接線方向に曲げるか都合よくして、これをそ
の漏れの径方向からそらすことにより、前記漏れ流を異
なる方法および異なる条件下で低減することもまた可能
である。
根のヘッド１１に最も近いセクション６を変形させて、
この場所の漏れ流を低減することからなる。いくつかの
特許は、図３の典型的なプロファイルに関連して、羽根
のこの部分に適用できる他の変形について言及してい
る。このように、国際出願ＷＯ ９６ １４４９６は、ブ
レードがヘッド付近で羽根の背に向かって内側に湾曲
し、その結果、羽根の背が突き出している羽根を記載し
ている。この配置構成の目的は、羽根の背に吹き込むガ
スを回転軸の方へ径方向に追い返し、それらが、ハウジ
ング１２に隣接する隙間を通過することによりブレード
ヘッドに達して羽根の他の側、羽根の腹に移動するのを
妨げることである。羽根の背の圧力はヘッド１１の近く
で増加し、これは、ヘッド１１の両側間の圧力差と、羽
根の腹から羽根の背へのヘッドの上を越えた漏れを低減
する。この場合、流れをヘッド１１に近い羽根における
羽根の腹で接線方向に曲げるか都合よくして、これをそ
の漏れの径方向からそらすことにより、前記漏れ流を異
なる方法および異なる条件下で低減することもまた可能
である。
【０００６】この場合、計画された対策は、ヘッドの端
部に最も近いブレードセクションがますます開く（広が
る）ように、すなわち、後縁の近くで流れの方向に向
き、したがってこの場所でそれる流れがより少なくなる
ように、後縁を内側に湾曲させることからなる。
部に最も近いブレードセクションがますます開く（広が
る）ように、すなわち、後縁の近くで流れの方向に向
き、したがってこの場所でそれる流れがより少なくなる
ように、後縁を内側に湾曲させることからなる。
【０００７】本発明を、以下の図を使用してより詳細に
述べる。
述べる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１から図３の符号を１００だけ
増加させたものを使用して、本発明の対応部分を示す。
増加させたものを使用して、本発明の対応部分を示す。
【０００９】本発明による羽根（ベーン）を主に図４に
示すが、これは、ヘッド１１１付近で従来の羽根と異な
る。後縁１０８は、この場所で、ブレード１の角が外側
にねじられたように羽根の背１１０に向かって内側に湾
曲しているが、ほぼ直線に、または従来の設計のように
プラットフォーム１０３に近づくにつれてほぼ直線に保
つことができる。この結果、ヘッド１１１により近いセ
クション１０６は、後縁１０８により近くなるほど他の
セクション１０６よりも広がって開く。すなわち、それ
らは、従来の解決法よりも湾曲が小さく、後縁１０８の
近くでほぼ流れの方向に伸びるプロファイルを有するた
め、羽根の正面でガスの自由な流れを阻止することがよ
り少ない。
示すが、これは、ヘッド１１１付近で従来の羽根と異な
る。後縁１０８は、この場所で、ブレード１の角が外側
にねじられたように羽根の背１１０に向かって内側に湾
曲しているが、ほぼ直線に、または従来の設計のように
プラットフォーム１０３に近づくにつれてほぼ直線に保
つことができる。この結果、ヘッド１１１により近いセ
クション１０６は、後縁１０８により近くなるほど他の
セクション１０６よりも広がって開く。すなわち、それ
らは、従来の解決法よりも湾曲が小さく、後縁１０８の
近くでほぼ流れの方向に伸びるプロファイルを有するた
め、羽根の正面でガスの自由な流れを阻止することがよ
り少ない。
【００１０】図５は、そのような場合に、ヘッド１１の
上を越えて通過し、矢印１３に沿って羽根の背１１０に
それるガスの流量がより少なく、流れのより多くの部分
が羽根に沿って後縁１０８を通過することを示す。全体
的な羽根の空力負荷または揚力面を回復するために、プ
ラットフォーム３により近いセクション１０６および中
間のセクションを従来の設計よりもわずかに大きく湾曲
させる、すなわちそれらを閉じることを考えることが可
能である。
上を越えて通過し、矢印１３に沿って羽根の背１１０に
それるガスの流量がより少なく、流れのより多くの部分
が羽根に沿って後縁１０８を通過することを示す。全体
的な羽根の空力負荷または揚力面を回復するために、プ
ラットフォーム３により近いセクション１０６および中
間のセクションを従来の設計よりもわずかに大きく湾曲
させる、すなわちそれらを閉じることを考えることが可
能である。
【００１１】羽根の形状は、次のようにより厳密に定義
することができる。羽根セクション（断面）の中（央）
線１２０に沿って点１２１があり、これは、前縁１０７
からの曲線横座標によって規定され、その点以降、羽根
セクションは、角度が減少するように、すなわちますま
す真っ直ぐになるように湾曲される。これは、羽根の変
形がセクション形状に影響せず、特に後縁の近くで同じ
ままである出願ＷＯ９６ １４４９６による設計と区別
される。ヘッド１１１から離れたところの羽根セクショ
ンは、符号１２２で示す。
することができる。羽根セクション（断面）の中（央）
線１２０に沿って点１２１があり、これは、前縁１０７
からの曲線横座標によって規定され、その点以降、羽根
セクションは、角度が減少するように、すなわちますま
す真っ直ぐになるように湾曲される。これは、羽根の変
形がセクション形状に影響せず、特に後縁の近くで同じ
ままである出願ＷＯ９６ １４４９６による設計と区別
される。ヘッド１１１から離れたところの羽根セクショ
ンは、符号１２２で示す。
【００１２】図６および図７は、羽根の下流に生じる渦
を示す。これらのうちの１つは、隙間（クリアランス）
渦とよばれ、ブレード１および１０１が、それぞれそれ
らの後縁８および１０８の方向で後ろから見た図６およ
び図７において、それぞれ１４および１１４で参照され
ている。渦１１４は渦１４より小さな表面を有し、生じ
た真空の強度もより弱く、ガスの流れは羽根の下流でよ
り規則的になることが分かる。これは、漏れが低減され
るためである。しかし、漏れを低減するために本発明で
使用された方法はまた、流れの規則正しさおよび機械出
力にとって非常に好ましい固有の効果も有する。
を示す。これらのうちの１つは、隙間（クリアランス）
渦とよばれ、ブレード１および１０１が、それぞれそれ
らの後縁８および１０８の方向で後ろから見た図６およ
び図７において、それぞれ１４および１１４で参照され
ている。渦１１４は渦１４より小さな表面を有し、生じ
た真空の強度もより弱く、ガスの流れは羽根の下流でよ
り規則的になることが分かる。これは、漏れが低減され
るためである。しかし、漏れを低減するために本発明で
使用された方法はまた、流れの規則正しさおよび機械出
力にとって非常に好ましい固有の効果も有する。
【００１３】後縁１０８の異なるプロファイルは、通路
（パッセージ）渦と呼ばれる他の渦に影響を与えるが、
これらの渦は２つあり、一方の場合（それぞれ１５また
は１１５）は、ハウジング１２の近くに位置し、他方の
場合（それぞれ１６または１１６）は、ハブ５の近くに
位置する。最初の１５または１１５は、ほぼ同じ場所
（隙間渦１４または１１４の近く）に位置したままだ
が、ハブ５により近い渦１１６は、渦１６に対して大き
く変位しており、他方の渦１６の場合のように羽根の背
１１０の側にあるのではなく、後縁１０８のほぼ前に位
置している。この結果、通路渦１１５および１１６は、
従来技術による渦１５および１６よりもさらに離れ、し
たがって、相互に強め合うことがより少ないであろう。
それらは、従来の設計と同様の表面積を占めるが、作用
する真空度が低いため、従来のものほど強力ではない。
（パッセージ）渦と呼ばれる他の渦に影響を与えるが、
これらの渦は２つあり、一方の場合（それぞれ１５また
は１１５）は、ハウジング１２の近くに位置し、他方の
場合（それぞれ１６または１１６）は、ハブ５の近くに
位置する。最初の１５または１１５は、ほぼ同じ場所
（隙間渦１４または１１４の近く）に位置したままだ
が、ハブ５により近い渦１１６は、渦１６に対して大き
く変位しており、他方の渦１６の場合のように羽根の背
１１０の側にあるのではなく、後縁１０８のほぼ前に位
置している。この結果、通路渦１１５および１１６は、
従来技術による渦１５および１６よりもさらに離れ、し
たがって、相互に強め合うことがより少ないであろう。
それらは、従来の設計と同様の表面積を占めるが、作用
する真空度が低いため、従来のものほど強力ではない。
【００１４】これは、ガスの流れの主（軸）方向におけ
る漏れ流を曲げる利点を示す。
る漏れ流を曲げる利点を示す。
【図１】典型的な羽根の図である。
【図２】典型的な羽根の図である。
【図３】典型的な羽根の図である。
【図４】本発明による羽根の図である。
【図５】本発明を流れに採用した結果を示す、図２と同
様の図である。
様の図である。
【図６】図３の羽根の正面における圧力を示す図であ
る。
る。
【図７】図４の羽根の正面における圧力を示す図であ
る。
る。
１０１ 羽根 １０３ プラットフォーム １０６ 積層セクション １０７ 前縁 １０８ 後縁 １０９ 羽根の腹 １１０ 羽根の背 １１１ ヘッド １１４ 隙間渦 １１５、１１６ 通路渦
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルトラン・プト フランス国、77590・シヤルトレツト、リ ユ・フオシユ、79
Claims (2)
- 【請求項１】 プラットフォーム（１０３）からヘッド
エンド（１１１）への積層セクション（１０６）からな
るタービン羽根であって、前記ヘッドエンドにより近い
セクションが他のセクションよりもより開いた後縁プロ
ファイルを備えることを特徴とするタービン羽根。 - 【請求項２】 前記ヘッドエンドにより近いセクション
では内側に湾曲し、他では直線である後縁（１０８）を
備えることを特徴とする請求項１に記載のタービン羽
根。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9910584 | 1999-08-18 | ||
| FR9910584A FR2797658B1 (fr) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Aube de turbine a profil ameliore |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082101A true JP2001082101A (ja) | 2001-03-27 |
Family
ID=9549209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000236536A Pending JP2001082101A (ja) | 1999-08-18 | 2000-08-04 | 改良されたプロファイルを有するタービン羽根 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6428281B1 (ja) |
| EP (1) | EP1077309B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001082101A (ja) |
| DE (1) | DE60019513T2 (ja) |
| FR (1) | FR2797658B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2010112379A (ja) * | 2008-11-06 | 2010-05-20 | General Electric Co <Ge> | バケット先端損失を低減するためのシステム及び方法 |
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| JP4893110B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2012-03-07 | 株式会社Ｉｈｉ | 軸流流体装置 |
| US8087884B2 (en) * | 2006-11-30 | 2012-01-03 | General Electric Company | Advanced booster stator vane |
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| US7967571B2 (en) * | 2006-11-30 | 2011-06-28 | General Electric Company | Advanced booster rotor blade |
| DE102009033593A1 (de) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Triebwerkschaufel mit überhöhter Vorderkantenbelastung |
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| CN102140934B (zh) * | 2011-04-29 | 2013-11-27 | 东方电气集团东方汽轮机有限公司 | 60Hz湿冷汽轮机末级动叶片 |
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| CN102359397B (zh) * | 2011-09-26 | 2014-02-26 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 全转速汽轮机1300mm末级动叶片 |
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| EP2921647A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-23 | Alstom Technology Ltd | Gas turbine blade comprising bended leading and trailing edges |
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1999
- 1999-08-18 FR FR9910584A patent/FR2797658B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-24 US US09/624,486 patent/US6428281B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-04 JP JP2000236536A patent/JP2001082101A/ja active Pending
- 2000-08-17 EP EP00402298A patent/EP1077309B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-17 DE DE60019513T patent/DE60019513T2/de not_active Expired - Lifetime
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| DE60019513D1 (de) | 2005-05-25 |
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| US6428281B1 (en) | 2002-08-06 |
| FR2797658A1 (fr) | 2001-02-23 |
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Legal Events
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