JP2015081605A - 先端部フィレットを含むタービンエーロフォイル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タービンブレードは、ルート部を含むことが可能であり、ルート部は、タービンに接続するように構成されており、タービンのフロー経路の中へ延在するように構成されているエーロフォイルを支持している。エーロフォイルは、ルート部の実質的に反対側に配設されている先端部と、先端部の近位に配設されている第1の先端部フィレットとを含むことが可能であり、第1の先端部フィレットは、第1の先端部フィレットの末端部を越えてタービンブレードの表面に沿う位置における局所的なフロー方向に対して実質的に垂直に延在することが可能である。先端部フィレットは、ブレードが含まれている段を通るフローを有益に変更することによって、タービンの性能を向上させることが可能である。
【選択図】図1
Description
図6に示されている厚さの傾き関数は、本明細書の教示による例であり、したがって、本明細書で開示されている本発明の限定的な実施形態ではないということが留意されるべきである。上記に示されているように、エーロフォイル220の負圧側面および正圧側面のうちの一方または両方のプロファイルは、実施形態を実行するために変化することが可能である。加えて、実施形態は、ローターブレードの先端部フィレットの文脈において説明されてきたが、本明細書の教示は、ステーターブレードの先端部フィレットを実行するように適用することが可能であるということが認識されるべきであり、ステーターブレードの場合には、実施形態の目的のための半径方向スパンは、ステーターブレードの外側末端部からステーターブレードの内側末端部へ増加することが可能であるということが認識される。
12 ローター
14 シャフト
18 ホイール
20 ブレードまたはバケット
21 ノズル
22 静止ブレードまたは静翼
70 流体フロー
200 タービンコンポーネント
202 先端部
206 第1のフロー表面
208 ルート部
210 先端部フィレット
220 エーロフォイル
308 第2のフロー表面
314 第2の先端部フィレット
340 先端部渦
400 タービンブレード
408 第2の表面
420 先端部フィレット
500 グラフ表示
560 x−軸
562 y−軸
570 厚さの関数
572 先端部フィレット曲線/関数
600 グラフ表示
660 x−軸
662 y−軸
670 厚さの傾き関数
672 例示的な曲線
700 エーロフォイル
752 負圧側面
770 先端部フィレット
774 先端部フィレットの第1の部分
776 先端部フィレットの第2の部分
778 先端部フィレットの第3の部分
780 キャンバーライン
850 エーロフォイル
852 単一の先端部フィレット
854 先端部
856 第2の先端部フィレット
900 コンバインドサイクル発電プラント
915 シャフト
970 発電機
980 ガスタービン
986 熱交換器
992 蒸気タービン
Claims (20)
- タービンブレードであって、
タービンに接続するように構成されているルート部と、
前記ルート部に接続され、前記タービンのフロー経路の中へ延在するように構成されているエーロフォイルであって、前記エーロフォイルは、前記ルート部の実質的に反対側に配設されている先端部を含む、エーロフォイルと、
前記先端部に配設され、前記タービンブレードの第1の表面から実質的に離れて延在している第1の先端部フィレットと
を含む、タービンブレード。 - 前記第1の先端部フィレットが、実質的に凹面形状を有している、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記タービンブレードの前記第1の表面が、前記タービンブレードの負圧側面または前記タービンブレードの正圧側面のうちの1つの上にある、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記タービンブレードが、前記タービンブレードの第2の表面の上に配設されている第2の先端部フィレットをさらに含み、前記第2の表面が、前記タービンブレードの正圧側面の上にあり、前記第1の表面が、前記タービンブレードの負圧側面の上にある、請求項3記載のタービンブレード。
- 前記エーロフォイルの厚さの傾きが、前記エーロフォイルの半径方向スパンの少なくとも約75%において増加し始める、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記エーロフォイルの厚さの傾きが、前記エーロフォイルの半径方向スパンの少なくとも約80%において増加し始める、請求項5記載のタービンブレード。
- 前記エーロフォイルの厚さの傾きが、前記エーロフォイルの少なくとも約90%半径方向スパンにおいてプラスになる、請求項1記載のタービンブレード。
- 前記厚さの傾きが、前記エーロフォイルの少なくとも約95%半径方向スパンにおいてプラスになる、請求項7記載のタービンブレード。
- タービンコンポーネントであって、
タービンに接続するように構成されているルート部と、
前記ルート部の上に配設され、タービンフロー経路の中へ延在するように構成されているブレードであって、前記ブレードは、エーロフォイル形状を有し、先端部を含む、ブレードと、
前記先端部に接続され、前記タービンコンポーネントの表面から延在している先端部フィレットと
を含む、タービンコンポーネント。 - 前記先端部フィレットが、前記ブレードの上に張り出している、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- 前記先端部フィレットが、前記タービンコンポーネントの先端部渦の場所を越えて延在している、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- 前記先端部フィレットが、実質的に凹面形状を有している、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- 前記先端部フィレットが、前記タービンコンポーネントの第1の表面の上に配設されており、前記第1の表面が、前記タービンコンポーネントの負圧側面または前記タービンコンポーネントの正圧側面のうちの1つの上にある、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- 前記先端部フィレットが、前記タービンコンポーネントの表面から、前記第1の先端部フィレットの末端部を越えて前記タービンコンポーネントの表面に沿う位置における局所的なフロー方向に対して実質的に垂直な方向に延在している、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- 前記先端部フィレットが、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1の部分が、前記タービンコンポーネントの負圧側面の上にある第1の表面の上に配設されており、前記第2の部分が、前記タービンコンポーネントの正圧側面の上にある前記タービンコンポーネントの第2の表面の上に配設されている、請求項9記載のタービンコンポーネント。
- ケーシングおよび少なくとも1つのブレードを含むノズルと、
ハブおよび少なくとも1つのブレードを含むローターと、
前記ノズルケーシングによって実質的に取り囲まれた第1の部分、および、前記ローターハブを実質的に取り囲む第2の部分を含む作動流体通路と
を含む、タービンであって、
それぞれのブレードは、
前記ノズルケーシングまたは前記ローターハブのうちの1つに接続するように構成されているルート部と、
前記ルート部に接続され、前記タービンの前記作動流体通路の中へ延在するように構成されているエーロフォイルであって、前記エーロフォイルは、前記ルート部の実質的に反対側に配設されている先端部を含む、エーロフォイルと
を含み、
第1の先端部フィレットが、前記先端部に配設されており、前記タービンコンポーネントの表面から、前記第1の先端部フィレットの末端部を越えて前記タービンコンポーネントの表面に沿う位置における局所的なフロー方向に対して実質的に垂直な方向に延在している、タービン。 - ブレードの前記第1の先端部フィレットが、増加する厚さの傾きを含み、前記増加する厚さの傾きは、前記ブレードの前記ルート部から離れる方向に、前記ブレードの半径方向スパンの少なくとも約75%において始まっている、請求項16記載のタービン。
- ブレードの前記第1の先端部フィレットが、プラスの厚さの傾きを含み、前記プラスの厚さの傾きは、前記ブレードの前記ルート部から離れる方向に、前記ブレードの半径方向スパンの少なくとも約90%において始まっている、請求項16記載のタービン。
- ブレードの前記先端部フィレットが、実質的に凹面形状を有しており、前記ブレードの第1の表面の上に配設されており、それぞれの前記第1の表面が、前記ブレードの負圧側面の上にある、請求項16記載のタービン。
- ブレードの前記先端部フィレットが、第1の部分および第2の部分を含み、前記第1の部分が、前記ブレードの負圧側面の上にある第1の表面の上に配設されており、前記第2の部分が、前記ブレードの正圧側面の上にある第2の表面の上に配設されている、請求項16記載のタービン。
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