JP2015190421A - タービン翼列 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン翼列の内外輪の壁面に生ずる二次流れ損失の拡大を抑える。
【解決手段】タービン翼列は内輪２と、外輪１と、内輪２と外輪１との間に設けられた複数のタービン静翼１４を備える。内輪２の壁面４０は腹側部分４０ａと背側部分４０ｂを含む。腹側部分４０ａと回転中心１６との間の距離は、背側部分４０ｂと回転中心１６との間の距離より短かい。
【選択図】図１

Description

本実施の形態はタービン翼列に関する。

ガスタービンや蒸気タービンなど、発電プラントに用いられるターボ機械は、回転ロータと、回転ロータの周方向に配置されたタービン静翼及びタービン動翼とを有し、タービン静翼により、タービン翼列が構成され、タービン動翼により、タービン翼列が構成される。そしてこれらのタービン静翼列、タービン動翼列が回転ロータの軸方向に交互に複数配設されることによって、いわゆる軸流タービンと呼ばれる構造が形成される。

ところで図１７乃至図１９に示すように、全体として環状の静翼列において周方向に隣接するタービン静翼１４間には分割線１５が形成されている。

このような構成要素を備える軸流タイプの蒸気タービンは、作動流体をタービン静翼１４内で膨張させ、増速させる。更に増速させた作動流体をタービン動翼で転向させ、その際に発生する動力（回転力）で発電機を駆動している。

発電機の駆動中、蒸気タービンのタービン段落に発生する損失には、大別してタービン静翼１４とタービン動翼の翼形状に起因するプロファイル損失、タービン静翼とタービン動翼の壁面部分に発生する二次流れ損失、フィンとシュラウドの間隙により作動流体が漏洩するチップ漏洩損失、ダイアフラム内輪に設けたラビリンスフィンと回転ロータとの間隙により作動流体が漏洩するラビリンス漏洩損失がある。

これらの損失の中で、二次流れ損失は、プロファイル損失と同程度の大きなウエイトを占めている。

この二次流れ発生機構は例えば図１７によって説明される。図１７に示すように、例えばタービン静翼１４の上流側の前縁でその両側面で分流される際、作動流体の流れはタービン静翼１４の前縁で衝突し、タービン静翼１４の翼面背側に沿って流れるカウンタ渦１１と腹側から隣接するタービン静翼１４の背側後縁方向に向かって流れるパッセージ渦１２の馬蹄形渦の二次流れが生じる。同時に隣接するタービン静翼１４間の流路の曲りの大きさによって生じた遠心力が圧力勾配をもたらし、ダイアフラム内輪の壁面４０またはダイアフラム外輪の壁面に沿って流れる主流の流れとは垂直な周方向の二次流れが生じる。

これらの二次流れ損失を低減させるため、タービン静翼１４間の分割線１５に沿った主流の流れ方向に、ダイヤフラム内輪の壁面４０あるいはダイヤフラム外輪の壁面４１の形状を変化させる技術は、これまで多く開示されている。

例えば、特許文献１では、タービン静翼またはタービン動翼の流れ方向に沿ってダイヤフラム外輪またはダイヤフラム内輪にフェンスを設けることにより、二次流れの抑制の効果と翼列下流での流出角度分布の一様性が増し、次の段落の翼列における損失の低下効果を示している。

また、特許文献２では、タービンのタービン静翼の翼間流路を構成するダイヤフラム内輪またはダイヤフラム外輪の少なくとも一方に、翼間流路を流れる作動流体の主流方向に沿って、複数の板状のベーンが配置されている。このことによりベーンの高さをダイヤフラム内輪と、ダイヤフラム外輪に生じる境界層厚さとほぼ同じにすることができる。

これにより、境界層厚さの中でベーンの出口縁にて渦が生じる。この場合、この渦の回転方向は、ダイヤフラム内輪及びダイヤフラム外輪上の二次流れの渦層を相殺する方向にある。このため、ベーンの下流では二次流れが減少する。

特開平３−２６４７０４ 特開平４−２９５１０３

特許文献１においては、二次流れ損失の一つの構造である主流の流れと垂直な周方向の二次流れについて、主流方向に転向させる効果はあるが、周方向の二次流れがフェンスを越えていってしまう。蒸気入口側から観察すると、流れに対して鉛直な板状の形状をしているため、フェンスそのものにおいて剥離渦が生じ、二次流れ損失となり、周方向の二次流れ損失低減効果を打ち消す不具合が生じる。

また特許文献２においては、境界層厚さ以下のベーン形状を設けることにより、一定の二次損失の低減効果は期待できるが、境界層厚さの確定が困難であり、逆に相殺させる渦が主流流れを乱し、損失を拡大させる方向に働く可能性がある。

また上記２つの文献に示された構造はタービン翼列が作られた後、追加加工により翼間に設けるものであるため、加工工数の増大につながる。

本実施の形態は、このような点を考慮してなされたものであり、作動流体の二次流れを抑えると同時に、作動流体の二次流れ損失の拡大を抑制させることができるタービン翼列を提供することを目的とする。

本実施の形態は、動翼植込面を有する回転ロータと、前記回転ロータ外方に静止して配置され、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に挟持され、周方向に配置された複数のタービン静翼とを有するタービン静翼列と、前記回転ロータの動翼植込面に取り付けられ周方向に配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼列とを備えたタービン翼列において、各タービン静翼間の前記内輪の壁面は、タービン静翼の腹側部分と、隣接するタービン静翼の背側部分とを含み、腹側部分と回転ロータの回転中心との距離が、背側部分と回転ロータの回転中心との距離より短くなって、前記内輪の壁面の腹側部分と背側部分との間に、凹凸形状の段差部が形成されていることを特徴とするタービン翼列である。

本実施の形態は、動翼植込面を有する回転ロータと、前記回転ロータ外方に静止して配置され、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に挟持され、周方向に配置された複数のタービン静翼とを有するタービン静翼列と、前記回転ロータの動翼植込面に取り付けられ周方向に配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼列とを備えたタービン翼列において、各タービン動翼間の前記回転ロータの動翼植込面は、タービン動翼の腹側部分と、隣接するタービン動翼の背側部分とを含み、腹側部分とロータ回転中心との距離が、背側部分とロータ回転中心との距離より短くなって、前記動翼植込面の腹側部分と背側部分との間に、凹凸形状の段差部が形成されていることを特徴とするタービン翼列である。

図１は本実施の形態に係るタービン翼列を組み込んだ作動流体入口から見た周方向の模式図。 図２は本実施の形態に係るタービン翼列を示した斜視図。 図３は図２に示したタービン翼列のダイヤフラム内輪側を抜き出した部分拡大図。 図４は本実施の形態に係るタービン翼列の図２に示したダイヤフラム内輪の壁面の図。 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は図３のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−Ｄ、Ｅ−Ｅの矢視方向から見た断面図。 図６は本実施の形態に係るタービン翼列について、軸方向距離に対する段差部高さを示した線図。 図７は本実施の形態に係るタービン翼列について、タービン作動流体入口から見たダイヤフラム内輪側の形成方法を示す概念図。 図８は本実施の形態に係るタービン翼列について、タービン作動流体入口から見たダイヤフラム外輪側の形成方法を示す概念図。 図９は本実施の形態に係るタービン翼列について、タービン作動流体入口から見た段差部付近の作成方法を示す概念図。 図１０は本実施の形態に係るタービン翼列について、タービン作動流体入口から見たダイヤフラム内輪側の形成方法を示す概念図。 図１１は本実施の形態に係るタービン翼列について、タービン作動流体入口から見た段差部付近の作成方法を示す概念図。 図１２は本実施の形態に係るタービン翼列について、周方向流れの転向による二次流れ損失低減の効果を示した説明図。 図１３は本実施の形態に係るタービン翼列について、パッセージ渦拡大方向の転向による二次流れ損失低減の効果を示した説明図。 図１４は本実施の形態に係るタービン翼列について、段差部付近の二次流れの挙動の変化による二次流れ損失低減の効果を示した説明図。 図１５は本実施の形態に係るタービン翼列について、転向角が大きい翼列の二次流れの挙動の変化による二次流れ損失低減の効果を示した説明図。 図１６は軸流タービンの一部を示す模式図。 図１７は従来の翼列間を流れる作動流体の挙動を示す模式図。 図１８は従来のタービン翼列の斜視図。 図１９は従来のタービン翼列の隣接する翼間の断面図。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に係わるタービン翼列について図面を参照して説明する。

まず図１６により本実施の形態によるタービン翼列について説明する。

タービン翼列は動翼植込面４ａを有する回転ロータ（タービン軸）４と、タービン静翼列１４Ａと、タービン動翼列５Ａとを有している。このうち、タービン静翼列１４Ａは回転ロータ４外方に静止して配置され、ダイヤフラム内輪（内輪）２と、ダイヤフラム外輪（外輪）１と、これらダイヤフラム内輪２とダイヤフラム外輪１との間に挟持され周方向に配置された複数のタービン静翼１４とを有する。また、タービン動翼列５Ａは、回転ロータ４の動翼植込面４ａに取付けられ周方向に配置された複数のタービン動翼５を有する。

このうち複数のタービン静翼１４と複数のタービン動翼５とにより、タービン段落９が構成されている。

また複数のタービン動翼５の頂部にシュラウド６が設けられ、ダイヤフラム外輪１にはシュラウド６との間に、ダイヤフラム外輪１とシュラウド６との間から作動流体が漏洩することを防止するためのフィン７が設けられている。

またダイヤフラム内輪２には、回転ロータ４との間に、ダイヤフラム内輪２と回転ロータ４との間から作動流体が漏洩することを防止するためのフィン８が設けられている。

なお、ダイヤフラム外輪１のタービン静翼１４側の面は、ダイヤフラム外輪１の壁面４１となっており、ダイヤフラム内輪２のタービン静翼１４側の面は、ダイヤフラム内輪２の壁面４０となっている。

また、ダイヤフラム外輪１は静止部であるケーシング（図示せず）に係止され、ダイヤフラム内輪２は回転ロータ４との間に間隙を形成して回転ロータ４と同心円状に保持されている。

次に図７により、ダイヤフラム内輪２の壁面４０の形状について説明する。

図７は本実施の形態によるタービン翼列を作動流体の入口側から見たダイヤフラム内輪２の形成方法を示す概念図である。

図７に示すように、ダイヤフラム内輪２の壁面４０は以下のように形成される。まず回転ロータ４の回転中心１６からダイヤフラム内輪２の半径をもつ円弧１７を形成する。次にダイヤフラム内輪２の壁面４０のうち、タービン静翼１４間に分割線１５を形成し、この分割線１５と回転中心１６との間のラジアル線２４を引く。このように形成されたラジアル線２４と円弧１７とにより扇型の形状が形成される。

この扇型で形成される円弧１７上の点と回転中心１６との間に、更にラジアル線２５を引く。これによってラジアル線２５と円弧１７とにより交点１８ａが形成され、この交点１８ａを中心として円弧１７の曲率半径と同一の半径を持った円弧１８を作成する。

さらにタービンの回転方向と同一の方向にこの円弧１８に沿った点に中心１９を設定する。

この中心１９と円弧１７の交点１８ａとで結ぶ距離は、円弧１７の曲率半径と同等となる。次にこの交点１８ａを通るよう、中心１９から円弧２０を作成する。これによりダイヤフラム内輪２の壁面４０の円弧２０を作成する。

この場合、円弧２０はダイヤフラム内輪２の壁面４０のうちタービン静翼１４の腹側部分４０ａを構成する。

これと同様の作業を繰り返して、隣り合ったタービン静翼１４間のダイヤフラム内輪２に壁面４０の形状をなす円弧２３を作成する。なお円弧２３の中心２２は、以下のように作成される。図７に示す、回転中心１６を中心とした中心１９を通る円を描くことにより、作図用の円弧２１の交点が形成され、この交点が円弧２３の中心２２となる。これにより、回転中心１６と円弧２３の中心２２の距離は、回転中心１６と円弧２０の中心１９との距離と同じとなる。

この場合、円弧２３は、ダイヤフラム内輪２の壁面４０のうち、タービン静翼１４の背側部分４０ｂを構成する。

この円弧２０と円弧２３を環状に作成することにより、ダイヤフラム内輪２の壁面４０形状の円弧１７とラジアル線２４との交点により、ダイヤフラム内輪２の壁面４０にタービン静翼１４の取付け半径で定義された曲率半径を有する曲面を有する段差部２６が形成される。

この場合、図７に示すように、ダイヤフラム内輪２の壁面４０において、タービン静翼１４の腹側部分４０ａを構成する円弧２０と回転中心１６との間の距離は、タービン静翼１４の背側部分４０ｂを構成する円弧２３と回転中心１６との間の距離より短くなっており、このため円弧２０と円弧２３との間に凹凸形状の段差部２６が形成されている。

次に図８により、ダイヤフラム外輪１の壁面４１の形状について説明する。

図８に示すように、ダイヤフラム外輪１の壁面４１は、ダイヤフラム内輪２の壁面４０と同様のプロセスで形成される。

ここで、図８はタービン翼列を作動流体の入口側からみた図である。

図８において、円弧３０の中心２９と円弧３３の中心３２は、円弧２８、３１上に、タービンの回転方向とは反対の方向に設定される。

この円弧３０と円弧３３を環状に作成することにより、ダイヤフラム外輪１に、壁面４１の形状をなす円弧２７とラジアル線２４との交点によって、段差部３４が形成される。

図８に示すように、ダイヤフラム外輪１の壁面４１において、タービン静翼１４の腹側部分を構成する円弧３３と回転中心１６との距離は、タービン静翼１４の背側部分を構成する円弧３０と回転中心１６との距離より長くなっており、このため円弧３３と円弧３０との間に凹凸形状の段差部３４が形成されている。

このようにして得られたダイヤフラム内輪２の壁面４０およびダイヤフラム外輪１の壁面４１上に各々配設された段差部２６と段差部３４は、いずれもダイヤフラム内輪２の壁面４０およびダイヤフラム外輪１の壁面４１に対して矩形上の形状をしている。また段差部２６と内輪２の壁面４０との間、または段差部３４と外輪１の壁面４１との間でのなす角度３５は９０°以下に設定されている（図９参照）。なお、図９において、内輪２の壁面４０のみを示す。

ここで図９は、図７に示したダイヤフラム内輪２の壁面４０形状の段差部２６における部分拡大図である。段差部２６とダイヤフラム内輪２の壁面４０を定義する円弧１７との交点から傾斜をつけることにより、実際の段差部の面３６が作成される。この段差部の面３６と円弧２０、円弧２３とのなす角度３５ａは９０°以上に設定されている。さらにこの段差部の面３６と円弧２０、円弧２３とで交わる交点は矩形形状をもつため曲率半径で定義されたフィレット３７が設けられている。このような作業を環状に配設されているダイヤフラム内輪２の壁面４０の段差部２６に対して繰り返す。

このようにして、図７〜図９を用いてダイヤフラム内輪２の壁面４０上に周方向に沿って段差部２６および段差部の面３６を形成する。この段差部２６および段差部の面３６を図１に示す。図１においてタービン静翼１４は腹側の面５１と、背側の面５２を有する。

また図２〜図６において、タービン静翼列１４Ａの作動流体入口部から出口部にかけての回転ロータの軸方向の構成について説明する。

図３は図２に示すダイヤフラム内輪１の部分拡大図であり、図４は図２に示したダイヤフラム内輪１の壁面４０のうち隣接する２枚のタービン静翼１４の断面図である。図２〜図６に示すように、ダイヤフラム内輪１の壁面４０に、隣接するタービン静翼１４の腹側の翼面５１および及び背側の翼面５２間の軸方向に垂直な距離の中点を、前縁端面４２の入口側から後縁端面４３の出口側まで繋いだ曲線を形成する。この曲線により分割線１５が形成される。この曲線により形成された分割線１５に沿って図７〜図９で説明した凹部４５と凸部を有する段差部２６が形成される（図４）。図５及び図６で示すようにＡ−Ａ断面部において、凹凸形状の段差部２６は、そのラジアル方向高さ（ラジアル高さ）が０であるが、そこから徐々にラジアル高さが大きくなって、Ｃ−Ｃ断面にて最大値を持つ。その最大値から軸方向に沿ってラジアル高さは徐々に縮小し、後縁端面４３位置より入口側の位置でラジアル高さが０になる。

図４では、段差部２６の開始位置と終了位置は、各々前縁端面４２の軸方向位置と、後縁端面４３の軸方向位置となっているが、この前縁端面４２と後縁端面４３との間の中間部分で、段差部２６を開始させ、あるいは終了させてもよい。

さらに、隣接するタービン静翼１４の腹側の翼面５１及び背側の翼面５２間の法線距離について、この法線距離の最小値をスロート幅と定義する。この場合、図６に示すようにスロート幅４４をもつ軸方向位置よりも入口側に、内輪２の壁面４０に形成された段差部２６のラジアル高さの最大値位置（図６では断面Ｃ−Ｃに相当）が設定される。また、段差部２６のラジアル高さが０となる位置は、スロート幅をもつ軸方向位置よりも出口側の位置となるように設定される。

図２〜図５を用いて説明した、ダイヤフラム内輪２の壁面４０の軸方向の構成は、ダイヤフラム外輪１の壁面４１の軸方向の構成にも適用される。

このようにして、本実施の形態に係るタービン翼列の周方向及び軸方向の構成が形成される（図２参照）。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について図１２〜図１４により説明する。

図１２には、本実施の形態において、周方向成分を持った二次流れ１３の挙動メカニズムを示す。二次流れ１３はタービン静翼１４の腹側の面５１から隣接するタービン静翼１４の背側の面５２に衝突する挙動をするが、凹凸形状の段差部２６により、周方向成分を持った二次流れ１３は段差部２６付近で主流方向に近い方向成分４７に変更され、その流れは分割線１５に沿ってタービン静翼１４の背側に衝突することなく、後縁端面４３へと流れる。

図１３には、本実施の形態において、パッセージ渦１２とカウンタ渦１１の二次流れの挙動メカニズムを示す。パッセージ渦１２は作動流体が前縁端面４２へ衝突することによって馬蹄渦として形成される。この場合、段差部２６付近によりパッセージ渦１２の進行方向を主流方向に変更させることができる。更に、パッセージ渦１２の分割線１５の通過位置及びパッセージ渦１２のスケールに合わせ、凹凸形状の段差部２６のラジアル高さと、段差部２６の位置とを上述のように設定することにより、確実に二次流れの渦の方向を変更することができる。

図１４に、本実施の形態における凹凸形状の段差部２６付近における周方向の二次流れの挙動を示す。凹凸形状の段差部２６に、なだらかな段差部の面３６を形成しない場合、点線部の流れ４９に示すように主流方向に変更しない流れは、段差部２６自身で二次流れが発生してしまう。一方、なだらかな段差部２６の面３６を形成することにより、面３６から円弧２３へ、段差部２６自身での二次流れの発生を最小限に抑え、隣接する翼の背中側へ流すことができる。

このように、図１２で示す通り周方向の二次流れ方向を変更することで、隣接するタービン静翼１４の背側に沿って流れるカウンタ渦１１が合流した場合の二次流れの拡大を抑え、二次流れ損失の低減の効果が得ることができる。また図１３で示す通り、パッセージ渦１２とカウンタ渦１１の合流を避けることができ、パッセージ渦１２とカウンタ渦１１の合流によって渦スケールが拡大することによる二次流れの拡大を抑制することができる。また図１４で示す通り、段差部２６自身で生ずる二次流れを抑え、二次流れ損失を低減させる効果がある。

また、ダイヤフラム外輪１の壁面４１においても、図１２〜図１４により説明したダイヤフラム内輪２の壁面４０における作用効果と同等の作用効果が得られる。

＜第２の実施の形態＞
図１０および図１１は、ダイヤフラム内輪２の壁面４０およびダイヤフラム外輪１の壁面４１を形成する形成方法を示す概念図である。内輪２の壁面または外輪１の壁面を形成する場合、加工性の容易さから、円弧ではなく周方向について平面で形成されることがある。そのため図１０で示す通り、直線で形成された内輪２の壁面３８を、内輪２の壁面３８とラジアル線２５の交点を中心にして、回転ロータ４の回転方向と同一の方向に傾けることにより、内輪２の壁面３９を形成する。さらに隣接する内輪２の壁面についても、回転ロータ４の回転方向と同一の方向に上述の傾き角度と同一角度で傾ける。このことにより、ラジアル線２４と内輪側壁面３９に第１の実施の形態と同等の段差部２６を設けることができる。

さらにダイヤフラム外輪１の壁面４１についても、ダイヤフラム内輪２の壁面４０と同様の構成により段差部３４を設けることができる。この場合、外輪１の壁面４１を回転ロータ４の回転方向とは正対する方向に傾け、外輪１の壁面４１を設ける。

外輪１の壁面４１の段差部３４付近の周方向の構成および回転ロータ４の軸方向の段差部３４の構成については、第１の実施の形態と略同様である。

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。図１１に示すように、ダイヤフラム内輪２の壁面４０の段差部２６は、第１の実施の形態における段差部２６よりも鋭角な直線面になるため、段差部２６自身から生じる二次流れの減少効果は多少減ずるが、その他の第１の実施の形態における図１２および図１３に示した効果と同じ効果が得られる。

＜第３の実施の形態＞
次に図１５により、タービン翼列の第３の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態および第２の実施の形態ではタービン静翼列１４Ａを例に述べたが、図１７に示した二次流れ損失のメカニズムは、図１５に示すタービン動翼列５Ａについても同様のことが言える。

すなわち、図１５に示すようにタービン動翼列５Ａは、回転ロータ４の動翼植込面４ａに植込まれ周方向に配置された複数のタービン動翼５を有している。またタービン動翼５間の動翼植込面４ａは、タービン動翼５の腹側部分４ｂとタービン動翼５の背側部分４ｃとを有する。

そして動翼植込面４ａのうち、腹側部分４ｂと回転ロータ４の回転中心１６との距離は、背側部分４ｃと回転ロータ４の回転中心１６との距離より短くなっている。

このため、タービン動翼列においても、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様な二次損失低減の効果が図ることができる。一般に、タービン動翼４の動翼植込面４ａ付近では、図１５に示すようにタービン動翼５間の転向角と呼称される入口から流入する角度および出口へ流出する角度が大きくなる。このため図１５に示すように、遠心力が原因となる周方向成分をもった二次流れが大きいため、第１の実施の形態および第２の実施の形態に比べて、二次流れ削減効果がより発揮される。

なお上記の実施の形態は例示であり、発明の範囲は、それらに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

１ ダイアフラム外輪、２ ダイアフラム内輪、４ 回転ロータ、５ タービン動翼、１５Ａ タービン動翼列、６ シュラウド、７ フィン、８ フィン、９ タービン段落、１０ 翼、１１ カウンター渦、１２ パッセージ渦、１３ 周方向成分を持った二次流れ、１４ タービン静翼、１４Ａ タービン静翼列、１５ 分割線、１６ 回転中心、１７ 内輪の壁面を定義する円弧、１８ 内輪の壁面の円弧中心を定義する作図円弧、１９ 内輪の壁面の円弧中心、２０ 内輪の壁面の円弧、２１ 隣り合った円弧の中心を定義する作図円弧、２２ 隣り合った円弧の中心、２３ 隣り合った円弧、２４ ラジアル線、２５ ラジアル線、２６ 内輪の壁面の段差部、２７ 外輪の壁面を定義する円弧、２８ 外輪の壁面の円弧中心を定義する作図円弧、２９ 外輪の壁面の円弧中心、３０ 外輪の壁面の円弧、３１ 隣り合った円弧の中心を定義する作図円弧、３２ 隣り合った円弧の中心、３３ 隣り合った円弧、３４ 外輪の壁面の段差部、３５ 段差部面と内輪の壁面とのなす角度、３６ 段差部の面、３７ 曲率半径で定義されたフィレット、３８ 内輪の壁面の直線形状、３９ 内輪の壁面の直線形状、４０ 内輪の壁面、４１ 外輪の壁面、４２ 前縁端面、４３ 後縁端面、４４ スロート幅、４５ 段差部の凹部、４６ 段差部の凸部、４７ 周方向の二次流れの挙動、４８ パッセージ渦の挙動、４９ 周方向成分二次流れの挙動、５１ タービン静翼の腹側面、５２ タービン静翼の背側面

Claims (9)

1. 動翼植込面を有する回転ロータと、
   前記回転ロータ外方に静止して配置され、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に挟持され、周方向に配置された複数のタービン静翼とを有するタービン静翼列と、
   前記回転ロータの動翼植込面に取り付けられ周方向に配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼列とを備えたタービン翼列において、
   各タービン静翼間の前記内輪の壁面は、タービン静翼の腹側部分と、隣接するタービン静翼の背側部分とを含み、腹側部分と回転ロータの回転中心との距離が、背側部分と回転ロータの回転中心との距離より短くなって、前記内輪の壁面の腹側部分と背側部分との間に、凹凸形状の段差部が形成されていることを特徴とするタービン翼列。
2. 前記内輪の壁面は、周方向について平坦面により構成されることを特徴とする請求項１記載のタービン翼列。
3. 前記内輪の壁面は、前記タービン静翼が取付けられた取付け部の曲率半径をもつ曲面により構成されることを特徴とする請求項１記載のタービン翼列。
4. 前記段差部の面と、前記内輪の壁面の交わる角度が９０°以上となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のタービン翼列。
5. 前記段差部と、前記内輪の壁面との交点部に、所望の曲率半径を持つフィレットが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のタービン翼列。
6. 前記段差部の回転ロータの軸方向について、段差部のラジアル高さの最大高さの軸方向位置は、隣接する二つのタービン静翼の腹側面と背側面との間の距離の最小値をスロート幅とした場合、このスロート幅をもつ軸方向位置よりも入口側に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のタービン翼列。
7. 前記段差部の回転ロータの軸方向について、段差部のラジアル高さが０となる軸方向位置は、スロート幅をもつ軸方向位置よりも出口側に位置していることを特徴とする請求項６記載のタービン翼列。
8. 前記外輪の壁面は、タービン静翼の腹側部分と、隣接するタービン静翼の背側部分とを含み、腹側部分と回転ロータの回転中心との距離が、背側部分と回転ロータの回転中心との距離より長くなって、前記外輪の壁面の腹側部分と背側部分との間に、凹凸形状の段部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載のタービン翼列。
9. 動翼植込面を有する回転ロータと、
   前記回転ロータ外方に静止して配置され、内輪と、外輪と、前記内輪と前記外輪との間に挟持され、周方向に配置された複数のタービン静翼とを有するタービン静翼列と、
   前記回転ロータの動翼植込面に取り付けられ周方向に配置された複数のタービン動翼を有するタービン動翼列とを備えたタービン翼列において、
   各タービン動翼間の前記回転ロータの動翼植込面は、一のタービン動翼の腹側部分と、隣接するタービン動翼の背側部分とを含み、腹側部分とロータ回転中心との距離が、背側部分とロータ回転中心との距離より短くなって、前記動翼植込面の腹側部分と背側部分との間に、凹凸形状の段差部が形成されていることを特徴とするタービン翼列。

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