JP3806373B2 - Paragraph structure of axial turbine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービン等軸流タービンの段落構造に関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
蒸気タービン等軸流タービンの段落構造として、例えば図4に示すように、静翼100 と動翼101 とが交互にギャップGを有して多段的に配置されてなるものがある。
【0003】
ところが、このような軸流タービンの段落構造にあっては、翼列間にギャップ(キャビティ)Gがあるため、このギャップG内で発生する渦と主流とが干渉しミキシング損失を増加させると共に、後流翼(動翼101 )の入口条件に影響を与え、翼性能を悪化させているという問題点があった。
【0004】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、単純な翼形状により翼列間のギャップ内での渦の発生を効果的に抑制して翼性能の向上が図れる軸流タービンの段落構造を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係る軸流タービンの段落構造は、静翼と動翼とが交互にギャップを有して多段的に配置されてなる軸流タービンの段落構造において、前記静翼の内側及び外側プラットフォームの下流側端面のギャップ入口部に流体流れ方向に沿ってオーバーハング部を設けると共に、このオーバーハング部に対向する前記動翼の内側及び外側プラットフォームの上流側端面のギャップ入口部にR部を設け、かつ前記静翼の内側及び外側プラットフォームの裏面側に前記動翼の内側及び外側プラットフォームに設けた前記R部に沿うようなR部を設けたたことを特徴とする。
【0006】
また、前記R部は、1円弧突起であることを特徴とする。
【0007】
また、前記R部の曲率半径Rと前記ギャップの隙間Lとの間に、R/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つことを特徴とする。
【0008】
また、前記R部の円弧とその後流側の動翼付け根の前縁R部の円弧とは翼長方向に交わらないことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る軸流タービンの段落構造を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【0010】
[実施例]
図1は本発明の一実施例を示す蒸気タービンの要部断面図、図2は同じくハブ側とチップ側の構造説明図、図3は蒸気タービンの概略構成縦断面図である。
【0011】
図3に示すように、軸流タービンとしての蒸気タービンは、ケーシング1とロータ(回転体)2とにより形成され、このロータ2はタービン軸3とこのタービン軸3に固定されて同タービン軸3とともに回転する動翼4とを備えている。
【0012】
前記動翼4の蒸気(流体)の流れ方向上流側に静翼5が配置され、この静翼5は前記ケーシング1に支持されている。
【0013】
前記静翼5及び動翼4は、ケーシング1とタービン軸3との間に形成された拡大流通路6内に交互にギャップGを有して多段的に配置される。
【0014】
従って、ケーシング1の内部に供給された蒸気は、図中矢印で示すように、拡大流通路6を膨張しながら流れ、静翼5を通過噴出される蒸気により動翼4が作動され、ロータ2を回転させることになる。
【0015】
そして、本実施例では、図1に示すように、前記静翼5の内側、外側プラットフォーム5a、5bの下流側端面のギャップ入口部に蒸気流れ方向に沿ってオーバーハング部7を設けると共に、このオーバーハング部7に対向する前記動翼4の内側、外側プラットフォーム4a、4bの上流側端面のギャップ入口部にR部8を設けている。
【0016】
図示例では、前記R部8は、1円弧突起で形成されているが、突起では無く単に内側、外側プラットフォーム4a、4bの上流側端面の角部が取れた形状でも良い。
【0017】
また、図2に示すように、前記R部8の曲率半径Rと前記ギャップGの隙間Lとの間に、R/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つようになっている。
【0018】
図示例では、オーバーハング部7の裏面側R部の曲率半径R1も前記ギャップGの隙間Lとの間に、R1/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つようになっている。
【0019】
また、前記R部8の曲率半径Rの円弧(軌跡)とその後流側の動翼付け根の前縁R部の曲率半径R2の円弧(軌跡)とは翼長方向に交わらないようになっている。
【0020】
また、上流側の静翼5の内側、外側プラットフォーム5a、5bと下流側の動翼4の内側、外側プラットフォーム4a、4bは、図2の(a)中の破線で示す同一直線上に設けられる(ラインオンライン)。従って、前記オーバーハング部7及びR部8も前記直線の外側に位置される。
【0021】
このようにして本実施例では、前記オーバーハング部7とR部8とで翼間のギャップGを可及的に減少させると共に蒸気の主流を上流側から下流側へ積極的に導くようにしたので、ギャップGでの渦の発生を抑制して渦と主流との干渉を低減できる。
【0022】
これにより、ミキシング損失(流体損失)の増加を回避して翼性能の向上が図れ、タービン全体の性能が向上される。
【0023】
また、前記R部8は1円弧突起で形成すると共に、前記R部8の曲率半径Rの円弧(軌跡)とその後流側の動翼付け根の前縁R部の曲率半径R2の円弧(軌跡)とは翼長方向に交わらないようにしたので、比較的単純な翼形状で済み、旋盤による加工コストが小さくて済む。
【0024】
また、前記R部8の曲率半径Rと前記ギャップGの隙間Lとの間に、R/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つように、またオーバーハング部7の裏面側R部の曲率半径R1も前記ギャップGの隙間Lとの間に、R1/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つように設定したので、ギャップGでの渦の発生を抑制しつつロータ2等の軸方向の熱膨張も効果的に吸収できる。
【0025】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。また、本発明は蒸気タービンに限らずガスタービン等の軸流タービンにも適用できる。
【0026】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の請求項1に係る発明は、静翼と動翼とが交互にギャップを有して多段的に配置されてなる軸流タービンの段落構造において、前記静翼の内側及び外側プラットフォームの下流側端面のギャップ入口部に流体流れ方向に沿ってオーバーハング部を設けると共に、このオーバーハング部に対向する前記動翼の内側及び外側プラットフォームの上流側端面のギャップ入口部にR部を設け、かつ前記静翼の内側及び外側プラットフォームの裏面側に前記動翼の内側及び外側プラットフォームに設けた前記R部に沿うようなR部を設けたので、単純な翼形状により翼列間のギャップ内での渦の発生を効果的に抑制して翼性能の向上が図れる。
【0027】
本発明の請求項2に係る発明は、前記R部は、1円弧突起であるので、比較的単純な翼形状で済み、旋盤による加工コストが小さくて済む。
【0028】
本発明の請求項3に係る発明は、前記R部の曲率半径Rと前記ギャップの隙間Lとの間に、R/L=0.1〜0.5の関係式が成り立つので、ギャップでの渦の発生を抑制しつつロータ等の軸方向の熱膨張も効果的に吸収できる。
【0029】
本発明の請求項4に係る発明は、前記R部の円弧とその後流側の動翼付け根の前縁R部の円弧とは翼長方向に交わらないので、比較的単純な翼形状で済み、旋盤による加工コストが小さくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す蒸気タービンの要部断面図である。
【図2】同じくハブ側とチップ側の構造説明図である。
【図3】蒸気タービンの概略構成縦断面図である。
【図4】従来の蒸気タービンの要部断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング
2 ロータ
3 タービン軸
4 動翼
4a 内側プラットフォーム
4b 外側プラットフォーム
5 静翼
5a 内側プラットフォーム
5b 外側プラットフォーム
6 拡大流通路
7 オーバーハング部
8 R部
G ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a paragraph structure of an axial flow turbine such as a steam turbine.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
As a stage structure of an axial flow turbine such as a steam turbine, for example, as shown in FIG. 4, a
[0003]
However, in such a stage structure of an axial turbine, since there is a gap (cavity) G between the cascades, the vortex generated in the gap G interferes with the main flow to increase mixing loss, There was a problem that the inlet condition of the wake (the moving blade 101) was affected and the blade performance was deteriorated.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described situation, and the axial structure of an axial flow turbine capable of effectively suppressing the generation of vortices in a gap between blade rows and improving blade performance by a simple blade shape. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the axial structure of the axial turbine according to the present invention is the axial structure of the axial turbine in which the stationary blades and the moving blades are arranged in multiple stages with gaps alternately. An overhang portion is provided along a fluid flow direction at a gap inlet portion of the downstream end surface of the inner and outer platforms of the stationary blade, and a gap between the upstream end surfaces of the inner and outer platforms of the moving blade facing the overhang portion. An R portion is provided at an inlet portion, and an R portion is provided along the R portion provided on the inner and outer platforms of the moving blade on the inner surface of the stationary blade and on the back side of the outer platform. .
[0006]
In addition, the R portion is a single arc projection.
[0007]
Further, a relational expression of R / L = 0.1 to 0.5 is established between the radius of curvature R of the R portion and the gap L of the gap.
[0008]
Further, the arc of the R portion and the arc of the leading edge R portion of the downstream blade root of the rotor blade do not intersect in the blade length direction.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the paragraph structure of an axial turbine concerning the present invention is explained in detail using an example using a drawing.
[0010]
[Example]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a steam turbine showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a structural explanatory view of the hub side and the tip side, and FIG. 3 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the steam turbine.
[0011]
As shown in FIG. 3, the steam turbine as an axial flow turbine is formed by a
[0012]
A
[0013]
The
[0014]
Therefore, the steam supplied to the inside of the
[0015]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, an
[0016]
In the illustrated example, the
[0017]
As shown in FIG. 2, a relational expression of R / L = 0.1 to 0.5 is established between the radius of curvature R of the
[0018]
In the illustrated example, the relational expression R1 / L = 0.1 to 0.5 is established between the curvature radius R1 of the back surface side R portion of the
[0019]
The arc (trajectory) of the radius of curvature R of the
[0020]
Further, the inside of the upstream
[0021]
In this way, in the present embodiment, the gap H between the blades is reduced as much as possible by the
[0022]
Thereby, an increase in mixing loss (fluid loss) can be avoided and blade performance can be improved, and the performance of the entire turbine is improved.
[0023]
In addition, the
[0024]
Further, a relational expression of R / L = 0.1 to 0.5 is established between the radius of curvature R of the
[0025]
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Further, the present invention is not limited to the steam turbine but can be applied to an axial flow turbine such as a gas turbine.
[0026]
【The invention's effect】
As described above in detail, the invention according to
[0027]
In the invention according to
[0028]
In the invention according to
[0029]
In the invention according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a steam turbine showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a structural explanatory view of the hub side and the chip side in the same manner.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a schematic configuration of a steam turbine.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a conventional steam turbine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記静翼の内側及び外側プラットフォームの下流側端面のギャップ入口部に流体流れ方向に沿ってオーバーハング部を設けると共に、
このオーバーハング部に対向する前記動翼の内側及び外側プラットフォームの上流側端面のギャップ入口部にR部を設け、
かつ前記静翼の内側及び外側プラットフォームの裏面側に前記動翼の内側及び外側プラットフォームに設けた前記R部に沿うようなR部を設けたことを特徴とする軸流タービンの段落構造。In the stage structure of the axial flow turbine in which the stationary blades and the moving blades are arranged in multiple stages with gaps alternately,
Providing an overhang along the fluid flow direction at the gap inlet of the downstream end face of the inner and outer platforms of the stationary blade,
An R portion is provided at the gap inlet portion of the upstream end surface of the inner and outer platforms of the rotor blade facing the overhang portion,
And the stage structure of the axial-flow turbine characterized by providing the R part which followed the said R part provided in the inner side of the said moving blade, and the outer platform on the inner surface of the said stationary blade, and the back surface side of the outer platform .
Priority Applications (1)
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