JP5705608B2 - Rotating machine blade design method - Google Patents
Rotating machine blade design method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5705608B2 JP5705608B2 JP2011064656A JP2011064656A JP5705608B2 JP 5705608 B2 JP5705608 B2 JP 5705608B2 JP 2011064656 A JP2011064656 A JP 2011064656A JP 2011064656 A JP2011064656 A JP 2011064656A JP 5705608 B2 JP5705608 B2 JP 5705608B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- turbine
- thickness portion
- wing
- wing body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
本発明は、回転機械の翼体の設計方法に関する。 The present invention relates to a method of designing a blade body of the rotating machine.
ガスタービンは、圧縮機において空気を圧縮して圧縮空気を生成し、燃焼器において該圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成する。そして、当該燃焼ガスを翼体である静翼及び動翼が交互に配設されたタービン流路内に噴射させて、動翼及びロータを回転させることにより、燃焼ガスのエネルギーを回転エネルギーとして出力するとともに、圧縮機に動力を与えている。 A gas turbine compresses air in a compressor to generate compressed air, and a combustor generates the combustion gas by mixing the compressed air and fuel for combustion. Then, the combustion gas is injected into the turbine flow path in which the stationary blades and rotor blades, which are blade bodies, are alternately arranged, and the rotor blades and the rotor are rotated to output the combustion gas energy as rotational energy. And powering the compressor.
ここで、上記静翼や動翼などの翼体は、凸面状の背面と凹面状の腹面とを有して断面翼形状を呈する翼本体と、翼本体の端部に設けられた翼端壁とを備えている。そして、タービン流路内を流通する燃焼ガスは、これら翼体の翼本体前縁において、分割されて背面側と腹面側とに流入する。この際、翼本体前縁から、背面及び腹面のそれぞれに沿って馬蹄形の渦が形成される場合がある。このような馬蹄形の渦は、腹面から背面への境界層の流れとともに、背面に巻き上がり、2次流れ損失と呼ばれる全圧の損失を引き起こしてタービン効率を低下させてしまう。 Here, the blade body such as the stationary blade and the moving blade includes a blade body having a convex back surface and a concave belly surface and having a sectional blade shape, and a blade end wall provided at an end of the blade body. And. And the combustion gas which distribute | circulates the inside of a turbine flow path is divided | segmented in the blade body front edge of these blade bodies, and flows into the back surface side and the abdominal surface side. At this time, a horseshoe-shaped vortex may be formed along the back surface and the abdominal surface from the leading edge of the wing body. Such a horseshoe-shaped vortex rolls up along with the boundary layer flow from the abdominal surface to the back surface, causing a loss of total pressure called a secondary flow loss and reducing turbine efficiency.
このような2次流れ損失に起因するタービン効率の低下を防止するために、翼端壁における翼本体の腹面側に、以下のような斜面を形成した翼体が提案されている。具体的には、この翼端壁の斜面は、翼本体の腹面側において、軸方向に前縁及び後縁付近で終端し翼端壁の基準外表面に滑らかに連続し、また、その頂部が、平面で円周方向に比較的大きな幅を有して翼腹面の軸方向中央付近で該翼腹面に接続される(例えば、特許文献1参照)。 In order to prevent a decrease in turbine efficiency due to such secondary flow loss, a blade body having the following inclined surface formed on the abdominal surface side of the blade body in the blade tip wall has been proposed. Specifically, the slope of the blade end wall terminates in the axial direction near the leading and trailing edges on the ventral side of the blade body and smoothly continues to the reference outer surface of the blade end wall. The flat surface has a relatively large width in the circumferential direction and is connected to the blade belly surface near the center in the axial direction of the blade belly surface (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の翼体では、効果的に圧力損失を低減することができず、より効果的に圧力損失を低減してタービン効率を向上させる技術が望まれている。また、特許文献1の翼体では、翼端壁が斜面を有して隆起するような形状となることで、翼としての性能を発揮する翼本体部分の高さが減少することとなり、結果としてタービン効率が低下してしまう場合があるという問題があった。 However, the blade body of Patent Document 1 cannot effectively reduce the pressure loss, and a technique for improving the turbine efficiency by reducing the pressure loss more effectively is desired. Further, in the wing body of Patent Document 1, the height of the wing body portion that exhibits the performance as the wing is reduced by forming the wing tip wall to have a slope and rise, and as a result, There was a problem that the turbine efficiency might decrease.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、圧力損失を効果的に抑制することが可能な回転機械の翼体の設計方法を提供するものである。 The present invention was made to solve the above problems, there is provided a method of designing the wing body capable rotating machine can be effectively suppressed pressure loss.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明は、前縁と後縁との間に凸面状の背面と凹面状の腹面とを有する翼本体と、該翼本体の端部が接続された翼端壁とを備える回転機械の翼体の設計方法において、予め設定された条件に基づいて、前縁と後縁との間に凸面状の基準背面と凹面状の基準腹面とを有する基準翼本体、及び該基準翼本体の端部が接続された基準翼端壁を備える基準翼体を決定する基準翼体決定工程と、該基準翼体決定工程で決定された前記基準翼体の前記基準腹面側における前記翼端壁の表面に、翼弦よりも内側の範囲で、前記前縁と前記後縁とに連続するように、かつ、前記翼弦側に凹である滑らかな凹曲線となる基端線を決定する基端線決定工程と、前記基端線決定工程で決定された前記基端線で、前記基準翼端壁の表面に連続するとともに、前記翼弦に沿う方向に直交する断面で滑らかな凹曲面状になるようにして、前記基準翼本体の前記基準腹面に連続する曲面である翼厚部腹面を設定する翼厚部腹面設定工程と、前記腹面を、前記翼厚部腹面設定工程で前記翼厚部腹面が設定された部分については該翼厚部腹面とし、前記翼厚部腹面設定工程で前記翼厚部腹面が設定されない部分については前記基準腹面として、前記翼体を決定し、前記基準腹面に連続して接続される表面を有するものとして前記翼端壁を決定する翼体決定工程とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The present invention relates to a wing body of a rotary machine comprising a wing body having a convex back surface and a concave belly surface between a leading edge and a trailing edge, and a wing end wall to which an end of the wing body is connected. In the design method, a reference wing body having a convex reference back surface and a concave reference abdominal surface between a front edge and a rear edge based on preset conditions, and an end portion of the reference wing body A reference wing body determining step for determining a reference wing body having a connected reference wing end wall, and a surface of the wing end wall on the reference abdominal surface side of the reference wing body determined in the reference wing body determining step, A base end line determining step for determining a base end line that forms a smooth concave curve that is continuous to the leading edge and the trailing edge within a range inside the chord and that is concave on the chord side. And the base line determined in the base line determination step is continuous with the surface of the reference blade end wall and A blade thickness portion abdominal surface setting step for setting a blade thickness portion abdominal surface that is a curved surface continuous with the reference abdominal surface of the reference wing body, so as to form a smooth concave curved surface in a cross section orthogonal to the vertical direction; The portion where the blade thickness portion abdominal surface is set in the blade thickness portion abdominal surface setting step is the blade thickness portion abdominal surface, and the portion where the blade thickness portion abdominal surface is not set in the blade thickness portion abdominal surface setting step is the reference abdominal surface And a wing body determining step for determining the wing tip wall by determining the wing body and having a surface continuously connected to the reference abdominal surface.
この方法によれば、基準翼体決定工程、基端線決定工程、翼厚部腹面設定工程、及び翼体決定工程を実行することにより、翼弦に沿う方向に直交する断面で、基準腹面とされた腹面の部分と、翼端壁の表面とにそれぞれ連続するような滑らかな凹曲面状に形成されるとともに、翼高さ方向に直交する断面で、前記前縁と前記後縁とに連続するような滑らかな凹曲面状に形成される翼厚部腹面を有する翼の厚さが厚くなる部分を備えた翼体を設計することができる。そして、このような翼体においては、上記のとおり、翼性能を効果的に発揮しつつ、クロスフローを抑えて圧力損失の増大を抑制することができる。また、下流側に他の翼体を配置する場合には、当該他の翼体の前縁での馬蹄形の渦の発生を抑制して、当該他の翼体における圧力損失も抑制することができる。 According to this method, by executing the reference wing body determination step, the base line determination step, the blade thickness portion abdominal surface setting step, and the wing body determination step, the cross section perpendicular to the direction along the chord, Are formed in a smooth concave curved surface that is continuous with the abdomen surface portion and the surface of the blade tip wall, and is continuous with the leading edge and the trailing edge in a cross section perpendicular to the blade height direction. Thus, it is possible to design a wing body having a portion where the thickness of the wing having the abdominal surface of the wing thick portion formed in a smooth concave curved surface is increased. In such a wing body, as described above, it is possible to suppress an increase in pressure loss by suppressing cross flow while effectively exhibiting wing performance. Further, when another wing body is arranged on the downstream side, generation of a horseshoe vortex at the leading edge of the other wing body can be suppressed, and pressure loss in the other wing body can also be suppressed. .
本発明の回転機械によれば、圧力損失を効果的に抑制することができる。
また、本発明のガスタービンによれば、タービン効率の向上を図ることができる。
また、本発明の回転機械の翼体の設計方法によれば、圧力損失を効果的に抑制することが可能な翼体を設計することができる。
According to the rotating machine of the present invention, pressure loss can be effectively suppressed.
Further, according to the gas turbine of the present invention, it is possible to improve the turbine efficiency.
Further, according to the method for designing a wing body of a rotary machine of the present invention, a wing body capable of effectively suppressing pressure loss can be designed.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明に係る一実施形態について、図1から図13を参照して説明する。ガスタービン1は、圧縮空気を生成する圧縮機2と、圧縮機2で生成された圧縮空気に燃料を混合して燃焼させて燃焼ガスMを生成する燃焼器3と、燃焼器3で生成された燃焼ガスMを作動流体として回転駆動するタービン4とを備える。圧縮機2及びタービン4には回転軸5が挿通されている。圧縮機2は、回転軸5が挿通された圧縮機ケーシング2aと、回転軸5とともに回転可能な圧縮機動翼2bと、圧縮機ケーシング2aに固定された圧縮機静翼2cとを有する。圧縮機動翼2b及び圧縮機静翼2cは、周方向Rに複数、放射状にそれぞれ設けられている。圧縮機動翼2b及び圧縮機静翼2cは、軸方向Pに交互に設けられており、周方向Rに設けられた複数の翼によってそれぞれ1段を構成し、それぞれ複数段設けられている。そして、吸気された空気は、圧縮機静翼2c間を流通し、下流側の圧縮機動翼2bの回転により圧縮されることを繰り返すことで、圧縮されて圧縮空気が生成される。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. The gas turbine 1 includes a
また、タービン4は、回転軸5が挿通されたタービンケーシング10と、回転軸5ともに回転可能なタービン動翼20と、タービンケーシング10に固定されたタービン静翼30とを有する。タービン動翼20及びタービン静翼30は、周方向Rに複数、放射状にそれぞれ設けられている。また、タービン動翼20及びタービン静翼30は、軸方向Pに交互に設けられており、周方向Rに設けられた複数の翼によってそれぞれ1段を構成し、それぞれ複数段設けられている。そして、燃焼器3から流入した作動流体である燃焼ガスMは、タービン静翼30間を流通し、下流側のタービン動翼20を回転させることを繰り返すことで、タービン動翼20が固定された回転軸5にトルクを与えて回転させる。
The turbine 4 includes a
図2は、タービン動翼20と、軸方向Pにおいてその下流側に位置するタービン静翼30の詳細を示す斜視図である。図2に示すように、タービン動翼20は、前縁21と後縁22との間に凸面状の背面23と凹面状の腹面24とを有する翼本体25と、該翼本体25の内周側となる基端部が接続された翼端壁であるプラットフォーム26と備える。なお、タービン動翼20の翼本体25の先端部の外周側には、隙間を有してタービンケーシング10の一部を構成する分割環10aが配されている。
FIG. 2 is a perspective view showing details of the
また、タービン静翼30は、前縁31と後縁32との間に凸面状の背面33と凹面状の腹面34とを有する翼本体35と、翼本体35の外周側となる基端部が接続された翼端壁である外側シュラウド36と、翼本体25の内周側となる先端部が接続された翼端壁である内側シュラウド37とを備える。タービン動翼20のプラットフォーム26と、タービン静翼30の内側シュラウド37とは、互いに隙間を有して軸方向Pに交互に配されており、燃焼ガスMが流通する燃焼ガス流路4bの内周側の隔壁を構成している。また、分割環10aと、タービン静翼30の外側シュラウド36とは、互いに隙間を有して軸方向Pに交互に配されており、燃焼ガス流路4bの外周側の隔壁を構成している。
Further, the turbine
図2から図4に示すように、タービン動翼20の翼本体25は、本体部251と、該本体部251とプラットフォーム26との間に設けられ、本体部251と比較して、前縁21から後縁22までの全体にわたって腹面24側に翼の厚さが厚くなるように形成された翼厚部252とを有する。ここで、図3に示す翼高さ方向に直交する断面において、前縁21及び後縁22のそれぞれに端部で接し、これら前縁21と後縁22とを結ぶ1点鎖線で示す線分は翼弦28である。また、翼本体25の腹面24及び背面23において、本体部251におけるものを本体部腹面241及び本体部背面231と称し、翼厚部252におけるものを翼厚部腹面242及び翼厚部背面232と称する。本体部腹面241及び本体部背面231、並びに、翼厚部背面232における翼弦28に沿った曲面形状、並びに回転軸5における径方向Rとなる翼高さ方向に沿う曲面形状は、要求されるタービン性能、作動流体の特性等に基づいて、公知の手法により設計される。また、翼厚部腹面242は、上記同様に、要求されるタービン性能、作動流体の特性等に基づいて、公知の手法により設計された曲面形状から、さらに後述する工程を経て翼の厚さが厚くなるような処理がされた形状に設計される。その結果、図3及び図4に示すように、翼厚部腹面242は、翼弦28に沿う方向に直交する断面(図4)で、本体部腹面241と、翼端壁であるプラットフォーム26の表面26aとにそれぞれ連続するような滑らかな凹曲面状に形成されているとともに、翼高さ方向に直交する断面(図3)で、前縁21と後縁22とに連続するような滑らかな凹曲面状に形成されている。ここで、翼厚部腹面242の高さは、終端となる前縁21及び後縁22のそれぞれから腹面24中央付近に向かって次第に高くなり頂点T24が形成される。そして、当該頂点T24の翼高さ方向の位置は、プラットフォーム26の表面26aから、表面26aの位置(翼高さ方向0%位置)における翼弦長L28aの5%以上50%以下に設定することが好ましい。
As shown in FIGS. 2 to 4, the blade
次に、この実施形態の作用について説明する。
図5及び図6に示すように、燃焼ガス流路4b内において、上流から下流に向かって流通する燃焼ガスMは、タービン動翼20の前縁21において分割されて、腹面24側と背面23側へと流れ、それぞれ隣り合うタービン動翼20同士の間を流通する。翼厚部252においては、本体部251と比較して、前縁21から後縁22までの全体にわたって腹面24側に翼の厚さが厚くなるように形成されているため、燃焼ガスMの流通面積が減少し、増速し、静圧が低下することとなる。このため、周方向Rに隣り合うタービン動翼20の互いに対向する腹面24と背面23との間での静圧差が減少することとなり、これにより一方のタービン動翼20の腹面24側から、他方のタービン動翼20の背面23側へと流れるクロスフローM1が緩和されることとなる。また、クロスフローM1が緩和されることにより、該クロスフローM1がタービン動翼20の背面23に衝突して巻き上がることによって生ずる二次流れM2も抑制することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 5 and 6, the combustion gas M flowing from the upstream toward the downstream in the combustion
ここで、上記のとおり、翼厚部252における翼厚部腹面242は、翼弦28に沿う方向に直交する断面で本体部251における腹面24である本体部腹面241と、プラットフォーム26の表面26aとにそれぞれ連続するような滑らかな凹曲面状に形成されているとともに、翼高さ方向(径方向Q)に直交する断面で、前縁21と後縁22とに連続するような滑らかな凹曲面状に形成されている。このため、正圧が作用する腹面24としての機能を保つことができ、翼高さ方向全体にわたって効果的に翼としての性能を発揮することができる。また、上記のとおり、翼厚部252においては燃焼ガスMの静圧が低下することで、本体部251において翼厚部252近傍を流れる燃焼ガスMの一部の流れM3は、後縁22側において相対的に静圧が低い翼厚部252側へと流入し、翼厚部252後縁22側における燃焼ガスMの流量を増大させることができる。このため、当該タービン動翼20の下流側のタービン静翼30には、タービン動翼20の後縁22からタービン静翼30に流れる燃焼ガスMの流量のうち、翼端壁となる内側シュラウド37近傍の流量を増加させることができ、これにより下流側のタービン静翼30の前縁31における馬蹄形の渦M4の形成を抑制することができる。結果として、下流側のタービン静翼30において、馬蹄形の渦M4が形成されることによって生ずる圧力損失も抑制することができる。このため、ガスタービン1においては、タービン4効率の向上を図ることができる。
Here, as described above, the blade thickness portion
ここで、翼厚部252は、プラットフォーム26の表面26aから翼高さ方向に、翼弦長L28aの50%以内の範囲に形成されていることで、より効果的に、翼高さ方向全体にわたって翼としての性能を発揮することができる。また、翼厚部252は、プラットフォーム26の表面26aから翼高さ方向に頂点T24となる位置が、プラットフォーム26の表面26aから翼弦長L28aの5%以上の範囲に形成されていることで、より効果的にクロスフローM1を抑制することができる。また、下流側のタービン静翼30には、当該タービン静翼30の前縁31における馬蹄形の渦M4の形成をより効果的に抑制することができる。
Here, the
次に、このようなタービン静翼30の設計方法について説明する。
本実施形態の設計方法は、基準翼体決定工程と、基端線決定工程と、翼厚部腹面設定工程と、翼体決定工程とを備え、これらを実行することでタービン静翼30を設計する。以下、詳細を示す。
Next, a method for designing such a turbine
The design method of this embodiment includes a reference blade body determination step, a base line determination step, a blade thickness portion abdominal surface setting step, and a blade body determination step, and the turbine
図7に示すように、まず基準翼体決定工程として、予め設定された条件に基づいて、前縁121と後縁122との間に凸面状の基準背面123と凹面状の基準腹面124とを有する基準翼本体125、及び該基準翼本体125の端部が接続された基準翼端壁126を備える基準翼体120を決定する。ここで、予め設定された条件とは、要求されるタービン出力、燃焼ガスMの温度、燃焼ガスMの流量などである。また、基準翼体120の決定は、例えばCFD解析を実施して行われる。
As shown in FIG. 7, first, as a reference wing body determination step, a convex reference back
次に、図8に示すように、基端線決定工程として、基準翼体決定工程で決定された基準翼体120の基準腹面124側における基準翼端壁126の表面126aに、基翼弦128よりも内側の範囲で、前縁121と後縁122とに連続するように、かつ、翼弦128側に凹である滑らかな凹曲線となる基端線129を決定する。ここで、基端線129の位置や曲率などの諸元は、例えば基準翼端壁126の表面126a付近における流れについてCFD解析を実施して決定される。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に示すように、翼厚部腹面設定工程として、基端線決定工程で決定された基端線129で、基準翼端壁126の表面126aに連続するとともに、翼弦128に沿う方向に直交する断面で滑らかな凹曲面状になるようにして、基準翼本体125の基準腹面124に連続する曲面である翼厚部腹面242を設定する。
Next, as shown in FIG. 9, as the blade thick portion abdominal surface setting step, the
そして、図10に示すように、翼体決定工程として、最終的なタービン動翼20を決定する。すなわち、腹面24を、翼厚部腹面設定工程で翼厚部腹面242が設定された部分については該翼厚部腹面242とし、翼厚部腹面設定工程で翼厚部腹面242が設定されない部分については基準腹面124として、タービン動翼20を決定し、基準腹面124に連続して接続される表面を有するものとしてプラットフォーム26を決定する。
以上のようにして、タービン動翼20が設計される。
Then, as shown in FIG. 10, the final
The
次に、翼厚部252を有する2段タービン動翼20を備えたタービン4の実施例と、従来の翼厚部252を有していない2段タービン20´の比較例について、CFD解析を実施した。ここで、実施例及び比較例は、いずれもタービン静翼30(30´)及びタービン動翼20(20´)が4段構成とされている。そして、実施例の2段のタービン動翼20においては、比較例のタービンにおける2段のタービン動翼20´が翼厚部252を有する構成としたものである。なお、翼厚部252の頂点T24は、プラットフォーム26の表面26aから翼高さ方向に、0%の位置における翼弦長L28aの50%の位置とした。
Next, CFD analysis is performed on an example of the turbine 4 including the two-stage
図11は、CFD解析によって求められた流線図であり、2段タービン動翼を示しており、また、(a)が比較例、すなわち翼厚部252を有していない構成であり、(b)が実施例、すなわち翼厚部252を有している構成である。図11に示すように、比較例のタービン動翼20´に比較して、実施例のタービン動翼20では、クロスフローM1の向きが軸方向Pに沿うように改善されている。これは、上記のとおり、実施例のタービン動翼20では、翼厚部252を有していることにより腹面24側と背面23側との静圧差が小さくなったことによる。
FIG. 11 is a streamline diagram obtained by CFD analysis, showing a two-stage turbine blade, and (a) is a comparative example, that is, a configuration having no blade thickness portion 252 ( b) is an example, that is, a configuration having a
また、図12は、CFD解析によって求められた、翼高さ方向位置と、圧力(全圧)損失の大きさとの関係を表すグラフであり、(a)2段タービン動翼、(b)3段タービン静翼での関係をそれぞれ示しており、実線が実施例を、点線が比較例をそれぞれ示している。さらに、図13は、CFD解析によって求められた、翼高さ方向位置と、軸方向流速度との関係を表すグラフであり、(a)2段タービン動翼、(b)3段タービン静翼での関係をそれぞれ示しており、実線が実施例を、点線が比較例をそれぞれ示している。なお、図12及び図13のいずれにおいても、翼高さ方向位置とは、タービン動翼20において基端となる翼端壁であるプラットフォーム26の表面26aを0(%)とし、先端を100(%)として、基端から先端までを、全高に対する百分率で表示したものである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the blade height direction position and the pressure (total pressure) loss obtained by CFD analysis. (A) Two-stage turbine blade, (b) 3 The relationship in a stage turbine stationary blade is shown, respectively, and a solid line shows an example and a dotted line shows a comparative example. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the blade height direction position and the axial flow velocity obtained by CFD analysis. (A) Two-stage turbine blade, (b) Three-stage turbine stationary blade The solid line indicates an example, and the dotted line indicates a comparative example. 12 and 13, the blade height direction position means that the
そして、図12に示すように、翼厚部252を有する2段のタービン動翼20では、翼高さ位置30%以下の範囲において、圧力損失が抑制されていることが明らかである。これは、上記のとおり、クロスフローM1が抑制され、さらにクロスフローM1に起因して巻き上がりによることで発生する二次流れが抑制されることによる。さらに、図12に示すように、翼厚部252を有する2段のタービン動翼の下流側となる3段のタービン静翼においても、翼高さ位置40%以下の範囲において、圧力損失が抑制されていることが明らかである。上記のとおり、上流側の翼厚部252を有する2段のタービン動翼の後縁からの燃焼ガスMの流量がプラットフォームの表面近傍で増大することより、前縁近傍での馬蹄形の渦の発生が抑制されることによるものである。これは、図13に示すように、3段のタービン静翼においては、プラットフォームの表面近傍となる翼高さ方向10%以下の範囲において軸方向流速度が高まっていることからも明らかである。
As shown in FIG. 12, in the two-stage
以上のように、本実施形態のガスタービン1では、翼厚部252を有するタービン動翼20を備えていることで、当該タービン動翼20における圧力損失を抑制し、また、下流側におけるタービン静翼30での圧力損失も抑制することができ、これによりタービン効率の向上を図ることができる。
As described above, the gas turbine 1 according to the present embodiment includes the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
なお、上記実施形態では、タービン動翼20のうち、2段で翼厚部252を有するものとしたが、全段において翼厚部252を有するものとしても良い。また、タービン静翼30においても翼厚部を有するものとしても同様の効果を奏する。この場合、タービン静翼30では、内周側には翼端壁として内側シュラウド37が、外周側では翼端壁として外側シュラウド36がそれぞれ設けられているので、基端、先端いずれにおいても翼厚部を設けるものとしても良い。すなわち、翼体を備えた回転機械において、当該翼体が翼厚部を有することにより、当該翼体での圧力損失を抑制し、効率向上を図ることができる。
In the above embodiment, the
1 ガスタービン(回転機械)
20 タービン動翼(翼体)
21 前縁
22 後縁
23 背面
24 腹面
25 翼本体
26 プラットフォーム(翼端壁)
28 翼弦
30 タービン静翼
120 基準翼体
123 基準背面
124 基準腹面
125 基準翼本体
126 基準翼端壁
128 基端線
241 本体部腹面
242 翼厚部腹面
251 本体部
252 翼厚部
L28 翼弦長
P 軸方向
Q 径方向
R 周方向
T24 頂点
1 Gas turbine (rotary machine)
20 Turbine blade (wing body)
21
28
Claims (1)
予め設定された条件に基づいて、前縁と後縁との間に凸面状の基準背面と凹面状の基準腹面とを有する基準翼本体、及び該基準翼本体の端部が接続された基準翼端壁を備える基準翼体を決定する基準翼体決定工程と、
該基準翼体決定工程で決定された前記基準翼体の前記基準腹面側における前記翼端壁の表面に、翼弦よりも内側範囲で、前記前縁と前記後縁とに連続するように、かつ、前記翼弦側に凹である滑らかな凹曲線となる基端線を決定する基端線決定工程と、
前記基端線決定工程で決定された前記基端線で、前記基準翼端壁の表面に連続するとともに、前記翼弦に沿う方向に直交する断面で滑らかな凹曲面状になるようにして、前記基準翼本体の前記基準腹面に連続する曲面である翼厚部腹面を設定する翼厚部腹面設定工程と、
前記腹面を、前記翼厚部腹面設定工程で前記翼厚部腹面が設定された部分については該翼厚部腹面とし、前記翼厚部腹面設定工程で前記翼厚部腹面が設定されない部分については前記基準腹面として、前記翼体を決定し、前記基準腹面に連続して接続される表面を有するものとして前記翼端壁を決定する翼体決定工程とを備えることを特徴とする回転機械の翼体の設計方法。 In a wing body design method for a rotary machine comprising: a wing body having a convex back surface and a concave abdominal surface between a leading edge and a trailing edge; and a wing end wall to which an end of the wing body is connected. ,
Based on preset conditions, a reference wing body having a convex reference back surface and a concave reference abdominal surface between the leading edge and the trailing edge, and a reference wing to which an end of the reference wing body is connected A reference wing body determining step for determining a reference wing body having an end wall;
On the surface of the wing tip wall on the reference abdominal surface side of the reference wing body determined in the reference wing body determination step so as to be continuous with the leading edge and the trailing edge within the range inside the chord, And, a base line determination step for determining a base line that becomes a smooth concave curve that is concave on the chord side,
The base line determined in the base line determination step is continuous with the surface of the reference blade end wall, and has a smooth concave curved surface in a cross section perpendicular to the direction along the chord, A blade thickness portion abdominal surface setting step for setting a blade thickness portion abdominal surface that is a curved surface continuous with the reference abdominal surface of the reference wing body;
For the portion where the blade thickness portion stomach surface is set in the blade thickness portion stomach surface setting step, the blade thickness portion stomach surface is the blade thickness portion stomach surface, and for the portion where the blade thickness portion stomach surface is not set in the blade thickness portion stomach surface setting step A blade for a rotary machine, comprising: a blade body determining step for determining the blade body as the reference abdominal surface and determining the blade end wall as having a surface continuously connected to the reference abdominal surface. Body design method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011064656A JP5705608B2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Rotating machine blade design method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011064656A JP5705608B2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Rotating machine blade design method |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014194339A Division JP5916826B2 (en) | 2014-09-24 | 2014-09-24 | Rotating machine blade and gas turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012202224A JP2012202224A (en) | 2012-10-22 |
JP5705608B2 true JP5705608B2 (en) | 2015-04-22 |
Family
ID=47183503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011064656A Active JP5705608B2 (en) | 2011-03-23 | 2011-03-23 | Rotating machine blade design method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5705608B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6396093B2 (en) * | 2014-06-26 | 2018-09-26 | 三菱重工業株式会社 | Turbine rotor cascade, turbine stage and axial turbine |
CN114322830B (en) * | 2021-12-29 | 2023-11-17 | 北方工业大学 | On-machine detection device for complex hollow turbine blade and data processing method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5832903A (en) * | 1981-08-20 | 1983-02-26 | Toshiba Corp | Axial flow turbine |
JP3316418B2 (en) * | 1997-06-12 | 2002-08-19 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine cooling blade |
US6969232B2 (en) * | 2002-10-23 | 2005-11-29 | United Technologies Corporation | Flow directing device |
-
2011
- 2011-03-23 JP JP2011064656A patent/JP5705608B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012202224A (en) | 2012-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6047141B2 (en) | High camber stator vane | |
JP4923073B2 (en) | Transonic wing | |
JP6109197B2 (en) | Radial turbine blade | |
JP5766595B2 (en) | Centrifugal turbomachine | |
JP5172320B2 (en) | Gas turbine engine including inclined vanes and method of assembling the same | |
JP2010156335A (en) | Method and device concerning contour of improved turbine blade platform | |
JP2010151126A (en) | Centrifugal compressor and method for designing the same | |
JP2011021491A (en) | Impeller and rotating machine | |
CN111577655B (en) | Blade and axial flow impeller using same | |
JP2008151022A (en) | Cascade of axial flow compressor | |
JP2004068770A (en) | Axial flow compressor | |
JP2011021492A (en) | Impeller and rotary machine | |
JP5398515B2 (en) | Radial turbine blades | |
JP6366207B2 (en) | Turbine and gas turbine | |
JP6066948B2 (en) | Shroud, blades, and rotating machinery | |
JP5201333B2 (en) | Variable nozzle vane shape and variable capacity turbocharger | |
JP2012047085A (en) | Turbine impeller | |
JP5705608B2 (en) | Rotating machine blade design method | |
JP6005256B2 (en) | Impeller and axial flow blower using the same | |
WO2018159681A1 (en) | Turbine and gas turbine | |
JP2009036112A (en) | Blade for rotary machine | |
JP5916826B2 (en) | Rotating machine blade and gas turbine | |
JP2014001712A (en) | Radial turbine rotor, and variable geometry turbocharger including the same | |
JP6169007B2 (en) | Rotor blade and axial flow rotating machine | |
JP2004263602A (en) | Nozzle blade, moving blade, and turbine stage of axial-flow turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140428 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140430 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140624 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20140922 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140924 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140924 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140925 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20140922 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20141114 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150127 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150225 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5705608 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |