JP6524258B2 - タービンロータ翼の断面形状を決定するための方法 - Google Patents
タービンロータ翼の断面形状を決定するための方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6524258B2 JP6524258B2 JP2017556642A JP2017556642A JP6524258B2 JP 6524258 B2 JP6524258 B2 JP 6524258B2 JP 2017556642 A JP2017556642 A JP 2017556642A JP 2017556642 A JP2017556642 A JP 2017556642A JP 6524258 B2 JP6524258 B2 JP 6524258B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camber line
- length
- line
- average camber
- turbine rotor
- 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
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F01D5/16—Form or construction for counteracting blade vibration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
- F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
- F04D29/324—Blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/20—Rotors
- F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05D2240/301—Cross-sectional characteristics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
- F05D2250/70—Shape
Description
2 y軸
3 平均キャンバー線
4 翼前縁
5 翼後縁
7 前縁接線
8 後縁接線
11 第1の4次式
12 第2の4次式
13 翼弦線
30 端点
Claims (14)
- 軸流式流体機械のためのタービンロータ翼(14,15)の断面形状を決定するための方法であって、
前記タービンロータ翼(14,15)の所定の断面部分についての平均キャンバー線(3)を有している翼断面の幾何学的モデルを準備するステップと、
前記タービンロータ翼(14,15)の周りを流れる流れについての境界条件を決定するステップと、
前記境界条件によって確立された前記流れが、翼後縁(5)から翼前縁(4)に向かって延在し、且つ翼弦線の長さSの65%の長さを有している翼部分において、前記タービンロータ翼(14,15)の正圧側と負圧側との間に等エントロピーマッハ数(22〜25)の最大差を発生させるように、前記平均キャンバー線(3)を変化させるステップと、
を備えている前記方法において、
前記平均キャンバー線(3)が、前記翼前縁(4)から端点(30)に至る前記平均キャンバー線(3)を表わす第1の4次式(11)と、前記端点(30)から前記翼後縁(5)に至る前記平均キャンバー線(3)を表わす第2の4次式(12)とによって形成されており、
前記端点(30)が、前記翼弦線(13)から最も離れている前記平均キャンバー線(3)の点とされることを特徴とする方法。 - 前記第1の4次式(11)が、前記平均キャンバー線(3)の前縁接線(7)と前記翼弦線(13)とが成す角度とされる前縁平均キャンバー線角度(LESA)、前記翼前縁(4)と前記平均キャンバー線(3)から最も離れている前記翼弦線(13)の点との間の長さxS1、及び、前記端点(30)と前記翼弦線(13)との間の距離とされる長さS1によって形成されており、
前記第2の4次式(12)が、前記平均キャンバー線(3)の後縁接線(8)と前記翼弦線(13)とが成す角度とされる後縁平均キャンバー線角度(TESA)、前記翼後縁(5)と前記平均キャンバー線(3)から最も離れている前記翼弦線(13)の点との間の長さS−xS1、及び、Sを前記翼弦線(13)の長さとした場合に、前記平均キャンバー線(3)と前記翼後縁(5)からxS1+0.5×(S−xS1)の距離で離隔している前記翼弦線(13)の点との間の距離とされる長さS2によって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - S1が長さSの10.3%〜11.3%とされ、xS1が長さSの35.1%〜38.4%とされ、S2が長さS1の64.8%〜67.9%とされ、前記後縁平均キャンバー線角度が15.192°〜19.020°とされ、且つ、前記前縁平均キャンバー線角度が37.663°〜39.256°とされるように、前記平均キャンバー線(3)が変化することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記タービンロータ翼(14,15)が、遷音速部分を有しており、
S1が長さSの7.6874%〜7.9%とされ、xS1が長さSの35.4311%〜36.2%とされ、S2が長さS1の63%〜65%とされ、前記後縁平均キャンバー線角度が11.0°〜12.3°とされ、且つ、前記前縁平均キャンバー線角度が29.0°〜31.0°とされるように、前記遷音速部分における前記平均キャンバー線(3)が変化することを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記タービンロータ翼(14,15)が、自立していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記幾何学的モデルが、前記平均キャンバー線(3)に沿って変化する厚さを有しており、
前記厚さが、前記平均キャンバー線(3)の変化の際に一定を保つことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記流れの境界条件が、前記軸流式流体機械の通常運転条件から得られることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 等エントロピーマッハ数が、実験及び/又は計算により決定されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記タービンロータ翼(14,15)の様々な断面部分について繰り返されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記断面部分が、前記軸流式流体機械の軸線と一致している軸線を有している円筒状の表面若しくは錐状の表面に、又は軸流式流体機械の接平面に配置されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記軸流式流体機械が、ガスタービン又は蒸気タービンとされることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、前記タービンロータ翼の径方向外側の半体に配置されている断面部分について実施されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 軸流式流体機械のためのタービンロータ翼であって、前記タービンロータ翼(14,15)の所定の断面部分についての平均キャンバー線(3)を有している翼断面を具備する、前記タービンロータ翼であって、
前記タービンロータ翼(14,15)の周りを流れる流れについての境界条件に基づいて、確立された流れが、翼後縁(5)から翼前縁(4)に向かって延在し、且つ翼弦線の長さSの65%の長さを有している翼部分において、前記タービンロータ翼(14,15)の正圧側と負圧側との間に等エントロピーマッハ数変動(22〜25)の最大差を発生させるように、前記平均キャンバー線(3)がなっているタービンロータ翼において、
前記平均キャンバー線(3)が、前記翼前縁(4)から端点(30)に至る前記平均キャンバー線(3)を表わす第1の4次式(11)と、前記端点(30)から前記翼後縁(5)に至る前記平均キャンバー線(3)を表わす第2の4次式(12)とによって形成されており、
前記端点(30)が、前記翼弦線(13)から最も離れている前記平均キャンバー線(3)の点とされ、
前記第1の4次式(11)が、前記平均キャンバー線(3)の前縁接線(7)と前記翼弦線(13)とが成す角度とされる前縁平均キャンバー線角度(LESA)、前記翼前縁(4)と前記平均キャンバー線(3)から最も離れている前記翼弦線(13)の点との間の長さxS1、及び、前記端点(30)と前記翼弦線(13)との間の距離とされる長さS1によって形成されており、
前記第2の4次式(12)が、前記平均キャンバー線(3)の後縁接線(8)と前記翼弦線(13)とが成す角度とされる後縁平均キャンバー線角度(TESA)、前記翼後縁(5)と前記平均キャンバー線(3)から最も離れている前記翼弦線(13)の点との間の長さS−xS1、及び、Sを前記翼弦線(13)の長さとした場合に、前記平均キャンバー線(3)と前記翼後縁(5)からxS1+0.5×(S−xS1)の距離で離隔している前記翼弦線(13)の点との間の距離とされる長さS2によって形成されており、
S1が長さSの10.3%〜11.3%とされ、xS1が長さSの35.1%〜38.4%とされ、S2が長さS1の64.8%〜67.9%とされ、前記後縁平均キャンバー線角度が15.192°〜19.020°とされ、且つ、前記前縁平均キャンバー線角度が37.663°〜39.256°とされるように、前記平均キャンバー線(3)が変化するか、又は
前記タービンロータ翼(14,15)が、遷音速部分を有しており、S1が長さSの7.6874%〜7.9%とされ、xS1が長さSの35.4311%〜36.2%とされ、S2が長さS1の63%〜65%とされ、前記後縁平均キャンバー線角度が11.0°〜12.3°とされ、且つ、前記前縁平均キャンバー線角度が29.0°〜31.0°とされるように、前記遷音速部分における前記平均キャンバー線(3)が変化することを特徴とするタービンロータ翼。 - 請求項13に記載のタービンロータ翼を具備する軸流式流体機械において、
前記タービンロータ翼(14,15)が、自立しており、
前記軸流式流体機械が、特にガスタービン又は蒸気タービンとされることを特徴とする軸流式流体機械。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP15165330.0A EP3088663A1 (de) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Verfahren zum profilieren einer schaufel |
EP15165330.0 | 2015-04-28 | ||
PCT/EP2016/058559 WO2016173875A1 (de) | 2015-04-28 | 2016-04-18 | Verfahren zum profilieren einer turbinenlaufschaufel und entsprechende turbinenschaufel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018519452A JP2018519452A (ja) | 2018-07-19 |
JP6524258B2 true JP6524258B2 (ja) | 2019-06-05 |
Family
ID=53039740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017556642A Active JP6524258B2 (ja) | 2015-04-28 | 2016-04-18 | タービンロータ翼の断面形状を決定するための方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10563511B2 (ja) |
EP (2) | EP3088663A1 (ja) |
JP (1) | JP6524258B2 (ja) |
CN (1) | CN107592896B (ja) |
WO (1) | WO2016173875A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3081751B1 (en) | 2015-04-14 | 2020-10-21 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Cooled airfoil and method for manufacturing said airfoil |
EP3205885A1 (de) * | 2016-02-10 | 2017-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Verdichterlaufschaufel und verfahren zum profilieren der verdichterlaufschaufel |
EP3239460A1 (de) * | 2016-04-27 | 2017-11-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum profilieren von schaufeln einer axialströmungsmaschine |
US10563512B2 (en) | 2017-10-25 | 2020-02-18 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine airfoil |
GB201719539D0 (en) * | 2017-11-24 | 2018-01-10 | Rolls Royce Plc | Gas Turbine Engine |
FR3089553B1 (fr) | 2018-12-11 | 2021-01-22 | Safran Aircraft Engines | Aube de turbomachine a loi de fleche a forte marge au flottement |
CN110990994B (zh) * | 2019-10-23 | 2023-10-31 | 东北大学 | 一种基于Matlab和UG的涡轮叶片参数化造型方法 |
US20210381385A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | Honeywell International Inc. | Characteristic distribution for rotor blade of booster rotor |
DE102021123281A1 (de) | 2021-09-08 | 2023-03-09 | MTU Aero Engines AG | Schaufelblatt für einen Verdichter einer Strömungsmaschine |
JP2023114509A (ja) * | 2022-02-07 | 2023-08-18 | 本田技研工業株式会社 | ターボ機器及びターボ機器の設計方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4919593A (en) | 1988-08-30 | 1990-04-24 | Westinghouse Electric Corp. | Retrofitted rotor blades for steam turbines and method of making the same |
US5203676A (en) | 1992-03-05 | 1993-04-20 | Westinghouse Electric Corp. | Ruggedized tapered twisted integral shroud blade |
US6129528A (en) * | 1998-07-20 | 2000-10-10 | Nmb Usa Inc. | Axial flow fan having a compact circuit board and impeller blade arrangement |
DE102005025213B4 (de) * | 2005-06-01 | 2014-05-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Schaufel einer Axialströmungsmaschine |
DE102006026968A1 (de) * | 2006-06-09 | 2008-01-24 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strömungsarbeitsmaschine mit Rotoren hoher spezifischer Energieabgabe |
GB0821429D0 (en) * | 2008-11-24 | 2008-12-31 | Rolls Royce Plc | A method for optimising the shape of an aerofoil |
JP4923073B2 (ja) | 2009-02-25 | 2012-04-25 | 株式会社日立製作所 | 遷音速翼 |
EP2299124A1 (de) * | 2009-09-04 | 2011-03-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verdichterlaufschaufel für einen Axialverdichter |
GB201003084D0 (en) * | 2010-02-24 | 2010-04-14 | Rolls Royce Plc | An aerofoil |
WO2012019650A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Nuovo Pignone S.P.A. | Radial diffuser vane for centrifugal compressors |
US9309769B2 (en) * | 2010-12-28 | 2016-04-12 | Rolls-Royce Corporation | Gas turbine engine airfoil shaped component |
GB201103222D0 (en) * | 2011-02-24 | 2011-04-13 | Imp Innovations Ltd | A turbine wheel,a turbine and a use thereof |
FR2991373B1 (fr) * | 2012-05-31 | 2014-06-20 | Snecma | Aube de soufflante pour turboreacteur d'avion a profil cambre en sections de pied |
GB201309280D0 (en) * | 2013-05-23 | 2013-07-10 | Rolls Royce Plc | Aerofoil Recambering |
US10443390B2 (en) * | 2014-08-27 | 2019-10-15 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Rotary airfoil |
-
2015
- 2015-04-28 EP EP15165330.0A patent/EP3088663A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-04-18 JP JP2017556642A patent/JP6524258B2/ja active Active
- 2016-04-18 EP EP16716884.8A patent/EP3274558B1/de active Active
- 2016-04-18 WO PCT/EP2016/058559 patent/WO2016173875A1/de active Application Filing
- 2016-04-18 CN CN201680025002.3A patent/CN107592896B/zh active Active
- 2016-04-18 US US15/567,141 patent/US10563511B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3088663A1 (de) | 2016-11-02 |
CN107592896B (zh) | 2019-11-29 |
US10563511B2 (en) | 2020-02-18 |
WO2016173875A1 (de) | 2016-11-03 |
EP3274558A1 (de) | 2018-01-31 |
EP3274558B1 (de) | 2021-03-17 |
US20180100399A1 (en) | 2018-04-12 |
JP2018519452A (ja) | 2018-07-19 |
CN107592896A (zh) | 2018-01-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6524258B2 (ja) | タービンロータ翼の断面形状を決定するための方法 | |
US10865807B2 (en) | Mistuned fan | |
US9046111B2 (en) | Compressor aerofoil | |
EP3029270B1 (en) | Engine airfoils and methods for reducing airfoil flutter | |
JP5988994B2 (ja) | 積み重ね規則を改善したタービンエンジンブレード | |
JP5629177B2 (ja) | タービン翼形部 | |
JP5530453B2 (ja) | 翼の形状および対応する翼を最適化する方法 | |
JP2015183691A (ja) | ガスタービンブレード | |
US9963974B2 (en) | Reduction of equally spaced turbine nozzle vane excitation | |
JP5549825B2 (ja) | タービン翼 | |
CN104246137B (zh) | 用于轴流式流体机械的导向叶片环和用于设计导向叶片环的方法 | |
CN105019949B (zh) | 涡轮机器翼型件定位 | |
US9453416B2 (en) | Aerofoils | |
CN107810309B (zh) | 涡轮机械的转子叶片 | |
Ramakrishna et al. | On loading corrections and loss distributions in low-speed forward swept axial compressor rotors | |
US9784286B2 (en) | Flutter-resistant turbomachinery blades | |
Waite et al. | The impact of blade loading and unsteady pressure bifurcations on low-pressure turbine flutter boundaries | |
CN108005729A (zh) | 涡轮叶片 | |
JP2019515178A (ja) | 軸流ターボ機械のブレードを輪郭付けするための方法 | |
JP6715941B2 (ja) | 圧縮機動翼、圧縮機、および圧縮機動翼を輪郭形成するための方法 | |
US20140161606A1 (en) | Vane profile for axial-flow compressor | |
JP2010203259A (ja) | 翼構造及び軸流ターボ機械 | |
JP6586242B2 (ja) | タービンブレードのベース本体を製造するための方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181022 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190118 |
|
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: 20190401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190426 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6524258 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |