JP6541249B2 - 静翼、回転機械 - Google Patents
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Description
そこで、特許文献1には、静翼の内部に空洞を形成し、静翼の空洞と外部とを連通させるスリットを通して、静翼の表面に付着した水滴を空洞に取り込んで除去する構成が開示されている。
この発明に係る静翼は、内部に中空部を有するとともに、外部と前記中空部とを連通するスリットを有する翼本体と、繊維からなり、前記翼本体内の前記中空部の少なくとも一部の領域に圧縮状態で充填された充填部材と、を備え、前記翼本体内で前記中空部を複数に仕切る仕切部材を有し、前記仕切部材は、前記翼本体の基端部から先端部に向かう翼高さ方向において前記中空部を複数に仕切る板状の第一仕切部材を有し、前記第一仕切部材には、複数の貫通孔が形成され、前記充填部材は、前記中空部内において前記第一仕切部材で仕切られた領域に充填されている。
以下、図面を参照して、本発明による静翼、回転機械を実施するための形態を説明する。
図1は、この発明の本実施形態に係るタービンの全体構成を示す模式図である。図2は、静翼を備えた静翼環の一部を示す斜視図である。
図1に示すように、蒸気タービン(回転機械)10は、蒸気Sのエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であって、発電所における発電機等に用いられるものである。
動翼環20は、ロータ12の周囲に、複数の動翼21が放射状に取り付けられることで構成されている。これらの動翼21は、ロータ12の周方向に沿って等間隔に設置されている。
図3に示すように、静翼33Aは、翼本体36と、繊維からなる充填部材40と、を備えている。
翼本体36は、腹側部材34と、背側部材35と、を有している。
背側部材35は、その表面が静翼33Aの背面33bを形成するよう、凸状に湾曲形成されている。
腹側部材34と背側部材35は、それぞれ金属製の板状部材を、所定の形状に湾曲させたものである。
中空部37に流入した水は、翼高さ方向に沿って静翼環30の回転中心側に向けて流れ、静翼33Aの内周側の内側シュラウド31に形成された開口(図示無し)から排出可能となっている。
このようにして、静翼33の自励振動を有効に抑制するとともに、腹側スリット41、背側スリット42の位置の自由度を高め、水滴除去を効率良く行うことができる。
次に、本発明にかかる静翼、回転機械の第2の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第2の実施形態においては、上記第1の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、第2の実施形態の実施形態における蒸気タービン10の静翼環30を構成する静翼33Bは、翼本体36と、充填部材40と、を備えている。
翼本体36は、腹側部材34と、背側部材35と、仕切部材50と、を有している。
背側部材35は、その表面が静翼33Bの背面33bを形成するよう、凸状に湾曲形成されている。背側部材35には、背側スリット42(図3参照)が形成されている。
次に、本発明にかかる静翼、回転機械の第3の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第3の実施形態においては、上記第1、第2の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
翼本体36は、腹側部材34と、背側部材35と、第二仕切部材60と、を有している。
背側部材35は、その表面が静翼33Cの背面33bを形成するよう、凸状に湾曲形成されている。背側部材35には、背側スリット42が形成されている。
そして、中空部37内に充填部材40を充填するのみで、翼内周面33mへの溶接等は不要である。したがって、腹側スリット41、背側スリット42を形成する位置の自由度が高まる。
このようにして、静翼33の自励振動を有効に抑制するとともに、腹側スリット41、背側スリット42の位置の自由度を高め、水滴除去を効率良く行うことができる。
次に、本発明にかかる静翼、回転機械の第4の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第4の実施形態においては、上記第1〜第3の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図7に示すように、蒸気タービン10の静翼環30(図1参照)を構成する静翼33Dは、翼本体36と、充填部材40と、を備えている。
翼本体36は、第3の実施形態と同様の形状をなしており、腹側部材34と、背側部材35と、第二仕切部材60と、を有している。
なお、本発明の静翼、回転機械は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、静翼33A〜33Dの断面形状は、図示したものに限らず、適宜他の形状とすることができる。また、腹側スリット41,背側スリット42の位置、形状、設置数等についても、何ら限定されるものではない。
さらに、上記実施形態では、蒸気タービン10の静翼33A〜33Dを例に挙げたが、同様の構成は、他の回転機械等にも適宜適用することが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。例えば、第2の実施形態の第一仕切部材55A、55Bと、第3及び第4の実施形態の第二仕切部材60とを互いに備えた構造を適用してもよい。
また、充填部材40は、本実施形態のようにステンレスウールのような金属繊維であることに限定されるものではなく、繊維からなる構成であればよい。例えば、充填部材40は、炭素繊維であってもよく、炭素繊維と金属繊維を混合した材料であってもよい。
11 車室
11s 軸端部
12 ロータ
13 軸受部
14 ジャーナル軸受
15 スラスト軸受
20 動翼環
21 動翼
30 静翼環
31 内側シュラウド
32 外側シュラウド
33A〜33D 静翼
33a 腹面
33b 背面
33f 前縁部
33m 翼内周面
33r 後縁部
34 腹側部材
34a 裏面
34b 表面
35 背側部材
35a 裏面
35b 表面
36 翼本体
37 中空部
37f 前方中空部
37r 後方中空部
40 充填部材
41 腹側スリット(スリット)
42 背側スリット(スリット)
50 仕切部材
50A、50B 第一仕切部材
60 第二仕切部材
O 軸線
S 蒸気
Claims (5)
- 内部に中空部を有するとともに、外部と前記中空部とを連通するスリットを有する翼本体と、
繊維からなり、前記翼本体内の前記中空部の少なくとも一部の領域に圧縮状態で充填された充填部材と、を備え、
前記翼本体内で前記中空部を複数に仕切る仕切部材を有し、
前記仕切部材は、前記翼本体の基端部から先端部に向かう翼高さ方向において前記中空部を複数に仕切る板状の第一仕切部材を有し、
前記第一仕切部材には、複数の貫通孔が形成され、
前記充填部材は、前記中空部内において前記第一仕切部材で仕切られた領域に充填されている静翼。 - 前記仕切部材は、前記翼本体の前縁部から後縁部に向かう翼コード方向において前記中空部を複数に仕切る第二仕切部材を有する請求項1に記載の静翼。
- 前記スリットは、前記翼本体の背面及び腹面のそれぞれに形成され、
前記背面側の前記スリットは、前記第二仕切部材に対して前記翼コード方向の一方の側に形成され、
前記腹面側の前記スリットは、前記第二仕切部材に対して前記翼コード方向の他方の側に形成されている請求項2に記載の静翼。 - 前記充填部材は、前記中空部内において、前記第二仕切部材に対して前記翼本体の後縁側の領域に充填されている請求項2または3に記載の静翼。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の静翼を備えた回転機械。
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