JPH0633703A - 蒸気タービンダイヤフラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸気タービンダイヤフラムにおいて、二次流れ
防止用の隔板について、その隔板が原因で生じる二次流
れを軽減する。 【構成】ダイヤフラム内輪１，外輪２及び静翼３からな
る流路において、流れ方向に垂直な断面において、外輪
側先端から半径方向距離の小さくなる側に曲率中心をも
つ曲面を配置し、また流れ方向と半径方向を含む断面に
おいて、外輪側先端から半径方向距離の小さくなる側に
曲率中心をもつ曲面を配置する隔板４をもつ、蒸気ター
ビン用ダイヤフラム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービンにおいて、
ダイヤフラム内輪，外輪と静翼から構成されるダイヤフ
ラムの形状に係り、特に、ダイヤフラム外輪における二
次流れ損失の低減に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次流れ損失の低減のためには、
特開昭57−2403号公報に示されるように、静翼と静翼の
間のダイヤフラム内輪に一定の肉厚をもつ隔板を設ける
ことにより、ダイヤフラム壁面を周方向に流れるプラン
トルの第１種二次流れを防止してきた（図４）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、静翼間のダイヤフラム外輪に設けた隔板は、二次流
れを防ぐ一方で、静翼と同じように、上流側端点におけ
る蒸気の分流の際に馬蹄形二次流れを発生し、またその
側面で二次流れ損失を生じる。

【０００４】本発明の目的は、ダイヤフラム壁面を周方
向に流れる二次流れを妨げながら、自身の原因となる二
次流れを生じない形状の補助翼をもったダイヤフラムを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、二次流れの
発生機構を考察し、隔板形状を図４に示すような従来の
形状とは異った形状とすることにより達成される。すな
わち、二次流れは、蒸気の流れが静翼などの上流側端点
でその両側面に分流される際の、蒸気の流れと静翼上流
側端点の衝突によって渦を生じる馬蹄形二次流れと、静
翼間の流路の曲がりによって生じた遠心力が圧力勾配を
もたらし、ダイヤフラムの内外輪の壁面を周方向に流れ
を生じるプラントルの第一種二次流れの二つの発生機構
をもち、その合体によって成長する。従来例図４におけ
るダイヤフラムの隔板は、肉厚一定の板であり、上流側
端点は蒸気の流れにほぼ垂直な平面となるため、大きな
二次流れを生じやすい。このような馬蹄形二次流れの発
生を防止するには、隔板の上流側端点の形状を変えるこ
とによって達成される。すなわち、隔板の上流側端点
の、流れ方向と半径方向を含む断面の形状に、隔板外輪
側先端から半径方向の小さくなる側に曲率中心をもつ曲
線を配置することによって、流路の半径方向の変化を滑
らかにする。また、従来例図４における隔板は、側面が
ダイヤフラム内輪と垂直をなすので、プラントルの第１
種二次流れが、隔板とダイヤフラム内輪とで構成される
角で渦を発生するが、これを防止するには、隔板の流れ
方向に垂直な断面の形状を、先端から半径方向に小さく
なる側に曲率中心をもつ曲線を配置することにより、二
次流れを隔板を越えて流れるようにすることによって、
二次流れに隔板による抵抗を与えてその流量を減少させ
つつ、隔板での渦の発生を押える。

【０００６】

【作用】ダイヤフラムの隔板の上流側端点において、流
れ方向と半径方向を含む隔板断面形状に、隔板外輪側先
端から半径方向の小さくなる側に曲率中心をもつ曲線を
配置することにより、隔板上流側端点における馬蹄形二
次流れの発生を防ぐ、また、流れ方向に垂直な隔板断面
形状に、隔板外輪側先端から半径方向の小さくなる側に
曲率中心をもつ曲線を配置することにより、プラントル
の第１種二次流れが引き起こすダイヤフラム内輪と隔板
のなす角での渦の発生を軽減する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２，図３
によって説明する。本発明は、ダイヤフラムにおいて、
二次流れ防止用の隔板の形状を、流れ方向と半径方向を
含む断面及び流れ方向に垂直な断面において、隔壁外輪
側先端から半径方向距離が小さくなる側に曲率中心をも
つ複数、あるいは、単一の曲線を配置して構成すること
により、隔壁の上流側端点における馬蹄形二次流れの発
生を押え、隔壁側面での二次流れによる渦の発生，成長
をなくす。その結果、段落の二次流れ損失を低減でき
る。

【０００８】本発明の応用例は、本発明で採用した、隔
板の流れ方向に垂直な断面で、図６のように、両側また
は片側の曲線の終点を、ダイヤフラム内輪から半径方向
距離の大きくなく側に曲率中心をもつ曲線と滑らかに結
ぶ形状もあり、本発明と同様の効果がある。次の応用例
は、図７のように、本発明で採用した、隔板の流れ方向
と半径方向を含む断面において、上流側始点をダイヤフ
ラム内輪から半径方向距離が大きくなる側に曲率中心を
もつ曲線と滑らかに結ぶ形状もあり、本発明と同様の効
果がある。三つ目の応用例は、流れ方向と半径方向を含
む断面において、下流側の隔壁の高さを漸次低くし、下
流側端点でダイヤフラム内輪と滑らかに結ぶ、図８のよ
うな形状で、この場合二次流れの防止の効果は劣るもの
の、隔板下流側でのはく離損失，混合損失をなくす効果
が付加される。四つ目の応用例は、図９に示すように、
隔板の設置位置を二次流れの大きい下流側のみとなるよ
う、静翼よりも下流側に隔板を設置する場合で、この場
合も本発明の形状は同様の効果を生じる。五つ目の応用
例は、図１０に示すように、隔板を複数個設けた場合
で、静翼間の距離が十分ある場合に限られるが、本発明
は隔板によって二次流れの流動抵抗を増し流量を減少さ
せる機構によっているため、効果が増す。六つ目の応用
例は、図１１に示すように、隔板が上流側から下流側に
向って厚みが変化する。静翼と同様の翼型をもつ場合へ
の本発明に応用で、同等の効果を生じる。

【０００９】

【発明の効果】本発明によれば、ダイヤフラム壁面を周
方向に流れる二次流れを妨げながら、自身の原因となる
二次流れを生じない形状の補助翼をもったダイヤフラム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のダイヤフラムの説明図。

【図２】隔板の流れ方向に垂直な断面及び流れ方向と半
径方向を含む断面の形状を示す図１の断面図。

【図３】隔板の流れ方向に垂直な断面及び流れ方向と半
径方向を含む断面の形状を示す図１の断面図。

【図４】従来のダイヤフラムの説明図。

【図５】二次流れ損失の説明図。

【図６】隔板の流れ方向に垂直な断面の断面図。

【図７】流れ方向と半径方向を含む断面図。

【図８】流れ方向と半径方向を含む断面図。

【図９】ダイヤフラムの説明図。

【図１０】ダイヤフラムの説明図。

【図１１】ダイヤフラムの説明図。

【符号の説明】

１…ダイヤフラム内輪、２…ダイヤフラム外輪、３…静
翼、４…隔板、５…隔板の流れ方向に垂直な断面の形状
の曲率中心、６…隔板の流れ方向と半径方向を含む断面
の形状の曲率中心、７…蒸気の流れ方向、８…馬蹄形二
次流れ、９…プラントルの第１種二次流れ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイヤフラム内輪と外輪との間で、周方向
   同一方向に傾斜させて設置された静翼を有するダイヤフ
   ラムにおいて、前記静翼の翼列の間の前記ダイヤフラム
   の内壁に、外輪側先端が半径方向距離が小さくなる側に
   曲率中心をもつ曲面で構成された隔材を配置したことを
   特徴とする蒸気タービンダイヤフラム。
2. 【請求項２】請求項１において、前記隔板の流れ方向に
   垂直な断面の形状が、前記隔板の外輪側先端から半径方
   向距離の小さくなる側に曲率中心をもつ曲線で構成され
   ている蒸気タービンダイヤフラム。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記隔板の流
   れ方向に垂直な断面の形状を構成する、前記隔板の外輪
   側先端から半径方向距離の小さくなる側に曲率中心を持
   つ曲線が、根本側終点では、前記隔板の外輪側先端から
   半径方向距離の大きくなる側に曲率中心をもつ曲線また
   は直線と結んだ蒸気タービンダイヤフラム。
4. 【請求項４】請求項１において、前記隔板の流れ方向と
   半径方向を含む断面の形状が、前記隔板の外輪側先端か
   ら半径方向距離の小さくなる側に曲率中心をもつ曲線で
   構成されている蒸気タービンダイヤフラム。
5. 【請求項５】請求項１または４において、前記隔板の流
   れ方向と半径方向を含む断面の形状と構成する。前記隔
   板の外輪側先端から半径方向距離の小さくなる側に曲率
   中心を持つ曲線が、根本側終点では、前記隔板の外輪側
   先端から半径方向距離の大きくなる側に曲率中心をもつ
   曲線または直線と結んだ蒸気タービンダイヤフラム。