JPH0692723B2 - 軸流流体機械 - Google Patents

軸流流体機械

Info

Publication number
JPH0692723B2
JPH0692723B2 JP2067115A JP6711590A JPH0692723B2 JP H0692723 B2 JPH0692723 B2 JP H0692723B2 JP 2067115 A JP2067115 A JP 2067115A JP 6711590 A JP6711590 A JP 6711590A JP H0692723 B2 JPH0692723 B2 JP H0692723B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vane
blade
trailing edge
stationary blade
flow
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2067115A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03189304A (ja
Inventor
芳雄 鹿野
義昭 山崎
哲男 笹田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2067115A priority Critical patent/JPH0692723B2/ja
Publication of JPH03189304A publication Critical patent/JPH03189304A/ja
Publication of JPH0692723B2 publication Critical patent/JPH0692723B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は静翼と動翼とを有する軸流流体機械に係り、特
に静翼から流出する流体のエネルギーを動翼で有効に利
用するのに好適な静翼の形状を有する軸流流体機械に関
する。
〔従来の技術〕
例えば大容量の発電用タービン等における効率の向上
は、経済面、資源面等から極めて重要な改善課題であ
り、従来から国内外の関係者による改善のための研究開
発努力がなされている。しかしながらタービン段落部に
おける作動流体の3次元流動に関する解明若しくはそれ
に基づく改善は充分に行われていなかった。
第1図(a)、(b)は、一般的に用いられているその
段落を示すもので、フレア角(静翼ダイヤフラム上壁4
が下流側に流路断面積を増大するように拡大する角度)
を有する場合のタービン段落の子午面形状を示すもので
ある。静翼1は、上壁4と下壁3とに固設され、動翼2
への流体の流れ7を制御するものであり、下流側から静
翼の後縁6の形状を見た場合を第1図(b)に示してい
る。従来極く一般的に採用されている静翼後縁6は直線
状をなし、しかも回転軸中心から放射状に配置されてい
る。従ってこの放射状配置のために、第2図に示すよう
に、静翼出口の流体流れをは翼根元近傍においても半径
方向の速度成分を持ち、翼先端に向かうような流れ8と
なる。このため、動翼へ流入する流体の流れも半径方向
速度成分を有する流れとなる。この半径方向の流れは動
翼のなす仕事には何等寄与せず、この半径方向速度成分
の値はそのまま損失となってしまう。またこの影響によ
り動翼根元近傍の流れが逆流するような現象が発生し易
くなりタービン性能の低下となる。この現象は特に静翼
のフレア角が大きい場合に、より顕著に現われる。従来
からこの対策として、第3図に示すように、静翼を動翼
の回転方向(9で示す)側に所定の角度θだけ傾けて取
付け、静翼の部分で、流体の流れを翼根元方向に押しつ
ける力を発生させることが行われていた。この角度θを
周方向翼取付け傾き角と呼ぶが、実機での値は10゜前後
の値であり、第3図に示すように角度θの値は半径方向
位置に対して一定値を保ち、従って翼後縁形状は直線状
となっていた。このものでは、静翼根元の流れは改善さ
れるが、逆に静翼先端の流れは壁から離れる方向になる
ため、静翼流路内の二次流れの増大等の原因となる欠点
がある。これの改善を意図して、実験室レベルではある
が、第4図に示すように、静翼を動翼の回転方向に突出
弯曲させる、すなわち接線方向翼取付け傾き角を静翼根
元では動翼回転方向に、静翼先端では動翼回転方向とは
逆方向につける試みがなされた。そのことはソ連の熱工
学に関する雑誌テエプロ エネルギ チイカ(тe.гл
знepгeтика 1964.5)に搭載されたブリイヤニ
ーエ ザクルルトキイポトーカ ナハラクチユリスチー
キ ソプロビーフ レシエトーク(BЛИЯНИЕ 3
АКРУТКИПОТОКА НА ХАРАТЕРИ
СТИКИСОПЛВЫХ РЕЩЕТОК)なる論文
で紹介されている。上記文献においては第1図(b)、
第3図及び第4図に示すような接続方向翼取付け傾き角
をもった静翼単体について実験を行い、翼流方向の損失
分布10、11、12を算出してその結果を第5図の(a)、
(b)、(c)で表している。上記(a)(b)(c)
は各々、第1図(b)、第3図及び第4図に対応してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
この第5図に示されるように、静翼単体の円環翼別とし
ての性能は、第4図に示すような弯曲形状の静翼が好ま
しいことになる。しかしながら、静翼と動翼とを組合せ
た段落流れの場合は、この第4図に示すような弯曲形の
ものでは、翼先端近傍での半径方向速度成分を増加させ
る作用があり、動翼の仕事量の減少、あるいはその半径
方向の速度成分に流体のエネルギが費やされることに起
因して、静翼と動翼との間の圧力分布が設計条件からず
れてしまい、動翼の流れの損失が増加するなどの観点か
らは好ましいものとはいえない。ここで、このことを明
らかにするために、段落内の3次元流動現象を第6図に
基づき動翼入口で半径方向速度成分の発生する機構を説
明する。この図は静翼後縁6から流出する流体の流れ13
が、動翼入口まで移動する様子を示している。図に示す
ように静翼出口からの流体の流れ13は、静翼と動翼との
距離の間で静翼の流出角の分だけ接線方向、すなわち周
方向に所定の距離移動する。
従って第6図に示すように、静翼出口で半径方向速度成
分をもたない接線方向の流れ13は、動翼入口14に達した
時には、符号13′に示すように半径方向の速度成分を有
することになる。勿論、実際にはダイヤフラム上壁4と
下壁3とによって円環状の流路を形成しているので、流
れ13は幾分円環流路に沿って流れるようにはなるが、円
環流路の効果は翼から流体に働く力の効果に比べて小さ
い。また前記の文献のものでは静翼単位のみについての
対策である故に、上記のような動翼を含めた段落として
の問題点について対策はなされず、従ってこれを実際の
タービンの静翼に適用することは不適当である。すなわ
ち、このものでは、先端側の接線方向翼取付け角θを負
の値を持つようにしているため、結果として、静翼を根
元での傾きの逆方向に傾けすぎていることになる。又、
同じく前記第3図に示すような接線方向翼取付け傾き角
θを一定にすること、即ち翼後縁形状を直線状となした
ものでは、翼根元側の流れの改善は可能であるが、翼先
端部において流体の流れを壁面から離し、静翼間内の二
次流れ損失を増大させてしまう嫌いがあった。
本発明はこれに鑑みてなされたものであり、その目的
は、静翼の根元及び先端は勿論静翼の半径方向のいずれ
の位置においても流体のもつエネルギを動翼で有効に仕
事として変換できるこの種の軸流流体機械を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するための本発明に係る軸流流体機械
は、ダイヤフラム及び下壁に各々の端部が固設された静
翼群と、ロータ軸を中心に回転可能に形成された動翼群
とで構成される軸流流体機械において、前記静翼後縁の
下壁側の端部における前記静翼の取付け傾き角をθrと
し、前記静翼後縁と前記下壁との支点、及び前記ロータ
軸中心点を通過する直線と平行な直線が、前記静翼後縁
上の各点における前記静翼後縁となす角をθとし、前記
静翼後縁のダイヤフラム側の端部における前記静翼の取
付け傾き角をθtとしたとき、 前記θが、前記θrを最大値として、前記静翼後縁のダ
イヤフラム側の端部に向かうにつれて段階的に小さくな
り、且つ、 θr>θ>θt>0 の関係を有するように、前記静翼後縁を屈曲状に形成し
たことを特徴とする。
〔作用〕
本発明によれば、静翼の先端に移行するのに従って、該
静翼後縁の傾き角が減少するので、その部分における翼
根元方向への押し付け力が過大とならず、従って静翼先
端付近で流れが外周壁面から離されることがなくなり、
静翼先端付近に、充分に流体を供給することができる。
また、静翼先端付近における傾き角θtは負になること
が無いので、静翼先端付近に供給される流体の、動翼の
仕事に寄与しない半径方向の速度成分を減少させること
ができる。
更に、静翼後縁を屈曲状に形成することによって、静翼
の製作及び加工が容易となる。
〔実施例〕
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第7図(a)は、本発明の静翼後縁6の形状を示すもの
で、3は下壁、4は上壁である。
静翼後縁6は屈曲形状をなし、その静翼後縁6の半径方
向各点とロータ中心軸点とを結ぶ直線と、当該点近傍に
おける後縁とのなす角度θは、静翼後縁6の根元部から
先端部にかけて段階的に減少して形成される。すなわ
ち、第7図(a)に示す静翼後縁6は、この静翼後縁6
の半径方向の複数箇所にて屈曲させ、前記θを静翼の根
元部から先端にかけて断続的に減少させて形成している
ものである。
この根元部の角度θをθr、先端部の角度θをθtとす
れば、θr>θt>0の関係になっている。
この構成であると、静翼の根元では傾き角が大きく、静
翼の先端に向うにしたがい翼後縁の傾き角が減少するこ
とから、翼根元近傍では流体を根元方向に押しつける力
が充分発生し、したがって流体は半径方向速度成分の少
ない流れとなり、逆に又翼先端では翼後縁の傾き角が小
さいことから、流体の翼根元方向への押付力も小さく、
したがって静翼先端付近での流体は外周壁面から離され
ることがなくなり、流体のもっているエネルギを充分仕
事に変換させることが可能となる。
このことを第7図(b)を用いて、更に詳細に説明する
と、動翼2の入口での半径方向速度成分は、この図に示
されているように静翼1と動翼2との翼間距離Xと静翼
出口の流出角αに密接に関係する。この場合接線方向移
動距離lは、静翼後縁6の半径方向各位置とロータ中心
軸との距離をRとし、静翼後縁6から流出した流体が動
翼2の入口に到達したときのその位置における動翼2の
入口と、静翼後縁6の半径方向各点とロータ中心軸とを
結ぶ直線とのなす角度をβとしたときには、l≒Rβの
関係で定義することができる。そして一つの静翼につい
てはlはほぼ一定と見て差支えないのでこれによって算
出された角度βを、前述した静翼の取付け傾き角θとす
れば、動翼入口で、半径方向速度成分をほぼ除去するこ
とができる。
又、この図から明らかなようにl=X・tanαの関係が
あるので静翼後縁6から動翼2の入口までのロータ中心
軸方向の翼間距離X、及び静翼後縁6からの流体の流れ
13の方向とロータ中心軸とのなす角度(静翼出口の流出
角)αからlを求めることが出来る。ここでX及びαは
設計値であるからこれによって予めlを知り、従ってθ
を予め算出することができる。このXやαの値は例えば
蒸気タービン等においては従来の経験によって或る範囲
内の数値が与えられている。それをもとにして実際的な
傾き角θを求めて図表化したのが第8図である。即ちR
θ=20とRθ=6とで囲まれる範囲が実機に適用して好
適なものである。
また、第7図(a)において図示した静翼は、その静翼
後縁を屈曲させて形成しているので、翼の製作が容易と
なる効果がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、静翼の半径方向い
ずれの位置においても流体のもつエネルギを動翼で有効
に仕事として変換できるので、静翼及び動翼を有する軸
流流体機械の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、タービン段落の縦断側面図、第1図
(b)はその静翼の正面図、第2図は静翼出口の流体の
流れを示す図、第3図及び第4図は夫々接線方向翼取付
け傾き角のある従来の静翼後縁形状図、第5図(a)、
(b)、(c)は静翼の損失分布図、第6図は静翼出口
から動翼入口に至るまでの流体の流れを説明する図であ
る。第7図(a)、(b)は本発明の実施例を説明する
ための図であり、(a)はその実施例に係る静翼後縁の
形状を示す図、(b)は静翼と動翼との距離及び静翼出
口の流体流出角と、静翼から流出される流体の接線方向
の流出距離との関係を説明する図である。第8図は本発
明の接線方向翼取付け傾き角の半径方向分布図である。 1……静翼、2……動翼、6……静翼後縁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイヤフラム及び下壁に各々の端部が固設
    された静翼群と、ロータ軸を中心に回転可能に形成され
    た動翼群とで構成される軸流流体機械において、 前記静翼後縁の下壁側の端部における前記静翼の取付け
    傾き角をθrとし、 前記静翼後縁と前記下壁との交点、及び前記ロータ軸中
    心点を通過する直線と平行な直線が、前記静翼後縁上の
    各点における前記静翼後縁となす角をθとし、 前記静翼後縁のダイヤフラム側の端部における前記静翼
    の取付け傾き角をθtとしたとき、 前記θが、前記θrを最大値として、前記静翼後縁のダ
    イヤフラム側の端部に向かうにつれて段階的に小さくな
    り、且つ、 θr>θ>θt>0 の関係を有するように、前記静翼後縁を屈曲状に形成し
    たことを特徴とする軸流流体機械。
JP2067115A 1990-03-19 1990-03-19 軸流流体機械 Expired - Lifetime JPH0692723B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2067115A JPH0692723B2 (ja) 1990-03-19 1990-03-19 軸流流体機械

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2067115A JPH0692723B2 (ja) 1990-03-19 1990-03-19 軸流流体機械

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61012015A Division JPH0689651B2 (ja) 1986-01-24 1986-01-24 軸流流体機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03189304A JPH03189304A (ja) 1991-08-19
JPH0692723B2 true JPH0692723B2 (ja) 1994-11-16

Family

ID=13335577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2067115A Expired - Lifetime JPH0692723B2 (ja) 1990-03-19 1990-03-19 軸流流体機械

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0692723B2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4115805A1 (de) * 1991-05-15 1992-11-19 Bosch Gmbh Robert Radialgeblaese mit einem in einem spiralgehaeuse umlaufenden geblaeserad
JP3409496B2 (ja) * 1995-03-30 2003-05-26 日産自動車株式会社 ラジエータ構造
JP2002349498A (ja) * 2001-05-24 2002-12-04 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 低騒音ファン静翼
JP2003106103A (ja) * 2001-10-02 2003-04-09 Honda Motor Co Ltd 回転機の静翼
US7811055B2 (en) 2004-04-26 2010-10-12 Behr Gmbh & Co. Kg Fan housing for a heat exchanger, particular for motor vehicles
US7547187B2 (en) 2005-03-31 2009-06-16 Hitachi, Ltd. Axial turbine
JP4515404B2 (ja) * 2005-03-31 2010-07-28 株式会社日立製作所 軸流タービン
JP4869974B2 (ja) * 2005-03-31 2012-02-08 株式会社日立製作所 軸流タービン
FR2986040B1 (fr) * 2012-01-20 2016-03-25 Turbomeca Support de palier de turbomachine
JP6518526B2 (ja) 2015-06-18 2019-05-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 軸流タービン

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50111403A (ja) * 1974-02-15 1975-09-02
JPS5144706A (ja) * 1974-10-14 1976-04-16 Tokyo Shibaura Electric Co Taabinbane
JPH0689651B2 (ja) * 1986-01-24 1994-11-09 株式会社日立製作所 軸流流体機械

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03189304A (ja) 1991-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3621216B2 (ja) タービンノズル
EP1046783B1 (en) Turbine blade units
US3260443A (en) Blower
US4289450A (en) Rotor for operation in a flow medium
JP5777531B2 (ja) 軸流ターボ機械用のエーロフォイル羽根
JPH04262002A (ja) 蒸気タービンの静翼構造
US4415306A (en) Turbine
US4615659A (en) Offset centrifugal compressor
JPH0692723B2 (ja) 軸流流体機械
JPS6133968B2 (ja)
JPH0689651B2 (ja) 軸流流体機械
US4390319A (en) Turbine exhaust hood
JP2003090279A (ja) 水力回転機械用ベーン
JPH11173104A (ja) タービン動翼
JPH07332007A (ja) タービン静翼
JP4090613B2 (ja) 軸流タービン
JPH03267506A (ja) 軸流タービンの静翼
JPH04287802A (ja) 蒸気タービンノズル
JP2002054401A (ja) タービン翼間の端壁構造
JPS6332963B2 (ja)
JP2003314425A (ja) スプリッタランナを備えるポンプ水車
JPS63124806A (ja) 輻流タ−ボ機械
JPH0861005A (ja) 斜流タービンのノズル
JPH116401A (ja) タービン流路構造
JPH0454078B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term