JPH07158402A - ターボ機械の動翼 - Google Patents
ターボ機械の動翼Info
- Publication number
- JPH07158402A JPH07158402A JP31027793A JP31027793A JPH07158402A JP H07158402 A JPH07158402 A JP H07158402A JP 31027793 A JP31027793 A JP 31027793A JP 31027793 A JP31027793 A JP 31027793A JP H07158402 A JPH07158402 A JP H07158402A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液膜が動翼に飛来する水滴の衝撃力を緩和す
ることによりドレンによる動翼のエロージョンが低減す
ることを目的とする。 【構成】 動翼先端の前縁に保液用の溝が動翼の長さ方
向に複数条刻設され溝内に形成される液膜が動翼先端に
装着された棚により保持されるように構成する。
ることによりドレンによる動翼のエロージョンが低減す
ることを目的とする。 【構成】 動翼先端の前縁に保液用の溝が動翼の長さ方
向に複数条刻設され溝内に形成される液膜が動翼先端に
装着された棚により保持されるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの動翼、
ガスタービンの動翼など湿り雰囲気で作動するターボ機
械の動翼に関する。
ガスタービンの動翼など湿り雰囲気で作動するターボ機
械の動翼に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は湿り雰囲気で作動する従来の蒸気
タービンの動翼の説明図である。図において、湿り雰囲
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い
前縁側にステライト材などによる硬度の高いストリップ
２を銀ろう付けするなどして動翼１をドレンによるエロ
ージョンから保護している。
タービンの動翼の説明図である。図において、湿り雰囲
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い
前縁側にステライト材などによる硬度の高いストリップ
２を銀ろう付けするなどして動翼１をドレンによるエロ
ージョンから保護している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように湿り雰囲
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、ドレンによるエロージョンを防止するために動翼１
先端の前縁側にステライト材などによる硬度の高いスト
リップ２を銀ろう付けするなどしているが、ステライト
材の硬度が高くてもエロージョン防止に絶対に有効な手
段ではなく、場合によっては摩耗が進行して動翼１の交
換に至ることがある。また、ステライト材を貼り付ける
ためには動翼１の側面に溝加工を施してからストリップ
２を銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要としてい
る。
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、ドレンによるエロージョンを防止するために動翼１
先端の前縁側にステライト材などによる硬度の高いスト
リップ２を銀ろう付けするなどしているが、ステライト
材の硬度が高くてもエロージョン防止に絶対に有効な手
段ではなく、場合によっては摩耗が進行して動翼１の交
換に至ることがある。また、ステライト材を貼り付ける
ためには動翼１の側面に溝加工を施してからストリップ
２を銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るターボ機械
の動翼は上記課題の解決を目的にしており、動翼先端の
前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設された保液用の溝
と、動翼先端に装着され上記溝内に形成される液膜を保
持する棚とを備えた構成を特徴とする。
の動翼は上記課題の解決を目的にしており、動翼先端の
前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設された保液用の溝
と、動翼先端に装着され上記溝内に形成される液膜を保
持する棚とを備えた構成を特徴とする。
【０００５】また、本発明に係るターボ機械の動翼にお
いては、動翼先端の前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設
され動翼先端側が内側へ凹条に傾斜して形成された保液
用の溝を備えた構成を特徴とする。
いては、動翼先端の前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設
され動翼先端側が内側へ凹条に傾斜して形成された保液
用の溝を備えた構成を特徴とする。
【０００６】
【作用】即ち、本発明に係るターボ機械の動翼において
は、動翼先端の前縁に保液用の溝が動翼の長さ方向に複
数条刻設され溝内に形成される液膜が動翼先端に装着さ
れた棚により保持されるようになっており、動翼に飛来
するドレンの水滴を溝で捉えて液膜を形成させるととも
に液膜が動翼の回転による遠心力で吹き飛ぼうとするの
を棚で離さないように保持することにより液膜が飛来す
るドレンの水滴に対するダンパとして作用し水滴の衝撃
力を緩和する。
は、動翼先端の前縁に保液用の溝が動翼の長さ方向に複
数条刻設され溝内に形成される液膜が動翼先端に装着さ
れた棚により保持されるようになっており、動翼に飛来
するドレンの水滴を溝で捉えて液膜を形成させるととも
に液膜が動翼の回転による遠心力で吹き飛ぼうとするの
を棚で離さないように保持することにより液膜が飛来す
るドレンの水滴に対するダンパとして作用し水滴の衝撃
力を緩和する。
【０００７】また、本発明に係るターボ機械の動翼にお
いては、動翼先端の前縁に動翼先端側が内側へ凹状に傾
斜して形成された保液用の溝が動翼の長さ方向に複数条
刻設されており、エロージョンが発生し易い動翼先端の
前縁に溝を設けて積極的に液膜を形成するとともに凹条
に形成された溝の動翼先端側で液膜を保持することによ
り液膜が動翼に飛来するドレンの水滴に対するダンパと
して作用し水滴の衝撃力を緩和する。
いては、動翼先端の前縁に動翼先端側が内側へ凹状に傾
斜して形成された保液用の溝が動翼の長さ方向に複数条
刻設されており、エロージョンが発生し易い動翼先端の
前縁に溝を設けて積極的に液膜を形成するとともに凹条
に形成された溝の動翼先端側で液膜を保持することによ
り液膜が動翼に飛来するドレンの水滴に対するダンパと
して作用し水滴の衝撃力を緩和する。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る蒸気タービン
の動翼の説明図である。図において、本実施例に係る蒸
気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、ドレ
ンによるエロージョンを防止するため、図に示すように
動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁
側の母材、或いはステライト片に溝３が刻設されてお
り、蒸気タービンの運転時に動翼１に衝突するドレンの
水滴を溝３で捉え、液膜層を形成させる。そして、この
液膜層が水滴の衝撃力を吸収して動翼１の摩耗を減少さ
せるようになっている。さらに、この液膜層の保持を良
くするため、動翼１先端に棚４が設けられており、形成
された液膜が飛散するのを抑えるようになっている。
の動翼の説明図である。図において、本実施例に係る蒸
気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、ドレ
ンによるエロージョンを防止するため、図に示すように
動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁
側の母材、或いはステライト片に溝３が刻設されてお
り、蒸気タービンの運転時に動翼１に衝突するドレンの
水滴を溝３で捉え、液膜層を形成させる。そして、この
液膜層が水滴の衝撃力を吸収して動翼１の摩耗を減少さ
せるようになっている。さらに、この液膜層の保持を良
くするため、動翼１先端に棚４が設けられており、形成
された液膜が飛散するのを抑えるようになっている。
【０００９】湿り雰囲気で作動する従来の蒸気タービン
の動翼などにおいては、ドレンによ４エロージョンを防
止するために動翼先端の前縁側にステライト材などによ
る硬度の高いストリップを銀ろう付けするなどしている
が、ステライト材の硬度が高くてもエロージョン防止に
絶対に有効な手段ではなく、場合によっては摩耗が進行
して動翼の交換に至ることがある。また、ステライト材
を貼り付けるためには動翼１の側面に溝加工を施してか
らストリップを銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要
としている。また、このようなエロージョン防止方法で
は動翼に飛来するドレンの水滴がステライト材に当たっ
てもストリップの表面が滑らかである限り水滴は液膜層
とならずに飛び去っていく。このため、ステライト材の
表面に大きな衝撃を直接に受けて終いには動翼表面の摩
耗が始まるのであるが、本蒸気タービンの動翼において
は動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前
縁側に動翼１の長さ方向に溝３を刻設するとともに動翼
１先端に棚４を設けたことにより、飛来するドレンの水
滴を捉えて液膜層を形成させることができ、また遠心力
で吹き飛ぼうとするこの液膜層を離さずに保持すること
ができる。このように、蒸気タービンの動翼のうち湿り
域に設けられている動翼１先端の前縁側に溝３を刻設し
て溝３に溜まったドレンの水滴により液膜層を形成させ
て飛来する水滴に対してダンパの役目を果たさせるとと
もに、この液膜層の保持効果をよくするために動翼１先
端に液膜層の飛散を防ぐ棚４を設けた構造をしている
が、従来この液膜層によるドレンの水滴に対するダンパ
効果は図３（ｃ）に示すようにドレンによるエロージョ
ンが或る摩耗量ΔＧまで進むと飽和して進まない原因と
して知られており、本蒸気タービンの動翼はこのダンパ
効果を積極的に利用してエロージョンの防止手段とする
もので、動翼１先端に設けた棚４によりこの液膜層の保
持効果を増加させることができ、この液膜層に動翼１に
飛来するドレンの水滴に対するダンパの役割を維持させ
てドレンによるエロージョンを低減させることができ
る。また、この溝３は例えば特公昭５５−４８１６５号
公報に記載のボックス形状の溝などに比べて加工が容易
である長所を有している。
の動翼などにおいては、ドレンによ４エロージョンを防
止するために動翼先端の前縁側にステライト材などによ
る硬度の高いストリップを銀ろう付けするなどしている
が、ステライト材の硬度が高くてもエロージョン防止に
絶対に有効な手段ではなく、場合によっては摩耗が進行
して動翼の交換に至ることがある。また、ステライト材
を貼り付けるためには動翼１の側面に溝加工を施してか
らストリップを銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要
としている。また、このようなエロージョン防止方法で
は動翼に飛来するドレンの水滴がステライト材に当たっ
てもストリップの表面が滑らかである限り水滴は液膜層
とならずに飛び去っていく。このため、ステライト材の
表面に大きな衝撃を直接に受けて終いには動翼表面の摩
耗が始まるのであるが、本蒸気タービンの動翼において
は動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前
縁側に動翼１の長さ方向に溝３を刻設するとともに動翼
１先端に棚４を設けたことにより、飛来するドレンの水
滴を捉えて液膜層を形成させることができ、また遠心力
で吹き飛ぼうとするこの液膜層を離さずに保持すること
ができる。このように、蒸気タービンの動翼のうち湿り
域に設けられている動翼１先端の前縁側に溝３を刻設し
て溝３に溜まったドレンの水滴により液膜層を形成させ
て飛来する水滴に対してダンパの役目を果たさせるとと
もに、この液膜層の保持効果をよくするために動翼１先
端に液膜層の飛散を防ぐ棚４を設けた構造をしている
が、従来この液膜層によるドレンの水滴に対するダンパ
効果は図３（ｃ）に示すようにドレンによるエロージョ
ンが或る摩耗量ΔＧまで進むと飽和して進まない原因と
して知られており、本蒸気タービンの動翼はこのダンパ
効果を積極的に利用してエロージョンの防止手段とする
もので、動翼１先端に設けた棚４によりこの液膜層の保
持効果を増加させることができ、この液膜層に動翼１に
飛来するドレンの水滴に対するダンパの役割を維持させ
てドレンによるエロージョンを低減させることができ
る。また、この溝３は例えば特公昭５５−４８１６５号
公報に記載のボックス形状の溝などに比べて加工が容易
である長所を有している。
【００１０】図２は本発明の他の実施例に係る蒸気ター
ビンの動翼の説明図である。図において、本実施例に係
る蒸気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、
ドレンによるエロージョンの発生原因となるドレンの水
滴が動翼１０に衝突する衝撃力を緩和して動翼１０のエ
ロージョンを防止するため、図に示すように蒸気タービ
ンの低圧最終段の動翼１０先端のドレンによるエロージ
ョンが起き易い前縁側に溝６０が刻設されている。この
溝６０は同図（ａ）に示すように動翼１０の長さ方向に
向けて刻設されているとともに、同図（ｂ）に示すよう
に動翼１０先端側の端部６５が動翼１０表面に対して動
翼１０先端方向へ傾斜させて凹状に設けられている。こ
の溝６０は動翼１０長さ方向に数段に分割して設けられ
ている。
ビンの動翼の説明図である。図において、本実施例に係
る蒸気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、
ドレンによるエロージョンの発生原因となるドレンの水
滴が動翼１０に衝突する衝撃力を緩和して動翼１０のエ
ロージョンを防止するため、図に示すように蒸気タービ
ンの低圧最終段の動翼１０先端のドレンによるエロージ
ョンが起き易い前縁側に溝６０が刻設されている。この
溝６０は同図（ａ）に示すように動翼１０の長さ方向に
向けて刻設されているとともに、同図（ｂ）に示すよう
に動翼１０先端側の端部６５が動翼１０表面に対して動
翼１０先端方向へ傾斜させて凹状に設けられている。こ
の溝６０は動翼１０長さ方向に数段に分割して設けられ
ている。
【００１１】大容量の蒸気タービンの動翼の場合、低圧
最終段の動翼先端における周速度が７００ｍ／sec を超
えるものもあり、その高速で回転している動翼にドレン
の水滴が当たるため、主として動翼先端の前縁側にエロ
ージョンが発生し易い。このため、従来の蒸気タービン
の動翼においてはエロージョンの発生が懸念される部分
に例えばステライトのような耐エロージョン性材料をエ
ロージョンシールド材として銀ろう付けするなどの防止
策が行われている。また、例えば動翼材がチタンである
場合などは、エロージョンシールド材としてＴｉ−１５
Ｍｏ−５Ｚｒ材などのβ合金を肉盛りする場合もある。
これらの防止策は単に材料の耐エロージョン性によって
のみ、その部分におけるエロージョンが軽減されるだけ
で、エロージョンの発生原因となる水滴の衝突による衝
撃力を緩和するような積極的な対策は施されていないの
で材料疲労の問題が残るとともに、極めて高価な材料を
使用するために、また加工に時間を要するために経済的
にも不利であるが、本蒸気タービンの動翼は動翼１０先
端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁側に衝突
する水滴を保持し易い形状の溝６０が設けられている。
蒸気タービンの動翼に発生するエロージョンは時間とと
もに図３（ｃ）に示すように変化することが経験的に明
らかになっている。即ち、エロージョンによる動翼材の
摩耗量ΔＧはエロージョンによる減肉の深さにも対応
し、蒸気タービンの運転開始から或る程度の時間が経過
した時点から急激に増大する期間があり、その後は摩耗
量ΔＧが飽和していく傾向がある。この摩耗量ΔＧが飽
和していく原因の一つとして動翼のエロージョンにより
凹凸状になった部位に水滴が溜まり、溜まった水滴がダ
ンパの作用をして水滴の衝突で発生する衝撃力を緩和す
る効果があるためと考えられている。従って、本動翼１
０においてはエロージョンが発生し易い部位に溝６０を
刻設して積極的に液膜層を形成して保持することによ
り、ドレンの衝突による衝撃力が緩和されて動翼１０の
エロージョンが防止される。
最終段の動翼先端における周速度が７００ｍ／sec を超
えるものもあり、その高速で回転している動翼にドレン
の水滴が当たるため、主として動翼先端の前縁側にエロ
ージョンが発生し易い。このため、従来の蒸気タービン
の動翼においてはエロージョンの発生が懸念される部分
に例えばステライトのような耐エロージョン性材料をエ
ロージョンシールド材として銀ろう付けするなどの防止
策が行われている。また、例えば動翼材がチタンである
場合などは、エロージョンシールド材としてＴｉ−１５
Ｍｏ−５Ｚｒ材などのβ合金を肉盛りする場合もある。
これらの防止策は単に材料の耐エロージョン性によって
のみ、その部分におけるエロージョンが軽減されるだけ
で、エロージョンの発生原因となる水滴の衝突による衝
撃力を緩和するような積極的な対策は施されていないの
で材料疲労の問題が残るとともに、極めて高価な材料を
使用するために、また加工に時間を要するために経済的
にも不利であるが、本蒸気タービンの動翼は動翼１０先
端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁側に衝突
する水滴を保持し易い形状の溝６０が設けられている。
蒸気タービンの動翼に発生するエロージョンは時間とと
もに図３（ｃ）に示すように変化することが経験的に明
らかになっている。即ち、エロージョンによる動翼材の
摩耗量ΔＧはエロージョンによる減肉の深さにも対応
し、蒸気タービンの運転開始から或る程度の時間が経過
した時点から急激に増大する期間があり、その後は摩耗
量ΔＧが飽和していく傾向がある。この摩耗量ΔＧが飽
和していく原因の一つとして動翼のエロージョンにより
凹凸状になった部位に水滴が溜まり、溜まった水滴がダ
ンパの作用をして水滴の衝突で発生する衝撃力を緩和す
る効果があるためと考えられている。従って、本動翼１
０においてはエロージョンが発生し易い部位に溝６０を
刻設して積極的に液膜層を形成して保持することによ
り、ドレンの衝突による衝撃力が緩和されて動翼１０の
エロージョンが防止される。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係るターボ機械の動翼は前記の
ように構成されており、液膜が動翼に飛来する水滴の衝
撃力を緩和するので、ドレンによる動翼のエロージョン
が低減する。
ように構成されており、液膜が動翼に飛来する水滴の衝
撃力を緩和するので、ドレンによる動翼のエロージョン
が低減する。
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る蒸気ター
ビンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）における
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
ビンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）における
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の他の実施例に係る蒸気タ
ービンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ
るＢ−Ｂ矢視断面図、同図（ｃ）はＣ−Ｃ矢視断面図で
ある。
ービンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ
るＢ−Ｂ矢視断面図、同図（ｃ）はＣ−Ｃ矢視断面図で
ある。
【図３】図３（ａ），（ｂ）は従来の蒸気タービンの動
翼の斜視図、同図（ｃ）、（ｄ）はその作用説明図であ
る。
翼の斜視図、同図（ｃ）、（ｄ）はその作用説明図であ
る。
１ 動翼 ３ 溝 ４ 棚 １０ 動翼 ６０ 溝 ６５ 動翼先端側の溝端
Claims (2)
- 【請求項１】 動翼先端の前縁に動翼の長さ方向に複数
条刻設された保液用の溝と、動翼先端に装着され上記溝
内に形成される液膜を保持する棚とを備えたことを特徴
とするターボ機械の動翼。 - 【請求項２】 動翼先端の前縁に動翼の長さ方向に複数
条刻設され動翼先端側が内側へ凹状に傾斜して形成され
た保液用の溝を備えたことを特徴とするターボ機械の動
翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31027793A JPH07158402A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ターボ機械の動翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31027793A JPH07158402A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ターボ機械の動翼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158402A true JPH07158402A (ja) | 1995-06-20 |
Family
ID=18003302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31027793A Withdrawn JPH07158402A (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | ターボ機械の動翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07158402A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003104615A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Werkstücken mit erosionmindernder oberflächenstruktur |
| JP2009185814A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | General Electric Co <Ge> | 侵食耐久性を有する蒸気タービンバケット |
| JP2014173582A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービン翼製造方法 |
| JP2015525854A (ja) * | 2012-08-07 | 2015-09-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 複数の前縁陥凹部を含む最終段タービン動翼、並びに対応ロータアセンブリ及び蒸気タービン |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31027793A patent/JPH07158402A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003104615A1 (de) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Werkstücken mit erosionmindernder oberflächenstruktur |
| JP2009185814A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | General Electric Co <Ge> | 侵食耐久性を有する蒸気タービンバケット |
| JP2015525854A (ja) * | 2012-08-07 | 2015-09-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 複数の前縁陥凹部を含む最終段タービン動翼、並びに対応ロータアセンブリ及び蒸気タービン |
| JP2014173582A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 蒸気タービン翼製造方法 |
| US10107113B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-10-23 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam turbine vane manufacturing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |