JPH09195705A - 軸流タービン翼 - Google Patents
軸流タービン翼Info
- Publication number
- JPH09195705A JPH09195705A JP771896A JP771896A JPH09195705A JP H09195705 A JPH09195705 A JP H09195705A JP 771896 A JP771896 A JP 771896A JP 771896 A JP771896 A JP 771896A JP H09195705 A JPH09195705 A JP H09195705A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- trailing edge
- peripheral wall
- working fluid
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】翼後縁や翼表面からの高圧流体の吹き出しによ
って損失が増加せず、むしろ吹き出しによって効率が向
上するように機能する軸流タービン翼の提供。 【解決手段】軸流タービンの静翼１または動翼２であっ
て、翼の内部に中空部７を形成するとともに、翼の後縁
部に中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼後縁まわ
りの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも高圧で中
空部７に導かれた流体を、翼後縁側の吹き出し口から作
動流体流路に吹き出すようにした軸流タービン翼。高圧
流体の吹き出し口の向きを、作動流体流路の内周側に位
置する内周壁１１近くの後縁ではその内周壁１１側に傾
斜する方向に、また作動流体流路の外周側に位置する外
周壁１０近くではその外周壁１０側に傾斜する方向に、
それぞれ傾けて設定する。
って損失が増加せず、むしろ吹き出しによって効率が向
上するように機能する軸流タービン翼の提供。 【解決手段】軸流タービンの静翼１または動翼２であっ
て、翼の内部に中空部７を形成するとともに、翼の後縁
部に中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼後縁まわ
りの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも高圧で中
空部７に導かれた流体を、翼後縁側の吹き出し口から作
動流体流路に吹き出すようにした軸流タービン翼。高圧
流体の吹き出し口の向きを、作動流体流路の内周側に位
置する内周壁１１近くの後縁ではその内周壁１１側に傾
斜する方向に、また作動流体流路の外周側に位置する外
周壁１０近くではその外周壁１０側に傾斜する方向に、
それぞれ傾けて設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸流タービンの静翼
または動翼の改良に係り、特に翼の加熱、冷却、流れの
制御の目的で翼の内部に流体を導いて翼後縁又は翼表面
から吹き出すようにしたものにおいて、流れの適正化の
ための吹き出し口部の形状を改良した軸流タービン翼に
関する。
または動翼の改良に係り、特に翼の加熱、冷却、流れの
制御の目的で翼の内部に流体を導いて翼後縁又は翼表面
から吹き出すようにしたものにおいて、流れの適正化の
ための吹き出し口部の形状を改良した軸流タービン翼に
関する。
【０００２】
【従来の技術】軸流タービン翼の内部に中空部を形成し
て、翼まわりを流れる主流作動流体より高圧の流体を翼
内部に導いて、後縁や翼表面から流出させるようにした
タービン翼は、タービンの性能と信頼性を向上させるた
めに、ガスタービンでは一般的に使用されており、また
蒸気タービンに適用する構成例も既に提案されている。
て、翼まわりを流れる主流作動流体より高圧の流体を翼
内部に導いて、後縁や翼表面から流出させるようにした
タービン翼は、タービンの性能と信頼性を向上させるた
めに、ガスタービンでは一般的に使用されており、また
蒸気タービンに適用する構成例も既に提案されている。
【０００３】ガスタービンにおいては、タービン翼を冷
却するためにタービンの作動流体より低温高圧の空気を
圧縮機から抽気して、タービン段落の静翼及び動翼の内
部の中空部に導き、翼後縁や翼表面から吹き出してい
る。
却するためにタービンの作動流体より低温高圧の空気を
圧縮機から抽気して、タービン段落の静翼及び動翼の内
部の中空部に導き、翼後縁や翼表面から吹き出してい
る。
【０００４】一方、蒸気タービンに関しては、湿り蒸気
中で使用されるタービン静翼内部に高温高圧の蒸気を導
いて静翼を加熱して表面を流れる凝縮水分を再度蒸発さ
せ、下流動翼の水分による浸食を防止し、さらに水滴の
衝突によって生じる損失を低減するための技術が特開昭
５０−１１２６０４号などで提案されている。
中で使用されるタービン静翼内部に高温高圧の蒸気を導
いて静翼を加熱して表面を流れる凝縮水分を再度蒸発さ
せ、下流動翼の水分による浸食を防止し、さらに水滴の
衝突によって生じる損失を低減するための技術が特開昭
５０−１１２６０４号などで提案されている。
【０００５】更に、一般の軸流流体機械の段落の二次流
れ損失と後流損失の低減を目的として、翼表面から主流
の一部を吸い込んで翼内部に導き、後縁から吹き出させ
る構造が特公昭５６−１４８４５号で提案されている。
れ損失と後流損失の低減を目的として、翼表面から主流
の一部を吸い込んで翼内部に導き、後縁から吹き出させ
る構造が特公昭５６−１４８４５号で提案されている。
【０００６】以上の従来技術の中から特開昭５０−１１
２６０４号に記載された蒸気タービンに関する技術を例
にして具体的に説明する。
２６０４号に記載された蒸気タービンに関する技術を例
にして具体的に説明する。
【０００７】図11および図12は、前述した蒸気タービン
の例の一つで、低圧最終段への適用例である。タービン
の段落は周方向に複数枚配置された静翼１と、同じく周
方向に複数枚配置された動翼２とによって構成される。
動翼２はロータ３に植え込まれており、ロータ３と共に
回転する。
の例の一つで、低圧最終段への適用例である。タービン
の段落は周方向に複数枚配置された静翼１と、同じく周
方向に複数枚配置された動翼２とによって構成される。
動翼２はロータ３に植え込まれており、ロータ３と共に
回転する。
【０００８】静翼２はケーシング４に固定されており、
ケーシング４の通路側表面は、静翼１に流通する主流作
動流体Ｆｍを外側から囲む外周壁11を形成しており、静
翼２の内輪側植え込み部の表面は内周壁11を形成してい
る。最終段の上流段落の静翼入口部には高温高圧の作動
流体の吸い込み口５が設けてあり、この吸い込み口５か
ら取り入れた蒸気はバイパス通路６を通って静翼１の内
部の中空部７に導かれる。
ケーシング４の通路側表面は、静翼１に流通する主流作
動流体Ｆｍを外側から囲む外周壁11を形成しており、静
翼２の内輪側植え込み部の表面は内周壁11を形成してい
る。最終段の上流段落の静翼入口部には高温高圧の作動
流体の吸い込み口５が設けてあり、この吸い込み口５か
ら取り入れた蒸気はバイパス通路６を通って静翼１の内
部の中空部７に導かれる。
【０００９】図12は図11のＡ−Ａ断面図である。静翼１
の後縁には吹き出し口としての後縁吹き出し口９が形成
されており、中空部７の蒸気は吹き出し通路８によって
後縁吹き出し口９に導かれる。
の後縁には吹き出し口としての後縁吹き出し口９が形成
されており、中空部７の蒸気は吹き出し通路８によって
後縁吹き出し口９に導かれる。
【００１０】以上のように構成した蒸気タービンにおい
ては、吸い込み口５から最終段に比べて高温高圧で、通
常は乾き状態の蒸気を取り入れ、バイパス通路６を通し
て中空部７に導くようになっている。静翼１はこの蒸気
によって加熱され、表面を流れる凝縮水分の一部は再度
蒸発して蒸気になる。
ては、吸い込み口５から最終段に比べて高温高圧で、通
常は乾き状態の蒸気を取り入れ、バイパス通路６を通し
て中空部７に導くようになっている。静翼１はこの蒸気
によって加熱され、表面を流れる凝縮水分の一部は再度
蒸発して蒸気になる。
【００１１】中空部７の蒸気は、吹き出し通路８を通っ
て後縁吹き出し口９から主流蒸気中に吹き出される。こ
のとき、静翼１の加熱によって蒸発せずに後縁まで到達
した水分が吹き飛ばされて微細化する。この結果、動翼
２に衝突する水分の合計量と浸食作用の強い比較的大き
な水滴の数の両方が減少して動翼２の浸食が低減され、
合わせて水滴の動翼２への衝突によって生ずる段落性能
の低下も低減される。
て後縁吹き出し口９から主流蒸気中に吹き出される。こ
のとき、静翼１の加熱によって蒸発せずに後縁まで到達
した水分が吹き飛ばされて微細化する。この結果、動翼
２に衝突する水分の合計量と浸食作用の強い比較的大き
な水滴の数の両方が減少して動翼２の浸食が低減され、
合わせて水滴の動翼２への衝突によって生ずる段落性能
の低下も低減される。
【００１２】この従来技術においては、後縁吹き出し口
９からの噴射の方向は作動流体の流出方向とほぼ一致さ
せ、また噴射速度は作動流体の主流の速度に等しいか、
もしくはそれより若干高めとなるようにされている。
９からの噴射の方向は作動流体の流出方向とほぼ一致さ
せ、また噴射速度は作動流体の主流の速度に等しいか、
もしくはそれより若干高めとなるようにされている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た蒸気タービンは、静翼上の凝縮水分を静翼表面から吸
い込んで外部に排出してしまう方法に比べて、蒸気の一
部が水分と一緒に外部に流出してしまうことが無いの
で、段落の性能を損なうことがなく、動翼の浸食を防止
できて望ましいように思われる。そこで、環状翼列試験
によって後縁からの吹き出しが段落性能に及ぼす影響を
調べたところ、以下の問題点が明らかになった。
た蒸気タービンは、静翼上の凝縮水分を静翼表面から吸
い込んで外部に排出してしまう方法に比べて、蒸気の一
部が水分と一緒に外部に流出してしまうことが無いの
で、段落の性能を損なうことがなく、動翼の浸食を防止
できて望ましいように思われる。そこで、環状翼列試験
によって後縁からの吹き出しが段落性能に及ぼす影響を
調べたところ、以下の問題点が明らかになった。
【００１４】図13は静翼の損失分布を全圧損失係数で表
したものである。縦軸は後縁高さで無次元化した静翼出
口の高さ位置を表し、横軸は吹き出しなしの時の流路中
央の全圧損失係数ζPCD で無次元化した全圧損失係数を
表している。実線は後縁吹き出しが無い場合、破線は後
縁吹き出しが有る場合の計測値を示す。
したものである。縦軸は後縁高さで無次元化した静翼出
口の高さ位置を表し、横軸は吹き出しなしの時の流路中
央の全圧損失係数ζPCD で無次元化した全圧損失係数を
表している。実線は後縁吹き出しが無い場合、破線は後
縁吹き出しが有る場合の計測値を示す。
【００１５】無次元高さ０．８以上で損失が急に増加す
るのは、外周壁面10の低エネルギー流体が主流に流れ込
んで生ずる二次流れによる。この部分では、後縁吹き出
し有りの時の損失が吹き出しなしを上回っている。
るのは、外周壁面10の低エネルギー流体が主流に流れ込
んで生ずる二次流れによる。この部分では、後縁吹き出
し有りの時の損失が吹き出しなしを上回っている。
【００１６】一方、無次元高さ０．５から０．７ではわ
ずかに吹き出し有りの損失が減少している。従って、外
周壁側の高さ０．８から１．０の間で吹き出しを行った
場合は吹き出しによる効率の低下が大きく、高さ０．５
から１．０の間で吹き出しを行った場合には中央付近の
損失減少により多少改善されるが、やはり効率は低下す
る。
ずかに吹き出し有りの損失が減少している。従って、外
周壁側の高さ０．８から１．０の間で吹き出しを行った
場合は吹き出しによる効率の低下が大きく、高さ０．５
から１．０の間で吹き出しを行った場合には中央付近の
損失減少により多少改善されるが、やはり効率は低下す
る。
【００１７】図14は翼列下流の二次流れを簡略化して表
現した説明図である。外周壁及び内周壁上の境界層を形
成する速度の遅い低エネルギーの流れの部分が、翼列流
路の腹側から背側への圧力勾配によって翼背側に移動す
る。背側に到達した低エネルギー流体は更に背側の一定
の高さの位置まで入り込んで行き、ここで翼面から離れ
て渦を形成して行く。
現した説明図である。外周壁及び内周壁上の境界層を形
成する速度の遅い低エネルギーの流れの部分が、翼列流
路の腹側から背側への圧力勾配によって翼背側に移動す
る。背側に到達した低エネルギー流体は更に背側の一定
の高さの位置まで入り込んで行き、ここで翼面から離れ
て渦を形成して行く。
【００１８】従って、二次流れの影響領域においては、
後縁に沿って流路中央に向かう速度成分が存在すること
がわかる。ここに後縁からの吹き出しを行うと、吹き出
された流体は二次流れ渦に引き込まれて同じ方向に偏向
し、その結果二次流れ渦にエネルギーを供給して二次流
れ損失を増加させると考えられる。
後縁に沿って流路中央に向かう速度成分が存在すること
がわかる。ここに後縁からの吹き出しを行うと、吹き出
された流体は二次流れ渦に引き込まれて同じ方向に偏向
し、その結果二次流れ渦にエネルギーを供給して二次流
れ損失を増加させると考えられる。
【００１９】図11、図12で説明した従来技術の例では、
吹き出しの周方向の角度は比較的長い助走区間として吹
き出し通路８を設けることにより、作動流体の主流の方
向に向けることができるが、後縁に沿った流れの方向は
なんら拘束できず、その結果吹き出し通路８の入口と出
口の状態で流れの方向が決定してしまうことになる。
吹き出しの周方向の角度は比較的長い助走区間として吹
き出し通路８を設けることにより、作動流体の主流の方
向に向けることができるが、後縁に沿った流れの方向は
なんら拘束できず、その結果吹き出し通路８の入口と出
口の状態で流れの方向が決定してしまうことになる。
【００２０】図11の中空部７の構造から明らかなよう
に、中空部には外周壁から流路中央に向かう流れが生じ
ており、前述した二次流れの方向に吹き出す傾向を助長
していることがわかる。二次流れの影響があまり及ばな
い流路中央付近で吹き出しによって損失が低減される現
象を明らかにするために高精度の流れの数値シミュレー
ションを実施したところ、吹き出しの無い後縁において
通常生じている逆流領域が吹き出し流れで満たされてお
り、逆流による乱れのない安定した流れになっているこ
とが分かった。
に、中空部には外周壁から流路中央に向かう流れが生じ
ており、前述した二次流れの方向に吹き出す傾向を助長
していることがわかる。二次流れの影響があまり及ばな
い流路中央付近で吹き出しによって損失が低減される現
象を明らかにするために高精度の流れの数値シミュレー
ションを実施したところ、吹き出しの無い後縁において
通常生じている逆流領域が吹き出し流れで満たされてお
り、逆流による乱れのない安定した流れになっているこ
とが分かった。
【００２１】従って、二次元的な流れとなっている流路
中央では、吹き出しは翼列の損失を低減するが、流れの
３次元性が著しい内外壁の近くでは何らかの方法で吹き
出しの半径方向の流れの向きを制御しない限り、吹き出
しは二次流れを増大させる方向に作用し、段落全体で見
た場合タービンの効率を低下させることになる。
中央では、吹き出しは翼列の損失を低減するが、流れの
３次元性が著しい内外壁の近くでは何らかの方法で吹き
出しの半径方向の流れの向きを制御しない限り、吹き出
しは二次流れを増大させる方向に作用し、段落全体で見
た場合タービンの効率を低下させることになる。
【００２２】他の従来技術についても同様な問題点があ
る。特公昭５６−１４８４５号においても後縁に沿った
方向の吹き出しの制御は何等なされておらず、そのかわ
りに二次流れの低減対策として周方向の吹き出し流出角
度を幾何学的な静翼流出角から３〜５度オフセットする
ことを提案している。
る。特公昭５６−１４８４５号においても後縁に沿った
方向の吹き出しの制御は何等なされておらず、そのかわ
りに二次流れの低減対策として周方向の吹き出し流出角
度を幾何学的な静翼流出角から３〜５度オフセットする
ことを提案している。
【００２３】しかしながら、翼列の流出角度は流出速度
などの流体条件で変化し、更に主流の方向と後縁のすぐ
下流の後流内では１度以上の差が有るので効果的なオフ
セット角度を見つけることは事実上かなり難しく、効果
の程度も十分ではないと考えられる。
などの流体条件で変化し、更に主流の方向と後縁のすぐ
下流の後流内では１度以上の差が有るので効果的なオフ
セット角度を見つけることは事実上かなり難しく、効果
の程度も十分ではないと考えられる。
【００２４】ガスタービン冷却翼に関しては非常に多く
の提案がなされている。たとえば、特開平６−１３７１
０５号では、後縁の外周壁と内周壁の近くで吹き出しス
リットの開口面積を大きくして、二次流れ損失を低減さ
せる技術が開示されている。しかしながら、開口面積を
大きく取るだけで流出方向を効果的に制御しなければ、
前述した例のようにかえって二次流れを増大させること
になる。
の提案がなされている。たとえば、特開平６−１３７１
０５号では、後縁の外周壁と内周壁の近くで吹き出しス
リットの開口面積を大きくして、二次流れ損失を低減さ
せる技術が開示されている。しかしながら、開口面積を
大きく取るだけで流出方向を効果的に制御しなければ、
前述した例のようにかえって二次流れを増大させること
になる。
【００２５】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、翼後縁や翼表面からの高圧流体の吹き出しによ
って損失が増加せず、むしろ吹き出しによって効率が向
上するように機能する軸流タービン翼を提供することを
目的とする。
もので、翼後縁や翼表面からの高圧流体の吹き出しによ
って損失が増加せず、むしろ吹き出しによって効率が向
上するように機能する軸流タービン翼を提供することを
目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、軸流タービンの静翼または
動翼であって、翼の内部に中空部を形成するとともに、
翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形成
し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流体
よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁
側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すように
した軸流タービン翼において、前記高圧流体の吹き出し
口の向きを、前記作動流体流路の内周側に位置する内周
壁近くの後縁ではその内周壁側に傾斜する方向に、また
前記作動流体流路の外周側に位置する外周壁近くではそ
の外周壁側に傾斜する方向に、それぞれ傾けて設定した
ことを特徴とする。
ために、請求項１の発明は、軸流タービンの静翼または
動翼であって、翼の内部に中空部を形成するとともに、
翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形成
し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流体
よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁
側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すように
した軸流タービン翼において、前記高圧流体の吹き出し
口の向きを、前記作動流体流路の内周側に位置する内周
壁近くの後縁ではその内周壁側に傾斜する方向に、また
前記作動流体流路の外周側に位置する外周壁近くではそ
の外周壁側に傾斜する方向に、それぞれ傾けて設定した
ことを特徴とする。
【００２７】本発明によれば、翼内部の中空部に導かれ
た高圧流体は後縁から吹き出される際に、内周壁近くで
は内周壁側に、外周壁近くでは外周壁側に傾斜するよう
に吹き出すので、図14に示した二次流れＦｓと逆向きの
流れが後縁下流に生じて二次流れの渦を弱くし、二次流
れ損失を低減させることができる。
た高圧流体は後縁から吹き出される際に、内周壁近くで
は内周壁側に、外周壁近くでは外周壁側に傾斜するよう
に吹き出すので、図14に示した二次流れＦｓと逆向きの
流れが後縁下流に生じて二次流れの渦を弱くし、二次流
れ損失を低減させることができる。
【００２８】請求項２の発明は、作動流体流路を流れの
方向に流路高さが増加する拡大流路とした軸流タービン
の静翼または動翼であって、翼の内部に中空部を形成す
るとともに、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出
し口を形成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主
流作動流体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、
前記翼後縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き
出すようにした軸流タービン翼において、タービン中心
軸から計った外周壁の傾斜角をβt 、外周壁と後縁の交
点の半径をＲt 、内周壁の傾斜角をβr 、内周壁と後縁
の交点の半径をＲr とし、任意半径Ｒにおける後縁位置
で定義した平均傾斜角βｍを、βｍ＝｛βt(Ｒ−Ｒr)＋
βr(Ｒt −Ｒ)}／（Ｒt −Ｒr)と定義した場合、後縁吹
き出しの子午面傾斜角βが、Ｒ＜（Ｒｒ＋Ｒt)／２にお
いてはβ＜βm ，Ｒ＞（Ｒｒ＋Ｒt)／２においてはβ＞
βm となるように、吹き出し口を形成したことを特徴と
する。
方向に流路高さが増加する拡大流路とした軸流タービン
の静翼または動翼であって、翼の内部に中空部を形成す
るとともに、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出
し口を形成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主
流作動流体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、
前記翼後縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き
出すようにした軸流タービン翼において、タービン中心
軸から計った外周壁の傾斜角をβt 、外周壁と後縁の交
点の半径をＲt 、内周壁の傾斜角をβr 、内周壁と後縁
の交点の半径をＲr とし、任意半径Ｒにおける後縁位置
で定義した平均傾斜角βｍを、βｍ＝｛βt(Ｒ−Ｒr)＋
βr(Ｒt −Ｒ)}／（Ｒt −Ｒr)と定義した場合、後縁吹
き出しの子午面傾斜角βが、Ｒ＜（Ｒｒ＋Ｒt)／２にお
いてはβ＜βm ，Ｒ＞（Ｒｒ＋Ｒt)／２においてはβ＞
βm となるように、吹き出し口を形成したことを特徴と
する。
【００２９】本発明によれば、拡大流路になっている場
合にも流路の拡大に伴う幾何学的な平均傾斜角βｍを基
準として、流路中央より内周壁近くでは内周壁側に、外
周壁近くでは外周壁側にそれぞれ傾斜するように吹き出
すので、第一の発明と同様な効果が生じて二次流れによ
る損失を低減させることができ、タービンの流体性能を
向上させることができる。
合にも流路の拡大に伴う幾何学的な平均傾斜角βｍを基
準として、流路中央より内周壁近くでは内周壁側に、外
周壁近くでは外周壁側にそれぞれ傾斜するように吹き出
すので、第一の発明と同様な効果が生じて二次流れによ
る損失を低減させることができ、タービンの流体性能を
向上させることができる。
【００３０】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の軸流タービン翼において、翼の腹側（正圧側）を、内
周壁および外周壁の近くでそれぞれ内周壁と外周壁とに
向くように、かつ子午面またはタービン中心軸に直角な
面に投影した後縁線が弓形に湾曲するように形成し、前
記後縁線に沿って吹き出し口を設けたことを特徴とす
る。
の軸流タービン翼において、翼の腹側（正圧側）を、内
周壁および外周壁の近くでそれぞれ内周壁と外周壁とに
向くように、かつ子午面またはタービン中心軸に直角な
面に投影した後縁線が弓形に湾曲するように形成し、前
記後縁線に沿って吹き出し口を設けたことを特徴とす
る。
【００３１】本発明によれば、内周壁と外周壁の近くで
翼の腹側が壁の方向に向くように後縁線を弓形に湾曲さ
せるので、主流の流れが壁面に押しつけらるように翼列
から流出し、後縁からの吹き出しも壁の方向を向くの
で、二次流れ渦が壁から離れて巻き上がることを防止で
き、二次流れ渦の巻き上がりに起因する損失を低減する
ことができる。
翼の腹側が壁の方向に向くように後縁線を弓形に湾曲さ
せるので、主流の流れが壁面に押しつけらるように翼列
から流出し、後縁からの吹き出しも壁の方向を向くの
で、二次流れ渦が壁から離れて巻き上がることを防止で
き、二次流れ渦の巻き上がりに起因する損失を低減する
ことができる。
【００３２】請求項４の発明は、請求項１から３までの
いずれかに記載の軸流タービン翼において、翼の内部に
設けた中空部と、翼後縁部に沿って設けた吹き出し口と
の間に、吹き出し流体の半径方向の流れの向きを制御す
る複数の流れ案内板、案内翼、もしくは案内通路を設け
たことを特徴とする。
いずれかに記載の軸流タービン翼において、翼の内部に
設けた中空部と、翼後縁部に沿って設けた吹き出し口と
の間に、吹き出し流体の半径方向の流れの向きを制御す
る複数の流れ案内板、案内翼、もしくは案内通路を設け
たことを特徴とする。
【００３３】本発明によれば、吹き出し流体の半径方向
の流れの向きを制御する案内板、案内翼、もしくは案内
通路を設けて吹き出し流体の流れを壁側に向くように流
出させるので、翼の後流に二次流れ渦と反対の方向の流
れを引き起こし、二次流れ損失を低減させることができ
る。
の流れの向きを制御する案内板、案内翼、もしくは案内
通路を設けて吹き出し流体の流れを壁側に向くように流
出させるので、翼の後流に二次流れ渦と反対の方向の流
れを引き起こし、二次流れ損失を低減させることができ
る。
【００３４】請求項５の発明は、請求項１から４までの
いずれかに記載の軸流タービン翼において、前記吹き出
し口を後縁の全長の内の前記内周壁および外周壁の極め
て近くの一部を除く全領域に設けたことを特徴とする。
いずれかに記載の軸流タービン翼において、前記吹き出
し口を後縁の全長の内の前記内周壁および外周壁の極め
て近くの一部を除く全領域に設けたことを特徴とする。
【００３５】本発明によれば、壁の極めて近くでは吹き
出し口を設けないようにしたので、吹き出し流れが壁の
境界層と干渉して混合と摩擦による損失を生ずることを
防ぐことができる。
出し口を設けないようにしたので、吹き出し流れが壁の
境界層と干渉して混合と摩擦による損失を生ずることを
防ぐことができる。
【００３６】請求項６の発明は、軸流タービンの静翼ま
たは動翼であって、翼の内部に中空部を形成するととも
に、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形
成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流
体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後
縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すよう
にした軸流タービン翼において、内周壁近くの後縁部の
みに吹き出し口を設けるか、もしくは後縁全長に渡って
吹き出し口を設けるが、内周壁近くの吹き出し口の開口
部幅を大きく形成して、内周壁側に多量の吹き出し流体
が流れるようにしたことを特徴とする。
たは動翼であって、翼の内部に中空部を形成するととも
に、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形
成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流
体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後
縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すよう
にした軸流タービン翼において、内周壁近くの後縁部の
みに吹き出し口を設けるか、もしくは後縁全長に渡って
吹き出し口を設けるが、内周壁近くの吹き出し口の開口
部幅を大きく形成して、内周壁側に多量の吹き出し流体
が流れるようにしたことを特徴とする。
【００３７】本発明によれば、一般的に二次流れ損失と
衝撃波損失が大きい内周壁側に集中して吹き出しを行な
うことにより、吹き出しに使用できる高圧流体の流量に
制限がある場合も効果的に流れ損失の低減を図ることが
できる。
衝撃波損失が大きい内周壁側に集中して吹き出しを行な
うことにより、吹き出しに使用できる高圧流体の流量に
制限がある場合も効果的に流れ損失の低減を図ることが
できる。
【００３８】請求項７の発明は、軸流タービンの静翼ま
たは動翼であって、翼の内部に中空部を形成するととも
に、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形
成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流
体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後
縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すよう
にした軸流タービン翼において、高圧流体の吹き出し方
向を、翼背側の内周壁の近くでは内周壁側に、翼背側の
外周壁の近くでは外周壁側に、翼腹側の内周壁の近くで
は外周壁側に、翼腹側の外周壁の近くでは内周壁側にそ
れぞれ向くように、翼表面吹き出し口を形成したことを
特徴とする。
たは動翼であって、翼の内部に中空部を形成するととも
に、翼の後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形
成し、翼後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流
体よりも高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後
縁側の吹き出し口から前記作動流体流路に吹き出すよう
にした軸流タービン翼において、高圧流体の吹き出し方
向を、翼背側の内周壁の近くでは内周壁側に、翼背側の
外周壁の近くでは外周壁側に、翼腹側の内周壁の近くで
は外周壁側に、翼腹側の外周壁の近くでは内周壁側にそ
れぞれ向くように、翼表面吹き出し口を形成したことを
特徴とする。
【００３９】本発明によれば、後縁ではなく翼表面から
二次流れを妨げる方向に高圧流体を吹き出すので、二次
流れ渦の発生段階で効果的に渦の成長を妨げることがで
きて、効果的に二次流れ損失を低減することができる。
二次流れを妨げる方向に高圧流体を吹き出すので、二次
流れ渦の発生段階で効果的に渦の成長を妨げることがで
きて、効果的に二次流れ損失を低減することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００４１】図１および図２は軸流タービンの第１実施
形態を示している。なお、従来の構成と同一または対応
する部分には図11および図12と同一の符号を用いて説明
する。
形態を示している。なお、従来の構成と同一または対応
する部分には図11および図12と同一の符号を用いて説明
する。
【００４２】本実施形態では、図１および図２に示すよ
うに、作動流体流路の外周壁10を構成するケーシング４
と内周壁11を構成する静翼内輪21との間に、周方向に数
十枚の静翼１が接合固定されている。また、ロータ３に
は周方向に数十枚の動翼２が取り付けられ、高速で回転
できる構成になっている。
うに、作動流体流路の外周壁10を構成するケーシング４
と内周壁11を構成する静翼内輪21との間に、周方向に数
十枚の静翼１が接合固定されている。また、ロータ３に
は周方向に数十枚の動翼２が取り付けられ、高速で回転
できる構成になっている。
【００４３】ケーシング４には高圧流体通路16が設けら
れており、図示しない上流のタ一ビン段落や外部の圧縮
機などから、翼の加熱、冷却あるいは流れの制御等の目
的で高圧流体が静翼１の内部の中空部に導かれるように
なっている。なお、本実施形態は静翼を対象として説明
しているが、動翼を対象とする場合には、高圧流体通路
16がロータ３の内部に設けられる。
れており、図示しない上流のタ一ビン段落や外部の圧縮
機などから、翼の加熱、冷却あるいは流れの制御等の目
的で高圧流体が静翼１の内部の中空部に導かれるように
なっている。なお、本実施形態は静翼を対象として説明
しているが、動翼を対象とする場合には、高圧流体通路
16がロータ３の内部に設けられる。
【００４４】図２は図１のＢ−Ｂ断面図であり、この図
２に示すように、中空部７と後縁吹き出し口９の間に
は、吹き出し通路８が設けられている。そして図１に示
すように、吹き出し通路８は案内板14と、案内翼13とに
よって仕切られ、各半径ごとにあらかじめ決められた子
午面傾斜角βで、高圧流体が後縁から吹き出すようにな
っている。
２に示すように、中空部７と後縁吹き出し口９の間に
は、吹き出し通路８が設けられている。そして図１に示
すように、吹き出し通路８は案内板14と、案内翼13とに
よって仕切られ、各半径ごとにあらかじめ決められた子
午面傾斜角βで、高圧流体が後縁から吹き出すようにな
っている。
【００４５】タービン中心軸から計った外周壁の傾斜角
をβt、外周壁と後縁の交点の半径をＲｔ、内周壁の傾斜
角をβr、内周壁と後縁の交点の半径をＲｒとし、任意半
径Ｒにおける後縁位置で定義した平均傾斜角βｍを、
をβt、外周壁と後縁の交点の半径をＲｔ、内周壁の傾斜
角をβr、内周壁と後縁の交点の半径をＲｒとし、任意半
径Ｒにおける後縁位置で定義した平均傾斜角βｍを、
【数３】 と定義した場合、後縁吹き出しの子午面傾斜角βが、
【数４】 となるように、後縁吹き出し口９を形成する案内板14及
び案内翼13の形状と半径方向の取り付け角度を調整して
いる。
び案内翼13の形状と半径方向の取り付け角度を調整して
いる。
【００４６】内周壁11と外周壁10との壁際で、後縁全長
のそれぞれ５％から10％の長さの位置までには後縁吹き
出し口９を設けず、吹き出し通路内周側壁15と吹き出し
通路外周側壁12とを設けている。
のそれぞれ５％から10％の長さの位置までには後縁吹き
出し口９を設けず、吹き出し通路内周側壁15と吹き出し
通路外周側壁12とを設けている。
【００４７】次に、本実施形態の作用について説明す
る。高圧流体の流れＦｈは、中空部７から吹き出し通路
８を通って後縁吹き出し口９から主流作動流体Ｆｍに吹
き出す間に、吹き出し通路８の中に設けられた案内板1
4、案内翼13、吹き出し通路外周側壁12、吹き出し通路
内周側壁15によって、流路中央より外周壁寄りでは外周
壁10の方向に、また内周壁寄りでは内周壁11の方向に向
かう速度成分を与えられる。一方、壁の極めて近い位置
には吹き出し口が開口していないので、壁の近くで吹き
出した流体同士が衝突することがなく滑らかに流れる。
る。高圧流体の流れＦｈは、中空部７から吹き出し通路
８を通って後縁吹き出し口９から主流作動流体Ｆｍに吹
き出す間に、吹き出し通路８の中に設けられた案内板1
4、案内翼13、吹き出し通路外周側壁12、吹き出し通路
内周側壁15によって、流路中央より外周壁寄りでは外周
壁10の方向に、また内周壁寄りでは内周壁11の方向に向
かう速度成分を与えられる。一方、壁の極めて近い位置
には吹き出し口が開口していないので、壁の近くで吹き
出した流体同士が衝突することがなく滑らかに流れる。
【００４８】このように本実施形態によれば、後縁から
の吹き出しの方向を後縁に沿って内周壁11及び外周壁10
の方向に傾斜させることができ、しかも壁の極めて近い
位置に過度の集中をすることがないので、効果的に二次
流れを抑制してタービン段落の損失を低減することがで
きる。
の吹き出しの方向を後縁に沿って内周壁11及び外周壁10
の方向に傾斜させることができ、しかも壁の極めて近い
位置に過度の集中をすることがないので、効果的に二次
流れを抑制してタービン段落の損失を低減することがで
きる。
【００４９】翼を周方向に傾斜させたり、湾曲させる従
来の二次流れの抑制手段では、周方向に平均的な効果し
か期待できないのに対し、本実施形態では二次流れの渦
が集中する後流付近に、集中的に二次流れの渦と逆方向
の流れを起こすものであり、より効果的に渦を減衰させ
ることができる。
来の二次流れの抑制手段では、周方向に平均的な効果し
か期待できないのに対し、本実施形態では二次流れの渦
が集中する後流付近に、集中的に二次流れの渦と逆方向
の流れを起こすものであり、より効果的に渦を減衰させ
ることができる。
【００５０】図３は本発明を適用したタービン段落の半
径方向の損失分布を示している。従来例とは逆に、後縁
吹き出しを行なうことによって二次流れ損失が大幅に低
減している。
径方向の損失分布を示している。従来例とは逆に、後縁
吹き出しを行なうことによって二次流れ損失が大幅に低
減している。
【００５１】図４は、本発明の第２実施形態に係る軸流
タービン翼を示している。本実施形態においては、静翼
１が内周壁11外周壁10との間に接合固定されている。外
周壁1Οには高圧流体入口17が開口しており、静翼内部
の中空部７に連通している。
タービン翼を示している。本実施形態においては、静翼
１が内周壁11外周壁10との間に接合固定されている。外
周壁1Οには高圧流体入口17が開口しており、静翼内部
の中空部７に連通している。
【００５２】そして、中空部７と後縁吹き出し口９との
間の吹き出し通路８には、高圧流体の流れＦｈを壁方向
に向けるために、案内板14が設けられている。静翼１
は、内周壁11と外周壁10との近くで腹側（正圧面）がそ
れぞれ内周壁11および外周壁10の方向に向くように、タ
ービン軸中心に直行した面に投影した後縁線を弓形に湾
曲させている。
間の吹き出し通路８には、高圧流体の流れＦｈを壁方向
に向けるために、案内板14が設けられている。静翼１
は、内周壁11と外周壁10との近くで腹側（正圧面）がそ
れぞれ内周壁11および外周壁10の方向に向くように、タ
ービン軸中心に直行した面に投影した後縁線を弓形に湾
曲させている。
【００５３】このような第２実施形態の構成によると、
翼の腹側が壁の方向に向くように後縁を弓形に湾曲させ
たことによって、吹き出し通路８を通る高圧流体の流れ
が自然に壁方向を向くようになり、高圧流体の流れの損
失を低く押さえることができる。従って主流作動流体と
翼内部に供給される高圧流体との圧力差が小さいときで
も、二次流れの抑制効果を発揮することができる。
翼の腹側が壁の方向に向くように後縁を弓形に湾曲させ
たことによって、吹き出し通路８を通る高圧流体の流れ
が自然に壁方向を向くようになり、高圧流体の流れの損
失を低く押さえることができる。従って主流作動流体と
翼内部に供給される高圧流体との圧力差が小さいときで
も、二次流れの抑制効果を発揮することができる。
【００５４】図５は本発明の第３実施形態に係る軸流タ
ービン翼を示している。本実施形態においては、外周壁
10と内周壁11の間に接合固定されている静翼１の内部
に、中空部７が形成されており、高圧流体入口17が中空
部７の外周壁10側に開口している。静翼１の後縁20は、
子午面から見て後縁中央部が下流側に突出するように弓
形に湾曲している。
ービン翼を示している。本実施形態においては、外周壁
10と内周壁11の間に接合固定されている静翼１の内部
に、中空部７が形成されており、高圧流体入口17が中空
部７の外周壁10側に開口している。静翼１の後縁20は、
子午面から見て後縁中央部が下流側に突出するように弓
形に湾曲している。
【００５５】ただし、内外壁の極めて近い位置で後縁20
の湾曲部が終了し、後縁線と内外壁のなす角度が鋭角に
ならないように形成されている。後縁20部分の内部には
吹き出し通路８が設けられ、吹き出し通路８は内外壁面
の近くで吹き出し通路外周側壁12と吹き出し通路内周側
壁15とによって仕切られれている。
の湾曲部が終了し、後縁線と内外壁のなす角度が鋭角に
ならないように形成されている。後縁20部分の内部には
吹き出し通路８が設けられ、吹き出し通路８は内外壁面
の近くで吹き出し通路外周側壁12と吹き出し通路内周側
壁15とによって仕切られれている。
【００５６】このような第３実施形態によれば、中空部
７に供給された高圧流体が吹き出し通路８を通って後縁
20とほぼ直行する方向に噴出する。この場合、後縁20の
形状が湾曲しているため、壁近くの高圧流体の流れは内
外壁の方向に向かうことになる。従って、前記第１実施
形態と同様の効果が奏される。すなわち、第３実施形態
においては、吹き出し流れが後縁20に略直行して吹き出
すので、吹き出し通路内部の案内板や案内翼を省略する
ことができ、より単純な形状で二次流れ抑制効果を実現
できる。
７に供給された高圧流体が吹き出し通路８を通って後縁
20とほぼ直行する方向に噴出する。この場合、後縁20の
形状が湾曲しているため、壁近くの高圧流体の流れは内
外壁の方向に向かうことになる。従って、前記第１実施
形態と同様の効果が奏される。すなわち、第３実施形態
においては、吹き出し流れが後縁20に略直行して吹き出
すので、吹き出し通路内部の案内板や案内翼を省略する
ことができ、より単純な形状で二次流れ抑制効果を実現
できる。
【００５７】図６は本発明の第４実施形態に係る軸流タ
ービン翼を示している。本実施形態においては、後縁部
の吹き出し通路８が静翼１の内周壁11に近い部分だけに
設けられており、高圧流体はもっぱら静翼１の内周壁11
側の近くに壁の方向に向かって吹き出すようになってい
る。それ以外の構成および作用は第１、第２、第３実施
形態と略同様である。
ービン翼を示している。本実施形態においては、後縁部
の吹き出し通路８が静翼１の内周壁11に近い部分だけに
設けられており、高圧流体はもっぱら静翼１の内周壁11
側の近くに壁の方向に向かって吹き出すようになってい
る。それ以外の構成および作用は第１、第２、第３実施
形態と略同様である。
【００５８】本実施形態によれば、特に主流作動流体Ｆ
ｍが遷音流れになっており、高圧流体Ｆｈの流量に制約
が有る場合に効果的である。例えば、圧縮機からの高圧
流体で静翼１を冷却する場合を考えると、通常冷却に必
要な高圧の空気流量は主流作動流体の質量流量の２％前
後である。一方、主流が遷音速になると、翼列の損失が
急に大きくなる。これは、図７（Ａ）に示すように、静
翼後縁の背側と腹側に衝撃波が発生して、特に、腹側の
衝撃波が隣接翼の背側に入射し、この部分の境界層を乱
すことに起因する。ここで後縁から主流の４％前後の吹
き出しを行うと、図７（Ｂ）に示すように、腹側の衝撃
波が消滅することが分かっている。
ｍが遷音流れになっており、高圧流体Ｆｈの流量に制約
が有る場合に効果的である。例えば、圧縮機からの高圧
流体で静翼１を冷却する場合を考えると、通常冷却に必
要な高圧の空気流量は主流作動流体の質量流量の２％前
後である。一方、主流が遷音速になると、翼列の損失が
急に大きくなる。これは、図７（Ａ）に示すように、静
翼後縁の背側と腹側に衝撃波が発生して、特に、腹側の
衝撃波が隣接翼の背側に入射し、この部分の境界層を乱
すことに起因する。ここで後縁から主流の４％前後の吹
き出しを行うと、図７（Ｂ）に示すように、腹側の衝撃
波が消滅することが分かっている。
【００５９】また、通常の設計をした翼列では流速が上
がるに従って内輪側から衝撃波の発生する条件になって
行く。従って冷却空気量を増やさずにタービン段落の損
失の低減を図るためには、内輪側に吹き出しを集中する
ことが効果的である。
がるに従って内輪側から衝撃波の発生する条件になって
行く。従って冷却空気量を増やさずにタービン段落の損
失の低減を図るためには、内輪側に吹き出しを集中する
ことが効果的である。
【００６０】図８は後縁吹き出し口を内輪側から徐々に
長くしたときの段落性能向上率の変化を示す。後縁吹き
出し口の長さが０．５すなわち、静翼後縁高さの中央か
ら内輪側の半分だけ吹き出しを行うことによって、後縁
全長にて吹き出しを行ったときの約２／３の効果を上げ
ている。冷却空気流量には圧縮機側の制約で性能を落と
さずに供給できる限界があるので、本発明が有効とな
る。
長くしたときの段落性能向上率の変化を示す。後縁吹き
出し口の長さが０．５すなわち、静翼後縁高さの中央か
ら内輪側の半分だけ吹き出しを行うことによって、後縁
全長にて吹き出しを行ったときの約２／３の効果を上げ
ている。冷却空気流量には圧縮機側の制約で性能を落と
さずに供給できる限界があるので、本発明が有効とな
る。
【００６１】図９および図10は、本発明の第５実施形態
に係る軸流タービン翼を示している。本実施形態では、
静翼１内部の中空部７から、腹側表面吹き出し口18と背
側表面吹き出し口19とを設けている点が他の実施形態と
異なっている。更に、腹側表面吹き出し口18は流路中央
方向に吹き出すように開口し、背側表面吹き出し口19は
壁側に向かって吹き出すようになっており、共に二次流
れの渦の方向と逆の流れを作り出して、損失を低減する
効果がある。
に係る軸流タービン翼を示している。本実施形態では、
静翼１内部の中空部７から、腹側表面吹き出し口18と背
側表面吹き出し口19とを設けている点が他の実施形態と
異なっている。更に、腹側表面吹き出し口18は流路中央
方向に吹き出すように開口し、背側表面吹き出し口19は
壁側に向かって吹き出すようになっており、共に二次流
れの渦の方向と逆の流れを作り出して、損失を低減する
効果がある。
【００６２】
【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る軸
流タービン翼よれば、翼列の二次流れと反対方向の吹き
出し流れを生じさせることができ、それによって二次流
れの渦を減衰させることができる。従って、後縁や翼表
面からの吹き出しによっては損失が増加せず、むしろ吹
き出しによって効率が向上する等の効果が奏される。
流タービン翼よれば、翼列の二次流れと反対方向の吹き
出し流れを生じさせることができ、それによって二次流
れの渦を減衰させることができる。従って、後縁や翼表
面からの吹き出しによっては損失が増加せず、むしろ吹
き出しによって効率が向上する等の効果が奏される。
【図１】本発明に係る軸流タービン翼の第１実施形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【図３】前記第１実施形態の効果を説明する全圧損失の
高さ方向分布図。
高さ方向分布図。
【図４】本発明に係る軸流タービン翼の第２実施形態を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図５】本発明に係る軸流タービン翼の第３実施形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図６】本発明に係る軸流タービン翼の第４実施形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は第４実施形態の効果を説明す
る翼列の衝撃波説明図。
る翼列の衝撃波説明図。
【図８】第４実施形態の効果を説明する性能向上率と後
縁吹き出し長さの関係図。
縁吹き出し長さの関係図。
【図９】本発明に係る軸流タービン翼の第５実施形態を
示す断面図。
示す断面図。
【図１０】本発明に係る軸流タービン翼の第５実施形態
を異なる面で示す断面図。
を異なる面で示す断面図。
【図１１】従来の軸流タービン翼を示す断面図。
【図１２】図１１におけるΑ−Α断面図。
【図１３】従来の軸流タービン翼の問題点を説明する全
圧損失係数の高さ方向分布図。
圧損失係数の高さ方向分布図。
【図１４】軸流タービンの二次流れを説明する概念図。
１ 静翼 ２ 動翼 ３ ロータ ４ ケーシング ５ 吸い込み口 ６ バイパス通路 ７ 中空部 ８ 吹き出し通路 ９ 後縁吹き出し口 10 外周壁 11 内周壁 12 通路外周側壁 13 案内翼 14 案内板 15 吹き出し通路内周側壁 16 高圧流体通路 17 流体入口 18 腹側表面吹き出し口 19 背側表面吹き出し口 20 後縁 21 静翼内輪
Claims (7)
- 【請求項１】 軸流タービンの静翼または動翼であっ
て、翼の内部に中空部を形成するとともに、翼の後縁部
に前記中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼後縁ま
わりの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも高圧で
前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁側の吹き出し
口から前記作動流体流路に吹き出すようにした軸流ター
ビン翼において、前記高圧流体の吹き出し口の向きを、
前記作動流体流路の内周側に位置する内周壁近くの後縁
ではその内周壁側に傾斜する方向に、また前記作動流体
流路の外周側に位置する外周壁近くではその外周壁側に
傾斜する方向に、それぞれ傾けて設定したことを特徴と
する軸流タービン翼。 - 【請求項２】 作動流体流路を流れの方向に流路高さが
増加する拡大流路とした軸流タービンの静翼または動翼
であって、翼の内部に中空部を形成するとともに、翼の
後縁部に前記中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼
後縁まわりの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも
高圧で前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁側の吹
き出し口から前記作動流体流路に吹き出すようにした軸
流タービン翼において、タービン中心軸から計った外周
壁の傾斜角をβt 、外周壁と後縁の交点の半径をＲt 、
内周壁の傾斜角をβr 、内周壁と後縁の交点の半径をＲ
r とし、任意半径Ｒにおける後縁位置で定義した平均傾
斜角βｍを、 【数１】 と定義した場合、後縁吹き出しの子午面傾斜角βが、 【数２】 となるように吹き出し口を形成したことを特徴とする軸
流タービン翼。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の軸流タービン翼
において、翼の腹側（正圧側）を、内周壁および外周壁
の近くでそれぞれ内周壁と外周壁とに向くように、かつ
子午面またはタービン中心軸に直角な面に投影した後縁
線が弓形に湾曲するように形成し、前記後縁線に沿って
吹き出し口を設けたことを特徴とする軸流タービン翼。 - 【請求項４】 請求項１から３までのいずれかに記載の
軸流タービン翼において、翼の内部に設けた中空部と、
翼後縁部に沿って設けた吹き出し口との間に、吹き出し
流体の半径方向の流れの向きを制御する複数の流れ案内
板、案内翼、もしくは案内通路を設けたことを特徴とす
る軸流タービン翼。 - 【請求項５】 請求項１から４までのいずれかに記載の
軸流タービン翼において、前記吹き出し口を後縁の全長
の内の前記内周壁および外周壁の極めて近くの一部を除
く全領域に設けたことを特徴とする軸流タービン翼。 - 【請求項６】 軸流タービンの静翼または動翼であっ
て、翼の内部に中空部を形成するとともに、翼の後縁部
に前記中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼後縁ま
わりの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも高圧で
前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁側の吹き出し
口から前記作動流体流路に吹き出すようにした軸流ター
ビン翼において、内周壁近くの後縁部のみに吹き出し口
を設けるか、もしくは後縁全長に渡って吹き出し口を設
けるが、内周壁近くの吹き出し口の開口部幅を大きく形
成して、内周壁側に多量の吹き出し流体が流れるように
したことを特徴とする軸軸流タービン翼。 - 【請求項７】 軸流タービンの静翼または動翼であっ
て、翼の内部に中空部を形成するとともに、翼の後縁部
に前記中空部に連通する吹き出し口を形成し、翼後縁ま
わりの作動流体流路に流れる主流作動流体よりも高圧で
前記中空部に導かれた流体を、前記翼後縁側の吹き出し
口から前記作動流体流路に吹き出すようにした軸流ター
ビン翼において、高圧流体の吹き出し方向を、翼背側の
内周壁の近くでは内周壁側に、翼背側の外周壁の近くで
は外周壁側に、翼腹側の内周壁の近くでは外周壁側に、
翼腹側の外周壁の近くでは内周壁側にそれぞれ向くよう
に、翼表面吹き出し口を形成したことを特徴とする軸流
タービン翼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00771896A JP3786458B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 軸流タービン翼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00771896A JP3786458B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 軸流タービン翼 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005202157A Division JP2005299680A (ja) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | 軸流タービン翼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09195705A true JPH09195705A (ja) | 1997-07-29 |
| JP3786458B2 JP3786458B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=11673520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00771896A Expired - Lifetime JP3786458B2 (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 軸流タービン翼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786458B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000154701A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | General Electric Co <Ge> | 軸方向蛇行冷却エ―ロフォイル |
| JP2001065304A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-03-13 | United Technol Corp <Utc> | ガスタービンエンジンのコアガス流路内のコアガス流の半径方向の移動を抑制するための装置および方法 |
| EP1209323A2 (en) * | 2000-11-28 | 2002-05-29 | Nuovo Pignone Holding S.P.A. | Cooling system for gas turbine stator vanes |
| EP1213442A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-12 | United Technologies Corporation | Coolable airfoil structure |
| JP2006307846A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Toshiba Corp | 軸流タービン |
| JP2009544893A (ja) * | 2006-07-26 | 2009-12-17 | ピーター ブラザーフッド リミテッド | 双方向流で使用する衝撃式タービン |
| JP4666729B2 (ja) * | 1999-07-26 | 2011-04-06 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 耐塵性にすぐれたエーロフォイル冷却構造 |
| JP2011074804A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | 蒸気タービンのノズル |
| JP2013096408A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | General Electric Co <Ge> | 翼形部及びそれを製造する方法 |
| JP2015001228A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ | 蒸気タービンにおける低体積流量の不安定性の制御 |
| JP2015048716A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン |
| JP2017053287A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 新日本造機株式会社 | 蒸気タービン |
| WO2018029770A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン翼及び蒸気タービン |
| JP2018127984A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービン |
| CN111022127A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-17 | 大连理工大学 | 一种涡轮叶片尾缘曲线式排气劈缝结构 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3591175A1 (de) * | 2018-07-02 | 2020-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Ausgangöffnung einer dampfturbine |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP00771896A patent/JP3786458B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4498508B2 (ja) * | 1998-11-16 | 2010-07-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 軸方向蛇行冷却エーロフォイル |
| JP2000154701A (ja) * | 1998-11-16 | 2000-06-06 | General Electric Co <Ge> | 軸方向蛇行冷却エ―ロフォイル |
| JP4666729B2 (ja) * | 1999-07-26 | 2011-04-06 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 耐塵性にすぐれたエーロフォイル冷却構造 |
| JP2001065304A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-03-13 | United Technol Corp <Utc> | ガスタービンエンジンのコアガス流路内のコアガス流の半径方向の移動を抑制するための装置および方法 |
| KR100705859B1 (ko) * | 2000-11-28 | 2007-04-09 | 누보 피그노네 홀딩 에스피에이 | 가스 터빈 스테이터 노즐용 냉각 시스템 |
| EP1209323A3 (en) * | 2000-11-28 | 2004-02-04 | Nuovo Pignone Holding S.P.A. | Cooling system for gas turbine stator vanes |
| EP1209323A2 (en) * | 2000-11-28 | 2002-05-29 | Nuovo Pignone Holding S.P.A. | Cooling system for gas turbine stator vanes |
| EP1213442A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-12 | United Technologies Corporation | Coolable airfoil structure |
| JP2006307846A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Toshiba Corp | 軸流タービン |
| US9765753B2 (en) | 2006-07-26 | 2017-09-19 | Dresser-Rand Company | Impulse turbine for use in bi-directional flows |
| JP2009544893A (ja) * | 2006-07-26 | 2009-12-17 | ピーター ブラザーフッド リミテッド | 双方向流で使用する衝撃式タービン |
| JP2011074804A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi Ltd | 蒸気タービンのノズル |
| JP2013096408A (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-20 | General Electric Co <Ge> | 翼形部及びそれを製造する方法 |
| JP2015001228A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | アルストム テクノロジー リミテッドＡＬＳＴＯＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｔｄ | 蒸気タービンにおける低体積流量の不安定性の制御 |
| JP2015048716A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン |
| JP2017053287A (ja) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 新日本造機株式会社 | 蒸気タービン |
| WO2018029770A1 (ja) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | 蒸気タービン翼及び蒸気タービン |
| US11149549B2 (en) | 2016-08-09 | 2021-10-19 | Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation | Blade of steam turbine and steam turbine |
| JP2018127984A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービン |
| WO2018147013A1 (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービン |
| KR20190086542A (ko) * | 2017-02-10 | 2019-07-22 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 증기 터빈 |
| CN110100077A (zh) * | 2017-02-10 | 2019-08-06 | 三菱日立电力系统株式会社 | 蒸汽涡轮 |
| US11492920B2 (en) | 2017-02-10 | 2022-11-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Steam turbine |
| CN111022127A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-17 | 大连理工大学 | 一种涡轮叶片尾缘曲线式排气劈缝结构 |
| CN111022127B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-12-03 | 大连理工大学 | 一种涡轮叶片尾缘曲线式排气劈缝结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786458B2 (ja) | 2006-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4063938B2 (ja) | ガスタービンエンジンの動翼の冷却通路の乱流器構造 | |
| JP2810023B2 (ja) | 高温部材冷却装置 | |
| JP4993726B2 (ja) | カスケード先端部バッフルエーロフォイル | |
| JP3880639B2 (ja) | ガスタービンエンジンの空冷式翼型構造 | |
| JP4086906B2 (ja) | ガスタービンのエアフォイルの冷却 | |
| EP0992654B1 (en) | Coolant passages for gas turbine components | |
| JPH09195705A (ja) | 軸流タービン翼 | |
| JP4063937B2 (ja) | ガスタービンエンジン内の翼の冷却通路の乱流促進構造 | |
| US6174134B1 (en) | Multiple impingement airfoil cooling | |
| US8202039B2 (en) | Blade shroud with aperture | |
| EP0466501A2 (en) | Curved film cooling holes for gas turbine engine vanes | |
| US4863348A (en) | Blade, especially a rotor blade | |
| JP4184323B2 (ja) | ガスタービンエンジンのタービン用の中空回転翼 | |
| EP2138675A2 (en) | A rotor blade | |
| JP4152184B2 (ja) | 下降段を有するタービンのプラットフォーム | |
| KR19980024999A (ko) | 축류 유체기계용 날개 | |
| JP4436500B2 (ja) | エーロフォイルの前縁隔離冷却 | |
| JP2001214707A (ja) | 勾配付きフイルム冷却を備えるタービンノズル | |
| JP2006242187A (ja) | タービンのエーロフォイル | |
| JPH0370084B2 (ja) | ||
| JP2000161003A (ja) | 直列インピンジメント冷却エ―ロフォイル | |
| JPH07189603A (ja) | タービン冷却翼及び冷却部材 | |
| WO2014041619A1 (ja) | ガスタービン | |
| EP1484476A2 (en) | Cooled platform for a turbine nozzle guide vane or rotor blade | |
| GB2127105A (en) | Improvements in cooled gas turbine engine aerofoils |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050711 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051122 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060123 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060126 |
|
| 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: 20060317 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060320 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110331 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120331 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130331 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130331 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140331 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |