JPH10184311A - タービンの静翼列構造 - Google Patents
タービンの静翼列構造Info
- Publication number
- JPH10184311A JPH10184311A JP35907796A JP35907796A JPH10184311A JP H10184311 A JPH10184311 A JP H10184311A JP 35907796 A JP35907796 A JP 35907796A JP 35907796 A JP35907796 A JP 35907796A JP H10184311 A JPH10184311 A JP H10184311A
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- JP
- Japan
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- stationary
- row structure
- blade row
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 溶接構造を維持するための条件を満足すると
ともに、静翼の高さ方向の出口流れ角度を変更して高さ
方向の各点での特性を最適条件に近付けることができる
タービンの静翼列構造を提供すること。 【解決手段】 各静翼１１の任意の半径上の断面形状を
一定にしながら各半径上で翼断面形状の重心を軸として
角度を変えてひねるようにする。そして、各静翼１１を
シュラウド外輪１２からハブ内輪１３に向かってひねる
ように回転しながら装着し、周囲を溶接する。これによ
り、溶接構造として必要な静翼１１の条件を満足しつつ
出口流れ角度αが最適条件に近い静翼列構造を得ること
ができる。
ともに、静翼の高さ方向の出口流れ角度を変更して高さ
方向の各点での特性を最適条件に近付けることができる
タービンの静翼列構造を提供すること。 【解決手段】 各静翼１１の任意の半径上の断面形状を
一定にしながら各半径上で翼断面形状の重心を軸として
角度を変えてひねるようにする。そして、各静翼１１を
シュラウド外輪１２からハブ内輪１３に向かってひねる
ように回転しながら装着し、周囲を溶接する。これによ
り、溶接構造として必要な静翼１１の条件を満足しつつ
出口流れ角度αが最適条件に近い静翼列構造を得ること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、タービンの静翼
列構造に関し、溶接構造としながら出口の流れ角度を調
整できるようにしたものである。
列構造に関し、溶接構造としながら出口の流れ角度を調
整できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン、ターボ膨脹機、過給機な
どの軸流タービンは、その概略構造を示す図３のよう
に、高圧ガスを同心の２つの内外ケーシング１，２内に
設けたノズル翼列（静翼列）３と、動翼列４とから構成
されるタービンを通過させて低圧部に導く間に、その圧
力差で生じる運動エネルギを回転エネルギに変えて取り
出す装置である。
どの軸流タービンは、その概略構造を示す図３のよう
に、高圧ガスを同心の２つの内外ケーシング１，２内に
設けたノズル翼列（静翼列）３と、動翼列４とから構成
されるタービンを通過させて低圧部に導く間に、その圧
力差で生じる運動エネルギを回転エネルギに変えて取り
出す装置である。
【０００３】このような軸流タービンの静翼列３を安価
に製作する方法として溶接構造とするものがあり、図４
に一部分の斜視外観を示すように、環状のシュラウド外
輪５とハブ内輪６とにそれぞれ静翼７の横断面形状（あ
る半径上の断面形状）の孔を形成しておき、翼型の断面
形状が翼高さ方向に一定の直線状の静翼（二次元ストレ
ート翼）７をシュラウド外輪５の孔から挿入してハブ内
輪６から突き出すようにし、シュラウド外輪５およびハ
ブ内輪６の孔と各静翼７との周囲を溶接することで固定
するようにしている。
に製作する方法として溶接構造とするものがあり、図４
に一部分の斜視外観を示すように、環状のシュラウド外
輪５とハブ内輪６とにそれぞれ静翼７の横断面形状（あ
る半径上の断面形状）の孔を形成しておき、翼型の断面
形状が翼高さ方向に一定の直線状の静翼（二次元ストレ
ート翼）７をシュラウド外輪５の孔から挿入してハブ内
輪６から突き出すようにし、シュラウド外輪５およびハ
ブ内輪６の孔と各静翼７との周囲を溶接することで固定
するようにしている。
【０００４】このような溶接構造のタービン静翼列３で
は、精密鋳造で作る３次元形状のタービン静翼に比べて
安価に製作できるという特徴があり、自家用や非常用の
発電設備の小中型ガスタービンの静翼列として採用され
ている。
は、精密鋳造で作る３次元形状のタービン静翼に比べて
安価に製作できるという特徴があり、自家用や非常用の
発電設備の小中型ガスタービンの静翼列として採用され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の溶接
構造のタービン静翼列３では、シュラウド外輪５から各
静翼７をハブ内輪６まで差し込んで溶接しなければなら
ないことから、図４（ｂ）に静翼７の平面状態を示すよ
うに、任意の半径上の翼型断面形状が一定で高さ方向に
は何等形状変化のない直線状の静翼７を採用するように
しているため、翼出口の流れ角度が任意の半径上で同一
になり、シュラウド外輪５とハブ内輪６との中間点での
特性（例えば、速度三角形）が最適となるように設計し
てもハブ内輪６からシュラウド外輪５までの全ての半径
上で最適な設計条件（例えば、速度三角形）となるよう
にすることができないという問題がある。
構造のタービン静翼列３では、シュラウド外輪５から各
静翼７をハブ内輪６まで差し込んで溶接しなければなら
ないことから、図４（ｂ）に静翼７の平面状態を示すよ
うに、任意の半径上の翼型断面形状が一定で高さ方向に
は何等形状変化のない直線状の静翼７を採用するように
しているため、翼出口の流れ角度が任意の半径上で同一
になり、シュラウド外輪５とハブ内輪６との中間点での
特性（例えば、速度三角形）が最適となるように設計し
てもハブ内輪６からシュラウド外輪５までの全ての半径
上で最適な設計条件（例えば、速度三角形）となるよう
にすることができないという問題がある。
【０００６】一方、静翼列の溶接構造を維持するために
は、シュラウド外輪からハブ内輪を貫通させることがで
きる形状でなければならないこと、シュラウド外輪とハ
ブ内輪の各静翼を貫通させる孔と各静翼との隙間が溶接
可能な隙間でなければならないこと、さらに、シュラウ
ド外輪とハブ内輪に各静翼を挿入後、溶接する際に各静
翼の取付位置や取付角度が変化せずに溶接できること、
の３つの条件を満たすようにしなければならない。
は、シュラウド外輪からハブ内輪を貫通させることがで
きる形状でなければならないこと、シュラウド外輪とハ
ブ内輪の各静翼を貫通させる孔と各静翼との隙間が溶接
可能な隙間でなければならないこと、さらに、シュラウ
ド外輪とハブ内輪に各静翼を挿入後、溶接する際に各静
翼の取付位置や取付角度が変化せずに溶接できること、
の３つの条件を満たすようにしなければならない。
【０００７】この発明は、かかる従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、溶接構造を維持するための条件を満
足するとともに、静翼の高さ方向の出口流れ角度を変更
して高さ方向の各点での特性を最適条件に近付けること
ができるタービンの静翼列構造を提供しようとするもの
である。
てなされたもので、溶接構造を維持するための条件を満
足するとともに、静翼の高さ方向の出口流れ角度を変更
して高さ方向の各点での特性を最適条件に近付けること
ができるタービンの静翼列構造を提供しようとするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明のタービンの静翼列構造は、軸流タービンの静
翼をシュラウド外輪とハブ内輪との間に挿入して溶接・
固定するタービンの静翼列構造であって、前記軸流ター
ビンの静翼のシュラウド外輪からハブ内輪までの任意の
半径上の断面形状を同一にするとともに、この断面形状
を当該静翼の重心を軸として高さ方向に角度を変えて出
口流れ角度の異なる二次元ひねり翼としたことを特徴と
するものである。
この発明のタービンの静翼列構造は、軸流タービンの静
翼をシュラウド外輪とハブ内輪との間に挿入して溶接・
固定するタービンの静翼列構造であって、前記軸流ター
ビンの静翼のシュラウド外輪からハブ内輪までの任意の
半径上の断面形状を同一にするとともに、この断面形状
を当該静翼の重心を軸として高さ方向に角度を変えて出
口流れ角度の異なる二次元ひねり翼としたことを特徴と
するものである。
【０００９】このタービンの静翼列構造によれば、各静
翼の任意の半径上の断面形状を一定にしながら各半径上
で翼断面形状の重心を軸として角度を変えてひねるよう
にしており、溶接構造としての必要な条件を満足しつつ
出口流れ角度が最適条件に近い静翼列構造を得ることが
できるようになる。
翼の任意の半径上の断面形状を一定にしながら各半径上
で翼断面形状の重心を軸として角度を変えてひねるよう
にしており、溶接構造としての必要な条件を満足しつつ
出口流れ角度が最適条件に近い静翼列構造を得ることが
できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づき詳細に説明する。図１はこの発明のタービ
ンの静翼列構造の一実施の形態にかかり、（ａ）は一部
分の外観を示す斜視図、（ｂ）は１つの静翼を抽出して
示す平面図である。
図面に基づき詳細に説明する。図１はこの発明のタービ
ンの静翼列構造の一実施の形態にかかり、（ａ）は一部
分の外観を示す斜視図、（ｂ）は１つの静翼を抽出して
示す平面図である。
【００１１】このタービンの静翼列構造１０は溶接構造
で作られるものであり、複数の静翼１１と、これら各静
翼１１が取付けられる外周のシュラウド外輪１２および
内周のハブ内輪１３とで構成され、外周のシュラウド外
輪１２の外側から内周のハブ内輪１３まで各静翼１１を
貫通させ、シュラウド外輪１２と各静翼１１との周囲お
よびハブ内輪１３と各静翼１１との周囲をそれぞれ溶接
することで製作される。
で作られるものであり、複数の静翼１１と、これら各静
翼１１が取付けられる外周のシュラウド外輪１２および
内周のハブ内輪１３とで構成され、外周のシュラウド外
輪１２の外側から内周のハブ内輪１３まで各静翼１１を
貫通させ、シュラウド外輪１２と各静翼１１との周囲お
よびハブ内輪１３と各静翼１１との周囲をそれぞれ溶接
することで製作される。
【００１２】このタービングの静翼列構造１０を構成す
る各静翼１１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、タービンの静翼列構造１０の半径方向（翼の高さ方
向）の任意の位置の横断面形状が同一の翼型とされ、し
かも半径方向中央を境に上下の翼型がその重心を軸に角
度が変えられ、上下がひねられた状態に形成してある。
る各静翼１１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、タービンの静翼列構造１０の半径方向（翼の高さ方
向）の任意の位置の横断面形状が同一の翼型とされ、し
かも半径方向中央を境に上下の翼型がその重心を軸に角
度が変えられ、上下がひねられた状態に形成してある。
【００１３】この外周側であるシュラウド側と内周側で
あるハブ側とでひねり角度βは、通常の静翼１１の設計
点である高さ方向中央での特性、速度三角形が最適とな
るように出口流れ角度αが定められたときに、シュラウ
ド側とハブ側のそれぞれの出口流れ角度αs ，αh が最
適条件に近付くように定められるが、例えば、外周側で
あるシュラウド側と内周側であるハブ側との間のひねり
角度βが約５度程度となるようにする。
あるハブ側とでひねり角度βは、通常の静翼１１の設計
点である高さ方向中央での特性、速度三角形が最適とな
るように出口流れ角度αが定められたときに、シュラウ
ド側とハブ側のそれぞれの出口流れ角度αs ，αh が最
適条件に近付くように定められるが、例えば、外周側で
あるシュラウド側と内周側であるハブ側との間のひねり
角度βが約５度程度となるようにする。
【００１４】そして、シュラウド外輪１２およびハブ内
輪１３に静翼１１の横断面形状でそれぞれが貫通する半
径方向位置のひねり角度の貫通孔１２ａ，１３ａが静翼
１１の枚数に応じて形成してある。
輪１３に静翼１１の横断面形状でそれぞれが貫通する半
径方向位置のひねり角度の貫通孔１２ａ，１３ａが静翼
１１の枚数に応じて形成してある。
【００１５】したがって、タービンの静翼列構造１０を
製作する場合には、シュラウド外輪１２の貫通孔１２ａ
の外側から静翼１１のハブ側を挿入し、ひねり角度に対
応して回転させながら押し込んでいき、ハブ内輪１３の
貫通孔１３ａを貫通させて所定の装着位置に取付ける。
製作する場合には、シュラウド外輪１２の貫通孔１２ａ
の外側から静翼１１のハブ側を挿入し、ひねり角度に対
応して回転させながら押し込んでいき、ハブ内輪１３の
貫通孔１３ａを貫通させて所定の装着位置に取付ける。
【００１６】このような静翼１１の取付けを繰り返して
シュラウド外輪１２及びハブ内輪１３の間に所定枚数の
静翼１１を装着する。
シュラウド外輪１２及びハブ内輪１３の間に所定枚数の
静翼１１を装着する。
【００１７】この後、シュラウド外輪１２の貫通孔１２
ａと静翼１１との周囲を溶接するとともに、ハブ内輪１
３の貫通孔１３ａと静翼１１との周囲も同様に溶接して
タービンの静翼列構造１０が完成する。
ａと静翼１１との周囲を溶接するとともに、ハブ内輪１
３の貫通孔１３ａと静翼１１との周囲も同様に溶接して
タービンの静翼列構造１０が完成する。
【００１８】このようなタービンの静翼列構造１０で
は、溶接構造としながら、シュラウド外輪１２側とハブ
内輪１３側の出口流れ角度αs ，αh を変えることがで
き、最適設計条件に近付けることができる。
は、溶接構造としながら、シュラウド外輪１２側とハブ
内輪１３側の出口流れ角度αs ，αh を変えることがで
き、最適設計条件に近付けることができる。
【００１９】これにより、図２に示すように、このター
ビンの静翼列構造１０の静翼１１の半径方向の速度三角
形を見ると、たとえばハブ側で従来の直線翼と同一の出
口流れ角度α1 とした場合に、破線で示すように、シュ
ラウド側でひねり角度を与えた分だけ出口流れ角度をα
2 と小さくすることができ、従来のシュラウド側でも同
一の出口流れ角度α1 となる場合に比べ、静翼１１の出
口流れ角度にハブ側からシュラウド側にかけてα1 〜α
2 の分布を付けることができる。
ビンの静翼列構造１０の静翼１１の半径方向の速度三角
形を見ると、たとえばハブ側で従来の直線翼と同一の出
口流れ角度α1 とした場合に、破線で示すように、シュ
ラウド側でひねり角度を与えた分だけ出口流れ角度をα
2 と小さくすることができ、従来のシュラウド側でも同
一の出口流れ角度α1 となる場合に比べ、静翼１１の出
口流れ角度にハブ側からシュラウド側にかけてα1 〜α
2 の分布を付けることができる。
【００２０】このようなタービンの静翼列構造１０を実
際の非常用の発電設備の小型ガスタービン用として製作
し、従来の直線状の静翼列の場合と性能比較を行ったと
ころ、全圧損失係数がシュラウド部で０．２８増大し、
ハブ部で０．６８減少し、平均で０．０３減少し、ハブ
部での問題が解消されるとともに、全体でもわずかな性
能向上が図られることを確認した。
際の非常用の発電設備の小型ガスタービン用として製作
し、従来の直線状の静翼列の場合と性能比較を行ったと
ころ、全圧損失係数がシュラウド部で０．２８増大し、
ハブ部で０．６８減少し、平均で０．０３減少し、ハブ
部での問題が解消されるとともに、全体でもわずかな性
能向上が図られることを確認した。
【００２１】また、このタービンの静翼列構造１０の静
翼１１の取付位置や取付角度などの加工精度が所定範囲
内に入ることも確認した。
翼１１の取付位置や取付角度などの加工精度が所定範囲
内に入ることも確認した。
【００２２】したがって、従来の溶接構造による安価な
製作コストを確保しながら、タービン静翼列の性能向上
を図ることができた。
製作コストを確保しながら、タービン静翼列の性能向上
を図ることができた。
【００２３】
【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したようにこの発明のタービンの静翼列構造によれ
ば、各静翼の任意の半径上の断面形状を一定にしながら
各半径上で翼断面形状の重心を軸として角度を変えてひ
ねるようにしたので、溶接構造として必要な条件を満足
しつつ出口流れ角度が最適条件に近い静翼列構造を得る
ことができる。したがって、安価で性能の良い溶接構造
の静翼列を得ることができる。
明したようにこの発明のタービンの静翼列構造によれ
ば、各静翼の任意の半径上の断面形状を一定にしながら
各半径上で翼断面形状の重心を軸として角度を変えてひ
ねるようにしたので、溶接構造として必要な条件を満足
しつつ出口流れ角度が最適条件に近い静翼列構造を得る
ことができる。したがって、安価で性能の良い溶接構造
の静翼列を得ることができる。
【図１】この発明のタービンの静翼列構造の一実施の形
態にかかり、（ａ）は一部分の外観を示す斜視図、
（ｂ）は１つの静翼を抽出して示す平面図である。
態にかかり、（ａ）は一部分の外観を示す斜視図、
（ｂ）は１つの静翼を抽出して示す平面図である。
【図２】この発明のタービンの静翼列構造の一実施の形
態にかかり、（ａ）はハブ部の速度三角形を、（ｂ）は
シュラウド部の速度三角形をそれぞれ示す説明図であ
る。
態にかかり、（ａ）はハブ部の速度三角形を、（ｂ）は
シュラウド部の速度三角形をそれぞれ示す説明図であ
る。
【図３】この発明のタービンの静翼列構造が適用される
軸流タービンの部分断面図である。
軸流タービンの部分断面図である。
【図４】従来のタービンの静翼列構造の一部分の外観斜
視図である。
視図である。
１０ タービンの静翼列構造 １１ 静翼 １２ シュラウド外輪 １２ａ 貫通孔 １３ ハブ内輪 １３ａ 貫通孔 α，α1 ，αs ，αh 出口流れ角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊地知 伸彰 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 柴田 均 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 八尾 喬生 千葉県船橋市海神町南１−1544−10 平和 産業株式会社本社工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 軸流タービンの静翼をシュラウド外輪と
ハブ内輪との間に挿入して溶接・固定するタービンの静
翼列構造であって、前記軸流タービンの静翼のシュラウ
ド外輪からハブ内輪までの任意の半径上の断面形状を同
一にするとともに、この断面形状を当該静翼の重心を軸
として高さ方向に角度を変えて出口流れ角度の異なる二
次元ひねり翼としたことを特徴とするタービンの静翼列
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35907796A JPH10184311A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | タービンの静翼列構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35907796A JPH10184311A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | タービンの静翼列構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184311A true JPH10184311A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18462626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35907796A Pending JPH10184311A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | タービンの静翼列構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184311A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661672B2 (en) | 2002-04-19 | 2003-12-09 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Electric connection box |
| CN102828783A (zh) * | 2012-10-08 | 2012-12-19 | 南通中能机械制造有限公司 | 一种汽轮机弯扭静叶片 |
| CN104373156A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-25 | 中国石油天然气集团公司 | 一种透平机械的静叶组件以及透平机械 |
| CN108266234A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-10 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 一种工业汽轮机高效转鼓级静叶片 |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP35907796A patent/JPH10184311A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661672B2 (en) | 2002-04-19 | 2003-12-09 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Electric connection box |
| CN102828783A (zh) * | 2012-10-08 | 2012-12-19 | 南通中能机械制造有限公司 | 一种汽轮机弯扭静叶片 |
| CN104373156A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-25 | 中国石油天然气集团公司 | 一种透平机械的静叶组件以及透平机械 |
| CN108266234A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-10 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 一种工业汽轮机高效转鼓级静叶片 |
| CN108266234B (zh) * | 2018-02-11 | 2023-06-09 | 杭州汽轮动力集团股份有限公司 | 一种工业汽轮机高效转鼓级静叶片 |
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