JPH11280406A - 軸流タービン - Google Patents

軸流タービン

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JPH11280406A
JPH11280406A JP8424398A JP8424398A JPH11280406A JP H11280406 A JPH11280406 A JP H11280406A JP 8424398 A JP8424398 A JP 8424398A JP 8424398 A JP8424398 A JP 8424398A JP H11280406 A JPH11280406 A JP H11280406A
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JP
Japan
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blade
height
integral cover
inflow side
axial flow
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JP8424398A
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Inventor
Toshio Suzuki
木 登志雄 鈴
Minoru Matsuda
田 實 松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/22Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インテグラルカバーの内周壁面が軸方向に沿
って傾斜した動翼においてシールフィン部の吹き抜け現
象による漏洩量を減少させ、また動翼通路部の流量を半
径方向に制御し高効率領域に多く流すようにすること。 【解決手段】 回転ホイールに植設され、周方向に配列
された複数の動翼21の翼頂部に、内周壁面を軸方向の
下流に沿って傾斜させたインテグラルカバー22を動翼
21と一体に設け、動翼通路の出口高さを入口高さより
大きくした先端傾斜型の軸流タービンにおいて、インテ
グラルカバー22の外周面に周方向に延びる複数の凹凸
面部或は複数の突起フイン25を設け、各凹面部及び凸
面部、或は突起フイン20と平坦部23,24の外周径
を軸方向下流に向って段階的に変化せしめた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン段落にお
ける熱エネルギーを有効に回転エネルギーとして回収し
得るようにした軸流タービンに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、蒸気、ガスタービン等の軸流タ
ービンは、静止しているノズルと外周に多数の動翼が配
列され回転するホイールから構成されている。ノズル
は、圧力の高い上流から圧力の低い下流に蒸気等の作動
流体を膨脹させ、熱エネルギーを速度エネルギーに変換
する。ホイールは、この速度エネルギーにより回転し回
転エネルギーとなり、その回転エネルギーで発電機を回
し動力として取り出す。
【0003】この動翼の外周部は、回転しているため、
これに対応しているノズルダイアフラム外輪の静止部と
の間に必然的に間隙を有している。この間隙を漏洩する
流体は、動翼の通路を通過しないため性能低下の要因と
なっている。従って、タービンの性能を向上させるに
は、この動翼外周部からの漏洩流体量をいかに低減する
かが重要な課題となる。
【0004】また、タービンの内部効率を向上するため
に、各種の技術が採用されているが、流体通路部を形成
したノズルと動翼の翼列内の流れを改善するのが有効な
手段である。翼列内では、壁面境界層の影響で二次流れ
渦が発生し、複雑な流れとなり大きな損失となってい
る。この損失を低減し、熱エネルギーを有効に回転エネ
ルギーとして回収することが重要な課題となる。
【0005】図9は、従来から蒸気タービンに使用され
ている段落通路部の例を示す。
【0006】タービン段落部は、ケーシング1に固定さ
れているノズルダイアフラム2に、流路部を形成するノ
ズル3と、ケーシング1の中心にあり回転可能なロータ
4と同心のホイール5に植設され通路部を形成する動翼
6、及び動翼6の先端部にあるテノン7で固定されたシ
ュラウド8と、ノズルダイアフラム2に取り付けられた
シールフィン9から構成されている。
【0007】前述のタービン段落は、図9に示すよう
に、回転するシュラウド8の外周面と静止しているシー
ルフィン6との間に間隙10があり、ノズル3からの流
体が動翼6の通路をバイパスし間隙10を漏洩する。こ
の漏洩流体は、段落部における全流量の1〜3%程度に
あり、有効にエネルギー変換ができず、タービンを回転
させるエネルギーとして寄与しないため、タービン効率
が低下して性能に大きな影響を及ぼしている。この動翼
先端部の漏洩防止装置は、動翼先端部にあるテノン7に
よってシュラウド8を固着しているが、シュラウド外周
の中央部にはテノン7が突出しているのでシールフィン
を設置できない欠点がある。漏洩量を減らすために間隙
10の寸法を小さくする方法があるが、小さくなり過ぎ
るとシュラウド8とシールフィン9で機械的な接触が起
こりやすくなり、間隙10の値には最小限界がある。そ
こで、従来からこの漏洩流体をできるだけ少なくするた
めに、動翼もしくは、静止部に高いシール効果のフィン
を設けている。従来においては、漏洩を防止するため図
10に示すシール構造が提案されている。この構造は、
シュラウド11の外周中央部にあるテノン12をシュラ
ウド11に埋め込み、そのシュラウド11と対向する位
置にシールフィン13を連続的に配列し、フィン数の増
加によってシール効果を高めている。さらに、シュラウ
ド11の流入側と流出側に段落部14を設け、この段落
部14でシール室15内流入した漏洩流体の速度を減衰
させ、シール室15内を突き抜けるのを防止している。
また、タービン段落は、図9に示すように、流体が高圧
から低圧へ膨脹する際、比容積が増大するため、段落通
路内におけるノズルや動翼の高さを高圧部に向うに従っ
て高くしている。この高さ変化が大きくなると、ノズル
や動翼は、流路の急拡大によって剥離流れが発生し渦損
失が増加するため、図11の符号16,17に示すよう
にノズルと動翼の流路外周壁面をコーン状に傾斜させ拡
大損失を減らす構造を採用している。ところが、ノズル
3、動翼6の外周壁に傾斜がある場合、構造的に多くの
シールフィンを設置することが不可能となるため、シュ
ラウド18の流出側に平坦面19を設け、シールフィン
20を局部的に設置している。しかし、これらの漏洩防
止装置では、シール効果が低く、タービンの段落性能に
悪影響を及ぼしている。
【0008】次に、従来の軸流タービン段落において
は、通路内の壁面近傍で境界層による渦流れが発生す
る。そのため、図12に示すように動翼高さが高い場合
には、翼長方向の根元部と先端部で損失が大となり、中
央部で小となる。また、図13に示すように動翼高さが
低い場合には、翼長方向の中央部で損失が大となる。一
般に、タービン段落は、半径方向の軸流速度が一定にな
る設計が多用されている。この場合、損失の大小に拘わ
らず半径方向の流量分布が、ほぼ同じになるので、損失
の大きい領域でも、多くの流量が流れてしまい、有効に
エネルギーを回収できず、タービンの段落性能に悪影響
を及ぼしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の動翼先端部のシ
ール構造においては、図10に示すものの場合、段落部
14の設置により吹き抜け現象を解消することができる
が、シュラウド外周中央部にシールフィン13の数を多
くし過ぎるとシール室15内の大きさが狭くなり漏洩流
体が吹き抜け易く、シール効果が低下する。また、ロー
タとケーシング1の熱膨脹による軸方向伸び差が大きい
時には段落部14と両端部のシールフィン13との接触
が起こりやすい。また、図11に示すものの場合、シュ
ラウド18が傾斜しているのでシールフィン20の数が
少なくなり、シール効果が低い。
【0010】さらに、従来の動翼出口通路の形状につい
ては、損失の大きい領域でも、多くの流量が流れるた
め、有効にエネルギーを回収できず、段落効率が低下す
る。
【0011】本発明はこのような点に鑑み、インテグラ
ルカバーの内周壁面が軸方向に沿って傾斜した動翼にお
いてシールフィン部の吹き抜け現象による漏洩量の増加
を防止し、或は、動翼通路部の流量を半径方向に制御し
高効率領域に多く流し段落の効率を改善した軸流タービ
ンを得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる発明
は、回転ホイールに植設され、周方向に配列された複数
の動翼の翼頂部に、内周壁面を軸方向の下流に沿って傾
斜させたインテグラルカバーを動翼と一体に設け、動翼
通路の出口高さを入口高さより大きくした先端傾斜型の
軸流タービンにおいて、インテグラルカバー外周面に周
方向に延びる複数の凹凸面部或は複数の突起フインを設
け、各凹面部及び凸面部、或は突起フインと平坦部の外
周径を軸方向下流に向って段階的に変化せしめたことを
特徴とする。
【0013】また、請求項2に係わる発明は、請求項1
に係わる発明において、インテグラルカバー外周面の作
動流体流入側と流出側に各々平坦部を形成し、その中間
部に突起フインを複数列形成し、流入側平坦部、突起フ
イン、流出側平坦部の各々の外形寸法を、前記作動流体
の流入側から流出側の順にD1 ,D2 ,D3 とし、上記
流入側平坦部とこれに対向する静止部に設けられたフイ
ン先端部との半径方向間隙の距離をC1 、前記突起フイ
ンとこれに対向する静止部に設けられたフイン先端部と
の半径方向間隙の距離をC2 としたとき、 D1 ≦D3 <D22 =(0.5〜1.0)×C1 の条件を満たすようにしたことを特徴とする。
【0014】請求項3に係る発明は、請求項1に係る発
明において、インテグラルカバー外周面の作動流体流入
側と流出側の間に設けられた複数の平坦部が階段状に形
成され、流入側平坦部、中間平坦部、流出側平坦部の各
々の外形寸法をD1 ,D2 ,D3 としたとき、D1 <D
2 <D3 の条件を満たすようにしたことを特徴とする。
【0015】さらに、請求項4に係る発明は、請求項1
に係る発明において、インテグラルカバー外周面の作動
流体流入側と流出側の間に複数の凹凸面部を交互に形成
し、流入側平坦部、凸面部、凹面部、凸面部、流出側平
坦部の各々の外形寸法を前記作動流体の流入側から流出
側の順にD1 ,D2 ,D3 ,D4 ,D5 とし、前記流入
側平坦部とこれに対向する静止部に設けられたフイン先
端部との半径方向間隙の距離をC1 、前記凸面部とこれ
に対向する静止部に設けられたフイン先端部との半径方
向間隙の距離をC2 としたとき、 D1 <D5 ≦D3 <D2 ≦D42 =(0.5〜1.0)×C1 の条件を満たすようにしたことを特徴とする。
【0016】請求項5に係る発明は、請求項1に係る発
明において、インテグラルカバー外周面の作動流体流入
側と流出側の間に複数の平坦部が階段状に形成し、流入
側平坦部、中間平坦部、流出側平坦部の各々の外形寸法
を前記作動流体の流入側から流出側の順にD1 ,D2
3 としたとき、 D1 >D2 >D3 の条件を満たすようにしたことを特徴とする。
【0017】また、請求項6に係る発明は、回転ホイー
ルに植設され、周方向に配列された複数の動翼の翼頂部
に、内周壁面を軸方向の下流に沿って傾斜させたインテ
グラルカバーを動翼と一体に設け、動翼通路の出口高さ
を入口高さより大きくした先端傾斜型の軸流タービンに
おいて、動翼出口の高さが60mm以上のとき、動翼出
口部において出口端と隣接動翼背面で形成される最小通
路幅の翼高さ方向分布が、根元からの翼高さ比が35〜
45%の範囲で最大となり、翼高さ比が2.5〜10%
及び90〜97.5%の範囲にそれぞれ上記最小通路幅
の変化の変極点が存在するようにしたことを特徴とす
る。
【0018】また、請求項7に係る発明は、動翼出口の
高さが50mm以下のとき、動翼出口部における出口端
と隣接動翼背面で形成される最小通路幅の翼高さ方向分
布が、根元からの翼高さ比が35〜60%の範囲で最小
となり、翼高さ比が3〜12%及び88〜97%の範囲
にそれぞれ最小通路幅の変化の変曲点が存在するように
したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の態様】以下、図1乃至図8を参照して本
発明の実施の形態について説明する。
【0020】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る軸流タービンの段落通路部の動翼先端部の断面図であ
って、動翼21の翼頂部には、動翼21と一体的にイン
テグラルカバー22が形成されている。上記インテグラ
ルカバー22の内周壁面は軸方向下流側に向って半径方
向外方に拡がるように傾斜され、動翼通路の出口高さが
入口高さより大きく形成されている。
【0021】上記インテグラルカバー22の外周面に
は、作動流体の流入側と流出側にそれぞれ平坦部23,
24が形成され、その両平坦部23,24間には複数の
突起フイン25が設けられている。また上記インテグラ
ルカバー22と対向する静止部すなわちノズルダイアフ
ラム2の内周面には、シールフィン26が設けられてい
る。
【0022】そこで、流入側の平坦部23、突起フイン
25、及び流出側の平坦部24の外径寸法をD1
2 ,D3 とし、流入側の平坦部23とこれに対向する
位置に設けられたシールフィン26との半径方向間隙距
離C1 、突起フイン25とこれに対向する位置に設けら
れたシールフィン26との半径方向間隙距離をC2 とし
たとき、 D1 ≦D3 <D2 の条件を満たすようにしてあり、またC2 はC1 より小
さく、好ましくは、 C2 =(0.5〜1.0)×C1 なる条件を満たすようにしてある。
【0023】このように、この実施の形態においては、
翼頂部のインテグラルカバー22の外周面の平坦部2
3,24と突起フイン25の外径寸法が異なっているこ
とから、インテグラルカバー22の外周側を流れる漏洩
流体27が、流入側の平坦部23に沿って流れ、図中a
に示すように、下流側の突起フイン25の側面に衝突す
る。また、突起フイン25部を流れた流体も、図中bに
示すように、流出側の平坦部24と対向する位置に設け
られているシールフィン26に衝突する。しかも、流入
側の平坦部23とシールフィン26との半径方向間隙距
離C1 より突起フイン25とシールフィン26との半径
方向間隙距離C2 が小さくしてあるため、流入側の平坦
部23から突起フイン25を通過して流出側の平坦部2
4まで漏洩流体が吹き抜ける現象が解消され、流動抵抗
が増大するため、シール効果を向上させることができ
る。
【0024】さらに、インテグラルカバー22から突出
した突起フイン25に対向して中央部のシールフィン2
6を配設することによって、従来の連続したフィンより
シール効果が高くなる。また、タービン回転中に何らか
の異常現象によってシールフィン26と突起フイン25
が接触した場合でも、フィン同志の接触であるので、従
来よりシールフィンの損傷が少なくなり、半径方向の間
隙をさらに小さくすることが可能となり、さらに漏洩量
の低減を期待することができる。
【0025】一方、突起フイン25とシールフィン26
からなるインテグラルカバー22の中央部の漏洩防止手
段を改善したので、この中央部の長さW1 を従来より短
くすることができ、その分だけ平坦部23,24の長さ
2 ,W3 を延長することができる。よってロータとケ
ーシングの熱膨脹差による軸方向伸び差が大きい段落で
も、長さW2 ,W3 の寸法を十分確保でき、シールフィ
ン26と突起フイン25の側面との接触が避けられる。
【0026】しかして、インテグラルカバー22の外周
側の流体漏洩量を大幅に減少でき、タービン段落効率の
大きな改善効果を得ることができる。
【0027】図2は、本発明の他の実施の形態を示す図
であり、動翼21の翼頂部に設けられているインテグラ
ルカバー22の外周面には、流入側から流出側に向って
順次複数の平坦部30,31,32が形成され、それぞ
れ段階状に段差が設けられている。そして、各平坦部3
0,31,32に対向してシールフィン33が設けられ
ている。
【0028】そこで、上記各平坦部30,31,32の
外径寸法を順次D1 ,D2 ,D3 としたとき、D1 <D
2 <D3 の条件を満たすようにしてある。
【0029】しかして、インテグラルカバー22の外周
側を通過する漏洩流体34は、流入側にある平坦部30
に沿って流れ、そのすぐ下流側の平坦部31の側面に衝
突する(図中c)。各平坦部30,31,32は階段状
になっているため、漏洩流体34が前述と同様に衝突運
動を繰り返すことになり、その衝突により漏洩流体の速
度が減衰される。したがって、平坦部30,31,32
とシールフィン33との間隙を通り抜ける漏洩流体34
が減少し、シール効果が向上し、段落効率を向上するこ
とができる。
【0030】また、インテグラルカバー22の外径を下
流側に向うほど大きくしてあるため、ロータとケーシン
グの熱膨脹差が大きい段落で、タービンの起動、停止時
或は定常運転時に動翼21が下流側へ大きく移動する場
合に有効となる。
【0031】図3は、本発明のさらに他の実施の形態を
示す図であり、動翼21の翼頂部に設けられているイン
テグラルカバー22の外周面には、流入側平坦部35と
流出側平坦部36との間に、周方向に延びる複数個の凸
面部37が形成され、その2つの凸面部37の間に凹面
部38が形成されている。そして、上記インテグラルカ
バー22の外周面に対向して複数のシールフィン39が
静止部であるノズルダイアフラム2から突出されてい
る。
【0032】そこで、流入側平坦部35、凸面部37、
凹面部38、凸面部37、及び流出側平坦部36の外径
寸法を順次D1 ,D2 ,D3 ,D4 ,D5 とし、流入側
平坦部35とこれに対向するシールフィン39との半径
方向間隙距離をC1 、凸面部37とこれに対向するシー
ルフィン39との半径方向間隙距離をC2 としたとき、 D1 <D5 ≦D3 <D2 ≦D4 及び、 C2 =(0.5〜1.0)×C1 なる条件を満たすようにしてある。
【0033】しかして、上記C2 がC1 に比し小さくし
てあるため、漏洩流体が絞られ、しかも漏洩流体40が
凹凸面部でその速度が減衰されるため、インテグラルカ
バー22の外周とシールフィン39との間隙を吹き抜け
ることが減少される。さらに、凸面部37は作動流体流
入側と流出側の平坦部35,36に比べ接触時の動翼へ
の摩擦熱などの影響が少ないため凸面部とシールフィン
との間隙を少なくすることが可能である。
【0034】図4は、本発明の他の実施の形態を示す図
であり、動翼21の翼頂部に形成されているインテグラ
ルカバー22の外周面には、流入側から流出側に階段状
に段差が設けられて複数の平坦部41,42,43が形
成されている。そして、各平坦部41,42,43と対
向してシールフィン44が静止部から突設されている。
そして、上記平坦部41,42,43の外径寸法を流入
側平坦部41から順に D1 ,D2 ,D3 としたとき、 D1 >D2 >D3 なる条件を満たすようにしてある。
【0035】しかして、動翼21の先端部を通過する漏
洩流体45は流入側にある平坦部41に沿って流れ、そ
の直ぐ下流側に位置するシールフィン44の側面に衝突
する図中e)。そして、さらに下流にあるシールフィン
に前記同様の衝突運動を繰り返すことになる。したがっ
て、上記衝突により漏洩流体の速度が減衰され、シール
フィン44と平坦部42,43の間隙を通り抜ける漏洩
流体45が減少し、段落効率の向上が図られる。
【0036】また、動翼21の先端部外径を下流側に向
う程小さくしてあるため、ロータとケーシングの熱膨脹
差が大きい段落で、タービンの起動、停止時或は定常運
転時に動翼21が上流側へ大きく移動する場合に有効で
ある。
【0037】図5は、本発明の他の実施の形態を示す軸
流タービンの段落通路部の動翼の斜視図である。ところ
で、この図は動翼高さが大きい場合であって、動翼出口
部における出口端と隣接翼背面で形成する最小通路幅
(スロート幅)を出口側から見た場合、図6の(a)に
示すように、翼長方向の中央部のスロート幅S2 が大き
くしてある。また、動翼と一体に形成に形成されている
インテグラルカバー型のスナッバ翼は根元部と先端部の
付け根において遠心力による応力集中を緩和させる目的
で曲率Rが設けられているので、スロート幅が急減す
る。
【0038】そこで、動翼の高さが60mm以上の場
合、図6(b)に示すように、スロート幅の分布が根元
からの翼高さ比が35〜45%の範囲で最大とし、翼高
さ比が2.5〜10%及び90〜97.5%の範囲にそ
れぞれスロート幅の変化の変極点が存在するような分布
にしてある。
【0039】しかして、この場合、翼中央部の高効率領
域に多量の流体を流すことができ、さらに根元部と先端
部のスロート変化位置を規定することで、翼長方向の流
量分布を厳密に管理でき、動翼での有効なエネルギー変
化を行わせることができて、段落性能を向上させること
ができる。
【0040】さらに、図7は動翼高さが小さい時の軸流
タービンの段落通路部の動翼斜視図であり、図8(a)
に示すように、動翼出口部における出口端と隣接翼背面
で形成する最小通路幅S2 が翼長方向中央部で小さく
し、根元と先端部で大きくしてある。
【0041】また、動翼と一体としたインテグラルカバ
ー型のスナッバ翼は、根元部と先端部の付け根において
遠心力による応力集中を緩和させる目的で曲率Rが設け
られているので、スロート幅は急減する。そこで、動翼
の高さが50mm以下の場合、スロート幅の分布が図8
(b)に示すように、根元から翼高さ比が35〜60%
の範囲で最小とし、翼高さ比が3〜12%及び88〜9
7%の範囲にそれぞれスロート変化の変極点が存在する
ようにしてある。
【0042】しかして、この場合、中央部の損失が大き
い領域での流量が減少され、根元部と先端部のスロート
変化位置を規定することで、翼長方向の流量分布を厳密
に管理でき、動翼での有効なエネルギー変換によって、
段落性能を向上させることができる。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、動翼先端のインテグラルカバー外周面に複数の凹凸
面部または突起フインを形成し、その外周面の外径寸法
を漏洩流体の流れ方向に変化させたので、漏洩流体の吹
き抜け現象を低減することができ、タービンの段落効率
を向上させることができる。また、動翼の出口端スロー
ト幅分布を動翼高さの範囲に対応して変化させた場合に
は、翼長方向の高効率領域に多くの作動流体を流すこと
ができ、動翼で有効にエネルギー変換することができ、
段落性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軸流タービンの一実施の形態を示す動
翼先端部の断面図。
【図2】本発明の他の実施の形態の動翼先端部の断面
図。
【図3】本発明のさらに他の実施の形態の動翼先端部の
断面図。
【図4】本発明の他の実施の形態の動翼先端部の断面
図。
【図5】本発明の軸流タービンの段落通路部の動翼斜視
図。
【図6】(a)は動翼高さが大きいときのスロート幅の
出口側から見た図、(b)はスロート幅分布図。
【図7】本発明の軸流タービンの段落通路部の動翼斜視
図。
【図8】(a)は動翼高さが小さいときのスロート幅の
出口側から見た図、(b)はスロート幅分布図。
【図9】従来の軸流タービン段落部を示す断面図。
【図10】従来の軸流タービンの動翼先端部の漏洩防止
装置を示す図。
【図11】従来の軸流タービンの動翼先端部の他の漏洩
防止装置を示す図。
【図12】軸流タービンの動翼出口の翼高さ方向損失分
布を示す図。
【図13】軸流タービンの動翼出口の翼高さ方向損失分
布を示す図。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 ノズルダイアフラム 3 ノズル 6 動翼 9,13,20 シールフィン 11 シュラウド 21 動翼 22 インテグラルカバー 23,24 平坦部 25 突起フイン 26 シールフィン 30,31,32,41,42,43 平坦部 33,44 シールフィン 35 流入側平坦部 36 流出側平坦部 37 凸面部 38 凹面部 39 シールフィン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転ホイールに植設され、周方向に配列さ
    れた複数の動翼の翼頂部に、内周壁面を軸方向の下流に
    沿って傾斜させたインテグラルカバーを動翼と一体に設
    け、動翼通路の出口高さを入口高さより大きくした先端
    傾斜型の軸流タービンにおいて、インテグラルカバー外
    周面に周方向に延びる複数の凹凸面部或は複数の突起フ
    インを設け、各凹面部及び凸面部、或は突起フインと平
    坦部の外周径を軸方向下流に向って段階的に変化せしめ
    たことを特徴とする軸流タービン。
  2. 【請求項2】インテグラルカバー外周面の作動流体流入
    側と流出側に各々平坦部を形成し、その中間部に突起フ
    インを複数列形成し、流入側平坦部、突起フイン、流出
    側平坦部の各々の外形寸法を、前記作動流体の流入側か
    ら流出側の順にD1 ,D2 ,D3 とし、上記流入側平坦
    部とこれに対向する静止部に設けられたフイン先端部と
    の半径方向間隙の距離をC1 、前記突起フインとこれに
    対向する静止部に設けられたフイン先端部との半径方向
    間隙の距離をC2 としたとき、 D1 ≦D3 <D22 =(0.5〜1.0)×C1 の条件を満たすようにしたことを特徴とする、請求項1
    記載の軸流タービン。
  3. 【請求項3】インテグラルカバー外周面の作動流体流入
    側と流出側の間に設けられた複数の平坦部が階段状に形
    成され、流入側平坦部、中間平坦部、流出側平坦部の各
    々の外形寸法をD1 ,D2 ,D3 としたとき、D1 <D
    2 <D3 の条件を満たすようにしたことを特徴とする、
    請求項1記載の軸流タービン。
  4. 【請求項4】インテグラルカバー外周面の作動流体流入
    側と流出側の間に複数の凹凸面部を交互に形成し、流入
    側平坦部、凸面部、凹面部、凸面部、流出側平坦部の各
    々の外形寸法を前記作動流体の流入側から流出側の順に
    1 ,D2 ,D3 ,D4 ,D5 とし、前記流入側平坦部
    とこれに対向する静止部に設けられたフイン先端部との
    半径方向間隙の距離をC1 、前記凸面部とこれに対向す
    る静止部に設けられたフイン先端部との半径方向間隙の
    距離をC2 としたとき、 D1 <D5 ≦D3 <D2 ≦D42 =(0.5〜1.0)×C1 の条件を満たすようにしたことを特徴とする、請求項1
    記載の軸流タービン。
  5. 【請求項5】インテグラルカバー外周面の作動流体流入
    側と流出側の間に複数の平坦部を階段状に形成し、流入
    側平坦部、中間平坦部、流出側平坦部の各々の外形寸法
    を前記作動流体の流入側から流出側の順にD1 ,D2
    3 としたとき、 D1 >D2 >D3 の条件を満たすようにしたことを特徴とする、請求項1
    記載の軸流タービン。
  6. 【請求項6】回転ホイールに植設され、周方向に配列さ
    れた複数の動翼の翼頂部に、内周壁面を軸方向の下流に
    沿って傾斜させたインテグラルカバーを動翼と一体に設
    け、動翼通路の出口高さを入口高さより大きくした先端
    傾斜型の軸流タービンにおいて、動翼出口の高さが60
    mm以上のとき、動翼出口部において出口端と隣接動翼
    背面で形成される最小通路幅の翼高さ方向分布が、根元
    からの翼高さ比が35〜45%の範囲で最大となり、翼
    高さ比が2.5〜10%及び90〜97.5%の範囲に
    それぞれ上記最小通路幅の変化の変極点が存在するよう
    にしたことを特徴とする軸流タービン。
  7. 【請求項7】回転ホイールに植設され、周方向に配列さ
    れた複数の動翼の翼頂部に、内周壁面を軸方向の下流に
    沿って傾斜させたインテグラルカバーを動翼と一体に設
    け、動翼通路の出口高さを入口高さより大きくした先端
    傾斜型の軸流タービンにおいて、動翼出口の高さが50
    mm以下のとき、動翼出口部における出口端と隣接動翼
    背面で形成される最小通路幅の翼高さ方向分布が、根元
    からの翼高さ比が35〜60%の範囲で最小となり、翼
    高さ比が3〜12%及び88〜97%の範囲にそれぞれ
    最小通路幅変化の変曲点が存在するようにしたことを特
    徴とする軸流タービン。
JP8424398A 1998-03-30 1998-03-30 軸流タービン Pending JPH11280406A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011045346A1 (de) * 2009-10-15 2011-04-21 Abb Turbo Systems Ag Turbinenrad
JP2018105297A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 富士電機株式会社 タービン
CN114776389A (zh) * 2022-03-16 2022-07-22 北京航空航天大学 一种具有缘板台阶机匣的带冠涡轮

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