JPH11303605A - 軸流タービン - Google Patents
軸流タービンInfo
- Publication number
- JPH11303605A JPH11303605A JP11187698A JP11187698A JPH11303605A JP H11303605 A JPH11303605 A JP H11303605A JP 11187698 A JP11187698 A JP 11187698A JP 11187698 A JP11187698 A JP 11187698A JP H11303605 A JPH11303605 A JP H11303605A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stationary blade
- stationary
- upstream
- downstream
- row
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 馬蹄渦の制御により軸流タービンの効率向上
を図る。 【解決手段】 静翼列と動翼列とを有する軸流タービン
において、静翼列の上流側近傍のハブ４壁に多数の小孔
６を穿設して、静翼１上流側からハブ壁４内側を通って
静翼１下流側に至る微小な流れを形成するものである。
また、好ましくは、静翼１のハブ壁４側のみならず静翼
１の上流側および下流側近傍のチップ壁３にも多数の小
孔６を穿設して、静翼上流側からチップ壁３外側を通っ
て静翼下流側に至る微小な流れを形成してもよい。
を図る。 【解決手段】 静翼列と動翼列とを有する軸流タービン
において、静翼列の上流側近傍のハブ４壁に多数の小孔
６を穿設して、静翼１上流側からハブ壁４内側を通って
静翼１下流側に至る微小な流れを形成するものである。
また、好ましくは、静翼１のハブ壁４側のみならず静翼
１の上流側および下流側近傍のチップ壁３にも多数の小
孔６を穿設して、静翼上流側からチップ壁３外側を通っ
て静翼下流側に至る微小な流れを形成してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸流タービンに係
り、特に静翼列で発生する馬蹄渦の大きさを小さくして
２次流れを抑制することができる軸流タービンに関す
る。
り、特に静翼列で発生する馬蹄渦の大きさを小さくして
２次流れを抑制することができる軸流タービンに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】軸流タービンは、静翼（ノズル）と動翼
（ロータ）との組合せからなり、１列の静翼と１列の動
翼との組合せを段と呼んでいる。段の構成は、動翼が前
で動翼が後になっている。静翼は翼形断面で持ち、数十
枚の静翼を環状に組み合せて静翼列を構成している。動
翼も同様に翼形断面を持ち、通常ディスクの外周に切っ
た溝に植え込まれて動翼列を構成している。
（ロータ）との組合せからなり、１列の静翼と１列の動
翼との組合せを段と呼んでいる。段の構成は、動翼が前
で動翼が後になっている。静翼は翼形断面で持ち、数十
枚の静翼を環状に組み合せて静翼列を構成している。動
翼も同様に翼形断面を持ち、通常ディスクの外周に切っ
た溝に植え込まれて動翼列を構成している。
【０００３】静翼列に流入するガス流は、図３に実線で
示すように、チップ側およびハブ側の壁面近傍に厚さδ
の境界層ｂを有している。このように境界層ｂを有する
ガス流が静翼列内に流入すると図４に示すような馬蹄渦
ａが発生する。この渦ａの大きさは、図３にハッチング
を示す領域ｃの面積に比例する。
示すように、チップ側およびハブ側の壁面近傍に厚さδ
の境界層ｂを有している。このように境界層ｂを有する
ガス流が静翼列内に流入すると図４に示すような馬蹄渦
ａが発生する。この渦ａの大きさは、図３にハッチング
を示す領域ｃの面積に比例する。
【０００４】かかる馬蹄渦ａが動翼に流入すると流れの
乱れを惹起して、エネルギ損失となる。従来、馬蹄渦ａ
によるエネルギ損失を減少させるため、静翼の形状に工
夫を凝らせた対策がなされている。たとえば、コントロ
ールボルテックス翼は、静翼を翼の高さ方向の軸線を中
心に捩ることにより、静翼出口における圧力分布の翼の
高さ方向の変化を少なくし、静翼入口のハブ側およびチ
ップ側で発生した馬蹄渦が静翼列内を流れる間に、ハブ
側およびチップ側から離れて翼の高さ方向の中心の方に
移動するのを抑制しようとするものである。また、バウ
型翼は静翼を翼の高さ方向で、背側に曲げることによ
り、前述のコントロールボルテックス翼と同様に馬蹄渦
がチップ側およびハブ側から離れるのを抑制しようとす
るものである。
乱れを惹起して、エネルギ損失となる。従来、馬蹄渦ａ
によるエネルギ損失を減少させるため、静翼の形状に工
夫を凝らせた対策がなされている。たとえば、コントロ
ールボルテックス翼は、静翼を翼の高さ方向の軸線を中
心に捩ることにより、静翼出口における圧力分布の翼の
高さ方向の変化を少なくし、静翼入口のハブ側およびチ
ップ側で発生した馬蹄渦が静翼列内を流れる間に、ハブ
側およびチップ側から離れて翼の高さ方向の中心の方に
移動するのを抑制しようとするものである。また、バウ
型翼は静翼を翼の高さ方向で、背側に曲げることによ
り、前述のコントロールボルテックス翼と同様に馬蹄渦
がチップ側およびハブ側から離れるのを抑制しようとす
るものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、静翼の翼
形を工夫することによって、馬蹄渦ａによるエネルギの
損失を抑制するには翼形や流路形状の最適化に多大な検
討を必要とし、設計に時間がかかるとともに形状が複雑
なため製作コストが上昇する。また、このように翼形を
工夫しても発生する馬蹄渦の大きさそのものを小さくす
ることはできないので、エネルギ損失の減少にも限度が
ある。
形を工夫することによって、馬蹄渦ａによるエネルギの
損失を抑制するには翼形や流路形状の最適化に多大な検
討を必要とし、設計に時間がかかるとともに形状が複雑
なため製作コストが上昇する。また、このように翼形を
工夫しても発生する馬蹄渦の大きさそのものを小さくす
ることはできないので、エネルギ損失の減少にも限度が
ある。
【０００６】本発明は従来技術のかかる問題点に鑑み案
出されたもので、静翼入口におけるガス流の境界層を吸
引することにより、境界層ｂの厚さδを薄くして馬蹄渦
ａの大きさを小さくし、馬蹄渦ａによるエネルギ損失を
小さくすることができる軸流タービンを提供することを
目的とする。
出されたもので、静翼入口におけるガス流の境界層を吸
引することにより、境界層ｂの厚さδを薄くして馬蹄渦
ａの大きさを小さくし、馬蹄渦ａによるエネルギ損失を
小さくすることができる軸流タービンを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の軸流タービンは、静翼列と動翼列とを有する軸
流タービンにおいて、静翼列の上流側近傍のハブ壁に多
数の小孔を穿設して静翼上流側からハブ壁内側を通って
静翼下流側に至る微小な流れを形成したものである。
本発明の軸流タービンは、静翼列と動翼列とを有する軸
流タービンにおいて、静翼列の上流側近傍のハブ壁に多
数の小孔を穿設して静翼上流側からハブ壁内側を通って
静翼下流側に至る微小な流れを形成したものである。
【０００８】また、好ましい実地形態によれば、静翼の
ハブ壁側のみならず静翼の上流側および下流側近傍のチ
ップ壁にも多数の小孔を穿設して、静翼上流側からチッ
プ壁外側を通って静翼下流側に至る微小な流れを形成し
てもよい。
ハブ壁側のみならず静翼の上流側および下流側近傍のチ
ップ壁にも多数の小孔を穿設して、静翼上流側からチッ
プ壁外側を通って静翼下流側に至る微小な流れを形成し
てもよい。
【０００９】次に、本発明の作用を説明する。ガス流は
静翼列内で加速されて圧力降下があるので、静翼列の上
流側と下流側とでは、圧力差が生じる。また、静翼列の
下流側のハブ壁と動翼のディスク外周側面との間には隙
間があるので、ハブ壁の内側の空間は静翼列の下流側と
略同じ圧力になっている。したがって、静翼列の上流側
近傍ハブ壁に多数の小孔を穿設すると、静翼列上流側か
らハブ壁内の空間、タービンディスク外周の上流側側面
とハブ壁との隙間を通って動翼に流入する微小な流れが
形成される。この微小な流れにより、静翼上流側のハブ
壁面近傍に形成されている境界層が吸引されて薄くなり
静翼列内に形成される馬蹄渦の大きさが小さくなる。
静翼列内で加速されて圧力降下があるので、静翼列の上
流側と下流側とでは、圧力差が生じる。また、静翼列の
下流側のハブ壁と動翼のディスク外周側面との間には隙
間があるので、ハブ壁の内側の空間は静翼列の下流側と
略同じ圧力になっている。したがって、静翼列の上流側
近傍ハブ壁に多数の小孔を穿設すると、静翼列上流側か
らハブ壁内の空間、タービンディスク外周の上流側側面
とハブ壁との隙間を通って動翼に流入する微小な流れが
形成される。この微小な流れにより、静翼上流側のハブ
壁面近傍に形成されている境界層が吸引されて薄くなり
静翼列内に形成される馬蹄渦の大きさが小さくなる。
【００１０】上記では、ハブ壁側で発生する馬蹄渦の大
きさは小さくなるが、チップ壁側で発生する馬蹄渦の大
きさは変わらない。そこでチップ壁についても静翼の上
流側および下流近傍に多数の小孔を穿設し、静翼の上流
側からチップ壁外側を通って静翼下流側に至る微小な流
れを形成してやれば、チップ壁面側で発生する馬蹄渦の
大きさも小さくなる。したがって、馬蹄渦によるタービ
ン損失が小さくなる。
きさは小さくなるが、チップ壁側で発生する馬蹄渦の大
きさは変わらない。そこでチップ壁についても静翼の上
流側および下流近傍に多数の小孔を穿設し、静翼の上流
側からチップ壁外側を通って静翼下流側に至る微小な流
れを形成してやれば、チップ壁面側で発生する馬蹄渦の
大きさも小さくなる。したがって、馬蹄渦によるタービ
ン損失が小さくなる。
【００１１】
【発明の実施形態】以下本発明の１実施形態について図
面を参照しつつ説明する。図１は本発明の軸流タービン
の翼部分を示す部分断面図である。図２は図１のＡ−Ａ
矢視展開図である。これらの図において、１は静翼、２
は動翼、３はチップ壁、４はハブ壁、５はディスクであ
る。静翼１は、図２に示すように翼形断面を持ち、数十
枚の静翼１を環状に組み合わせて静翼列１ａを構成して
いる。動翼２も同様に翼形断面を持ち、ディスク５外周
に切った図示しない溝に植え込まれて動翼列２ａを構成
している。静翼１の下流側に動翼２が位置している。
面を参照しつつ説明する。図１は本発明の軸流タービン
の翼部分を示す部分断面図である。図２は図１のＡ−Ａ
矢視展開図である。これらの図において、１は静翼、２
は動翼、３はチップ壁、４はハブ壁、５はディスクであ
る。静翼１は、図２に示すように翼形断面を持ち、数十
枚の静翼１を環状に組み合わせて静翼列１ａを構成して
いる。動翼２も同様に翼形断面を持ち、ディスク５外周
に切った図示しない溝に植え込まれて動翼列２ａを構成
している。静翼１の下流側に動翼２が位置している。
【００１２】静翼列１ａの上流側近傍のハブ壁４には多
数の小孔６が穿設されている。小孔６の直径は０．２〜
０．３ｍｍ程度とするのが好ましい。
数の小孔６が穿設されている。小孔６の直径は０．２〜
０．３ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１３】静翼１の上流側および下流側近傍のチップ
壁３にも図１に点線で示すように、多数の小孔６を穿設
し、それらの小孔６を連通する空室１１を設けてもよ
い。
壁３にも図１に点線で示すように、多数の小孔６を穿設
し、それらの小孔６を連通する空室１１を設けてもよ
い。
【００１４】次に本実施形態の作用を説明する。図１に
示すように、上流側からＶの速度を有するガス流９が静
翼列１ａに流入する。このガス流９は、図３に示すよう
にハブ壁側とチップ壁側に厚さδの境界層ｂを有してい
る。
示すように、上流側からＶの速度を有するガス流９が静
翼列１ａに流入する。このガス流９は、図３に示すよう
にハブ壁側とチップ壁側に厚さδの境界層ｂを有してい
る。
【００１５】ガス流９は、静翼列１ａで加速されて圧力
降下があるので、静翼列１ａの上流側圧力Ｐ0 と下流側
圧力Ｐ1 とでは、圧力差が生じる。また、静翼列１ａの
下流側のハブ壁４と、ディスク５の外周側面との間には
隙間７があるので、ハブ壁４の内側の空間１０の圧力Ｐ
2 は、静翼列１ａの下流側の圧力とほぼ同じ圧力（Ｐ 2
＝Ｐ1 ）になっている。したがって、静翼列１ａの上流
側近傍のハブ壁４に多数の小孔６を穿設すると、静翼列
１ａの上流側からハブ壁４の内側の空間１０、ハブ壁４
とタービンディスク５の外周の上流側側面との隙間７を
通って、動翼列２ａに流入する微少な流れ８を形成す
る。微少な流れ８は、全体の流れ９の０．１〜１％とす
ればよく、０．５％程度が好ましい。
降下があるので、静翼列１ａの上流側圧力Ｐ0 と下流側
圧力Ｐ1 とでは、圧力差が生じる。また、静翼列１ａの
下流側のハブ壁４と、ディスク５の外周側面との間には
隙間７があるので、ハブ壁４の内側の空間１０の圧力Ｐ
2 は、静翼列１ａの下流側の圧力とほぼ同じ圧力（Ｐ 2
＝Ｐ1 ）になっている。したがって、静翼列１ａの上流
側近傍のハブ壁４に多数の小孔６を穿設すると、静翼列
１ａの上流側からハブ壁４の内側の空間１０、ハブ壁４
とタービンディスク５の外周の上流側側面との隙間７を
通って、動翼列２ａに流入する微少な流れ８を形成す
る。微少な流れ８は、全体の流れ９の０．１〜１％とす
ればよく、０．５％程度が好ましい。
【００１６】このように、微少な流れ８を形成すること
により、境界層ｂは小孔６を通して吸い込まれ、図３に
点線で示すように境界層ｂの厚さは、δからδ1 に減少
する。したがって、ハッチングで示す領域ｃの面積も減
少し、それにともなって馬蹄渦ａの大きさも減少し、馬
蹄渦ａによる動翼列２ａ内のエネルギ損失も減少する。
により、境界層ｂは小孔６を通して吸い込まれ、図３に
点線で示すように境界層ｂの厚さは、δからδ1 に減少
する。したがって、ハッチングで示す領域ｃの面積も減
少し、それにともなって馬蹄渦ａの大きさも減少し、馬
蹄渦ａによる動翼列２ａ内のエネルギ損失も減少する。
【００１７】チップ壁３についても、図１に点線で示す
ように小孔６を穿設し、静翼列１ａの上流側からチップ
壁３の外側の空間１１を通り、静翼列１ａの下流側に至
る微少な流れ１２（点線で示す）を形成してやれば、チ
ップ壁３側から発生する馬蹄渦ａの大きさも減少する。
ように小孔６を穿設し、静翼列１ａの上流側からチップ
壁３の外側の空間１１を通り、静翼列１ａの下流側に至
る微少な流れ１２（点線で示す）を形成してやれば、チ
ップ壁３側から発生する馬蹄渦ａの大きさも減少する。
【００１８】本発明は、以上述べた実施形態に限定され
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。
るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の軸流ター
ビンは静翼上流側近傍のハブ壁またはハブ壁とチップ壁
の両方に多数の子孔を穿設し、静翼列に流入するガス流
の境界層を吸い込ませて、境界層の厚さを薄くするよに
したので、静翼列内で発生する馬蹄渦の大きさを減少す
ることができる。したがって、馬蹄渦によるエネルギ損
失を減少させることができ、タービン効率の向上を図る
ことができる。
ビンは静翼上流側近傍のハブ壁またはハブ壁とチップ壁
の両方に多数の子孔を穿設し、静翼列に流入するガス流
の境界層を吸い込ませて、境界層の厚さを薄くするよに
したので、静翼列内で発生する馬蹄渦の大きさを減少す
ることができる。したがって、馬蹄渦によるエネルギ損
失を減少させることができ、タービン効率の向上を図る
ことができる。
【図１】本発明の軸流タービンの翼部分を示す部分断面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視展開図である。
【図３】静翼上流側の流れの翼高さ方向の流速の分布を
示す図である。
示す図である。
【図４】馬蹄渦の説明図である。
１ 静翼 １ａ 静翼列 ２ 動翼 ２ａ 動翼列 ３ チップ壁 ４ ハブ壁 ５ ディスク ６ 小孔
Claims (2)
- 【請求項１】 静翼列と動翼列とを有する軸流タービン
において、静翼列の上流側近傍のハブ壁に多数の小孔を
穿設して、静翼上流側からハブ壁内側を通って静翼下流
側に至る微小な流れを形成したことを特徴とする軸流タ
ービン。 - 【請求項２】 静翼の上流側および下流側近傍のチップ
壁にも多数の小孔を穿設して静翼上流側からチップ壁外
側を通って静翼下流側に至る微小な流れを形成した請求
項１記載の軸流タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187698A JPH11303605A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 軸流タービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11187698A JPH11303605A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 軸流タービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303605A true JPH11303605A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14572378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11187698A Pending JPH11303605A (ja) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | 軸流タービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11303605A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10018046B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-07-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP11187698A patent/JPH11303605A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10018046B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-07-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam turbine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7695243B2 (en) | Dust hole dome blade | |
| US8262340B2 (en) | Turbomachine exerting dynamic influence on the flow | |
| US8202039B2 (en) | Blade shroud with aperture | |
| JP4801513B2 (ja) | ターボ機械の可動な翼のための冷却回路 | |
| JP5997831B2 (ja) | 局所的な壁厚さ制御を伴うタービン翼 | |
| US20170030375A1 (en) | Axial Flow Compressor, Gas Turbine Including the Same, and Stator Blade of Axial Flow Compressor | |
| JPH10274001A (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 | |
| JP2003074306A (ja) | 軸流タービン | |
| JP2007536459A (ja) | 遷音速ガスタービンの衝撃波誘起境界層の抽気 | |
| US20140030065A1 (en) | Steam Turbine, and Steam Turbine Stationary Blade | |
| IT8922053A1 (it) | Dispositivo per l'alimentazione di aria di raffreddamento per palette di rotore di turbine a gas. | |
| JP2004324646A (ja) | 翼形部先端を構造的に支持するための方法及び装置 | |
| JP7374078B2 (ja) | 遠心圧縮機用ディフューザ | |
| JPH07247996A (ja) | 圧縮機の通路形状 | |
| JPH11303605A (ja) | 軸流タービン | |
| JP4184565B2 (ja) | 蒸気タービンノズルおよびその蒸気タービンノズルを用いた蒸気タービン | |
| JPH01110812A (ja) | 蒸気タービンの静翼構造 | |
| JP2005299680A (ja) | 軸流タービン翼 | |
| JP2004263602A (ja) | 軸流タービンのノズル翼、動翼およびタービン段落 | |
| JPH0738641Y2 (ja) | 多段軸流タービン | |
| JPH11148497A (ja) | 軸流圧縮機動翼 | |
| JP2014047692A (ja) | 軸流ターボ機械 | |
| JPH04350302A (ja) | タービン段落構造 | |
| JP2014066224A (ja) | ガスタービン翼 | |
| JPH01211605A (ja) | タービンノズル |