JPH06193402A - 軸流タービン静翼装置 - Google Patents
軸流タービン静翼装置Info
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- JPH06193402A JPH06193402A JP34429092A JP34429092A JPH06193402A JP H06193402 A JPH06193402 A JP H06193402A JP 34429092 A JP34429092 A JP 34429092A JP 34429092 A JP34429092 A JP 34429092A JP H06193402 A JPH06193402 A JP H06193402A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タービン流路の内外壁の傾斜角と静翼の周方
向傾斜角との関係を規定し、タービン段落内の流動状況
を正常化する。 【構成】 弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成する
内壁３ａ及び外壁３と、それぞれの壁面にそれぞれの端
部を固設されかつタービン軸Ｘと直交する断面に円周方
向に湾曲して配置された複数の静翼１とよりなる軸流タ
ービン静翼装置であって、それぞれの壁面とタービン軸
Ｘとのなす傾斜角に対応し、それぞれの壁面と湾曲した
出口端４との交点におけるそれぞれの静翼１の出口端４
の周方向傾斜角−γｔｏを変化させて形成した。 【効果】 タービン段落内の流れが均一化され、種々の
流路形状に対して流動損失を低減させてタービン効率を
向上することできる。
向傾斜角との関係を規定し、タービン段落内の流動状況
を正常化する。 【構成】 弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成する
内壁３ａ及び外壁３と、それぞれの壁面にそれぞれの端
部を固設されかつタービン軸Ｘと直交する断面に円周方
向に湾曲して配置された複数の静翼１とよりなる軸流タ
ービン静翼装置であって、それぞれの壁面とタービン軸
Ｘとのなす傾斜角に対応し、それぞれの壁面と湾曲した
出口端４との交点におけるそれぞれの静翼１の出口端４
の周方向傾斜角−γｔｏを変化させて形成した。 【効果】 タービン段落内の流れが均一化され、種々の
流路形状に対して流動損失を低減させてタービン効率を
向上することできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静翼装置の改良に係
り、特に高圧部より低圧部へ配置される全段落の静翼の
流動損失を低減するのに好適な軸流タービン静翼装置に
関する。
り、特に高圧部より低圧部へ配置される全段落の静翼の
流動損失を低減するのに好適な軸流タービン静翼装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の軸流タービン静翼装置において
は、図１３、図１４及び図１９に示すように、弾性流体
の流路Ｒをそれぞれの壁面で形成する内壁３ａ、３及び
外壁（内外壁）と、それぞれの壁面にそれぞれの端部を
固設されかつタービン軸Ｘと直交する断面に円周方向に
湾曲して配置された複数の静翼とよりなる構成である。
蒸気タービン等の軸流タービンは、上流側より下流側に
向けて圧力が低下し、この過程で圧力変化に対する流体
の容積変化割合が低圧になるほど顕著であるため、流路
を形成する静翼１と動翼２との翼長の増加割合が低圧部
に向かうほど大きくなり、流路形状が急激な拡大流路と
なる。また、図１５及び図１６には、一般的な高圧部及
び低圧部の実機蒸気タービン断面図を示したが、低圧部
ほど外壁面の広がり角（傾斜角）θｔが大きくなってい
る。このようなタービン段落における蒸気流の状態を決
定する理論的な検討については多くの研究がなされてお
り、おおよそ次の（１）、（２）関係式で表わされるも
のとされている。なお、（１）、（２）関係式に用いた
記号は図１３、図１４、及び図１７〜図１９に図示され
ている。
は、図１３、図１４及び図１９に示すように、弾性流体
の流路Ｒをそれぞれの壁面で形成する内壁３ａ、３及び
外壁（内外壁）と、それぞれの壁面にそれぞれの端部を
固設されかつタービン軸Ｘと直交する断面に円周方向に
湾曲して配置された複数の静翼とよりなる構成である。
蒸気タービン等の軸流タービンは、上流側より下流側に
向けて圧力が低下し、この過程で圧力変化に対する流体
の容積変化割合が低圧になるほど顕著であるため、流路
を形成する静翼１と動翼２との翼長の増加割合が低圧部
に向かうほど大きくなり、流路形状が急激な拡大流路と
なる。また、図１５及び図１６には、一般的な高圧部及
び低圧部の実機蒸気タービン断面図を示したが、低圧部
ほど外壁面の広がり角（傾斜角）θｔが大きくなってい
る。このようなタービン段落における蒸気流の状態を決
定する理論的な検討については多くの研究がなされてお
り、おおよそ次の（１）、（２）関係式で表わされるも
のとされている。なお、（１）、（２）関係式に用いた
記号は図１３、図１４、及び図１７〜図１９に図示され
ている。
【０００３】
【数１】
【０００４】
【数２】
【０００５】（１）式及び（２）式は、半径方向（ｒ方
向）の圧力Ｐの平衡関係を示すものであり、図１３に示
した子午面におけるパラメータだけではなく、蒸気ター
ビンの円周方向のパラメータである周方向速度成分Ｖθ
及び静翼の周方向傾斜角γにも影響されることが明らか
であり、蒸気タービンの流路が三次元流れであることを
示している。
向）の圧力Ｐの平衡関係を示すものであり、図１３に示
した子午面におけるパラメータだけではなく、蒸気ター
ビンの円周方向のパラメータである周方向速度成分Ｖθ
及び静翼の周方向傾斜角γにも影響されることが明らか
であり、蒸気タービンの流路が三次元流れであることを
示している。
【０００６】タービン段落内の流れをコントロールし
て、タービン段落の性能を改善する従来技術は図１７に
示すように、静翼１をタービン軸中心として半径方向に
一致させて配置した放射状に直立しているのに対し、図
１８に示すように静翼１の周方向傾斜角が根元部Ｂでγ
Ｒ、先端部Ａでγｔとなるように直線状に傾斜させて配
置したもの、又は、図１９に示すように、静翼１の傾斜
角を根元部から先端部に向かって順次変化させて、先端
部Ａの傾斜角−γｔが根元部Ｂの傾斜角γＲに対して逆
方向になるように湾曲した形状の静翼を配置した技術で
ある。すなわち、根元部では静翼の腹側に傾斜し、先端
部では静翼の背側に傾斜する形状である。例えば、特開
昭６２−１７０７０７号公報、特開平４−１２４４０６
号公報及び特願平４−５２６７０号に認められる技術で
ある。
て、タービン段落の性能を改善する従来技術は図１７に
示すように、静翼１をタービン軸中心として半径方向に
一致させて配置した放射状に直立しているのに対し、図
１８に示すように静翼１の周方向傾斜角が根元部Ｂでγ
Ｒ、先端部Ａでγｔとなるように直線状に傾斜させて配
置したもの、又は、図１９に示すように、静翼１の傾斜
角を根元部から先端部に向かって順次変化させて、先端
部Ａの傾斜角−γｔが根元部Ｂの傾斜角γＲに対して逆
方向になるように湾曲した形状の静翼を配置した技術で
ある。すなわち、根元部では静翼の腹側に傾斜し、先端
部では静翼の背側に傾斜する形状である。例えば、特開
昭６２−１７０７０７号公報、特開平４−１２４４０６
号公報及び特願平４−５２６７０号に認められる技術で
ある。
【０００７】以上のように静翼の形状、配置には種々の
考案がなされているが、図１７〜図１９に示す各静翼構
成を先端側の外壁面に傾斜角を有する場合を例として、
流路内の流動状況を流線Ｆで説明すると図２０〜図２２
に示すようになる。図２０は、静翼１が周方向に傾斜し
ていないため弾性流体の半径方向の圧力勾配と遠心力と
の関係により、根元部付近の低流量領域Ａ１で流量が少
なくなり先端部では流量が多くなる傾向となる。図２１
は、静翼が周方向に直線的に傾斜した例であるが、図２
０の状態とは逆の傾向を示し、先端部付近で低流量領域
Ａ２を発生する。前記の静翼配置における欠点を排除す
るため考案されたのが図１９に示した湾曲した静翼形状
であり、この場合の流動状況は図２２に示すようにな
り、図２０及び図２１に示す欠点を解消してほぼ良好な
流動状況が得られる。しかし、（１）式からも明らかな
ように、このような流動状況は拡大流路を形成すること
により、タービン軸に対して傾斜する外壁３と内壁３ａ
の傾斜角に対する周方向傾斜角γＲ及び−γｔが適切で
あることが条件となるが、従来技術ではこの関係が明確
にされていない。
考案がなされているが、図１７〜図１９に示す各静翼構
成を先端側の外壁面に傾斜角を有する場合を例として、
流路内の流動状況を流線Ｆで説明すると図２０〜図２２
に示すようになる。図２０は、静翼１が周方向に傾斜し
ていないため弾性流体の半径方向の圧力勾配と遠心力と
の関係により、根元部付近の低流量領域Ａ１で流量が少
なくなり先端部では流量が多くなる傾向となる。図２１
は、静翼が周方向に直線的に傾斜した例であるが、図２
０の状態とは逆の傾向を示し、先端部付近で低流量領域
Ａ２を発生する。前記の静翼配置における欠点を排除す
るため考案されたのが図１９に示した湾曲した静翼形状
であり、この場合の流動状況は図２２に示すようにな
り、図２０及び図２１に示す欠点を解消してほぼ良好な
流動状況が得られる。しかし、（１）式からも明らかな
ように、このような流動状況は拡大流路を形成すること
により、タービン軸に対して傾斜する外壁３と内壁３ａ
の傾斜角に対する周方向傾斜角γＲ及び−γｔが適切で
あることが条件となるが、従来技術ではこの関係が明確
にされていない。
【０００８】そして図１５及び図１６に示すように、タ
ービン流路を形成する内外壁の傾斜角は、内壁（根元
側）ではゼロで、外壁（先端側）では下流に向かってタ
ービン軸から離れるように形成されるものに限らず、さ
らに実機タービンの断面図を示すと、図２３及び図２４
に示す例のように、外壁では傾斜角が下流側に向けて流
路が拡大するように形成されるが、内壁では、タービン
軸より離れる傾斜角の場合と、タービン軸に向かうよう
な傾斜角の場合とがある。このようにタービン流路にお
ける内外壁の傾斜角は、全体構造の関係より非常に多く
の選択がなされており、その内外壁形状を示すと図２５
〜図３３のようになる。図２５〜図２７は外壁がタービ
ン軸と平行で傾斜角がなく、内壁の傾斜角が異なる例で
ある。図２８〜図３０は外壁が下流側に向かってタービ
ン軸より離れるように形成され、内壁の傾斜角が異なっ
ている例である。また、図３１〜図３３は外壁が下流側
に向けてタービン軸に接近する方向に形成され、内壁の
傾斜角が異なる例である。
ービン流路を形成する内外壁の傾斜角は、内壁（根元
側）ではゼロで、外壁（先端側）では下流に向かってタ
ービン軸から離れるように形成されるものに限らず、さ
らに実機タービンの断面図を示すと、図２３及び図２４
に示す例のように、外壁では傾斜角が下流側に向けて流
路が拡大するように形成されるが、内壁では、タービン
軸より離れる傾斜角の場合と、タービン軸に向かうよう
な傾斜角の場合とがある。このようにタービン流路にお
ける内外壁の傾斜角は、全体構造の関係より非常に多く
の選択がなされており、その内外壁形状を示すと図２５
〜図３３のようになる。図２５〜図２７は外壁がタービ
ン軸と平行で傾斜角がなく、内壁の傾斜角が異なる例で
ある。図２８〜図３０は外壁が下流側に向かってタービ
ン軸より離れるように形成され、内壁の傾斜角が異なっ
ている例である。また、図３１〜図３３は外壁が下流側
に向けてタービン軸に接近する方向に形成され、内壁の
傾斜角が異なる例である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の軸流タービン静
翼装置にあっては、タービン流路形状が多岐にわたるた
め、単に静翼を周方向に湾曲させて形成した状態ではタ
ービン全段落にわたって効果的ではなく、内外壁の傾斜
角に応じて静翼の周方向傾斜角を規定することが必要で
ある。これは流路内における半径方向の圧力分布状態を
達成するため必要な条件である。
翼装置にあっては、タービン流路形状が多岐にわたるた
め、単に静翼を周方向に湾曲させて形成した状態ではタ
ービン全段落にわたって効果的ではなく、内外壁の傾斜
角に応じて静翼の周方向傾斜角を規定することが必要で
ある。これは流路内における半径方向の圧力分布状態を
達成するため必要な条件である。
【００１０】本発明の目的は、解析検討及び実験的検討
をもとにタービン流路の内外壁の傾斜角と静翼の周方向
傾斜角との関係を規定し、タービン段落内の流動状況を
正常化する軸流タービン静翼装置を提供することにあ
る。
をもとにタービン流路の内外壁の傾斜角と静翼の周方向
傾斜角との関係を規定し、タービン段落内の流動状況を
正常化する軸流タービン静翼装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る軸流タービン静翼装置は、弾性流体の
流路をそれぞれの壁面で形成する内壁及び外壁と、それ
ぞれの壁面にそれぞれの端部を固設されかつタービン軸
と直交する断面に円周方向に湾曲して配置された複数の
静翼とよりなる軸流タービン静翼装置において、それぞ
れの壁面とタービン軸とのなす傾斜角に対応し、それぞ
れの壁面と湾曲した出口端との交点におけるそれぞれの
静翼の出口端の周方向傾斜角を変化させて形成した構成
とする。
め、本発明に係る軸流タービン静翼装置は、弾性流体の
流路をそれぞれの壁面で形成する内壁及び外壁と、それ
ぞれの壁面にそれぞれの端部を固設されかつタービン軸
と直交する断面に円周方向に湾曲して配置された複数の
静翼とよりなる軸流タービン静翼装置において、それぞ
れの壁面とタービン軸とのなす傾斜角に対応し、それぞ
れの壁面と湾曲した出口端との交点におけるそれぞれの
静翼の出口端の周方向傾斜角を変化させて形成した構成
とする。
【００１２】そして弾性流体の流路をそれぞれの壁面で
形成する内壁及び外壁と、それぞれの壁面にそれぞれの
端部を固設されかつタービン軸と直交する断面に円周方
向に湾曲して配置された複数の静翼とよりなる軸流ター
ビン静翼装置において、それぞれの壁面の下流側に向け
てタービン軸より離間する傾斜角又は下流側に向けてタ
ービン軸に接近する傾斜角に対応し、内壁面と湾曲した
出口端との交点におけるそれぞれの静翼の出口端の周方
向傾斜角を腹側へ大きく形成するとともに、外壁面と湾
曲した出口端との交点におけるそれぞれの静翼の出口端
の周方向傾斜角を背側へ大きく形成した構成でもよい。
形成する内壁及び外壁と、それぞれの壁面にそれぞれの
端部を固設されかつタービン軸と直交する断面に円周方
向に湾曲して配置された複数の静翼とよりなる軸流ター
ビン静翼装置において、それぞれの壁面の下流側に向け
てタービン軸より離間する傾斜角又は下流側に向けてタ
ービン軸に接近する傾斜角に対応し、内壁面と湾曲した
出口端との交点におけるそれぞれの静翼の出口端の周方
向傾斜角を腹側へ大きく形成するとともに、外壁面と湾
曲した出口端との交点におけるそれぞれの静翼の出口端
の周方向傾斜角を背側へ大きく形成した構成でもよい。
【００１３】また軸流タービンにおいては、前記いずれ
か一つの軸流タービン静翼装置を備えてなる構成とす
る。
か一つの軸流タービン静翼装置を備えてなる構成とす
る。
【００１４】
【作用】本発明によれば、タービン段落内の流動状況を
決定する影響パラメータは（２）式で示され、静翼の周
方向傾斜角を除く他のパラメータは、タービン設計にお
ける熱流体、強度及び構造上の制約条件があるため、す
でに明らかになっている静翼の周方向傾斜角の効果をも
とに、内外壁の傾斜角に応じて規定し、この規定に基づ
く静翼を備えることによってタービン段落内の内外壁で
発生する低流量領域が解消され流動損失が低減される。
決定する影響パラメータは（２）式で示され、静翼の周
方向傾斜角を除く他のパラメータは、タービン設計にお
ける熱流体、強度及び構造上の制約条件があるため、す
でに明らかになっている静翼の周方向傾斜角の効果をも
とに、内外壁の傾斜角に応じて規定し、この規定に基づ
く静翼を備えることによってタービン段落内の内外壁で
発生する低流量領域が解消され流動損失が低減される。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施例を図１を参照しながら説明
する。図１は、タービン軸を中心として円周上に配置さ
れている静翼の一部分を斜視図で示してある。図１に示
すように、弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成する
内壁３ａ及び外壁３（内外壁）と、それぞれの壁面にそ
れぞれの端部を固設されかつタービン軸Ｘと直交する断
面に円周方向に湾曲して配置された複数の静翼１を備え
てなる軸流タービン静翼装置であって、それぞれの壁面
とタービン軸Ｘとのなす傾斜角に対応し、それぞれの壁
面と湾曲した出口端４との交点におけるそれぞれの静翼
１の出口端４の周方向傾斜角−γｔｏを変化させて形成
した構成とする。すなわち図２９に示す例のように、外
壁３はタービン軸と平行なＡ軸に対して＋θｔの傾斜角
を有しており、内壁３ａはタービン軸と平行なＢ軸に対
して−θＲの傾斜角を有している。また、静翼１は出口
端４が外壁３と接合する交点Ｇにおいて、タービン軸Ｘ
と直角な半径方向線ｒｔｏに対して周方向傾斜角−γｔ
ｏで傾斜しており、内壁３ａでは出口端４との交点Ｆに
おいて、タービン軸に直角な半径方向線ｒＲｏに対して
周方向傾斜角γＲｏで傾斜している。このように静翼１
は根元（内壁）から先端（外壁）にわたって湾曲する形
状となるが、この湾曲形状を円滑に形成するためには、
幾何学的に両端の接線角が与えられた場合の円弧を作図
する方法を用いることができる。例えば、「タービンの
熱計算」ゲ・ア・フィリポフ著、永島訳（文一総合出
版、１９７４）に示されているような方法を採用するこ
とが可能である。
する。図１は、タービン軸を中心として円周上に配置さ
れている静翼の一部分を斜視図で示してある。図１に示
すように、弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成する
内壁３ａ及び外壁３（内外壁）と、それぞれの壁面にそ
れぞれの端部を固設されかつタービン軸Ｘと直交する断
面に円周方向に湾曲して配置された複数の静翼１を備え
てなる軸流タービン静翼装置であって、それぞれの壁面
とタービン軸Ｘとのなす傾斜角に対応し、それぞれの壁
面と湾曲した出口端４との交点におけるそれぞれの静翼
１の出口端４の周方向傾斜角−γｔｏを変化させて形成
した構成とする。すなわち図２９に示す例のように、外
壁３はタービン軸と平行なＡ軸に対して＋θｔの傾斜角
を有しており、内壁３ａはタービン軸と平行なＢ軸に対
して−θＲの傾斜角を有している。また、静翼１は出口
端４が外壁３と接合する交点Ｇにおいて、タービン軸Ｘ
と直角な半径方向線ｒｔｏに対して周方向傾斜角−γｔ
ｏで傾斜しており、内壁３ａでは出口端４との交点Ｆに
おいて、タービン軸に直角な半径方向線ｒＲｏに対して
周方向傾斜角γＲｏで傾斜している。このように静翼１
は根元（内壁）から先端（外壁）にわたって湾曲する形
状となるが、この湾曲形状を円滑に形成するためには、
幾何学的に両端の接線角が与えられた場合の円弧を作図
する方法を用いることができる。例えば、「タービンの
熱計算」ゲ・ア・フィリポフ著、永島訳（文一総合出
版、１９７４）に示されているような方法を採用するこ
とが可能である。
【００１６】図１に示す静翼において、外壁の傾斜角＋
θｔ、内壁の傾斜角−θＲと、静翼の先端側の周方向傾
斜角−γｔｏ、根元側のγＲｏとの関係を規定してター
ビン段落内で発生する流動損失を低減するため、試験タ
ービンによる結果及び段落内の流れ解析に基づく検討結
果をまとめると、これらの４種類の角度の最も効果的な
関係は図２に示すようになる。図２に示すように、外壁
の傾斜角θｔと静翼の先端側の周方向傾斜角−γｔｏと
の関係は、θｔがプラス側からマイナス側に向かうにつ
れて静翼の先端側の周方向傾斜角−γｔｏは、マイナス
側に大きくする必要がある。また、内壁の傾斜角θＲと
静翼の根元側の周方向傾斜角γＲｏとの関係は、内壁の
傾斜角θＲがプラスからマイナスに向かうにつれて静翼
の根元側の周方向傾斜角γＲｏは、プラス側に大きくす
る必要があることを示している。
θｔ、内壁の傾斜角−θＲと、静翼の先端側の周方向傾
斜角−γｔｏ、根元側のγＲｏとの関係を規定してター
ビン段落内で発生する流動損失を低減するため、試験タ
ービンによる結果及び段落内の流れ解析に基づく検討結
果をまとめると、これらの４種類の角度の最も効果的な
関係は図２に示すようになる。図２に示すように、外壁
の傾斜角θｔと静翼の先端側の周方向傾斜角−γｔｏと
の関係は、θｔがプラス側からマイナス側に向かうにつ
れて静翼の先端側の周方向傾斜角−γｔｏは、マイナス
側に大きくする必要がある。また、内壁の傾斜角θＲと
静翼の根元側の周方向傾斜角γＲｏとの関係は、内壁の
傾斜角θＲがプラスからマイナスに向かうにつれて静翼
の根元側の周方向傾斜角γＲｏは、プラス側に大きくす
る必要があることを示している。
【００１７】次に、前記の静翼構造に関して、タービン
段落への影響を翼長方向の効率分布で示すと図３のよう
になる。図３に示すように、曲線１０は図１７の静翼構
造における効率分布であり、曲線４０と曲線５０との組
み合わせによる分布は、静翼形状が湾曲してはいるが本
実施例のように内外壁の傾斜角との関係を考慮していな
い図１９に相当するものである。また、曲線２０と曲線
３０との組み合わせによる分布は本実施例の構成による
ものであり、内外壁の傾斜角と静翼の周方向傾斜角との
関係の適正化を図った結果、内外壁のごく近傍の効率向
上を含めて高効率が達成できる。図３の効率分布になる
状況を流線で示すと図４〜図１２のようになり、それぞ
れ図２５〜図３３に示した実機タービンの流路形状に対
応するものである。図４〜図１２に示すように、実線で
示す流線は本実施例の構成によるものであり、鎖線で示
す流線は従来技術によるものである。さらに、領域ａは
従来技術において内外壁から流れが剥離して渦流の発生
する流域であり、本実施例では、内外壁の傾斜角に対応
した静翼の周方向傾斜角によって内外壁側に押し付ける
動翼からの作用力を調整することができるため、タービ
ン段落内の流れを正常化し、従来技術に認められる剥離
流れによる渦流を消滅させることが可能となり、タービ
ン段落の高効率化に大きな効果が発揮される。このよう
な効果を翼長方向の効率分布を平均化した段落効果で比
較すると、本実施例による効率向上量は、２〜４％に達
することが確認されている。
段落への影響を翼長方向の効率分布で示すと図３のよう
になる。図３に示すように、曲線１０は図１７の静翼構
造における効率分布であり、曲線４０と曲線５０との組
み合わせによる分布は、静翼形状が湾曲してはいるが本
実施例のように内外壁の傾斜角との関係を考慮していな
い図１９に相当するものである。また、曲線２０と曲線
３０との組み合わせによる分布は本実施例の構成による
ものであり、内外壁の傾斜角と静翼の周方向傾斜角との
関係の適正化を図った結果、内外壁のごく近傍の効率向
上を含めて高効率が達成できる。図３の効率分布になる
状況を流線で示すと図４〜図１２のようになり、それぞ
れ図２５〜図３３に示した実機タービンの流路形状に対
応するものである。図４〜図１２に示すように、実線で
示す流線は本実施例の構成によるものであり、鎖線で示
す流線は従来技術によるものである。さらに、領域ａは
従来技術において内外壁から流れが剥離して渦流の発生
する流域であり、本実施例では、内外壁の傾斜角に対応
した静翼の周方向傾斜角によって内外壁側に押し付ける
動翼からの作用力を調整することができるため、タービ
ン段落内の流れを正常化し、従来技術に認められる剥離
流れによる渦流を消滅させることが可能となり、タービ
ン段落の高効率化に大きな効果が発揮される。このよう
な効果を翼長方向の効率分布を平均化した段落効果で比
較すると、本実施例による効率向上量は、２〜４％に達
することが確認されている。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、タービン流路内に配置
される湾曲した静翼の内外壁の傾斜角に対応し、それぞ
れの壁面と湾曲した出口端との交点における静翼の周方
向傾斜角の関係を規定したため、タービン段落内の流れ
が均一化され、種々の流路形状に対して流動損失を低減
させてタービン効率を向上することできる効果がある。
される湾曲した静翼の内外壁の傾斜角に対応し、それぞ
れの壁面と湾曲した出口端との交点における静翼の周方
向傾斜角の関係を規定したため、タービン段落内の流れ
が均一化され、種々の流路形状に対して流動損失を低減
させてタービン効率を向上することできる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の内外壁の傾斜角と静翼の周方向傾斜角
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の効果を説明する翼長方向の効率分布を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図５】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図６】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図７】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図８】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図９】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す図
である。
である。
【図１０】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す
図である。
図である。
【図１１】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す
図である。
図である。
【図１２】本発明の効果を説明する流路内の流れを示す
図である。
図である。
【図１３】タービン段落の縦断面図である。
【図１４】拡大流路における流体の流線を示す斜視図で
ある。
ある。
【図１５】実機タービンの翼列の例を示す断面図であ
る。
る。
【図１６】実機タービンの翼列の例を示す断面図であ
る。
る。
【図１７】従来の静翼形状を示す正面図である。
【図１８】従来の静翼形状を示す正面図である。
【図１９】従来の静翼形状を示す正面図である。
【図２０】従来の静翼における流れの状況を示す縦断面
図である。
図である。
【図２１】従来の静翼における流れの状況を示す縦断面
図である。
図である。
【図２２】従来の静翼における流れの状況を示す縦断面
図である。
図である。
【図２３】実機タービンの翼列の例を示す断面図であ
る。
る。
【図２４】実機タービンの翼列の例を示す断面図であ
る。
る。
【図２５】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２６】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２７】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２８】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２９】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３０】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３１】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３２】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３３】実機タービン段落の内外壁の傾斜角の例を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 静翼 ２ 動翼 ３ 外壁 ３ａ 内壁 ４ 出口端
Claims (3)
- 【請求項１】 弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成
する内壁及び外壁と、それぞれの壁面にそれぞれの端部
を固設されかつタービン軸と直交する断面に円周方向に
湾曲して配置された複数の静翼とよりなる軸流タービン
静翼装置において、それぞれの壁面と前記タービン軸と
のなす傾斜角に対応し、それぞれの壁面と前記湾曲した
出口端との交点におけるそれぞれの静翼の該出口端の周
方向傾斜角を変化させて形成したことを特徴とする軸流
タービン。 - 【請求項２】 弾性流体の流路をそれぞれの壁面で形成
する内壁及び外壁と、それぞれの壁面にそれぞれの端部
を固設されかつタービン軸と直交する断面に円周方向に
湾曲して配置された複数の静翼とよりなる軸流タービン
静翼装置において、それぞれの壁面の下流側に向けて前
記タービン軸より離間する傾斜角又は下流側に向けて前
記タービン軸に接近する傾斜角に対応し、内壁面と前記
湾曲した出口端との交点におけるそれぞれの静翼の該出
口端の周方向傾斜角を腹側へ大きく形成するとともに、
外壁面と前記湾曲した出口端との交点におけるそれぞれ
の静翼の該出口端の周方向傾斜角を背側へ大きく形成し
たことを特徴とする軸流タービン静翼装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の軸流タービン静翼
装置を備えてなることを特徴とする軸流タービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344290A JP3005839B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 軸流タービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344290A JP3005839B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 軸流タービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06193402A true JPH06193402A (ja) | 1994-07-12 |
| JP3005839B2 JP3005839B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=18368098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4344290A Expired - Lifetime JP3005839B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 軸流タービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005839B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017122406A (ja) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | 三菱重工業株式会社 | 軸流タービン |
| JP2018145960A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 蒸気タービンロータ、及びこれを備える蒸気タービン |
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-
1992
- 1992-12-24 JP JP4344290A patent/JP3005839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3005839B2 (ja) | 2000-02-07 |
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