JPH0653701U - Axial turbine blade structure - Google Patents
Axial turbine blade structureInfo
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- JPH0653701U JPH0653701U JP8845592U JP8845592U JPH0653701U JP H0653701 U JPH0653701 U JP H0653701U JP 8845592 U JP8845592 U JP 8845592U JP 8845592 U JP8845592 U JP 8845592U JP H0653701 U JPH0653701 U JP H0653701U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 翼背面の圧力分布を制御し、その圧力勾配に
より翼間で生じる2次流れが主流側へ流れ込むのを抑制
することができる軸流タービンノズル翼の構造を提供す
る。
【構成】 各断面の後縁部を結ぶ線が一直線(L)をな
す軸流タービンノズル翼の構造である。翼の中央部分に
おける前縁と後縁とを結ぶ線とタービン軸線とのなす角
度(θa)が、ケーシング側およびハブ側における前縁
と後縁都を結ぶ線とタービン軸線とのなす角度(θb、
θc)よりも大となるように設定されている。
(57) [Summary] [Object] To provide a structure of an axial flow turbine nozzle blade that can control the pressure distribution on the back surface of the blade and suppress the secondary flow generated between the blades from flowing into the mainstream side due to the pressure gradient. To do. [Structure] This is a structure of an axial flow turbine nozzle blade in which a line connecting the trailing edges of each cross section forms a straight line (L). The angle (θa) between the turbine axis and the line connecting the leading edge and the trailing edge in the central portion of the blade is the angle (θb) between the line connecting the leading edge and the trailing edge on the casing side and the hub side and the turbine axis. ,
It is set to be larger than θc).
Description
【0001】[0001]
本考案はターボジェットエンジンあるいはターボフアンエンジン等で用いられ る軸流タービンノズル翼の構造に関する。 The present invention relates to a structure of an axial flow turbine nozzle blade used in a turbojet engine or a turbofan engine.
【0002】[0002]
図6は、従来使用されているガスタービンエンジンの一例を示す。このガスタ ービンエンジンでは、空気取入口1から取り入れられた流入空気は、まず低圧圧 縮機2で圧縮される。そして、低圧圧縮機2から送り出された圧縮空気の一部は 、ファン空気排出ダクト3を通過して直接エンジン外へバイパス推力として噴射 される。 FIG. 6 shows an example of a conventionally used gas turbine engine. In this gas turbine engine, the inflow air taken in through the air intake 1 is first compressed by the low pressure compressor 2. Then, a part of the compressed air sent from the low-pressure compressor 2 passes through the fan air discharge duct 3 and is directly injected outside the engine as a bypass thrust.
【0003】 一方、低圧圧縮機2から送り出された圧縮空気は、高圧圧縮機4でさらに高圧 圧縮され、その後燃焼室5に送られて供給燃料と混合されてガス化され燃焼され る。そして燃焼室5から排出された排気ガスは、圧縮機タービン6およびファン タービン7を回転させるともに、排気ダクト8よりコア推力として噴出される構 造になっている。 なお、圧縮機タービン6やファンタービン7は、ともに静翼列及び動翼列から 構成される。On the other hand, the compressed air sent from the low-pressure compressor 2 is further compressed at a high pressure by the high-pressure compressor 4, and then sent to the combustion chamber 5 where it is mixed with the supplied fuel, gasified and burned. The exhaust gas discharged from the combustion chamber 5 rotates the compressor turbine 6 and the fan turbine 7, and is ejected from the exhaust duct 8 as a core thrust. Both the compressor turbine 6 and the fan turbine 7 are composed of a row of stationary blades and a row of moving blades.
【0004】[0004]
ところで、この種のガスタービンエンジンにおいて圧縮機タービン6等を構成 する静翼列(ノズル)の個々の翼9の形状は、燃焼室5から出てきたガスを後方 の動翼列を回転させるのに好適な方向及び速度に変換させることができるように 定められ、通常、図7に示すように全体が斜めに配されるとともに、前縁が膨ら みかつ後方に向かうに従い漸次小径となるように形成されている。 By the way, in the gas turbine engine of this type, the shape of each blade 9 of the stationary blade row (nozzle) forming the compressor turbine 6 or the like is such that the gas discharged from the combustion chamber 5 causes the rear blade row to rotate. It is designed so that it can be converted into a suitable direction and speed, and is generally arranged diagonally as shown in FIG. 7, and the front edge is swollen and gradually becomes smaller toward the rear. Is formed in.
【0005】 この種の従来のタービンノズル翼9において、運転時の燃焼ガスの流れを調べ てみると、ハブ10やケーシング11に近い箇所では境界層内の剪断流れのため 図7に示すように2次流れ12が生じる。そして、この2次流れ12が下流側に 向かうに従い次第に広がり、主流13の流れを乱してしまう不具合があった。In the conventional turbine nozzle blade 9 of this type, when the flow of the combustion gas during operation is examined, a shear flow in the boundary layer occurs at a portion near the hub 10 and the casing 11, as shown in FIG. A secondary stream 12 is created. Then, there was a problem that the secondary flow 12 gradually spreads toward the downstream side and disturbs the flow of the main flow 13.
【0006】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、翼背面の圧力分布を制御し、その 圧力勾配により翼間で生じる2次流れが主流側へ流れ込むのを抑制することがで きる軸流タービンノズル翼の構造を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to control the pressure distribution on the back surface of a blade and suppress the secondary flow generated between the blades due to the pressure gradient from flowing into the mainstream side. An object is to provide a structure of a flow turbine nozzle blade.
【0007】[0007]
本考案では係る目的を達成するために、各断面の後縁部を結ぶ線が一直線をな す軸流タービンノズル翼の構造において、中央部分における前縁と後縁とを結ぶ 線とタービン軸線とのなす角度が、ケーシング側およびハブ側における前縁と後 縁都を結ぶ線とタービン軸線とのなす角度よりも大となるように設定されている 構成とした。 In order to achieve the above object, the present invention has an axial flow turbine nozzle blade structure in which the line connecting the trailing edges of each section is straight, and the line connecting the leading edge and the trailing edge in the central part and the turbine axis are The angle formed by is set larger than the angle formed by the turbine axis and the line connecting the leading edge and the trailing edge on the casing and hub sides.
【0008】[0008]
本考案にかかる軸流タービンノズル翼では、翼前縁側において、翼背面とケー シング面およびハブ面とのなす角度は鋭角となる。このため、空力特性により、 ケーシング側およびハブ側に近い部分の圧力は中央部分の圧力よりも小になり、 中央部分からケーシング側あるいはハブ側へ向かう圧力勾配が生じる。この結果 、翼間に発生する2次流れが主流(翼の中央部)に巻き上がるのを防止できる。 In the axial flow turbine nozzle blade according to the present invention, the angle formed by the blade back surface with the casing surface and the hub surface is an acute angle on the blade leading edge side. Therefore, due to the aerodynamic characteristics, the pressure in the portion close to the casing side and the hub side becomes smaller than the pressure in the central portion, and a pressure gradient from the central portion to the casing side or the hub side occurs. As a result, the secondary flow generated between the blades can be prevented from rolling up into the main flow (the central portion of the blade).
【0009】[0009]
以下、本考案にかかる軸流タービンノズル翼について図1〜図5を参照しなが ら説明する。 本考案にかかる軸流タービンノズル翼20は、図1に示すようにタービンの軸 線方向(言い換えれば燃焼ガスの流入方向)に対して全体が斜めに傾斜して配置 され、しかも前縁が膨らみかつ後方に向かうに従い漸次小径となるように形成さ れるとともに腹面20aに凹部がまた背面20bに凸部が形成されるように全体 が湾曲して形成されている。 Hereinafter, an axial flow turbine nozzle blade according to the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the axial flow turbine nozzle blade 20 according to the present invention is arranged so as to be obliquely inclined with respect to the axial direction of the turbine (in other words, the combustion gas inflow direction), and the front edge is swollen. The diameter is gradually reduced toward the rear, and the entire surface is curved so that a concave portion is formed on the abdominal surface 20a and a convex portion is formed on the rear surface 20b.
【0010】 この種のノズル翼20の形状を決定する方法の一つとしてスタッキング法があ る。この方法は、例えば、翼の各横断面形状を定め、それをタービン半径方向に 積み上げて翼の形状を定める方法である。A stacking method is one of the methods for determining the shape of the nozzle blade 20 of this type. This method is, for example, a method of determining each cross-sectional shape of the blade and stacking them in the turbine radial direction to determine the shape of the blade.
【0011】 ここで示すノズル翼20は、後縁20cがスタッキング軸Lに設定されている 。なお、スタッキング軸Lは、ノズル翼20のケーシング側の後縁Paとハブ側 の後縁Pbとを通る直線であり、ノズル翼20の横断面の後縁部を結ぶ線は一直 線上、すなわちスタッキング軸L上に位置することになる。また、ノズル翼20 では、ノズル翼のミーン(中央部分)側における前縁と後縁とを結ぶ線とタービ ン軸線とのなす角度θaが、ケーシング側およびハブ側における前縁と後縁都を 結ぶ線とタービン軸線とのなす角度θb、θcよりも大となるように設定されて いる。In the nozzle blade 20 shown here, the trailing edge 20 c is set to the stacking axis L. The stacking axis L is a straight line passing through the casing-side trailing edge Pa of the nozzle blade 20 and the hub-side trailing edge Pb, and the line connecting the trailing edges of the nozzle blade 20 in cross section is straight, that is, stacking. It will be located on the axis L. Further, in the nozzle blade 20, the angle θa formed by the line connecting the leading edge and the trailing edge on the mean (central portion) side of the nozzle blade and the turbine axis is the leading edge and the trailing edge on the casing side and the hub side. It is set to be larger than the angles θb and θc formed by the connecting line and the turbine axis.
【0012】 上記角度θa〜θcは、タービンの大小、出力等によっても異なるが、概ね3 5°〜65°の範囲で、図5に示すように(θc、θb)<θaのように定めら れ、具体的な値としては、例えばケーシング側の角度θb、ミーン側の角度θa 、ハブ側の角度θcがそれぞれ55°、56°、54°に設定される。なお、そ れら3つの断面の間に位置する各翼の横断面の角度は、それら翼横断面の角度を なめらかに連続する値に設定される(図5参照)。Although the angles θa to θc vary depending on the size and output of the turbine, etc., they are generally set in the range of 35 ° to 65 ° as (θc, θb) <θa as shown in FIG. As specific values, for example, the angle θb on the casing side, the angle θa on the mean side, and the angle θc on the hub side are set to 55 °, 56 °, and 54 °, respectively. The angle of the cross-section of each blade located between these three cross-sections is set to a value that allows the angles of the blade cross-sections to be smoothly continuous (see Fig. 5).
【0013】 しかして、上記構成の軸流タービン翼構造によれば、前方の燃焼器から流入す るガスの一部分は、ノズル翼20の前縁20dにあたって左右に分れる。このと き、ノズル翼20の背面20bでは、ノズル翼入口の境界層のためにケーシング 11側及びハブ10側の近傍に2次流れ12による渦が発生する。Therefore, according to the axial flow turbine blade structure having the above-described configuration, a part of the gas flowing from the front combustor is divided into right and left at the front edge 20d of the nozzle blade 20. At this time, on the back surface 20b of the nozzle blade 20, a vortex due to the secondary flow 12 is generated near the casing 11 side and the hub 10 side due to the boundary layer at the nozzle blade inlet.
【0014】 ここで、このノズル翼の前縁20d側において背面20bが、ケーシング11 とハブ10とのなす角度は鋭角となる。このため、空力特性により、ミーン側の 圧力はケーシング側あるいはハブ側に近い部分の圧力よりも大になり、中央部分 からケーシング側あるいはハブ側へ向かう圧力勾配が生じる。この結果、翼間に 発生する2次流れが主流(翼の中央部)に巻き上がるのを防止でき、主流部の流 れが妨げられない。したがって、後方の動翼に対し、ロスが少なく所定角度度を 持ちかつ乱れの少ない流れを供給できる。Here, the angle formed between the casing 11 and the hub 10 by the back surface 20b on the front edge 20d side of the nozzle blade is an acute angle. Therefore, due to the aerodynamic characteristics, the pressure on the mean side becomes larger than the pressure on the portion close to the casing side or the hub side, and a pressure gradient from the central portion to the casing side or the hub side occurs. As a result, the secondary flow generated between the blades can be prevented from rolling up into the main stream (the central portion of the blade), and the flow in the main stream can be prevented. Therefore, it is possible to supply a flow with less loss and a predetermined angle degree and less turbulence to the moving blades at the rear.
【0015】 なお、本考案の軸流タービンノズル翼の構造は、前記実施例に限られることな く、各部材の形状、材質、寸法等の具体的な構成要素は、実施にあたり適宜変更 可能である。 例えば、上記実施例では、ノズル翼20のケーシング側の後縁Paとハブ側の 後縁Pbとを通る直線であるスタッキング軸Lはエンジンの回転中心を通ってい るが、スタッキング軸Lは必ずしもエンジンの回転中心を通らなくてもよく、ま た燃焼ガスの流入方向に対して傾いてもよい。The structure of the axial turbine nozzle blade of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the specific components such as the shape, material and size of each member can be appropriately changed in the implementation. is there. For example, in the above embodiment, the stacking axis L, which is a straight line passing through the casing-side trailing edge Pa of the nozzle blade 20 and the hub-side trailing edge Pb, passes through the center of rotation of the engine, but the stacking axis L is not necessarily the engine. Does not have to pass through the center of rotation, and may be inclined with respect to the inflow direction of the combustion gas.
【0016】[0016]
本考案によれば、各断面の後縁部を結ぶ線が一直線をし、かつ翼の中央部分に おける前縁と後縁とを結ぶ線とタービン軸線とのなす角度が、翼のケーシング側 およびハブ側における前縁と後縁都を結ぶ線とタービン軸線とのなす角度よりも 大となるように設定されているから、ノズル翼の背面の圧力分布がミーン側が最 も高くケーシング側及びハブ側へ向かうに従い低くなるため、翼間に発生する2 次流れによる渦はミーン側である主流部に巻き上がることがなく、この結果、ガ ス流の流れを乱すことなく、ロスが少なく理想に近い翼形状とすることができる 。 According to the present invention, the line connecting the trailing edges of each cross section is straight, and the angle formed between the line connecting the leading edge and the trailing edge in the central portion of the blade and the turbine axis is the casing side of the blade and Since the angle is set to be larger than the angle between the turbine axis and the line connecting the leading edge and the trailing edge on the hub side, the pressure distribution on the back side of the nozzle blade is highest on the mean side and on the casing side and the hub side. Since the vortex due to the secondary flow generated between the blades does not wind up in the main flow part on the mean side, it does not disturb the flow of the gas flow and there is little loss and it is close to ideal It can have a wing shape.
【図1】本考案にかかる軸流タービンノズル翼の構造を
示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a structure of an axial flow turbine nozzle blade according to the present invention.
【図2】同軸流タービンノズル翼の構造を示す平面図で
ある。FIG. 2 is a plan view showing the structure of a coaxial flow turbine nozzle blade.
【図3】図2におけるX矢視図である。FIG. 3 is a view on arrow X in FIG.
【図4】図3におけるY矢視図である。FIG. 4 is a view on arrow Y in FIG.
【図5】軸流タービンノズル翼の各横断面の角度を説明
する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an angle of each cross section of an axial turbine nozzle blade.
【図6】ガスタービンエンジンの全体構造を示す概略図
である。FIG. 6 is a schematic diagram showing the overall structure of a gas turbine engine.
【図7】軸流タービンノズル翼の従来例を示す平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view showing a conventional example of an axial flow turbine nozzle blade.
20 軸流タービンノズル翼 20a 軸流タービンノズル翼の後端 20b 軸流タービンノズル翼の前端 20 axial flow turbine nozzle blade 20a axial flow turbine nozzle blade rear end 20b axial flow turbine nozzle blade front end
Claims (1)
軸流タービンノズル翼の構造において、中央部分におけ
る前縁と後縁とを結ぶ線とタービン軸線とのなす角度
が、ケーシング側およびハブ側における前縁と後縁都を
結ぶ線とタービン軸線とのなす角度よりも大となるよう
に設定されていることを特徴とする軸流タービンノズル
翼の構造。1. In the structure of an axial flow turbine nozzle blade in which a line connecting a trailing edge of each cross section is a straight line, an angle formed by a line connecting a leading edge and a trailing edge in a central portion and a turbine axis is on a casing side. And an axial flow turbine nozzle blade structure which is set to be larger than an angle formed by a line connecting the leading edge and the trailing edge on the hub side and a turbine axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8845592U JPH0653701U (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Axial turbine blade structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8845592U JPH0653701U (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Axial turbine blade structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0653701U true JPH0653701U (en) | 1994-07-22 |
Family
ID=13943276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8845592U Pending JPH0653701U (en) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | Axial turbine blade structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653701U (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522890A (en) * | 2000-02-17 | 2003-07-29 | オールストム パワー エヌ.ヴイ. | Airfoil for axial turbomachinery |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP8845592U patent/JPH0653701U/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003522890A (en) * | 2000-02-17 | 2003-07-29 | オールストム パワー エヌ.ヴイ. | Airfoil for axial turbomachinery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981110 |