CN102562665A - 轴流压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴流压缩机。在通过燃气轮机的部分负荷运转等来进行关闭IGV的运转时，有可能发生因压缩机后级侧的叶片负荷上升所导致的空气动力性能和/或可靠性的下降。本发明的目的在于抑制轴流压缩机的空气动力性能和/或可靠性的下降。本发明的轴流压缩机，具备：转子，设置于上述转子上的多个动叶片列，位于上述动叶片列的外侧的罩，设置于上述罩上的多个静叶片列，以及在上述静叶片列中的最终级静叶片列的下游侧设置的出口引导叶片；该轴流压缩机的特征是，上述最终级静叶片列的气流的进入角是进入工作区域的边界线以下。

Description

轴流压缩机

技术领域

本发明涉及轴流压缩机。

背景技术

作为公开本技术领域的背景技术的文献，有日本特开平2-223604号公报(专利文献1)。在专利文献1中，公开了以下内容，关于可改变安装角的静叶片，通过使前静叶片和后静叶片绕轴心滑动旋转，从而使静叶片的弧面角(叶片的弯度)圆滑地连续变形。

专利文献1：日本特开平2-223604号公报

发明内容

在通过燃气轮机的部分负荷运转等来进行关闭IGV的运转时，有可能发生由压缩机后级侧的叶片负荷上升所导致的空气动力性能和/或可靠性的下降。本发明的目的是抑制轴流压缩机的空气动力性能和/或可靠性的下降。

为解决上述问题，采用例如请求保护的范围中记载的构成。本申请包括多个用于解决上升问题的手段，但是，其中一个实例为，一种轴流压缩机，具备：转子；设置于上述转子上的多个动叶片列；位于上述动叶片列外侧的罩；设置于上述罩上的多个静叶片列；和在上述静叶片列中的最终级静叶片列的下游侧设置的出口引导叶片，该轴流压缩机的特征在于：上述最终级静叶片列的气流的进入角是进入工作区域的边界线以下。

根据本发明，能提供可抑制空气动力性能和/或可靠性的下降的轴流压缩机。

附图说明

图1是本发明的实施例的相对于大气温度的进入工作区域图。

图2是本发明的实施例的燃气轮机的系统构成图。

图3是本发明的实施例的轴流压缩机的子午面剖视图。

图4是最终级静叶片列的跨度方向剖视图和与之对应的流入角-总压力损失特性图。

图5是作为本发明的实施例之一的最终级静叶片列的跨度方向剖面图。

图6是轴流压缩机的静叶片列的跨度方向剖面图。

图7是作为本发明的实施例之一的最终级静叶片列面的等熵马赫数分布图。

图8是作为本发明的实施例之一的最终级静叶片列的护套结构。

图9是轴流压缩机的额定负荷运转时的级压力比分布。

附图标记说明：

1-压缩机，2-燃烧器，3-涡轮机，4-发电机，5-旋转轴，11-空气，12-高压空气，13-燃料，14-燃烧气体，16-空气，21-罩，22-转子，23-扩散器，24-内周抽气狭槽，31-动叶片列，32-最终级动叶片列，33-入口引导叶片(IGV)，34、35-静叶片列，36、37-出口引导叶片(EGV)，38-改良叶片，41-最终级静叶片列的流入角-总压力损失特性，42-叶片列工作范围，71-燕尾结构，72-护套结构。

具体实施方式

举出燃气轮机用的轴流压缩机的实例来说明本发明。本发明除了燃气轮机以外也可适用于工业用的轴流压缩机等。

在涡轮机和压缩机由一根轴连接的单轴式燃气轮机的运转中，有以下运转，通过将燃气轮机的燃烧温度保持为额定状态而关闭压缩机的IGV，从而扩大燃气轮机的运用负荷区域。在此类运转中，压缩机的后级侧的叶片列负荷上升，有可能在叶片表面发生剥离。这样一来，有可能出现空气动力性能和可靠性的下降。特别地，在极低气温时的运转中该情况变得显著。

在做成将涡轮机分为高压涡轮机和低压涡轮机而使旋转轴分别为不同的轴的结构的双轴式燃气轮机中，在部分负荷时为了平衡高压涡轮机的输出和压缩机动力而与通常比需要关闭IGV的运转。在该运转中，压缩机的后级侧的叶片列负荷也会上升，有可能出现由非稳定的气流的剥离所引起的叶片振动的增大。

此外，在上述燃气轮机用的轴流压缩机中，在单轴式和双轴式中，可通用标度比以外的基本的叶片规格。这样一来，可大幅度地减少叶片的设计和试验、制作所需的时间和劳动力。但是，因此，需要考虑燃气轮机的运用条件，特别是设计调整成与最终级静叶片列的负荷上升对应的叶片形状。再有，在最终级静叶片列的上游侧设置涡轮机转子冷却用的内周抽气狭槽，并从该内周抽气狭槽大量抽取压缩空气的情况下，通过降低最终级静叶片列的内周侧的轴流速度而使流入角增大，有可能进一步增大叶片负荷。因此，虽然也考虑最终级静叶片列的额定点以外的工作状态、部分负荷和大气温度变化，但从压缩机整体的空气动力性能和可靠性的观点来看变得重要。

即，如果在燃气轮机的最严酷的运转时也可抑制后级静叶片列的负压面侧的剥离并能避免叶片列振动的增大，则可提供能确保压缩机的效率提高和可靠性的轴流压缩机。为此，使作为向轴流压缩机的最终级静叶片列的气流的流入角和叶片入口角之差的进入角为进入工作区域边界线以下是有效的。

这样一来，在将称为单轴式和双轴式燃气轮机的部分负荷的IGV关闭的运转中，在位于压缩机的后级侧的静叶片列的负荷增加的情况下，也可抑制在最终级静叶片列的叶片负压面产生的剥离，并可确保叶片列的可靠性。此外，在最终级静叶片的上游侧，通过涡轮机转子冷却、密封用的内周抽气狭槽，对于在最终级静叶片的内周侧因轴流速度减小所导致的流入角的增加也可扩大叶片列工作范围，且可确保叶片列性能的提高和可靠性。

再有，由于能扩大压缩机后级侧的静叶片列的工作范围，因而可扩大燃气轮机部分负荷的IGV开度变化量，随之也可控制压缩机吸入流量。其结果，可扩大燃气轮机部分负荷的运用范围。

图2表示燃气轮机系统构成图的概况。下面，使用图2来说明燃气轮机系统的构成例。

燃气轮机系统的构成包括：将空气压缩而产生高压空气的压缩机1，将压缩空气和燃料混合而使其燃烧的燃烧器2，以及由高温的燃烧气体来旋转驱动的涡轮机3。压缩机1和涡轮机3经旋转轴5与发电机4连接。本实施例的燃气轮机假设为单轴式的产品，但是，也可以是涡轮机侧由高压涡轮机和低压涡轮机以不同的轴构成的双轴式燃气轮机。

其次，对工作流体的气流进行说明。作为工作流体的空气11向压缩机1流入，边由压缩机压缩边作为高压空气12流入燃烧器2。高压空气12和燃料13由燃烧器2混合燃烧，生成燃烧气体14。燃烧气体14在使涡轮机3旋转后，作为废气15而向系统外部放出。发电机4由通过将压缩机1和涡轮机3连通的旋转轴5而传递的涡轮机的旋转动力来驱动。将高压空气的一部分从压缩机1的后级作为涡轮机转子冷却空气和密封空气而经燃气轮机的内周侧流路向涡轮机侧供给。该空气16在将涡轮机转子冷却的同时导向涡轮机3的高温燃烧气体流路。该冷却空气也兼具抑制高温气体从涡轮机的高温燃烧气体流路向涡轮机转子内部泄漏的密封空气的功能。

图3表示多级的轴流压缩机的示意图。轴流压缩机1的构成包括安装有多个动叶片列31的旋转的转子22和安装多个静叶片列34的罩21。在轴流压缩机1上通过转子22和罩21而形成有环状流路。动叶片列31和静叶片列34在轴向上交替地排列，由一个动叶片列和静叶片列构成级。在动叶片列31的上游侧，设有用于控制吸入流量的入口引导叶片33(IGV：Inlet Guide Vane)。

本实施例的压缩机1的前级侧静叶片列具备用于抑制燃气轮机启动时的旋转失速的可变机构。在图3中，具备可变机构的静叶片列仅图示了静叶片列34，但是，也存在具备多级可变静叶片列的情况。

在最终级动叶片列32的下游侧，设有最终级静叶片列35和出口引导叶片36、37(EGV：Exit Guide Vane)。以将环状流路内的动叶片列向工作流体施加的转速分量的几乎全部转换为轴流速度分量的目的而设置EGV36、37。为了在使流出气流减小的同时将EGV37向燃烧器导入，在压缩机的下游侧设有扩散器23。再有，在图3中虽表示使出口引导叶片在轴向上为二级构成的情况，但是，EGV既可以是一个叶片列，也可以是多个叶片列。另外，在最终级动叶片列32的下游侧、最终级静叶片列35的上游侧的内周，设有用于供给涡轮机转子冷却空气和密封空气16的内周抽气狭槽24。

向压缩机1的环状流路内流入的空气11在通过该环状流路的同时由各叶片列减速、压缩而成为高温高压的气流。具体地，通过动叶片列的旋转来增加流体的动能，通过用静叶片列减速而将动能转换为压力能量而升压。这样，由动叶片列对工作空气施加转速，因此向压缩机1的最终级静叶片列35的气流将以约50～60度的流入角流入。作为向位于压缩机出口的扩散器23流入的气流的高压空气12需要使流入角为零(轴流速度分量)。因此，由最终级静叶片列35和出口引导叶片36、37所构成的静叶片列使气流从约60度转向到0度对于为提高空气动力性能变得重要。

再有，各叶片列的压力上升(相当于叶片列负荷)由叶片列的设定角度和运转状态确定。即使在叶片列负荷变得最严酷的运转状态下也需要确保叶片列的空气动力性能和可靠性。

其次，对燃气轮机压缩机的运转状态进行说明。

燃气轮机不仅在额定运转时而且在启动时和部分负荷时更需要与大气温度变化相对应地来确保性能和可靠性。通过提高燃气轮机的部分负荷特性而扩大燃气轮机的运用负荷区域在夜间等电力不那么需要时的运转方面的优点很大。

作为控制单轴式燃气轮机的输出的方法，有以下的方法：为了扩大运用负荷区域，在将燃烧温度保持为额定温度的状态下通过IGV开度的开闭来使压缩机吸入流量变化的方法。在该运转中将IGV关闭的情况下，压缩机的后级叶片列的负荷增加，特别有可能使最终级静叶片列35的负荷增大。使用图9来说明其理由。

图9表示轴流压缩机的额定负荷运转时的级压力比分布。通常，轴流压缩机的额定负荷运转时的级压力比分布如图9中的实线所示，是从初级到最终级大体线性地减小的分布。另一方面，用虚线表示将部分负荷运转的IGV和可变静叶片关闭的情况下的级压力比分布。在部分负荷运转时，在具有IGV和可变静叶片的级间流向动叶片的流入角变小，因此级压力比(级负荷)变小。而且，从可变静叶片后的级间到最终级的级压力线性地减小。另一方面，由于需要在其他级间补偿压力在可变静叶片级减小的量，因此必然是越靠近后级侧则级压力比(级负荷)与额定负荷运转时相比变得越高。

在大气温度低的情况下，该部分负荷运转时的后级叶片列的负荷增加变得显著，导致叶片列的可靠性的下降和空气动力性能的下降。在叶片负荷达到边界线时，叶片列因剥离而被流体起振。在该叶片列振动应力达到允许应力值以上时，叶片列损伤的可能性增高。

在图3所示的压缩机前级侧的可变静叶片有多级的情况下，通常可变静叶片也与IGV联动地开闭。因此，在将IGV关闭的部分负荷运转时，可变静叶片列也关闭。因此，在具有可变静叶片列的级间级做功减小，但压缩机整体的压力比不变，因此成为后级叶片列的负荷进一步增大的结果。而且，由于侧壁边界层没有到达环状流路的后级侧，因此轴流速度在侧壁部分下降，因该影响而使流入角在静叶片列的侧壁部变大，与主流部相比负荷增大。这样，在后级侧叶片列的侧壁部与前级侧的叶片列相比，气流处于更易于剥离的状态。

另一方面，在双轴式燃气轮机中，为了在部分负荷运转中使高压涡轮机的输出和压缩机动力平衡，将IGV关闭而使吸入流量下降以减小压缩机动力。另一方面，在高压涡轮机中需要提高压力比而增大输出。在此类将IGV和可变静叶片关闭的运转中，后级侧叶片列、特别是最终级静叶片列的负荷增加且确保性能和可靠性成为问题。

后级静叶片的负荷增加也较大地受大气温度影响。在大气温度为低温时，上述压缩机特性变得显著且部分负荷的燃气轮机的可靠性下降的可能性高。再有，即使在压缩机的入口通过喷雾大量的水来提高燃气轮机的输出和效率的燃气轮机系统中也是同样的，具有压缩机的前级侧的叶片列负荷减小，后级侧的叶片列负荷增加的倾向。因此，出现与上述运转同样的问题。

在本实施例的最终级静叶片列的上游侧的内周，设有抽取用于涡轮机转子冷却和密封空气的抽气狭槽。由该抽气狭槽取出大量的抽气量时，向最终级静叶片列流入的气流的流入角变大。在最终级静叶片列的上游侧存在内周抽气的情况下，通过抽气而使轴流速度在静叶片列的内周侧减小。因此，存在流入角增大，且气流在叶片负压面侧失速而产生大剥离的可能性。就如图3的最终级静叶片列35那样安装于罩上的悬臂支撑的静叶片而言，特别是在内周侧产生剥离时，叶片列有可能被流体起振，并因称之为抖动和失速颤动之类的流体振动而损伤叶片列。

使用图4来说明最终级静叶片列35的叶片负荷增加的问题。图4表示具有最终级静叶片列35的跨度方向剖视图和向叶片流入的进入角-总压力损失特性图。这里，进入角由向叶片流入的气流的流入角β1和叶片入口角βb1之差表示。

最终级静叶片列35设计成在燃气轮机额定运转的进入角i_d处叶片列性能最大，且能在从启动到称为额定的各种运转范围内充分地确保由扼流侧i_c和失速侧i_s构成的工作区域42。以进入角i_d向静叶片列35流入的气流沿叶片负压面侧被减速，并向下游侧的出口引导内叶片列导入。但是，在因燃气轮机的部分负荷运转时，低大气温度、内周抽气量的增加以及压力比增加等，在最终级静叶片列35的进入角增大且变化为失速侧的边界进入角i_s以上的情况下，在静叶片列35的负压面侧发生剥离，导致叶片列的正失速。此类剥离现象对叶片列的性能和可靠性产生不良影响。因此，为了抑制在叶片表面的剥离，需要扩大静叶片列35的工作区域42，因而实现静叶片列35的进入角的适当化变得重要。

使用图5来说明本实施例的最终级静叶片列35的进入角的改良方法。图5是表示图3的A-A剖面，虚线是作为比较叶片的静叶片列35，实线是本实施例的改良叶片38的剖面图。在静叶片列35、改良叶片38中，在罩上，在周向上以某一间隔长度安装有多个叶片。在本图中，仅在某一跨度方向剖面的周向上表示一个叶片列，其他的叶片列省略。

在本实施例的改良叶片38中，不改变后缘的弯曲，且增大前缘附近的弯曲(减小曲率半径)。其结果，作为叶片弦方向和轴方向所成的角度的安装角度ξ与比较叶片35相比较大。这里，叶片前缘附近意指比叶片的最大厚度位置靠前缘侧。具体地，本实施例的比较叶片35的最大厚度位置是30～40％弦长。这样，相对于作为成为基准的静叶片的比较叶片35，通过使比作为最终级静叶片的改良叶片38的最大厚度位置更靠上游侧且前缘侧的弯曲与比最大厚度位置更靠下游侧的弯曲的变化量相比较大，从而可扩大直到失速侧的进入角i_s的工作区域。

使用图6来说明一般的进入角的改良方法。图6表示轴流压缩机1的静叶片列的跨度方向剖面图。在改良进入角的情况下，如图6(a)、图6(b)所示，通常使用改变叶片的安装角度(图6(a))的方法或改变叶片整体的弯曲角(图6(b))的方法。在此类改良中，与图5的本实施例叶片同样地，可得到能扩大直到失速侧的进入角i_s的工作区域的效果。但是，由于最终级静叶片列的流出角从比较叶片偏离，因此向位于下游侧的出口引导叶片的流入角变化。特别地，在图6(a)中，由于静叶片列39的流出角变大，因此出口引导叶片36的流入角增加，具有在出口引导叶片36的负压面侧剥离的可能性。于是，导致压缩机的性能下降和可靠性的下降。

对图6(a)和图6(b)所示的方法的一般的理由进行说明。如图6(a)那样在不改变叶片形状，仅改变叶片安装角度ξ的情况下，具有叶片形状的附图化可以省略的优点。通常的叶片形状的附图将安装角度以零度来附图化，因此可通过仅改变安装角度来使叶片形状的附图共用化。

此外，在压缩机的后级叶片中使用被称为NACA65叶片的普通叶片形状。该叶片设计方法通过在弯曲线上附加厚度分布来生成叶片形状。由于此类叶片形状设计方法也整备了设计工具，因此只要是仅改变弯曲线而不改变厚度分布那样的如图6(b)的形状，都基本上能自动地进行叶片形状设计。

通过在如图6(a)、图6(b)那样的改变叶片形状时，应用于动叶片列间的多级静叶片列，从而能改变设计而使得来自改变的最终的叶片的后缘的气流(流出角)处于允许范围内。但是，如前所述，利用以下的见解，即：在比最终级的静叶片靠下游侧的出口引导叶片中优选使流出角为零，进而，可进行叶片形状改变的叶片仅是静叶片，级数也少；从而得到本实施例那样的设计方法是有效的这个结论。在图6(a)、图6(b)那样的叶片形状改良中，由于流出角的偏差大，因而导致性能下降和可靠性的下降。通过使用本实施例那样的改良叶片而能抑制流出角的偏差。

其次，使用图1来说明本实施例的改良叶片38的前缘附近的弯曲量。图1表示进入角相对于大气温度的关系。进入角相当于前缘弯曲。

叶片列以在考虑部分负荷和大气温度特性的同时，在设计大气温度Tdes损失为最小的设计进入角i_d来设计。但是，在考虑单轴式燃气轮机和双轴式燃气轮机的运转控制的不同，以及部分负荷及极低气温的运用条件时，存在进入工作范围变得严格的可能性。如果在这样的燃气轮机的运用范围中也使压缩机的叶片列共用化，则在设计、制造、组装、管理等方面优点较大。

用图1的虚线51来表示设计成比较叶片在设计大气温度Tdes为最小损失，在大气温度Tmin且为部分负荷时，进入角超过失速侧边界线i_s的情况。在这样的运转状态下，由于进入角为进入工作区域的最大值以上，因而如图4(b)所示那样在叶片负压面侧气流剥离(正的失速)，损失增大和因流体振动引起叶片列损伤的可能性提高。

本实施例的改良叶片38如图5的实线所示那样使叶片前缘附近的弯曲增大。因此，如图1的实线52所示，大气温度Tmin时的进入角可达到失速边界进入角i_s以下。这样，由于设计大气温度Tdes的进入角从最小损失的进入角i_d偏离，因此损失增加一些。但是，在高气温侧Tmax，对于扼流侧的边界进入角i_c有足够的余裕。此外，通过使失速侧的进入角的裕度优先，由于即使在假设超过扼流边界进入角i_c的情况下也没有因作为叶片列的扼流侧的叶片压力面侧的剥离(负的失速)而产生叶片列振动的危险性，因而能确保可靠性。

这样通过使低气温时(例如，作为东京的最低气温程度的-10℃和作为日本的最低气温程度的-40℃)的进入角为失速边界进入角以下，而在整个大气温度范围中处于进入工作区域内，从而能将在设计大气温度的损失抑制为最小限度，从而在低气温时的部分负荷运转中也能确保最终级静叶片的可靠性。

即，在具备作为旋转轴5的转子、设置于该转子上的多个动叶片列、位于该动叶片列的外侧的罩21、设置于罩21上的多个静叶片列以及设置于该静叶片列中的最终级静叶片列35的下游侧的出口引导叶片36和37的轴流压缩机中，如果做成最终级静叶片列35的气流的进入角为进入工作区域的边界线以下的轴流压缩机，由于能抑制在叶片负压面侧的气流的剥离，因而能够提供损失增大的可能性和因流体振动引起叶片列损伤的可能性小，可抑制空气动力性能和可靠性降低的轴流压缩机。

再有，如果是在最终级静叶片列的上游侧具有内周抽气狭槽的压缩机，则抑制空气动力性能和可靠性降低的效果进一步增大。这是因为，由于最终级静叶片列的内周侧的轴流速度减小而使流入角变大，叶片负荷变得特别大。

图7表示叶片表面的等熵马赫数分布的比较。虚线表示设计大气温度Tdes的比较叶片的马赫数分布，实线表示本实施例的改良叶片38的马赫数分布。作为整体将马赫数高的一侧设为负压面，低的一侧设为压力面。

图7所示的改良叶片38与比较叶片的不同点之一是，在叶片前缘附近压力面侧和负压面侧的马赫数分布相交。改良叶片、比较叶片皆是随着进入角变大而使负压面侧的叶片前缘附近的马赫数增高，叶片前缘附近的负压面和压力面的马赫数之差变大。在超过该负压面的前缘附近的马赫数的临界值时在负压面侧发生剥离。在比较叶片的前缘附近负压面的马赫数与压力面相比较大，马赫数分布敞开，因此随着进入角增大而使前缘的最大马赫数增加，在负压面侧的气流易于剥离。另一方面，在本实施例的改良叶片38中，将负压面的叶片前缘附近的马赫数设计得较低直到在叶片前缘附近压力面侧和负压面侧的马赫数分布相交。这样一来，即使进入角增大，与比较叶片相比，由于前缘的最大马赫数也有余裕，因此用部分负荷在最低气温Tmin也能达到失速边界进入角以下，能够确保部分负荷的性能提高和可靠性。

这样，关于额定温度下的叶片表面等熵马赫数，如果采用在作为最终级静叶片列的改良叶片38的前缘附近压力面侧与负压面侧的马赫数分布逆转的结构，则能实质地上扩大进入工作区域，能提供可靠性高的轴流压缩机。

使用图8来说明本实施例的改良叶片38的、可确保对于流体振动的可靠性的结构。图8表示最终级静叶片列的护套结构。图8(a)表示作为最终级静叶片的支撑结构而在外径侧设置燕尾结构71，在内径侧设置护套结构72，由两端支撑的结构。如图3所示，通常的最终级静叶片是用罩侧的燕尾结构悬臂支撑的结构。另一方面，在本实施例中，通过由两端支撑而能增加叶片的刚性以抑制由流体起振引起的叶片振动。

通常，在压缩机的后级侧的静叶片，与动叶片不同，由于叶片弦长从叶片的内径到外径为一定，叶片安装角度也大体相等，因此其形状在叶片高度方向上大体为直线。另外，压缩机叶片由长方体的材料通过机械加工而制成。因此，在考虑材料成本时，燕尾形状尺寸优选为可确保叶片的圆角半径的大小。

圆角在焊接的术语中表示角部。如图8(a)所示，随着接近燕尾面而使叶片部的叶片厚度台阶地增大的形状是圆角。通过具有该圆角而使在叶片根部作用的局部应力减小。通常，圆角半径越大则越能减小局部应力。但是，在增大圆角半径时，圆角部有可能从燕尾在中途切断。在圆角部在中途切断的情况下，在相邻叶片的燕尾接触面，产生环状气体通道形状的高度差。该高度差的影响成为使空气动力性能下降的重要原因，因而不理想。

再有，工业用燃气轮机压缩机的罩是分为上下两半的结构。因此，如果燕尾的气体通道面的形状是矩形结构，则可在组装时将静叶片插入罩时使罩分半面和燕尾侧面一致，且具有组装检查变得容易的优点。

由于叶片半径的不同，内周侧的护套的周向长度1比燕尾的周向长度L短。但是，内外周皆为矩形结构在制作性的材料成本和组装性方面优点增大。然而，考虑将罩侧的悬臂结构的压缩机叶片列用于燃气轮机，而如本实施例那样改变为双臂结构的情况下，若将护套侧的气体通道面的形状做成图8(b)中以点划线表示的矩形(II)，则难以确保叶片的圆角R。在最差的情况下，叶片前后缘附近也有可能不与护套接触。特别地，由于在最终级静叶片列中叶片安装角度大，因此基于该点而难以将护套结构作成矩形(II)。

在这样的结构中，不能确保叶片前后缘附近的刚性。因此，与用护套将叶片整个面覆盖的结构相比可靠性下降。此外，由于在局部形成叶片前端间隙，因此还有可能出现泄漏损失和因气流的碰撞损失所导致的损失增加。

于是，本实施例的改良叶片38将其两端与燕尾和护套连接。此外，外周侧的燕尾做成图8(b)中以实线所示的矩形结构(I)，内周侧的护套做成图8(b)中以虚线所示的周向端面倾斜的结构(III)。换言之，使燕尾的周向端面和上述护套的周向端面的斜度不同。具体地说，从径向观察燕尾的形状是长方形，从径向观察护套的形状是平行四边形。通过用这样的形状来做成内外周的两端支撑结构，从而可抑制因部分负荷而在低气温时叶片的流体振动引起的叶片的起振，能够确保燃气轮机的可靠性。

如上所述，通过使用本实施例的压缩机而能确保燃气轮机的性能和可靠性，还可提供也能扩大运用负荷区域的燃气轮机系统。此外，通过以本实施例的改良叶片38替换为现有的压缩机的最终级静叶片，还能够通过改造来得到起到在本实施例中所说明的各种效果的压缩机。

Claims (9)

1.一种轴流压缩机，其具备：

转子，

设置于上述转子上的多个动叶片列，

位于上述动叶片列的外侧的罩，

设置于上述罩上的多个静叶片列，以及

在上述静叶片列中的最终级静叶片列的下游侧设置的出口引导叶片；该轴流压缩机的特征在于，

上述最终级静叶片列的气流的进入角是进入工作区域的边界线以下。

2.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于：

关于额定温度下的叶片表面等熵马赫数，在上述最终级静叶片列的前缘附近压力面侧和负压面侧的马赫数分布逆转。

3.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于，

上述最终级静叶片列的各静叶片与燕尾和护套连接，

上述燕尾的周向端面与上述护套的周向端面的斜度不同。

4.一种轴流压缩机的设计方法，用于设计权利要求1的轴流压缩机，其特征在于，

相对于作为基准的静叶片，使比最终级静叶片的最大厚度位置靠上游侧且前缘侧的弯曲与比最终级静叶片的最大厚度位置靠下游侧的弯曲的变化量相比更大。

5.一种轴流压缩机的改造方法，用于改造轴流压缩机，该轴流压缩机具备：转子，

设置于上述转子上的多个动叶片列，

位于上述动叶片列的外侧的罩，

设置于上述罩上的多个静叶片列，以及

在上述静叶片列中的最终级静叶片列的下游侧设置的出口引导叶片；该改造方法的特征在于，

将上述最终级静叶片列的各叶片替换为，使比叶片的最大厚度位置靠上游侧且前缘侧的弯曲与比叶片的最大厚度位置靠下游侧的弯曲的变化量相比更大的叶片。

6.一种压缩机静叶片，具有燕尾和护套，其特征在于：

上述燕尾的周向端面与上述护套的周向端面的斜度不同。

7.根据权利要求6所述的压缩机静叶片，其特征在于，

从径向观察上述燕尾的形状是长方形，从径向观察上述护套的形状是平行四边形。

8.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于，

在上述最终级静叶片列的上游侧具有内周抽气狭槽。

9.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于，

上述最终级静叶片列的气流的进入角是大气温度-40℃的进入工作区域的边界线以下。

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