JP2002130189A - 一定間隙を有するコンプレッサステータ - Google Patents

一定間隙を有するコンプレッサステータ

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JP2002130189A JP2001272956A JP2001272956A JP2002130189A JP 2002130189 A JP2002130189 A JP 2002130189A JP 2001272956 A JP2001272956 A JP 2001272956A JP 2001272956 A JP2001272956 A JP 2001272956A JP 2002130189 A JP2002130189 A JP 2002130189A
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turbine engine
pocket
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Jean-Pierre Caubet
ジヤン−ピエール・コベ
Daniel Dao
ダニエル・ダオ
Antoine Jean
アントワーヌ・ジヤン
Didier Merville
デイデイエ・メルビル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率とサージマージンが改良されたコンプレ
ッサステータを提供する。 【解決手段】 複数の可変ピッチ羽根（３６）を有し、
各羽根は、タービンエンジンの長手方向の回転中心軸線
（３２）回りの回転面を形成する壁（３４）において、
枢転軸線（３８）回りに回転自在に取り付けられ、該羽
根は、前記長手方向の中心軸線と垂直な平面に対して特
定の角度（α）傾斜し、複数の球形部或いはポケット
（４０）を形成するように、前記壁は、各羽根（４２）
の端部に対向する側に部分的に加工され、各球形部或い
はポケット（４０）の中心は、枢転軸線上の位置し、球
形部或いはポケット（４０）の半径は、羽根の全作動範
囲にわたり、羽根の前記端部と加工された壁と反対側の
前記球形部との間に、所定の最小限の間隙が得られるよ
うに、またこのポケットの加工深さを制限するように決
定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービンエンジン
の特定の分野に関し、特にこれらのタービンエンジンの
コンプレッサステータの空気力学流導管（フローダク
ト）の配置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ターボジェット或いはターボプロップ
（以下、タービンエンジンと称す）では、可変ピッチの
翼を使用することにより、エンジンの全般的効率が向上
することが知られている。コンプレッサの可変ピッチ羽
根がそれに該当する。しかし、これらの羽根の端部と流
導管の壁との間に存在する間隙が、この効率に悪影響を
与え、大きな間隙は重大な損失源となる。更に、可変ピ
ッチの羽根では、羽根の回転に比例して損失が増加す
る。ＦＲ−Ａ−２４４３５７７はこの問題を扱ってお
り、これを解決するため、内側空気力学流導管の特別な
配置を提案している。残念ながら、この配置には２つの
大きな欠点がある。第１に、外側導管のレベルで、羽根
のピボットの枢転軸線を傾斜させる必要がある点であ
り、第２に、内側導管の全周にわたる加工は、羽根同士
の間の流れを妨げることにより（乱流を生じさせること
により）、効率の損失を不要に招いてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ター
ビンエンジンのコンプレッサステータの流導管の配置に
より、従来の装置と比較して、効率とサージマージン
（流れ分離限界）の両方において、大幅に改良されたコ
ンプレッサステータを提供することである。本発明の目
的は、また、羽根の開き角度位置から閉じ角度位置まで
の全作動範囲にわたり、効率を最適化させることのでき
るコンプレッサステータを提案することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的は、以下のター
ビンエンジンのコンプレッサステータにより達成され
る。本発明のタービンエンジンのコンプレッサステータ
は、複数の可変ピッチ羽根を有し、各羽根は、タービン
エンジンの長手方向の回転中心軸線回りの回転面を形成
する壁において、枢転軸線回りに回転自在に取り付けら
れ、該羽根は、前記長手方向の中心軸線と垂直な平面に
対して特定の角度α傾斜してなる、タービンエンジンの
コンプレッサステータであって、複数の球形部或いはポ
ケットを形成するように、前記壁は、各羽根の端部に対
向する側が部分的に加工され、各球形部或いはポケット
の中心は、枢転軸線上の位置し、球形部或いはポケット
の半径は、羽根の全作動範囲にわたり、羽根の前記端部
と加工された壁と反対側の前記球形部との間に、所定の
最小限の間隙が得られるように、またこの球形部の加工
深さを制限するように決定されることを特徴とする。
【０００５】羽根の前記端部は、前記壁と羽根の前記端
部との間に一定の間隙ができるように、前記球形ポケッ
トの形状に対して相補的な形状に加工される。
【０００６】この特定の構造によれば、一定および最小
限の間隙が、羽根の全作動範囲にわたって、容易に得ら
れる。
【０００７】好適な実施形態によれば、前記壁は、コン
プレッサステータの外壁或いはケーシングであり、前記
羽根の前記端部は、この羽根の上端部である。好ましく
は、前記上端部は、この羽根の後縁部に連結されたヒー
ルとしても知られる後端部で張り出している羽根の一部
である。好ましくは、コンプレッサステータは、隣接す
る２つの球形ポケット同士の間に非加工部を有する。
【０００８】本発明は、上記コンプレッサステータより
なるタービンエンジンのコンプレッサにも関する。
【０００９】本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照
した限定を目的としない以下の記載からより明らかにな
ろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図４は、従来のタービンエンジン
の長手方向の中心軸線１２の周囲に配置された環状の流
導管１０の一部の断面図であり、流導管１０は、この長
手方向の軸線回りに回転面を形成する壁１４によりその
外部と区切られている。この環状流導管には、可変ピッ
チの空気力学羽根１６が設けられている。この羽根は、
上部ピボット１８（図示しない機構により回転が制御さ
れている）により枢転軸回りに回転可能であり、長手方
向の中心軸線１２と垂直な平面に対して特定の角度α傾
斜して、半径方向に沿った回転軸線２０回りに閉鎖位置
と解放位置との間で回転可能である。典型的には、環状
導管１０は、流れ方向の下流側の断面が小さな円錐形を
成し、図示されている羽根は、タービンエンジンのコン
プレッサステータの一列の羽根（ストレートナーとも呼
ばれる）のうちの何れか１枚の羽根を有することができ
る。
【００１１】図４のＡに沿って見た図５は、閉鎖位置
（図面左側）と解放位置（図面右側）との間の羽根１６
の種々の角度位置を示している。羽根の上端部２２とそ
れに対向する導管の外壁１４との間に存在する間隙は一
定ではなく、羽根が回転する間に変化する。最小の間隙
は、上記閉鎖位置と解放位置との２つの位置間に略対応
する。これら２つの最大の角度位置間では、間隙は最適
化されておらず、従って効率の損失は非常に大きい。
【００１２】図１は、本発明によるタービンエンジンの
コンプレッサステータの羽根の全作動範囲にわたり間隙
を、一定且つ最小に保証するように配置された、環状流
導管３０の一部の長手方向断面図である。前述のものと
同様に、長手方向の軸線３２の流導管は、壁３４（ケー
シングとも呼ばれる）によりその外部と区切られてお
り、羽根３６が、その上部ピボット３８を貫通する枢転
軸線回りに回転自在に取り付けられている。
【００１３】本発明によれば、各羽根４２の上端とは反
対側の外壁３４の内部は、球形部或いはポケット４０を
形成すべく部分的に（この羽根の全走行領域にわたっ
て）加工されている。球形部或いはポケット４０の中心
は、タービンエンジンの羽根の枢転軸線３８上の配置さ
れ、球形部或いはポケット４０の半径は、ポケットの
（最小限の可能な加工高さを得るために）深さを制限す
るように、またこの羽根の上部と壁の対向する側との間
の間隙が、羽根の全作動範囲にわたり最小となるように
決定される。この最小の間隙は、羽根の解放位置と閉鎖
位置との干渉を生じさせないために決定される。２つの
隣接する球形ポケット４０の非加工部４６を残したこの
部分的な加工（ストレートナー部分を組み合わせたコン
プレッサ段を示す図３を参照）は、勿論各羽根とコンプ
レッサステータの各羽根列に施される。
【００１４】羽根４２の上端部は、実際には球形ポケッ
ト４０の形状に相補的な形状に加工される。従って、図
１のＢに沿って見た図２に示すように、羽根の上部と外
壁３４との間の間隙が一定になる。この特定の実施形態
では、上端部４２は、後縁部４４と合致する後部（或い
はヒール）で張り出している羽根の一部に対応する。
【００１５】以下に示す比較のための表は、−１０°と
３０°との間にある角度位置間で、約１２°傾斜した羽
根の作動間隙に関して、従来例と比較した本発明により
得られる改良点を簡単に説明している。
【表１】
【００１６】このように、本発明では、羽根の全作動範
囲にわたり（−１０°と１１°との間）、外部導管の壁
と羽根の上部との間に、殆ど１ミリの間隙の減少を見る
ことができ、この角度範囲は、最適化されていない始動
段階に対応する１３°と３０°との間にある。得られた
改良点は特に重要であり、作動範囲における羽根の効率
が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるタービンエンジンのコンプレッサ
の流導管の対応する外部に連結された羽根の上部の軸方
向断面図である。
【図２】図１のＡに沿ってみた羽根の種々の角度位置の
図である。
【図３】本発明によるタービンエンジンのコンプレッサ
ステータの部分断面図である。
【図４】従来例によるタービンエンジンのコンプレッサ
の流導管の対応する外部に連結された羽根の上部の軸方
向断面図である。
【図５】図４のＢに沿ってみた羽根の種々の角度位置の
図である。
【符号の説明】
１０、３０ 流導管 １２、３２ 軸線 １４、３４ 壁 １６、３６、４２ 羽根 １８、３８ 上部ピボット ２０ 回転軸線 ２２ 上端部 ４０ ポケット ４４ 後縁部 ４６ 非加工部
フロントページの続き (72)発明者 アントワーヌ・ジヤン フランス国、77000・ムリユン、リユ・ポ ール・ドウメ、15 (72)発明者 デイデイエ・メルビル フランス国、91650・ブルイエ、リユ・ デ・ビユツト・レオー、240 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17 BB19 CC03 DD05 DD07 DD22 EE08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の可変ピッチ羽根（３６）を有し、
    各羽根は、タービンエンジンの長手方向の回転中心軸線
    （３２）回りの回転面を形成する壁（３４）において、
    枢転軸線（３８）回りに回転自在に取り付けられ、該羽
    根は、前記長手方向の中心軸線と垂直な平面に対して特
    定の角度（α）傾斜してなる、タービンエンジンのコン
    プレッサステータであって、複数の球形部或いはポケッ
    ト（４０）を形成するように、前記壁は、各羽根（４
    ２）の端部に対向する側が部分的に加工され、各球形部
    或いはポケット（４０）の中心は、前記枢転軸線上の位
    置し、球形部或いはポケット（４０）の半径は、羽根の
    全作動範囲にわたり、羽根の前記端部と加工された壁と
    反対側の前記球形部との間に、所定の最小限の間隙が得
    られるように、また該球形部の加工深さを制限するよう
    に決定されることを特徴とする、タービンエンジンのコ
    ンプレッサステータ。
  2. 【請求項２】 羽根の前記端部は、前記壁と羽根の前記
    端部との間に一定の間隙ができるように、前記球形ポケ
    ットの形状に対して相補的な形状に加工されることを特
    徴とする、請求項１に記載のタービンエンジンのコンプ
    レッサステータ。
  3. 【請求項３】 前記壁は、コンプレッサステータの外壁
    或いはケーシングであり、前記羽根の前記端部は、該羽
    根の上端部であることを特徴とする、請求項２に記載の
    タービンエンジンのコンプレッサステータ。
  4. 【請求項４】 前記上端部は、該羽根の後縁部（４４）
    に連結されたヒールとしても知られる後端部で張り出し
    ている羽根の一部であることを特徴とする、請求項３に
    記載のタービンエンジンのコンプレッサステータ。
  5. 【請求項５】 隣接する２つの球形ポケット同士の間に
    非加工部（４６）をさらに有することを特徴とする、請
    求項１に記載のタービンエンジンのコンプレッサステー
    タ。
  6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項に記載の
    コンプレッサステータを有するタービンエンジンのコン
    プレッサ。
JP2001272956A 2000-09-18 2001-09-10 一定間隙を有するコンプレッサステータ Withdrawn JP2002130189A (ja)

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