JP2003028097A - 軸流圧縮機およびガスタービン - Google Patents
軸流圧縮機およびガスタービンInfo
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- JP2003028097A JP2003028097A JP2001217115A JP2001217115A JP2003028097A JP 2003028097 A JP2003028097 A JP 2003028097A JP 2001217115 A JP2001217115 A JP 2001217115A JP 2001217115 A JP2001217115 A JP 2001217115A JP 2003028097 A JP2003028097 A JP 2003028097A
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- Japan
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- compressor
- blade
- blades
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄肉の翼を有する軸流圧縮機の動翼の高次モ
ードの共振の発生を抑制すること。 【解決手段】 回転自在に支持されたロータに沿って配
設された多段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する
軸流圧縮機において、動翼１４の前縁１４ａを静翼１２
の後縁の弓形の湾曲形状と同じように湾曲させ、或い
は、静翼１２の後縁を、動翼１４の前縁と同様に半径方
向に延びる直線状に形成した。
ードの共振の発生を抑制すること。 【解決手段】 回転自在に支持されたロータに沿って配
設された多段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する
軸流圧縮機において、動翼１４の前縁１４ａを静翼１２
の後縁の弓形の湾曲形状と同じように湾曲させ、或い
は、静翼１２の後縁を、動翼１４の前縁と同様に半径方
向に延びる直線状に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸流圧縮機、特にガ
スタービンの圧縮機に関する。
スタービンの圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】近時、ガスタービンの軸流圧縮機では、
圧縮機の効率を高めるために翼の厚さを低減した薄肉の
翼が用いられている。そのために、静翼の下流に発生す
るウェークとの干渉により、動翼には、従前の翼形状で
は問題とならなかったＵ2モードなどの高次モードの共
振が発生する。
圧縮機の効率を高めるために翼の厚さを低減した薄肉の
翼が用いられている。そのために、静翼の下流に発生す
るウェークとの干渉により、動翼には、従前の翼形状で
は問題とならなかったＵ2モードなどの高次モードの共
振が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした従
来技術の問題点を解決することを技術課題としており、
高次モードの共振の発生を抑制した軸流圧縮機および該
軸流圧縮機を具備するガスタービンを提供することを目
的としている。
来技術の問題点を解決することを技術課題としており、
高次モードの共振の発生を抑制した軸流圧縮機および該
軸流圧縮機を具備するガスタービンを提供することを目
的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回転自在に支持されたロータに沿って配設された多
段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する軸流圧縮機
において、前記静翼は弓形に湾曲した後縁を有してお
り、前記動翼の前縁を前記静翼の前記弓形の後縁の湾曲
形状と同じ方向に湾曲させたことを特徴とする軸流圧縮
機を要旨とする。
は、回転自在に支持されたロータに沿って配設された多
段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する軸流圧縮機
において、前記静翼は弓形に湾曲した後縁を有してお
り、前記動翼の前縁を前記静翼の前記弓形の後縁の湾曲
形状と同じ方向に湾曲させたことを特徴とする軸流圧縮
機を要旨とする。
【０００５】請求項２に記載の発明は、回転自在に支持
されたロータに沿って配設された多段の翼列を形成する
静翼と動翼とを具備する軸流圧縮機において、前記動翼
は半径方向に延びる直線状の前縁を有しており、前記静
翼の後縁を半径方向に対して所定の角度で延びる直線状
に形成すると共に、前記静翼を周方向に傾斜させたこと
を特徴とする軸流圧縮機を要旨とする。
されたロータに沿って配設された多段の翼列を形成する
静翼と動翼とを具備する軸流圧縮機において、前記動翼
は半径方向に延びる直線状の前縁を有しており、前記静
翼の後縁を半径方向に対して所定の角度で延びる直線状
に形成すると共に、前記静翼を周方向に傾斜させたこと
を特徴とする軸流圧縮機を要旨とする。
【０００６】本発明の他の特徴によれば、圧縮機と、前
記圧縮機により圧縮された空気により燃料を燃焼させる
燃焼器と、前記燃焼器において生成した高温、高圧の燃
焼ガスを作動流体として駆動する膨張機とを具備するガ
スタービンにおいて、請求項１または２に記載の軸流圧
縮機を具備するガスタービンが提供される。
記圧縮機により圧縮された空気により燃料を燃焼させる
燃焼器と、前記燃焼器において生成した高温、高圧の燃
焼ガスを作動流体として駆動する膨張機とを具備するガ
スタービンにおいて、請求項１または２に記載の軸流圧
縮機を具備するガスタービンが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る軸流圧縮機と
してのガスタービンの圧縮機（以下、ガスタービン圧縮
機と記載する）１０の一部、特に静翼１２と動翼１４を
流れ方向上流から見た斜視図である。静翼１２と動翼１
４は周方向に等間隔に配設されており、静翼１２はロー
タ（図示せず）の周囲においてシュラウド（図示せず）
を介してガスタービン圧縮機の車室（図示せず）に固定
され、動翼１４はロータと共に回転するように前記ロー
タに固定されている。ガスタービン圧縮機１０の効率を
高めるために、動翼１４は薄肉の翼となっている。その
ために、従来技術の説明において既述したように、静翼
１４の後流に発生するウェークＷ（図２参照）との干渉
により、動翼１４、特に薄肉の動翼では高次モードの共
振（図３参照）が発生し易くなる。
してのガスタービンの圧縮機（以下、ガスタービン圧縮
機と記載する）１０の一部、特に静翼１２と動翼１４を
流れ方向上流から見た斜視図である。静翼１２と動翼１
４は周方向に等間隔に配設されており、静翼１２はロー
タ（図示せず）の周囲においてシュラウド（図示せず）
を介してガスタービン圧縮機の車室（図示せず）に固定
され、動翼１４はロータと共に回転するように前記ロー
タに固定されている。ガスタービン圧縮機１０の効率を
高めるために、動翼１４は薄肉の翼となっている。その
ために、従来技術の説明において既述したように、静翼
１４の後流に発生するウェークＷ（図２参照）との干渉
により、動翼１４、特に薄肉の動翼では高次モードの共
振（図３参照）が発生し易くなる。
【０００８】近年の軸流圧縮機では静翼の後縁は、図４
に示すように弓形に湾曲し、他方、前記静翼の後縁に相
対する動翼の前縁は、図５に示すように半径方向に直線
的に形成されている。そのために、ウェークＷが動翼１
４に流入するタイミングがスパン方向に異なっており、
ウェーク干渉による動翼１４の励震力の位相が異なるこ
ととなる。これにより、図３に示すような高次モードの
共振を引き起こし易くなっている。
に示すように弓形に湾曲し、他方、前記静翼の後縁に相
対する動翼の前縁は、図５に示すように半径方向に直線
的に形成されている。そのために、ウェークＷが動翼１
４に流入するタイミングがスパン方向に異なっており、
ウェーク干渉による動翼１４の励震力の位相が異なるこ
ととなる。これにより、図３に示すような高次モードの
共振を引き起こし易くなっている。
【０００９】本発明の１つの実施形態では、動翼１４の
前縁１４ａを図４の静翼１２の後縁の弓形の湾曲形状と
同じように湾曲させる、つまり、周方向に同じ方向に凹
むように弓形形状とする。より詳細には、動翼１４の前
縁１４ａを回転方向に凸状に湾曲させる（図６参照）。
より好ましくは、動翼１４の前縁１４ａを静翼１２の後
縁の弓形の湾曲形状と同じ曲率を以て湾曲させる。これ
により、ウェークＷが動翼１４に流入するタイミングが
翼高さ方向に揃い、或いは、ウェークＷの流入タイミン
グの翼高さ方向への位相差が低減され、動翼１４に発生
する共振応力が低減される。
前縁１４ａを図４の静翼１２の後縁の弓形の湾曲形状と
同じように湾曲させる、つまり、周方向に同じ方向に凹
むように弓形形状とする。より詳細には、動翼１４の前
縁１４ａを回転方向に凸状に湾曲させる（図６参照）。
より好ましくは、動翼１４の前縁１４ａを静翼１２の後
縁の弓形の湾曲形状と同じ曲率を以て湾曲させる。これ
により、ウェークＷが動翼１４に流入するタイミングが
翼高さ方向に揃い、或いは、ウェークＷの流入タイミン
グの翼高さ方向への位相差が低減され、動翼１４に発生
する共振応力が低減される。
【００１０】本発明の他の実施形態では、静翼１２の後
縁を、図５の動翼１４の前縁と同様に半径方向に延びる
直線状に形成する（図示せず）。より好ましくは、静翼
１２の後縁を半径方向に対して所定の角度で延びる直線
状に形成すると共に静翼１２を全体的に周方向に傾斜さ
せ、ウェークＷが静翼１２の下流側に形成する後流面に
対して動翼１４の前縁が翼高さ方向に一致するようにす
る。これによっても、ウェークＷが動翼１４に流入する
タイミングが翼高さ方向に揃い、或いは、ウェークＷの
流入タイミングの翼高さ方向への位相差が低減され、動
翼１４に発生する共振応力が低減される。従って、軸流
圧縮機１０の種々の運転条件（負荷、流量、回転数な
ど）において動翼１４が共振しにくくなる。
縁を、図５の動翼１４の前縁と同様に半径方向に延びる
直線状に形成する（図示せず）。より好ましくは、静翼
１２の後縁を半径方向に対して所定の角度で延びる直線
状に形成すると共に静翼１２を全体的に周方向に傾斜さ
せ、ウェークＷが静翼１２の下流側に形成する後流面に
対して動翼１４の前縁が翼高さ方向に一致するようにす
る。これによっても、ウェークＷが動翼１４に流入する
タイミングが翼高さ方向に揃い、或いは、ウェークＷの
流入タイミングの翼高さ方向への位相差が低減され、動
翼１４に発生する共振応力が低減される。従って、軸流
圧縮機１０の種々の運転条件（負荷、流量、回転数な
ど）において動翼１４が共振しにくくなる。
【００１１】また、圧縮機と、前記圧縮機により圧縮さ
れた空気により燃料を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器
において生成した高温、高圧の燃焼ガスを作動流体とし
て駆動する膨張機とを具備するガスタービンの前記圧縮
機として、既述した軸流圧縮機１０を用いることによ
り、近時このガスタービの分野において強くなる部分負
荷運転や過負荷運転への要求に応え、こうした定格運転
以外の運転条件下において、予測困難な異常振動を回避
または抑制可能となり、ガスタービンを正常に運転でき
る負荷範囲を大幅に拡大可能となる。
れた空気により燃料を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器
において生成した高温、高圧の燃焼ガスを作動流体とし
て駆動する膨張機とを具備するガスタービンの前記圧縮
機として、既述した軸流圧縮機１０を用いることによ
り、近時このガスタービの分野において強くなる部分負
荷運転や過負荷運転への要求に応え、こうした定格運転
以外の運転条件下において、予測困難な異常振動を回避
または抑制可能となり、ガスタービンを正常に運転でき
る負荷範囲を大幅に拡大可能となる。
【００１２】なお、軸流圧縮機１０は、圧縮機と膨張機
とを同軸に連結した一軸形式のガスタービンまたは別々
の軸構成にした二軸形式のガスタービンに用いることが
できる。一軸形式のガスタービンの場合には、圧縮機側
または膨張機側に発電機を連結することができ、二軸形
式のガスタービンの場合の場合には膨張機側に発電機を
連結することができる。
とを同軸に連結した一軸形式のガスタービンまたは別々
の軸構成にした二軸形式のガスタービンに用いることが
できる。一軸形式のガスタービンの場合には、圧縮機側
または膨張機側に発電機を連結することができ、二軸形
式のガスタービンの場合の場合には膨張機側に発電機を
連結することができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明の軸流圧縮機によれば、動翼の前
縁を静翼の後縁の弓形の湾曲形状と同じように湾曲さ
せ、或いは、静翼の後縁を、動翼の前縁と同様に半径方
向に延びる直線状に形成したので、ウェークが動翼に流
入するタイミングが高さ方向に揃い、或いは、ウェーク
の流入タイミングのスパン方向への位相差が低減され、
動翼を薄肉にして効率を高めながら、動翼に発生する共
振応力が低減され高次モードの共振の発生が抑制され
る。
縁を静翼の後縁の弓形の湾曲形状と同じように湾曲さ
せ、或いは、静翼の後縁を、動翼の前縁と同様に半径方
向に延びる直線状に形成したので、ウェークが動翼に流
入するタイミングが高さ方向に揃い、或いは、ウェーク
の流入タイミングのスパン方向への位相差が低減され、
動翼を薄肉にして効率を高めながら、動翼に発生する共
振応力が低減され高次モードの共振の発生が抑制され
る。
【００１４】更に、本発明のガスタービンによれば、薄
肉の動翼を用いて軸流圧縮機の効率ならびにガスタービ
ンの効率を高めながら、動翼の異常振動に対する信頼性
が向上し運転可能な負荷範囲を拡大可能となる。
肉の動翼を用いて軸流圧縮機の効率ならびにガスタービ
ンの効率を高めながら、動翼の異常振動に対する信頼性
が向上し運転可能な負荷範囲を拡大可能となる。
【図１】本発明に係る軸流圧縮機としてのガスタービン
圧縮機の静翼と動翼を流れ方向上流から見た斜視図であ
る。
圧縮機の静翼と動翼を流れ方向上流から見た斜視図であ
る。
【図２】軸流圧縮機の静翼と動翼とを半径方向外側から
中心に向かって見た図であり、静翼の後流に発生するウ
ェークと動翼との干渉を説明するための図である。
中心に向かって見た図であり、静翼の後流に発生するウ
ェークと動翼との干渉を説明するための図である。
【図３】動翼に生じる高次モード（Ｕ2モード）の共振
を示す動翼の斜視図である。
を示す動翼の斜視図である。
【図４】従来技術による静翼後縁の湾曲したスタッキン
グラインである。
グラインである。
【図５】従来技術による動翼前縁の直線状のスタッキン
グラインである。
グラインである。
【図６】本発明の一実施形態による動翼を流れ方向に見
た斜視図である。
た斜視図である。
１０…ガスタービン圧縮機
１２…静翼
１４…動翼
１４ａ…動翼の前縁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 濱名 寛幸
兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号
三菱重工業株式会社高砂製作所内
Ｆターム(参考） 3H033 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17
BB19 CC02 DD04 EE06
3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17
BB19 CC03 DD07 EE06
Claims (3)
- 【請求項１】 回転自在に支持されたロータに沿って配
設された多段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する
軸流圧縮機において、 前記静翼は弓形に湾曲した後縁を有しており、前記動翼
の前縁を前記静翼の前記弓形の後縁の湾曲形状と同じ方
向に湾曲させたことを特徴とする軸流圧縮機。 - 【請求項２】 回転自在に支持されたロータに沿って配
設された多段の翼列を形成する静翼と動翼とを具備する
軸流圧縮機において、 前記動翼は半径方向に延びる直線状の前縁を有してお
り、 前記静翼の後縁を半径方向に対して所定の角度で延びる
直線状に形成すると共に、前記静翼の全体を周方向に傾
斜させたことを特徴とする軸流圧縮機。 - 【請求項３】 圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された
空気により燃料を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器にお
いて生成した高温、高圧の燃焼ガスを作動流体として駆
動する膨張機とを具備するガスタービンにおいて、 前記圧縮機が請求項１または２に記載の軸流圧縮機を具
備するガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217115A JP2003028097A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 軸流圧縮機およびガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217115A JP2003028097A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 軸流圧縮機およびガスタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003028097A true JP2003028097A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19051497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217115A Withdrawn JP2003028097A (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | 軸流圧縮機およびガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003028097A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221195A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-17 | General Electric Co <Ge> | 湾曲圧縮機翼形部 |
| GB2471152A (en) * | 2009-06-17 | 2010-12-22 | Dresser Rand Co | Use of Bowed Vanes to reduce Acoustic Signature |
-
2001
- 2001-07-17 JP JP2001217115A patent/JP2003028097A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001221195A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-17 | General Electric Co <Ge> | 湾曲圧縮機翼形部 |
| GB2471152A (en) * | 2009-06-17 | 2010-12-22 | Dresser Rand Co | Use of Bowed Vanes to reduce Acoustic Signature |
| GB2471152B (en) * | 2009-06-17 | 2016-08-10 | Dresser-Rand Company | Use of bowed nozzle vanes to reduce acoustic signature |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060315 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |