JP2008115839A - 圧縮機静翼と圧縮機動翼 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧縮機静翼10は、半径方向内端の上流側と回転体外面との間を気密にシールするシール機構12を有し、シール機構の下流側残部は回転体外面との間にハブクリアランス14を有する。また、圧縮機動翼20は、半径方向外端の上流側と静止体内面との間を気密にシールするシール機構22を有し、シール機構の下流側残部は静止体内面との間にチップクリアランス24を有する。
【選択図】図1
Description
図5に示すように、シュラウド一体型動翼60は、シュラウド53が動翼52のチップの前縁61から後縁62にかけて設けられており、シールフィン先端63の半径とシュラウド後縁64端の半径とがほぼ同一である。分割環65は、内周面66の半径がシールフィン先端63の半径およびシュラウド後縁端64の半径に対して若干大きい。この結果、シュラウド53の外側面56と分割環65の内周面66との間であって、シールフィン57よりも下流側に存在するキャビティ断面積69を減少させることができる。このために、ガスパス55からスロート付近の空所を抜けた漏れ流れ67は、分割環65の内周面66により、その流れが遮断される。このように、ウイングレットタイプのシュラウド53を使用しても、ガスパス55の漏れ流れ67を防止するものである。
図6に示すように、バックプレート70の裏面に、タービンブレード71のチップフィン72,73との接触を許容するハニカムセル74,75が一体的に設けられ、バックプレート70の後端部に、ハニカムセル74,75とチップフィン72,73との間からリークした燃焼ガスのジェットJが衝突可能なジェットシールド76が一体に形成されたものである。
このため、スピンドル付き静翼の翼列を示す平面図は図3(B)と同様となり、各静翼の負圧面コーナー部に低エネルギー流体5が蓄積する。かかる低エネルギー流体5の存在により、静翼負圧面における流れが乱れ、静翼性能が低下する。
図4は、従来構造における動翼チップ側での流れ場を示している。この図において、(A)(B)はシュラウド付き動翼、(C)(D)はクリアランス付き動翼の場合である。
図4(A)は、シュラウド付き動翼の側面図である。この図において、シュラウド付き動翼8Aは、半径方向内端(ハブ側)が内側の回転体3に固定され、半径方向外端(チップ側)はチップシュラウド2Bに固定されている。また、チップシュラウド2Bと外側静止体の間には、ラビリンス4が設けられ、その間をシールしている。
半径方向内端の上流側と回転体外面との間を気密にシールするシール機構を有し、該シール機構の下流側残部は回転体外面との間にハブクリアランスを有する、ことを特徴とする圧縮機静翼が提供される。
半径方向外端の上流側と静止体内面との間を気密にシールするシール機構を有し、該シール機構の下流側残部は静止体内面との間にチップクリアランスを有する、ことを特徴とする圧縮機動翼が提供される。
この後縁(テイルエンド:T/E)近傍でのクリアランスフローにより、負圧面のコーナー部に蓄積する低エネルギー流体を周方向に吹き飛ばし、この領域での剥離を抑制することができる。
この後縁(テイルエッジ:T/E)近傍でのクリアランスフローにより、負圧面のコーナー部に蓄積する低エネルギー流体を周方向に吹き飛ばし、この領域での剥離を抑制することができる。
また、ハブクリアランス14の回転体外面からの隙間は、一定であるのがよい。
しかし、本発明はこの構成に限定されず、CFD解析により効果が確認できる範囲で、ハブクリアランス14を後縁近傍のみにしてもよく、隙間を変化させてもよい。
ハブ壁面回転部11bでは、ハブクリアランス14に位置する回転体3の外面は、翼の圧力面側から負圧面側に(この図で下から上に)回転する。
この後縁(テイルエンド:T/E)近傍でのクリアランスフロー17により、負圧面のコーナー部に蓄積する低エネルギー流体5を周方向に吹き飛ばし、この領域での剥離を抑制することができる。
本発明の圧縮機動翼20は、半径方向外端の上流側と静止体内面との間を気密にシールするシール機構22を有し、シール機構22の下流側残部は静止体内面との間にチップクリアランス24を有する。
また、チップクリアランス24の静止体内面からの隙間は、一定であるのがよい。
しかし、本発明はこの構成に限定されず、CFD解析により効果が確認できる範囲で、チップクリアランス24を後縁近傍のみにしてもよく、隙間を変化させてもよい。
この後縁(テイルエッジ:T/E)近傍でのクリアランスフロー27により、負圧面のコーナー部に蓄積する低エネルギー流体を周方向に吹き飛ばし、この領域での剥離を抑制することができる。
1C スピンドル付き静翼、
2A ハブシュラウド、2B チップシュラウド、
3 回転体、4 ラビリンス、5 低エネルギー流体、
6A ハブクリアランス、6B チップクリアランス、
7 クリアランスフロー、8A シュラウド付き動翼、
8B クリアランス付き動翼、9 静止体、9a シュラウドキャビティ、
10 圧縮機静翼、11 境界、11a ハブ壁面静止部、
11b ハブ壁面回転部、12 シール機構、
13a ハブシュラウド、13b シール部材、
14 ハブクリアランス、15 スピンドル機構、
17 クリアランスフロー、
20 圧縮機動翼、21 境界、21a 上流側、21b 下流側、
22 シール機構、23 チップシュラウド、
24 チップクリアランス、27 クリアランスフロー
Claims (7)
- 半径方向外端が固定され半径方向内端が回転体外面に近接して位置する圧縮機静翼であって、
半径方向内端の上流側と回転体外面との間を気密にシールするシール機構を有し、該シール機構の下流側残部は回転体外面との間にハブクリアランスを有する、ことを特徴とする圧縮機静翼。 - 前記シール機構は、回転体外面を一定の間隔を隔てて囲む中空円筒形のハブシュラウドと、該ハブシュラウドと回転体外面の間を気密にシールするシール部材とからなる、ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機静翼。
- 前記シール機構は、可変翼用のスピンドル機構である、ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機静翼。
- 前記ハブクリアランスに位置する回転体外面は、翼の圧力面側から負圧面側に回転する、ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機静翼。
- 半径方向内端が回転体外面に固定され半径方向外端が静止体内面に近接して位置する圧縮機動翼であって、
半径方向外端の上流側と静止体内面との間を気密にシールするシール機構を有し、該シール機構の下流側残部は静止体内面との間にチップクリアランスを有する、ことを特徴とする圧縮機動翼。 - 前記シール機構は、静止体内面に設けられた中空円筒形の凹溝であるシュラウドキャビティと、該シュラウドキャビティ内に静止体内面から一定の間隔を隔てて位置する中空円筒形のチップシュラウドからなる、ことを特徴とする請求項5に記載の圧縮機動翼。
- 前記チップシュラウドとシュラウドキャビティとの間にシール部材を有する、ことを特徴とする請求項5に記載の圧縮機動翼。
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