JP2015078654A - 圧縮機、及びガスタービン - Google Patents
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Abstract
Description
抽気構造を採用している圧縮機においては、主流路から抽気室の内部に抽気された空気は、ロータの回転に伴い周方向に旋回する流れとなることが知られている。
特に、重量軽減などの目的から配管の数を低減する場合、抽気された圧縮空気の流量の不均一性が大きくなるため、サージの可能性が高まる、即ちサージマージンが小さくなる。
また、抽気ノズルに起因する流体の不均一性が低減されることによって、抽気ノズルの数を減じることができ、圧縮機の重量、及び製造コストを低減することができる。
上記構成によれば、徐々に減少する流体の流量に対応した形状となり、流体の流量の均一性をより高めることができる。
上記構成によれば、抽気室を流れる流体のはく離を抑制することが可能となり、流体を滑らかに抽気ノズルに導入することができる。
本実施形態のガスタービンは、図1に示すように、外気Aoを圧縮して圧縮空気Aを生成する圧縮機1と、燃料供給源からの燃料Fを圧縮空気Aに混合して燃焼させて燃焼ガスGを生成する複数の燃焼器20と、燃焼ガスGにより駆動するタービン21と、を備えている。なお、以下では、圧縮空気Aを単に空気Aと言うこともある。
連通路13は、回転軸線Arを中心として環状を成し、径方向外側に向かって切り込まれたスリットであり、抽気室12の径方向内側に形成されている。連通路13の主流路4側の開口は、軸方向Daにおいて、軸方向Daで隣接する静翼段9と動翼段7との間の位置に形成されている。
換言すれば、抽気室12ケーシングの径方向内側面17とロータケーシング3の径方向外側面18との径方向の間隔は、抽気ノズル14に対してロータ2の回転方向前方側よりも、回転方向後方側の方が大きくなっている。
抽気室12ケーシングとロータケーシング3との径方向の間隔であって、抽気ノズル14に対して回転方向前方側の間隔は、ロータ2の回転方向前方側に向かうに従って、漸次小さくなるように形成されている。即ち、抽気ノズル14に対して回転方向前方側の抽気室12ケーシングの形状は、回転方向前方側に向かって流路面積が徐々に小さくなるような形状とされている。
また、抽気ノズル14に起因する流体の不均一性が低減されることによって、抽気ノズル14の数を減じることができ、圧縮機1の重量、及び製造コストを低減することができる。
上記実施形態では、抽気ノズル14に対してロータ2の回転方向前方側の流路面積を小さくするとともに、回転方向後方側の流路面積を大きくしたがこれに限ることはない。例えば、抽気ノズル14に対してロータ2の回転方向前方側の流路面積を小さくするのみでもよい。反対に、抽気ノズル14に対してロータ2の回転方向後方側の流路面積を大きくするのみでもよい。
また、上記実施形態では、抽気ノズル14を2つ設ける構成を示したが、抽気ノズル14の本数は問わない。
2 ロータ
3 ロータケーシング
4 主流路
5 ロータ本体
6 抽気室ケーシング
7 動翼段
8 動翼
9 静翼段
10 静翼
12 抽気室
13 連通路
14 抽気ノズル
15 抽気配管
16 流量調節弁
17 径方向内側面
18 径方向外側面
19 滑らかな曲面
20 燃焼器
21 タービン
22 ロータ
23 ケーシング
24 主流路
Claims (5)
- 軸線回りに回転するロータと、
前記ロータを外周側から囲んで、前記ロータとの間に主流路を形成するロータケーシングと、
前記ロータケーシングの外周側に設けられて、前記ロータケーシングとの間に前記主流路と連通する抽気室を形成する抽気室ケーシングと、
前記抽気室ケーシングに外周側から接続されて、内側に前記抽気室内の流体を外部に導く抽気ノズルと、を備え、
前記抽気室ケーシングと前記ロータケーシングとの径方向の間隔は、前記抽気ノズルに対して前記ロータの回転方向前方側よりも、前記ロータの回転方向後方側の方が大きいことを特徴とする圧縮機。 - 前記抽気室ケーシングと前記ロータケーシングとの径方向の間隔であって、前記抽気ノズルに対して回転方向後方側の前記間隔は、前記ロータの回転方向前方側に向かうに従って、漸次大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 前記抽気室ケーシングと前記ロータケーシングとの径方向の間隔であって、前記抽気ノズルに対して回転方向前方側の前記間隔は、前記ロータの回転方向前方側に向かうに従って、漸次小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。
- 前記抽気ノズルの内周面と、前記抽気室の径方向外側面とは、流体の流路側に向かって凸形状の滑らかな曲面で接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の圧縮機。
- 前記ロータが回転することで前記流体としての空気を圧縮する圧縮機をなす請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器からの前記燃焼ガスで駆動するタービンと、を備えていることを特徴とするガスタービン。
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