JP2016205308A5 - - Google Patents
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Description
上記目的を達成するための発明に係る一態様としての圧縮機ロータは、
圧縮機ケーシング内で軸線を中心として回転する圧縮機ロータにおいて、前記軸線を中心として、軸方向に延びているロータ軸と、前記ロータ軸の外周に固定され、前記軸方向に並んでいる複数の動翼列と、を備え、前記ロータ軸には、複数の前記動翼列の相互間の軸方向における各位置に、前記軸線を中心として環状を成し、前記軸線に対する径方向で互いに離間している複数のキャビティで構成されるキャビティ群が形成され、前記ロータ軸の外周側であって前記軸方向で複数の前記動翼列が存在する気体圧縮流路中を気体が流れてくる圧力の低い側が前記軸方向における上流側を成し、前記上流側の反対側で気体の圧力が高くなる側が前記軸方向における下流側を成し、前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうちで、最も径方向外側のキャビティが外側キャビティを成し、前記外側キャビティよりも径方向内側のいずれかのキャビティが軸方向連通キャビティを成し、少なくとも二つの前記キャビティ群のうち、上流側の一以上のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記上流側キャビティ群に対して下流側に位置する残りのキャビティ群が下流側キャビティ群を成し、前記ロータ軸には、さらに、前記気体圧縮流路中の気体を、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティに流入させる入口流路と、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティ内に流入した気体が前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該外側キャビティから該軸方向連通キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記軸方向を含む方向に延びて、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとを連通させる軸方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ内の気体が前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該軸方向連通キャビティから該外側キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティ内の気体を前記気体圧縮流路中に流出させる出口流路と、が形成され、前記軸方向流路における前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である入口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、前記軸方向流路における前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である出口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置する。前記ロータ軸は、前記軸方向で互いに積層されている複数のロータディスクと、前記径方向に延びて、前記軸方向で隣接する前記ロータディスクのそれぞれに係合して、隣接するロータディスク相互の相対回転を規制するトルクピンと、を有し、前記トルクピンは、前記下流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、前記上流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、に配置され、前記トルクピンには、前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記径方向流路を形成する。
圧縮機ケーシング内で軸線を中心として回転する圧縮機ロータにおいて、前記軸線を中心として、軸方向に延びているロータ軸と、前記ロータ軸の外周に固定され、前記軸方向に並んでいる複数の動翼列と、を備え、前記ロータ軸には、複数の前記動翼列の相互間の軸方向における各位置に、前記軸線を中心として環状を成し、前記軸線に対する径方向で互いに離間している複数のキャビティで構成されるキャビティ群が形成され、前記ロータ軸の外周側であって前記軸方向で複数の前記動翼列が存在する気体圧縮流路中を気体が流れてくる圧力の低い側が前記軸方向における上流側を成し、前記上流側の反対側で気体の圧力が高くなる側が前記軸方向における下流側を成し、前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうちで、最も径方向外側のキャビティが外側キャビティを成し、前記外側キャビティよりも径方向内側のいずれかのキャビティが軸方向連通キャビティを成し、少なくとも二つの前記キャビティ群のうち、上流側の一以上のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記上流側キャビティ群に対して下流側に位置する残りのキャビティ群が下流側キャビティ群を成し、前記ロータ軸には、さらに、前記気体圧縮流路中の気体を、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティに流入させる入口流路と、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティ内に流入した気体が前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該外側キャビティから該軸方向連通キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記軸方向を含む方向に延びて、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとを連通させる軸方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ内の気体が前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該軸方向連通キャビティから該外側キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティ内の気体を前記気体圧縮流路中に流出させる出口流路と、が形成され、前記軸方向流路における前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である入口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、前記軸方向流路における前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である出口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置する。前記ロータ軸は、前記軸方向で互いに積層されている複数のロータディスクと、前記径方向に延びて、前記軸方向で隣接する前記ロータディスクのそれぞれに係合して、隣接するロータディスク相互の相対回転を規制するトルクピンと、を有し、前記トルクピンは、前記下流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、前記上流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、に配置され、前記トルクピンには、前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記径方向流路を形成する。
従って、当該圧縮機ロータでは、気体圧縮流路を流れる気体の温度変化に対する圧縮機ロータの熱応答性を高めることができる。
さらに、当該圧縮機ロータでは、トルクピンに貫通孔を形成すれば、ロータディスクに径方向流路を形成する必要がない。このため、当該圧縮機ロータでは、ロータディスクの加工工数の増加を抑えることができる。
さらに、当該圧縮機ロータでは、トルクピンに貫通孔を形成すれば、ロータディスクに径方向流路を形成する必要がない。このため、当該圧縮機ロータでは、ロータディスクの加工工数の増加を抑えることができる。
また、以上のいずれかの前記圧縮機ロータにおいて、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティと該外側キャビティに径方向で隣接する前記キャビティとを連通させる前記径方向流路における径方向外側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分と、前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分とのうち、少なくとも一の入口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側に向かうよう傾いていてもよい。
図3に示すように、一つのキャビティ群22を構成する複数のキャビティ23、このキャビティ群22の外側キャビティ24と空気圧縮流路19とを連通させる径方向外側流路34、このキャビティ群22の外側キャビティ24と中間キャビティ25とを連通させる径方向中間流路35は、いずれも、軸方向Daで隣接する二つのロータディスク41間に形成されている。なお、同図(A)は、ロータディスク41の断面図であり、同図(B)は、同図(A)におけるB矢視図である。
外側キャビティ24は、軸方向Daで隣接する二つのロータディスク41のうちの上流側のロータディスク41における下流側第一凹部43dと、下流側のロータディスク41における上流側第一凹部43uとにより画定される。中間キャビティ25は、軸方向Daで隣接する二つのロータディスク41のうちの上流側のロータディスク41における下流側第二凹部45dと、下流側のロータディスク41における上流側第二凹部とにより画定される。内側キャビティ26は、軸方向Daで隣接する二つのロータディスク41のうちの上流側のロータディスク41における下流側第三凹部47dと、下流側のロータディスク41における上流側第三凹部47uとにより画定される。
なお、軸方向流路37の入口開口37i(図6参照)に至る直前の空気の周速v3と、軸方向流路37の入口開口37iの周速V3との間には、周速差(v3−V3)がある。このため、空気が中間キャビティ25から軸方向流路37に流入した直後に、空気の周速が入口開口37iの周速と一致して、この周速差(v3−V3)が0になる。
空気圧縮流路19内の空気が下流側キャビティ群22dの中間キャビティ25に至るまでの、この空気の周速変化は、上記実施形態と同様である。空気が下流側キャビティ群22dの中間キャビティ25内に流入すると、中間キャビティ25内をこの中間キャビティ25に対して相対的に周方向Dcに流れつつ径方向Dr内側に流れる。この中間キャビティ25内では、空気が中間キャビティ25内を径方向Dr内側に流れるに連れて、角運動量保存の法則により、この空気の周速は増加する。このため、空気が中間キャビティ25内を径方向Dr内側に流れるに連れて、中間キャビティ25に対する周速差が大きくなる。空気が中間キャビティ25の径方向Dr内側端に至ると、空気は、ここで開口している複数の径方向内側流路38のうちのいずれかに流入する。空気は、径方向内側流路38内を径方向Dr内側に向かって流れて、下流側キャビティ群22dの内側キャビティ26に流入する。径方向内側流路38内の空気は、軸線Arを中心としてロータ軸21と一体に回転するため、径方向内側流路38内の空気の周速は、径方向内側流路38の周速とほぼ同じになる。
従って、図14及び図16に示すように、この入口開口35diに流入する空気の入口開口35diに対する相対周速vr2(=v2−V2<0)の向きは、周方向Dcのうちロータ軸21の回転側とは反対側の反回転側となる。空気は、前述したように、外側キャビティ24から径方向中間流路35dに流入する過程で、相対周速vr2(=v2−V2<0)が0になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、入口開口35diに対して相対的に周方向Dcの反回転側に流れる空気が、この入口開口35diで向かい受けられるようにするために、入口開口35diを含む入口側部分を、入口側開口に近づくに連れて、周方向Dcの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向中間流路35dの入口部分を残りの部分に対して、回転側(回転方向側)に傾き角α2で傾ける。具体的に、外側キャビティ24内の入口開口35di付近での空気の相対速度をVA2とし、この径方向成分である空気の径方向Drの相対流速をvdriとした場合、tan-1α2=vr2/vdriとすることが好ましい。この傾き角α2は、相対流速VA2のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α2を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が外側キャビティ24から径方向中間流路35dに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
従って、図14及び図18に示すように、軸方向流路39の入口開口39iに流入する直前の空気の入口開口39iに対する相対周速vr4(=v4−V4>0)の向きは、周方向Dcの回転側になる。空気は、前述したように、空気が内側キャビティ26から軸方向流路39に流入する過程で、相対周速vr4(=v4−V4>0)が0になるよう、その周速が減少する。そこで、ここでは、軸方向流路39の入口開口39iに対して相対的に周方向Dcの回転側に流れる空気が、この入口開口39iで向かい受けられるようにするために、これらの入口開口39iを含む入口側部分を、入口開口39iに近づくに連れて、周方向Dcの反回転側に向くよう形成している。すなわち、軸方向流路39の入口部分を残りの部分に対して、反回転側(反回転方向側)に傾き角α4で傾ける。具体的に、内側キャビティ26内の入口開口39i付近での空気の相対速度をVA4とし、この軸方向成分である空気の軸方向Daの相対流速をvdaとした場合、tan-1α4=vr4/vdaとすることが好ましい。この傾き角α4は、相対流速VA4のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α4を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が内側キャビティ26から軸方向流路39に流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
従って、図15及び図19に示すように、上流側キャビティ群22uにおける径方向内側流路38uの入口開口38uiに流入する空気の入口開口38uiに対する相対周速vr5(=v5−V5<0)の向きは、周方向Dcの反回転側である。空気は、前述したように、内側キャビティ26から径方向内側流路38uに流入する過程で、相対周速vr5(=v5−V5<0)が0になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、径方向内側流路38uの入口開口38uiに対して相対的に周方向Dcの反回転側に流れる空気が、これらの入口開口38uiで向かい受けられるようにするため、これらの入口開口38uiを含む入口側部分を、入口開口38uiに近づくに連れて、周方向Dcの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向内側流路38uの入口部分を残りの部分に対して、回転側(回転方向側)に傾き角α5だけ傾ける。具体的に、内側キャビティ26内の入口開口38ui付近での空気の相対速度をVA5とし、この径方向成分である空気の径方向Dcの相対流速をvdroとした場合、tan-1α5=vr5/vdroとすることが好ましい。この傾き角α5は、相対流速VA5のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α5を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が内側キャビティ26から径方向内側流路38uに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
従って、図15及び図20に示すように、上流側キャビティ群22uにおける径方向中間流路35uの入口開口35uiに流入する空気の入口開口35uiに対する相対周速vr6(=v6−V6<0)の向きは、周方向Dcの反回転側である。空気は、前述したように、中間キャビティ25から径方向中間流路35uに流入する過程で、相対周速vr6(=v6−V6)が0になるよう、その周速が増加する。そこで、ここでは、径方向中間流路35uの入口開口35uiに対して相対的に周方向Dcの反回転側に流れる空気が、この入口開口35uiで向かい受けられるようにするため、これらの入口開口35uiを含む入口側部分を、入口開口35uiに近づくに連れて、周方向Dcの回転側に向くよう形成している。すなわち、径方向中間流路35uの入口部分を残りの部分に対して、回転側(回転方向側)に傾き角α6だけ傾ける。具体的に、中間キャビティ25内の入口開口35ui付近での空気の相対速度をVA6とし、この径方向成分である空気の径方向Dcの相対流速をvdroとした場合、tan-1α6=vr6/vdroとすることが好ましい。この傾き角α6は、相対流速VA6のベクトルの方向と一致する。このような傾き角α6を選定すれば、単に入口側部分を傾けるよりも、空気が中間キャビティ25から径方向中間流路35uに流入する過程での圧力損失をより小さくすることができる。
一方、図24に示すように、径方向中間流路35dの出口側部分35dopを径方向中間流路35dの残りの部分に対して反回転側に傾き角β22で傾けた場合、径方向中間流路35d内の中間部を流れる空気は、周速V2、径方向速度vdriで流れる。径方向中間流路35dの径方向Dr内側の出口側部分35dopを回転方向側に対して逆方向の反回転側に傾き角β22で傾けることにより、傾けた後の出口側部分35dopにおける軸方向速度(出口側部分35dopにおける流路の軸方向速度)は、vdriMになる。出口側部分35dopにおいて、この出口側部分35dopの軸方向速度vdriMの周方向Dcの速度成分(相対周速)vr22だけ、空気の周速は減少する。すなわち、径方向中間流路35dの出口側部分35dopにおいて、空気の周速V3は、(V2-vr22)となる。つまり、出口側部分35dopから中間キャビティ25(軸方向連通キャビティ)に流入した直後の空気は、径方向中間流路35d内の空気の周速V2に対して中間キャビティ25との相対周速差vr22だけ小さい周速で、径方向Dr内側に向かって流れる。空気の周速は、角運動量保存の法則により、空気が中間キャビティ25を径方向Dr内側に流れるに連れて増加する。一方、中間キャビティ25の周速は、径方向Dr内側に向かうに連れて小さくなる。従って、空気が、中間キャビティ25を径方向Dr内側に向かって流れる過程で、空気と中間キャビティ25との周速差が次第に小さくなる。空気と中間キャビティ25との間の周速差が小さくなり、中間キャビティ25との間の熱伝達率は低下する。一方で、中間キャビティ25から空気が流入する径方向内側流路38dの入口開口38diにおいて、上述の中間キャビティ25と空気との周速差が小さくなる位置を選定すれば、中間キャビティ25から径方向内側流路38dの入口開口38diに流入する際の圧力損失を大幅に低減できる。
図23では、径方向内側流路38dの出口開口38doを含む出口側部分38dopを径方向内側流路38dの残りの部分に対して回転方向側に傾き角β31で傾けた例も示す。なお、図23では、径方向内側流路38dに関する各符号に関しては、()内に記している。また、図23の()内の部分は、図14における径方向内側流路38dの出口開口38doの位置P8周りの詳細模式図である。径方向内側流路38dから内側キャビティ26に流入する空気の周速の考え方は、径方向中間流路35dを流れる空気流と同じである。また、径方向内側流路38dから内側キャビティ26に流入した空気が、径方向Dr内側方向に流れる過程で、空気と内側キャビティ26との間の周速差が拡大し、熱伝達率が高まる効果も、径方向中間流路35dから中間キャビティ25に流入する空気流と同様である。
図24では、径方向内側流路38dの出口側部分38dopを径方向内側流路38dの残りの部分に対して反回転方向側に傾き角β32で傾けた例も示す。なお、図24では、径方向内側流路38dに関する各符号に関しては、()内に記している。また、図24の()内の部分は、図14における径方向内側流路38dの出口開口38doの位置P8周りの詳細模式図である。この場合における径方向内側流路38dから内側キャビティ26に流入する空気の周速の考え方は、径方向中間流路35dを流れる空気流と同じである。また、空気が軸方向流路39へ流入する際の周速の変化による圧力損失の低減効果も、径方向中間流路35dから中間キャビティ25に流入する空気流と同様である。
図25に示すように、軸方向流路39の出口側部分39opを軸方向流路39の残りの部分に対して回転方向側に傾き角β41で傾けた場合、軸方向流路39内の中間部を流れる空気は、周速V4、軸方向速度(軸方向Daの流路内速度)vdaで流れる。軸方向流路39の出口側部分39opを回転方向側に傾き角β41で傾けることにより、傾けた後の出口側部分39opにおける空気の軸方向速度(出口側部分35dopにおける流路内の流路方向速度)は、vdaLになる。この出口側部分39opの軸方向速度vdaLの周方向Dcの速度成分(相対周速)vr41が、空気の周速V4に付加される。すなわち、軸方向流路39の出口側部分39opにおいて、空気の周速V5は、(V4+vr41)となる。つまり、出口側部分39opから内側キャビティ26に流入した直後の空気は、内側キャビティ26との相対周速差vr41だけ速い周速V5で内側キャビティ26内を径方向Dr外側に向かって流れる。空気の周速は、角運動量保存の法則により、空気が内側キャビティ26を径方向Dr外側に流れるに連れて次第に小さくなる。一方、内側キャビティ26の周速は、径方向Dr外側に向かうに連れて大きくなる。従って、空気が、内側キャビティ26を径方向Dr外側に向かって流れる過程で、空気と内側キャビティ26の周速差が次第に小さくなる。空気と内側キャビティ26との間の周速差が小さくなることにより、内側キャビティ26との間の熱伝達率は低下する。一方で、内側キャビティ26から空気が流入する径方向内側流路38uの入口開口38uiにおいて、上述の内側キャビティ26と空気との周速差が小さくなる径方向内側流路38dの位置を選定すれば、内側キャビティ26から径方向内側流路38uの入口開口38uiに流入する際の圧力損失を大幅に低減できる。
図29は、上流側キャビティ群22uにおける径方向中間流路35uの出口開口35uoを含む出口側部分35uopを、径方向中間流路35uの残りの部分に対して回転方向側に傾けた例を示す。なお、図29は、図15における径方向中間流路35uの出口開口35uoの位置P11周りの詳細模式図である。
「第二実施形態の第三変形例」
図30及び図31に示すように、径方向流路(径方向中間流路35d,35u、径方向内側流路38d,38u)又は軸方向流路37,39の入口側部分を、入口開口から出口開口に進むに連れて流路内径が小さくように形成してもよい。具体的に、図30は、入口形状がベルマウス状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口流路を画定する面が曲面状に形成された斜面40iである。また、図31は、入口形状が漏斗状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口形状を画定する面が直線状の傾きで形成された斜面40iである。このような入口形状であれば、空気が流路に流入する際、空気流の乱れが発生せず、圧力損失の低減ができる。
図30及び図31に示すように、径方向流路(径方向中間流路35d,35u、径方向内側流路38d,38u)又は軸方向流路37,39の入口側部分を、入口開口から出口開口に進むに連れて流路内径が小さくように形成してもよい。具体的に、図30は、入口形状がベルマウス状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口流路を画定する面が曲面状に形成された斜面40iである。また、図31は、入口形状が漏斗状を成し、これらの流路の長手方向に平行な断面で見た場合、入口形状を画定する面が直線状の傾きで形成された斜面40iである。このような入口形状であれば、空気が流路に流入する際、空気流の乱れが発生せず、圧力損失の低減ができる。
また、軸方向Daで隣り合う4つのキャビティ群22を一組とする場合には、この組を構成する4つのキャビティ群22のうち、最も上流側のキャビティ群22を上流側キャビティ群とし、残りの3つのキャビティ群22を下流側キャビティ群としてもよい。また、この組を構成する4つのキャビティ群22のうち、上流側の2つのキャビティ群22を上流側キャビティ群とし、残りの2つのキャビティ群22を下流側キャビティ群としてもよい。
Claims (13)
- 圧縮機ケーシング内で軸線を中心として回転する圧縮機ロータにおいて、
前記軸線を中心として、軸方向に延びているロータ軸と、
前記ロータ軸の外周に固定され、前記軸方向に並んでいる複数の動翼列と、
を備え、
前記ロータ軸には、複数の前記動翼列の相互間の軸方向における各位置に、前記軸線を中心として環状を成し、前記軸線に対する径方向で互いに離間している複数のキャビティで構成されるキャビティ群が形成され、
前記ロータ軸の外周側であって前記軸方向で複数の前記動翼列が存在する気体圧縮流路中を気体が流れてくる圧力の低い側が前記軸方向における上流側を成し、前記上流側の反対側で気体の圧力が高くなる側が前記軸方向における下流側を成し、
前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうちで、最も径方向外側のキャビティが外側キャビティを成し、前記外側キャビティよりも径方向内側のいずれかのキャビティが軸方向連通キャビティを成し、
少なくとも二つの前記キャビティ群のうち、上流側の一以上のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記上流側キャビティ群に対して下流側に位置する残りのキャビティ群が下流側キャビティ群を成し、
前記ロータ軸には、さらに、
前記気体圧縮流路中の気体を、前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティに流入させる入口流路と、
前記下流側キャビティ群の前記外側キャビティ内に流入した気体が前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該外側キャビティから該軸方向連通キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、
前記軸方向を含む方向に延びて、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとを連通させる軸方向流路と、
前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ内の気体が前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティに至るよう、前記径方向を含む方向に延びて、該軸方向連通キャビティから該外側キャビティまでの複数のキャビティで、前記径方向で隣り合う二つのキャビティ相互を連通させる径方向流路と、
前記上流側キャビティ群の前記外側キャビティ内の気体を前記気体圧縮流路中に流出させる出口流路と、
が形成され、
前記軸方向流路における前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である入口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、
前記軸方向流路における前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティに対する開口である出口開口の径方向外側縁は、環状の該軸方向連通キャビティを画定する内周面のうちの径方向外側内周面よりも径方向内側に位置し、
前記ロータ軸は、前記軸方向で互いに積層されている複数のロータディスクと、前記径方向に延びて、前記軸方向で隣接する前記ロータディスクのそれぞれに係合して、隣接するロータディスク相互の相対回転を規制するトルクピンと、を有し、
前記トルクピンは、前記下流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、前記上流側キャビティ群を構成する複数のキャビティのうちで前記径方向で隣り合うキャビティの相互間の位置と、に配置され、
前記トルクピンには、前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が前記径方向流路を形成する、
圧縮機ロータ。 - 請求項1に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記軸方向流路における前記入口開口の径方向外側縁は、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティの径方向における中央位置よりも径方向内側に位置し、
前記軸方向流路における前記出口開口の径方向外側縁は、前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティの径方向における中央位置よりも径方向内側に位置する、
圧縮機ロータ。 - 請求項1又は2に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ロータ軸には、前記軸線に対する周方向で互いに離間している複数の前記軸方向流路が形成されている、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である入口開口が、前記ロータ軸の回転方向側に傾く前記入口開口を含む前記径方向流路の入口側部分と、
前記軸方向流路における前記入口開口が、前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に傾く前記入口開口を含む前記軸方向流路の入口側部分と、
のうち、少なくともいずれか一つの入口側部分を備える、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記下流側キャビティ群は、3以上の前記キャビティを有し、
前記3以上のキャビティのうち、前記外側キャビティを除く2以上の前記キャビティ相互を連通させる前記径方向流路における径方向外側の開口である入口開口を含む該径方向流路の入口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に向かうよう傾いている、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記下流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向内側の開口である出口開口を含む前記径方向流路の出口側部分と、
前記上流側キャビティ群の前記径方向流路における径方向外側の開口である出口開口を含む前記径方向流路の出口側部分と、
前記軸方向流路における前記出口開口を含む前記軸方向流路の出口側部分と、
のうちいずれか一つの出口側部分は、前記ロータ軸の回転方向側又は前記ロータ軸の回転方向側とは反対側に傾いている、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記入口開口を含む流路の入口側部分は、前記入口開口から前記流路の前記入口開口とは反対側の出口開口側に向かうに連れて次第に、流路内径が小さくなる、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ロータ軸は、前記軸方向に延びて、複数の前記ロータディスク、前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティ及び前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティを貫通するスピンドルボルトと、を有し、
前記下流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティと前記上流側キャビティ群の前記軸方向連通キャビティとの間に存在するロータディスクに形成され、前記スピンドルボルトが貫通するボルト貫通孔は、前記スピンドルボルトとの間に前記軸方向に延びる隙間を有し、
前記ボルト貫通孔の前記隙間は、前記軸方向流路を形成する、
圧縮機ロータ。 - 請求項8に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記ボルト貫通孔のうちで前記軸方向流路を形成する前記隙間は、前記スピンドルボルトに対する径方向内側に位置している、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記キャビティ群を構成する複数の前記キャビティのうち、最も径方向内側のキャビティが前記軸方向連通キャビティを成す、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の圧縮機ロータにおいて、
前記軸方向で隣り合う二つの前記キャビティ群のうち、前記上流側のキャビティ群が上流側キャビティ群を成し、前記下流側のキャビティ群が下流側キャビティ群を成す、
圧縮機ロータ。 - 請求項1から11のいずれか一項に記載の圧縮機ロータと、
前記圧縮機ケーシングと、
を備える圧縮機。 - 請求項12に記載の圧縮機と、
前記圧縮機で圧縮された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、
前記燃焼ガスで駆動するタービンと、
を備えるガスタービン。
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