JP2016512586A5 - - Google Patents

Description

上記の固定ベーン配置を、コンプレッサ等のターボ機械を参照して説明してきたが、設計は、半径流タービン、ファン、軸流／遠心コンプレッサ、ガスタービン、ジェットエンジン、ターボポンプ、エキスパンダ、モータ内の冷却流エレメント、及びジェネレータを含むが、これらに限定されない、ブレード付きディスク構成を利用する何れか他のターボ機械に対しても等しく適用可能である。当業者は、本発明の適用範囲及び精神から逸脱することなく、これらの実施の形態に対する改良又は代替を作成できる。例えば、本開示は、可能な限りの程度まで、何れかの実施の形態のひとつ以上の特徴も何れか他の実施の形態のひとつ以上の特徴と組み合わせることができることを意図していることは理解すべきである。したがって、前記の説明は、制限するものではなく、実例となることを目的としている。前記で説明した発明は、添付の特許請求の範囲によって定義され、特許請求項の均等物の意味及び範囲内に含まれる本発明に対するすべての変更は、それらの適用範囲に包含される。
以下は、実施の態様の例である。
第１の態様
作動流体をターボ機械の入口端部から出口端部へ案内する固定ベーン配置であって： 固定ケーシングから、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間されて半径方向内側に延在する複数の固定ベーンの少なくともひとつの列を備え、各固定ベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在して対向する長手方向面とを有し； 前記固定ベーンの第１の部分の前記後縁は第１の端部プロフィルを有し、前記固定ベーンの第２の部分の前記後縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し； 前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する各固定ベーンが、前記後縁の下流の基本後流通過周波数を最小化するよう、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーン間に位置するように、配置される、 固定ベーン配置。
第２の態様
前記第１の端部プロフィルは実質的に丸められた縁部を備え、前記第２の端部プロフィルは、前記固定ベーンの前記対向する長手方向面に対して角度をなすテーパ状端部を備える、 第１の態様の固定ベーン配置。
第３の態様
前記第１の端部プロフィルは、前記固定ベーンの前記対向する長手方向面に対して第１の方向に角度をなすテーパ状端部を備え、前記第２の端部プロフィルは、前記対向する長手方向面に対して第２の方向に角度をなすテーパ状端部を備える、 第１の態様の固定ベーン配置。

Claims (18)

1. 作動流体をターボ機械の入口端部から出口端部へ案内する固定ベーン配置であって：
   固定ケーシングから、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間されて半径方向内側に延在する複数の固定ベーンの少なくともひとつの列を備え、各固定ベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在して対向する長手方向面とを有し；
   前記固定ベーンの第１の部分の前記後縁は第１の端部プロフィルを有し、前記固定ベーンの第２の部分の前記後縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し；
   前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する各固定ベーンが、前記後縁の下流の基本後流通過周波数を最小化するよう、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーン間に位置するように、配置され、
   前記第１の端部プロフィルは実質的に丸められた縁部を備え、前記第２の端部プロフィルは、前記固定ベーンの前記対向する長手方向面に対して角度をなすテーパ状端部を備え、
   前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーンの一方は、前記長手方向面に対して第１の方向に角度をなすテーパ状端部を備え、他方は、前記長手方向面に対して前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に角度をなすテーパ状端部を備える、
   固定ベーン配置。
2. 前記複数の固定ベーンは、前記ターボ機械の前記入口端部に設けられ、前記作動流体を前記複数の固定ベーンから下流の回転ブレードの列に向けるように構成される、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
3. 前記複数の固定ベーンは、前記ケーシングを通って延在する長手方向軸線を中心として、互いから等距離に前記ケーシングの前記円周の周囲で周方向に離間する、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
4. 前記複数の固定ベーンの前記第１の部分は、前記複数の固定ベーンの前記第２の部分に対して、前記ケーシングを通って延在する長手方向軸線方向にオフセットされる、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
5. 前記複数の固定ベーンは直線状のプロフィルを有する、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
6. 前記複数の固定ベーンは流線形プロフィルを有する、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
7. 前記複数の固定ベーンから下流に設けられる複数の回転ブレードを有するロータを更に備え、前記複数の固定ベーンが、作動流体を前記複数の回転ブレードに向けるように構成される、
   請求項１に記載の固定ベーン配置。
8. 前記複数の回転ブレードの下流に設けられ、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間して前記ケーシングから半径方向内側に延在する複数のディフューザベーンを有するディフューザを更に備え；
   各ディフューザベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在して対向する長手方向面とを有し、前記ディフューザベーンの第１の部分の前記前縁は第１の端部プロフィルを有し、前記ディフューザベーンの第２の部分の前記前縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し、前記ディフューザベーンは、第１の端部プロフィルを有するディフューザベーンが、第２の端部プロフィルを有するディフューザベーンに隣接して設けられるように配置される、
   請求項７に記載の固定ベーン配置。
9. 前記複数の固定ベーンは、前記ケーシングを通って延在する長手方向軸線を中心として、互いから不等距離に前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間している、
   請求項２に記載の固定ベーン配置。
10. 前記複数のディフューザベーンは、前記ケーシングを通って延在する長手方向軸線を中心として、互いから不等距離に前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間している、
    請求項８に記載の固定ベーン配置。
11. ターボ機械であって、
    ケーシングの長手方向軸線に沿って出口端部と反対側の入口端部とを有するケーシングと；
    前記ケーシング内に設けられ、前記入口及び出口端部の間に延在する軸アセンブリと、
    前記軸アセンブリから半径方向外側に延在する複数の回転ブレードを有するロータと、
    前記ロータの上流に設けられる固定ベーン配置とを備え；
    前記固定ベーン配置は：
    前記ケーシングから、前記ケーシングの前記円周の周囲で周方向に離間されて半径方向内側に延在する複数の固定ベーンの少なくともひとつの列を備え、各固定ベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在する対向する長手方向面とを有し；
    前記固定ベーンの第１の部分の前記後縁は第１の端部プロフィルを有し、前記固定ベーンの第２の部分の前記後縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し；
    前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する固定ベーンが、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーンに隣接して設けられるように配置され、
    前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する各固定ベーンが、前記後縁の下流の基本後流通過周波数を最小化するよう、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーン間に位置するように、配置され、
    前記第１の端部プロフィルは実質的に丸められた縁部を備え、前記第２の端部プロフィルは、前記固定ベーンの前記対向する長手方向面に対して角度をなすテーパ状端部を備え、
    前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーンの一方は、前記長手方向面に対して第１の方向に角度をなすテーパ状端部を備え、他方は、前記長手方向面に対して前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に角度をなすテーパ状端部を備える、
    ターボ機械。
12. 前記複数の固定ベーンは、前記ターボ機械の入口端部に設けられ、作動流体を前記複数の固定ベーンから下流の回転ブレードの列に向けるように構成される、
    請求項１１に記載のターボ機械。
13. 前記複数の固定ベーンは、前記ケーシングを通って延在する前記長手方向軸線に関して同じ角度位置に配向される、
    請求項１１に記載のターボ機械。
14. 前記複数の固定ベーンは直線状のプロフィルを有する、
    請求項１１に記載のターボ機械。
15. 前記複数の固定ベーンは流線形プロフィルを有する、
    請求項１１に記載のターボ機械。
16. 前記複数の回転ブレードの下流に設けられ、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間する前記ケーシングから半径方向内側に延在する複数のディフューザベーンを有するディフューザを更に備え、各ディフューザベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在する対向する長手方向面とを有し、
    前記ディフューザベーンの第１の部分の前記前縁は第１の端部プロフィルを有し、前記ディフューザベーンの第２の部分の前記前縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し、
    前記ディフューザベーンは、第１の端部プロフィルを有するディフューザベーンが、第２の端部プロフィルを有するディフューザベーンに隣接して設けられるように配置される、
    請求項１１に記載のターボ機械。
17. 前記複数のディフューザベーンは、前記ケーシングを通って延在する長手方向軸線を中心として、互いから等距離に前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間する、
    請求項１６に記載のターボ機械。
18. ターボ機械であって、
    ケーシングの長手方向軸線に沿って出口端部と反対側の入口端部とを有するケーシングと；
    前記ケーシング内に設けられ、前記入口及び出口端部の間に延在する軸アセンブリと、
    前記軸アセンブリから半径方向外側に延在する複数の回転ブレードを有する少なくともひとつのロータと；
    前記少なくともひとつのロータに対応する少なくともひとつの固定ベーン配置とを備え；
    前記少なくともひとつの固定ベーン配置は：
    前記少なくともひとつのロータの上流に設けられ、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間されて、前記ケーシングから半径方向内側に延在する複数の固定ベーンの少なくともひとつの列であって、各固定ベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在して対向する長手方向面とを有する、複数の固定ベーンの少なくともひとつの列とを有し；
    前記固定ベーンの第１の部分の前記後縁は第１の端部プロフィルを有し、前記固定ベーンの第２の部分の前記後縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し；
    前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する固定ベーンが、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーンに隣接して設けられるように編成され；
    前記固定ベーンは、前記第１の端部プロフィルを有する各固定ベーンが、前記後縁の下流の基本後流通過周波数を最小化するよう、前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーン間に位置するように、配置され、
    前記第１の端部プロフィルは実質的に丸められた縁部を備え、前記第２の端部プロフィルは、前記固定ベーンの前記対向する長手方向面に対して角度をなすテーパ状端部を備え、
    前記第２の端部プロフィルを有する固定ベーンの一方は、前記長手方向面に対して第１の方向に角度をなすテーパ状端部を備え、他方は、前記長手方向面に対して前記第１の方向とは反対方向である第２の方向に角度をなすテーパ状端部を備え、
    さらに、前記ロータの下流に設けられ、前記ケーシングの円周の周囲で周方向に離間されて、前記ケーシングから半径方向内側に延在する複数のディフューザベーンの列を有する、少なくともひとつのディフューザであって、各ディフューザベーンが、後縁の反対側の前縁と、前記前縁と前記後縁との間に延在する対向する長手方向面とを有する、少なくともひとつのディフューザとを更に備え；
    前記ディフューザベーンの第１の部分の前記前縁は第１の端部プロフィルを有し、前記ディフューザベーンの第２の部分の前記前縁は、前記第１の端部プロフィルとは異なる第２の端部プロフィルを有し、
    前記ディフューザベーンは、前記第１の端部プロフィルを有するディフューザベーンが、前記第２の端部プロフィルを有するディフューザベーンに隣接して設けられるように配置される、
    ターボ機械。