JP4441836B2

JP4441836B2 - 二次流れ抑制翼列

Info

Publication number: JP4441836B2
Application number: JP2000059152A
Authority: JP
Inventors: 芳則大庭
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2001248402A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、翼列のハブ面近傍に発生する二次流れ及び二次渦を低減する二次流れ抑制翼列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジェットエンジン等の軸流圧縮機及び軸流タ−ビンの動翼及び静翼には、複数の翼列が通常用いられている。かかる三次元的に翼が配置された実際の翼間流路では、軸対称流面上に拘束される準三次元流れに、二次流れ(secondary flow)が重なった複雑な流れとなる。図２（Ａ）はかかる翼列間の流れの模式図である。この図において１は翼断面、２は翼のフ−ト側が固定されたハブ面である。また、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面を示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図２（Ａ）に示すように、翼列を構成する翼１のフ−ト側を固定するハブ面２は、従来滑らかな面に形成されている。そのため、翼端面（ハブ面２）で粘性の影響により翼面に沿った主流３の流れが減速され、逆に翼間に存在する正圧面（腹側）と負圧面（背側）の圧力差によって、隣接する正圧面から負圧面に流れる二次流れ４が発生する。この二次流れ４によって図２（Ｂ）に示すように、翼１のフ−ト部に大規模な二次渦５が形成される。この二次渦５が発生すると翼１の正圧面と負圧面の圧力差が少なくなり、翼列の性能が低下し損失が増大する。この損失は全損失の約３％程度に達成することがある。
【０００４】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、新たな剥離や過大な抵抗の増大なしに、翼列の間に発生する二次流れ及び二次渦を低減することができる二次流れ抑制翼列を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、隣接する翼（１）のフ−ト側を固定するハブ面（２）に設けられ翼間の主流に沿って延び、上流側端面が前縁と翼間の正圧面と負圧面の圧力差が最大となる位置との間に位置し、下流側端面が後縁より上流側に位置し、かつ前縁より上流側及び後縁より下流側とは連通しない凹溝を備えることを特徴とする二次流れ抑制翼列が提供される。
【０００６】
上記本発明の構成によれば、ハブ面（２）に設けられた凹溝が翼間の主流に沿って延びるので、翼間に正圧面（腹側）と負圧面（背側）の圧力差が存在しても、凹溝によってハブ面（２）に沿った二次流れの発生が抑制される。従って、凹溝内に二次流れが発生しても非常に低速であり大規模な二次流れは発生せず、これにより二次渦の形成も大幅に抑制され、翼列の性能を防止し損失を大幅に低減することができる。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記凹溝の高さは、翼のスパンの１０％以上かつ２０％以下である。また、上流側端部はなだらかに変化している。この構成により、凹溝による別の剥離や抵抗の増大を最小限に抑制することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、関連発明による二次流れ抑制翼列の構成図である。この図において、（Ａ）は翼列のまわりの流れを示す図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線における断面図、（Ｃ）はＢ−Ｂ線における断面図である。
【０００９】
図１に示すように、関連発明の二次流れ抑制翼列１０は、隣接する翼１のフ−ト側を固定するハブ面２に設けられた複数（この図では３本）の突起壁８を有する。この突起壁８は、隣接する翼間の主流３に沿って延びている。この突起壁８の上流側端面は、翼間の正圧面と負圧面の圧力差が最大となる位置よりも前縁側に位置し、下流側端面は後縁付近まで延びているのがよい。
【００１０】
上記の構成によれば、ハブ面２に設けられた突起壁８が翼間の主流に沿って延びるので、翼間に正圧面（腹側）と負圧面（背側）の圧力差が存在しても、突起壁８によってハブ面２に沿った二次流れの発生が抑制される。従って、複数の突起壁の間、突起壁と翼面との間に二次流れが発生しても非常に低速であり大規模な二次流れは発生せず、これにより二次渦５の形成も大幅に抑制され、翼列の性能を防止し損失を大幅に低減することができる。
【００１１】
また、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、この突起壁８の高さは、翼のスパンの１０％以上かつ２０％以下に設定されている。翼のスパンの１０％未満では、二次流れを抑制する効果が少なく、２０％を超えると別の剥離が生じたり抵抗が増大する。
【００１２】
更に、突起壁８の上流側端部８ａがなだらかに高くなっているのがよい。この構成により、上流側端部８ａでの剥離や渦の発生を最小限に抑制することができる。
【００１３】
本発明の二次流れ抑制翼列１０において、突起壁８の代わりにハブ面２に翼間の主流に沿って延びる凹溝（図示せず）を設けてもよい。この場合に、凹溝の深さは、突起壁８と同様に翼のスパンの１０％以上かつ２０％以下に設定する。また、凹溝の幅は、突起壁８よりも狭く、かつ多数設けるのがよい。
【００１４】
この構成によれば、ハブ面２に設けられた凹溝が翼間の主流に沿って延びるので、翼間に正圧面（腹側）と負圧面（背側）の圧力差が存在しても、凹溝によってハブ面２に沿った二次流れの発生が抑制される。従って、凹溝内に二次流れが発生しても非常に低速であり大規模な二次流れは発生せず、これにより二次渦の形成も大幅に抑制され、翼列の性能を防止し損失を大幅に低減することができる。
【００１５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更できることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
上述したように、本発明の二次流れ抑制翼列は、新たな剥離や過大な抵抗の増大なしに、翼列の間に発生する二次流れ及び二次渦を低減することができる、等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】関連発明による二次流れ抑制翼列の構成図である。
【図２】従来の翼列の流れの模式図である。
以上

Claims

隣接する翼（１）のフ−ト側を固定するハブ面（２）に設けられ翼間の主流に沿って延び、上流側端面が前縁と翼間の正圧面と負圧面の圧力差が最大となる位置との間に位置し、下流側端面が後縁より上流側に位置し、かつ前縁より上流側及び後縁より下流側とは連通しない凹溝を備えることを特徴とする二次流れ抑制翼列。
前記凹溝の高さは、翼のスパンの１０％以上かつ２０％以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の二次流れ抑制翼列。
上流側端部はなだらかに変化している、ことを特徴とする請求項２に記載の二次流れ抑制翼列。