JP5170492B2 - 吸気ケーシング - Google Patents

Description

本発明は、軸流流体機械用、特に軸流圧縮機用の吸気ケーシングであって、片側の半径方向入口と回転対称な軸線方向円錐状入口とを有する吸気筒からなり、この円錐状入口が、流入稜を吸気筒内に突出させた外被と一緒に軸線方向流体路を形成し、この流体路が流体機械の流入横断面と結合されている吸気ケーシングに関する。

工業用ガスタービンの吸気ケーシングは、多かれ少なかれ自由にあらゆる側から均一に軸線方向で流入させることのできる航空エンジンの入口とは異なるように構想されている。それに対して工業用ガスタービンは枠に固着されて建物または防音装置内にある。空気は吸気筒を介して屋根領域で吸引され、次に大抵は垂直な接続通路を通してガスタービンの高さレベルに移送される。最後に、空気が周方向で極力同一向きで圧縮機に流入できてその安定性を危うくすることのないように、吸引空気は再び軸線方向に転向されねばならない。このような入口はふつう、公表されている相関に依拠して設計されるが、しかしながら相関は圧縮機に対する軸線方向供給にのみ集中している。転向された流体を極力良好に周方向で均一にするために、入口区間は特別長く実施されるか、または吸気筒の垂直部分はごく幅広かつ深く建設されるかのいずれかである。これにより、ガスタービン全体の長さが、空気で湿潤した表面も、きわめて大きくなる。

本発明の課題は、上記軸流流体機械用の吸気ケーシングを、流体機械の軸線方向構造長さが短縮されるように形成することである。

この課題を解決するために、請求項１に係る吸気ケーシングは、軸流流体機械用の吸気ケーシングであって、片側の半径方向入口（４）と回転対称な軸線方向円錐状入口（５）とを有する吸気筒（１）とからなり、この円錐状入口が、流入稜（７）を吸気筒（１）内に突出させた外被（６）と一緒に軸線方向流体路（２）を形成し、この流体路が流体機械の流入横断面と結合されているものにおいて、外被（６）の流入稜（７）が板状の環状プレート（９）と結合されており、このプレート（９）は軸線方向流体路（２）の軸線（１０）に対して垂直をなすように配置され、半径方向入口（４）を通って軸線方向流体路（２）の軸線（１０）と垂直に交わる対称軸線（Ｐ）を対称軸として鏡像対称であるとともに、プレート（９）の外縁と外被（６）の流入稜（７）との間に生じた垂直なオーバハングの長さは、半径方向入口（４）に向き合う側が、半径方向入口（４）とは反対の側よりも大きくなっていて、プレート（９）は軸線方向流体路（２）の軸線（１０）を対称軸として非対称となっていることを特徴とするものである。

また、請求項２に係る吸気ケーシングは、請求項１に記載の吸気ケーシングにおいて、プレート（９）の外縁が、円（１１）の外周によって限定されており、この円の中心（M）が軸線方向流体路（２）の軸線（１０）に対して半径方向入口（４）の方向にずらされていることを特徴とするものである。

さらに、請求項３に係る吸気ケーシングは、請求項１に記載の吸気ケーシングにおいて、プレート（９）の外縁が、対称軸線（Ｐ）のみを有するそれ自体囲まれた幾何学図形によって限定されていることを特徴とするものである。

さらにまた、請求項４に係る吸気ケーシングは、請求項３に記載の吸気ケーシングにおいて、プレート（９）の外縁が、楕円（１２）の外周によって限定されていることを特徴とするものである。

プレートを形成する非回転対称な板によって、半径方向で流入する気体媒体は、媒体が周面に均一に配分されて、流体機械に通じる軸線方向流体路内に流入するように分配される。こうして、公知の入口ケーシングに比べて入口区間を短縮し、吸気筒の垂直部分の容積を縮小することができる。そのことの影響は、流体機械の軸線方向構造長さを本質的に短縮できることにある。

本発明の１実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明する。

工業用ガスタービンの軸流プロセス圧縮機または軸流空気圧縮機とすることのできる軸流流体機械に、吸気ケーシングの吸気筒１および軸線方向流体路２を通してガスまたは空気が供給される。軸線方向流体路２は環状回転対称な横断面を有し、図示しない軸流流体機械の流入横断面と結合されている。流体路２の内部で流体機械の入口案内翼の流入稜が平面３にある。

吸気筒１は片側が開口しており、半径方向入口４を有する。吸気筒１の裏壁で軸線方向流体路２の軸線１０の延長上に先細円錐状入口５が固着されており、この円錐状入口は外被６と一緒に軸線方向流体路２を形成する。流体路２はその流入稜７が吸気筒１内に突出しており、これにより回転対称な吸気口が形成される。吸気口の内部で円錐状入口５に流体案内面８が取付けられている。

外被６の流入稜７に、非回転対称なプレートの態様の環状プレート９が固着されている。プレート９は軸線方向流体路２の水平軸線１０に対して垂直をなすように配置されている。プレート９は、半径方向入口４を通って軸線方向流体路２の水平軸線１０と垂直に交わる対称軸線Ｐを対称軸として鏡像対称に構成されている。また、プレート９は、軸線方向流体路２の軸線１０を対称軸として非対称である。

プレート９の外縁は主に円１１の外周によって限定されており、この円の中心Mは軸線方向流体路２の軸線１０に関して吸気筒１の半径方向入口４の方向にずらされている。これにより外被６の流入稜７とプレート９の外縁との間に軸線方向流体路２の軸線１０に対して垂直なオーバハングが生じる。このオーバハングの長さは、半径方向入口４に向き合うプレート９の側では値ａで最大、入口４とは反対の側では値ｂで最小である。

プレート９は、円１１の代わりに、対称軸線Ｐのみを有する、それ自体囲まれた幾何学図形に取り替えることができる。この幾何学図形は楕円１２の形状を有しまたは卵形とすることができる。幾何学図形の単一の対称軸線Ｐは半径方向入口４を通って軸線方向流体路２の軸線１０に垂直に交わっている。この場合にもオーバハングが生じ、このオーバハングは半径方向入口４に向き合うプレート９の側では、入口４とは反対の側よりも大きい。

軸流流体機械の吸気筒の縦断面図である。 図１の側面図である。

１ 吸気筒
２ 軸線方向流体路
３ 平面
４ 半径方向入口
５ 先細円錐状入口
６ 外被
７ 流入稜
８ 流体案内面
９ 環状プレート
１０ 水平軸線
１１ 円
１２ 楕円

Claims (4)

1. 軸流流体機械用の吸気ケーシングであって、片側の半径方向入口（４）と回転対称な軸線方向円錐状入口（５）とを有する吸気筒（１）とからなり、この円錐状入口が、流入稜（７）を吸気筒（１）内に突出させた外被（６）と一緒に軸線方向流体路（２）を形成し、この流体路が流体機械の流入横断面と結合されているものにおいて、外被（６）の流入稜（７）が板状の環状プレート（９）と結合されており、このプレート（９）は軸線方向流体路（２）の軸線（１０）に対して垂直をなすように配置され、半径方向入口（４）を通って軸線方向流体路（２）の軸線（１０）と垂直に交わる対称軸線（Ｐ）を対称軸として鏡像対称であるとともに、プレート（９）の外縁と外被（６）の流入稜（７）との間に生じた垂直なオーバハングの長さは、半径方向入口（４）に向き合う側が、半径方向入口（４）とは反対の側よりも大きくなっていて、プレート（９）は軸線方向流体路（２）の軸線（１０）を対称軸として非対称となっている、ことを特徴とする吸気ケーシング。
2. プレート（９）の外縁は、円（１１）の外周によって限定されており、この円の中心（M）が軸線方向流体路（２）の軸線（１０）に対して半径方向入口（４）の方向にずらされていることを特徴とする、請求項１記載の吸気ケーシング。
3. プレート（９）の外縁は、対称軸線（Ｐ）のみを有するそれ自体囲まれた幾何学図形によって限定されていることを特徴とする、請求項１記載の吸気ケーシング。
4. プレート（９）の外縁は、楕円（１２）の外周によって限定されていることを特徴とする、請求項３記載の吸気ケーシング。

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