JP6172758B2 - 回転機械の片吸込み式吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転機械の片吸込み式吸気装置に関する。

従来の遠心圧縮機は、片吸込み式の吸気装置を数多く採用している。また、ガスタービン等の軸流圧縮機についても、片吸込み式の吸気装置を採用したものがある。

図１０に従来の回転機械の片吸込み式吸気装置として、ガスタービンの吸気ダクトの一例を模式的に示す。図１０に示すように、従来の吸気ダクトは、外部から空気（流体）が流入する上流ダクト（上流側ケーシング）１０１と、上流ダクト１０１の出口部１０１ｂに接続され上流ダクト１０１内を通過した空気を図示しない圧縮機に導く吸気ダクト本体部（下流側ケーシング）１０２とを備えている。

上流ダクト１０１は吸込み口１１１ａから流入した空気を、回転軸線ＲＬに対してほぼ直交する方向に導くものであり、吸込み口１０１ａと出口部１０１ｂとが概ね同一形状となっている（吸込み口１０１ａ側と出口部１０１ｂ側とで幅Ｗおよび奥行Ｄがほぼ一定となっている）。
また、吸気ダクト本体部１０２は図示しない回転軸の径方向外側に当該回転軸を囲むように設けられて、圧縮機側に回転軸の外周に沿って形成された円筒状の流路（以下、圧縮機側流路と称する）１０２ａを有している。

ここで、従来の遠心圧縮機、軸流圧縮機等の回転機械の片吸込み式吸気装置は、空気を吸い込む際に、回転軸の回転方向に対して順方向側（図１０に示す例では図中Ａで示す範囲）の流速と逆方向側（図１０に示す例では図中Ｂで示す範囲）の流速とに、程度の差はあるものの必ず差異が生じる。

例えば、遠心圧縮機の場合は図１２に示すように回転軸の回転方向に対して順方向側（−１８０ｄｅｇから０ｄｅｇの間）が流量小、逆方向側（０ｄｅｇから１８０ｄｅｇの間）が流量大となる。
また、軸流圧縮機の場合は図１１に示すように回転軸の回転方向に対して順方向側（Ｗ₀からＷ_Aの間）が流量大、逆方向側（Ｗ₀からＷ_Bの間）が流量小となる。

すなわち、動翼の回転やＩＧＶ入口角度の影響により圧縮機入口における空気の流れが非対称となるため、図１１，１２に示すように、回転軸の回転方向に対して順方向側又は逆方向側のどちらか一方に空気が流れ込みやすくなり、偏流が生じるのである。
このような偏流は、回転機械の入口で周方向分布を生じ、そのため回転軸の周方向で回転機械の性能にバラツキが生じるという問題がある。

このような問題に対し、下記特許文献１には、空気取入口を覆って空気取入口の周囲の空気流を部分的に遮断する制限部材を設け、空気取入口全体にわたって均一な空気流分布を得るようにしたものが開示されている。また、下記特許文献２には、吸込みケーシングの空洞部に嵌め込みパーツを取り付けて流体を周方向に均一に導入するようにした流体機械が開示されている。

特開２０１０−２０３２５１号公報 特開２０１３−１９４５１３号公報

しかしながら、上述した特許文献１，２に記載された発明は、別途部材を追加する必要があるという問題があった。

このようなことから本発明は、より簡素な構成で圧縮機の回転軸の回転方向に対して順方向を流れる流体の流速と逆方向を流れる流体の流速との非対称性を軽減することを可能とした回転機械の片吸込み式吸気装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための第１の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、
回転機械の回転軸線に対して交差する方向に開口する吸込み口を有する上流側ケーシングと、前記上流側ケーシングに接続され該上流側ケーシング内を通過した流体を前記回転機械に導く下流側ケーシングとを備える回転機械の片吸込み式吸気装置において、
前記下流側ケーシング内を通過する流体の偏流の傾向に応じて、回転軸の回転方向に対して順方向側を通過する流体の流速分布と逆方向側を通過する流体の流速分布とを均等化するように、前記回転軸の回転方向に対する順方向側の流路断面積と逆方向側の流路断面積とを異ならせた
ことを特徴とする。

また、第２の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、第１の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置において、
前記吸込み口の幅が、前記回転軸の回転方向に対して順方向側と逆方向側とで異なる
ことを特徴とする。

また、第３の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、第１の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置において、
前記下流側ケーシングが回転機械側に形成された筒状の流路を有し、
前記流路の入口側の開口部の流路断面積が、前記回転軸の回転方向に対する順方向側と逆方向側とで異なる
ことを特徴とする。

また、第４の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、第１の発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置において、
前記吸込み口の奥行が、前記回転軸の回転方向に対する順方向側と逆方向側とで異なる
ことを特徴とする。

本発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置によれば、簡素な構成で圧縮機の回転軸の回転方向に対して順方向を流れる流体の流速と逆方向を流れる流体の流速との非対称性を軽減することが可能となる。

本発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置が適用されるガスタービンを一部破断して示す全体図である。 本発明の実施例１に係る回転機械の片吸込み式吸気装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施例１に係る回転機械の片吸込み式吸気装置の吸込み口の形状を模式的に示す正面図である。 本発明の実施例１に係る回転機械の片吸込み式吸気装置における流速分布を示すグラフであり、図４（ａ）は上流ダクトの吸込み口における流速分布、図４（ｂ）は上流ダクト出口部における流速分布を示す。 本発明の実施例２に係る回転機械の片吸込み式吸気装置を模式的に示す図であり、図５（ａ）は斜視図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は圧縮機側流路の断面図である。 本発明の実施例３に係る回転機械の片吸込み式吸気装置を模式的に示す図であり、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は正面図である。 本発明の実施例３に係る回転機械の片吸込み式吸気装置の他の例を模式的に示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は正面図である。 図６に示す回転機械の片吸込み式吸気装置における流速分布を示すグラフであり、図８（ａ）は上流ダクトの吸込み口における流速分布、図８（ｂ）は順方向側壁面の屈曲部における流速分布、図８（ｃ）は上流ダクト出口部における流速分布を示す。 図７に示す回転機械の片吸込み式吸気装置における流速分布を示すグラフであり、図９（ａ）は上流ダクトの吸込み口における流速分布、図９（ｂ）は逆方向側壁面の屈曲部における流速分布、図９（ｃ）は上流ダクト出口部における流速分布を示す。 従来の回転機械の片吸込み式吸気装置を模式的に示す斜視図である。 従来の軸流圧縮機に適用される吸気装置における流速分布を示すグラフである。 従来の遠心圧縮機に適用される吸気装置における流速分布を示すグラフである。

以下、本発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、回転機械の回転軸線に対して交差する方向に開口する吸込み口を有する上流側ケーシングと、上流側ケーシングに接続され該上流側ケーシング内を通過した流体を回転機械に導く下流側ケーシングとを備える回転機械の片吸込み式吸気装置において、回転機械の上流側にある片吸込み式吸気装置により回転軸の回転方向に対して順方向側と逆方向側とで吸気流量の分布を偏らせておき、回転軸の回転により生じる偏流の効果を相殺することで、回転機械入口部において周方向に均一な流速分布を得るようにするものである。
順方向側と逆方向側の吸気流量の比率は、片吸込み式吸気装置の流路断面積を回転軸の回転方向に対する順方向側と逆方向側とで変えることで実現する。

ここで、流量保存則より、
（密度）×（速度）×（断面積）＝一定
であり、吸込みケーシングの場合、低速であるために密度ρはほぼ一定であることから、実質的に速度と断面積とが反比例の関係となる。

例えば、図１１に示した従来の軸流圧縮機に適用される片吸込み式吸気装置における流速分布の例では、下流側ケーシングの入口部の流れのうち、流路を回転軸の回転方向に対して順方向側と逆方向側とで分けて考えると、順方向側の流路の流量は大（流速＝平均流速の約１０４％）、逆方向側の流路の流量は小（流速＝平均流速の約９６％）となっている。
これを平均化するためには、順方向側の流路断面積と逆方向側の流路断面積との比を９６：１０４として流速比の逆数にすれば、偏流が緩和され、上下対称な流れになる。

以下、本発明に係る回転機械の片吸込み式吸気装置の具体例を実施例により詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

図１から図４を用いて本発明の実施例１に係る回転機械の片吸込み式吸気装置について説明する。
図１に示すように、本実施例に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、ガスタービン１の上流側に配置され、回転軸線ＲＬに対してほぼ直交する方向から空気（流体）を吸入する片吸込み式の吸気ダクト１０である。なお、図１中２０は圧縮機（軸流圧縮機）、３０は燃焼器、４０はタービン、５０は回転軸である。

本実施例に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、図１０に示し上述した従来の上流ダクト１０１に代えて、図２に示す上流ダクト（上流側ケーシング）１１１を採用したものである。その他の構成は従来の構成と概ね同様であり、以下、図１０に示す吸気ダクトと異なる構成を中心に説明するものとし、重複する説明は省略する。

図２に示すように、本実施例の上流ダクト１１１はその吸込み口１１１ａの形状が従来の上流ダクト１０１とは異なっている。具体的には、上流ダクト１１１の出口部１１１ｂは幅方向（回転軸線ＲＬおよび空気の流入方向に直交する方向）に沿って奥行が一定の長さＤであるのに対し、吸込み口１１１ａは幅方向に沿って奥行きが変化している。

より詳細には、回転軸５０の回転方向に対して順方向側（幅方向の中心よりも順方向側）Ａの端部では奥行が長さＤであるのに対し、回転軸の回転方向に対して逆方向側（本実施例では、幅方向Ｗの中心よりも逆方向側）Ｂの端部では奥行が長さＤ＋ｄ（ｄ＞０）となっており順方向側Ａの端部の奥行よりも長くなっている。要するに、本実施例において吸込み口１１１ａは順方向側Ａの端部を短辺、逆方向側Ｂの端部を長辺とする台形状となっており、順方向側Ａと逆方向側Ｂとで流路断面積が異なっている。

ここで、図３に示すように、吸込み口１１１ａの形状を幅方向の中心で分割してなる二つの台形の面積（流路断面積）は、その大小比を従来の吸気ダクトの流速分布に応じて設定されている。すなわち、順方向側Ａの台形の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形の面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bを、図１１に示す順方向側の流速分布と逆方向側の流速分布の比ａ：ｂの逆数となるように、Ｓ_A：Ｓ_B＝ｂ：ａとしている。

例えば、図１１に示す順方向側の流速分布と逆方向側の流速分布の比が１０４：９６であれば、順方向側Ａの台形状の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形状の面積Ｓ_Bとの比がＳ_A：Ｓ_B＝９６：１０４となるように、長さｄを設定する。
つまり、長さｄは、
Ｓ_A：Ｓ_B＝（２Ｄ＋３ｄ／２）×Ｗ／４：（２Ｄ＋ｄ／２）×Ｗ／４＝９６：１０４
から、下式（１）で表される。
ｄ≒０．１７Ｄ ・・・（１）

このように、順方向側Ａの台形の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形の面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bを９６：１０４とするためには、長さｄを順方向側Ａの端部の奥行Ｄの約１７％の長さとすればよい。

このように構成される本実施例に係る回転機械の吸気ダクトによれば、吸込み口１１１ａの形状を、逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bが順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aよりも大きくなるように設定することにより、図４（ａ）に示すように上流ダクト１１１の吸込み口１１１ａにおいて逆方向側Ｂにおける空気の流入速度を加速することが可能となり、図４（ｂ）に示すように二点鎖線で示す従来の流速分布に対して圧縮機３０入口流速の分布を順方向側Ａと逆方向側Ｂとで均一化して、簡素な構成で順方向側Ａを流れる空気の流速と逆方向側Ｂを流れる空気の流速との非対称性を軽減することができる。

なお、本実施例では、図２，３に示すように吸込み口１０１ａを順方向側Ａの端部に対し逆方向側の端部Ｂの奥行を左側に拡張する例を示したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、順方向側Ａの端部に対し逆方向側の端部Ｂの奥行を右側に拡張してもよく、または逆方向側の端部Ｂの奥行を左右両側に拡張してもよく、逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bを順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aよりも大きくして逆方向側Ｂにおける空気の流入速度を加速し、従来の非対称性を軽減することができればよい。
また、上流ダクト１０１の吸込み口１０１ａの形状は、図２，３に示したように全ての面が平面でもよく、又は一部の面が曲面であってもよい。

また、本実施例では、順方向側Ａの台形の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形の面積Ｓ_Bとの比がＳ_A：Ｓ_B＝９６：１０４となるように、長さｄを設定する例を示したが、順方向側Ａの台形の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形の面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bは本発明を適用する回転機械の片吸込み式吸気装置の流量分布に応じて適宜設定すればよい。
また、本実施例では長さｄ≒０．１７Ｄとする例を示したが、長さｄとしては、０＜ｄ＜０．３５Ｄの範囲内とすれば好適である。

また、本実施例では本発明をガスタービンの軸流圧縮機に適用する例を示したが、遠心圧縮機に適用可能であることは言うまでもない。これは以下の実施例２，３においても同様である。

図５を用いて本発明の実施例２に係る回転機械の片吸込み式吸気装置について説明する。
本実施例に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、図１０に示し上述した従来の吸気ダクト本体部１０２に代えて、図５に示す吸気ダクト本体部（下流側ケーシング）１１２を採用したものである。その他の構成は従来の構成と概ね同様であり、以下、図１０に示す吸気ダクトと異なる構成を中心に説明するものとし、重複する説明は省略する。

図５に示すように、本実施例の吸気ダクト本体部１１２は、その圧縮機側流路１１２ａの形状が従来の吸気ダクト本体部１０２とは異なっている。具体的には、圧縮機側流路１１２ａの外径側の壁面（以下、流路外径側壁面と称する）１１２ｃは従来と同様の形状である一方、圧縮機側流路１１２ａの内径側の壁面（以下、流路内径側壁面と称する）１１２ｂが従来とは異なる形状となっている。

より詳細には、流路内径側壁面１１２ｂは、順方向側Ａでは従来と同様の形状（断面視で半径Ｒ_Aの真円弧状）となっている一方、逆方向側Ｂでは圧縮機側流路１１２ａ上流側で断面視楕円弧状（断面視で長径が従来と同一長さＲ_A、短径が長さＲ_B（Ｒ_B＜Ｒ_A）の楕円弧状）、圧縮機側流路１１２ａの下流側（圧縮機３０の入口側）で従来と同様、断面視真円弧状となっており、順方向側Ａと逆方向側Ｂとで、圧縮機側流路１１２ａ上流側の流路断面積が異なっている。

ここで、圧縮機側流路１１２ａの圧縮機側流路１１２ａ上流側における順方向側Ａと逆方向側Ｂの流路断面積は、その大小比を従来の吸気ダクトの流速分布に応じて設定されている。すなわち、順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bを、図１１に示す順方向側Ａの流速分布と逆方向側Ｂの流速分布の比ａ：ｂの逆数となるように、Ｓ_A：Ｓ_B＝ｂ：ａとしている。

例えば、図１１に示す順方向側Ａの流速分布と逆方向側Ｂの流速分布の比が１０４：９６であれば、順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bとの比がＳ_A：Ｓ_B＝９６：１０４となるように、長さＲ_Bを設定する。
つまり、長さＲ_Bは、
Ｓ_A：Ｓ_B＝π（Ｒ²−Ｒ_A ²）：π（Ｒ²−Ｒ_AＲ_B）＝９６：１０４
から、Ｒ_A＝０．７０Ｒである場合、下式（２）で表される。
Ｒ_B≒０．９２Ｒ_A ・・・（２）

よって、Ｒ_A＝０．７０Ｒである場合、順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bを９６：１０４とするためには、逆方向側Ｂの流路内径側壁面１１２ｂの短径Ｒ_Bを順方向側Ａの半径（逆方向側Ｂの流路内径側壁面１１２ｂの長径）Ｒ_Aの約９２％の長さとすればよい。

このように構成される本実施例に係る回転機械の吸気ダクトによれば、圧縮機側流路１１２ａ上流側において圧縮機側流路１１２ａの逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bを順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aよりも大きくすることにより、上述した実施例１と同様に、逆方向側Ｂにおける空気の流入速度を加速することが可能となり、図４（ｂ）に示すように吸気ダクト本体部１１２の入口における空気の流速分布を順方向側Ａと逆方向側Ｂとで均一化して、簡素な構成で順方向側Ａを流れる空気の流速と逆方向側Ｂを流れる空気の流速との非対称性を軽減することができる。

なお、本実施例では、逆方向側Ｂの流路内径側壁面１１２ｂの径を従来よりも大きくする例を示したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、順方向側Ａの流路外径側壁面１１２ｃの径を従来よりも大きくする、又は、逆方向側Ｂの流路内径側壁面１１２ｂの径を従来よりも大きくするとともに順方向側Ａの圧流路外径側壁面１１２ｃの径を従来よりも大きくするようにしてもよい。
また、本実施例は上述した実施例１と組み合わせてもよい。

また、本実施例では、順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bとの比がＳ_A：Ｓ_B＝９６：１０４となるように、短径Ｒ_Bを設定する例を示したが、順方向側Ａの台形状の面積Ｓ_Aと逆方向側Ｂの台形状の面積Ｓ_Bとの比Ｓ_A：Ｓ_Bは本発明を適用する回転機械の片吸込み式吸気装置の流量分布に応じて適宜設定すればよい。
また、本実施例では逆方向側Ｂの流路内径側壁面１１２ｂの長径Ｒ_Aと短径Ｒ_Bとの比を、Ｒ_B／Ｒ_A≒０．９２とする例を示したが、長径Ｒ_Aと短径Ｒ_Bとの比は、０．８≦Ｒ_B／Ｒ_A＜１の範囲内とすれば好適である。

図６から図９を用いて本発明の実施例３に係る回転機械の片吸込み式吸気装置について説明する。
本実施例に係る回転機械の片吸込み式吸気装置は、図１０に示し上述した従来の上流ダクト１０１に代えて、図６に示す上流ダクト（上流側ケーシング）１２１を採用したものである。その他の構成は従来の構成と概ね同様であり、以下、図１０に示す吸気ダクトと異なる構成を中心に説明するものとし、重複する説明は省略する。

図６に示すように、本実施例の上流ダクト１２１はその吸込み口１２１ａ側の形状が従来の上流ダクト１０１とは異なっている。具体的には、上流ダクト１２１の順方向側Ａの形状を従来と異なる形状とし、上流ダクト１２１の逆方向側Ｂの形状を従来と同様の形状としている。

より詳細には、上流ダクト１２１の順方向側Ａの形状は、吸込み口１２１ａ側において、出口部１２１ｂの幅方向の中心Ｗ₀（以下、幅方向中心Ｗ₀と称する）よりも順方向側Ａの幅Ｗ_Aと、幅方向中心Ｗ₀よりも逆方向側Ｂの幅Ｗ_Bとが異なっており、順方向側Ａと逆方向側Ｂとで流路断面積が異なっている。

ここで、本実施例において、幅方向中心Ｗ₀よりも順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aと、幅方向中心Ｗ₀よりも逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bは、その大小比を従来の吸気ダクトの流速分布に応じて設定されている。すなわち、順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aと、逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bとの比Ｗ_A：Ｗ_Bを、図１１に示す順方向側Ａの流速分布と逆方向側Ｂの流速分布の比ａ：ｂの逆数となるように、Ｗ_A：Ｗ_B＝ｂ：ａとしている。

例えば、図１１に示す順方向側Ａの流速分布と逆方向側Ｂの流速分布の比が１０４：９６であれば、順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aと、逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bとの比がＷ_A：Ｗ_B＝９６：１０４となるように、幅Ｗ_Aを設定する。
つまり、幅Ｗ_Aは、下式（３）で表される。
Ｗ_A≒０．９２Ｗ_B ・・・（３）
よって、順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aを、逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bの約９２％の長さとすればよい。

また、図７に示すように、上流ダクト（上流側ケーシング）１３１の順方向側Ａの形状を従来と同様の形状とし、上流ダクト１３１の逆方向側Ｂの形状を二点鎖線で示す従来の形状とは異なる形状とする、より詳細には、吸込み口１３１ａ側において、上流ダクト１３１の幅方向中心Ｗ₀よりも逆方向側Ｂの幅Ｗ_Bを従来よりも長くして、順方向側Ａと逆方向側Ｂとで流路断面積が異なるようにしてもよい。

この場合であっても、幅方向中心Ｗ₀よりも順方向側Ａの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Aと、幅方向中心Ｗ₀よりも逆方向側Ｂの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Bは、その大小比を従来の吸気ダクトの流速分布に応じて設定する。
例えば、図１１に示す順方向側Ａの流速分布と逆方向側Ｂの流速分布の比が１０４：９６であれば、順方向側Ａの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Aと、逆方向側Ｂの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Bとの比がＷ_A：Ｗ_B＝９６：１０４となるように、幅Ｗ_Bを設定する。
すなわち、幅Ｗ_Bは、下式（４）で表される。
Ｗ_B≒１．０８Ｗ_A ・・・（４）
よって、図７に示す例では、逆方向側Ｂの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Bを、順方向側Ａの吸込み口１３１ａの幅Ｗ_Aの約１０８％の長さとすればよい。

このように構成される本実施例に係る回転機械の吸気ダクトによれば、吸込み口１２１ａまたは１３１ａにおいて、逆方向側Ｂの流路断面積Ｓ_Bを順方向側Ａの流路断面積Ｓ_Aよりも大きくすることにより、逆方向側Ｂの吸気流量を順方向側Ａの吸気流量よりも多くして、逆方向側Ｂにおける空気の流入速度を加速することが可能となり、図８（ａ）および図９（ａ）に示すように上流ダクト１１１の吸込み口１１１ａにおいて逆方向側Ｂにおける空気の流入速度を加速することが可能となり、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示す状態を経て、図８（ｃ）および図９（ａ）に示すように吸気ダクト本体部１０２入口の流速分布を順方向側Ａと逆方向側Ｂとで均一化し、簡素な構成で順方向側Ａを流れる空気の流速と逆方向側Ｂを流れる空気の流速との非対称性を軽減することができる。

なお、本実施例では順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aと、逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bとの比がＷ_A：Ｗ_B＝９６：１０４となるように、幅を設定する例を示したが、順方向側Ａの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Aと、逆方向側Ｂの吸込み口１２１ａの幅Ｗ_Bとの比Ｗ_A：Ｗ_Bは、本発明を適用する回転機械の片吸込み式吸気装置の流量分布に応じて適宜設定すればよい。
例えば、本実施例では幅Ｗ_A≒０．９２Ｗ_Bとする例を示したが、図１１に示す順方向側の流速分布と逆方向側の流速分布の差が最大２０％と仮定した場合、幅Ｗ_Aは、０．６６Ｗ_B≦Ｗ_A＜Ｗ_Bの範囲内とすれば好適である。

本発明は、回転機械の片吸込み式の吸気装置に適用して好適なものである。

１ ガスタービン
１０ 吸気ダクト
２０ 圧縮機
３０ 燃焼器
４０ ガスタービン
５０ 回転軸
１０１，１１１，１２１，１３１ 上流ダクト
１０１ａ，１１１ａ，１２１ａ，１３１ａ 吸込み口
１０１ｂ，１１１ｂ，１２１ｂ，１３１ｂ 出口部
１０２，１１２ 吸気ダクト本体
１０２ａ，１１２ａ 圧縮機側流路
１１２ｂ 流路内径側壁面
１１２ｃ 流路外径側壁面

Claims (4)

1. 回転機械の回転軸線に対して交差する方向に開口する吸込み口を有する上流側ケーシングと、前記上流側ケーシングに接続され該上流側ケーシング内を通過した空気を前記回転機械に導く下流側ケーシングとを備える回転機械の片吸込み式吸気装置において、
   前記下流側ケーシング内を通過する空気の偏流の傾向に応じて、回転軸の回転方向に対して順方向側を通過する空気の流速分布と逆方向側を通過する空気の流速分布とを均等化するように、前記回転軸の回転方向に対する順方向側の流路断面積と逆方向側の流路断面積とを異ならせた
   ことを特徴とする回転機械の片吸込み式吸気装置。
2. 前記吸込み口の幅が、前記回転軸の回転方向に対して順方向側と逆方向側とで異なる
   ことを特徴とする請求項１記載の回転機械の片吸込み式吸気装置。
3. 前記下流側ケーシングが回転機械側に形成された筒状の流路を有し、
   前記流路の入口側の開口部の流路断面積が、前記回転軸の回転方向に対する順方向側と逆方向側とで異なる
   ことを特徴とする請求項１記載の回転機械の片吸込み式吸気装置。
4. 前記吸込み口の奥行が、前記回転軸の回転方向に対する順方向側と逆方向側とで異なる
   ことを特徴とする請求項１記載の回転機械の片吸込み式吸気装置。

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