JPH04262100A - 軸流圧縮機 - Google Patents
軸流圧縮機Info
- Publication number
- JPH04262100A JPH04262100A JP2312591A JP2312591A JPH04262100A JP H04262100 A JPH04262100 A JP H04262100A JP 2312591 A JP2312591 A JP 2312591A JP 2312591 A JP2312591 A JP 2312591A JP H04262100 A JPH04262100 A JP H04262100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide plate
- casing
- axial flow
- blades
- flow compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン用あるいは
産業用の軸流圧縮機の性能の改善に係り、特に旋回失速
などの不安定作動の抑制と、性能の向上のための軸流圧
縮機に関する。
産業用の軸流圧縮機の性能の改善に係り、特に旋回失速
などの不安定作動の抑制と、性能の向上のための軸流圧
縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧力比の多段軸流圧縮機では、翼列か
らの流れの剥離に伴って、セルと呼ばれる部分失速した
領域が、圧縮機回転数の約半分の速度で回転する、いわ
ゆる、旋回失速を起こす場合がある。こうした旋回失速
には圧縮機の設計回転数以下の運転曲線上の部分回転数
で生じるもののほかに、圧力比が高いサージ限界付近で
発生するものがある。前者は、一般に、セル数とセルの
伝播速度を乗じた翼加振周波数が翼の一次固有振動数よ
り低く、加振力も小さいために翼振動応力は問題になる
ほど大きくならない。一方、後者は圧力比が高く加振力
が大きく、セル数が一つであることが多いため、軸に対
してもアンバランスになり、翼だけでなく軸にも多大な
振動を励起し、場合によってはそれらの破損につながる
。従って、圧力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失
速の防止のための技術は重要である。
らの流れの剥離に伴って、セルと呼ばれる部分失速した
領域が、圧縮機回転数の約半分の速度で回転する、いわ
ゆる、旋回失速を起こす場合がある。こうした旋回失速
には圧縮機の設計回転数以下の運転曲線上の部分回転数
で生じるもののほかに、圧力比が高いサージ限界付近で
発生するものがある。前者は、一般に、セル数とセルの
伝播速度を乗じた翼加振周波数が翼の一次固有振動数よ
り低く、加振力も小さいために翼振動応力は問題になる
ほど大きくならない。一方、後者は圧力比が高く加振力
が大きく、セル数が一つであることが多いため、軸に対
してもアンバランスになり、翼だけでなく軸にも多大な
振動を励起し、場合によってはそれらの破損につながる
。従って、圧力比が高いサージ限界付近で生じる旋回失
速の防止のための技術は重要である。
【０００３】従来の旋回失速防止法に関しては、生井に
よる文献”送風機と圧縮機”Ｐ２３０〜２３１に論じら
れている。その主なものには（１）可変静翼、（２）二
軸型式、（３）抽気の三種であり、いずれも部分回転数
域で、翼列の失速を緩和しようとするものである。
よる文献”送風機と圧縮機”Ｐ２３０〜２３１に論じら
れている。その主なものには（１）可変静翼、（２）二
軸型式、（３）抽気の三種であり、いずれも部分回転数
域で、翼列の失速を緩和しようとするものである。
【０００４】また、旋回失速の防止手段は、特開昭５２
−４０８０９ 号公報のように、動翼に対向するケーシ
ング内にスロットを設け、失速流れの改善を図る方法が
用いられている。
−４０８０９ 号公報のように、動翼に対向するケーシ
ング内にスロットを設け、失速流れの改善を図る方法が
用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】第一の従来技術は、圧
力比が比較的低い領域での旋回失速を対象としたもので
あるため、圧力比が高いサージ限界付近で発生する旋回
失速の防止には十分とはいえない。
力比が比較的低い領域での旋回失速を対象としたもので
あるため、圧力比が高いサージ限界付近で発生する旋回
失速の防止には十分とはいえない。
【０００６】第二の従来技術では、動翼端とケーシング
との隙間が大きくなるので、設計点の性能に対して、効
率の低下を招くという問題があった。また、失速の制御
は動翼先端に限られている。
との隙間が大きくなるので、設計点の性能に対して、効
率の低下を招くという問題があった。また、失速の制御
は動翼先端に限られている。
【０００７】本発明の目的は、圧力比が高いサージ限界
付近で発生する旋回失速を簡便、かつ、確実に防止でき
る軸流圧縮機を提供することにある。
付近で発生する旋回失速を簡便、かつ、確実に防止でき
る軸流圧縮機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、静翼間のケー
シング表面に翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状
案内板を少なくとも一つ設け、ケーシング表面付近の流
れを制御するようにした。
シング表面に翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状
案内板を少なくとも一つ設け、ケーシング表面付近の流
れを制御するようにした。
【０００９】
【作用】すなわち、軸流圧縮機のケーシングにこのよう
な案内板を設けると、大きな迎え角を持った流れが案内
板によって適性な流れになるので、旋回失速が抑制され
る。
な案内板を設けると、大きな迎え角を持った流れが案内
板によって適性な流れになるので、旋回失速が抑制され
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図１は本発明を実施した多段軸流圧縮機の部分横断
面図を示す。図２は図１のＩＩ−ＩＩ 視図を示す。多
段軸流圧縮機は、図１に示すように、ケーシング１によ
り構成される環状流路２内のケーシング内面に取り付け
られた静翼３と動翼４を配置して回転するロータ５で構
成され、ロータ５は別置のモータやタービンなどにより
駆動される。静翼３は、図２に示すように、ケーシング
１の内面に配置されており、静翼３の間のケーシング１
の表面に翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状の案
内板６が取り付けられている。
る。図１は本発明を実施した多段軸流圧縮機の部分横断
面図を示す。図２は図１のＩＩ−ＩＩ 視図を示す。多
段軸流圧縮機は、図１に示すように、ケーシング１によ
り構成される環状流路２内のケーシング内面に取り付け
られた静翼３と動翼４を配置して回転するロータ５で構
成され、ロータ５は別置のモータやタービンなどにより
駆動される。静翼３は、図２に示すように、ケーシング
１の内面に配置されており、静翼３の間のケーシング１
の表面に翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状の案
内板６が取り付けられている。
【００１１】次に、このように形成された軸流圧縮機の
作用を説明する。サージ限界に近い状態では、静翼列間
の入り口流れは大きな迎え角を持った流れになるため、
図３に示すように、静翼３に失速が生じる。一方、本実
施例では、図４に示すように、案内板６を設けたことに
より、大きな迎え角をもつ流れでも翼間流れに沿って流
れるため翼の失速が防止される。
作用を説明する。サージ限界に近い状態では、静翼列間
の入り口流れは大きな迎え角を持った流れになるため、
図３に示すように、静翼３に失速が生じる。一方、本実
施例では、図４に示すように、案内板６を設けたことに
より、大きな迎え角をもつ流れでも翼間流れに沿って流
れるため翼の失速が防止される。
【００１２】そして、本発明により、圧力比の高いサー
ジ限界付近での旋回失速を防ぐことができる。
ジ限界付近での旋回失速を防ぐことができる。
【００１３】また、図４に示すように、静翼列間の流れ
を制御すると、その下流に位置する動翼４に流入する流
れの方向も適正化されるので、動翼４の効率も改善され
る。このように、本発明は従来のものに比べ、圧力比の
高いサージ限界付近の旋回失速を、静翼３と動翼４に対
して防ぐことができ、軸流圧縮機の性能を改善すること
ができる。
を制御すると、その下流に位置する動翼４に流入する流
れの方向も適正化されるので、動翼４の効率も改善され
る。このように、本発明は従来のものに比べ、圧力比の
高いサージ限界付近の旋回失速を、静翼３と動翼４に対
して防ぐことができ、軸流圧縮機の性能を改善すること
ができる。
【００１４】なお、案内板の形状は、流線形状にすると
流れに対する抵抗が低減でき、本発明による効果がより
発揮できる。また、案内板の高さは、案内板を付けない
場合の境界層の排除厚さと同程度にすると、流れに対す
る抵抗が低減でき、より効果的である。
流れに対する抵抗が低減でき、本発明による効果がより
発揮できる。また、案内板の高さは、案内板を付けない
場合の境界層の排除厚さと同程度にすると、流れに対す
る抵抗が低減でき、より効果的である。
【００１５】前述の実施例で、案内板６の軸方向長さは
、静翼列の軸方向長さより大きいものであってもよい。 案内板６は、静翼の後縁より下流側に張り出したものの
方が、下流側にある動翼列に流入する流れの方向をより
適正にできるため、より効果的である。また、案内板６
は、静翼の前縁より上流側に張り出したものの方が、静
翼列に流入する流れの方向をより適正にできるためより
効果的である。
、静翼列の軸方向長さより大きいものであってもよい。 案内板６は、静翼の後縁より下流側に張り出したものの
方が、下流側にある動翼列に流入する流れの方向をより
適正にできるため、より効果的である。また、案内板６
は、静翼の前縁より上流側に張り出したものの方が、静
翼列に流入する流れの方向をより適正にできるためより
効果的である。
【００１６】案内板６の形成方法は、ケーシングに直接
加工を施してもよいし、又、ケーシングの表面部分に樹
脂やゴム等で成型したものを接着する方法であってもよ
い。又、ケーシング表面と案内板を一体成形すると、案
内板の製造とケーシングへの取付けが容易になり、低価
格で製作が可能となる。
加工を施してもよいし、又、ケーシングの表面部分に樹
脂やゴム等で成型したものを接着する方法であってもよ
い。又、ケーシング表面と案内板を一体成形すると、案
内板の製造とケーシングへの取付けが容易になり、低価
格で製作が可能となる。
【００１７】図５に示すように、案内板６の取付ピッチ
ｐを、案内板の高さｈと同程度にすると、隣りあう案内
板とケーシング表面によって形成される空間に発生する
渦の大きさが、案内板の高さｈと同程度になる。このた
め、ケーシング表面の近くには均一な大きさの渦列が形
成され、整流効果が最も大きくなる。これに比べ、ピッ
チの方が高さより大きい場合は、均一な大きさの渦が出
来にくいので、整流作用が弱くなる。又、ピッチの方が
小さい場合は、ケーシング近くの損失が増大してしまい
、整流作用も弱くなる。
ｐを、案内板の高さｈと同程度にすると、隣りあう案内
板とケーシング表面によって形成される空間に発生する
渦の大きさが、案内板の高さｈと同程度になる。このた
め、ケーシング表面の近くには均一な大きさの渦列が形
成され、整流効果が最も大きくなる。これに比べ、ピッ
チの方が高さより大きい場合は、均一な大きさの渦が出
来にくいので、整流作用が弱くなる。又、ピッチの方が
小さい場合は、ケーシング近くの損失が増大してしまい
、整流作用も弱くなる。
【００１８】図６に示すように、案内板６の高さ方向の
先端付近の断面形状は、鈍頭よりもナイフエッジ状にし
た方が、流れが案内板を斜めに横切ろうとした場合に、
案内板の高さ方向の先端に生じる渦のスケールはより小
さくなるため、ケーシング表面近くに速度のより大きい
流れを導くことができるので、整流効果が大きくなる。
先端付近の断面形状は、鈍頭よりもナイフエッジ状にし
た方が、流れが案内板を斜めに横切ろうとした場合に、
案内板の高さ方向の先端に生じる渦のスケールはより小
さくなるため、ケーシング表面近くに速度のより大きい
流れを導くことができるので、整流効果が大きくなる。
【００１９】図７に示すように、案内板６のうち、少な
くとも一つの案内板の高さを、圧縮機の作動状態に応じ
て制御することにより、圧縮機の効率を損なわずに旋回
失速を防止できる。すなわち、サージ限界から遠い運転
状態では、効率を悪化させないように、案内板６の高さ
を減少させ、サージ限界に近い運転状態では、案内板６
の高さを増大し、積極的に旋回失速の制御を行なう。案
内板の高さ調節の一実施例を図７に示す。案内板６の根
元の断面形状は、ケーシング１の内部に設けたガス室７
を二分するようにＴ字型にしており、ガスの圧力差を変
えることによって、案内板６の高さを変えることができ
る。ここでは、ガスとして空気を用いている。
くとも一つの案内板の高さを、圧縮機の作動状態に応じ
て制御することにより、圧縮機の効率を損なわずに旋回
失速を防止できる。すなわち、サージ限界から遠い運転
状態では、効率を悪化させないように、案内板６の高さ
を減少させ、サージ限界に近い運転状態では、案内板６
の高さを増大し、積極的に旋回失速の制御を行なう。案
内板の高さ調節の一実施例を図７に示す。案内板６の根
元の断面形状は、ケーシング１の内部に設けたガス室７
を二分するようにＴ字型にしており、ガスの圧力差を変
えることによって、案内板６の高さを変えることができ
る。ここでは、ガスとして空気を用いている。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、軸流圧縮機のケーシン
グ表面に静翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状案
内板を少なくとも一つ設けることによって、ケーシング
表面付近の流れを制御するようにしたので、圧力比の高
いサージ限界付近での旋回失速を、静翼と動翼に対して
防ぐことができ、軸流圧縮機の性能を改善することがで
きる。
グ表面に静翼間の流れ方向に沿うような形状のリブ状案
内板を少なくとも一つ設けることによって、ケーシング
表面付近の流れを制御するようにしたので、圧力比の高
いサージ限界付近での旋回失速を、静翼と動翼に対して
防ぐことができ、軸流圧縮機の性能を改善することがで
きる。
【図１】本発明の一実施例の多段軸流圧縮機の部分横断
面図。
面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視図。
【図３】静翼間に失速が生じた場合の説明図。
【図４】本発明の作用の説明図。
【図５】案内板の高さとピッチの関係の説明図。
【図６】案内板の断面形状による整流効果の違いの説明
図。
図。
【図７】案内板の高さ調節機構の一実施例の説明図。
１…ケーシング、２…環状流路、３…静翼、４…動翼、
５…ロータ、６…リブ状案内板、７…案内板高さ調節用
ガス室。
５…ロータ、６…リブ状案内板、７…案内板高さ調節用
ガス室。
Claims (8)
- 【請求項１】環状流路を構成するケーシングの内面に取
り付けられた複数の静翼列と、動翼列を配置して回転す
るターボ機械において、前記静翼列の翼間で、翼列の外
周の近くにリブ状案内板を翼間の流れ方向に沿うように
配置したことを特徴とする軸流圧縮機。 - 【請求項２】請求項１において、前記案内板の形状を翼
間流れの流線形状とした軸流圧縮機。 - 【請求項３】請求項１において、前記案内板の軸方向長
さを前記静翼の軸方向長さよりも大きいものとし、前記
案内板が、前記静翼の前縁より上流側に張り出したこと
、または、前記静翼の後縁より下流側に張り出した軸流
圧縮機。 - 【請求項４】請求項１において、前記案内板の高さを境
界層の排除厚さと同じにした軸流圧縮機。 - 【請求項５】請求項１において、前記案内板とケーシン
グ表面を樹脂等で一体成形した軸流圧縮機。 - 【請求項６】請求項１において、前記案内板の平均ピッ
チを、前記案内板の高さと同程度にした軸流圧縮機。 - 【請求項７】請求項１において、前記案内板の先端をナ
イフエッジ状にした軸流圧縮機。 - 【請求項８】請求項１において、前記案内板の内、少な
くとも一つの前記案内板の高さを半径方向に調節可能と
した軸流圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2312591A JPH04262100A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 軸流圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2312591A JPH04262100A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 軸流圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04262100A true JPH04262100A (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=12101797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2312591A Pending JPH04262100A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 軸流圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04262100A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012145064A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体機械のディフューザ構造 |
| JP2015187451A (ja) * | 2015-07-31 | 2015-10-29 | 三菱重工業株式会社 | 流体機械のディフューザ構造 |
| JP2016512586A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-04-28 | エリオット・カンパニー | 異なる後縁プロフィルを持つベーンを交互に配置したベーン配置 |
| JP2017500487A (ja) * | 2013-12-18 | 2017-01-05 | スネクマ | ターボ機械の構成要素または一群の構成要素、および関連するターボ機械 |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP2312591A patent/JPH04262100A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012145064A (ja) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 流体機械のディフューザ構造 |
| JP2016512586A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-04-28 | エリオット・カンパニー | 異なる後縁プロフィルを持つベーンを交互に配置したベーン配置 |
| JP2017500487A (ja) * | 2013-12-18 | 2017-01-05 | スネクマ | ターボ機械の構成要素または一群の構成要素、および関連するターボ機械 |
| JP2015187451A (ja) * | 2015-07-31 | 2015-10-29 | 三菱重工業株式会社 | 流体機械のディフューザ構造 |
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