JPH0643297U - 軸流式空気圧縮機の静翼形状 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 先端部がロータドラム１８の外側面に対峙す
るように配置される静翼２０のスタッキング位置Ｓ₁ を
該静翼２０の前縁ＬＥ₁ 付近に設定して、静翼２０の前
縁ＬＥ₁ の先端部とロータドラム１８の外側面とに間に
形成される間隙Ｇ ₁ が大きくならないようにする。 【効果】 静翼２０の前縁ＬＥ₁ の先端部とロータドラ
ム１８の外側面とに間に形成される間隙Ｇ₁ が大きくな
らないので、静翼２０の腹側面から間隙Ｇ₁ を経て背側
面へ空気が漏洩しにくくなり、漏れ流れ損失の減少によ
り軸流式空気圧縮機の効率が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は軸流式空気圧縮機の静翼形状に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３はガスタービンエンジンの概念を示すもので、該ガスタービンエンジンは 、ファン１１、コンプレッサ（軸流式空気圧縮機）１２、燃焼器１３、高圧ター ビン１４、低圧タービン１５を前方Ａ側から後方Ｂ側へ向って順に配置した構成 を有しており、コンプレッサ１２と高圧タービン１４とは中空軸１６を介して一 体的に連結され、また、ファン１１と低圧タービン１５とは前記中空軸１６を貫 通する中実軸１７を介して一体的に連結されている。

【０００３】 上述した構成を有するガスタービンエンジンでは、スタータ（図示せず）によ って中空軸１６を駆動してコンプレッサ１２並びに高圧タービン１４を回転させ たうえ、燃焼器１３内に燃料を噴射し、コンプレッサ１２より燃焼器１３内へ流 入する空気と前記の燃料の空気との混合気を燃焼させると、燃焼器１３から後方 Ｂ側へ向う燃焼ガスが生じる。

【０００４】 この燃焼ガスによって高圧タービン１４並びに低圧タービン１５が駆動され、 低圧タービン１５の回転力が中実軸１７を介してファン１１に、また、高圧ター ビン１４の回転力が中空軸１６を介してコンプレッサ１２にそれぞれ伝達される 。

【０００５】 このようにして、ファン１１並びにコンプレッサ１２が駆動されると、ガスタ ービンエンジンの外部の空気がファン１１によって吸込まれるとともに圧縮され 、その圧縮された空気はコンプレッサ１２に流入してより高い圧力に圧縮される 。

【０００６】 更に、コンプレッサ１２によって圧縮された空気は前記の燃焼器１３に流入し 、燃焼器１３内に噴射される燃料と混合し、この混合気が燃焼することにより前 述した燃焼ガスが発生するようになっている。

【０００７】 図４から図６はガスタービンエンジンに組込まれている軸流式空気圧縮機の一 例を示すもので、１は前方Ａ側から後方Ｂ側へ向って徐々に径が小さくなるよう に形成された円筒状のケーシング、２はケーシング１内に配置され該ケーシング １の軸心Ｘを中心に回転し得るように支持されたロータドラムであり、該ロータ ドラム２は、前方Ａ側から後方Ｂ側へ向って順に、第１のディスク３、第１のス ペーサ４、第２のディスク５、第２のスペーサ６を一体的に連結した構造を有し ている。

【０００８】 ７は第１のディスク３の外周部に略等間隔に設けた動翼、８は第１のスペーサ ４を取り囲むようにケーシング１の内側部に略等間隔に設けた静翼、９は第２の ディスク５の外周部に略等間隔に設けた動翼、１０は第２のスペーサ６を取り囲 むようにケーシング１の内側部に略等間隔に設けた静翼である。

【０００９】 なお、図５及び図６において、Ｃ₀ はロータドラム２の回転方向、ＬＥ₀ は静 翼８（１０）の前縁、ＴＥ₀ は静翼８（１０）の後縁、Ｓ₀ は静翼８（１０）の スタッキング位置（軸流式空気圧縮機の径方向に延び且つ静翼の基端から先端に 向って静翼の各断面が重なりあう部分を通る積重軸の位置）を表わしており、静 翼８（１０）のスタッキング位置Ｓ₀ は、該静翼８（１０）の前縁ＬＥ₀ と後縁 ＴＥ₀ との中間部に設定されている。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

近年、ガスタービンエンジンの高性能化を達成するために、軸流式空気圧縮機 の一段あたりの圧力比を高め、且つ効率を向上させることが検討されている。

【００１１】 軸流式空気圧縮機の一段あたりの圧力比を高める手段としては、静翼８，１０ の反りを大きくすればよいが、図５及び図６に示すように静翼８（１０）の反り を大きくすると、該静翼８（１０）の前縁ＬＥ₀ の先端部とロータドラム２を構 成するスペーサ４（６）の外側面との間に形成される間隙Ｇ₀ が大きくなる傾向 を呈する。

【００１２】 このため、単に反りを大きくしても、翼負荷の高い静翼８（１０）の前縁ＬＥ ₀ 付近において、該静翼８（１０）の圧力の高い腹側面Ｅから上記の間隙Ｇ₀ を 経て圧力の低い背側面Ｄへ空気が漏洩し、この空気が漏洩する漏れ流れ損失の発 生によって軸流式空気圧縮機の効率の低下を生じる。

【００１３】 一方、反りを大きくすることに併せて、静翼８（１０）の先端部をロータドラ ム２の外側面に沿うような形状に形成することも考えられる。

【００１４】 しかしながら、静翼８（１０）の先端部の形状をロータドラム２の外側面に沿 うように形成するという工作は容易ではなく、また、静翼８（１０）の構造が流 入空気流迎え角を調整することができる可変構造である場合には、静翼８（１０ ）の角度を変化させた際にその先端部がロータドラム２の外側面に干渉してしま う。

【００１５】 本考案は、上述の実情に鑑みてなしたもので、漏れ流れ損失を減少させること が可能な軸流式空気圧縮機の静翼形状を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状においては、 先端部がロータドラムの外側面に対峙するように配置される静翼のスタッキング 位置を、該静翼の前縁付近に設定している。

【００１７】

【作用】

本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状では、静翼のスタッキング位置を該静翼 の前縁付近に設定することにより、静翼の前縁先端部とロータドラムとの間に形 成される間隙が大きくならないようにしているので、静翼の後方側から上記の間 隙を経て前方側へ空気が漏洩しにくくなり、漏れ流れ損失が減少する。

【００１８】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面を参照しつつ説明する。

【００１９】 図１及び図２は本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状の一実施例を示し、１９ は軸流式空気圧縮機のロータドラム１８を構成するスペーサ、２０は先端部が前 記のロータドラム１８の外側面に対峙するように配置された軸流式空気圧縮機の 静翼、Ｃ₁ はロータドラム１８の回転方向、ＬＥ₁ は静翼２０の前縁、ＴＥ₁ は 静翼２０の後縁、Ｓ₁ は静翼２０のスタッキング位置を表わしており、静翼２０ のスタッキング位置Ｓ₁ は、該静翼２０の前縁ＬＥ₁ 付近に設定されている。

【００２０】 上述した静翼２０においては、該静翼２０のスタッキング位置Ｓ₁ を前縁ＬＥ ₁ 付近に設定しているので、静翼２０の反りが大きくても、該静翼２０の前縁Ｌ Ｅ₁ の先端部とロータドラム１８を構成するスペーサ１９の外側面とに間に形成 される間隙Ｇ₁ が大きくならない。

【００２１】 従って、静翼２０の反りを大きくしても、翼負荷の高い静翼２０の前縁ＬＥ₁ 付近において、該静翼２０の腹側面Ｅから上記の間隙Ｇ₁ を経て背側面Ｄへ空気 が漏洩しにくくなり、漏れ流れ損失の減少により軸流式空気圧縮機の効率が向上 する。

【００２２】 また、静翼２０の先端部の形状をロータドラム１８の外側面に沿うような形状 としていないので、静翼２０の構造が流入空気流迎え角を調整することができる 可変構造である場合であっても、静翼２０の角度を変化させた際にその先端部が ロータドラム１８の外側面に干渉することがない。

【００２３】 よって、上述した形状を有する静翼２０をガスタービンエンジンに組込まれる 軸流式空気圧縮機に適用すれば、軸流式空気圧縮機から燃焼器へ供給される空気 の圧力が高くなって燃焼ガスの温度が上昇し、ガスタービンエンジンの高性能化 を達成することができる。

【００２４】 なお、本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状は、上述した実施例にのみ限定さ れるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得 ることは勿論である。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状によれば、下記のよ うな種々の優れた効果を奏し得る。

【００２６】 （１）静翼のスタッキング位置を該静翼の前縁付近に設定して、静翼の前縁先 端部とロータドラムとの間に形成される間隙が大きくならないようにしているの で、静翼の腹側面から上記の間隙を経て背側面へ空気が漏洩しにくくなり、漏れ 流れ損失の減少により軸流式空気圧縮機の効率が向上する。

【００２７】 （２）静翼のスタッキング位置を該静翼の前縁付近に設定することだけで、漏 れ流れ損失を減少させるので、静翼の構造が流入空気流迎え角を調整することが できる可変構造である場合であっても、静翼の角度を変化させた際にその先端部 がロータドラムに干渉することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状の一実施
例を示す平面図である。

【図２】本考案の軸流式空気圧縮機の静翼形状の一実施
例を示す正面図である。

【図３】ガスタービンエンジンの一例を示す概念図であ
る。

【図４】ガスタービンエンジンに組込まれている軸流式
空気圧縮機の一例を示す部分切断図である。

【図５】従来の軸流式空気圧縮機の静翼形状の一例を示
す平面図である。

【図６】従来の軸流式空気圧縮機の静翼形状の一例を示
す正面図である。

【符号の説明】

１８ ロータドラム ２０ 静翼 ＬＥ₁ 前縁 Ｓ₁ スタッキング位置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部がロータドラムの外側面に対峙す
   るように配置される静翼のスタッキング位置を、該静翼
   の前縁付近に設定したことを特徴とする軸流式空気圧縮
   機の静翼形状。