JPH0979194A - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
- Publication number
- JPH0979194A JPH0979194A JP23449595A JP23449595A JPH0979194A JP H0979194 A JPH0979194 A JP H0979194A JP 23449595 A JP23449595 A JP 23449595A JP 23449595 A JP23449595 A JP 23449595A JP H0979194 A JPH0979194 A JP H0979194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- flap
- compressor
- flow rate
- inclination
- 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.)
- Withdrawn
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 流出口を絞ったときに、ローテーティング・
ストールが発生する。 【解決手段】 空気流入口に、流入空気を外方の翼端側
と中央のハブ側とに分ける複数のフラップ４を傾斜角度
を変化できるように設ける。フラップは、フラップ傾斜
角度調整手段５によって、流入空気量が一定値以下に減
少するときに、流入空気量が少なくなればなるほど、翼
端側の空気流速がハブ側の空気流速よりも増すように制
御される。
ストールが発生する。 【解決手段】 空気流入口に、流入空気を外方の翼端側
と中央のハブ側とに分ける複数のフラップ４を傾斜角度
を変化できるように設ける。フラップは、フラップ傾斜
角度調整手段５によって、流入空気量が一定値以下に減
少するときに、流入空気量が少なくなればなるほど、翼
端側の空気流速がハブ側の空気流速よりも増すように制
御される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空用、陸舶用ガ
スタービンの圧縮機（ここで言う圧縮機は、ファンを含
む広義の意味で用いるものとする）に関する。
スタービンの圧縮機（ここで言う圧縮機は、ファンを含
む広義の意味で用いるものとする）に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機では翼の回転数を一定とし、流出
口を絞って空気流量を減らしていくと、ある点でローテ
ーティング・ストールという不安定現象が生じる。この
現象は圧縮機の性能の低下のみならず、翼の激しい振動
を伴う。
口を絞って空気流量を減らしていくと、ある点でローテ
ーティング・ストールという不安定現象が生じる。この
現象は圧縮機の性能の低下のみならず、翼の激しい振動
を伴う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、ローテーティン
グ・ストールの発生を、検知して未然に防ぐ有効な方法
は実用化されておらず、圧縮機は不時の流入空気量低下
によるローテーティング・ストールに備えて充分なマー
ジンをとった作動域で設計・運用されており、圧縮機の
特に低流量能力は充分に生かされていないのが現状であ
る。なお、図４は従来使用されている軸流圧縮機の一般
的な特性を示すものであり、縦軸に圧力、横軸に空気流
量をそれぞれとっている。
グ・ストールの発生を、検知して未然に防ぐ有効な方法
は実用化されておらず、圧縮機は不時の流入空気量低下
によるローテーティング・ストールに備えて充分なマー
ジンをとった作動域で設計・運用されており、圧縮機の
特に低流量能力は充分に生かされていないのが現状であ
る。なお、図４は従来使用されている軸流圧縮機の一般
的な特性を示すものであり、縦軸に圧力、横軸に空気流
量をそれぞれとっている。
【０００４】ところで、本発明者らはローテーティング
・ストールの発生メカニズムついて鋭意研究した結果、
次の知見を得た。すなわち、圧縮機の流出口を絞って空
気流量を少なくすると、図４中Ａに示す時点では、流量
不足分を通路全体で均等に負担せず、一部で流量が極端
に少なくなり（図中、斜線部分が失速領域を示す）、残
りの通路では十分な流量が確保される状況となる。そし
て、失速領域は、ロータ翼端より発生・拡大し、ロータ
回転数の約半分の速度で周方向へ回転する。これが、パ
ートスパン・ローテーティング・ストールである。さら
に、流出口を絞っていくと、図中Ｂに示すように、失速
領域はフルスパンにわたり面積的に著しく拡大し、圧力
特性が突然低下する。つまり、フルスパン・ローテーテ
ィング・ストールとなる。
・ストールの発生メカニズムついて鋭意研究した結果、
次の知見を得た。すなわち、圧縮機の流出口を絞って空
気流量を少なくすると、図４中Ａに示す時点では、流量
不足分を通路全体で均等に負担せず、一部で流量が極端
に少なくなり（図中、斜線部分が失速領域を示す）、残
りの通路では十分な流量が確保される状況となる。そし
て、失速領域は、ロータ翼端より発生・拡大し、ロータ
回転数の約半分の速度で周方向へ回転する。これが、パ
ートスパン・ローテーティング・ストールである。さら
に、流出口を絞っていくと、図中Ｂに示すように、失速
領域はフルスパンにわたり面積的に著しく拡大し、圧力
特性が突然低下する。つまり、フルスパン・ローテーテ
ィング・ストールとなる。
【０００５】ローテーティング・ストールは一端発生す
ると大きなヒステリシスがあり、流出口の絞りを大きく
開かないと回復せず（図中ＢーＤ参照）、航空用ガスタ
ービンエンジンなどの流出口絞りを自由に制御できない
場合にはエンジンを停止しなければ回復できないスタグ
ネーション・ローテーティング・ストールが発生する場
合もある。
ると大きなヒステリシスがあり、流出口の絞りを大きく
開かないと回復せず（図中ＢーＤ参照）、航空用ガスタ
ービンエンジンなどの流出口絞りを自由に制御できない
場合にはエンジンを停止しなければ回復できないスタグ
ネーション・ローテーティング・ストールが発生する場
合もある。
【０００６】本発明は、上記した失速領域がロータ翼端
より発生・拡大するという知見に基づきなされたもので
あり、流出口を絞ったときでもロータ翼端近傍に十分な
空気流量を確保することによって、通常のローテーティ
ング・ストール発生点より低流量域でも安定な作動が行
える圧縮機を提供することを目的とする。
より発生・拡大するという知見に基づきなされたもので
あり、流出口を絞ったときでもロータ翼端近傍に十分な
空気流量を確保することによって、通常のローテーティ
ング・ストール発生点より低流量域でも安定な作動が行
える圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、空気流入口に、流入空気
を外方の翼端側と中央のハブ側とに分けるフラップを傾
斜角度を変化できるように設けたことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明では、空気流入口に、流入空気
を外方の翼端側と中央のハブ側とに分けるフラップを傾
斜角度を変化できるように設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の発明では、前記フラップ
は、周方向に複数設けられていることを特徴とする。
は、周方向に複数設けられていることを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明では、前記フラップ
は、フラップ傾斜角度調整手段によって、流入空気量が
一定値以下に減少するときに、流入空気量が少なくなれ
ばなるほど、翼端側の空気流速がハブ側の空気流速より
も増すように制御されることを特徴とする。
は、フラップ傾斜角度調整手段によって、流入空気量が
一定値以下に減少するときに、流入空気量が少なくなれ
ばなるほど、翼端側の空気流速がハブ側の空気流速より
も増すように制御されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明を航空機用ガスター
ビンの圧縮機に適用した形態を示す側断面図である。こ
の図において符号１は軸流圧縮機を示し、この軸流圧縮
機１は静翼１ａとロータ翼（動翼）１ｂからなる。軸流
圧縮機１の前部の空気流入口には、中央のノーズコーン
２を支持する放射状に延びる複数のストラット３，…が
設けられ、これらストラット３にはフラップ４，…がそ
の回動軸線ｍをストラット３に対して直交するように配
されて回動可能に設けられている。このため、フラップ
４は周方向に複数並べられて配されている。各フラップ
４には、フラップ４の軸流圧縮機の回転軸Ｌに対する傾
斜角度θを調整するためのフラップ傾斜角度調整手段５
が連設されている。
ビンの圧縮機に適用した形態を示す側断面図である。こ
の図において符号１は軸流圧縮機を示し、この軸流圧縮
機１は静翼１ａとロータ翼（動翼）１ｂからなる。軸流
圧縮機１の前部の空気流入口には、中央のノーズコーン
２を支持する放射状に延びる複数のストラット３，…が
設けられ、これらストラット３にはフラップ４，…がそ
の回動軸線ｍをストラット３に対して直交するように配
されて回動可能に設けられている。このため、フラップ
４は周方向に複数並べられて配されている。各フラップ
４には、フラップ４の軸流圧縮機の回転軸Ｌに対する傾
斜角度θを調整するためのフラップ傾斜角度調整手段５
が連設されている。
【００１１】フラップ傾斜角度調整手段５は、例えば、
軸流圧縮機ケーシング６の外方に油圧あるいはエア圧を
駆動源とするアクチュエータ５ａが設けられ、このアク
チュエータ５ａの出力軸５ｂの先端が前記フラップ４の
回動中心とは異なる位置にピン結合されて構成される。
そして、前記アクチュエータ５ａは、軸流圧縮機１の空
気通路に配された圧力計あるいは流量計等のセンサによ
って、軸流圧縮機１への流入空気量が一定値以下に減少
するときに、前記フラップ４が流入空気量が少なくなれ
ばなるほど、空気通路の外方の翼端側の空気流速が中央
のハブ側の空気流速よりも増すように、つまり前記傾斜
角度θが大になるように制御される。
軸流圧縮機ケーシング６の外方に油圧あるいはエア圧を
駆動源とするアクチュエータ５ａが設けられ、このアク
チュエータ５ａの出力軸５ｂの先端が前記フラップ４の
回動中心とは異なる位置にピン結合されて構成される。
そして、前記アクチュエータ５ａは、軸流圧縮機１の空
気通路に配された圧力計あるいは流量計等のセンサによ
って、軸流圧縮機１への流入空気量が一定値以下に減少
するときに、前記フラップ４が流入空気量が少なくなれ
ばなるほど、空気通路の外方の翼端側の空気流速が中央
のハブ側の空気流速よりも増すように、つまり前記傾斜
角度θが大になるように制御される。
【００１２】次に、上記軸流圧縮機の作用について説明
する。図３は上記した軸流圧縮機の特性を示すものであ
る。前記図４と同様に縦軸に圧力、横軸に空気流量をと
っている。図示しない空気流出側の絞り部による絞り量
が少なく、空気通路中に所定値以上の空気が流れている
ときには、図１中２点鎖線でに示すように各フラップ３
は開いた状態、つまりの軸流圧縮機回転軸Ｌに対して平
行になっており、空気流入口からの空気は空気通路全域
に流入する。
する。図３は上記した軸流圧縮機の特性を示すものであ
る。前記図４と同様に縦軸に圧力、横軸に空気流量をと
っている。図示しない空気流出側の絞り部による絞り量
が少なく、空気通路中に所定値以上の空気が流れている
ときには、図１中２点鎖線でに示すように各フラップ３
は開いた状態、つまりの軸流圧縮機回転軸Ｌに対して平
行になっており、空気流入口からの空気は空気通路全域
に流入する。
【００１３】前記空気流出側の絞り部による絞り量が多
くなって、空気通路中の空気流量が一定値以下になる
と、同空気通路に設けられた圧力計等のセンサから発せ
られる検知信号に基づきアクチュエータ５ａが作動さ
れ、フラップ４の傾斜角度θが広がるように制御され
る。この傾斜角度θは、軸流圧縮機の空気流量が少なく
なればなる程大きくなるように制御される。
くなって、空気通路中の空気流量が一定値以下になる
と、同空気通路に設けられた圧力計等のセンサから発せ
られる検知信号に基づきアクチュエータ５ａが作動さ
れ、フラップ４の傾斜角度θが広がるように制御され
る。この傾斜角度θは、軸流圧縮機の空気流量が少なく
なればなる程大きくなるように制御される。
【００１４】したがって、前記したように従来では空気
流量が一定値以下になると、空気通路の外方のロータ翼
端に失速領域ができてローテーティング・ストールが生
じようとするが、ここでは、図１中矢印で示すように、
流入空気はフラップ４により案内されて、軸流圧縮機の
空気通路の外方のケース側に偏って流入するため、外方
のロータ翼端側へは十分な空気が供給されて一定値以上
の空気流速が確保されることとなり、結局、ローテーテ
ィング・ストールは回避できる。なお、図３においてＨ
〜Ｊは、各状況における軸流圧縮機内の空気の流れを示
している。
流量が一定値以下になると、空気通路の外方のロータ翼
端に失速領域ができてローテーティング・ストールが生
じようとするが、ここでは、図１中矢印で示すように、
流入空気はフラップ４により案内されて、軸流圧縮機の
空気通路の外方のケース側に偏って流入するため、外方
のロータ翼端側へは十分な空気が供給されて一定値以上
の空気流速が確保されることとなり、結局、ローテーテ
ィング・ストールは回避できる。なお、図３においてＨ
〜Ｊは、各状況における軸流圧縮機内の空気の流れを示
している。
【００１５】その後、不時の低流量状態が過ぎると、前
記空気通路内に配されたセンサからの検知信号に基づき
フラップ４は、フラップ傾斜角度調整手段５によって再
び図１中２点鎖線で示すように圧縮機の回転軸線Ｌに平
行な状態に戻る。
記空気通路内に配されたセンサからの検知信号に基づき
フラップ４は、フラップ傾斜角度調整手段５によって再
び図１中２点鎖線で示すように圧縮機の回転軸線Ｌに平
行な状態に戻る。
【００１６】なお、本発明の圧縮機は、前記した実施の
形態に限られることなく、フラップ４の取付構造、フラ
ップ傾斜角度調整手段５の構成など具体的構成は、実施
にあたり適宜変更可能である。例えば、前記各フラップ
４は、ストラット３により回動可能に支持されている
が、これに限られることなく、さらにの前方に圧縮機ケ
ーシングから内方へ延びる支持部により回動自在に支持
されたものであってもよい。また、フラップ傾斜角度調
整手段５は、油圧等を利用したアクチュエータ５ａによ
り構成されているが、これに限られることなく、ステッ
ピングモータとギヤ等との組み合わせ、あるいは、ステ
ッピングモータで直接フラップ支持軸を回動させる構成
にしてもよい。
形態に限られることなく、フラップ４の取付構造、フラ
ップ傾斜角度調整手段５の構成など具体的構成は、実施
にあたり適宜変更可能である。例えば、前記各フラップ
４は、ストラット３により回動可能に支持されている
が、これに限られることなく、さらにの前方に圧縮機ケ
ーシングから内方へ延びる支持部により回動自在に支持
されたものであってもよい。また、フラップ傾斜角度調
整手段５は、油圧等を利用したアクチュエータ５ａによ
り構成されているが、これに限られることなく、ステッ
ピングモータとギヤ等との組み合わせ、あるいは、ステ
ッピングモータで直接フラップ支持軸を回動させる構成
にしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、流入空気
量が一定値以下に減少するときでも、フラップ操作によ
って、空気通路の外方のケース側の空気流量を十分確保
することができ、これにより、ローテーティング・スト
ールの発生を防止できる。この結果、低流量での運転が
可能になる。
量が一定値以下に減少するときでも、フラップ操作によ
って、空気通路の外方のケース側の空気流量を十分確保
することができ、これにより、ローテーティング・スト
ールの発生を防止できる。この結果、低流量での運転が
可能になる。
【００１８】請求項２記載の発明によれば、フラップを
複数設けているので、空気通路の全周に渡りローテーテ
ィング・ストールの発生を防止できる。
複数設けているので、空気通路の全周に渡りローテーテ
ィング・ストールの発生を防止できる。
【００１９】請求項３記載の発明によれば、流入空気量
に応じて複数のフラップの傾斜角度を自動的に変えるこ
とができ、圧縮機性能を最大に維持して運転することが
できる。また、複数のフラップをそれぞれ独立して制御
すれば、流入空気の偏りを補正でき、インレットディス
トーションによるローテーティング・ストールにも有効
となる。
に応じて複数のフラップの傾斜角度を自動的に変えるこ
とができ、圧縮機性能を最大に維持して運転することが
できる。また、複数のフラップをそれぞれ独立して制御
すれば、流入空気の偏りを補正でき、インレットディス
トーションによるローテーティング・ストールにも有効
となる。
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】同形態を示す正面図。
【図３】同形態の特性を示す図。
【図４】従来の圧縮機の特性を示す図。
１ 圧縮機 １ａ 静翼 １ｂ ロータ翼 ２ ノーズコーン ３ ストラット ４ フラップ ５ フラップ傾斜角度調整手段 ５ａ アクチュエータ ６ 圧縮機ケーシング
Claims (3)
- 【請求項１】 空気流入口に、流入空気を外方の翼端側
と中央のハブ側とに分けるフラップ（４）を傾斜角度を
変化できるように設けたことを特徴とする圧縮機。 - 【請求項２】 請求項１記載の圧縮機において、 前記フラップは、周方向に複数設けられていることを特
徴とする圧縮機。 - 【請求項３】 請求項２記載の圧縮機において、 前記フラップは、フラップ傾斜角度調整手段（５）によ
って、流入空気量が一定値以下に減少するときに、流入
空気量が少なくなればなるほど、翼端側の空気流速がハ
ブ側の空気流速よりも増すように制御されることを特徴
とする圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23449595A JPH0979194A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23449595A JPH0979194A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979194A true JPH0979194A (ja) | 1997-03-25 |
Family
ID=16971929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23449595A Withdrawn JPH0979194A (ja) | 1995-09-12 | 1995-09-12 | 圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0979194A (ja) |
-
1995
- 1995-09-12 JP JP23449595A patent/JPH0979194A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |