JPS58202399A - 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 - Google Patents
多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置Info
- Publication number
- JPS58202399A JPS58202399A JP57084724A JP8472482A JPS58202399A JP S58202399 A JPS58202399 A JP S58202399A JP 57084724 A JP57084724 A JP 57084724A JP 8472482 A JP8472482 A JP 8472482A JP S58202399 A JPS58202399 A JP S58202399A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bleeding
- chamber
- bleed
- compressor
- wall surface
- 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
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0207—Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
- F04D27/0238—Details or means for fluid reinjection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (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
【発明の詳細な説明】
この発明は多段軸流圧縮機に係るもので、特にガスター
ビン用など低回転時における安定作動が重要な場合に好
適な多段軸流圧縮機のサージング防止装置に関するもの
である。
ビン用など低回転時における安定作動が重要な場合に好
適な多段軸流圧縮機のサージング防止装置に関するもの
である。
近年、ガスタービンの高温化と共に、これに用いる軸流
圧縮機の高圧力比化が進んでおり、このため段当り圧力
比が１．３〜１．５に達するものも出現している。これ
に伴い安定作動域がせばまシ、ガスタービンの始動性や
制御性に問題を生ずる場合がある。第１図は通常の多段
軸流圧縮機の一般的特性を示す。第１図において曲線１
．２・・・、６は圧縮機の回転数一定の場合の流量−圧
力比特性を示し、点線？、８．９がサージングラインを
示している。通常の多段軸流圧縮機では、点線の右側領
域が安定作動域で、左側領域では、サージング、旋回失
速などを生ずるため、圧縮機の安定゛作動ができない。
圧縮機の高圧力比化が進んでおり、このため段当り圧力
比が１．３〜１．５に達するものも出現している。これ
に伴い安定作動域がせばまシ、ガスタービンの始動性や
制御性に問題を生ずる場合がある。第１図は通常の多段
軸流圧縮機の一般的特性を示す。第１図において曲線１
．２・・・、６は圧縮機の回転数一定の場合の流量−圧
力比特性を示し、点線？、８．９がサージングラインを
示している。通常の多段軸流圧縮機では、点線の右側領
域が安定作動域で、左側領域では、サージング、旋回失
速などを生ずるため、圧縮機の安定゛作動ができない。
圧縮機のサージングは良く知られているように、翼の失
速に起因する。サージングライン７は上流段の失速に基
づく。サージングライン８は全段の失速に基づく。また
、サージングライン９は下流段の失速に基づく限界線を
示している。曲線１０は多段軸流圧縮機をガスタービン
に利用した時のガスタービンの起動ラインを示している
。
速に起因する。サージングライン７は上流段の失速に基
づく。サージングライン８は全段の失速に基づく。また
、サージングライン９は下流段の失速に基づく限界線を
示している。曲線１０は多段軸流圧縮機をガスタービン
に利用した時のガスタービンの起動ラインを示している
。
ガスタービンを起動する場合、停止状態から設計点に至
る運転は曲線１０のライン上を通ってＡ点から０点へ達
する。第１図の場合ではＡ点からＢ点の間は不安定作動
域、Ｂ点から０点の間は安定作動域である。不安定作動
域では、圧縮機の振動や騒音など大きくなシ、はなはだ
しい時には翼の破損を生ずる。それ故、不安定作動域が
広く、ＡＢ間が長い場合には起動が不可となる場合があ
る。また、第１図のようにＡＢ間が比較的短い場合でも
、出来るだけ短時間でＡＢ間を通過する必要がある。低
速時のサージングライン７を右側に寄せ、第２図のよう
な特性曲線とすれば、起動待不安定域を通過しないよう
にすることができる。
る運転は曲線１０のライン上を通ってＡ点から０点へ達
する。第１図の場合ではＡ点からＢ点の間は不安定作動
域、Ｂ点から０点の間は安定作動域である。不安定作動
域では、圧縮機の振動や騒音など大きくなシ、はなはだ
しい時には翼の破損を生ずる。それ故、不安定作動域が
広く、ＡＢ間が長い場合には起動が不可となる場合があ
る。また、第１図のようにＡＢ間が比較的短い場合でも
、出来るだけ短時間でＡＢ間を通過する必要がある。低
速時のサージングライン７を右側に寄せ、第２図のよう
な特性曲線とすれば、起動待不安定域を通過しないよう
にすることができる。
このように、サージングを防止し安定作動域を広めれば
、多段軸流圧縮機の安定起動が確保できるので、ガスタ
ービン用の圧縮機などではこのような対策が特に重要と
なる。
、多段軸流圧縮機の安定起動が確保できるので、ガスタ
ービン用の圧縮機などではこのような対策が特に重要と
なる。
圧縮機の低回転時における失速を防ｌし、サージングを
遅らせる方法とし従来用いられてきた方法は可変案内翼
、抽気、２軸分割式圧縮機の３つの方法である。
遅らせる方法とし従来用いられてきた方法は可変案内翼
、抽気、２軸分割式圧縮機の３つの方法である。
以下にこれらの方法と失速の原因につき、更にくわしく
述べる。低回転時には圧力上昇が小さい為、下流段の容
積流量が過大となシ、Ｃａ ／ ｕ（Ｃａ：軸流速度、
ｕ：周速）が設計状態に比し、大きくなる。このため、
見かけ上、流路抵抗が増したような状態となる。逆に上
流段では容積流量が不足気味となりＣａ ／ ｕが小さ
くなる。第３図に圧縮機の第１段動翼式口の速度三角形
を示す。
述べる。低回転時には圧力上昇が小さい為、下流段の容
積流量が過大となシ、Ｃａ ／ ｕ（Ｃａ：軸流速度、
ｕ：周速）が設計状態に比し、大きくなる。このため、
見かけ上、流路抵抗が増したような状態となる。逆に上
流段では容積流量が不足気味となりＣａ ／ ｕが小さ
くなる。第３図に圧縮機の第１段動翼式口の速度三角形
を示す。
Ｕは動翼の回転周速度、Ｃは流れの絶対速度、Ｗはロー
タから見た相対流入速度を示す。添字りは設計点状態、
添字りは低回転時の状態を示す。
タから見た相対流入速度を示す。添字りは設計点状態、
添字りは低回転時の状態を示す。
三角形ＥＧＦは設計回転数時の速度三角形を示している
。この場合には、相対流速ＷＤは翼に沿った方向を向い
ておシ、良好な流れ状態となっている。低回転時の速度
三角形はＩＥＨとなる。先に述べたように低回転時には
設計回転時に比し、Ｃａ／ｕが小さくなるので、翼への
相対流入角が大きくなる。このため、低回転時には翼の
下面から流れが流入し、はなはだしい時には流れが失速
する。このような理由により、低回転時には上流段の翼
が失速し易く、サージの原因となっている。
。この場合には、相対流速ＷＤは翼に沿った方向を向い
ておシ、良好な流れ状態となっている。低回転時の速度
三角形はＩＥＨとなる。先に述べたように低回転時には
設計回転時に比し、Ｃａ／ｕが小さくなるので、翼への
相対流入角が大きくなる。このため、低回転時には翼の
下面から流れが流入し、はなはだしい時には流れが失速
する。このような理由により、低回転時には上流段の翼
が失速し易く、サージの原因となっている。
これに対処するため従来用いられている第１の方法は可
変案内翼の方法である。これは１段動翼の上流に取付角
可変の静翼を取付け、低回転時における動翼人口の流れ
を変化させようとするもので、その速度三角形を第３図
のΔＥＪＨに示す。
変案内翼の方法である。これは１段動翼の上流に取付角
可変の静翼を取付け、低回転時における動翼人口の流れ
を変化させようとするもので、その速度三角形を第３図
のΔＥＪＨに示す。
この方法によれば、低回転時に入口流れに旋回を与え、
設計点と同一の流入角とすることができるので、失速を
防止できる。しかし、この方法は機構的に複雑なため、
重量、コストがかかる上、制御が複雑となる欠点がある
。
設計点と同一の流入角とすることができるので、失速を
防止できる。しかし、この方法は機構的に複雑なため、
重量、コストがかかる上、制御が複雑となる欠点がある
。
次に抽気の方法は下流段のケーシング壁面の一部にスリ
ット又は孔を設け、低回転時に気流の一部を抜き出す方
法である。この場合の速度三角形は第３図のΔＫＥＨで
示す。この場合、抽気により上流段の流速を増すことが
出来、設計回転時と同一の相対流入角で流入すること
失速が防止される。
ット又は孔を設け、低回転時に気流の一部を抜き出す方
法である。この場合の速度三角形は第３図のΔＫＥＨで
示す。この場合、抽気により上流段の流速を増すことが
出来、設計回転時と同一の相対流入角で流入すること
失速が防止される。
しかし、通常の抽気法では抽気流は圧縮機外へ捨てさら
れるため、損失となシ効率の低下をきたす。また、多量
の抽気は抽気段前後の流れに悪影響を与え、性能を悪化
させる失点がある。
れるため、損失となシ効率の低下をきたす。また、多量
の抽気は抽気段前後の流れに悪影響を与え、性能を悪化
させる失点がある。
また、２軸分割式圧縮機はロータ軸を前段部と後段部に
分け、それぞれ別の回転数で回転できるようにしたもの
であるが、構造が複雑で、重量、価格が増大する。
分け、それぞれ別の回転数で回転できるようにしたもの
であるが、構造が複雑で、重量、価格が増大する。
以上述べたように低回転時のサージング防止策として従
来、用いられている方法は、ある程度の効果は期待でき
るものの、重量、価格、制御性などの面で大きな犠牲を
払わざるを得なかった。
来、用いられている方法は、ある程度の効果は期待でき
るものの、重量、価格、制御性などの面で大きな犠牲を
払わざるを得なかった。
この発明は上述の実状にかんがみ成されたもので、多段
軸流圧縮機の低回転時におけるサージングを防止し、安
定作動域を拡大する有効な手段を提供することを目的と
している。
軸流圧縮機の低回転時におけるサージングを防止し、安
定作動域を拡大する有効な手段を提供することを目的と
している。
この発明の特徴とする所は、圧縮機の第１段動翼の上流
ケーシング壁面上に預気室および旋回流発生リングを設
け、圧縮機の低回転時に、抽気気体を上記預気室および
旋回流発生リングを通して、放出することにより動翼入
口流れに旋回流を与え、低回転時のサージンを防止し、
安定作動域を拡大できることである。
ケーシング壁面上に預気室および旋回流発生リングを設
け、圧縮機の低回転時に、抽気気体を上記預気室および
旋回流発生リングを通して、放出することにより動翼入
口流れに旋回流を与え、低回転時のサージンを防止し、
安定作動域を拡大できることである。
以下に、この発明の一実施例を、第４，５図を用いて更
にくわしく説明する。
にくわしく説明する。
第４図は本発明を実施した場合の多段軸流圧縮機の断面
図を示す。多段軸流圧縮機は動翼１１と静翼１２を交互
に配して構成される。動翼１１はロータ１３に取付けら
れており別置のモータやタービンなどにより回転駆動さ
れる。静翼１２はケーシング１４に植込すれている。本
発明の多段軸流圧縮機では、下流段ケーシングの一部に
抽気室１５が設けられている。抽気室１５とケーシング
内壁との間には孔又はスリット１６が設けられている。
図を示す。多段軸流圧縮機は動翼１１と静翼１２を交互
に配して構成される。動翼１１はロータ１３に取付けら
れており別置のモータやタービンなどにより回転駆動さ
れる。静翼１２はケーシング１４に植込すれている。本
発明の多段軸流圧縮機では、下流段ケーシングの一部に
抽気室１５が設けられている。抽気室１５とケーシング
内壁との間には孔又はスリット１６が設けられている。
抽気室１５、抽気孔１６は第４図に示すように複数個設
置してもよい。圧縮機の１段動翼１７の上流ケーシング
部には、抽気室１Ｂを設ける。抽気室１８とケーシング
内壁の間には旋回流発生リング１９を設置する。旋回流
発生リング１９には動翼の回転方向に傾いてあけられた
旋回孔２０が配置されている。抽気室１５と抽気室１８
の間には連絡管２０および抽気弁２１が設置されておシ
、抽気弁２１を開くと抽気室から抽気室へ気流が流れる
。抽気弁２１は設計回転時は閉じている。
置してもよい。圧縮機の１段動翼１７の上流ケーシング
部には、抽気室１Ｂを設ける。抽気室１８とケーシング
内壁の間には旋回流発生リング１９を設置する。旋回流
発生リング１９には動翼の回転方向に傾いてあけられた
旋回孔２０が配置されている。抽気室１５と抽気室１８
の間には連絡管２０および抽気弁２１が設置されておシ
、抽気弁２１を開くと抽気室から抽気室へ気流が流れる
。抽気弁２１は設計回転時は閉じている。
このように構成した多段軸流圧縮機において、低回転時
に抽気弁を開くと旋回発生リングを通して下流段の抽気
流が流れ込む。この際、旋回孔２０の傾きのため、１段
動翼入口の流れに旋回が与えられる。この場合の速度三
角形は第３図のΔＭ Ｂ Ｈのように表される。即ち、
従来の抽気法と可変案内翼の方法の中間の速度三角形を
示す。
に抽気弁を開くと旋回発生リングを通して下流段の抽気
流が流れ込む。この際、旋回孔２０の傾きのため、１段
動翼入口の流れに旋回が与えられる。この場合の速度三
角形は第３図のΔＭ Ｂ Ｈのように表される。即ち、
従来の抽気法と可変案内翼の方法の中間の速度三角形を
示す。
抽気流は放出されず入口側へ戻るため、従来の抽気法の
半分以下の抽気量で済む。また、旋回角αＭも可変案内
翼の場合に比し小さな角で充分である。第３図にて、ム
ＭＨＥのような速度三角形となれば、低回転時において
も設計点と同一の相対流入角が達成でき、翼の失速を防
止し、安定作動域が拡大する。本発明の旋回流発生機構
は可動部がないので、従来の可変案内翼や２軸分割式に
比し、構造がいちじるしく簡単なため、重量、価格面で
大巾に低減できる。また抽気量本従未法の半分以下のた
め、圧縮機効率も良好となる。
半分以下の抽気量で済む。また、旋回角αＭも可変案内
翼の場合に比し小さな角で充分である。第３図にて、ム
ＭＨＥのような速度三角形となれば、低回転時において
も設計点と同一の相対流入角が達成でき、翼の失速を防
止し、安定作動域が拡大する。本発明の旋回流発生機構
は可動部がないので、従来の可変案内翼や２軸分割式に
比し、構造がいちじるしく簡単なため、重量、価格面で
大巾に低減できる。また抽気量本従未法の半分以下のた
め、圧縮機効率も良好となる。
以上述べたようにこの発明によれば、第１段動翼の上流
ケーシング壁面に抽気室および旋回流発生リングを設け
ると共に下流ケージング壁面に抽気室と抽気孔またはス
リットを設け、上記抽気室と抽気室の間を連絡管および
抽気弁で連絡して構成したので、安価な方法で、圧縮機
低回転時の安定作動域を拡大することができ、したがっ
て多段軸流圧縮機の起動の信頼性を増すと共に圧縮機の
価格を低減する効果がある。
ケーシング壁面に抽気室および旋回流発生リングを設け
ると共に下流ケージング壁面に抽気室と抽気孔またはス
リットを設け、上記抽気室と抽気室の間を連絡管および
抽気弁で連絡して構成したので、安価な方法で、圧縮機
低回転時の安定作動域を拡大することができ、したがっ
て多段軸流圧縮機の起動の信頼性を増すと共に圧縮機の
価格を低減する効果がある。
第１．２図は圧縮機の特性曲線を示す。第３図示す。
１５・・・抽気室、１８・・・抽気室、１９・・・旋回
流発生リング、１７・・・第１段動翼。 第１圀 −胤量
流発生リング、１７・・・第１段動翼。 第１圀 −胤量
Claims (1)
- 第１段動翼上流のケーシング壁面に預気室および旋回流
発生リングを設けると共に、下流ケーシング壁面に抽気
室および抽気孔ま九はスリットを設け、上記預気室と抽
気室の間を抽気弁および連絡管で連絡し、圧縮機の低回
転時における安定作動域拡大をはかることを特徴とする
多段軸流圧縮機のサージング防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084724A JPS58202399A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084724A JPS58202399A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202399A true JPS58202399A (ja) | 1983-11-25 |
Family
ID=13838627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084724A Pending JPS58202399A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202399A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280891A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Shimadzu Corp | 気体回転機械 |
| JPH01227900A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Hitachi Ltd | 遠心圧縮機のサージング防止方法及び同装置 |
| EP0597440A1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-05-18 | Hitachi, Ltd. | Rotating stall prevention system for compressor |
| US6244817B1 (en) * | 1996-12-05 | 2001-06-12 | Mcdonnell Douglas Corporation | Method and apparatus for a fan noise controller |
| WO2002042623A2 (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fan-stator interaction tone reduction |
| US8256218B2 (en) | 2007-01-19 | 2012-09-04 | Cummins Turbo Technologies Limited | Compressor |
| US8590308B2 (en) | 2008-06-16 | 2013-11-26 | Rolls-Royce Plc | Bleed valve arrangement |
| CN110081025A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-02 | 重庆德蚨乐机械制造有限公司 | Mvr离心式蒸汽压缩机进气防喘振管 |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57084724A patent/JPS58202399A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63280891A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Shimadzu Corp | 気体回転機械 |
| JPH01227900A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-12 | Hitachi Ltd | 遠心圧縮機のサージング防止方法及び同装置 |
| EP0597440A1 (en) * | 1992-11-11 | 1994-05-18 | Hitachi, Ltd. | Rotating stall prevention system for compressor |
| US6244817B1 (en) * | 1996-12-05 | 2001-06-12 | Mcdonnell Douglas Corporation | Method and apparatus for a fan noise controller |
| WO2002042623A2 (en) * | 2000-11-21 | 2002-05-30 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fan-stator interaction tone reduction |
| WO2002042623A3 (en) * | 2000-11-21 | 2002-10-03 | Pratt & Whitney Canada | Fan-stator interaction tone reduction |
| US8256218B2 (en) | 2007-01-19 | 2012-09-04 | Cummins Turbo Technologies Limited | Compressor |
| US8820073B2 (en) | 2007-01-19 | 2014-09-02 | Cummins Turbo Technologies Limited | Compressor |
| US8590308B2 (en) | 2008-06-16 | 2013-11-26 | Rolls-Royce Plc | Bleed valve arrangement |
| CN110081025A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-08-02 | 重庆德蚨乐机械制造有限公司 | Mvr离心式蒸汽压缩机进气防喘振管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9683484B2 (en) | Adjustable-trim centrifugal compressor, and turbocharger having same | |
| EP1252424B1 (en) | Method of operating a variable cycle gas turbine engine | |
| US7665964B2 (en) | Turbine | |
| US4086022A (en) | Gas turbine engine with improved compressor casing for permitting higher air flow and pressure ratios before surge | |
| US3101926A (en) | Variable area nozzle device | |
| KR101178213B1 (ko) | 압축기 | |
| US9777640B2 (en) | Adjustable-trim centrifugal compressor, and turbocharger having same | |
| US4164845A (en) | Rotary compressors | |
| US4368005A (en) | Rotary compressors | |
| JPH045437A (ja) | 圧縮機空気抽出方法および装置 | |
| US4222703A (en) | Turbine engine with induced pre-swirl at compressor inlet | |
| US8192148B2 (en) | Fluid return in the splitter of turbomachines with bypass-flow configuration | |
| JP5202597B2 (ja) | 軸流圧縮機，軸流圧縮機を備えたガスタービンシステム及び軸流圧縮機の改造方法 | |
| JP2021127755A (ja) | ２軸式ガスタービン | |
| JPS58202399A (ja) | 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 | |
| US4315714A (en) | Rotary compressors | |
| JPS62168999A (ja) | 軸流圧縮機の抽気装置 | |
| JPH09119396A (ja) | ディフューザつき遠心圧縮機 | |
| JP2019505728A (ja) | 遠心式圧縮機のディフューザ | |
| JPS59168296A (ja) | 多段軸流圧縮機のサ−ジング防止装置 | |
| JPH09100799A (ja) | 遠心圧縮機 | |
| JP6839040B2 (ja) | 遠心式流体機械 | |
| JPS62126296A (ja) | 軸流圧縮機の抽気装置 | |
| GB2041149A (en) | Centrifugal and axial-flow compressors | |
| RU2246045C1 (ru) | Способ регулирования расхода воздуха центробежного компрессора и устройство для его осуществления |