JPS63105300A - 軸流圧縮機の環状デイフユ−ザ - Google Patents
軸流圧縮機の環状デイフユ−ザInfo
- Publication number
- JPS63105300A JPS63105300A JP24967486A JP24967486A JPS63105300A JP S63105300 A JPS63105300 A JP S63105300A JP 24967486 A JP24967486 A JP 24967486A JP 24967486 A JP24967486 A JP 24967486A JP S63105300 A JPS63105300 A JP S63105300A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffuser
- flow
- air
- kinetic energy
- annular diffuser
- 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
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は軸流圧縮機に係り、特に、ディフューザ部での
流れのはく離を防止し、高性能作動を確保する必要のあ
る場合に好適な軸流圧縮機の環状ディフューザに関する
。
流れのはく離を防止し、高性能作動を確保する必要のあ
る場合に好適な軸流圧縮機の環状ディフューザに関する
。
従来の軸流圧縮機の環状ディフューザを第７図により説
明する。４１Ｉ流圧縮機はロータ１の外周に動翼２が、
ケーシング３の内周には、静翼４が配してあり、動翼列
と静翼列とを交互に配した構造となっている。軸流圧縮
機は動翼２で流体に運動エネルギを与え、動翼内で運動
エネルギの一部を圧力に変換し、さらに静翼４で残りの
運動エネルギを圧力に変換する。最終段の静翼４を出た
気流は、まだ、大きい運動エネルギをもつので軸流圧縮
機では最終段の静翼４の下流に、外筒５、内筒６で構成
される環状ディフューザ７が設けられる。
明する。４１Ｉ流圧縮機はロータ１の外周に動翼２が、
ケーシング３の内周には、静翼４が配してあり、動翼列
と静翼列とを交互に配した構造となっている。軸流圧縮
機は動翼２で流体に運動エネルギを与え、動翼内で運動
エネルギの一部を圧力に変換し、さらに静翼４で残りの
運動エネルギを圧力に変換する。最終段の静翼４を出た
気流は、まだ、大きい運動エネルギをもつので軸流圧縮
機では最終段の静翼４の下流に、外筒５、内筒６で構成
される環状ディフューザ７が設けられる。
この環状ディフューザ７は環状流路を流れの方向にその
流路面積を増大させるように構成される。
流路面積を増大させるように構成される。
従って、ディフューザ流れは下流方向に向って減速流れ
となり、この運動エネルギの減少分は静圧上昇に変換さ
れる（圧力回復）。ディフューザ７を出た流れは産業用
軸流圧縮機では吐出ケーシング（図示せず）に、ガスタ
ービン用軸流圧縮機では燃焼器内（図示せず）に導びか
れる。
となり、この運動エネルギの減少分は静圧上昇に変換さ
れる（圧力回復）。ディフューザ７を出た流れは産業用
軸流圧縮機では吐出ケーシング（図示せず）に、ガスタ
ービン用軸流圧縮機では燃焼器内（図示せず）に導びか
れる。
上記従来例では第８図に示したディフューザ内速度分布
から分かるように、圧力回復を高めるためにディフュー
ザ７の入口Ａと出口Ｂの流路断面積比を大きくした場合
、減速流れに伴って流路壁上の境界層が著しく発達し、
ついには流れのはく離（Ｃ４ｆｔ置）を生じ、後流には
流れのはく前領域りが発生する。このため、大きい圧力
損失が発生して、流路断面積の拡大割合に見合った流れ
の減速が達成できず圧力回復を大きくすることができな
い。また、境界層のはく離を防止するために流路断面積
の拡大割合を小さくすると、所定の圧力回復を得るには
ディフューザの軸方向長さく第８図のＬ）を極めて大き
くせねばならない。この軸方向長さは軸流圧縮機の構造
を大きくし不経済であるうえ、流体の流れに伴う摩擦損
失が増加してディフューザ性能はやはり低下する。
から分かるように、圧力回復を高めるためにディフュー
ザ７の入口Ａと出口Ｂの流路断面積比を大きくした場合
、減速流れに伴って流路壁上の境界層が著しく発達し、
ついには流れのはく離（Ｃ４ｆｔ置）を生じ、後流には
流れのはく前領域りが発生する。このため、大きい圧力
損失が発生して、流路断面積の拡大割合に見合った流れ
の減速が達成できず圧力回復を大きくすることができな
い。また、境界層のはく離を防止するために流路断面積
の拡大割合を小さくすると、所定の圧力回復を得るには
ディフューザの軸方向長さく第８図のＬ）を極めて大き
くせねばならない。この軸方向長さは軸流圧縮機の構造
を大きくし不経済であるうえ、流体の流れに伴う摩擦損
失が増加してディフューザ性能はやはり低下する。
一方、同一のディフューザ形状であっても、ディフュー
ザ入口境界層が厚くなると、境界層のはく社が早められ
、その結果、ディフューザ性能は低下する。近年、軸流
圧縮機の高圧力比化が進められているが、高圧力比化を
はかると、圧縮機の環状流路内外壁を発達する境界層は
厚くなる。従つて、高圧力比軸流圧縮機では、従来例と
同一形状のディフューザ形状と性能との関係は櫻井によ
る文献゛′ターボ流体機械とディフューザ′″Ｐ１〜４
、Ｐ１１８〜１２０に論じられている。
ザ入口境界層が厚くなると、境界層のはく社が早められ
、その結果、ディフューザ性能は低下する。近年、軸流
圧縮機の高圧力比化が進められているが、高圧力比化を
はかると、圧縮機の環状流路内外壁を発達する境界層は
厚くなる。従つて、高圧力比軸流圧縮機では、従来例と
同一形状のディフューザ形状と性能との関係は櫻井によ
る文献゛′ターボ流体機械とディフューザ′″Ｐ１〜４
、Ｐ１１８〜１２０に論じられている。
この発明は環状ディフューザ部での外筒内壁、内筒外壁
上の境界層の発達を抑え、流れのはく雛を防止し、高い
圧力回復を達成する高性能環状ディフューザを提供する
ことにある。
上の境界層の発達を抑え、流れのはく雛を防止し、高い
圧力回復を達成する高性能環状ディフューザを提供する
ことにある。
上記問題点は環状ディフューザ部の外筒内壁、内筒外壁
面近傍に発達する境界層に、運動エネルギの大きい主流
気流を導く手段を設けることにより解決される。
面近傍に発達する境界層に、運動エネルギの大きい主流
気流を導く手段を設けることにより解決される。
環状ディフューザ入口の主流気体の運動エネルギは流れ
の摩擦損失の大きい環状ディフューザ壁面近傍流れのそ
れよりも非常に大きい。従って、主流気体の運動エネル
ギの供給手段を設け、環状ディフューザ壁面近くの流れ
にこの運動エネルギを供給すれば、環状ディフユーザ壁
面上の境界層流れは活性化され、境界層の発達が抑えら
れる。
の摩擦損失の大きい環状ディフューザ壁面近傍流れのそ
れよりも非常に大きい。従って、主流気体の運動エネル
ギの供給手段を設け、環状ディフューザ壁面近くの流れ
にこの運動エネルギを供給すれば、環状ディフユーザ壁
面上の境界層流れは活性化され、境界層の発達が抑えら
れる。
従って、境界層のはく離が防止され、高性能な環状ディ
フューザが提供可能となる。
フューザが提供可能となる。
以下、本発明の実施例を第１図ないし第６図に従ってさ
らに具体的に説明する。
らに具体的に説明する。
第１図に示したように、ケーシング３の内周には最終段
の静翼４が植込まれており、最終段静翼４の下流位置に
は外筒５と内筒６とで環状ティフユーザ７が構成されて
いる。第２図は第１図の■−■矢視断面図であるが、最
終段静翼４の前縁部で、かつ、流路高さの中央部近傍に
はスリット、又は、小孔からなる空気取入口８が形成さ
れ、これに連結する小孔、又は、スリットからなる空気
吹８口９，１０が最終段静翼４の後縁部で、かつ。
の静翼４が植込まれており、最終段静翼４の下流位置に
は外筒５と内筒６とで環状ティフユーザ７が構成されて
いる。第２図は第１図の■−■矢視断面図であるが、最
終段静翼４の前縁部で、かつ、流路高さの中央部近傍に
はスリット、又は、小孔からなる空気取入口８が形成さ
れ、これに連結する小孔、又は、スリットからなる空気
吹８口９，１０が最終段静翼４の後縁部で、かつ。
ディフューザ外筒および内筒壁面近傍に形成され。
その吹出し角度は各々ディフユーザ壁面に傾斜する方向
に設けである。
に設けである。
このような構成によれば、損失の少ない主流部と摩擦損
失の大きいディフューザ壁面近傍との間での運動エネル
ギの差により、空気取入口８がら空気吹出口９，１０へ
気流を噴出させることができる。その結果、ディフュー
ザ外筒５および内筒６の壁面近くの流れは運動エネルギ
の供給を受け。
失の大きいディフューザ壁面近傍との間での運動エネル
ギの差により、空気取入口８がら空気吹出口９，１０へ
気流を噴出させることができる。その結果、ディフュー
ザ外筒５および内筒６の壁面近くの流れは運動エネルギ
の供給を受け。
第１図中の■のように壁面近傍で凸となる速度分布とな
る。従って、第８図に示したような境界層のはく離が防
止でき、ディフューザ内の速度分布は第１図に示した■
、■のように安定した流れとなり、高い圧力回復が達成
可能となる。
る。従って、第８図に示したような境界層のはく離が防
止でき、ディフューザ内の速度分布は第１図に示した■
、■のように安定した流れとなり、高い圧力回復が達成
可能となる。
第３図に他の実施例を示す。第３図において１１は最終
段静翼４の翼面上に設けた三方向に分岐した溝で、一端
は前縁部の翼高さ中央部にて開口しく第３図中Ｆ）、他
の二端は最終段静翼４の後縁側で、かつ、ディフューザ
外筒内壁部近傍（第３図中Ｇ）とディフューザ内筒外壁
部近傍（第３図中Ｈ）で開口している。溝１１をステン
レス製等の薄膜で被覆すれば流れ流路が形成される。こ
のような構成にすれば、第１図に示した第一の実施例で
説明したのと同様の作用、効果がある。
段静翼４の翼面上に設けた三方向に分岐した溝で、一端
は前縁部の翼高さ中央部にて開口しく第３図中Ｆ）、他
の二端は最終段静翼４の後縁側で、かつ、ディフューザ
外筒内壁部近傍（第３図中Ｇ）とディフューザ内筒外壁
部近傍（第３図中Ｈ）で開口している。溝１１をステン
レス製等の薄膜で被覆すれば流れ流路が形成される。こ
のような構成にすれば、第１図に示した第一の実施例で
説明したのと同様の作用、効果がある。
第４図は第１図に示した実施例をより効果的に活用する
ための他の実施例で環状ディフューザ７および最終段静
翼４の縦断面図を示す。空気取入口８と連結する小孔、
又は、スリットからなる空気吹出口１２を最終段静翼４
のダブテイル部の下流側内周部に、下流方向へ傾斜して
設けである。
ための他の実施例で環状ディフューザ７および最終段静
翼４の縦断面図を示す。空気取入口８と連結する小孔、
又は、スリットからなる空気吹出口１２を最終段静翼４
のダブテイル部の下流側内周部に、下流方向へ傾斜して
設けである。
最終段静翼４のダブテイルはケーシング３の内周面に連
接して植込まれているため、上記構成によって、空気取
出口１２から噴出する流れは１周方向全域にわたり均一
となり、ディフューザ外筒内周壁面６の境界層はく離を
より効果的に防止することができる。
接して植込まれているため、上記構成によって、空気取
出口１２から噴出する流れは１周方向全域にわたり均一
となり、ディフューザ外筒内周壁面６の境界層はく離を
より効果的に防止することができる。
第５図は他の実施例を示す。最終段静翼４の前縁部で、
かつ、流路高さの中央部近傍にはスリット、又は、小孔
からなる空気取入口１３が設けられ、最終段静翼４の内
部を貫通する中空部１４と連結している。中空部１４の
上端面はフランジ１５で連結された導管１６によって、
外筒５の上流位置に設けられたフランジ１７部分に接続
部１８により接続されており、フランジ１７部分より外
筒５の内周面に下流側に傾斜したスリット、又は、小孔
からなる空気吹出口１９が形成されている。
かつ、流路高さの中央部近傍にはスリット、又は、小孔
からなる空気取入口１３が設けられ、最終段静翼４の内
部を貫通する中空部１４と連結している。中空部１４の
上端面はフランジ１５で連結された導管１６によって、
外筒５の上流位置に設けられたフランジ１７部分に接続
部１８により接続されており、フランジ１７部分より外
筒５の内周面に下流側に傾斜したスリット、又は、小孔
からなる空気吹出口１９が形成されている。
また同様に中央部下端面はフランジ２０において連結さ
れた導管２１によって、内筒６の上流位置に設けられた
フランジ２２部分に接続部２３により接続されており、
フランジ２２部分より内筒６の外周面に下流側に向って
傾斜したスリット、又は、小孔からなる空気吹出口２４
が形成されている。以上のような構成によれば、空気取
入口１３から真中空気１４へ流入した流れは、導管１６
゜又は、２１をへて、空気吹出口１９、又は、２３から
噴出する。この空気吹出口からの噴流はディフューザ外
筒５の内周面、および内筒６の外周面から均一に噴出す
るため、境界層のはく離をより効果的に防止することが
できる。
れた導管２１によって、内筒６の上流位置に設けられた
フランジ２２部分に接続部２３により接続されており、
フランジ２２部分より内筒６の外周面に下流側に向って
傾斜したスリット、又は、小孔からなる空気吹出口２４
が形成されている。以上のような構成によれば、空気取
入口１３から真中空気１４へ流入した流れは、導管１６
゜又は、２１をへて、空気吹出口１９、又は、２３から
噴出する。この空気吹出口からの噴流はディフューザ外
筒５の内周面、および内筒６の外周面から均一に噴出す
るため、境界層のはく離をより効果的に防止することが
できる。
第６図は他の実施例で、２５はケーシング３の内周部に
複数個取付けられた空気供給部材で、流れ方向に対向し
、流路高さの中央部近傍に開口した空気取入口２６を備
え、これに連結する中空部２７を形成している。中空部
２７はケーシング３の内周に設けられた複数の／Ｊ１孔
２８と接続し、導通路２９をへて、中空リング３０へ連
結している。
複数個取付けられた空気供給部材で、流れ方向に対向し
、流路高さの中央部近傍に開口した空気取入口２６を備
え、これに連結する中空部２７を形成している。中空部
２７はケーシング３の内周に設けられた複数の／Ｊ１孔
２８と接続し、導通路２９をへて、中空リング３０へ連
結している。
中空リング３０からは環状ディフューザ７の外筒５の内
周壁面に下流側へ傾斜したスリット、又は。
周壁面に下流側へ傾斜したスリット、又は。
小孔からなる空気吹出口３０が形成されている。
ケーシング内情外壁面にも空気吹出口３１が形成される
。
。
本発明によれば、環状ディフューザ壁面近くの流れは主
流気体の運動エネルギにより活性化され、境界層の発達
が未燃に抑えられる。その結果、＃を界層のはく離が防
止でき、軸流圧縮機の性能向上とディフューザの小形化
すなわち、軸流圧縮機の軸長さを短縮して軸流圧縮機を
小型化することができる。
流気体の運動エネルギにより活性化され、境界層の発達
が未燃に抑えられる。その結果、＃を界層のはく離が防
止でき、軸流圧縮機の性能向上とディフューザの小形化
すなわち、軸流圧縮機の軸長さを短縮して軸流圧縮機を
小型化することができる。
第１図は本発明の一実施例の環状ディフューザの説明図
、第２図は＠１図の■−■矢視断面図、第３図は本発明
を適用した最終段静翼図、第４図ないし第６図は環状デ
ィフューザの断面図、第７図は従来の細流圧縮機の断面
図、第８図は従来の環状ディフューザ向流れの説明図で
ある。 ４・・・静翼、５・・・外筒、６・・・内筒、７・・・
環状ディフューザ、８・・・空気取入口、９・・・空気
吹出０．１０・・・空気吹出口、１１・・・溝。
ｌ、：、；；）代理人 弁理士 小川
勝馬 −′ 篤１ 口 葛２ 口 す 嘉３層 苓４図 、３ ■５０ ／Ａ 葛らロ マｈ 第′ｌ 口 第８ 目
、第２図は＠１図の■−■矢視断面図、第３図は本発明
を適用した最終段静翼図、第４図ないし第６図は環状デ
ィフューザの断面図、第７図は従来の細流圧縮機の断面
図、第８図は従来の環状ディフューザ向流れの説明図で
ある。 ４・・・静翼、５・・・外筒、６・・・内筒、７・・・
環状ディフューザ、８・・・空気取入口、９・・・空気
吹出０．１０・・・空気吹出口、１１・・・溝。
ｌ、：、；；）代理人 弁理士 小川
勝馬 −′ 篤１ 口 葛２ 口 す 嘉３層 苓４図 、３ ■５０ ／Ａ 葛らロ マｈ 第′ｌ 口 第８ 目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内筒と外筒とで構成される軸流圧縮機のディフュー
ザにおいて、 前記ディフューザの入口部に主流気体流の運動エネルギ
供給手段を備え、前記内筒の外壁面および前記外筒の内
壁面近傍の気体流に運動エネルギを供給することを特徴
とする軸流圧縮機の環状ディフューザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24967486A JPS63105300A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 軸流圧縮機の環状デイフユ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24967486A JPS63105300A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 軸流圧縮機の環状デイフユ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63105300A true JPS63105300A (ja) | 1988-05-10 |
Family
ID=17196518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24967486A Pending JPS63105300A (ja) | 1986-10-22 | 1986-10-22 | 軸流圧縮機の環状デイフユ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63105300A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090263243A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-22 | Siemens Power Generation, Inc. | Combustion Turbine Including a Diffuser Section with Cooling Fluid Passageways and Associated Methods |
| US20100129198A1 (en) * | 2007-07-23 | 2010-05-27 | Alstom Hydro France | Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow |
| WO2011151323A2 (de) | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Esg Mbh | Kanal mit strömungsleitfläche |
| DE102011012039A1 (de) | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Esg Mbh | Kanal mit Strömungsleitfläche |
-
1986
- 1986-10-22 JP JP24967486A patent/JPS63105300A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100129198A1 (en) * | 2007-07-23 | 2010-05-27 | Alstom Hydro France | Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow |
| US8591175B2 (en) * | 2007-07-23 | 2013-11-26 | Alstom Renewable Technologies | Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow |
| US20090263243A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-22 | Siemens Power Generation, Inc. | Combustion Turbine Including a Diffuser Section with Cooling Fluid Passageways and Associated Methods |
| US8257025B2 (en) * | 2008-04-21 | 2012-09-04 | Siemens Energy, Inc. | Combustion turbine including a diffuser section with cooling fluid passageways and associated methods |
| WO2011151323A2 (de) | 2010-06-01 | 2011-12-08 | Esg Mbh | Kanal mit strömungsleitfläche |
| US9291177B2 (en) | 2010-06-01 | 2016-03-22 | Esg Mbh | Duct having flow conducting surfaces |
| DE102011012039A1 (de) | 2011-02-22 | 2012-08-23 | Esg Mbh | Kanal mit Strömungsleitfläche |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3307692B2 (ja) | ターボ機械の回転羽根とケーシングとの間のギャップシール装置 | |
| US4657482A (en) | Air cooling systems for gas turbine engines | |
| US6419448B1 (en) | Flow by-pass system for use in steam turbine exhaust hoods | |
| JP4948965B2 (ja) | タービンエンジンで使用するマルチスロットのインタータービンダクトアセンブリ | |
| JP5279400B2 (ja) | ターボ機械ディフューザ | |
| US20140205441A1 (en) | Seal assembly including grooves in a radially outwardly facing side of a platform in a gas turbine engine | |
| JP2007514888A (ja) | 冷却タービンベーンプラットフォーム | |
| JP2017198205A (ja) | タービンエンジン用のエーロフォイル | |
| WO2008035465A1 (fr) | Compresseur centrifuge | |
| JPH04232336A (ja) | 湾曲した気膜冷却穴を設けたガスタービンエンジンのベーン | |
| JP2008075536A5 (ja) | ||
| WO2018181343A1 (ja) | 遠心圧縮機 | |
| US20170218836A1 (en) | On-off valve device and rotary machine | |
| US20190390554A1 (en) | Ventilated high pressure blade of a helicopter turbine comprising an upstream duct and a central cooling chamber | |
| US11268536B1 (en) | Impeller exducer cavity with flow recirculation | |
| JPS63105300A (ja) | 軸流圧縮機の環状デイフユ−ザ | |
| USRE29128E (en) | Vaneless supersonic nozzle | |
| KR20210104557A (ko) | 냉각 공기 재사용을 위한 가스 터빈 블레이드, 및 이를 포함하는 터보머신 조립체 및 가스 터빈 | |
| JP2018141451A (ja) | タービン及びガスタービン | |
| US10041352B2 (en) | Stator of a turbine of a gas turbine with improved cooling air routing | |
| JPH07247996A (ja) | 圧縮機の通路形状 | |
| JPH06257597A (ja) | 軸流圧縮機の翼列構造 | |
| CN112262252A (zh) | 涡轮发动机的涡轮喷嘴，包括将窜漏气体重新引入气体射流路径的被动系统 | |
| KR20030063369A (ko) | 축류 터보 압축기 | |
| JPH0738641Y2 (ja) | 多段軸流タービン |