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JPH0925897A - 軸流圧縮機の静翼 - Google Patents

軸流圧縮機の静翼

Info

Publication number
JPH0925897A
JPH0925897A JP7174884A JP17488495A JPH0925897A JP H0925897 A JPH0925897 A JP H0925897A JP 7174884 A JP7174884 A JP 7174884A JP 17488495 A JP17488495 A JP 17488495A JP H0925897 A JPH0925897 A JP H0925897A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall surface
end wall
blade
boundary layer
flow
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
Application number
JP7174884A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuya Kobayashi
一弥 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP7174884A priority Critical patent/JPH0925897A/ja
Publication of JPH0925897A publication Critical patent/JPH0925897A/ja
Priority to US08/848,465 priority patent/US5947683A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/145—Means for influencing boundary layers or secondary circulations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F04D29/544—Blade shapes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/914—Device to control boundary layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸流圧縮機では、高圧縮された空気を得よう
とすれば、翼１列あたりの負荷を減らし、その分列数を
増やさねばならず、装置全体の大型化は避けられない。
コンパクトで高効率を達成する圧縮機が求められてい
る。 【解決手段】 翼の端壁面付近に発生する境界層流れの
方向と一致するように翼の端壁面近傍を捩り、主流部分
と端壁面付近では捩り角が異なるように構成し、境界層
流れの成長を抑制して損失の増大を防止し、以って装置
のコンパクト化を達成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ガスタービ
ンやジェットエンジン等の主要構成部となる軸流圧縮機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業用ガスタービンやジェットエンジン
は空気を圧縮して燃焼器により燃焼し、ガスタービンを
回転させて出力を得る。
【０００３】このとき空気を圧縮するために働く軸流圧
縮機は、翼１例あたりにかかる負荷を小さくして、翼の
列数を増やすことにより、所定の出力と効率を得てい
た。そのため、一定の効率を確保しても装置としては大
きいものにならざるを得なかった。
【０００４】即ち、図５に静翼形状の一例を示すよう
に、従来のものは、端壁面３に固着された静翼１は、翼
の横断面の投影がいずれもそのままの位置で互に重なる
ような形態で、真っすぐ直立的に設けられているので、
圧縮機の入口から矢印Ａのように入って来た空気の流れ
は、シュラウド等で形成される端壁面３及び図示しない
ケーシング等で形成される図示しない他の端壁面との接
触により端壁面付近に境界層流れ４が発生し、成長する
ような構造となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したような境界層
流れの発生、そして成長は、翼の端壁面付近損失、効率
低下に連なり、しかもこれは翼１列あたりの負荷が増え
る程大きくなるので、産業用ガスタービン等で効率よく
所定の圧力まで空気を圧縮しようとすると、翼１列あた
りの負荷を減らし、その分列数を増やさねばならず、装
置全体が大型化するという問題があった。
【０００６】本発明はこのような従来のものにおける問
題点を解消し、高効率を達成し、かつコンパクトな装置
を実現することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するべくなされたもので翼の端壁面付近に発生する境
界層流れの方向と一致するように上記端壁面付近で翼を
捩ることにより、同端壁面付近と主流部分とで捩り角を
異ならせてなる軸流圧縮機の静翼を提供するものであ
る。
【０００８】即ち本発明では翼の端壁面付近を、ここに
発生する境界層流れの方向と実質的に一致するように捩
り、翼のこの部分を境界層流れの方向に向かせたので、
境界層流れはその成長を押えこまれることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１ない
し図４により説明する。なお、各図面中、同一部品には
同一符号を、また図５の従来のものと対応する部分には
同一符号を付している。
【００１０】１は軸流圧縮機の静翼、２はその翼型であ
り、図面では、特に上下両端部分が明瞭になるように表
示している。
【００１１】３はシュラウドの一部で形成した端壁面
で、静翼１の一端は、この端壁面３上に固定されてい
る。なお、図面では省略したが、静翼１の他端はケーシ
ングに固定されており、同ケーシングの一部で他方の端
壁面を形成しているが、ここでは一端（シュラウド側）
の端壁面３の説明に止める。
【００１２】４は端壁面３付近に発生した境界層流れで
ある。なお、静翼１の他端側にも境界層流れは発生する
ので、一端側の境界層流れ４に対応させて図面中に示し
た。
【００１３】ここで注目しなければならないのは、本実
施の形態においては静翼１を、一端の端壁面３及び図示
しない他端の端壁面付近で、上記境界層流れ４の方向と
一致するように捩り、その結果、静翼１の長手方向の複
数断面でみたとき、端壁面付近の部分では、蒸気の主流
に対向する中央部分と捩り角が異なり、大きく捩られて
いることである。
【００１４】この状態は、図２ないし図４に翼のスタッ
キング図を示しているので、これから容易に理解されよ
う。
【００１５】即ち、図２は、静翼１を長手方向で複数の
断面に切り、その断面図を重ねて表示したものである
が、この図中、翼型が最も明瞭に示され符号２を付して
示す表示が、両端の翼型であり、複数の線が重なって表
示された部分がそれ以外の断面における翼型である。
【００１６】このことは、端壁面付近、換言すれば境界
層流れの近くが、中央の部分に比べて大きく捩られてい
ることを示している。
【００１７】軸流圧縮機にあっては、翼列一列あたりの
圧力比が上がる（即ち負荷が増す）と、端壁面３付近の
二次流れが大きくなる。この二次流れは、とりもなおさ
ず損失成分であり、これが大きくなると、圧縮機の効率
は極端に悪くなる。
【００１８】従来技術として前記したものは、翼の高さ
方向（長手方向）に真っ直ぐな翼形状をしているので、
主流部分と異なった流れ角度を持つ端壁面付近の境界層
流れにマッチし得ず流れが翼面からはく離して損失成分
が大きいものとなるが、本実施の形態のように、端壁面
３付近で翼型２を境界層流れ４の方向に合わせて捩るこ
とにより、境界層流れ４も翼型に沿って流れるので、二
次流れの発達、成長が押えられ、損失の増大を防止でき
る。
【００１９】なお、境界層流れ４の方向と静翼１の端壁
面付近の部分の捩りとの一致の程度は、幾何学的な精度
を必ずしも要求するものではなく、要するに前記二次流
れの発達、成長が抑止される程度の一致であればよい。
【００２０】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上、本発明によれば、静翼の端壁面付
近は、境界層流れと同方向を向かせているので、境界層
流れはそのまま流出してこの部分で発達、成長すること
は押さえこまれる。
【００２２】従って、二次流れによる損失は防止され、
かつ、高負荷のものにも対応することが可能となり、装
置全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略図。
【図２】図１の静翼の捩れ状態を示すスタッキング図。
【図３】図２のIII-III 矢視図。
【図４】図２のIV-IV 矢視図。
【図５】従来のものを示す概略図。
【符号の説明】
１ 静翼 ２ 翼型 ３ 端壁面 ４ 境界層流れ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 翼の端壁面付近に発生する境界層流れの
    方向と一致するように上記端壁面付近で翼を捩ることに
    より、同端壁面付近と主流部分とで捩り角を異ならせて
    なることを特徴とする軸流圧縮機の静翼。
JP7174884A 1995-07-11 1995-07-11 軸流圧縮機の静翼 Pending JPH0925897A (ja)

Priority Applications (2)

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JP7174884A JPH0925897A (ja) 1995-07-11 1995-07-11 軸流圧縮機の静翼
US08/848,465 US5947683A (en) 1995-07-11 1997-05-08 Axial compresssor stationary blade

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US5947683A (en) 1999-09-07

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990629