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JPH06257597A - 軸流圧縮機の翼列構造 - Google Patents

軸流圧縮機の翼列構造

Info

Publication number
JPH06257597A
JPH06257597A JP4138393A JP4138393A JPH06257597A JP H06257597 A JPH06257597 A JP H06257597A JP 4138393 A JP4138393 A JP 4138393A JP 4138393 A JP4138393 A JP 4138393A JP H06257597 A JPH06257597 A JP H06257597A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
compressor
flow passage
cascade structure
axial 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
JP4138393A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kobayashi
健児 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.)
JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU
JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Original Assignee
JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU
JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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 JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU, JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU KENKYUSHO KK filed Critical JISEDAI KOUKUUKI KIBAN GIJUTSU
Priority to JP4138393A priority Critical patent/JPH06257597A/ja
Publication of JPH06257597A publication Critical patent/JPH06257597A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の高流量化と高効率化とを図った軸流
圧縮機の翼列構造を提供する。 【構成】 環状に配置された内側流路壁2と外側流路壁
1との間に、その周方向に沿って所定間隔を隔て複数の
翼3を配列してなる軸流圧縮機5の翼列構造において、
上記内側流路壁2に、翼3列間の流路断面積が最小とな
るスロート部9に位置させて流路断面積を広げる凹部1
1を形成すると共に、該凹部11の後流側に位置させて
翼背側根元部7を流れる流体の減速を抑制させる滑らか
な凸部12を形成したことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ジェットエンジン等に
用いられる軸流圧縮機の静翼又は動翼の翼列構造に係
り、特に、高流量化および高効率化を図った軸流圧縮機
の翼列構造に関する。
【0002】
【従来の技術】軸流圧縮機の概要を図5に示す。図示す
るように、環状に配置された外側流路壁1(外筒)と内
側流路壁2(内筒)との間に、その周方向に沿って所定
間隔を隔てて複数の翼3が設けられている。これら翼3
は、外筒1内面に固定された静翼3aと、内筒2内のロ
ータ4に固定された動翼3bとからなり、動翼3b・静
翼3aが圧縮機5の軸方向に交互に多段に配置されてい
る。
【0003】上記ロータ4は下流のタービン(図示せ
ず)に連結されており、タービンによって回転駆動され
る。ロータ4が回転すると動翼3bも回転し、圧縮機5
上流の空気が動翼3b・静翼3aを通過しつつ順次圧縮
され、圧縮機5下流の燃焼室(図示せず)に送られるよ
うになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
軸流圧縮機5は以下の問題を抱えている。
【0005】.軸流圧縮機5の動・静翼3a,3b列
はある設計点に合わせて設計されているので、その設計
点を外れて流量が著しく増加すると、図2に示す翼列間
の流路断面積最小部9(スロート部9)においてチョー
キングが生じてしまい、それ以上流量を増やすことがで
きなくなる。よって、圧縮機5の利用範囲を流量増大側
に広げることはできなかった。
【0006】.また、圧縮時、翼3の背側6を流れる
流体は、図4に実線で示すように最初加速されてその後
次第に減速されるが、その減速過程で翼背側6から剥離
しやすい。特に、図3に示すように翼3の背側6の根元
部7においては、動翼3b・静翼3a間の複雑な流れ現
象と相俟って広範囲に亘って剥離域8が生じ、その乱れ
によって翼根元部7の流れの圧力損失が大幅に増大して
しまう。従って、圧縮機5の効率を高めることができな
かった。
【0007】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、圧縮機の高流量化と高効率化とを図った軸流圧
縮機の翼列構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、環状に配置された内側流路壁と外側流路壁
との間に、その周方向に沿って所定間隔を隔て複数の翼
を配列してなる軸流圧縮機の翼列構造において、上記内
側流路壁に、翼列間の流路断面積が最小となるスロート
部に位置させて流路断面積を広げる凹部を形成すると共
に、該凹部の後流側に位置させて翼背側根元部を流れる
流体の減速を抑制させる滑らかな凸部を形成したことを
特徴としている。
【0009】
【作用】上記構成によれば、内側流路壁に設けられた凹
部により、翼列間のスロート部(流路断面積最小部)の
流路断面積が増え、その断面積が増えた分、スロート部
のチョーク流量が増加する。よって、圧縮機の高流量化
が可能となる。
【0010】また、上記凹部の後流側に設けられた凸部
により、スロート部以降の流路が狭められ、そのノズル
効果および凸状面に沿って流れる流体の特性に起因して
そこを流れる流体が加速される。よって、翼の背側を流
れる流体の減速が弱められ、剥離ポイントが後流側へず
れる。従って、圧力損失が低減し、圧縮機の高効率化が
可能となる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0012】図1にジェットエンジンに用いられる軸流
圧縮機5の動翼3bの部分側面図を示す。動翼3bは、
図5に示す如く環状に配置された外側流路壁1と内側流
路壁2との間に、その周方向に沿って所定間隔を隔てて
複数配列されており、圧縮機5の軸方向に沿って静翼3
aと交互に多段に設けられている。
【0013】この動翼3bの部分斜視図を図2に示す。
図示するように、各動翼3bは、内側流路壁2上に所定
間隔を隔てて立設されており、その先端10が外側流路
壁1(図示せず)にぎりぎりまで近接されている。図
中、便宜上、内側流路壁2を平板状に示したが、実際は
図5に示す如くリング状になっている。この内側流路壁
2のさらに内方には、内側流路壁2および動翼3bを回
転駆動するロータ4が設けられている。
【0014】この実施例の特長とするところは、上記内
側流路壁2に、翼列間の流路断面積が最小となるスロー
ト部9に位置させて、流路断面積を広げる凹部11を形
成すると共に、その凹部11の後流側に位置させて翼背
側根元部7を流れる流体の減速を抑制させる滑らかな凸
部12を形成した点にある。図2に示すようにこれら凹
部11および凸部12は、上記内側流路壁2に、その周
方向に沿ってそれぞれ環状に形成されている。また、凹
部11および凸部12は、図1に示すように流路壁1,
2間の流路断面積が滑らかに変化するように形成されて
いる。よって、ここを通過する流体は各流路壁1,2に
沿ってスムーズに流れることになる。
【0015】以上の構成からなる本実施例の作用を述べ
る。
【0016】内側流路壁2に形成された凹部11によ
り、翼列間のスロート部9(流路断面積最小部)の流路
断面積が増える。よって、その面積が増えた分、スロー
ト部9のチョーク流量が増加する。つまり、この凹部1
1のない従来の翼列構造では、流量が増えると各翼列間
のスロート部9においてチョーキング現象が生じるが、
図1に示す本翼列構造によればスロート部9の流路断面
積が凹部11によって広がっているのでその分チョーク
流量が増加し、チョーク余裕が増加する。従って、圧縮
機5の高流量化が可能になり、図5に示すように圧縮機
5の利用範囲を流量増大側に広げることができる。
【0017】また、内側流路壁2に設けられた凸部12
により、翼列間の流路断面積が最小となるスロート部9
以降の流路が狭められる。よって、そのノズル効果およ
び凸状面に沿って流れる流体の特性に起因して、凸部1
2の表面を流れる流体が加速される。すなわち、凸部1
2がない一般的な翼列構造では、図4に実線で示すよう
に翼背側6を流れる流体はスロート部9近傍をピークと
してその後減速されてしまうが、上記凸部12を設ける
ことによりその後再加速され、破線で示すようにスロー
ト部9以降の流体の減速が弱められる。尚、翼背側6の
速度が一旦減速しているのは、内側流路壁2に形成され
た凹部11のデフューザ効果によるものである。
【0018】このように、翼背側6を流れる流体の減速
ポイントが後流側にずれるので、これに伴い翼背側6を
流れる流体の剥離ポイントも後流側へ移行する。従っ
て、図3に示すように従来翼根元部7において広範囲に
亘って広がっていた剥離域が狭まり、剥離域の面積と直
接相関のある流れの圧力損失が破線で示すように大幅に
低減する。よって、図5に示すように高効率化を推進す
ることができる。
【0019】すなわち、本実施例は、凹部11がスロー
ト部9の流路断面積を広げ通過流量の増加を図り、同時
に凸部12がスロート部9以降の流体の減速を弱めその
剥離ポイントを後流側にずらすことで圧力損失を低減し
ている。これにより、圧縮機5の高流量化と高効率化と
を無理なく両立できる。
【0020】なお、本実施例は軸流圧縮機5の動翼3b
に適用した例を示したが、もちろん静翼3aに適用して
もよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る「軸流
圧縮機の翼列構造」によれば、圧縮機の高流量化と高効
率化とを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す軸流圧縮機の翼列構造
の部分側面図である。
【図2】上記翼列構造の部分斜視図である。
【図3】上記翼列構造と従来の翼列構造とについての剥
離域の差および損失分布の差を示す図である。
【図4】上記翼列構造と従来の翼列構造とについての速
度分布の差を示す図である。
【図5】上記翼列構造と従来の翼列構造との性能特性の
差を示す図である。
【図6】軸流圧縮機の側断面図である。
【符号の説明】
1 外側流路壁 2 内側流路壁 3 翼 3a 静翼 3b 動翼 5 軸流圧縮機 6 背側 7 根元部 9 スロート部 11 凹部 12 凸部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状に配置された内側流路壁と外側流路
    壁との間に、その周方向に沿って所定間隔を隔て複数の
    翼を配列してなる軸流圧縮機の翼列構造において、上記
    内側流路壁に、翼列間の流路断面積が最小となるスロー
    ト部に位置させて流路断面積を広げる凹部を形成すると
    共に、該凹部の後流側に位置させて翼背側根元部を流れ
    る流体の減速を抑制させる滑らかな凸部を形成したこと
    を特徴とする軸流圧縮機の翼列構造。
JP4138393A 1993-03-02 1993-03-02 軸流圧縮機の翼列構造 Pending JPH06257597A (ja)

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