JP6169007B2 - Rotor blade and axial flow rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は軸流回転機械に用いられる動翼、及び、これを備えた軸流回転機械に関する。 The present invention relates to a moving blade used in an axial-flow rotating machine and an axial-flow rotating machine including the same.
例えば軸流回転機械の一種として軸流圧縮機が知られている。この軸流回転機械では、空気等の流体を取り込み、回転軸に複数列に設けられた動翼、及びこの動翼と交互にケーシングに設けられた静翼を通過させることで流体の圧縮を行った後、ディフューザ部を通じて圧縮された流体を吐出する。 For example, an axial compressor is known as a kind of axial flow rotating machine. In this axial flow rotary machine, fluid such as air is taken in and compressed by passing the moving blades provided in multiple rows on the rotating shaft and the stationary blades provided in the casing alternately with the moving blades. After that, the compressed fluid is discharged through the diffuser section.
特許文献1には、このような軸流圧縮機が設けられたガスタービンが開示されている。ガスタービンでは、軸流圧縮機からの圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させた燃焼ガスでタービンを駆動し、回転動力を取り出すようになっている。
ところで、軸流圧縮機のディフューザ部では、流体の流れの下流側に向かって徐々に流路断面積が拡大するようにディフューザ流路を形成し、圧縮された流体の流速を低減して圧力を回復させる。 By the way, in the diffuser section of the axial flow compressor, a diffuser channel is formed so that the channel cross-sectional area gradually increases toward the downstream side of the fluid flow, and the pressure is reduced by reducing the flow rate of the compressed fluid. Let me recover.
しかしながら、ディフューザ部へ流入する流体には、ケーシング内面との間のせん断の影響によって回転軸の径方向に流速分布(圧力分布)が生じている。このため、ディフューザ流路を流体が流通する際にディフユーザ流路内面で流体の剥離が生じ易くなり、損失が生じてしまう可能性がある。 However, in the fluid flowing into the diffuser portion, a flow velocity distribution (pressure distribution) is generated in the radial direction of the rotating shaft due to the influence of shear between the inner surface of the casing and the fluid. For this reason, when the fluid flows through the diffuser flow path, the fluid tends to be peeled off from the inner surface of the diff user flow path, which may cause a loss.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、ディフューザ部での損失を低減し、十分な圧力回復性能を得ることが可能な動翼、及び軸流圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a moving blade and an axial compressor that can reduce loss in the diffuser section and obtain sufficient pressure recovery performance. Objective.
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明の一の態様としての動翼は、軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と、前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持して前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通して前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出して該軸線の方向に複数列に設けられた静翼列と、前記静翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられて前記流体の圧縮又は圧送を行う動翼列と、を備える軸流回転機械に設けられ、前記動翼列のうちの前記流体の流れの最も下流側に位置する最終動翼列を構成するとともに、互いに前記軸線の周方向に間隔をあけて複数配された動翼であって、翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が流体を高い圧力へ圧縮できるように、各動翼の翼部出口における流体の流通方向を中央部に対してハブ側及びチップ側で異ならせるために、前記各動翼における転向角が翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側で大きくなっている翼部を備える。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the moving blade according to one aspect of the present invention includes a rotating shaft that extends in the direction of the axis and rotates around the axis, and supports the rotating shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable. A casing that defines a fluid flow path therebetween, and is provided on the downstream side of the casing and communicates with the flow path to form an annular shape centering on the axis, and the flow path cross-sectional area increases toward the downstream side A diffuser portion in which a diffuser flow path is defined, a stationary blade row protruding inward in the radial direction of the axis from the casing and provided in a plurality of rows in the direction of the axis, and a direction of the axis in the stationary blade row And a moving blade row that is provided in a plurality of rows adjacent to each other and compresses or pumps the fluid, and is located on the most downstream side of the fluid flow in the moving blade row Constitute the last blade row to be A plurality arranged the blades at intervals in the circumferential direction of the axis, as toward the hub side and the tip side than the central portion of the blade height direction can be compressed fluid to a higher pressure, each blade the flow direction of the fluid in the wings outlet in order to vary at the hub side and the tip side with respect to the central portion, the hub side and the tip side than turning angle in the center of the blade height direction at each blade Ru equipped with a blade portion is larger.
このような動翼によれば、最終動翼列の動翼における翼部の転向角、即ち、翼部入口に対する流体の流通方向と翼部出口における流体の流通方向との相対角度が、翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が大きくなっている。このため、最終動翼列を通過する流体はハブ側及びチップ側でより大きく流通方向が転向される。従って、動翼は、ハブ側及びチップ側で流体に対してより多くの仕事をすることになり、この位置で流体の圧縮量(又は圧送量)が多くなる。
ここで、仮に動翼における転向角が翼高さ方向に一律である場合には、流体とケーシングの流路の内面との間のせん断力の影響でハブ側及びチップ側で流体の流速が遅くなる。
この点、上述のように動翼の転向角を翼高さ方向に変化させることで、流路の内面近傍での流体の流速を増大させ、最終動翼列を通過した流体の速度(全圧)分布を、ディフューザ部の出口で、翼高さ方向、即ち軸線の径方向により均一とすることができる。この結果、ディフューザ流路内での流体の剥離を抑制することができる。
さらに、このような流体の剥離抑制によって、ディフューザ部の軸線の方向の寸法を短縮したとしても安定して圧力を回復させることができ、ディフューザ流路との間の摩擦によって生じる流体の摩擦損失の低減が可能となる。
また、流体の剥離抑制によって、ディフューザ流路の入口と出口との流路断面積の比を大きくすることも可能となり、圧力回復量を大きくすることができる。
また、本発明の他の態様としての軸流回転機械は、上記の動翼を有する動翼列と、前記動翼列を固定し、前記軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と、前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持し、前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通し、前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出するとともに、前記動翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられ、列毎に前記軸線の周方向に互いに離間して設けられた静翼を有する静翼列と、を備える。
このような軸流回転機械によれば、最終動翼列に上記の動翼を有していることで、ケーシングの流路の内面近傍での流体の流速を増大させ、最終動翼列を通過した流体の速度(全圧)分布を、ディフューザ部の出口で、翼高さ方向、即ち軸線の径方向により均一とすることができる。
さらに、前記ディフューザ部は、前記最終動翼列の上流側の端部よりも下流側で、かつ、該最終動翼列よりもさらに下流側に設けられた最終静翼列の下流側の端部よりも上流側から前記ディフューザ流路が延びるように、前記ケーシングに設けられていてもよい。
上記のように最終動翼列の動翼の転向角が翼高さ方向に異なっていることで、流路の内面近傍で全圧が高められた流体がディフューザ流路に流れ込むことになり、ディフューザ流路での流体の剥離は生じにくい。よって、最終動翼列が設けられた位置を含んで、この位置よりも下流側で、かつ、最終静翼列よりも上流側からディフューザ流路が始まるようにしても損失は発生しにくい。よってこのようにすることで、最終静翼列による流体の減速効果を得つつ、より早い列階から圧力回復を行うことができる。この結果、ディフューザ部の軸線の方向の寸法をさらに短縮したり、ディフューザ流路の入口と出口との流路断面積比をさらに大きくしたりすることが可能となる。
According to such a moving blade, the turning angle of the blade part in the moving blade of the final moving blade row, that is, the relative angle between the fluid flow direction with respect to the blade inlet and the fluid flow direction at the blade outlet is determined by the blade height. The hub side and the tip side are larger than the central portion in the vertical direction. For this reason, the flow direction of the fluid passing through the final moving blade row is largely changed on the hub side and the tip side. Therefore, the rotor blade performs more work on the fluid on the hub side and the tip side, and the amount of fluid compression (or pumping amount) increases at this position.
Here, if the turning angle of the moving blade is uniform in the blade height direction, the fluid flow velocity is slow on the hub side and tip side due to the influence of the shearing force between the fluid and the inner surface of the flow path of the casing. Become.
In this regard, by changing the turning angle of the moving blade in the blade height direction as described above, the flow velocity of the fluid near the inner surface of the flow path is increased, and the velocity of the fluid that has passed through the last moving blade row (total pressure) ) The distribution can be made more uniform in the blade height direction, that is, the radial direction of the axis, at the exit of the diffuser section. As a result, fluid separation in the diffuser channel can be suppressed.
Further, by suppressing the separation of the fluid as described above, the pressure can be stably recovered even if the dimension in the axial direction of the diffuser portion is shortened, and the friction loss of the fluid caused by the friction with the diffuser flow path can be reduced. Reduction is possible.
Further, by suppressing the separation of the fluid, it is possible to increase the ratio of the channel cross-sectional area between the inlet and the outlet of the diffuser channel, and the pressure recovery amount can be increased .
An axial-flow rotating machine according to another aspect of the present invention includes a moving blade row having the above-described moving blade, and a rotation that fixes the moving blade row, extends in the direction of the axis, and rotates about the axis. A shaft and a casing that supports the rotating shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable, and define a fluid flow path between the rotating shaft and the shaft, and are provided on the downstream side of the casing and communicate with the flow path A diffuser portion having an annular shape centering on the axis and having a diffuser flow path whose flow cross-sectional area increases toward the downstream side, and protruding radially inward of the axis from the casing, A stationary blade row having a plurality of rows adjacent to the moving blade row in the direction of the axis, and having stationary blades spaced apart from each other in the circumferential direction of the axis.
According to such an axial-flow rotating machine, the above-described moving blade is included in the final moving blade row, thereby increasing the flow velocity of the fluid in the vicinity of the inner surface of the flow path of the casing and passing through the final moving blade row. The velocity (total pressure) distribution of the fluid can be made uniform in the blade height direction, that is, the radial direction of the axis, at the outlet of the diffuser portion .
Further, the diffuser portion is an end portion on the downstream side of the final stationary blade row provided downstream of the upstream end portion of the final moving blade row and further downstream of the final moving blade row. It may be provided in the casing so that the diffuser channel extends from the upstream side.
As described above, because the turning angle of the moving blades of the final moving blade row is different in the blade height direction, the fluid whose total pressure is increased in the vicinity of the inner surface of the flow channel flows into the diffuser flow channel. Separation of fluid in the flow path is unlikely to occur. Therefore, even if the diffuser flow path is started from the downstream side of this position, including the position where the final moving blade row is provided, and from the upstream side of the final stationary blade row, loss is unlikely to occur. Therefore, by doing in this way, pressure recovery can be performed from an earlier stage while obtaining the fluid deceleration effect by the last stationary blade row. As a result, the dimension of the diffuser portion in the axial direction can be further shortened, and the flow passage cross-sectional area ratio between the inlet and the outlet of the diffuser flow passage can be further increased.
また、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路の内面の一部が前記最終静翼列における前記静翼の一部によって形成されていてもよい。 Further, in the diffuser portion, a part of the inner surface of the diffuser channel may be formed by a part of the stationary blade in the final stationary blade row.
このように静翼の一部がディフューザ流路の内面を形成することで、最終静翼列の下流側の端部よりも上流側からディフューザ流路を拡大したとしても、下流側に向かって拡大するディフューザ流路の内面から静翼の一部(例えばシュラウド等)がディフューザ流路に突出することがなくなる。よって、ディフューザ流路内でより滑らかに流体を下流側に向かって流通させることができ、流体の剥離をさらに抑制することが可能となる。 In this way, a part of the vane forms the inner surface of the diffuser flow path, so that even if the diffuser flow path is expanded from the upstream side of the downstream end of the final stationary blade row, it expands toward the downstream side. Therefore, a part of the stationary blade (for example, shroud or the like) does not protrude from the inner surface of the diffuser flow path into the diffuser flow path. Therefore, the fluid can be circulated more smoothly in the diffuser flow path toward the downstream side, and the separation of the fluid can be further suppressed.
さらに、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路が、前記最終静翼列の設けられた前記軸線の方向の領域に対応する第一領域と、該第一領域よりも下流側の第二領域と、該第二領域よりもさらに下流側の第三領域とに分割され、前記第一領域よりも前記第二領域の方が流路断面積の拡大量が大きくなり、前記第二領域よりも前記第三領域の方が流路断面積の拡大量が小さくなってもよい。 Further, in the diffuser portion, the diffuser flow path includes a first region corresponding to a region in the direction of the axis where the final stationary blade row is provided, and a second region downstream of the first region, The second region is further divided into a third region on the downstream side of the second region, and the second region has a larger amount of enlargement of the channel cross-sectional area than the first region. The expansion amount of the channel cross-sectional area may be smaller in the three regions.
このように第一領域から第三領域に向かって、即ちディフューザ流路が下流側に向かって、まず小さく拡大した後に大きく拡大し、その後に小さく拡大する。よって、最終静翼列を流体が通過する際に、即ち第一領域を通過する際に、ディフューザ流路による流体の減速量を低減できるため、最終静翼列での流体の剥離を抑制することができる。その後、第二領域を通過する際にはディフューザ流路によって流体の減速量を大きくでき、十分な圧力回復量を得ることができる。さらに、最も下流側の第三領域では流体の境界層が発達してくるが、流体の減速量を低減することができるため第三領域での剥離を抑制できる。
ここで、流路断面積の拡大量とは、各領域のディフューザ流路の軸線を基準とした角度、即ち、開き角を意味する。
In this way, from the first region to the third region, that is, the diffuser flow path is directed to the downstream side, first, the diffuser channel expands small, then expands large, and then expands small. Therefore, when the fluid passes through the final stationary blade row, that is, when passing through the first region, the amount of fluid deceleration by the diffuser flow path can be reduced, so that the separation of the fluid in the final stationary blade row is suppressed. Can do. Thereafter, when passing through the second region, the amount of deceleration of the fluid can be increased by the diffuser flow path, and a sufficient pressure recovery amount can be obtained. Furthermore, although the boundary layer of the fluid develops in the third region on the most downstream side, the amount of deceleration of the fluid can be reduced, so that separation in the third region can be suppressed.
Here, the expansion amount of the channel cross-sectional area means an angle based on the axis of the diffuser channel in each region, that is, an opening angle.
また、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路が、前記最終静翼列の設けられた前記軸線の方向の領域に対応する第一領域と、該第一領域よりも下流側の第二領域とに分割され、前記第一領域よりも前記第二領域の方が流路断面積の拡大量が小さくなってもよい。 Further, in the diffuser portion, the diffuser flow path is divided into a first region corresponding to a region in the direction of the axis where the final stationary blade row is provided, and a second region downstream of the first region. The second region may be divided and the amount of enlargement of the channel cross-sectional area may be smaller than that of the first region.
このように第一領域よりも第二領域で、ディフューザ流路が小さく拡大する。この場合、第一領域からディフューザ流路を開くことで、第一領域よりも下流側のディフューザ流路における内面(端壁)での流体の剥離を抑制しつつ第一領域で減速量を大きくとり、その後第二領域で境界層が発達しても、流体が剥離なく減速することができる。 In this way, the diffuser flow path expands smaller in the second region than in the first region. In this case, by opening the diffuser channel from the first region, a large amount of deceleration can be obtained in the first region while suppressing fluid separation on the inner surface (end wall) of the diffuser channel downstream of the first region. Then, even if the boundary layer develops in the second region, the fluid can be decelerated without peeling.
また、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路における前記軸線の径方向外側の内面が下流側に向かって前記径方向外側に傾斜するように流路断面積が拡大してもよい。 Further, in the diffuser portion, the flow passage cross-sectional area may be increased so that the radially inner inner surface of the diffuser flow passage is inclined outward in the radial direction toward the downstream side.
流体は回転軸の回転方向の成分を有した状態でディフューザ流路に流入するため、ディフューザ流路における径方向外側の内面側に流体が寄った状態でディフューザ流路内を流通することになる。よって、径方向外側に傾斜するようにディフューザ流路の流路断面積が拡大することで流体の流通方向に沿ってディフューザ流路が形成されていることになる。このため、より円滑にディフューザ流路内で流体を流通させることができ、圧力回復の効果を向上することができる。 Since the fluid flows into the diffuser channel with a component in the rotational direction of the rotating shaft, the fluid flows through the diffuser channel with the fluid approaching the radially inner surface side of the diffuser channel. Therefore, the diffuser flow path is formed along the flow direction of the fluid by enlarging the cross-sectional area of the diffuser flow path so as to incline radially outward. For this reason, the fluid can be circulated more smoothly in the diffuser flow path, and the effect of pressure recovery can be improved.
さらに、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路における前記軸線の径方向内側の内面が下流側に向かって前記径方向内側に傾斜するように流路断面積が拡大してもよい。 Furthermore, in the diffuser portion, the flow passage cross-sectional area may be increased so that the inner surface of the diffuser flow passage on the inner side in the radial direction of the axis is inclined inward in the radial direction toward the downstream side.
このようにディフューザ流路では、径方向外側の内面とともに径方向内側の内面が下流側に向かって径方向内側に傾斜することで、より短い距離でディフューザ流路の拡大を図り、圧力回復が可能となる。よって、ディフューザ流路の軸線の方向の長さを短縮でき、流体の摩擦損失を低減することができる。 In this way, in the diffuser channel, the inner surface on the radially inner side and the inner surface on the radially inner side are inclined radially inward toward the downstream side, so that the diffuser channel can be expanded at a shorter distance and pressure recovery is possible. It becomes. Therefore, the length of the diffuser channel in the axial direction can be shortened, and the friction loss of the fluid can be reduced.
また、前記ディフューザ部では、前記ディフューザ流路における前記軸線の径方向内側の内面が下流側に向かって前記径方向外側に傾斜するように前記流路断面積が拡大してもよい。 Further, in the diffuser portion, the flow path cross-sectional area may be increased so that the inner surface of the diffuser flow path on the inner side in the radial direction of the axis is inclined toward the downstream side in the radial direction.
このようにディフューザ流路では、径方向外側の内面とともに径方向内側の内面が下流側に向かって径方向外側に傾斜することで、例えば径方向外側に配置された機器へ圧縮又は圧送された流体を導くことができる。
また、本発明の他の態様としての軸流回転機械は、軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と、前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持して前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通して前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出して該軸線の方向に複数列に設けられた静翼列と、前記静翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられて前記流体の圧縮又は圧送を行う動翼列と、を備える軸流回転機械に設けられ、前記動翼列のうちの前記流体の流れの最も下流側に位置する最終動翼列を構成するとともに、互いに前記軸線の周方向に間隔をあけて複数配され、各々の転向角が翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が大きくなっている翼部を備えた動翼を有する動翼列と、前記動翼列を固定し、前記軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持し、前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通し、前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出するとともに、前記動翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられ、列毎に前記軸線の周方向に互いに離間して設けられた静翼を有する静翼列と、を備え、前記ディフューザ部は、前記最終動翼列の上流側の端部よりも下流側で、かつ、該最終動翼列よりもさらに下流側に設けられた最終静翼列の下流側の端部よりも上流側から前記ディフューザ流路が延びるように、前記ケーシングに設けられており、前記最終静翼列が第一最終静翼列と、第一最終静翼列の上流側に隣接する第二最終静翼列とからなり、前記第二最終静翼列の下流側の端部よりも上流側から前記ディフューザ流路が延びる。
As described above, in the diffuser flow path, the radially inner surface and the radially inner surface are inclined radially outward toward the downstream side, so that, for example, the fluid compressed or pumped to the device disposed radially outside Can guide you.
An axial-flow rotating machine according to another aspect of the present invention includes a rotating shaft that extends in the direction of the axis and rotates around the axis, and the rotating shaft that supports the rotating shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable. A casing defining a fluid flow path between the casing and the casing. The casing is provided on the downstream side of the casing and communicates with the flow path to form an annular shape centering on the axis, and the flow path cross-sectional area toward the downstream side. A diffuser section in which a diffuser flow path is defined, a stationary blade row protruding inward in the radial direction of the axis from the casing and provided in a plurality of rows in the direction of the axis, and the axis in the stationary blade row And a moving blade row provided in a plurality of rows adjacent to each other in the direction of the fluid to compress or pump the fluid, and provided on an axial-flow rotating machine, the most downstream side of the fluid flow in the moving blade row The final blade row located at In particular, a moving blade provided with a plurality of blades arranged at intervals in the circumferential direction of the axis, each turning angle being larger on the hub side and tip side than the central portion in the blade height direction. A rotating blade row having a rotating blade that fixes the moving blade row, extends in the direction of the axis and rotates around the axis, and supports the rotating shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable, and the rotating shaft A casing defining a fluid flow path between the casing and the downstream side of the casing, communicating with the flow path, forming an annular shape centering on the axis, and having a flow path cross-sectional area toward the downstream side A diffuser portion in which an expanding diffuser channel is defined, and protrudes radially inward of the axis from the casing, and is provided in a plurality of rows adjacent to the moving blade row in the direction of the axis. Provided apart from each other in the circumferential direction of the axis. The diffuser portion is downstream of the upstream end of the final moving blade row and further downstream of the final moving blade row. The diffuser flow path is provided in the casing so as to extend from the upstream side to the downstream end of the stationary blade row, and the final stationary blade row is a first final stationary blade row and a first final stationary blade. The diffuser flow path extends from the upstream side of the downstream end of the second final stationary blade row. The second final stationary blade row is adjacent to the upstream side of the row.
上記の動翼、及び軸流回転機械によると、動翼の翼部が翼高さ方向に転向角が異なっていることで、ディフューザ部での流体の流動損失を低減可能であり、十分な圧力回復性能を得ることができる。 According to the above moving blade and the axial flow rotating machine, the flow loss of the fluid in the diffuser portion can be reduced because the turning angle of the blade portion of the moving blade is different in the blade height direction. Recovery performance can be obtained.
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る軸流圧縮機1(軸流回転機械)について、図面を参照して説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, an axial flow compressor 1 (axial flow rotary machine) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
軸流圧縮機1は空気等のガスG(流体)を取り込んで圧縮して吐出する。この軸流圧縮機1は、図1及び図2に示すように、軸線Oを中心として回転する回転軸2と、回転軸2を支持するケーシング3と、ケーシング3に設けられたディフューザ部4と、ケーシング3から回転軸2に向かって突出する静翼列10と、回転軸2からケーシング3に向かって突出する動翼列20とを備えている。
The
回転軸2は、軸線Oの方向に延びる柱状部材である。
The
ケーシング3は、回転軸2を外周側から覆う筒状をなしている。このケーシング3には不図示の軸受が設けられている。ケーシング3は、この軸受を介して回転軸2を支持することでケーシング3と回転軸2とが相対回転可能となっている。また、ケーシング3と回転軸2との間には空間Sが画成されている。
The casing 3 has a cylindrical shape that covers the
ケーシング3には、軸線O方向の一方側(図1の紙面に向かって左側)でケーシング3の外部に開口するとともに、空間Sに連通するガスGの吸込口3aが形成されている。ガスGは吸込口3aから空間S内に導入され、軸線Oの方向の一方側から他方側に向かって流通する。以下、軸線Oの方向の一方側を上流側とし、他方側を下流側とする。
The casing 3 is formed with a gas
静翼列10は、ケーシング3に固定されてケーシング3から軸線Oの径方向内側に突出して空間S内に配され、軸線Oの方向に互いに間隔をあけて複数列に設けられている。
The
各々の静翼列10は、互いに軸線Oの周方向に間隔をあけて設けられた複数の静翼12を有している。
各々の静翼12は径方向に直交する断面が翼形状をなす翼部13と、翼部13の径方向外側に設けられた外側シュラウド14と、翼部13の径方向内側に設けられた内側シュラウド15とを備えている。外側シュラウド14はケーシング3に嵌め込まれてケーシング3の内面の一部を構成している。周方向に隣接する静翼12の内側シュラウド15同士が連結されることで、軸線Oを中心とした環状をなしている。
Each
Each stationary blade 12 includes a
本実施形態では、ケーシング3内の空間Sの最も下流側にはアウトレットガイドベーン11(又は静翼12)が設けられているが、このようなアウトレットガイドベーン11(又は静翼12)は必ずしも設けられていなくともよい。 In this embodiment, the outlet guide vane 11 (or the stationary blade 12) is provided on the most downstream side of the space S in the casing 3, but such an outlet guide vane 11 (or the stationary blade 12) is not necessarily provided. It does not have to be done.
動翼列20は、回転軸2に固定されて回転軸2から軸線Oの径方向外側に突出して空間S内に配され、軸線Oの方向に互いに間隔をあけて複数列に設けられている。これら動翼列20は、静翼列10に軸線Oの方向に隣接して静翼列10同士の間に設けられている。
The
ここで、ケーシング3の最も下流側では、アウトレットガイドベーン11の上流側には動翼列20が隣接せず、二列分の静翼列10が軸線Oの方向に隣接して設けられている。ここで、これら隣接する二列分の静翼列10のうちアウトレットガイドベーン11を第一最終静翼列10A、アウトレットガイドベーン11の上流側に設けられた静翼列10を第二最終静翼列10Bとする。
Here, on the most downstream side of the casing 3, the moving
また、第二最終静翼列10Bの上流側には軸線Oの方向に動翼列20が隣接して設けられている。この動翼列20を最終動翼列20Aとする。
A moving
最終動翼列20Aは、図3及び図4に示すように、互いに軸線Oの周方向に間隔をあけて設けられた複数の動翼22を有している。
各々の動翼22は、径方向に直交する断面が翼形状をなす翼部25と、翼部25の径方向内側に設けられたプラットフォーム23と、プラットフォーム23から径方向内側に突出する翼根24とを備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the final moving
Each
動翼22は、翼根24が回転軸2に嵌入されることで回転軸2に固定されている。翼部25は、回転軸2の回転方向Rの後方側を向く負圧面22aと、回転方向Rの前方側を向く圧力面22bとを有している。
The moving
そしてケーシング3の空間S内で、これら静翼12間及び動翼22間に形成された隙間が吸込口3aから導入されたガスGの流通する流路Cとなっている。流路Cに導入されたガスGは、各動翼列20の動翼22の翼部25を通過することで動翼22の圧力面22bに沿って角度が転向されることで圧縮される。
In the space S of the casing 3, a gap formed between the stationary blades 12 and the moving
動翼22における翼部25は、その転向角が翼高さ方向、即ち軸線Oの径方向の中央部に比べてハブ側(径方向内側)及びチップ側(径方向外側)の方が大きくなっている。具体的には図4(a)及び図4(c)に示すように、ハブ側及びチップ側では、翼部25の入口におけるガスGの流通方向に対する翼部25の出口における流体の流通方向との相対角度θ1がより急な角度になっている。この一方で、図4(b)に示すように、翼高さ方向の中央部では相対角度θ2がより緩やかな角度になっている。
この角度θ1、θ2は、翼高さ方向の中央部からハブ側、チップ側に向かうに従って滑らかに変化していくことが好ましい。
The turning angle of the
The angles θ1 and θ2 preferably change smoothly from the center in the blade height direction toward the hub side and the tip side.
ディフューザ部4は、ケーシング3の下流側に設けられて、軸線Oを中心とした筒状をなしている。より具体的には、このディフューザ部4は軸線Oを中心として形成された内筒と、軸線Oを中心として形成されて内筒4aの径よりも大径に形成された外筒4bとを有する二重管状をなしている。
The
内筒4aの内部には回転軸2が配されている。また内筒4aと外筒4bとの間に画成された環状空間はケーシング3の空間S、即ち流路Cに連通するディフューザ流路DCとなっている。ディフューザ流路DCは下流側に向かって流路断面積が拡大するように画成されている。ここで流路断面積とは、軸線Oに直交する断面の面積のことを示す。
A
そして、流路Cを流通して圧縮されたガスGがディフューザ流路DCを介して軸流圧縮機1の外部に吐出される。
このディフューザ部4はケーシング3と一体に設けられていてもよいし、別体で設けられていてもよい。
Then, the gas G compressed through the flow path C is discharged to the outside of the
The
本実施形態では、このディフューザ部4は、第一最終静翼列10Aよりも下流側からディフューザ流路DCが延びるように、ケーシング3に設けられている。
In the present embodiment, the
このような軸流圧縮機1によると、最終動翼列20Aの動翼22における翼部25の転向角θ1が、翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が大きくなっている。よって、最終動翼列20Aを通過するガスGはハブ側及びチップ側でより多く流通方向が転向される。従って、動翼22は、ハブ側及びチップ側で流体に対してより多くの仕事をすることで、この位置でガスGの圧縮量が多くなる。
According to such an
ここで、仮に動翼22の転向角が翼高さ方向に一律である場合には、ガスGとディフューザ流路DCの内面との間のせん断力の影響で、ハブ側及びチップ側でガスGの流速が遅くなる。この点、上述のように動翼22の翼部25の転向角θ1、θ2が翼高さ方向に異なることで、ディフューザ流路DCの内面近傍でのガスGの流速を増大させ、最終動翼列20Aを通過したガスGの速度(全圧)分布を、ディフューザ部4の出口で、翼高さ方向、即ち軸線Oの径方向により均一とすることができる。よって、ディフューザ流路DC内でのガスGの剥離を抑制することができる。
Here, if the turning angle of the
ここで、一般に、ディフューザ部4での圧力回復の性能を向上させるためにはディフューザ流路DCの入口と出口とで、流路断面積の比を大きくとる必要がある。また、ディフューザ流路DCは、ガスGの剥離が生じないように流路Cの開き角を所定の角度に抑えつつ流路断面積を拡大するように形成される。
なお、ここでいう開き角とは、内筒4aの表面であるディフューザ流路DCの径方向内側の面が軸線Oに対して傾斜する角度と、外筒4bの表面であるディフューザ流路DCの径方向外側の面が軸線Oに対して径方向に傾斜する角度との和を示す。
Here, in general, in order to improve the performance of pressure recovery in the
The opening angle referred to here is an angle at which the radially inner surface of the diffuser channel DC that is the surface of the
従って、仮に動翼22での転向角θ1、θ2が同じであり、径方向に一律の形状の翼部25である場合には、ディフューザ部4での圧力回復の機能を維持するためにディフューザ部4の軸線O方向の長さ寸法が大きくなってしまう。この結果、ガスGがディフューザ流路DCの内面に接触する距離が長くなり、摩擦による損失が大きくなってしまう。
Accordingly, if the turning angles θ1 and θ2 of the moving
この点、本実施形態では、このようにガスGの速度分布が均一化されることによって、ディフューザ部4の軸線Oの方向の寸法を短縮することができる。よってディフューザ流路DCとの間の摩擦によって生じるガスGの摩擦損失の低減が可能となる。
In this respect, in the present embodiment, by uniforming the velocity distribution of the gas G in this way, the dimension of the
また、ガスGの速度分布が均一化されることによって、ディフューザ流路DCの入口と出口との流路断面積の比を大きくすることも可能となり、ディフューザ部4での圧力回復量を大きくすることができる。即ち、例えばディフューザ流路DCの開き角を10度以上にすることも可能となる。
In addition, since the velocity distribution of the gas G is made uniform, the ratio of the channel cross-sectional area between the inlet and the outlet of the diffuser channel DC can be increased, and the pressure recovery amount in the
〔第二実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態に係る軸流圧縮機31(軸流回転機械)について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図5に示すように、軸流圧縮機31では、ディフューザ部34は、最終動翼列20Aよりも下流側で、かつ、第二最終静翼列10Bの下流側の端部よりも上流側からディフューザ流路DC1が延びるように、ケーシング3に設けられている。そして、本実施形態では、最終動翼列20Aと、第二最終静翼列10Bとの間からディフューザ流路DC1が延びている。
[Second Embodiment]
The axial flow compressor 31 (axial flow rotary machine) according to the second embodiment of the present invention will be described below.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 5, in the
ここで、第二最終静翼列10Bの下流側の端部とは、第二最終静翼列10Bにおける外側シュラウド14及び内側シュラウド15の下流側の端部を示している。
Here, the downstream end of the second final
本実施形態の軸流圧縮機31によると、第一最終静翼列10A及び第二最終静翼列10BによるガスGの減速効果を得つつ、さらに早い段階から圧力回復を行うことができる。この結果、ディフューザ部34の軸線Oの方向の寸法をさらに短縮したり、ディフューザ流路DC1の入口と出口との流路断面積比をさらに大きくしたりすることが可能となる。
According to the
ここで、最終動翼列20Aの動翼22によって径方向の端壁部となる流路Cの内面(径方向内側及び外側の両側の内周面のことを意味する)の近傍で全圧が高められたガスGがディフューザ流路DC1に流れ込むため、ディフューザ流路DCでのガスGの剥離は生じにくくなっている。よって、本実施形態のディフューザ流路DC1であっても、ガスGの損失を低減しながら圧力回復が可能である。
Here, the total pressure is applied in the vicinity of the inner surface of the flow path C (which means the inner peripheral surfaces on both the inner side and the outer side in the radial direction) which becomes the end wall portion in the radial direction by the moving
ここで、本実施形態では、図6及び図7に示すように、ディフューザ部34は第二最終静翼列10Bの下流側の端部よりも下流側で、かつ、第一最終静翼列40Aの下流側の端部よりも上流側からディフューザ流路DC1が延びるように、ケーシング3に設けられていてもよい。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the
第一最終静翼列40Aの下流側の端部とは、第一最終静翼列40Aにおける外側シュラウド44の下流側の端部を示している。同様に、第二最終静翼列10Bの下流側の端部とは、第二最終静翼列10Bにおける外側シュラウド44の下流側の端部を示している。
The downstream end of the first final
そして、この場合、ディフューザ流路DC1の内面の一部が第一最終静翼列40Aにおける静翼12の一部、即ち、外側シュラウド44によって形成されている。具体的には、図6では、外側シュラウド44の径方向内側を向く面が、その軸線O方向の中途位置から下流側に向かうに従って、径方向外側に傾斜しており、ディフューザ流路DC1の内面の一部となっている。
In this case, a part of the inner surface of the diffuser channel DC1 is formed by a part of the stationary blade 12 in the first final
また、図7では、外側シュラウド44の径方向内側を向く面が、その軸線O方向の全域にわたって下流側に向かうに従って径方向外側に傾斜しており、ディフューザ流路DC1の内面の一部となっている。
In FIG. 7, the surface facing the radially inner side of the
このように静翼12の一部である外側シュラウド44がディフューザ流路DC1の内面を形成することで、第一最終静翼列40Aの下流側の端部よりも上流側からディフューザ流路DC1を拡大したとしても、下流側に向かって拡大するディフューザ流路DC1の内面から外側シュラウド44がディフューザ流路DC1の内部に突出する(図5参照)ことがなくなる。
As described above, the
従って、ディフューザ流路DC1内でより滑らかにガスGを下流側に向かって流通させることができ、ガスGの剥離をさらに抑制することが可能となる。特に外側シュラウド44の径方向内側を向く面をディフューザ流路DC1の径方向内側を向く面と面一とすることで、ガスGの剥離を抑制する効果を向上することができる。
Therefore, the gas G can be more smoothly circulated toward the downstream side in the diffuser channel DC1, and the separation of the gas G can be further suppressed. In particular, by making the surface facing the radially inner side of the
ここで本実施形態では、図6及び図7に示したのと同様に、第二最終静翼列10Bにおける外側シュラウド14の径方向内側を向く面が、下流側に向かうに従って径方向外側に傾斜して、ディフューザ流路DC1の内面の一部となっていてもよい。
Here, in the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the surface facing the radially inner side of the
〔第三実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態に係る軸流圧縮機51について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
[Third embodiment]
Hereinafter, the axial-
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st embodiment and 2nd embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted.
図8に示すように、軸流圧縮機51のディフューザ部54では、ディフューザ流路DC2が第一最終静翼列10A及び第二最終静翼列10Bの設けられた軸線O方向の領域に対応する第一領域A1と、第一領域A1よりも下流側の第二領域A2と、第二領域A2よりもさらに下流側の第三領域A3とに分割されている。
As shown in FIG. 8, in the
そして第一領域A1よりも第二領域A2の方が流路断面積の拡大量が大きくなり、第二領域A2よりも第三領域A3の方が流路断面積の拡大量が小さくなっている。ここで、流路断面積の拡大量とは、各領域でのディフューザ流路DC2の開き角を意味する。 The second region A2 has a larger flow cross-sectional area than the first region A1, and the third region A3 has a smaller flow cross-sectional area than the second region A2. . Here, the expansion amount of the channel cross-sectional area means the opening angle of the diffuser channel DC2 in each region.
このように第一領域A1から第三領域A3に向かって、即ちディフューザ流路DC2が下流側に向かって、まず小さく拡大した後に大きく拡大し、その後に小さく拡大する。よって、第一最終静翼列10A及び第二最終静翼列10BをガスGが通過する際に、即ち第一領域A1を通過する際に、ディフューザ流路DCによるガスGの減速量を低減できる。このため、第一最終静翼列10A及び第二最終静翼列10BでのガスGの剥離を抑制することができる。
In this way, from the first region A1 toward the third region A3, that is, the diffuser flow channel DC2 toward the downstream side, first, the diffuser channel DC2 expands small, then expands large, and then expands small. Therefore, when the gas G passes through the first final stationary blade row 10A and the second final
その後、第二領域A2をガスGが通過する際には、ディフューザ流路DC2によってガスGの減速量を大きくでき、十分な圧力回復量を得ることができる。さらに、最も下流側の第三領域A3ではガスGの境界層が発達しているが、ガスGの減速量を低減することができるためガスGの剥離を抑制できる。よって効果的に圧力回復が可能となる。 Thereafter, when the gas G passes through the second region A2, the amount of deceleration of the gas G can be increased by the diffuser channel DC2, and a sufficient pressure recovery amount can be obtained. Furthermore, although the boundary layer of the gas G is developed in the third region A3 on the most downstream side, since the amount of deceleration of the gas G can be reduced, the separation of the gas G can be suppressed. Therefore, pressure recovery can be effectively performed.
ここで、本実施形態では、ディフューザ流路DC2が、第一領域A1と、第一領域A1よりも下流側の第二領域A2とに分割されていてもよい。そしてこの場合、第一領域A1よりも第二領域A2の方が流路断面積の拡大量が小さくなっていてもよい。この場合、第一領域A1からディフューザ流路DC2を開くことで、第一領域A1よりも下流側のディフューザ流路DC2における内面(端壁)でのガスGの剥離を抑制しつつ、第一領域A1で減速量を大きくとり、その後第二領域A2で境界層が発達しても、ガスGが剥離なく減速することができる。 Here, in the present embodiment, the diffuser channel DC2 may be divided into a first region A1 and a second region A2 on the downstream side of the first region A1. In this case, the amount of enlargement of the channel cross-sectional area may be smaller in the second region A2 than in the first region A1. In this case, by opening the diffuser flow channel DC2 from the first region A1, the first region is suppressed while preventing the gas G from being separated on the inner surface (end wall) in the diffuser flow channel DC2 downstream from the first region A1. Even if the amount of deceleration is increased at A1 and then the boundary layer develops in the second region A2, the gas G can be decelerated without separation.
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、ディフューザ部4(34、54)では、ディフューザ流路DC(DC1、DC2)における軸線Oの径方向外側の内面、即ち、外筒4bの内面が下流側に向かって径方向外側に傾斜するように流路断面積が拡大してもよい。ここで、ガスGは回転軸2の回転方向Rの成分を有した状態でディフューザ流路DCに流入するため、ディフューザ流路DCにおける径方向外側の内面側にガスGが寄った状態でディフューザ流路DC内を流通することになる。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, some design changes can be made without departing from the technical idea of the present invention.
For example, in the diffuser section 4 (34, 54), the inner surface on the radially outer side of the axis O in the diffuser channel DC (DC1, DC2), that is, the inner surface of the
よって、径方向外側に傾斜するようにディフューザ流路DCの流路断面積が拡大することでガスGの流通方向に沿ってディフューザ流路DCが形成されていることになる。このため、より円滑にディフューザ流路DC内でガスGを流通させることができ、圧力回復の効果を向上することができる。 Therefore, the diffuser channel DC is formed along the flow direction of the gas G by increasing the channel cross-sectional area of the diffuser channel DC so as to incline radially outward. For this reason, the gas G can be more smoothly circulated in the diffuser channel DC, and the effect of pressure recovery can be improved.
さらに、ディフューザ部4(34、54)では、ディフューザ流路DC(DC1、DC2)における軸線Oの径方向内側の内面、即ち、内筒4aの内面が下流側に向かって径方向内側に傾斜するように流路断面積が拡大してもよい。このようにディフューザ流路DCでは、径方向外側の内面とともに径方向内側の内面が下流側に向かって径方向内側に傾斜し、流路Cが径方向両側に拡径することで、より短い距離で圧力回復を行うことができる。よって、ディフューザ流路DCの軸線O方向の長さを短縮でき、ディフューザ流路DCでのガスGの摩擦損失を低減することができる。
Further, in the diffuser part 4 (34, 54), the inner surface in the radial direction of the axis O in the diffuser flow channel DC (DC1, DC2), that is, the inner surface of the
また、ディフューザ部4(34、54)では、ディフューザ流路DC(DC1、DC2)における軸線Oの径方向内側の内面、即ち、内筒4aの外面が下流側に向かって径方向外側に傾斜するように流路断面積が拡大してもよい。このようにディフューザ流路DCでは、径方向外側の内面とともに径方向内側の内面が下流側に向かって径方向外側に傾斜することで、径方向外側に配置された機器へ圧縮されたガスGを導くことができる。
Further, in the diffuser portion 4 (34, 54), the inner surface on the radially inner side of the axis O in the diffuser flow channel DC (DC1, DC2), that is, the outer surface of the
例えば、軸流圧縮機1(31、51)がガスタービンに適用された場合には、ディフューザ部4(34、54)の径方向外側に配置された燃焼器へとガスGを円滑に導くことが可能となる。 For example, when the axial flow compressor 1 (31, 51) is applied to a gas turbine, the gas G is smoothly guided to the combustor disposed on the radially outer side of the diffuser portion 4 (34, 54). Is possible.
また、ディフューザ流路DCは最終動翼列20Aを含む位置、即ち、最終動翼段20Aよりも上流側の端部から始まるように形成されていてもよい。 Further, the diffuser channel DC may be formed so as to start from a position including the final moving blade row 20A, that is, an end portion on the upstream side of the final moving blade stage 20A.
また、上述の実施形態では、軸流回転機械の一例として、軸流圧縮機1(31、51)について説明を行ったが、ガスGに代えて液体を圧送する軸流ポンプ等の他の軸流回転機械に上述の実施形態の構成を適用可能である。 In the above-described embodiment, the axial flow compressor 1 (31, 51) has been described as an example of the axial flow rotary machine. However, another shaft such as an axial flow pump that pumps liquid instead of the gas G is described. The configuration of the above-described embodiment can be applied to a flow rotating machine.
上記の動翼、及び軸流回転機械によると、動翼の翼部が翼高さ方向に転向角が異なっていることで、ディフューザ部での流体の流動損失を低減でき、十分な圧力回復性能を得ることが可能である。 According to the above moving blades and the axial flow rotating machine, the flow angle of the blades of the moving blades is different in the direction of the blade height, so that the flow loss of the fluid in the diffuser can be reduced, and sufficient pressure recovery performance It is possible to obtain
1、31、51…軸流圧縮機(軸流回転機械) 2…回転軸 3…ケーシング 3a…吸込口 4、34、54…ディフューザ部 4a…内筒、4b…外筒 10…静翼列 10A、40A…第一最終静翼列 10B…第二最終静翼列 11…アウトレットガイドベーン 12…静翼 13…翼部 14、44…外側シュラウド 15…内側シュラウド 20…動翼列 20A…最終動翼列 22…動翼 22a…負圧面 22b…圧力面 23…プラットフォーム 24…翼根 25…翼部 S…空間 G…ガス O…軸線 DC、DC1、DC2…ディフューザ流路 C…流路 A1…第一領域 A2…第二領域 A3…第三領域
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記動翼列のうちの前記流体の流れの最も下流側に位置する最終動翼列を構成するとともに、互いに前記軸線の周方向に間隔をあけて複数配された動翼であって、
翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が流体を高い圧力へ圧縮できるように、各動翼の翼部出口における流体の流通方向を中央部に対してハブ側及びチップ側で異ならせるために、前記各動翼における転向角が翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側で大きくなっている翼部を備える動翼。 A rotating shaft that extends in the direction of the axis and rotates about the axis; a casing that supports the rotating shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable and defines a fluid flow path between the rotating shaft; and A diffuser portion that is provided on the downstream side of the casing, communicates with the flow path, forms an annular shape centered on the axis, and defines a diffuser flow path that has a cross-sectional area that increases toward the downstream side; and A stationary blade row protruding inward in the radial direction of the axis from the casing and provided in a plurality of rows in the direction of the axis, and compression of the fluid provided in a plurality of rows adjacent to the stationary blade row in the direction of the axis Or provided in an axial-flow rotating machine including a moving blade row that performs pumping,
The final blade row that is located on the most downstream side of the flow of the fluid in the blade row, and a plurality of blades that are arranged at intervals in the circumferential direction of the axis ,
In order to compress the fluid to a higher pressure on the hub side and tip side than in the center portion in the blade height direction, the fluid flow direction at the blade portion outlet of each blade is set to the hub side and tip relative to the center portion. to vary the side, Ru with the wings is larger at the hub side and the tip side turning angle than the central portion of the blade height direction at each rotor blade rotor blade.
前記動翼列を固定し、前記軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と、 A rotating shaft that fixes the blade row, extends in the direction of the axis, and rotates about the axis;
前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持し、前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、 A casing that supports the rotation shaft from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable, and defines a fluid flow path between the rotation shaft and
前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通し、前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、 A diffuser portion that is provided on the downstream side of the casing, communicates with the flow path, forms a ring centered on the axis, and defines a diffuser flow path that has a cross-sectional area that increases toward the downstream side; and
前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出するとともに、前記動翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられ、列毎に前記軸線の周方向に互いに離間して設けられた静翼を有する静翼列と、 A plurality of rows that protrude radially inward of the axis from the casing, are provided adjacent to the blade row in the direction of the axis, and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the axis for each row. A stationary blade row having wings;
を備える軸流回転機械。 An axial-flow rotating machine comprising:
前記第一領域よりも前記第二領域の方が流路断面積の拡大量が大きくなり、前記第二領域よりも前記第三領域の方が流路断面積の拡大量が小さくなる請求項2から4のいずれか一項に記載の軸流回転機械。 In the diffuser portion, the diffuser flow path includes a first region corresponding to a region in the axial direction in which the final stationary blade row is provided, a second region downstream of the first region, and the first region. Divided into a third region further downstream than the two regions,
Wherein the first region towards the second region than increases the expansion volume of the flow path cross-sectional area, the amount of increase is the channel cross-sectional area towards the second region the third region than smaller claim 2 To an axial-flow rotating machine according to any one of claims 1 to 4 .
前記第一領域よりも前記第二領域の方が流路断面積の拡大量が小さくなる請求項2から4のいずれか一項に記載の軸流回転機械。 In the diffuser portion, the diffuser flow path is divided into a first region corresponding to a region in the direction of the axis where the final stationary blade row is provided, and a second region downstream of the first region. ,
The axial flow rotary machine according to any one of claims 2 to 4 , wherein the second region has a smaller amount of expansion of the flow path cross-sectional area than the first region.
前記動翼列のうちの前記流体の流れの最も下流側に位置する最終動翼列を構成するとともに、互いに前記軸線の周方向に間隔をあけて複数配され、各々の転向角が翼高さ方向の中央部に比べてハブ側及びチップ側の方が大きくなっている翼部を備えた動翼を有する動翼列と、 Among the blade rows, a final blade row located on the most downstream side of the fluid flow is constituted, and a plurality of blade blades are arranged at intervals in the circumferential direction of the axis, and each turning angle is a blade height. A moving blade row having a moving blade with a blade portion that is larger on the hub side and the tip side than the central portion of the direction;
前記動翼列を固定し、前記軸線の方向に延びて該軸線を中心として回転する回転軸と前記回転軸を相対回転可能に外周側から支持し、前記回転軸との間に流体の流路を画成するケーシングと、 The rotating blade row is fixed, extends in the direction of the axis, rotates around the axis, and supports the rotation axis from the outer peripheral side so as to be relatively rotatable, and a fluid flow path between the rotation axis A casing that defines
前記ケーシングの下流側に設けられて前記流路に連通し、前記軸線を中心とした環状をなすとともに下流側に向かって流路断面積が拡大するディフューザ流路が画成されたディフューザ部と、 A diffuser portion that is provided on the downstream side of the casing, communicates with the flow path, forms a ring centered on the axis, and defines a diffuser flow path that has a cross-sectional area that increases toward the downstream side; and
前記ケーシングから前記軸線の径方向内側に突出するとともに、前記動翼列に前記軸線の方向に隣接して複数列に設けられ、列毎に前記軸線の周方向に互いに離間して設けられた静翼を有する静翼列と、 A plurality of rows that protrude radially inward of the axis from the casing, are provided adjacent to the blade row in the direction of the axis, and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the axis for each row. A stationary blade row having wings;
を備え、 With
前記ディフューザ部は、前記最終動翼列の上流側の端部よりも下流側で、かつ、該最終動翼列よりもさらに下流側に設けられた最終静翼列の下流側の端部よりも上流側から前記ディフューザ流路が延びるように、前記ケーシングに設けられており、 The diffuser portion is downstream of the upstream end portion of the final moving blade row, and more downstream than the downstream end portion of the final stationary blade row provided downstream of the final moving blade row. It is provided in the casing so that the diffuser flow path extends from the upstream side,
前記最終静翼列が第一最終静翼列と、第一最終静翼列の上流側に隣接する第二最終静翼列とからなり、前記第二最終静翼列の下流側の端部よりも上流側から前記ディフューザ流路が延びる軸流回転機械。 The final stator blade row includes a first final stator blade row and a second final stator blade row adjacent to the upstream side of the first final stator blade row, from the downstream end of the second final stator blade row. An axial flow rotary machine in which the diffuser flow path extends from the upstream side.
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