JP2004100553A - Stationary blade structure of rotary machine - Google Patents

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JP2004100553A JP2002262930A JP2002262930A JP2004100553A JP 2004100553 A JP2004100553 A JP 2004100553A JP 2002262930 A JP2002262930 A JP 2002262930A JP 2002262930 A JP2002262930 A JP 2002262930A JP 2004100553 A JP2004100553 A JP 2004100553A
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stationary
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Masayuki Tomii
富井　正幸
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • 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
    • F04D29/56—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/563—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable specially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
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    • F04D29/666—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily change and adjust an asymmetrical stationary blade structure which reduces cascade interference exciting force with simple structure. <P>SOLUTION: Each of rotation shafts 2 extends from an outside end face center of each of stationary blades 1 to a front side when viewed on a paper. Each of the rotation shafts 2 is axially supported to be rotatable in an outside stationary blade ring not shown. In this time, the rotation shafts 2 are arranged at regular intervals. In further outer side of the outside stationary blade ring, an arm 3 extends to a side part from the rotation shaft 2 passing through the outside stationary blade ring. A tip of the arm 3 extending from each of the rotation shafts 2 is axially supported to an outside link 4 to be rotatable with a fulcrum 3a. The outside link 4 is slidable in a vertical direction when viewed on the paper, that is, in a peripheral direction of the rotary machine. At this time, since lengths of respective arms 3 of the adjacent stationary blades 1 are different from each other, rotation angles of respective arms 3 are different at sliding of the outside link 4, whereby rotation angles of the rotation shafts 2 interlocking with the arms, that is, the rotation angles of the stationary blades 1 are different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機やタービン等の回転機械における静翼構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧縮機やタービン等の回転機械においては、下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れを、所定の流れとなるように制御する静翼が設けられている。このような静翼は、例えばそれぞれ円環状の外側静翼環と内側静翼環との間を、全周に渡って所定の間隔を設けて配列されており、その周方向の配列が、従来は等ピッチでなされていた。
【０００３】
ところが、このように構成された静翼の下流側においては、いわゆるノズルウェイク（速度損失）が発生し、また上流側においては、いわゆるポテンシャル（圧力場）が発生するので、圧力分布が周方向で変化し、空気の流れが不均一な状態となる。このような不均一な状態が生じた静翼の下流側或いは上流側を動翼が通過することによって、動翼には不均一状態の流れによるいわゆる翼列干渉励振力が作用する。
【０００４】
さらに、静翼は周方向に等間隔に配置されているため、不均一状態の流れも周方向に等間隔に発生し、動翼は一定の周期の翼列干渉励振力を全周に渡って受けることになる。そして、動翼に作用する励振力の周波数が、動翼の固有振動数と一致するような場合には、動翼に共振が発生し、過大な応力が加わって不都合が生じることとなる。
【０００５】
そこで、このような翼列干渉励振力を低減するために、従来より、いわゆる非対称静翼構造が採用されている。これについては、蒸気タービンのダイヤフラムとして、複数の異なるピッチの組合せで配列したノズルを蒸気タービンに使用する構成のものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、ラジアル型ガスタービンのノズル環として、ラジアルガスタービンのノズルブロックを分割し、相隣接するもの同士ではノズルピッチを異ならせた異種類のものが来るように、ノズル環を形成した構成のものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
さらに、圧縮機静翼として、静翼の周方向の配置が、空気流路の上半部と下半部とでは、異なるピッチ角で配置される構成のものが開示されている（例えば、特許文献３参照）。これらは何れも本出願人により出願されたものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−６１００２号公報
【特許文献２】
特開平９−２５６８０２号公報
【特許文献３】
特開平１１−２００８０８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の構成では、翼列干渉励振力を低減する性能をより向上させた非対称静翼構造とするために、いくらかの設計検討が必要であり、また一旦製作すると容易には変更できないため、開発のために余分な時間及び労力を要し、コストアップの要因となっていた。さらに、実機の運転条件によっては、その効果が半減する可能性があり、また不等ピッチ静翼を固定で使用した場合、かえって性能低下やサージ助長等の問題が生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑み、簡単な構成で、翼列干渉励振力を低減する非対称静翼構造を容易に変更，調整可能とした回転機械の静翼構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、車室内に全周に渡って静翼を配列し、その静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、前記各静翼の外側端面より延びる回転軸と、その回転軸より側方に延びるアームとを有し、その各アームをリンクにより回転駆動してその各静翼の取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、前記アームの長さを異ならせることにより、前記静翼の取付角度を異ならせることを特徴とする。
【００１２】
そして、前記回転軸は前記各静翼の外側端面の中央付近より延びていることを特徴とする。或いは、前記回転軸は前記各静翼の外側端面の前縁付近より延びていることを特徴とする。或いは、前記回転軸は前記各静翼の外側端面の後縁付近より延びていることを特徴とする。
【００１３】
また、車室内に全周に渡って静翼を配列し、その静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、前記各静翼の後縁周辺の下流側にフラップを設け、そのフラップの外側端面前縁付近より延びる回転軸と、その回転軸より側方に延びるアームとを有し、その各アームをリンクにより回転駆動してその各フラップの取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、前記アームの長さを異ならせることにより、前記フラップの取付角度を異ならせることを特徴とする。
【００１４】
或いは、車室内に全周に渡って静翼を配列し、その静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、前記各静翼間でその後縁周辺にフラップを設け、そのフラップの外側端面前縁付近より延びる回転軸と、その回転軸より側方に延びるアームとを有し、その各アームをリンクにより回転駆動してその各フラップの取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、前記アームの長さを異ならせることにより、前記フラップの取付角度を異ならせることを特徴とする。
【００１５】
そして、前記フラップの後縁部に波形状部を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、車室内に全周に渡って静翼を配列し、その静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、前記各静翼の外側端面より延びるガイド軸と、そのガイド軸と嵌合してこれを駆動するカムと、そのカムより側方に延びるアームとを有し、その各アームをリンクにより回転駆動してその各静翼を車室の周方向にスライドさせる回転機械の静翼構造において、前記アームの長さを異ならせることにより、前記カムの回転角度ひいてはその静翼のスライド量を異ならせ、その静翼の取付ピッチを異ならせることを特徴とする。
【００１７】
また、車室内に全周に渡って静翼を配列し、その静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、前記各静翼の外側端面より延びるガイド軸と、そのガイド軸と嵌合してこれを駆動するカムとを有し、その各カムを回転させてその各静翼を車室の略軸方向に移動させることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明では、回転機械の定常運転時、或いは回転速度の上昇，下降中の共振点通過時に、励振力低減効果が最大となるように、静翼の配置状態を可変として、ウェイクやポテンシャルの間隔を変更させる構造を提供する。なお、ここでの共振点とは、例えば静翼前後の動翼の固有振動数からくる共振点を意味しており、これらは設計計算或いは運転時の振動計測等によって求められる。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。ここでは外側静翼環の更に外側より見た静翼の構造を描いてある。これは、以下の実施形態においても概ね同様である。同図において、１は静翼であり、静翼１の外側端面中央付近及び図示しない内側端面中央付近からは、それぞれ紙面手前側及び向こう側に回転軸２が延びている。この回転軸２は、図示しない外側静翼環及び内側静翼環にそれぞれ回転自在に軸支されている。このとき、各回転軸２の配列は、例えば等間隔となっている。なお、外側静翼環の代わりに、車室の外殻を直接用いる構成としても良い。また、内側静翼環に軸支される構成は用いないものとしても良い。
【００２０】
また、外側静翼環の更に外側において、これを貫通した回転軸２よりアーム３が側方（同図では左方）に延びている。各回転軸２より延びるアーム３の先端は、それぞれ外部リンク４に支点３ａで回転自在に軸支されている。外部リンク４は、紙面の上下方向即ち回転機械の周方向にスライド可能である。このとき、隣接する静翼１毎にアーム３の長さが異なっているので、外部リンク４スライド時に各アーム３の回転角度が異なり、これと連動する各回転軸２つまりは静翼１の回転角度も異なる構成となっている。
【００２１】
具体的には、同図において、外部リンク４が矢印Ａ方向即ち紙面の上方向にスライドすると、各アーム３は紙面上で右回転する。ここでは、長いアーム３の回転角度は小さく、短いアーム３の回転角度は大きくなる。その結果、当初は実線で示すように静翼１の向きが揃っていたものが、破線で示すようにそれぞれ異なる角度だけ右回転した位置、即ち取付角度が異なった状態となる。
【００２２】
このとき、各静翼１の前縁の配列ピッチ即ちポテンシャルの間隔は異なる長さとなっており、後縁の配列ピッチ即ちウェイクの間隔も、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３で示すように異なる長さとなっている（ポテンシャルについては図示を省略）。また、図示しないが、ポテンシャルやウェイクの向きも異なっている。なお、本実施形態では、隣接する静翼１毎に回転角度が異なる構成としているが、いくつかの静翼１の集まりである組合せブロック毎に回転角度が異なる構成としても良い。このことは、以下の実施形態においても同様である。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。本実施形態では、静翼１の外側端面前縁付近及び図示しない内側端面前縁付近から、それぞれ紙面手前側及び向こう側に回転軸２が延びている構成となっている。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。本実施形態では各静翼１の回転角度が異なることによって、主にウェイクのみ間隔及び向きが異なる構成である。
【００２４】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。本実施形態では、静翼１の外側端面後縁付近及び図示しない内側端面後縁付近から、それぞれ紙面手前側及び向こう側に回転軸２が延びている構成となっている。その他の構成は、第１，第２の実施形態と同様である。但し、同図では回転軸２よりアーム３が右方に延びている。本実施形態では各静翼１の回転角度が異なることによって、主にポテンシャルのみ間隔及び向きが異なる構成である。
【００２５】
具体的には、同図において、外部リンク４が矢印Ｂ方向即ち紙面の下方向にスライドすると、各アーム３は紙面上で右回転する。ここでは、長いアーム３の回転角度は小さく、短いアーム３の回転角度は大きくなる。その結果、当初は実線で示すように静翼１の向きが揃っていたものが、破線で示すようにそれぞれ異なる角度だけ回転した位置、即ち取付角度が異なった状態となる。このとき、各静翼１の前縁の配列ピッチ即ちポテンシャルの間隔は、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３で示すように異なる長さとなっている。また、図示しないが、ポテンシャルの向きも異なっている。
【００２６】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。本実施形態では、静翼１は固定とし、その後縁周辺で下流側の図示しない動翼との間に、フラップ６を配置している。そして、その外側端面前縁付近及び図示しない内側端面前縁付近から、それぞれ紙面手前側及び向こう側に回転軸５が延びている構成となっている。その他の構成は、上記各実施形態と同様である。但し、同図では回転軸５よりアーム３が左方に延びている。本実施形態では各フラップ６の回転角度が異なることによって、ウェイクのみ間隔及び向きが異なる構成である。
【００２７】
具体的には、同図において、外部リンク４が矢印Ｂ方向即ち紙面の下方向にスライドすると、各アーム３は紙面上で左回転する。ここでは、長いアーム３の回転角度は小さく、短いアーム３の回転角度は大きくなる。その結果、当初は実線で示すようにフラップ６の向きが揃っていたものが、破線で示すようにそれぞれ異なる角度だけ回転した位置、即ち取付角度が異なった状態となる。このとき、各フラップ６の後縁の配列ピッチ即ちウェイクの間隔は、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３で示すように異なる長さとなっている。また、図示しないが、ウェイクの向きも異なっている。
【００２８】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。本実施形態では、各静翼１間でその後縁周辺にフラップ６を配置し、これにより動静翼間距離を確保している。その他の構成は、第４の実施形態と同様である。具体的には、同図において、外部リンク４が矢印Ｂ方向即ち紙面の下方向にスライドすると、各アーム３は紙面上で左回転する。
【００２９】
ここでは、長いアーム３の回転角度は小さく、短いアーム３の回転角度は大きくなる。その結果、当初は実線で示すようにフラップ６の向きが揃っていたものが、破線で示すようにそれぞれ異なる角度だけ回転した位置、即ち取付角度が異なった状態となる。このとき、各矢印Ｃで示したウェイクの間隔は、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３で示すように異なる長さとなっており、またウェイクの向きも異なっている。
【００３０】
図６は、本発明の第６の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、図４に示したフラップ６の後縁部に波形状部６ａを設けている。これにより後流を拡散させて、励振力自体も低減させる構成としている。なお、５ａは回転軸５の軸心を示しており、これを中心としてフラップ６は矢印で示すように回動する。
【００３１】
図７は、本発明の第７の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態では、図５に示したフラップ６の後縁部に波形状部６ａを設けている。これにより後流を拡散させて、励振力自体も低減させる構成としている。なお、ここでも５ａは回転軸５の軸心を示しており、これを中心としてフラップ６は矢印で示すように回動する。
【００３２】
図８は、本発明の第８の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図であり、同図（ａ）は全体図、同図（ｂ）は部分拡大図である。本実施形態では、静翼１の外側端面から、紙面手前側にガイド軸７が延びており、これを円板状のカム８で駆動する構成となっている。具体的には、同図（ｂ）に示すように、カム８の半径方向に延びるスリット８ａを設け、これにガイド軸７を嵌合させている。なお、各静翼１に対応するガイド軸７及びカム８は、同図（ａ）では各１つのみ描いてあり、その他は図示を省略している。
【００３３】
ここでガイド軸７は、紙面の上下方向即ち回転機械の周方向にスライド可能となるように、スリット８ａを貫通した先端部が、外部静翼環若しくは車室の外殻内周面に設けられた図示しないガイド溝にてガイドされている。この状態で、カム８を中心Ｏ周りに矢印Ｄ方向に右回転させると、ガイド軸７がカム８に押され、矢印Ｅ方向即ち紙面の上方向にスライドする。各カム８は、上述したアーム３及び外部リンク４（ここでは不図示）と連動しているので、回転角度が異なる。
【００３４】
その結果、当初は同図（ａ）に実線で示すように静翼１が等間隔で配列されていたものが、破線で示すようにそれぞれ異なる量だけスライドした位置、即ち取付ピッチが異なった状態となる。このとき、各静翼１の前縁の配列ピッチ即ちポテンシャルの間隔は異なる長さとなっており、後縁の配列ピッチ即ちウェイクの間隔は、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３で示すように異なる長さとなっている（ポテンシャルについては図示を省略）。なお、カム８は必ずしも円板状であることを要しないが、車室のシール性を確保しつつ回転軸を兼用する場合等に、このような円板状とすることが有効となる。このことは、以下の実施形態においても同様である。
【００３５】
図９は、本発明の第９の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図である。本実施形態では、静翼１の外側端面から、紙面手前側にガイド軸７が延びており、これを円板状のカム９で駆動する構成となっている。具体的には、カム９の周縁部付近にガイド軸７を回転可能に嵌合させている。なお、各静翼１に対応するガイド軸７は、同図では１つのみ描いてあり、その他は図示を省略している。前記の状態で、カム９を中心周りに矢印Ｆ方向に左回転させると、ガイド軸７がカム９に駆動され、略軸方向前方（矢印Ｇ方向）に移動する。
【００３６】
この場合、各カム９は回転角度を同じとする。その結果、当初は実線で示すように静翼１が所定位置に配列されていたものが、破線で示すように全体的に前方に移動した位置となる。このような移動は、いくつかの静翼１の集まりであるブロック毎に行わせても良いし、最大では回転機械の半周分まで同時に行わせることも可能である。本実施形態の構成により、動翼列に対するポテンシャルやウェイクによる励振力自体を低減する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で、翼列干渉励振力を低減する非対称静翼構造を容易に変更，調整可能とした回転機械の静翼構造を提供することができる。また、広い回転数範囲の運転域について翼列干渉励振力を低減することができ、軸流回転機械の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図６】本発明の第６の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す斜視図。
【図７】本発明の第７の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す斜視図。
【図８】本発明の第８の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【図９】本発明の第９の実施形態に係る静翼構造を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
１　　静翼
２，５　　回転軸
３　　アーム
４　　外部リンク
６　　フラップ
７　　ガイド軸
８，９　　カム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stationary blade structure in a rotating machine such as a compressor or a turbine.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a rotating machine such as a compressor or a turbine is provided with a stationary blade that controls an air flow to a rotor blade arranged downstream or upstream so as to have a predetermined flow. Such stationary blades are arranged at predetermined intervals over the entire circumference, for example, between an annular outer stationary blade ring and an inner stationary blade ring. Were made at equal pitch.
[0003]
However, a so-called nozzle wake (velocity loss) occurs on the downstream side of the stator blade configured as described above, and a so-called potential (pressure field) occurs on the upstream side. And the air flow becomes non-uniform. When the moving blades pass downstream or upstream of the stationary blade in which such a non-uniform state occurs, a so-called cascade interference excitation force acts on the moving blade due to the flow in the non-uniform state.
[0004]
Furthermore, since the stationary blades are arranged at equal intervals in the circumferential direction, non-uniform flows are also generated at equal intervals in the circumferential direction, and the moving blades apply a fixed-period cascade interference excitation force over the entire circumference. Will receive it. If the frequency of the excitation force acting on the moving blade coincides with the natural frequency of the moving blade, resonance occurs in the moving blade, and excessive stress is applied to cause inconvenience.
[0005]
Therefore, in order to reduce such a cascade interference excitation force, a so-called asymmetric stator blade structure has conventionally been adopted. Regarding this, a configuration in which nozzles arranged in a combination of a plurality of different pitches are used for a steam turbine as a diaphragm of a steam turbine is disclosed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
In addition, as a nozzle ring of a radial gas turbine, a nozzle ring is formed such that a nozzle block of a radial gas turbine is divided, and different types of nozzle rings having different nozzle pitches are adjacent to each other. Is disclosed (for example, see Patent Document 2).
[0007]
Furthermore, as a compressor stationary blade, there is disclosed a configuration in which the circumferential arrangement of the stationary blade is arranged at different pitch angles between the upper half and the lower half of the air flow path (for example, see Patent Reference 3). All of these have been filed by the present applicant.
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-61002 [Patent Document 2]
JP-A-9-256802 [Patent Document 3]
JP-A-11-200808
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration as described above, some design studies are required to obtain an asymmetrical vane structure in which the performance of reducing the cascade interference excitation force is further improved. Since it cannot be changed, extra time and labor are required for development, which has caused a cost increase. Further, depending on the operating conditions of the actual machine, the effect may be reduced by half, and when the unequal-pitch stationary blade is fixedly used, problems such as performance degradation and surge promotion may occur.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vane structure of a rotating machine that can easily change and adjust an asymmetric vane structure that reduces cascade interference excitation force with a simple configuration. And
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the stationary blades are arranged in the vehicle cabin over the entire circumference, and the air flow to the moving blades arranged downstream or upstream of the stationary blades becomes a predetermined flow. A rotating shaft extending from the outer end face of each of the stationary blades, and an arm extending laterally from the rotating shaft, and each arm is rotationally driven by a link. In the stationary blade structure of the rotating machine for changing the mounting angle of each of the stationary blades, the mounting angle of the stationary blade is varied by varying the length of the arm.
[0012]
The rotating shaft extends from near the center of the outer end surface of each of the stationary blades. Alternatively, the rotating shaft extends from the vicinity of the front edge of the outer end face of each of the stationary blades. Alternatively, the rotating shaft extends from the vicinity of the trailing edge of the outer end surface of each of the stationary blades.
[0013]
Further, a stationary blade structure of a rotary machine that arranges stationary blades all around in a vehicle cabin and controls an air flow to a predetermined flow with respect to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blade. A flap is provided on the downstream side around the trailing edge of each of the stationary blades, a rotation axis extending from near the front edge of the outer end face of the flap, and an arm extending laterally from the rotation axis. In a stationary blade structure of a rotating machine in which an arm is driven to rotate by a link to change the mounting angle of each flap, the mounting angle of the flap is made different by changing the length of the arm.
[0014]
Alternatively, a stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to be a predetermined flow. A flap is provided around the trailing edge between the stationary blades, a rotation shaft extending from the vicinity of the front edge of the outer end face of the flap, and an arm extending laterally from the rotation axis. In a stationary blade structure of a rotating machine that rotates by a link to change the mounting angle of each flap, the mounting angle of the flap is changed by changing the length of the arm.
[0015]
Further, a wavy portion is provided at a rear edge portion of the flap.
[0016]
Further, a stationary blade structure of a rotary machine that arranges stationary blades all around in a vehicle cabin and controls an air flow to a predetermined flow with respect to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blade. And a guide shaft extending from the outer end surface of each of the stationary blades, a cam fitted to and driving the guide shaft, and an arm extending laterally from the cam. In the stationary blade structure of a rotating machine that rotates and slides each of the stationary blades in the circumferential direction of the vehicle cabin, by varying the length of the arm, the rotation angle of the cam, and thus the sliding amount of the stationary blade, is reduced. It is characterized in that the stator blades have different mounting pitches.
[0017]
Further, a stationary blade structure of a rotary machine that arranges stationary blades all around in a vehicle cabin and controls an air flow to a predetermined flow with respect to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blade. And a guide shaft extending from the outer end face of each of the stationary blades, and a cam that fits with and drives the guide shaft. It is characterized by being moved substantially in the axial direction.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. According to the present invention, during stationary operation of the rotating machine, or when passing through a resonance point while the rotation speed is increasing or decreasing, the arrangement state of the stationary blades is made variable so that the effect of reducing the excitation force is maximized. Provide a structure to change the The resonance point here means, for example, a resonance point derived from the natural frequency of the rotor blade before and after the stationary blade, and these are obtained by design calculation, vibration measurement during operation, or the like.
[0019]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to the first embodiment of the present invention. Here, the structure of the stationary blade viewed from the outer side of the outer stationary blade ring is illustrated. This is substantially the same in the following embodiments. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stationary blade, and a rotary shaft 2 extends from near the center of the outer end surface of the stationary blade 1 and near the center of the inner end surface (not shown) toward the near side and beyond. The rotating shaft 2 is rotatably supported by an outer stationary blade ring and an inner stationary blade ring (not shown). At this time, the arrangement of the rotating shafts 2 is, for example, at equal intervals. Note that, instead of the outer stationary blade ring, the outer shell of the vehicle compartment may be directly used. Further, the configuration supported by the inner stator blade ring may not be used.
[0020]
Further, further outside the outer stator blade ring, an arm 3 extends laterally (to the left in the figure) from the rotary shaft 2 penetrating therethrough. The distal ends of the arms 3 extending from the rotation shafts 2 are rotatably supported by the external links 4 at fulcrums 3a. The external link 4 is slidable in the vertical direction on the paper surface, that is, in the circumferential direction of the rotating machine. At this time, since the length of the arm 3 is different for each of the adjacent stationary blades 1, the rotation angle of each arm 3 is different when the external link 4 slides, and the rotation of each rotating shaft 2, that is, the rotation of the stationary blade 1, which is linked thereto The angle is also different.
[0021]
Specifically, in FIG. 3, when the external link 4 slides in the direction of arrow A, that is, in the upward direction on the paper, each arm 3 rotates clockwise on the paper. Here, the rotation angle of the long arm 3 is small, and the rotation angle of the short arm 3 is large. As a result, the stationary blades 1 are initially aligned in the same direction as shown by the solid line, but are rotated rightward by different angles, as shown by the broken lines, that is, the mounting angles are different.
[0022]
At this time, the arrangement pitch of the leading edge of each stator blade 1, that is, the interval between potentials, has a different length, and the arrangement pitch of the trailing edge, that is, the interval between wakes, also has a different length as shown by W1, W2, and W3. (The potential is not shown). Although not shown, the potential and the direction of the wake are also different. In the present embodiment, the configuration is such that the rotation angle is different for each of the adjacent stationary blades 1. However, the configuration may be such that the rotation angle is different for each combination block that is a group of several stationary blades 1. This is the same in the following embodiments.
[0023]
FIG. 2 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the rotating shaft 2 extends from near the front edge of the outer end face of the stationary blade 1 and near the front edge of the inner end face (not shown) to the near side and the far side of the sheet, respectively. Other configurations are the same as those of the first embodiment. In the present embodiment, the rotation angle of each of the stationary blades 1 is different, so that mainly the interval and the direction of only the wake are different.
[0024]
FIG. 3 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the rotary shaft 2 is configured to extend from near the trailing edge of the outer end face of the stationary blade 1 and near the trailing edge of the inner end face (not shown) to the near side and the far side of the sheet, respectively. Other configurations are the same as those of the first and second embodiments. However, in this figure, the arm 3 extends rightward from the rotation shaft 2. In the present embodiment, the rotation angle of each stationary blade 1 is different, so that only the potential is different in the interval and direction mainly.
[0025]
Specifically, in the figure, when the external link 4 slides in the direction of arrow B, that is, in the downward direction on the paper, each arm 3 rotates clockwise on the paper. Here, the rotation angle of the long arm 3 is small, and the rotation angle of the short arm 3 is large. As a result, initially, the stationary blades 1 are aligned in the same direction as shown by the solid line, but they are rotated by different angles as shown by the broken lines, that is, the mounting angles are different. At this time, the arrangement pitch of the leading edges of the respective stationary blades 1, that is, the intervals between the potentials, have different lengths as indicated by P1, P2, and P3. Although not shown, the direction of the potential is also different.
[0026]
FIG. 4 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the stationary blade 1 is fixed, and the flap 6 is disposed between the trailing edge and a moving blade (not shown) on the downstream side. The rotary shaft 5 extends from the vicinity of the front edge of the outer end face and the vicinity of the front edge of the inner end face (not shown) to the near side and the far side in the drawing, respectively. Other configurations are the same as those of the above embodiments. However, the arm 3 extends leftward from the rotation shaft 5 in FIG. In this embodiment, the rotation angle of each flap 6 is different, so that only the wakes have different intervals and directions.
[0027]
Specifically, in FIG. 1, when the external link 4 slides in the direction of arrow B, that is, in the downward direction on the paper, each arm 3 rotates counterclockwise on the paper. Here, the rotation angle of the long arm 3 is small, and the rotation angle of the short arm 3 is large. As a result, the flaps 6 are initially aligned in the same direction as indicated by the solid line, but are rotated by different angles as indicated by the broken lines, that is, the mounting angles are different. At this time, the arrangement pitch of the trailing edge of each flap 6, that is, the interval between wakes, has different lengths as indicated by W1, W2, and W3. Although not shown, the direction of the wake is also different.
[0028]
FIG. 5 is a plan view schematically showing a vane structure according to a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the flaps 6 are arranged around the trailing edge between the stationary blades 1 to secure the distance between the moving blades and the stationary blades. Other configurations are the same as those of the fourth embodiment. Specifically, in FIG. 1, when the external link 4 slides in the direction of arrow B, that is, in the downward direction on the paper, each arm 3 rotates counterclockwise on the paper.
[0029]
Here, the rotation angle of the long arm 3 is small, and the rotation angle of the short arm 3 is large. As a result, the flaps 6 are initially aligned in the same direction as indicated by the solid line, but are rotated by different angles as indicated by the broken lines, that is, the mounting angles are different. At this time, the intervals between the wakes indicated by the arrows C have different lengths as indicated by W1, W2, and W3, and the directions of the wakes are also different.
[0030]
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a stationary blade structure according to a sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a corrugated portion 6a is provided at the rear edge of the flap 6 shown in FIG. Thereby, the wake is diffused, and the excitation force itself is reduced. Reference numeral 5a denotes the axis of the rotary shaft 5, around which the flap 6 rotates as shown by the arrow.
[0031]
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a stationary blade structure according to a seventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, a corrugated portion 6a is provided at the rear edge of the flap 6 shown in FIG. Thereby, the wake is diffused, and the excitation force itself is reduced. Here, 5a also indicates the axis of the rotary shaft 5, and the flap 6 rotates around this as shown by the arrow.
[0032]
FIG. 8 is a plan view schematically showing a vane structure according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 8A is an overall view, and FIG. 8B is a partially enlarged view. In the present embodiment, a guide shaft 7 extends from the outer end surface of the stationary blade 1 to the near side in the drawing, and is driven by a disk-shaped cam 8. Specifically, as shown in FIG. 2B, a slit 8a extending in the radial direction of the cam 8 is provided, and the guide shaft 7 is fitted into the slit 8a. In addition, only one guide shaft 7 and one cam 8 corresponding to each stationary blade 1 are illustrated in FIG. 3A, and the other components are not shown.
[0033]
Here, the guide shaft 7 is provided with an end portion that penetrates the slit 8a on the outer stationary blade ring or the inner peripheral surface of the outer casing of the vehicle so as to be slidable in the vertical direction of the paper plane, that is, the circumferential direction of the rotating machine. It is guided by a guide groove (not shown). In this state, when the cam 8 is rotated clockwise around the center O in the direction of arrow D, the guide shaft 7 is pushed by the cam 8 and slides in the direction of arrow E, that is, in the upward direction on the paper. Since each cam 8 is linked with the above-described arm 3 and the external link 4 (not shown here), the rotation angles are different.
[0034]
As a result, initially, the stationary blades 1 are arranged at equal intervals as shown by the solid line in FIG. 3A, but the positions where they are slid by different amounts as shown by the broken lines, that is, the mounting pitch is different. It becomes. At this time, the arrangement pitch of the leading edge of each stator blade 1, that is, the interval between potentials, has a different length, and the arrangement pitch of the trailing edge, that is, the interval between wakes, has a different length as shown by W1, W2, and W3. (The potential is not shown). The cam 8 is not necessarily required to have a disk shape, but such a disk shape is effective when, for example, the rotating shaft is also used while ensuring the sealing performance of the vehicle compartment. This is the same in the following embodiments.
[0035]
FIG. 9 is a plan view schematically showing a vane structure according to a ninth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a guide shaft 7 extends from the outer end surface of the stationary blade 1 to the near side in the drawing, and is driven by a disk-shaped cam 9. Specifically, the guide shaft 7 is rotatably fitted near the periphery of the cam 9. It should be noted that only one guide shaft 7 corresponding to each stationary blade 1 is shown in the figure, and the other is not shown. In this state, when the cam 9 is rotated counterclockwise around the center in the direction of arrow F, the guide shaft 7 is driven by the cam 9 and moves substantially axially forward (in the direction of arrow G).
[0036]
In this case, each cam 9 has the same rotation angle. As a result, the position where the stationary blades 1 are initially arranged at a predetermined position as shown by a solid line is a position where the stationary blades 1 are entirely moved forward as shown by a broken line. Such movement may be performed for each block, which is a group of several stationary blades 1, or may be performed simultaneously for up to a half rotation of the rotating machine at the maximum. With the configuration of the present embodiment, the excitation force itself due to the potential and the wake on the bucket row is reduced.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a stationary machine structure of a rotating machine that can easily change and adjust asymmetrical vane structures that reduce cascade interference excitation force with a simple configuration. . In addition, the cascade interference excitation force can be reduced in an operation range of a wide rotation speed range, and the reliability of the axial flow rotating machine can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a stationary blade structure according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a stationary blade structure according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view schematically showing a stationary blade structure according to a ninth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator blade 2,5 Rotation shaft 3 Arm 4 External link 6 Flap 7 Guide shaft 8,9 Cam

Claims (9)

車室内に全周に渡って静翼を配列し、該静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、
前記各静翼の外側端面より延びる回転軸と、該回転軸より側方に延びるアームとを有し、該各アームをリンクにより回転駆動して該各静翼の取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、
前記アームの長さを異ならせることにより、前記静翼の取付角度を異ならせることを特徴とする回転機械の静翼構造。A stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to a predetermined flow. hand,
A rotary machine having a rotating shaft extending from an outer end face of each of the stationary blades, and an arm extending laterally from the rotating shaft, wherein each of the arms is rotationally driven by a link to change an attachment angle of each of the stationary blades. In the stationary vane structure,
A stationary blade structure for a rotary machine, wherein a mounting angle of the stationary blade is varied by varying a length of the arm. 前記回転軸は前記各静翼の外側端面の中央付近より延びていることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の静翼構造。The stationary blade structure of a rotary machine according to claim 1, wherein the rotating shaft extends from a position near a center of an outer end surface of each of the stationary blades. 前記回転軸は前記各静翼の外側端面の前縁付近より延びていることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の静翼構造。The stationary blade structure of a rotary machine according to claim 1, wherein the rotating shaft extends from a vicinity of a front edge of an outer end surface of each of the stationary blades. 前記回転軸は前記各静翼の外側端面の後縁付近より延びていることを特徴とする請求項１に記載の回転機械の静翼構造。The stationary blade structure of a rotary machine according to claim 1, wherein the rotating shaft extends from a vicinity of a trailing edge of an outer end surface of each of the stationary blades. 車室内に全周に渡って静翼を配列し、該静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、
前記各静翼の後縁周辺の下流側にフラップを設け、該フラップの外側端面前縁付近より延びる回転軸と、該回転軸より側方に延びるアームとを有し、該各アームをリンクにより回転駆動して該各フラップの取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、
前記アームの長さを異ならせることにより、前記フラップの取付角度を異ならせることを特徴とする回転機械の静翼構造。A stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to a predetermined flow. hand,
A flap is provided on the downstream side around the trailing edge of each of the stationary blades, and has a rotation axis extending from near the front edge of the outer end face of the flap, and an arm extending laterally from the rotation axis. In a stationary blade structure of a rotating machine that rotates to change the mounting angle of each flap,
A stationary vane structure for a rotary machine, wherein the angle of the flap is varied by varying the length of the arm. 車室内に全周に渡って静翼を配列し、該静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、
前記各静翼間でその後縁周辺にフラップを設け、該フラップの外側端面前縁付近より延びる回転軸と、該回転軸より側方に延びるアームとを有し、該各アームをリンクにより回転駆動して該各フラップの取付角度を変化させる回転機械の静翼構造において、
前記アームの長さを異ならせることにより、前記フラップの取付角度を異ならせることを特徴とする回転機械の静翼構造。A stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to a predetermined flow. hand,
A flap is provided around the trailing edge between the stationary blades, and has a rotating shaft extending from near the front edge of the outer end surface of the flap, and an arm extending laterally from the rotating shaft, and each arm is rotationally driven by a link. And in the stationary blade structure of the rotating machine to change the mounting angle of each flap,
A stationary vane structure for a rotary machine, wherein the angle of the flap is varied by varying the length of the arm. 前記フラップの後縁部に波形状部を設けたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の回転機械の静翼構造。The stationary blade structure of a rotary machine according to claim 5 or 6, wherein a corrugated portion is provided at a rear edge of the flap. 車室内に全周に渡って静翼を配列し、該静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、
前記各静翼の外側端面より延びるガイド軸と、該ガイド軸と嵌合してこれを駆動するカムと、該カムより側方に延びるアームとを有し、該各アームをリンクにより回転駆動して該各静翼を車室の周方向にスライドさせる回転機械の静翼構造において、
前記アームの長さを異ならせることにより、前記カムの回転角度ひいては該静翼のスライド量を異ならせ、該静翼の取付ピッチを異ならせることを特徴とする回転機械の静翼構造。A stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to be a predetermined flow. hand,
A guide shaft extending from an outer end face of each of the stationary blades, a cam fitted to and driving the guide shaft, and an arm extending laterally from the cam; each arm is rotationally driven by a link; In the stationary blade structure of the rotating machine that slides each of the stationary blades in the circumferential direction of the vehicle compartment,
A stationary blade structure for a rotating machine, characterized in that by changing the length of the arm, the rotational angle of the cam and, consequently, the sliding amount of the stationary blade are varied, and the mounting pitch of the stationary blade is varied. 車室内に全周に渡って静翼を配列し、該静翼の下流側若しくは上流側に配列された動翼に対する空気流れが所定の流れとなるように制御する回転機械の静翼構造であって、
前記各静翼の外側端面より延びるガイド軸と、該ガイド軸と嵌合してこれを駆動するカムとを有し、該各カムを回転させて該各静翼を車室の略軸方向に移動させることを特徴とする回転機械の静翼構造。A stationary blade structure of a rotary machine in which stationary blades are arranged all around in a vehicle cabin and an air flow to a moving blade arranged downstream or upstream of the stationary blades is controlled to a predetermined flow. hand,
A guide shaft extending from the outer end surface of each of the stationary blades, and a cam that fits with and drives the guide shaft, and rotates each of the cams so that each of the stationary blades is moved substantially in the axial direction of the vehicle compartment. A stationary blade structure of a rotating machine characterized by being moved.
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