JP2012167641A - Bleeding structure of rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機械の抽気構造に関するものである。 The present invention relates to an extraction structure for a rotary machine.
従来、ガスタービンにおいては、圧縮機から抽気した高圧空気をタービン側に供給して構成部材の冷却や構成部材間のシールを図るものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, some gas turbines supply high-pressure air extracted from a compressor to the turbine side to cool constituent members and seal between constituent members.
例えば、下記特許文献１には、遠心式圧縮機において、ロータが備えるインペラの周囲に沿って延びるシュラウドの外側に抽気室を形成すると共に、シュラウドにロータの円周方向に延びるスリット状の抽気連通部を形成し、この抽気連通部を介して主流の一部を抽気室に抽気して高圧空気をガスタービンエンジンの各部位へ供給する構成が開示されている。
For example, in
ところで、抽気室の圧力を十分に高めるためには、主流から抽気された作動流体の動圧を効率よく静圧に変換することが重要となる。 By the way, in order to sufficiently increase the pressure in the extraction chamber, it is important to efficiently convert the dynamic pressure of the working fluid extracted from the mainstream into a static pressure.
しかしながら、従来の技術においては、抽気連通部がスリット状に形成されており、スリットを通過する作動流体の動圧を静圧に変換させる要素が殆どないので、作動流体の動圧の殆どが失われることとなる。そのため、抽気室の圧力が主流の静圧と同程度になってしまって抽気室の圧力を十分に高めることができないという問題があった。 However, in the conventional technology, the extraction communication portion is formed in a slit shape, and there is almost no element for converting the dynamic pressure of the working fluid passing through the slit into a static pressure, so that most of the dynamic pressure of the working fluid is lost. Will be. Therefore, there has been a problem that the pressure in the bleeding chamber becomes substantially the same as the mainstream static pressure, and the pressure in the bleeding chamber cannot be sufficiently increased.
一方、抽気連通部を孔状かつディフューザ状に形成して作動流体の動圧を静圧に変換する構成が考えられるが、構造上の制約（シュラウドの板厚等）によっては作動流体の動圧から静圧への変換が不十分になるという問題があった。 On the other hand, a configuration in which the bleed communication part is formed into a hole and a diffuser to convert the dynamic pressure of the working fluid into a static pressure is conceivable. There is a problem that the conversion from static pressure to static pressure becomes insufficient.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、抽気する作動流体の動圧を十分に静圧に変換すると共に抽気室の圧力を高めることを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to sufficiently convert the dynamic pressure of the working fluid to be extracted into a static pressure and to increase the pressure in the extraction chamber.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る回転機械の抽気構造は、複数の回転翼を有するロータと、前記ロータの周囲に設けられ、作動流体の主流の流路を前記ロータと共に画定するステータと、前記ステータの仕切壁を介在させて前記流路に隣接して設けられ、前記仕切壁に形成された抽気連通部を介して、前記主流から抽気された前記作動流体が導入される抽気室と、を有する回転機械の抽気構造であって、前記抽気室の前記抽気連通部の下流側には、前記ロータの円周方向に互いに間隔をあけて複数の案内翼が配列され、互いに隣り合う前記案内翼の間に形成された案内流路の流路断面積が、前記作動流体の入口側から出口側に向かって大きくなるように設定されていることを特徴とする。
このようにすれば、案内流路の流路断面積が、作動流体の入口側から出口側に向かって大きくなるように設定されているので、作動流体が抽気連通部を通過した後に作動流体の動圧が静圧に変換される。これにより、抽気連通部を作動流体の動圧が静圧に殆ど変換されずに通過したとしても、動圧を十分に静圧に変換することができる。従って、抽気室の圧力を高めることができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the bleed structure for a rotary machine according to the present invention includes a rotor having a plurality of rotor blades, a stator provided around the rotor, and defining a main flow path of the working fluid together with the rotor, and a partition of the stator A rotary machine having a bleed chamber provided adjacent to the flow path with a wall interposed therebetween and into which the working fluid bleed from the mainstream is introduced via a bleed communication portion formed in the partition wall In the bleed structure, a plurality of guide vanes are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor on the downstream side of the bleed communication portion of the bleed chamber, and between the guide wings adjacent to each other. The flow path cross-sectional area of the formed guide flow path is set so as to increase from the inlet side to the outlet side of the working fluid.
In this way, the flow passage cross-sectional area of the guide flow passage is set so as to increase from the inlet side to the outlet side of the working fluid, so that after the working fluid passes through the extraction communication portion, Dynamic pressure is converted to static pressure. Thereby, even if the dynamic pressure of the working fluid passes through the extraction communication portion without being almost converted to static pressure, the dynamic pressure can be sufficiently converted to static pressure. Accordingly, the pressure in the extraction chamber can be increased.
また、前記案内流路は、前記作動流体の出口が、前記ロータの主半径方向に向けられていることを特徴とする。
このようにすれば、案内流路の入口が、抽気連通部を通過する作動流体の流れ方向に向けられて開口しているので、案内流路の入口近傍において作動流体の流れに剥離が生じ難くなる。これにより、案内流路入口における圧力損失を防止することができる。
In the guide channel, the outlet of the working fluid is directed in the main radial direction of the rotor.
In this way, the inlet of the guide channel is opened in the direction of the flow of the working fluid passing through the bleed air communication portion, so that the flow of the working fluid is unlikely to occur near the inlet of the guide channel. Become. Thereby, pressure loss at the guide channel inlet can be prevented.
また、前記案内流路は、前記作動流体の出口が、前記ロータの主半径方向に向けられていることを特徴とする。
このようにすれば、案内流路の出口が、ロータの主半径方向に向けられているので、作動流体が案内流路の出口に至るまでに、作動流体の動圧の円周方向成分を静圧に変換させることができる。特に、抽気連通部を通過する作動流体の動圧は、主半径方向成分に比べて円周方向成分が大きくなるが、この作動流体の動圧の円周方向成分を十分に静圧に変換することが可能となる。
In the guide channel, the outlet of the working fluid is directed in the main radial direction of the rotor.
In this way, since the outlet of the guide channel is directed in the main radial direction of the rotor, the circumferential component of the dynamic pressure of the working fluid is statically reduced until the working fluid reaches the outlet of the guide channel. Can be converted to pressure. In particular, the dynamic pressure of the working fluid passing through the bleed air communication portion has a larger circumferential component than the main radial component, but the circumferential component of the working fluid dynamic pressure is sufficiently converted to a static pressure. It becomes possible.
また、前記案内翼は、前縁側から後縁側に向かうに従って、前記ロータの円周方向に対する角度を大きくするように延在していることを特徴とする。
このようにすれば、案内翼が前縁側から後縁側に向かうに従って、ロータの円周方向に対する角度を大きくするように延在しているので、作動流体が後縁側に向かうに従って作動流体の動圧の円周方向成分を静圧と主半径方向成分とに変換される。これにより、作動流体の動圧の円周方向成分の少なくとも一部を主半径方向成分に変換させた後に、静圧に変換することができる。
In addition, the guide vane extends so as to increase an angle with respect to a circumferential direction of the rotor from the front edge side toward the rear edge side.
In this way, the guide blade extends so as to increase the angle with respect to the circumferential direction of the rotor as the guide blade moves from the leading edge side to the trailing edge side, so that the dynamic pressure of the working fluid moves toward the trailing edge side. Is converted into a static pressure and a main radial direction component. Thereby, after converting at least a part of the circumferential component of the dynamic pressure of the working fluid into the main radial component, it can be converted into the static pressure.
また、前記複数の案内翼は、それぞれの前縁側が前記ステータの仕切壁に当接するように設けられていることを特徴とする。
このようにすれば、複数の案内翼の前縁側がステータの仕切壁に当接するように設けられているので、抽気連通部を通過した作動流体に圧力損失を生じさせないで直ちに案内流路に流入させることができる。
The plurality of guide vanes are provided such that their front edge sides are in contact with the partition walls of the stator.
In this way, the leading edge side of the plurality of guide vanes is provided so as to abut against the partition wall of the stator, so that the working fluid that has passed through the bleed air communicating portion immediately flows into the guide channel without causing pressure loss. Can be made.
また、前記仕切壁の抽気連通部は、前記ロータの回転翼に対向していることを特徴とする。
このようにすれば、抽気連通部がロータの回転翼に対向しているので、動圧が高い状態で作動流体が抽気されることとなるが、この作動流体の動圧を効果的に静圧にすることができる。
The extraction communication part of the partition wall faces the rotor blade of the rotor.
In this way, since the extraction communication part faces the rotor blades of the rotor, the working fluid is extracted in a state where the dynamic pressure is high, but the dynamic pressure of this working fluid is effectively reduced to the static pressure. Can be.
また、前記抽気連通部は、前記ロータの円周方向に延びるスリットであることを特徴とする。
このようにすれば、抽気連通部がロータの円周方向に延びるスリットであるので、回転機械の製造容易性とコスト性を向上させることができる。
In addition, the extraction communication part is a slit extending in a circumferential direction of the rotor.
In this way, since the extraction communication part is a slit extending in the circumferential direction of the rotor, it is possible to improve the manufacturability and cost of the rotary machine.
また、前記抽気連通部は、前記ロータの円周方向に間隔をあけて複数形成された貫通孔であることを特徴とする。
このようにすれば、抽気連通部がロータの円周方向に間隔をあけて複数形成された貫通孔であるので、構造上の制約により貫通孔のみで作動流体の動圧を十分に静圧に変換することができなかったとしても、案内流路によって動圧の静圧への変換を補うことができる。
Further, the bleed communication part is a plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction of the rotor.
In this way, since the bleed communication part is a plurality of through holes formed at intervals in the circumferential direction of the rotor, the dynamic pressure of the working fluid can be made sufficiently static only by the through holes due to structural restrictions. Even if the conversion cannot be performed, the conversion of the dynamic pressure to the static pressure can be supplemented by the guide channel.
また、前記貫通孔は、前記案内流路の入口に連通するように形成されていることを特徴とする。
このようにすれば、貫通孔が案内流路の入口に連通するように形成するので、貫通孔を通過する作動流体を、スムーズに案内流路に流入させることができる。
The through hole is formed so as to communicate with the inlet of the guide channel.
In this way, the through hole is formed so as to communicate with the inlet of the guide channel, so that the working fluid passing through the through hole can smoothly flow into the guide channel.
本発明に係る回転機械の抽気構造によれば、抽気する作動流体の動圧を十分に静圧に変換することができると共に抽気室の圧力を高めることができる。 According to the bleed structure of the rotating machine according to the present invention, the dynamic pressure of the working fluid to be bleed can be sufficiently converted into a static pressure and the pressure in the bleed chamber can be increased.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る遠心式圧縮機（回転機械）Ｃの要部を拡大した子午断面図である。この遠心式圧縮機Ｃは、航空機用のものであって高圧の空気（作動流体）Ａを生成して燃焼器（不図示）に供給する。
図１に示すように、遠心式圧縮機Ｃは、ロータ１と、ロータ１の周囲に設けられたステータ２とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a meridional cross-sectional view enlarging a main part of a centrifugal compressor (rotary machine) C according to a first embodiment of the present invention. This centrifugal compressor C is for aircraft, generates high-pressure air (working fluid) A, and supplies it to a combustor (not shown).
As shown in FIG. 1, the centrifugal compressor C includes a
ロータ１は、回転自在に支持されたロータシャフト１１と、ロータシャフト１１に取り付けられたインペラ１２とを有している。
ロータシャフト１１は、ロータシャフト１１の中心軸Ｐ周りに回転自在に、不図示の軸受Ｓに支持されている。なお、以下の説明においては、中心軸Ｐの延在方向を「主軸方向」と、ロータシャフト１１の周方向を「円周方向」、ロータシャフト１１の半径方向を「主半径方向」という。
The
The
インペラ１２は、円盤状に形成されたハブ１３と、ハブ１３から延出する回転翼１４とを有している。
ハブ１３は、主軸方向の一方側から他方側に進むに従って、延在方向が次第に主軸方向から主半径方向に変化する案内面１３ａを有している。このハブ１３は、ロータシャフト１１に同軸状に取り付けられている。
回転翼１４は、案内面１３ａの法線方向に向けて案内面１３ａから延出しており、円周方向に間隔を空けて複数設けられている。回転翼１４は、図１に示すように、子午断面において、その先端（チップ）１４ａが主軸方向から主半径方向の外周側に向きを変えるように延びている。
The
The
The
ステータ２は、ケーシング２１と、内側隔壁部材２２とを有している。
ケーシング２１は、中心軸Ｐ周りに延びてロータ１の周囲を囲っている。ケーシング２１は、図１に示すように、主軸方向の一方側から中心軸Ｐに沿って円筒状に延びる上流円筒部２１ｐと、上流円筒部２１ｐに続いて形成され、回転翼１４の先端に沿うように拡径して端部を主半径方向の外周側に向けるシュラウド（仕切壁）２１ａと、シュラウド２１ａに続いて形成され、主半径方向において外周側に向けて延びた後に屈曲し、再び中心軸Ｐに沿って軸方向他方側に向けて円筒状に延びる下流円筒部２１ｑとを有している。
The
The
シュラウド２１ａの、上流円筒部２１ｐ側には板厚寸法が大きく設定された板厚部２１ｃが形成されている。
A
内側隔壁部材２２は、中心軸Ｐ周りに延びてロータ１の周囲を囲っており、図１において、ハブ１３の案内面１３ａの裏面１３ｂ側からシュラウド２１ａの外周端に向けて延びた後に、ケーシング２１に沿って延びている。
The inner
このようなステータ２は、ロータ１と共に空気Ａの流路２５を画定している。この流路２５の一部は、図１に示すように、シュラウド２１ａとインペラ１２との間に画定された流路２５ａと、ケーシング２１の下流円筒部２１ｑと内側隔壁部材２２との間に画定された流路２５ｂとが連通することによって構成されている。なお、流路２５ｂには、ラジアルディフューザ２６と、アキシャルディフューザ２７とが配設されている。
Such a
この遠心式圧縮機Ｃは、流路２５ａの外側に抽気室３が画定されている。
抽気室３は、シュラウド２１ａと、このシュラウド２１ａに接続されてシュラウド２１ａと共に閉断面を形成する隔壁２１ｂとで画定されており、円周方向において円環状に延びている。換言すれば、この抽気室３は、シュラウド２１ａを介在させて流路２５ａに隣接している。
In the centrifugal compressor C, an extraction chamber 3 is defined outside the
The bleed chamber 3 is defined by a
抽気室３には、板厚部２１ｃにおいて円周方向に全周状に形成されたスリット（抽気連通部）２１ｄを介して、流路２５ａを流れる空気Ａが抽気されて導入されるようになっている。本実施形態においては、鋼材を用いて鋳造によって形成されたシュラウド２１ａに、スリット２１ｄを機械加工で形成している。
Air A flowing through the
この抽気室３に抽気された空気Ａは、航空機の運転状態（IDLE/離陸/巡航/高空飛行/着陸等）に応じて、配管３ａを介して軸受Ｓに供給されてシールや防氷に用いられたり、タービンＴに供給されてタービン構成部材のシールや冷却に用いられたりする。
The air A extracted in the extraction chamber 3 is supplied to the bearing S via the
図２は、図１におけるＩ−Ｉ線断面を円周方向に展開した翼列断面図である。
図２に示すように、抽気室３の、スリット２１ｄの下流側には、円周方向に互いに間隔をあけて複数の案内翼３０が配列されている。
図２に示すように、案内翼３０は、翼型が湾曲状であり、その前縁３０ａ側が円周方向の一方に傾斜するように主半径方向の中心側に向けられる一方、その後縁３０ｂ側が主半径方向の外周側に向けられている。
2 is a cross-sectional view of a blade row in which the cross section taken along the line II in FIG. 1 is developed in the circumferential direction.
As shown in FIG. 2, a plurality of
As shown in FIG. 2, the
これら複数の案内翼３０は前縁３０ａ側をシュラウド２１ａの外表面に当接させており図１に示すように、それぞれの主軸方向の一端部が板状体３３ｂで接続されており、それぞれの主軸方向の他端部が板状体３３ａで接続されている。本実施形態においては、案内翼３０を、鋼材を用いて鋳造によって形成すると共に、シュラウド２１ａ、板状体３３ａ，３３ｂに対して溶接で接合されている。
The plurality of
このような構成により、図２に示すように、互いに隣り合う二つの案内翼３０の間には、スリット２１ｄを通過した空気Ａが流入する案内流路３１が画定されている。より具体的には、円周方向に隣り合う二つの案内翼３０において、互いに対向する一方の案内翼３０の圧力面（凹面）３０ｃと、他方の案内翼３０の負圧面（凸面）３０ｄとが案内流路３１を画定している。
With such a configuration, as shown in FIG. 2, a
案内流路３１の入口（スロート部）３１ａは、スリット２１ｄを通過した空気Ａの流れ方向に向けられており、案内流路３１の出口３１ｂは、主半径方向の外周側に向けられている。ここで、案内流路３１の入口３１ａとは、案内翼３０の負圧面３０ｄと、この負圧面３０ｄを臨む前縁３０ａとの間の寸法が最短となる部位をいう。また、案内流路３１の出口３１ｂとは、円周方向に隣接する二つの案内翼３０の後縁３０ｂを結んだ部位をいう。なお、案内流路３１の主軸方向における両端部は、板状体３３ａ，３３ｂによって閉塞されている。
なお、案内翼３０は、案内流路３１を流れる空気Ａに剥離が生じないように設計するのが望ましい。
The inlet (throat portion) 31a of the
The
案内流路３１は、その流路断面積が入口３１ａ側から出口３１ｂ側に向かって漸次大きくなるように設定されている。より具体的には、案内流路３１を形成する案内翼３０間の幅寸法（主軸方向に直交する断面における流路２５ａの中心線Ｑに直交する幅寸法）が、入口３１ａ側から出口３１ｂ側に向かって漸次大きくなるように設定されている。
The
次いで、遠心式圧縮機Ｃの静圧回復作用について、図３及び図４を用いて説明する。なお、図３及び図４において、符号Ａを付した白抜きの矢印で空気Ａの主流を、符号Ａを付した黒色の矢印で主流から抽気した空気Ａを示す。 Next, the static pressure recovery action of the centrifugal compressor C will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4, the main flow of the air A is indicated by a white arrow with a symbol A, and the air A extracted from the main flow is indicated by a black arrow with a symbol A.
まず、図３に示すように、空気Ａの主流は、主軸方向の一方側から流路２５ａに流入し、流路２５ａを流れる過程において、回転翼１４によって動圧及び静圧が高められる。そして、流路２５ａから流路２５ｂに流出した主流は、流路２５ｂを流れる過程において動圧が静圧に変換される。
First, as shown in FIG. 3, the main flow of the air A flows into the
流路２５ａを流れる空気Ａの主流の一部は、流路２５ａよりも相対的に圧力が低い抽気室３に向けてスリット２１ｄに流入する。図４に示すように、スリット２１ｄに流入した空気Ａは、殆ど減速しないでスリット２１ｄから案内流路３１側に流出する。
スリット２１ｄから流出した空気Ａは、流出直後に、入口３１ａから案内流路３１に流入する。この際、案内流路３１の入口３１ａが空気Ａの流れ方向に向けられていることから、案内流路３１の入口３１ａ近傍において空気Ａの流れに剥離が生じ難い。
A part of the main flow of the air A flowing through the
The air A flowing out from the
案内流路３１に流入した空気Ａは、入口３１ａから出口３１ｂに向かって流路断面積を漸次増加させる案内流路３１を流れる過程において、動圧が静圧に変換される。この際、案内翼３０の圧力面３０ｃは、前縁３０ａから後縁３０ｂに向けて進むに従って、円周方向に対する角度を大きくするので、空気Ａの動圧の円周方向成分の一部を静圧に変換すると共に、他の一部を動圧の主半径方向成分に変換する。そして、空気Ａの動圧の主半径方向成分は、案内流路３１の流路断面積が拡大することで静圧に変換される。
In the process in which the air A flowing into the
このように、案内流路３１を流れる過程で動圧の殆どを静圧に変換させた空気Ａは、案内流路３１から抽気室３に向けて流出する。そして、抽気室３の空気Ａの圧力を比較的に高めに維持すると共に、運転状態に応じて、配管３ａを介して軸受ＳやタービンＴに供給される。
As described above, the air A in which most of the dynamic pressure is converted into the static pressure in the process of flowing through the
以上説明したように、遠心式圧縮機Ｃによれば、案内流路３１の流路断面積が、空気Ａの入口３１ａ側から出口３１ｂ側に向かって大きくなるように設定されているので、空気Ａがスリット２１ｄを通過した後に空気Ａの動圧が静圧に変換される。これにより、スリット２１ｄを空気Ａの動圧が静圧に殆ど変換されずに通過したとしても、空気Ａの動圧を十分に静圧に変換することができる。従って、抽気室３の圧力を高めることができる。
As described above, according to the centrifugal compressor C, the flow passage cross-sectional area of the
また、案内流路３１の入口３１ａが、スリット２１ｄを通過する空気Ａの流れ方向に向けられて開口しているので、案内流路３１の入口３１ａ近傍において空気Ａの流れに剥離が生じ難くなる。これにより、案内流路３１の入口３１ａにおける圧力損失を防止することができる。
Further, since the
また、案内流路３１の出口３１ｂが、ロータ１の主半径方向に向けられているので、空気Ａが案内流路３１の出口３１ｂに至るまでに、空気Ａの動圧の円周方向成分を静圧に変換させることができる。特に、スリット２１ｄを通過する空気Ａの動圧は、主半径方向成分に比べて円周方向成分が大きくなるが、この空気Ａの動圧の円周方向成分を十分に静圧に変換することが可能となる。
Further, since the
また、案内翼３０が前縁３０ａ側から後縁３０ｂ側に向かうに従って、ロータ１の円周方向に対する角度を大きくするように延在しているので、空気Ａが後縁３０ｂ側に向かうに従って空気Ａの動圧の円周方向成分が静圧と主半径方向成分とに変換される。これにより、空気Ａの動圧の円周方向成分の少なくとも一部を主半径方向成分に変換させた後に、静圧に変換させることができる。
Further, since the
また、複数の案内翼３０の前縁３０ａ側がステータの仕切壁に当接するように設けられているので、スリット２１ｄを通過した空気Ａに圧力損失を生じさせないで直ちに案内流路３１に流入させることができる。
Further, since the
また、スリット２１ｄがロータ１の回転翼１４に対向しているので、動圧が高い状態で空気Ａが抽気されることとなるが、この空気Ａの動圧を効果的に静圧にすることができる。
In addition, since the
また、ロータ１の円周方向に延びるスリット２１ｄを抽気連通部として用いるので、機械加工によって比較的容易に形成することが可能となる。また、例えば、スリット２１ｄに代えて抽気孔を抽気連通部として用いた場合には、一般に抽気孔を放電加工によって穿孔することを要するが、これに比べてコストを低減することができる。
Moreover, since the
また、空気Ａの動圧を効率的に静圧に変換するので、回転翼１４によって圧力が高められた流路２５ａの下流側の空気Ａを抽気しないで、抽気室３の圧力を維持することも可能である。これにより、スリット２１ｄの位置を本実施形態のように流路２５ａの上流側に設定することができる。従って、設計の自由度を向上させることができると共に、遠心式圧縮機Ｃのサイクル効率を高めることができる。
Further, since the dynamic pressure of the air A is efficiently converted into a static pressure, the pressure in the extraction chamber 3 is maintained without extracting the air A on the downstream side of the
また、抽気室３の圧力を比較的に高めに維持することで、タービン構成部材のシールや冷却に使用する空気Ａの供給圧を比較的に高くすることができるので、シール部分に燃焼ガスが流れ込んだり、タービン構成部材が過熱したりすることを十分に抑制することができる。これにより、タービンＴの信頼性を向上させることができる。 Further, by maintaining the pressure of the extraction chamber 3 at a relatively high level, the supply pressure of the air A used for sealing and cooling of the turbine components can be made relatively high, so that combustion gas is generated in the seal portion. It can fully suppress that it flows in or a turbine structural member overheats. Thereby, the reliability of the turbine T can be improved.
また、抽気室３の圧力を比較的に高めに維持することで、軸受Ｓに供給するオイルが主流に漏れ出すのを防ぐシール空気の圧力を高くすることができるので、軸受Ｓに油切れが生じる可能性を低下させて軸受Ｓの信頼性を向上させることができる。同様に、防氷空気の供給圧を高くすることができるので、圧縮機入口部などに氷結が発生する可能性を低下させて軸受Ｓの信頼性を向上させることができる。 Further, by maintaining the pressure of the bleed chamber 3 relatively high, the pressure of the seal air that prevents the oil supplied to the bearing S from leaking into the mainstream can be increased, so that the bearing S is out of oil. It is possible to improve the reliability of the bearing S by reducing the possibility of occurrence. Similarly, since the supply pressure of anti-icing air can be increased, the reliability of the bearing S can be improved by reducing the possibility of icing at the inlet of the compressor.
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施形態においては、案内流路３１の幅寸法を入口３１ａから出口３１ｂに向けて漸次大きくすることによって流路断面積を大きくする構成にしたが、案内流路３１の軸方向寸法を大きくする構成にしてもよい。
Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the width of the
また、上述した実施の形態では、抽気連通部としてスリット２１ｄを用いる構成としたが、図５に示すように、シュラウド２１ａに複数の貫通孔（抽気連通部）２１ｅを互いに周方向に間隔を空けて形成してもよい。すなわち、例えば板厚部２１ｃの厚さが十分に確保できない等の構造上の制約により、貫通孔２１ｅの面積拡大率を十分に大きくすることができず、空気Ａの動圧を静圧に変換することが十分でなかったとしても、案内流路３１によって動圧の静圧への変換を補うことができる。
さらに、貫通孔２１ｅを形成する場合には、各貫通孔２１ｅの出口と、各案内流路３１の入口３１ａが連通するようにするとよい。このようにすれば、貫通孔２１ｅを通過する空気Ａを、剥離させることなくスムーズに案内流路３１に流入させることができる。
Further, in the above-described embodiment, the
Furthermore, when forming the through
また、上述した実施形態では、主半径方向においてスリット２１ｄの幅を一定にして形成したが、主半径方向の中心側から外周側へ向かうに従ってスリット幅を漸次大きくしてもよい。このようにすることで、スリット幅を通過する際にも動圧を静圧に変換することができる。
In the embodiment described above, the width of the
また、上述した実施形態においては、シュラウド２１ａ及び案内翼３０を、鋼材を用いて鋳造によって形成したが、他の製造方法で形成してもよい。また、上述した実施形態においては、各スリット２１ｄを機械加工で形成したが、他の加工方法（例えば放電加工）によって形成してもよい。
また、本実施形態においては、案内翼３０を、シュラウド２１ａ、板状体３３ａ，３３ｂに対して溶接で接合したが、これら案内翼３０とシュラウド２１ａと板状体３３ａ，３３ｂとを一体的に形成してもよい。
Moreover, in the embodiment mentioned above, although the
In the present embodiment, the
また、上述した実施形態では、作動流体が空気Ａの場合について本発明を適用したが、作動流体がエチレンガス等のプロセスガスや、水等の液体である場合にも本発明を良好に適用することができる。 In the above-described embodiment, the present invention is applied when the working fluid is air A. However, the present invention is also favorably applied when the working fluid is a process gas such as ethylene gas or a liquid such as water. be able to.
また、上述した実施形態では、遠心式圧縮機Ｃに本発明を適用したが、軸流式圧縮機に本発明を適用してもよいし、タービンやポンプの回転機械に本発明を適用してもよい。 In the embodiment described above, the present invention is applied to the centrifugal compressor C. However, the present invention may be applied to an axial compressor, or the present invention may be applied to a rotating machine of a turbine or a pump. Also good.
１…ロータ
２…ステータ
３…抽気室
１４…回転翼
２１ａ…シュラウド（仕切壁）
２１ｄ…スリット（抽気連通部）
２１ｅ…貫通孔（抽気連通部）
２５（２５ａ，２５ｂ）…流路
３０…案内翼
３０ａ…前縁
３０ｂ…後縁
３１…案内流路
３１ａ…入口
３１ｂ…出口
Ａ…空気（作動流体）
Ｃ…遠心式圧縮機（回転機械）
DESCRIPTION OF
21d ... Slit (Bleeding communication part)
21e ... through hole (bleeding communication part)
25 (25a, 25b) ...
C ... Centrifugal compressor (rotary machine)
Claims (9)
前記ロータの周囲に設けられ、作動流体の主流の流路を前記ロータと共に画定するステータと、
前記ステータの仕切壁を介在させて前記流路に隣接して設けられ、前記仕切壁に形成された抽気連通部を介して、前記主流から抽気された前記作動流体が導入される抽気室と、を有する回転機械の抽気構造であって、
前記抽気室の前記抽気連通部の下流側には、前記ロータの円周方向に互いに間隔をあけて複数の案内翼が配列され、
互いに隣り合う前記案内翼の間に形成された案内流路の流路断面積が、前記作動流体の入口側から出口側に向かって大きくなるように設定されていることを特徴とする回転機械の抽気構造。 A rotor having a plurality of rotor blades;
A stator provided around the rotor and defining a main flow path of the working fluid together with the rotor;
An extraction chamber that is provided adjacent to the flow path with a partition wall of the stator interposed therebetween, and into which the working fluid extracted from the mainstream is introduced via an extraction communication portion formed in the partition wall; A bleed structure of a rotating machine having
A plurality of guide vanes are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor on the downstream side of the extraction communication portion of the extraction chamber,
A rotary machine characterized in that a cross-sectional area of a guide channel formed between the guide blades adjacent to each other is set so as to increase from the inlet side to the outlet side of the working fluid. Extraction structure.
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