JP5357908B2 - 軸流流体機械用翼 - Google Patents
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Description
また、上記特許文献2に開示されている翼は、その後縁のチップ部およびルート部が下流側に向かって突出した、平面視略U字状を呈する後縁を備えたものである。
さて、翼の摩擦損失を低減させて、軸流流体機械の性能を向上させるには、上記特許文献1の発明と上記特許文献2の発明とを組み合わせて、翼全体の表面積の低減化を図り、翼の摩擦損失を大幅に低減させて、軸流流体機械の性能を向上させることが考えられる。
しかしながら、上記特許文献1に開示された翼と上記特許文献2に開示された翼とを組み合わせたような翼では、ミッドスパン部におけるコード長がその他の部分のコード長に比べて短くなってしまう。そのため、定格点では翼の摩擦損失を低減させて、軸流流体機械の性能を向上させることができるが、例えば、高負荷時に、作動点が定格点よりも圧力比大の側に移動すると、ミッドスパン部において空気流が剥離して、サージが生じてしまうといった問題点がある。
本発明による軸流流体機械用翼は、軸流流体機械に用いられる軸流流体機械用翼であって、前縁が、そのチップ部およびそのルート部において上流側に向かって突出し、後縁が、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部において下流側に向かって突出するように形成されているとともに、0%Ht(Htは翼高さ)をその根元、100%Htをその先端とした場合に、20%Ht付近におけるコード長および80%Ht付近におけるコード長が、50%Ht付近におけるコード長よりも短くなるように形成され、かつ、50%Ht付近のコード長が、0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しくなるように形成されている。
このような軸流流体機械用翼によれば、その前縁が平面視略U字状を呈するように、かつ、その後縁が平面視略W字状を呈するように形成され、翼全体のコード長の低減化が図られるとともに、翼全体の表面積の低減化が図られることとなる。これにより、翼の摩擦損失を低減させることができる。
また、翼の、特に、20%Ht付近におけるコード長、および80%Ht付近におけるコード長の低減化が図られるとともに、これら領域の表面積の低減化が図られることとなるので、これら領域の摩擦損失を、例えば、図4に破線で示すように低減させることができる。
さらに、50%Ht付近におけるコード長が、20%Ht付近におけるコード長、および80%Ht付近におけるコード長よりも長くなるように(0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しくなるように)形作られているので、高負荷時に、作動点が定格点よりも圧力比大の側に移動したとしてもミッドスパン部における空気流の剥離を防止することができて、サージ耐性の低下を防止することができる。
さらにまた、翼は、その前縁および後縁を削り取るようにして作製されている(すなわち、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部を上流側および/または下流側に増設するようにして作製されたものではない)ので、軸方向における寸法が大型化してしまうことを回避することができる。
このような軸流流体機械用翼によれば、その前縁が平面視略W字状を呈するように、かつ、その後縁が平面視略U字状を呈するように形成され、翼全体のコード長の低減化が図られるとともに、翼全体の表面積の低減化が図られることとなる。これにより、翼の摩擦損失を低減させることができる。
また、翼の、特に、20%Ht付近におけるコード長、および80%Ht付近におけるコード長の低減化が図られるとともに、これら領域の表面積の低減化が図られることとなるので、これら領域の摩擦損失を、例えば、図4に破線で示すように低減させることができる。
さらに、50%Ht付近におけるコード長が、20%Ht付近におけるコード長、および80%Ht付近におけるコード長よりも長くなるように(0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しくなるように)形作られているので、高負荷時に、作動点が定格点よりも圧力比大の側に移動したとしてもミッドスパン部における空気流の剥離を防止することができて、サージ耐性の低下を防止することができる。
さらにまた、翼は、その前縁および後縁を削り取るようにして作製されている(すなわち、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部を上流側および/または下流側に増設するようにして作製されたものではない)ので、軸方向における寸法が大型化してしまうことを回避することができる。
このような軸流流体機械によれば、性能が向上するとともに、サージマージンが向上することとなる。
図1は、本実施形態による軸流流体機械用翼(以下、「静翼」という)60を具備したガスタービン10を示す図であって、車室上半部を取り外した状態を示す概略斜視図である。
圧縮部20は、ロータアセンブリ21と、静翼アセンブリ22とを具備するものである。
ロータアセンブリ21は、車室50内に設けられたジャーナル軸受51上に配置される軸21a、およびこの軸21aに設けられた複数枚の動翼ディスク21bを備えている。
また、この動翼ディスク21bには、複数枚の動翼21cが設けられている。
静翼アセンブリ22は、それら動翼ディスク21bに対し軸方向に隣接して配置されるとともに、車室50の周方向に沿って複数のセグメントに分割されたものであり、例えば、車室50の上半部・下半部においてそれぞれ2つずつのセグメントに分割されているものでは、4つのセグメント(すなわち4つの静翼アセンブリ)で1段分のステータ部を構成していることとなる。
なお、図1中の符号26は、ディフューザである。
なお、図3において左側が前縁側、右側が後縁側、上側がチップ(先端)側、下側がルート(根元)側である。
なお、50%Ht付近のコード長は、0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しい。
また、0%Htとは静翼60の根元、100%Htとは静翼60の先端のことである。
また、静翼60の、特に、チップ部とミッドスパン部との間、およびミッドスパン部とルート部との間におけるコード長の低減化が図られるとともに、これら領域の表面積の低減化が図られることとなるので、これら領域の摩擦損失を図4に破線で示すように低減させることができる。
なお、図4中の太い実線は、図3に示す前縁61と、ルートからチップにかけて直線状とされた(すなわち、ルートからチップにかけて凹凸を有しない)後縁とを有する静翼についてのものである。
また、図4中の破線は、25%Ht付近におけるコード長および75%Ht付近におけるコード長が、50%Ht付近におけるコード長よりも短くなるように(言い換えれば、25%Ht付近におけるコード長および75%Ht付近におけるコード長が最も短くなるように)作製された静翼60のものである。
また、本実施形態による静翼60は、その前縁および後縁を削り取るようにして作製されている(すなわち、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部を上流側および/または下流側に増設するようにして作製されたものではない)ので、軸方向における寸法が大型化してしまうことを回避することができる。
本実施形態に係る静翼70は、その前縁71が平面視略W字状を呈するように、かつ、その後縁72が平面視略U字状を呈するように形成されているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、50%Ht付近のコード長は、0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しい。
また、0%Htとは静翼60の根元、100%Htとは静翼60の先端のことである。
60 静翼(軸流流体機械用翼)
61 前縁
62 後縁
70 静翼(軸流流体機械用翼)
71 前縁
72 後縁
Claims (3)
- 軸流流体機械に用いられる軸流流体機械用翼であって、
前縁が、そのチップ部およびそのルート部において上流側に向かって突出し、後縁が、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部において下流側に向かって突出するように形成されているとともに、
0%Ht(Htは翼高さ)をその根元、100%Htをその先端とした場合に、
20%Ht付近におけるコード長および80%Ht付近におけるコード長が、50%Ht付近におけるコード長よりも短くなるように形成され、かつ、
50%Ht付近のコード長が、0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しくなるように形成されていることを特徴とする軸流流体機械用翼。 - 軸流流体機械に用いられる軸流流体機械用翼であって、
前縁が、そのチップ部、ミッドスパン部、およびルート部において上流側に向かって突出し、後縁が、そのチップ部およびそのルート部において下流側に向かって突出するように形成されているとともに、
0%Ht(Htは翼高さ)をその根元、100%Htをその先端とした場合に、
20%Ht付近におけるコード長および80%Ht付近におけるコード長が、50%Ht付近におけるコード長よりも短くなるように形成され、かつ、
50%Ht付近のコード長が、0%Htにおけるコード長および100%Htにおけるコード長と略等しくなるように形成されていることを特徴とする軸流流体機械用翼。 - 請求項1または2に記載の軸流流体機械用翼を備えてなることを特徴とする軸流流体機械。
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JP2011034918A JP5357908B2 (ja) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 軸流流体機械用翼 |
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JP2011034918A JP5357908B2 (ja) | 2011-02-21 | 2011-02-21 | 軸流流体機械用翼 |
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Family Applications (1)
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Family Cites Families (2)
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2011
- 2011-02-21 JP JP2011034918A patent/JP5357908B2/ja active Active
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