JPH09291897A - 軸流圧縮機 - Google Patents
軸流圧縮機Info
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- JPH09291897A JPH09291897A JP10767296A JP10767296A JPH09291897A JP H09291897 A JPH09291897 A JP H09291897A JP 10767296 A JP10767296 A JP 10767296A JP 10767296 A JP10767296 A JP 10767296A JP H09291897 A JPH09291897 A JP H09291897A
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- Japan
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- moving blade
- tip
- blade
- casing
- rubbing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 性能の低下を抑えつつ、ラビングによる動翼
の損傷を防止できるようにする。 【解決手段】 ロータ１とともに回転する動翼２の先端
とケーシング４の内面との間に、所定のチップ間隙δを
設ける。動翼２の前縁動翼高さＨ１および後縁動翼高さ
Ｈ２を適切に設定することにより、前縁チップ間隙δ1
よりも後縁チップ間隙δ2 の方が大きくなるようにす
る。これにより、動翼２の先端後縁部でラビングが生じ
ることがない。また、ラビングが生じたとしても、動翼
２の先端前縁側で生じることになる。このため、動翼の
損傷を防止することができる。
の損傷を防止できるようにする。 【解決手段】 ロータ１とともに回転する動翼２の先端
とケーシング４の内面との間に、所定のチップ間隙δを
設ける。動翼２の前縁動翼高さＨ１および後縁動翼高さ
Ｈ２を適切に設定することにより、前縁チップ間隙δ1
よりも後縁チップ間隙δ2 の方が大きくなるようにす
る。これにより、動翼２の先端後縁部でラビングが生じ
ることがない。また、ラビングが生じたとしても、動翼
２の先端前縁側で生じることになる。このため、動翼の
損傷を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軸流圧縮機に係り、
特に動翼先端とケーシング内面との間に形成されるチッ
プ間隙の設定に関する。
特に動翼先端とケーシング内面との間に形成されるチッ
プ間隙の設定に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、軸流圧縮機や軸流タービンのよ
うな回転羽根を有する流体機械においては、回転羽根と
しての動翼が、その先端に対向するケーシング等の静止
部に回転中に接触して損傷することがないよう、動翼先
端とこれに対応するケーシング内面との間には、チップ
間隙と称される間隙が設けられている。ところが、信頼
性を確保するために設けられたこのチップ間隙も、性能
面では逆効果になることは一般に知られたことである。
うな回転羽根を有する流体機械においては、回転羽根と
しての動翼が、その先端に対向するケーシング等の静止
部に回転中に接触して損傷することがないよう、動翼先
端とこれに対応するケーシング内面との間には、チップ
間隙と称される間隙が設けられている。ところが、信頼
性を確保するために設けられたこのチップ間隙も、性能
面では逆効果になることは一般に知られたことである。
【０００３】すなわち、このチップ間隙によって内部流
体が動翼先端から漏れ、それが損失となって圧縮機等の
性能低下を引起こすことになる。圧縮機の場合にはこの
傾向が顕著であり、チップ間隙による性能低下の度合い
は、圧縮機全体効率で１〜２％となる場合もあり、ま
た、これによるガスタービンプラント全体の効率低下は
０．５〜１．０％にも及び、非常に顕著であると云え
る。また、チップ間隙の増大は、段落圧力比の低下、サ
ージマージンの減少等、機械全体の特性に大きく影響す
ることが知られており、チップ間隙は極力小さくするこ
とが必要である。
体が動翼先端から漏れ、それが損失となって圧縮機等の
性能低下を引起こすことになる。圧縮機の場合にはこの
傾向が顕著であり、チップ間隙による性能低下の度合い
は、圧縮機全体効率で１〜２％となる場合もあり、ま
た、これによるガスタービンプラント全体の効率低下は
０．５〜１．０％にも及び、非常に顕著であると云え
る。また、チップ間隙の増大は、段落圧力比の低下、サ
ージマージンの減少等、機械全体の特性に大きく影響す
ることが知られており、チップ間隙は極力小さくするこ
とが必要である。
【０００４】一方、前述のように、性能面からの要求に
よりチップ間隙を小さくすることは、信頼性の面からは
全く逆の効果をもたらす。すなわち、チップ間隙を過度
に小さく設定した場合には、当然のことながら動翼の先
端がケーシングに接触し（以下、ラビングと称す）、動
翼の損傷、飛散という重大な事態になることは容易に想
像できる。
よりチップ間隙を小さくすることは、信頼性の面からは
全く逆の効果をもたらす。すなわち、チップ間隙を過度
に小さく設定した場合には、当然のことながら動翼の先
端がケーシングに接触し（以下、ラビングと称す）、動
翼の損傷、飛散という重大な事態になることは容易に想
像できる。
【０００５】このように、チップ間隙の設定は、機器の
信頼性および性能を左右する重要なものであり、組立時
にも細心の注意を払わなければならない項目である。図
５は、従来の軸流圧縮機の通路部構造を示すもので、以
下これについて説明する。
信頼性および性能を左右する重要なものであり、組立時
にも細心の注意を払わなければならない項目である。図
５は、従来の軸流圧縮機の通路部構造を示すもので、以
下これについて説明する。
【０００６】一般に、軸流圧縮機の通路部は、図５に示
すように、ロータ１、動翼２、静翼３およびケーシング
４により構成されており、前述のように動翼２の先端と
これに対応するケーシング４の内面との間には、回転中
に動翼２の先端とケーシング４の内面とが接触するのを
防止するため、所定寸法、チップ間隙δが設定されてい
る。
すように、ロータ１、動翼２、静翼３およびケーシング
４により構成されており、前述のように動翼２の先端と
これに対応するケーシング４の内面との間には、回転中
に動翼２の先端とケーシング４の内面とが接触するのを
防止するため、所定寸法、チップ間隙δが設定されてい
る。
【０００７】このチップ間隙δの設定に際しては、動翼
２の回転に伴なう遠心力による伸び、ロータ１およびケ
ーシング４の熱伸び、ロータ１の撓み、ロータ１の振れ
廻り等の要素を考慮している。しかしながら、起動停止
途中の過渡的な状況における必要チップ間隙δの見積も
りは非常に困難であり、長い運転の間のケーシング４の
熱変形、過渡的な温度分布不均一によるケーシング４の
変形により、その一部でラビングを起こす場合がある。
このようなラビングが生じた場合、それが軽微といえど
も動翼２の損傷につながる場合がある。例えば、ケーシ
ング４の不均一な熱変形等によってラビングが生じ、そ
の部位が動翼２の先端後縁部である場合、ラビングによ
る周期的な力は動翼２の先端後縁部に加わることにな
る。この加振力が、動翼２の振動モードの１つである捻
れモードによる変形を増長し、結果的に振動応力が増大
し、動翼２の後縁に亀裂が入る場合がある。
２の回転に伴なう遠心力による伸び、ロータ１およびケ
ーシング４の熱伸び、ロータ１の撓み、ロータ１の振れ
廻り等の要素を考慮している。しかしながら、起動停止
途中の過渡的な状況における必要チップ間隙δの見積も
りは非常に困難であり、長い運転の間のケーシング４の
熱変形、過渡的な温度分布不均一によるケーシング４の
変形により、その一部でラビングを起こす場合がある。
このようなラビングが生じた場合、それが軽微といえど
も動翼２の損傷につながる場合がある。例えば、ケーシ
ング４の不均一な熱変形等によってラビングが生じ、そ
の部位が動翼２の先端後縁部である場合、ラビングによ
る周期的な力は動翼２の先端後縁部に加わることにな
る。この加振力が、動翼２の振動モードの１つである捻
れモードによる変形を増長し、結果的に振動応力が増大
し、動翼２の後縁に亀裂が入る場合がある。
【０００８】つまり、この場合のラビング力は、ケーシ
ング４の全周の一部で接触することにより、パルス的な
加振力として動翼２に作用する。このパルス的な加振力
は、回転数の高次成分までも大きなレベルを持つ加振力
となる。
ング４の全周の一部で接触することにより、パルス的な
加振力として動翼２に作用する。このパルス的な加振力
は、回転数の高次成分までも大きなレベルを持つ加振力
となる。
【０００９】一方、通常の圧縮機翼は薄板構造のため、
翼の固有振動モード分布としては、低次より、周方向１
次モード、周方向２次モード、および捻りモードとな
る。一般的に、周方向モードは低次に当るため、共振を
避けた設計を行なうことが可能であるが、捻りモードに
おいては、高次にあるため各翼毎のばらつきが大きく、
運転回転数に対し全翼が共振を充分に避けているとはい
い難い。このような翼において、前述した加振力が翼後
縁に加わると、捻りモードを増長することになり、軽微
なラビング、すなわち小さな加振力でも翼に亀裂を発生
させる要因となっている。
翼の固有振動モード分布としては、低次より、周方向１
次モード、周方向２次モード、および捻りモードとな
る。一般的に、周方向モードは低次に当るため、共振を
避けた設計を行なうことが可能であるが、捻りモードに
おいては、高次にあるため各翼毎のばらつきが大きく、
運転回転数に対し全翼が共振を充分に避けているとはい
い難い。このような翼において、前述した加振力が翼後
縁に加わると、捻りモードを増長することになり、軽微
なラビング、すなわち小さな加振力でも翼に亀裂を発生
させる要因となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図６は、横軸に運転回
転数比ｎ、縦軸に周波数を取って示した一般的な圧縮機
動翼のキャンベル線図であり、低次より、周方向１次モ
ードＴ0 、周方向２次モードＴ1 、捻りモードＲとな
る。また、図７は、捻りモードＲで振動しているときの
動翼２先端の変形図であり、図中、符号９は動翼前縁
側、符号１０は動翼後縁側を示している。
転数比ｎ、縦軸に周波数を取って示した一般的な圧縮機
動翼のキャンベル線図であり、低次より、周方向１次モ
ードＴ0 、周方向２次モードＴ1 、捻りモードＲとな
る。また、図７は、捻りモードＲで振動しているときの
動翼２先端の変形図であり、図中、符号９は動翼前縁
側、符号１０は動翼後縁側を示している。
【００１１】これらの振動モードの中で、周方向１次モ
ードＴ0 、周方向２次モードＴ1 は低次であるため、各
翼の固有振動数のばらつきが少なく、全翼について共振
を避けた設計を行なうことができるが、高次である捻り
モードＲについては、各翼の固有振動数のばらつきが低
次のモードに比べ大きく、全翼について充分に共振を避
けた状態にあるとは限らないのが実情である。また、ケ
ーシング４は、運転時の過渡的な温度の不均一により本
来の真円ではなくなり、全周においてチップ間隙δの不
均一が生じ、その結果チップ間隙δの狭い部位において
パルス的にラビングを生じることになる。
ードＴ0 、周方向２次モードＴ1 は低次であるため、各
翼の固有振動数のばらつきが少なく、全翼について共振
を避けた設計を行なうことができるが、高次である捻り
モードＲについては、各翼の固有振動数のばらつきが低
次のモードに比べ大きく、全翼について充分に共振を避
けた状態にあるとは限らないのが実情である。また、ケ
ーシング４は、運転時の過渡的な温度の不均一により本
来の真円ではなくなり、全周においてチップ間隙δの不
均一が生じ、その結果チップ間隙δの狭い部位において
パルス的にラビングを生じることになる。
【００１２】図８は、横軸に位相θ、縦軸にラビングに
よる外力Ｆをとって前記パルス的なラビング力を模式的
に示したもので、全周一箇所でケーシング４に接触して
いる状態を示している。図９は、横軸に回転次数ｆn 、
縦軸にレベル比Ａをとって前記ラビング力を周波数分析
した結果を示したもので、図９からも明らかなように、
パルス的なラビング力は、回転数の高次成分まで高い加
振力レベルを維持していることが判る。
よる外力Ｆをとって前記パルス的なラビング力を模式的
に示したもので、全周一箇所でケーシング４に接触して
いる状態を示している。図９は、横軸に回転次数ｆn 、
縦軸にレベル比Ａをとって前記ラビング力を周波数分析
した結果を示したもので、図９からも明らかなように、
パルス的なラビング力は、回転数の高次成分まで高い加
振力レベルを維持していることが判る。
【００１３】前述の動翼２が、軽微といえどもこのよう
なパルス的なラビング力をその先端後縁部に設けると、
図７の捻りモードの変形図からも判るように、高次成分
である捻りモードが増長され、翼の振動応力が増大し、
軽微なラビング力といえども翼に亀裂が入るおそれがあ
る。一方、その力が翼の前縁から中心部にかけて加わる
場合もしくは翼先端の全面に加わる場合には、それによ
って増長される周方向の振動モードは、運転回転数に対
し全翼が充分共振を避けているため、翼の損傷に至る可
能性は少ない。また、この問題を回避しようとしてチッ
プ間隙δを拡げると、前述した理由により性能が低下す
るという問題がある。
なパルス的なラビング力をその先端後縁部に設けると、
図７の捻りモードの変形図からも判るように、高次成分
である捻りモードが増長され、翼の振動応力が増大し、
軽微なラビング力といえども翼に亀裂が入るおそれがあ
る。一方、その力が翼の前縁から中心部にかけて加わる
場合もしくは翼先端の全面に加わる場合には、それによ
って増長される周方向の振動モードは、運転回転数に対
し全翼が充分共振を避けているため、翼の損傷に至る可
能性は少ない。また、この問題を回避しようとしてチッ
プ間隙δを拡げると、前述した理由により性能が低下す
るという問題がある。
【００１４】そこで、本発明の目的は上記従来技術が有
する問題を解消し、性能低下を最少限に抑えつつ、通常
では予測が困難な軽微なラビングが動翼先端後縁側に生
じることを回避することができ、またラビングが生じた
場合でも、翼の損傷を回避することができる軸流圧縮機
を提供することにある。
する問題を解消し、性能低下を最少限に抑えつつ、通常
では予測が困難な軽微なラビングが動翼先端後縁側に生
じることを回避することができ、またラビングが生じた
場合でも、翼の損傷を回避することができる軸流圧縮機
を提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は、性能低下をより少な
くすることができる軸流圧縮機を提供するにある。本発
明の他の目的は、動翼先端後縁部に加わる力を低く抑え
ることができる軸流圧縮機を提供するにある。本発明の
さらに他の目的は、ラビングによる力が加わる部位を動
翼先端全面とし、翼に加わるラビング外力を均一化する
ことができる軸流圧縮機を提供するにある。
くすることができる軸流圧縮機を提供するにある。本発
明の他の目的は、動翼先端後縁部に加わる力を低く抑え
ることができる軸流圧縮機を提供するにある。本発明の
さらに他の目的は、ラビングによる力が加わる部位を動
翼先端全面とし、翼に加わるラビング外力を均一化する
ことができる軸流圧縮機を提供するにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、ケーシング内で回転するロータと、ロータに
設けられた動翼と、前記ケーシングに設けられた静翼と
を備え、前記動翼の先端とケーシング内面との間に所定
のチップ間隙が形成されている軸流圧縮機において、少
なくとも動翼後縁部のチップ間隙を動翼前縁部のチップ
間隙よりも大きく設定するようにしたことを特徴とす
る。そしてこれにより、動翼先端の後縁部でラビングが
発生することがなくなり、性能低下を最少限に抑えつ
つ、翼の損傷を防止することが可能となる。
本発明は、ケーシング内で回転するロータと、ロータに
設けられた動翼と、前記ケーシングに設けられた静翼と
を備え、前記動翼の先端とケーシング内面との間に所定
のチップ間隙が形成されている軸流圧縮機において、少
なくとも動翼後縁部のチップ間隙を動翼前縁部のチップ
間隙よりも大きく設定するようにしたことを特徴とす
る。そしてこれにより、動翼先端の後縁部でラビングが
発生することがなくなり、性能低下を最少限に抑えつ
つ、翼の損傷を防止することが可能となる。
【００１７】本発明はまた、動翼翼高さの設定により、
動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が次第
に拡がるようにしたことを特徴とする。そしてこれによ
り、簡単な加工でラビングの発生を防止することが可能
となる。
動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が次第
に拡がるようにしたことを特徴とする。そしてこれによ
り、簡単な加工でラビングの発生を防止することが可能
となる。
【００１８】本発明はまた、ケーシングの動翼先端に対
応する部位の内面径の設定により、動翼前縁部から動翼
後縁部に向かってチップ間隙が次第に拡がるようにした
ことを特徴とする。そしてこれにより、動翼の形状寸法
を変えることなくラビングの発生を防止することが可能
となる。
応する部位の内面径の設定により、動翼前縁部から動翼
後縁部に向かってチップ間隙が次第に拡がるようにした
ことを特徴とする。そしてこれにより、動翼の形状寸法
を変えることなくラビングの発生を防止することが可能
となる。
【００１９】本発明はまた、動翼先端の後縁側端部に切
欠きを設け、動翼後縁部のチップ間隙のみが他の部位の
チップ間隙よりも広くなるようにしたことを特徴とす
る。そしてこれにより、性能低下をより少なくすること
が可能となる。
欠きを設け、動翼後縁部のチップ間隙のみが他の部位の
チップ間隙よりも広くなるようにしたことを特徴とす
る。そしてこれにより、性能低下をより少なくすること
が可能となる。
【００２０】本発明はまた、ケーシング内面の動翼後端
部に対応する部位に摩耗材を配置するようにしたことを
特徴とする。そしてこれにより、ラビングにより動翼先
端後縁部に加わる力を低く抑えることが可能となる。
部に対応する部位に摩耗材を配置するようにしたことを
特徴とする。そしてこれにより、ラビングにより動翼先
端後縁部に加わる力を低く抑えることが可能となる。
【００２１】本発明はさらに、ケーシング内面の動翼先
端に対応する部位に、周方向に分割された複数のセグメ
ントを設け、これら各セグメントを、動翼の前後方向中
央部を支店として径方向に揺動可能としたことを特徴と
する。そして、各セグメントの自動調芯機能により、ラ
ビングによる力が加わる部位が動翼先端の全面となり、
翼に加わるラビング外力を均一化して翼の損傷を防止す
ることが可能となる。
端に対応する部位に、周方向に分割された複数のセグメ
ントを設け、これら各セグメントを、動翼の前後方向中
央部を支店として径方向に揺動可能としたことを特徴と
する。そして、各セグメントの自動調芯機能により、ラ
ビングによる力が加わる部位が動翼先端の全面となり、
翼に加わるラビング外力を均一化して翼の損傷を防止す
ることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る軸流
圧縮機を示すもので、この軸流圧縮機の通路部は、ロー
タ１、このロータ１に設けられた動翼２、静翼３および
この静翼３が設けられて前記ロータ１を収容するケーシ
ング４から構成されており、前記動翼２の先端とこれに
対応するケーシング４の内面との間には、所定のチップ
間隙δが設けられている。このチップ間隙δは、図１に
示すように、動翼２前縁端の前縁チップ間隙δ1に比べ
動翼２後縁端の後縁チップ間隙δ2 が大きくなるように
設定され、かつチップ間隙δが次第に拡がるようになっ
ており、これは、動翼２の前縁動翼高さＨ１と後縁動翼
高さＨ２とを適切に設定し、かつこれらの間を平坦面で
結ぶことにより得られるようになっている。
明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る軸流
圧縮機を示すもので、この軸流圧縮機の通路部は、ロー
タ１、このロータ１に設けられた動翼２、静翼３および
この静翼３が設けられて前記ロータ１を収容するケーシ
ング４から構成されており、前記動翼２の先端とこれに
対応するケーシング４の内面との間には、所定のチップ
間隙δが設けられている。このチップ間隙δは、図１に
示すように、動翼２前縁端の前縁チップ間隙δ1に比べ
動翼２後縁端の後縁チップ間隙δ2 が大きくなるように
設定され、かつチップ間隙δが次第に拡がるようになっ
ており、これは、動翼２の前縁動翼高さＨ１と後縁動翼
高さＨ２とを適切に設定し、かつこれらの間を平坦面で
結ぶことにより得られるようになっている。
【００２３】また、前記ケーシング４内面の動翼２後端
部に対応する部位には、図１に示すように、動翼２より
も軟質で摩耗し易い摩耗材１１が配設されており、この
摩耗材１１により、ケーシング４の過渡的な温度分布の
不均一に起因する軽微なラビングが発生しても、動翼２
の後縁部に加わるラビング力を小さくできるようになっ
ている。
部に対応する部位には、図１に示すように、動翼２より
も軟質で摩耗し易い摩耗材１１が配設されており、この
摩耗材１１により、ケーシング４の過渡的な温度分布の
不均一に起因する軽微なラビングが発生しても、動翼２
の後縁部に加わるラビング力を小さくできるようになっ
ている。
【００２４】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。本実施の形態においては、チップ間隙δが動翼２の
前縁側から後縁側に向かって次第に拡がるように設定さ
れている。このため、動翼２の後縁部でラビングが発生
することはない。また、ケーシング４の過渡的な温度分
布の不均一により軽微なラビングが発生したとしても、
その部位は動翼２の前縁側である。このため、翼の捻り
モードを増長させるようなラビング力とはならず、動翼
２の先端後縁部にラビングが生じることを回避すること
ができる。また、捻りモードによる翼の損傷も防止する
ことができる。
る。本実施の形態においては、チップ間隙δが動翼２の
前縁側から後縁側に向かって次第に拡がるように設定さ
れている。このため、動翼２の後縁部でラビングが発生
することはない。また、ケーシング４の過渡的な温度分
布の不均一により軽微なラビングが発生したとしても、
その部位は動翼２の前縁側である。このため、翼の捻り
モードを増長させるようなラビング力とはならず、動翼
２の先端後縁部にラビングが生じることを回避すること
ができる。また、捻りモードによる翼の損傷も防止する
ことができる。
【００２５】しかして、性能低下を最少限に抑えつつ、
ラビングによる翼の損傷を防止することができる。ま
た、摩耗材１１により、動翼２の先端後縁部に加わるラ
ビング力をより小さくすることができる。
ラビングによる翼の損傷を防止することができる。ま
た、摩耗材１１により、動翼２の先端後縁部に加わるラ
ビング力をより小さくすることができる。
【００２６】図２は、本発明の第２の実施の形態を示す
もので、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位の内
面径の設定により、動翼２の前縁部から後縁部に向かっ
てチップ間隙δが次第に拡がるようにしたものである。
すなわち、前記チップ間隙δは、図２に示すように、動
翼２前縁端の前縁チップ間隙δ1 に比べ動翼２後縁端の
後縁チップ間隙δ2 が大きくなるように設定され、かつ
チップ間隙δが次第に拡がるようになっており、これ
は、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位の前縁側
ケーシング内径Ｈ３と後縁側ケーシング内径Ｈ４とを適
切に設定し、かつこれらの間を断面直線で結ぶことによ
り得られるようになっている。なお、その他の点につい
ては、前記第１の実施の形態と同一であり、作用も同一
である。
もので、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位の内
面径の設定により、動翼２の前縁部から後縁部に向かっ
てチップ間隙δが次第に拡がるようにしたものである。
すなわち、前記チップ間隙δは、図２に示すように、動
翼２前縁端の前縁チップ間隙δ1 に比べ動翼２後縁端の
後縁チップ間隙δ2 が大きくなるように設定され、かつ
チップ間隙δが次第に拡がるようになっており、これ
は、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位の前縁側
ケーシング内径Ｈ３と後縁側ケーシング内径Ｈ４とを適
切に設定し、かつこれらの間を断面直線で結ぶことによ
り得られるようになっている。なお、その他の点につい
ては、前記第１の実施の形態と同一であり、作用も同一
である。
【００２７】しかして、動翼２に加工を要しないので、
既存の動翼２をそのまま用いることができる。
既存の動翼２をそのまま用いることができる。
【００２８】図３は、本発明の第３の実施の形態を示す
もので、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位に、
自動調芯機能を有するセグメント１２を配設するように
したものである。すなわち、ケーシング４の動翼２先端
に対応する部位には、図３に示すように、周方向の蟻溝
１３が設けられており、この蟻溝１３には、周方向に分
割されている複数のセグメント１２が装着されている。
もので、ケーシング４の動翼２先端に対応する部位に、
自動調芯機能を有するセグメント１２を配設するように
したものである。すなわち、ケーシング４の動翼２先端
に対応する部位には、図３に示すように、周方向の蟻溝
１３が設けられており、この蟻溝１３には、周方向に分
割されている複数のセグメント１２が装着されている。
【００２９】これら各セグメント１２には、図３に示す
ように、動翼２の前後方向中央部に円弧座１４が設けら
れ、各セグメント１２の外周部は、この円弧座１４のみ
が蟻溝１３の底部に接触するようになっているととも
に、各セグメント１２と蟻溝１３との間には、自動調芯
機能を得るための弾性体１５が介装されている。なお、
その他の点については、前記第２の実施の形態と同一構
成となっている。
ように、動翼２の前後方向中央部に円弧座１４が設けら
れ、各セグメント１２の外周部は、この円弧座１４のみ
が蟻溝１３の底部に接触するようになっているととも
に、各セグメント１２と蟻溝１３との間には、自動調芯
機能を得るための弾性体１５が介装されている。なお、
その他の点については、前記第２の実施の形態と同一構
成となっている。
【００３０】次に、本実施の形態の作用について説明す
る。
る。
【００３１】本実施の形態においては、前記第２の実施
の形態と同様、ケーシング４の動翼２先端に対応する部
位の前縁側ケーシング内径Ｈ３と後縁側ケーシング内径
Ｈ４とを適切に設定することにより、チップ間隙δが動
翼２の前縁側から後縁側に向かって次第に拡がるように
設定されている。このため、動翼２の後縁部でラビング
が発生することはない。また、軽微なラビングが生じた
場合でも、各セグメント１２が円弧座１４を支店として
径方向に揺動することになる。すなわち、各セグメント
１２は、その自動調芯機能により、円弧座１４を支店と
して図３において時計廻りあるいは反時計廻りに揺動す
ることになる。このため、各セグメント１２の内面が動
翼２の先端面と平行になり、動翼２の先端全面でラビン
グ力を受けることになる。
の形態と同様、ケーシング４の動翼２先端に対応する部
位の前縁側ケーシング内径Ｈ３と後縁側ケーシング内径
Ｈ４とを適切に設定することにより、チップ間隙δが動
翼２の前縁側から後縁側に向かって次第に拡がるように
設定されている。このため、動翼２の後縁部でラビング
が発生することはない。また、軽微なラビングが生じた
場合でも、各セグメント１２が円弧座１４を支店として
径方向に揺動することになる。すなわち、各セグメント
１２は、その自動調芯機能により、円弧座１４を支店と
して図３において時計廻りあるいは反時計廻りに揺動す
ることになる。このため、各セグメント１２の内面が動
翼２の先端面と平行になり、動翼２の先端全面でラビン
グ力を受けることになる。
【００３２】しかして、ケーシング４の過渡的な温度分
布の不均一等に起因する軽微なラビングが発生しても、
その部位は動翼２の先端全面となり、翼の捻りモードを
増長させるようなラビング力となることはない。また、
翼全面でラビング力を受けることになるため力が分散さ
れ、捻りモードによる翼の損傷を防止することができ
る。
布の不均一等に起因する軽微なラビングが発生しても、
その部位は動翼２の先端全面となり、翼の捻りモードを
増長させるようなラビング力となることはない。また、
翼全面でラビング力を受けることになるため力が分散さ
れ、捻りモードによる翼の損傷を防止することができ
る。
【００３３】なお、前記第３の実施の形態においては、
摩耗材１１を省略しているが、各セグメント１２の内面
に摩耗材１１を配設するようにしてもよい。図４は、本
発明の第４の実施の形態を示すもので、動翼２先端の後
縁側端部に切欠き１６を設けるようにしたものである。
摩耗材１１を省略しているが、各セグメント１２の内面
に摩耗材１１を配設するようにしてもよい。図４は、本
発明の第４の実施の形態を示すもので、動翼２先端の後
縁側端部に切欠き１６を設けるようにしたものである。
【００３４】すなわち、動翼２先端の後縁側端部には、
図４に示すように、動翼２の後縁端に向かってケーシン
グ４から次第に離れる平面で構成される切欠き１６が設
けられており、この切欠き１６により、前縁チップ間隙
δ1 よりも後縁チップ間隙δ2 の方が大きくなるように
なっている。より具体的には、切欠き１６が設けられて
いる部分のチップ間隙δのみが広く、他の部位は前縁チ
ップ間隙δ1 と同一の一定値となっている。
図４に示すように、動翼２の後縁端に向かってケーシン
グ４から次第に離れる平面で構成される切欠き１６が設
けられており、この切欠き１６により、前縁チップ間隙
δ1 よりも後縁チップ間隙δ2 の方が大きくなるように
なっている。より具体的には、切欠き１６が設けられて
いる部分のチップ間隙δのみが広く、他の部位は前縁チ
ップ間隙δ1 と同一の一定値となっている。
【００３５】図４の下半部は、横軸に動翼２の位置、縦
軸に圧力Ｐs をとって、腰側翼面圧力Ｐspおよび背側翼
面圧力Ｐssの変化を示したものである。なお、その他の
点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっ
ており、作用も同一である。しかして、切欠き１６の部
分のチップ間隙δのみが広くなっているので、前記第１
の実施の形態に比較して、性能低下をより少なくするこ
とができる。
軸に圧力Ｐs をとって、腰側翼面圧力Ｐspおよび背側翼
面圧力Ｐssの変化を示したものである。なお、その他の
点については、前記第１の実施の形態と同一構成となっ
ており、作用も同一である。しかして、切欠き１６の部
分のチップ間隙δのみが広くなっているので、前記第１
の実施の形態に比較して、性能低下をより少なくするこ
とができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、少なくと
も動翼後縁部のチップ間隙を、動翼前縁部のチップ間隙
よりも大きく設定するようにしているので、動翼先端の
後縁部でラビングが発生することがなくなり、性能低下
を最少限に抑えつつ、翼の損傷を防止することができ
る。
も動翼後縁部のチップ間隙を、動翼前縁部のチップ間隙
よりも大きく設定するようにしているので、動翼先端の
後縁部でラビングが発生することがなくなり、性能低下
を最少限に抑えつつ、翼の損傷を防止することができ
る。
【００３７】本発明はまた、動翼翼高さの設定により、
動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が次第
に拡がるようにしているので、比較的簡単な加工でラビ
ングの発生を防止することができる。本発明はまた、ケ
ーシングの動翼先端に対応する部位の内面径の設定によ
り、動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が
次第に拡がるようにしているので、動翼の形状寸法を変
えることなくラビングの発生を防止することができる。
動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が次第
に拡がるようにしているので、比較的簡単な加工でラビ
ングの発生を防止することができる。本発明はまた、ケ
ーシングの動翼先端に対応する部位の内面径の設定によ
り、動翼前縁部から動翼後縁部に向かってチップ間隙が
次第に拡がるようにしているので、動翼の形状寸法を変
えることなくラビングの発生を防止することができる。
【００３８】本発明はまた、動翼先端の後縁側端部に切
欠きを設け、動翼後縁部のチップ間隙のみが他の部位の
チップ間隙よりも広くなるようにしているので、性能低
下をより少なくすることができる。本発明はまた、ケー
シング内面の動翼後端部に対応する部位に摩耗材を配置
するようにしているので、ラビングにより動翼先端後縁
部に加わる力を低く抑えることができる。
欠きを設け、動翼後縁部のチップ間隙のみが他の部位の
チップ間隙よりも広くなるようにしているので、性能低
下をより少なくすることができる。本発明はまた、ケー
シング内面の動翼後端部に対応する部位に摩耗材を配置
するようにしているので、ラビングにより動翼先端後縁
部に加わる力を低く抑えることができる。
【００３９】本発明はさらに、ケーシング内面の動翼先
端に対応する部位に、周方向に分割された複数のセグメ
ントを設け、これら各セグメントを、動翼の前後方向中
央部を支店として径方向に揺動できるようにしているの
で、ラビングが生じた際に、各セグメントの自動調芯機
能により、各セグメントの内面が動翼の先端面と平行に
なり、ラビングによる力が加わる部位が動翼先端の全面
となる。このため、翼に加わるラビング外力が均一化さ
れ、翼の損傷を防止することができる。
端に対応する部位に、周方向に分割された複数のセグメ
ントを設け、これら各セグメントを、動翼の前後方向中
央部を支店として径方向に揺動できるようにしているの
で、ラビングが生じた際に、各セグメントの自動調芯機
能により、各セグメントの内面が動翼の先端面と平行に
なり、ラビングによる力が加わる部位が動翼先端の全面
となる。このため、翼に加わるラビング外力が均一化さ
れ、翼の損傷を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る軸流圧縮機を
示す構成図
示す構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す図１相当図
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す図１相当図
【図５】従来の軸流圧縮機を示す構成図
【図６】一般的な圧縮機動翼のキャンベル線図
【図７】捻りモードで振動しているときの動翼先端の変
形図
形図
【図８】パルス的なラビング力を模式的に示すグラフ
【図９】図８のラビング力を周波数分析した結果を示す
グラフ
グラフ
１ ロータ ２ 動翼 ３ 静翼 ４ ケーシング １１ 摩耗材 １２ セグメント １３ 蟻溝 １４ 円弧座 １５ 弾性体 １６ 切欠き δ チップ間隙 δ1 前縁チップ間隙 δ2 後縁チップ間隙 Ｈ１ 前縁動翼高さ Ｈ２ 後縁動翼高さ Ｈ３ 前縁側ケーシング内径 Ｈ４ 後縁側ケーシング内径
Claims (6)
- 【請求項１】ケーシング内で回転するロータと、ロータ
に設けられた動翼と、前記ケーシングに設けられた静翼
とを備え、前記動翼の先端とケーシング内面との間に所
定のチップ間隙が形成されている軸流圧縮機において、
少なくとも動翼後縁部のチップ間隙を動翼前縁部のチッ
プ間隙よりも大きく設定したことを特徴とする軸流圧縮
機。 - 【請求項２】動翼翼高さの設定により、動翼前縁部から
動翼後縁部に向かってチップ間隙が次第に拡がるように
したことを特徴とする請求項１記載の軸流圧縮機。 - 【請求項３】ケーシングの動翼先端に対応する部位の内
面径の設定により、動翼前縁部から動翼後縁部に向かっ
てチップ間隙が次第に拡がるようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の軸流圧縮機。 - 【請求項４】動翼先端の後縁側端部に切欠きを設け、動
翼後縁部のチップ間隙のみが他の部位のチップ間隙より
も広くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
軸流圧縮機。 - 【請求項５】ケーシング内面の動翼後端部に対応する部
位に摩耗材を配置したことを特徴とする請求項１、２、
３または４記載の軸流圧縮機。 - 【請求項６】ケーシング内面の動翼先端に対応する部位
に、周方向に分割された複数のセグメントを設け、これ
ら各セグメントを、動翼の前後方向中央部を支店として
径方向に揺動可能としたことを特徴とする請求項１、
２、３または４記載の軸流圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10767296A JPH09291897A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 軸流圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10767296A JPH09291897A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 軸流圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09291897A true JPH09291897A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14465079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10767296A Pending JPH09291897A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 軸流圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09291897A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505730A (ja) * | 2002-02-28 | 2006-02-16 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | ターボコンプレッサ用再循環構造 |
| CN102116316A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-07-06 | 苏州雅典娜科技有限公司 | 一种轴流泵 |
| WO2018092875A1 (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 三菱重工業株式会社 | 圧縮機、及びそのブレードの製造方法 |
| CN114893429A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 山东科技大学 | 基于激波减速效应的压气机间隙泄漏流控制方法及压气机 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10767296A patent/JPH09291897A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505730A (ja) * | 2002-02-28 | 2006-02-16 | エムテーウー・アエロ・エンジンズ・ゲーエムベーハー | ターボコンプレッサ用再循環構造 |
| CN102116316A (zh) * | 2010-12-24 | 2011-07-06 | 苏州雅典娜科技有限公司 | 一种轴流泵 |
| WO2018092875A1 (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 三菱重工業株式会社 | 圧縮機、及びそのブレードの製造方法 |
| CN109964044A (zh) * | 2016-11-18 | 2019-07-02 | 三菱重工业株式会社 | 压缩机及其叶片的制造方法 |
| EP3543541A4 (en) * | 2016-11-18 | 2020-07-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | COMPRESSOR, AND METHOD FOR PRODUCING BLADE THEREOF |
| CN114893429A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-12 | 山东科技大学 | 基于激波减速效应的压气机间隙泄漏流控制方法及压气机 |
| CN114893429B (zh) * | 2022-04-29 | 2024-03-15 | 山东科技大学 | 基于激波减速效应的压气机间隙泄漏流控制方法及压气机 |
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