JPH06330896A - Variable inlet guide vane of compressor - Google Patents

Variable inlet guide vane of compressor

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Publication number
JPH06330896A
JPH06330896A JP12175893A JP12175893A JPH06330896A JP H06330896 A JPH06330896 A JP H06330896A JP 12175893 A JP12175893 A JP 12175893A JP 12175893 A JP12175893 A JP 12175893A JP H06330896 A JPH06330896 A JP H06330896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
static pressure
vane
compressor
movable
movable vane
Prior art date
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Pending
Application number
JP12175893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Yagi
洋一 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP12175893A priority Critical patent/JPH06330896A/en
Publication of JPH06330896A publication Critical patent/JPH06330896A/en
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機の可変案内翼において、信頼性の高い
可動ベーンの設定角度検出装置を提供する。 【構成】 圧縮機1の羽根車2に吸気を導入する入口流
路3に環状に並んで配設される複数の可動ベーン4と、
各可動ベーン4を回転させるレバー6およびリング9
と、可動ベーン4の上流側に配置される固定ベーン7を
備える圧縮機の可変入口案内翼において、前記可動ベー
ン4と固定ベーン7の翼表面にそれぞれ開口する第一、
第二静圧孔21,22を形成し、第一、第二静圧孔2
1,22に生じる静圧Pv,Pfを検出する手段と、こ
れら検出値から可動ベーン4の設定角度θを演算する制
御装置30とを備える。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a highly reliable set angle detecting device for a movable vane in a variable guide vane of a compressor. [Structure] A plurality of movable vanes 4 arranged side by side in a ring shape in an inlet passage 3 for introducing intake air into an impeller 2 of a compressor 1,
Lever 6 and ring 9 for rotating each movable vane 4.
And a variable inlet guide vane of a compressor provided with a fixed vane 7 arranged on the upstream side of the movable vane 4, first opening on the vane surfaces of the movable vane 4 and the fixed vane 7,
The second static pressure holes 21 and 22 are formed, and the first and second static pressure holes 2 are formed.
Means for detecting the static pressures Pv, Pf generated in the Nos. 1, 22 and a controller 30 for calculating the set angle θ of the movable vane 4 from these detected values are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機の可変入口案内
翼の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved variable inlet guide vane for a compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば自動車用ガスタービンエンジン
は、広い運転領域をもっており、アイドル状態から発進
加速性を確保するために、アイドル回転数をできるだけ
高くしたいという要求がある。この対策として、圧縮機
の羽根車に流入する吸気に対して羽根車の回転方向に予
旋回を与える可変入口案内翼を設け、圧縮機の駆動馬力
を小さく抑えながら、アイドル回転数を高く保ち、燃費
の改善と加速性の向上を両立させられることが知られて
いる(参考資料…「NASA CR−18089
1」)。
2. Description of the Related Art For example, a gas turbine engine for an automobile has a wide operating range, and there is a demand to increase the idling speed as much as possible in order to secure a starting acceleration from an idling state. As a countermeasure against this, a variable inlet guide vane that pre-turns the intake air flowing into the impeller of the compressor in the direction of rotation of the impeller is provided to keep the driving horsepower of the compressor small while keeping the idle speed high. It is known that both improvement of fuel efficiency and acceleration can be achieved at the same time (reference material: “NASA CR-18089”).
1 ”).

【0003】従来のガスタービンエンジンとして、図1
3に示すようなものがある。
FIG. 1 shows a conventional gas turbine engine.
There is one as shown in 3.

【0004】回転軸11には圧縮機1の羽根車2が連結
されるとともに、圧縮機駆動用タービン15が連結され
ている。圧縮機1で圧縮された吸気が燃焼器に送られ、
燃焼器において燃料を燃焼させ、燃焼器から排出される
燃焼ガスによりタービン15と図示しない出力タービン
がそれぞれ回転駆動される。
An impeller 2 of a compressor 1 and a compressor driving turbine 15 are connected to the rotary shaft 11. The intake air compressed by the compressor 1 is sent to the combustor,
The combustor burns fuel, and the combustion gas discharged from the combustor rotationally drives the turbine 15 and an output turbine (not shown).

【0005】羽根車2が回転すると、入口流路3から流
入する吸気は各翼14の間の流路に吸い込まれ、半径方
向に向きを変えながら遠心力により圧縮されると同時
に、羽根車2の外周端から拡がるディフューザ13を介
して相対速度が減少することによって圧力回復がなされ
る。
When the impeller 2 rotates, the intake air flowing from the inlet flow path 3 is sucked into the flow path between the blades 14 and compressed by centrifugal force while changing its direction in the radial direction. The relative speed is reduced through the diffuser 13 that spreads from the outer peripheral end of the to recover pressure.

【0006】圧縮機1の可変入口案内翼は、図14に示
すように、圧縮機1の羽根車2に導入する入口流路3に
複数の固定ベーン7と可動ベーン(静翼)4が放射状に
配設される。
As shown in FIG. 14, the variable inlet guide vane of the compressor 1 has a plurality of fixed vanes 7 and movable vanes (stator vanes) 4 radially in an inlet passage 3 introduced into an impeller 2 of the compressor 1. Is installed in.

【0007】各可動ベーン4は固定ベーン7の後端から
下流側に延び、運転条件に応じて図8に2点鎖線で示す
ように固定ベーン7に対して曲折することにより、図1
3に矢印で示すように各固定ベーン7および可動ベーン
4を通過する吸気に対して予旋回を与えるようになって
いる。
Each movable vane 4 extends from the rear end of the fixed vane 7 to the downstream side, and is bent with respect to the fixed vane 7 as shown by the two-dot chain line in FIG.
As shown by arrows in FIG. 3, the intake air passing through the fixed vanes 7 and the movable vanes 4 is pre-turned.

【0008】各可動ベーン4を同期して回転させる機構
として、各可動ベーン4の回転軸5にはレバー6が連結
され、各レバー6の先端部はピン8を介してリング9に
連結される。
As a mechanism for synchronously rotating each movable vane 4, a lever 6 is connected to a rotary shaft 5 of each movable vane 4, and a tip portion of each lever 6 is connected to a ring 9 via a pin 8. .

【0009】各可動ベーン4の角度は運転状態に応じて
調節され、アイドル時に各可動ベーン34は図14に2
点鎖線で示すように傾けられ、各可動ベーン4を通過す
る吸気に対して羽根車2の回転方向に予旋回を与えるよ
うになっている。
The angle of each movable vane 4 is adjusted in accordance with the operating state, and each idle vane 34 is shown in FIG.
It is tilted as shown by a dotted line so that the intake air passing through each movable vane 4 is pre-turned in the rotation direction of the impeller 2.

【0010】各可動ベーン4の設定角度を検出する手段
として、一つの回転軸5の回転位置を機械的に検出して
電気信号を出力するポジションメータ12が設けられ、
図示しない制御装置はポジションメータ12の検出信号
を入力して各可動ベーン4を目標設定角度に回転させる
ように制御する。
As means for detecting the set angle of each movable vane 4, there is provided a position meter 12 which mechanically detects the rotational position of one rotating shaft 5 and outputs an electric signal,
A control device (not shown) inputs a detection signal from the position meter 12 and controls each movable vane 4 to rotate to a target set angle.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構造にあっては、ポジションメータ12は回転
軸5の回転角度を機械的に検出する構造のため、断線等
による故障が生じる可能性が考えられる。
However, in such a conventional structure, since the position meter 12 mechanically detects the rotation angle of the rotary shaft 5, there is a possibility that a failure may occur due to disconnection or the like. Conceivable.

【0012】また、各可動ベーン4の設定角度を検出す
る手段として、入口流路3の流路内側と外側の静圧を測
定し、その差が吸気の旋回成分に応じて変化するため、
可動ベーンの設定角度を演算することが考えられる。
Further, as means for detecting the set angle of each movable vane 4, the static pressure inside and outside the flow passage of the inlet flow passage 3 is measured, and the difference changes depending on the swirl component of the intake air.
It is conceivable to calculate the set angle of the movable vanes.

【0013】しかしながら、入口流路3の流路内側に開
口する静圧孔を形成する場合、羽根車2の回転軸11と
干渉し、構造の複雑化を招く等の問題点がある。
However, when the static pressure hole that opens inside the flow path of the inlet flow path 3 is formed, there is a problem that it interferes with the rotary shaft 11 of the impeller 2 and the structure becomes complicated.

【0014】本発明は上記の問題点に着目し、信頼性の
高い可動ベーンの設定角度検出装置を提供することを目
的とする。
It is an object of the present invention to provide a highly reliable set angle detecting device for a movable vane, focusing on the above problems.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
圧縮機の羽根車に吸気を導入する入口流路に環状に並ん
で配設される複数の可動ベーンと、各可動ベーンを回転
させる機構と、可動ベーンの上流側に配置される固定ベ
ーンを備える圧縮機の可変入口案内翼において、前記可
動ベーンと固定ベーンの翼表面にそれぞれ開口する第
一、第二静圧孔を形成し、第一、第二静圧孔に生じる静
圧Pv,Pfを検出する手段と、これらの検出値から可
動ベーンの設定角度θを演算する手段とを備える。
The invention according to claim 1 is
The compressor is provided with a plurality of movable vanes arranged in a line in an inlet passage for introducing intake air into the impeller of the compressor, a mechanism for rotating each movable vane, and a fixed vane arranged on the upstream side of the movable vane. In the variable inlet guide vanes of the compressor, first and second static pressure holes that open respectively on the vane surfaces of the movable vanes and fixed vanes are formed, and the static pressures Pv and Pf generated in the first and second static pressure holes are generated. A means for detecting and a means for calculating the set angle θ of the movable vane from these detected values are provided.

【0016】請求項2記載の発明は、圧縮機の羽根車に
吸気を導入する入口流路に環状に並んで配設される複数
の可動ベーンと、各可動ベーンを回転させる機構とを備
える圧縮機の可変入口案内翼において、前記可動ベーン
の翼表面に開口する静圧孔を形成し、静圧孔に生じる静
圧Pvを検出する手段と、前記圧縮機の吸気重量Gを検
出する手段と、これらの検出値から可動ベーンの設定角
度θを演算する手段とを備える。
The invention according to claim 2 is provided with a plurality of movable vanes arranged in a line in an inlet passage for introducing intake air into the impeller of the compressor, and a mechanism for rotating each movable vane. In the variable inlet guide vane of the machine, means for forming a static pressure hole opening on the blade surface of the movable vane and detecting a static pressure Pv generated in the static pressure hole; and means for detecting an intake weight G of the compressor. , Means for calculating the set angle θ of the movable vane from these detected values.

【0017】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明の構成に加えて、可動ベーンの腹側の翼表面
に開口する第一静圧孔と、背側の翼表面に開口する第三
静圧孔をそれぞれ形成し、第一、第三静圧孔に生じる静
圧Pv,Psを検出する手段を備える。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In addition to the configuration of the invention described above, a first static pressure hole that opens to the blade surface on the ventral side of the movable vane and a third static pressure hole that opens to the blade surface on the back side are formed, respectively. A means for detecting the static pressures Pv and Ps generated in the static pressure holes is provided.

【0018】[0018]

【作用】請求項1記載の発明において、固定ベーンに開
口する第二静圧孔に生じる静圧Pfは圧縮機の吸気重量
に応じて変化し、可動ベーンに開口する第一静圧孔に生
じる静圧Pvは圧縮機の吸気重量と可動ベーンの設定角
度θに応じて変化するため、静圧比Pv/Pfに応じて
各可動ベーンの設定角度θを検索することができる。
According to the first aspect of the invention, the static pressure Pf generated in the second static pressure hole opening in the fixed vane changes according to the intake weight of the compressor, and is generated in the first static pressure hole opening in the movable vane. Since the static pressure Pv changes according to the intake weight of the compressor and the set angle θ of the movable vanes, the set angle θ of each movable vane can be retrieved according to the static pressure ratio Pv / Pf.

【0019】請求項2記載の発明において、可動ベーン
に開口する第一静圧孔に生じる静圧Pvは圧縮機の吸気
重量Gと可動ベーンの設定角度θに応じて変化するた
め、圧縮機の吸気重量Gを検出することにより、静圧比
Pv/Gに応じて各可動ベーンの設定角度θを検索する
ことができる。
According to the second aspect of the invention, the static pressure Pv generated in the first static pressure hole opening in the movable vane changes according to the intake weight G of the compressor and the set angle θ of the movable vane, so that By detecting the intake air weight G, the set angle θ of each movable vane can be searched according to the static pressure ratio Pv / G.

【0020】請求項3記載の発明においては、第一、第
三静圧孔とに生じる静圧Pv,Psの差ΔPは、第一静
圧孔に生じる静圧Pvと同様に可動ベーンの設定角度θ
に対応して変化するが、第一静圧孔に生じる静圧Pvよ
り大きな値となるため、可動ベーンの設定角度θの検出
精度を高められる。
According to the third aspect of the present invention, the difference ΔP between the static pressures Pv and Ps generated in the first and third static pressure holes is the same as the static pressure Pv generated in the first static pressure hole. Angle θ
However, since the value becomes larger than the static pressure Pv generated in the first static pressure hole, the detection accuracy of the set angle θ of the movable vane can be improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明をガスタービンエンジンの圧縮
機に適用した実施例を添付図面に基づいて説明する。な
お、図13との対応部分には同一符号を付して示すこと
にする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment in which the present invention is applied to a compressor of a gas turbine engine will be described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that parts corresponding to those in FIG. 13 are designated by the same reference numerals.

【0022】図1、図2に示すように、圧縮機1の可変
入口案内翼として、圧縮機1の入口流路3には複数の固
定ベーン16と可動ベーン4が羽根車2の回転中心につ
いて放射状に配置される。各可動ベーン4は固定ベーン
16の後端から下流側に延び、運転条件に応じて固定ベ
ーン16に対して曲折することにより、図中矢印で示す
ように、各固定ベーン16および可動ベーン4を通過す
る吸気に対して予旋回を与える。
As shown in FIGS. 1 and 2, as the variable inlet guide vanes of the compressor 1, a plurality of fixed vanes 16 and movable vanes 4 are provided in the inlet passage 3 of the compressor 1 about the center of rotation of the impeller 2. Radially arranged. Each movable vane 4 extends downstream from the rear end of the fixed vane 16, and is bent with respect to the fixed vane 16 in accordance with the operating conditions, so that the fixed vane 16 and the movable vane 4 are separated as indicated by the arrows in the figure. Pre-turn is given to the passing intake air.

【0023】可動ベーン4の回転軸5はハウジング10
にブッシュ13を介して回転自在に支持される。各可動
ベーン4を同期して回転させる機構として、各可動ベー
ン4の回転軸5にはレバー6が連結され、各レバー6の
先端部はピン8を介してリング9に連結される。
The rotary shaft 5 of the movable vane 4 is a housing 10
Is rotatably supported by a bush 13. As a mechanism for rotating each movable vane 4 in synchronization, a lever 6 is connected to a rotary shaft 5 of each movable vane 4, and a tip portion of each lever 6 is connected to a ring 9 via a pin 8.

【0024】図3にも示すように、一つの可動ベーン4
の翼表面に開口する第一静圧孔21が形成されるととも
に、その上流側に設けられる固定ベーン7の翼表面に開
口する第二静圧孔22が形成される。
As shown in FIG. 3, one movable vane 4 is also provided.
A first static pressure hole 21 is formed on the blade surface of the fixed vane 7, and a second static pressure hole 22 is formed on the upstream surface of the fixed vane 7.

【0025】図2に示すように、各可動ベーン4の設定
角度が最大になっている状態で隣り合う固定ベーン7お
よび可動ベーン4に挟まれる流路を翼間領域とし、この
翼間領域により下流側の流路を翼間外領域とすると、第
一静圧孔21は翼間領域に臨んで開口する。
As shown in FIG. 2, the flow path sandwiched between the fixed vanes 7 and the movable vanes 4 adjacent to each other in the state where the set angle of each movable vane 4 is maximized is defined as an inter-blade area, and If the downstream side flow passage is the inter-blade outer region, the first static pressure holes 21 open facing the inter-blade region.

【0026】固定ベーン7および可動ベーン4の翼断面
はその中心線に対して対称的に形成される。第一静圧孔
21は可動ベーン4の前縁部に近い最大翼厚をとる部位
に開口する。このような構成により、第一静圧孔21は
可動ベーン4に沿って流れる吸気の流速が最大となる部
位に開口することになる。
The blade cross sections of the fixed vanes 7 and the movable vanes 4 are formed symmetrically with respect to their center lines. The first static pressure hole 21 opens in a portion having a maximum blade thickness near the front edge of the movable vane 4. With such a configuration, the first static pressure hole 21 is opened at a portion where the flow velocity of the intake air flowing along the movable vane 4 is maximum.

【0027】第一、第二静圧孔21,22は固定ベーン
7または可動ベーン4の両翼端部までの距離が均等とな
る中央部に配置され、入口流路3の流路壁部から離れて
開口している。
The first and second static pressure holes 21 and 22 are arranged in the central portion where the distances to both blade ends of the fixed vane 7 or the movable vane 4 are equal, and are separated from the flow passage wall portion of the inlet flow passage 3. It is open.

【0028】第一静圧孔21に生じる静圧Pvを検出す
る手段として、圧力センサ31が設けられる。可動ベー
ン4と回転軸5は一体形成され、第一静圧孔21は可動
ベーン4および回転軸5に渡って形成された通孔14を
介して圧力センサ31に連通する。圧力センサ31は第
一静圧孔21に生じる静圧Pvに応じた信号を出力す
る。
A pressure sensor 31 is provided as means for detecting the static pressure Pv generated in the first static pressure hole 21. The movable vane 4 and the rotary shaft 5 are integrally formed, and the first static pressure hole 21 communicates with the pressure sensor 31 through a through hole 14 formed across the movable vane 4 and the rotary shaft 5. The pressure sensor 31 outputs a signal according to the static pressure Pv generated in the first static pressure hole 21.

【0029】第二静圧孔22に生じる静圧Pfを検出す
る手段として、圧力センサ32が設けられる。第二静圧
孔22は固定ベーン7およびハウジング13に渡って形
成された通孔15を介して圧力センサ32に連通する。
圧力センサ31は第二静圧孔22に生じる静圧Pfに応
じた信号を出力する。
A pressure sensor 32 is provided as means for detecting the static pressure Pf generated in the second static pressure hole 22. The second static pressure hole 22 communicates with the pressure sensor 32 via a through hole 15 formed across the fixed vane 7 and the housing 13.
The pressure sensor 31 outputs a signal according to the static pressure Pf generated in the second static pressure hole 22.

【0030】可動ベーン4の設定角度を演算する手段と
して、制御装置30が設けられる。制御装置30は各圧
力センサ31,32の検出信号を入力し、第一、第二静
圧孔21,22に生じる静圧比Pv/Pfに応じて図5
に示すテーブルに基づき各可動ベーン4の設定角度θを
検索し、各可動ベーン4を運転条件に応じた目標設定角
度に回転させるように、図示しないアクチュエータを介
してリング9を回転させる制御を行う。
A control device 30 is provided as means for calculating the set angle of the movable vane 4. The control device 30 inputs detection signals from the pressure sensors 31 and 32, and outputs the detection signals from the pressure sensors 31 and 32 according to the static pressure ratio Pv / Pf generated in the first and second static pressure holes 21 and 22.
The set angle θ of each movable vane 4 is searched based on the table shown in Fig. 4 and control is performed to rotate the ring 9 via an actuator (not shown) so as to rotate each movable vane 4 to a target set angle according to the operating conditions. .

【0031】なお、一つの可動ベーン4の設定角度を回
転軸5の回転角度として機械的に検出するポジションメ
ータを設け、制御装置30はポジションメータによって
検出された可動ベーン4の設定角度θpと、各圧力セン
サ31,32の検出信号に応じて算出された可動ベーン
4の設定角度θとの差|θp−θ|が所定値を越えて大
きい場合にポジションメータに故障が生じたものと判断
して警告灯等を点灯してもよい。
A position meter for mechanically detecting the set angle of one movable vane 4 as the rotation angle of the rotary shaft 5 is provided, and the control device 30 sets the set angle θp of the movable vane 4 detected by the position meter. When the difference | θp−θ | with the set angle θ of the movable vane 4 calculated according to the detection signals of the pressure sensors 31 and 32 exceeds a predetermined value and is large, it is determined that the position meter has failed. A warning light or the like may be turned on.

【0032】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0033】図6に示す平行な翼列に対して流体の入射
角度αをαns,αv,αps(αns<αv<αp
s)と変化させた場合、翼表面の速度(静圧)分布は図
7に示すように表される(「流体機械」森北出版発行、
第70貢参照)。
The incident angles α of the fluid with respect to the parallel blade rows shown in FIG. 6 are αns, αv, αps (αns <αv <αp
s), the velocity (static pressure) distribution on the blade surface is expressed as shown in Fig. 7 ("Fluid Machine" published by Morikita Publishing Co., Ltd.,
(See 70th tribute).

【0034】図8は、可変入口案内翼の各固定ベーン7
および可動ベーン4から構成される円型翼列において、
可動ベーン4の設定角度θを変化させた場合に、流体の
流入速度Viに対する第一静圧孔21により検出される
翼面上の流速Vの比V/Vi(図4参照)を、図7の特
性に対応して表したものである。
FIG. 8 shows each fixed vane 7 of the variable inlet guide vane.
And in the circular blade row composed of the movable vanes 4,
When the set angle θ of the movable vane 4 is changed, the ratio V / Vi (see FIG. 4) of the flow velocity V on the blade surface detected by the first static pressure holes 21 to the fluid inflow velocity Vi is shown in FIG. It is expressed corresponding to the characteristics of.

【0035】固定ベーン7および可動ベーン4の間に画
成される流路面積は下流側にかけて小さくなり、これを
通過する吸気の流速Vは次第に上昇し、可動ベーン4の
翼表面から吸気の流れが剥離することが抑えられる。可
動ベーン4の前縁部に近い第一静圧孔21で検出される
流速Vは最大となり、可動ベーン4の設定角度θを60
°にした場合に流入速度Viの3倍を越える可能性があ
る。
The flow passage area defined between the fixed vanes 7 and the movable vanes 4 becomes smaller toward the downstream side, and the flow velocity V of the intake air passing therethrough gradually increases, and the flow of the intake air from the blade surface of the movable vanes 4 increases. Can be suppressed from peeling. The flow velocity V detected in the first static pressure hole 21 near the front edge of the movable vane 4 becomes maximum, and the set angle θ of the movable vane 4 becomes 60.
When it is set to °, it may exceed three times the inflow velocity Vi.

【0036】流入速度Viをガスータビンの定格流量で
ある40m/s、可動ベーン4の設定角度θを60°、
流速Vが流入速度Viの2.5倍、吸気の比重量が1.
2Kg/m3である場合、重力加速度を9.8m/s2
すると、第一静圧孔21に生じる静圧Pvは次式で表さ
れる。
The inflow velocity Vi is 40 m / s which is the rated flow rate of the gas turbine, the set angle θ of the movable vane 4 is 60 °,
The flow velocity V is 2.5 times the inflow velocity Vi, and the specific weight of the intake air is 1.
If the gravity acceleration is 9.8 m / s 2 when the pressure is 2 kg / m 3 , the static pressure Pv generated in the first static pressure hole 21 is expressed by the following equation.

【0037】Pv=(40×2.5)2/2×1.2/
9.8=612mmAg ガスータビンのアイドル時の流入速度Viが定格時の半
分としても、第一静圧孔21に生じる静圧Pvは150
mmAgとなり、圧力センサ31による検出精度を十分
に確保することができる。
Pv = (40 × 2.5) 2 /2×1.2/
9.8 = 612 mmAg The static pressure Pv generated in the first static pressure hole 21 is 150 even when the inflow speed Vi of the gas turbine bin at idle is half that at the rated time.
Since this is mmAg, the detection accuracy of the pressure sensor 31 can be sufficiently ensured.

【0038】第一静圧孔21が隣り合う固定ベーン7お
よび可動ベーン4に挟まれる翼間領域に開口しているこ
とにより、第一静圧孔21が開口する部分で翼表面から
吸気が剥離することを抑えられる。なお、可動ベーン4
の第一静圧孔21が開口する部分で翼表面に剥離が生じ
た場合、検出される静圧Pvが流速Vに対応しなくな
る。
Since the first static pressure holes 21 are opened in the inter-blade region sandwiched between the fixed vanes 7 and the movable vanes 4 adjacent to each other, intake air is separated from the blade surface at the portion where the first static pressure holes 21 are opened. Can be suppressed. The movable vanes 4
When separation occurs on the blade surface at the portion where the first static pressure hole 21 is opened, the detected static pressure Pv does not correspond to the flow velocity V.

【0039】固定ベーン7の翼表面に開口した第二静圧
孔22によって検出される静圧Pfは、可動ベーン4の
設定角度によって変化せず流入速度Viに比例する。一
方、第一静圧孔21によって検出される静圧Pvは前述
したように流速Vに比例するため、静圧比Pv/Pfは
流速比V/Viと等しい。
The static pressure Pf detected by the second static pressure hole 22 opened on the blade surface of the fixed vane 7 does not change depending on the set angle of the movable vane 4, and is proportional to the inflow velocity Vi. On the other hand, since the static pressure Pv detected by the first static pressure hole 21 is proportional to the flow velocity V as described above, the static pressure ratio Pv / Pf is equal to the flow velocity ratio V / Vi.

【0040】流速比V/Viは図8に示すように可動ベ
ーン4の設定角度θに応じて変化するため、可動ベーン
4の設定角度θを静圧比Pv/Pfから図5に示すマッ
プに基づいて検索することができる。
Since the flow velocity ratio V / Vi changes according to the set angle θ of the movable vane 4 as shown in FIG. 8, the set angle θ of the movable vane 4 is calculated from the static pressure ratio Pv / Pf based on the map shown in FIG. You can search.

【0041】次に、図9に示した他の実施例は、一つの
可動ベーン4の腹側の翼表面に開口する第一静圧孔21
が形成されるとともに、背側の翼表面に開口する第三静
圧孔23が形成されるものである。なお、図1との対応
部分には同一符号を付して示すことにする。
Next, in another embodiment shown in FIG. 9, a first static pressure hole 21 opened on the blade surface on the ventral side of one movable vane 4.
And the third static pressure hole 23 opening to the blade surface on the back side is formed. The parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0042】第一、第三静圧孔21,23がそれぞれ形
成された可動ベーン4の上流側に設けられる固定ベーン
7の翼表面に開口する第二静圧孔22が形成される。
A second static pressure hole 22 is formed on the blade surface of the fixed vane 7 provided upstream of the movable vane 4 in which the first and third static pressure holes 21 and 23 are formed.

【0043】第三静圧孔23に生じる静圧Psを検出す
る手段として、圧力センサ33が設けられる。図10に
も示すように、第三静圧孔23は可動ベーン4および回
転軸5に渡って形成された通孔16を介して圧力センサ
33に連通する。圧力センサ33は第三静圧孔23に生
じる静圧Psに応じた信号を出力する。
A pressure sensor 33 is provided as means for detecting the static pressure Ps generated in the third static pressure hole 23. As shown in FIG. 10, the third static pressure hole 23 communicates with the pressure sensor 33 via the through hole 16 formed across the movable vane 4 and the rotary shaft 5. The pressure sensor 33 outputs a signal according to the static pressure Ps generated in the third static pressure hole 23.

【0044】制御装置30は各圧力センサ31,32,
33の検出信号を入力し、第一、第三静圧孔21と23
に生じる静圧の差ΔP=Pv−Psを演算し、この演算
値ΔPと第二静圧孔22に生じる静圧Pfとの比ΔP/
Pfに応じて図示しない所定のテーブルに基づき各可動
ベーン4の設定角度θを検索し、各可動ベーン4を運転
条件に応じた目標設定角度に回転させるように、図示し
ないアクチュエータを介してリング9を回転させる制御
を行う。
The control device 30 includes pressure sensors 31, 32,
The detection signal of 33 is input to the first and third static pressure holes 21 and 23.
Is calculated, and the ratio ΔP / of the calculated value ΔP and the static pressure Pf generated in the second static pressure hole 22 is calculated.
The set angle θ of each movable vane 4 is searched based on a predetermined table (not shown) according to Pf, and the ring 9 is rotated via an actuator (not shown) so as to rotate each movable vane 4 to a target set angle according to the operating condition. Control to rotate.

【0045】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0046】この場合、第一、第三静圧孔21と23に
生じる静圧の差ΔPは、第一静圧孔21に生じる静圧P
vと同様に可動ベーン4の設定角度θに対応して変化す
るが、第一静圧孔21に生じる静圧Pvより大きな値と
なるため、設定角度θの検出精度を高められ、圧縮機1
に吸入される吸気の重量流量が小さいアイドル時にも十
分な検出精度を確保することができる。
In this case, the difference ΔP between the static pressures generated in the first and third static pressure holes 21 and 23 is equal to the static pressure P generated in the first static pressure hole 21.
Similar to v, it changes according to the set angle θ of the movable vane 4, but since it becomes a value larger than the static pressure Pv generated in the first static pressure hole 21, the detection accuracy of the set angle θ can be improved and the compressor 1
Sufficient detection accuracy can be ensured even during idling when the weight flow rate of the intake air sucked into the engine is small.

【0047】次に、図11に示した他の実施例は、一つ
の可動ベーン4の腹側の翼表面に開口する第一静圧孔2
1が形成されるとともに、前記各実施例に設けられてい
た固定ベーン7の翼表面に開口する第二静圧孔を廃止し
て、圧縮機1に吸入される吸気の重量流量Gを検出する
流量センサ34が設けられるものである。なお、図1と
の対応部分には同一符号を付して示すことにする。
Next, in another embodiment shown in FIG. 11, the first static pressure hole 2 opened on the ventral surface of one movable vane 4 is provided.
1 is formed, the second static pressure hole opened on the blade surface of the fixed vane 7 provided in each of the above-described embodiments is eliminated, and the weight flow rate G of the intake air sucked into the compressor 1 is detected. A flow sensor 34 is provided. The parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0048】制御装置30は圧力センサ31と流量セン
サ34の各検出信号を入力し、前記図1に示した実施例
における固定ベーン7の翼表面に開口する第二静圧孔2
2に生じる静圧Pfを演算し、静圧比Pv/Pfに応じ
て図5に示すテーブルに基づき各可動ベーン4の設定角
度θを検索し、各可動ベーン4を運転条件に応じた目標
設定角度に回転させるとともに、ポジションメータによ
って検出された可動ベーン4の設定角度θpと、算出さ
れた可動ベーン4の設定角度θとの差|θp−θ|が所
定値を越えて大きい場合にポジションメータに故障が生
じたものと判断して警告灯等を点灯させる。
The control device 30 inputs the respective detection signals of the pressure sensor 31 and the flow rate sensor 34, and the second static pressure hole 2 opened on the blade surface of the fixed vane 7 in the embodiment shown in FIG.
2 is calculated, the set angle θ of each movable vane 4 is searched based on the table shown in FIG. 5 according to the static pressure ratio Pv / Pf, and each movable vane 4 is set to a target set angle according to the operating condition. When the difference | θp-θ | between the set angle θp of the movable vane 4 detected by the position meter and the calculated set angle θ of the movable vane 4 exceeds a predetermined value and is large, The warning light is turned on when it is judged that a failure has occurred.

【0049】次に、作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0050】流入速度Viは入口流路3の断面積A、吸
気の比重量をγとすると次式で表される。
The inflow velocity Vi is expressed by the following equation, where the cross-sectional area A of the inlet passage 3 and the specific weight of the intake air are γ.

【0051】Vi=G/(A×γ) 前記図1に示した実施例において固定ベーン7の翼表面
に開口する第二静圧孔22に生じる静圧Pfは次式で表
される。
Vi = G / (A × γ) In the embodiment shown in FIG. 1, the static pressure Pf generated in the second static pressure hole 22 opening on the blade surface of the fixed vane 7 is expressed by the following equation.

【0052】Pf=γ/(2×g)×Vi2 このようにして吸気の重量流量Gから静圧Pfを算出
し、静圧比Pv/Pfに応じて図5に示すテーブルに基
づき各可動ベーン4の設定角度θを検索することができ
る。
Pf = γ / (2 × g) × Vi 2 In this way, the static pressure Pf is calculated from the intake air mass flow rate G, and each movable vane is calculated according to the static pressure ratio Pv / Pf based on the table shown in FIG. The set angle θ of 4 can be searched.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の発明
は、圧縮機の羽根車に吸気を導入する入口流路に環状に
並んで配設される複数の可動ベーンと、各可動ベーンを
回転させる機構と、可動ベーンの上流側に配置される固
定ベーンを備える圧縮機の可変入口案内翼において、前
記可動ベーンと固定ベーンの翼表面にそれぞれ開口する
第一、第二静圧孔を形成し、第一、第二静圧孔に生じる
静圧Pv,Pfをそれぞれ検出する手段と、これら検出
値から可動ベーンの設定角度θを演算する手段とを備え
たため、可動ベーンの設定角度θを機械的に検出する従
来のポジションメータ等に比べて、故障する可能性が少
ない検出装置を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a plurality of movable vanes arranged in an annular manner in the inlet passage for introducing intake air into the impeller of the compressor, and the movable vanes are provided. In a variable inlet guide vane of a compressor including a rotating mechanism and a fixed vane arranged on the upstream side of the movable vane, first and second static pressure holes that open respectively on the vane surfaces of the movable vane and the fixed vane are formed. However, since the means for detecting the static pressures Pv and Pf generated in the first and second static pressure holes and the means for calculating the set angle θ of the movable vane from these detected values are provided, the set angle θ of the movable vane is It is possible to provide a detection device that is less likely to malfunction as compared with a conventional position meter that mechanically detects.

【0054】請求項2記載の発明は、圧縮機の羽根車に
吸気を導入する入口流路に環状に並んで配設される複数
の可動ベーンと、各可動ベーンを回転させる機構とを備
える圧縮機の可変入口案内翼において、前記可動ベーン
の翼表面に開口する静圧孔を形成し、静圧孔に生じる静
圧Pvを検出する手段と、前記圧縮機の吸気重量Gを検
出する手段と、これらの検出値から可動ベーンの設定角
度θを演算する手段とを備えたため、従来のポジション
メータ等に比べて、信頼性の高い検出装置を提供するこ
とができる。
The invention according to claim 2 is provided with a plurality of movable vanes arranged in a line in an inlet passage for introducing intake air into the impeller of the compressor, and a mechanism for rotating each movable vane. In the variable inlet guide vane of the machine, means for forming a static pressure hole opening on the blade surface of the movable vane and detecting a static pressure Pv generated in the static pressure hole; and means for detecting an intake weight G of the compressor. Since it is provided with a means for calculating the set angle θ of the movable vane from these detected values, it is possible to provide a highly reliable detection device as compared with a conventional position meter or the like.

【0055】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明の構成に加えて、可動ベーンの腹側の翼表面
に開口する第一静圧孔と、背側の翼表面に開口する第三
静圧孔をそれぞれ形成し、第一、第三静圧孔に生じる静
圧Pv,Psを検出する手段を備えたため、圧縮機の吸
気重量が少ないアイドル時にも可動ベーンの設定角度θ
の検出精度を十分に確保することができる。
The invention according to claim 3 is the same as claim 1 or 2.
In addition to the configuration of the invention described above, a first static pressure hole that opens to the blade surface on the ventral side of the movable vane and a third static pressure hole that opens to the blade surface on the back side are formed, respectively. Since the means for detecting the static pressures Pv and Ps generated in the static pressure holes are provided, the set angle θ of the movable vane is set even when the intake weight of the compressor is low even when the engine is idle.
It is possible to sufficiently secure the detection accuracy of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示す圧縮機の縦断面図。FIG. 1 is a vertical sectional view of a compressor showing an embodiment of the present invention.

【図2】同じく可変案内翼の横断面図。FIG. 2 is a transverse sectional view of the variable guide vane.

【図3】同じく図1のY−Y線に沿う可変案内翼の横断
面図
FIG. 3 is a transverse sectional view of the variable guide vane, which is also taken along the line YY in FIG.

【図4】同じく各可動ベーンの作動状態を示す可変案内
翼の横断面図。
FIG. 4 is a transverse sectional view of the variable guide vanes similarly showing the operating state of each movable vane.

【図5】同じく静圧比Pv/Pfに対する可動ベーンの
設定角度θの検索テーブル。
FIG. 5 is a search table for the set angle θ of the movable vane with respect to the static pressure ratio Pv / Pf.

【図6】平行な翼列を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing parallel blade rows.

【図7】平行な翼列における翼表面の速度分布図。FIG. 7 is a velocity distribution diagram of blade surfaces in parallel blade rows.

【図8】本発明の実施例における翼表面の速度分布図。FIG. 8 is a velocity distribution diagram of the blade surface in the example of the present invention.

【図9】他の実施例を示す圧縮機の縦断面図。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a compressor showing another embodiment.

【図10】同じく図9のY−Y線に沿う可変案内翼の横
断面図。
FIG. 10 is a transverse cross-sectional view of the variable guide vane likewise taken along the line YY of FIG.

【図11】さらに他の実施例を示す圧縮機の縦断面図。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a compressor showing still another embodiment.

【図12】同じく図11のY−Y線に沿う可変案内翼の
横断面図。
FIG. 12 is a transverse cross-sectional view of the variable guide vane similarly taken along the line YY of FIG. 11.

【図13】従来例を示す圧縮機の縦断面図。FIG. 13 is a vertical cross-sectional view of a conventional compressor.

【図14】同じく可変案内翼の横断面図。FIG. 14 is a transverse sectional view of the variable guide vane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧縮機 2 羽根車 3 入口流路 4 可動ベーン 7 固定ベーン 21 第一静圧孔 22 第二静圧孔 23 第三静圧孔 30 制御装置(演算手段) 31 圧力センサ(圧力検出手段) 32 圧力センサ(圧力検出手段) 33 圧力センサ(圧力検出手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 2 Impeller 3 Inlet flow path 4 Movable vane 7 Fixed vane 21 First static pressure hole 22 Second static pressure hole 23 Third static pressure hole 30 Control device (calculation means) 31 Pressure sensor (pressure detection means) 32 Pressure sensor (pressure detection means) 33 Pressure sensor (pressure detection means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機の羽根車に吸気を導入する入口流
路に環状に並んで配設される複数の可動ベーンと、各可
動ベーンを回転させる機構と、可動ベーンの上流側に配
置される固定ベーンを備える圧縮機の可変入口案内翼に
おいて、前記可動ベーンと固定ベーンの翼表面にそれぞ
れ開口する第一、第二静圧孔を形成し、第一、第二静圧
孔に生じる静圧を検出する手段と、これらの検出値から
可動ベーンの設定角度を演算する手段とを備えたことを
特徴とする圧縮機の可変入口案内翼。
1. A plurality of movable vanes annularly arranged in an inlet passage for introducing intake air into an impeller of a compressor, a mechanism for rotating each movable vane, and an upstream side of the movable vane. In a variable inlet guide vane of a compressor including a fixed vane, first and second static pressure holes that open respectively on the vane surfaces of the movable vane and the fixed vane are formed, and the static pressure generated in the first and second static pressure holes is formed. A variable inlet guide vane for a compressor, which is provided with means for detecting pressure and means for calculating a set angle of a movable vane from these detected values.
【請求項2】 圧縮機の羽根車に吸気を導入する入口流
路に環状に並んで配設される複数の可動ベーンと、各可
動ベーンを回転させる機構とを備える圧縮機の可変入口
案内翼において、前記可動ベーンの翼表面に開口する静
圧孔を形成し、静圧孔に生じる静圧を検出する手段と、
前記圧縮機の吸気重量を検出する手段と、これらの検出
値から可動ベーンの設定角度を演算する手段とを備えた
ことを特徴とする圧縮機の可変入口案内翼。
2. A variable inlet guide vane for a compressor, comprising a plurality of movable vanes annularly arranged in an inlet passage for introducing intake air into an impeller of the compressor, and a mechanism for rotating each movable vane. In the above, means for forming a static pressure hole opening on the blade surface of the movable vane, and detecting static pressure generated in the static pressure hole,
A variable inlet guide vane for a compressor, comprising: means for detecting an intake weight of the compressor; and means for calculating a set angle of a movable vane from these detected values.
【請求項3】 可動ベーンの腹側の翼表面に開口する第
一静圧孔と、背側の翼表面に開口する第三静圧孔をそれ
ぞれ形成し、第一、第三静圧孔に生じる静圧を検出する
手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の
圧縮機の可変入口案内翼。
3. A first static pressure hole opening to the blade surface on the ventral side of the movable vane and a third static pressure hole opening to the blade surface on the back side are respectively formed in the first and third static pressure holes. A variable inlet guide vane for a compressor according to claim 1 or 2, further comprising means for detecting static pressure generated.
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