JPH07269496A - 軸流圧縮機等のケーシング - Google Patents

軸流圧縮機等のケーシング

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸流圧縮機等のケーシングに係り、動翼の回
転域における空気流の急減速状態を少なくし、圧縮損失
を抑制して圧縮効率を向上させる。 【構成】 軸流圧縮機等における圧縮流路の動翼の回り
に配されるケーシングにおいて、その内面で動翼の回転
域の上流前半分に、底部の断面が曲面形状である環状凹
溝が配設される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸流圧縮機等のケーシ
ングに係り、特に超音速流れでの衝撃波強さを減衰させ
て圧縮効率を高める技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、航空機に使用されるガスタービ
ンエンジン（ターボファンエンジン）の構造例を示すも
のである。図中符号１は空気取入口、２はファン・低圧
圧縮機、３はファン空気排出ダクト、４は高圧圧縮機、
５は燃焼室、６は高圧タービン、６ａはタービン軸、７
は低圧タービン、８は排気ダクト、９はディスク、１０
は動翼、１１はケーシングである。
【０００３】このようなガスタービンエンジンにおける
ファン・低圧圧縮機２及び高圧圧縮機４等の軸流圧縮機
の部分では、ディスク９によって動翼１０が回転させら
れることにより、空気を圧縮して後方に送り出すように
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】両圧縮機２，４のディ
スク９とケーシング１１との間（圧縮流路）に送り込ま
れる空気流が動翼１０の回転域に超音速で流入する場合
には、例えばケーシング１１の部分で衝撃波及び圧縮波
が発生し、流れが急減速状態となって空気が圧縮され
る。しかし、ガスタービンエンジンの圧縮機やその他の
軸流圧縮機にあっては、衝撃波及び圧縮波近傍の下流
に、流れの剥離現象が伴って圧縮損失が増大し、圧縮効
率が低下し易くなるという課題が残されている。
【０００５】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
もので、動翼の回転域における空気流の急減速状態を少
なくし、圧縮損失を抑制して圧縮効率を向上させること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】軸流圧縮機等における圧
縮流路の動翼の回りにケーシングが配される場合、ケー
シングの内面で動翼の回転域の上流前半分に、底部の断
面が曲面形状である環状凹溝が配設される構成が採用さ
れる。該ケーシングには、環状凹溝における上下流方向
の溝幅が、動翼における同方向の長さの半分程度に設定
される技術が付加される。
【０００７】
【作用】ケーシングの内面で動翼の回転域の上流前半分
に、環状凹溝が配設されていると、環状凹溝の近傍で速
度変化が緩やかとなる現象が生じて、衝撃波が弱まり衝
撃波による損失の低減が図られる。底部の断面が曲面形
状である環状凹溝が配設される場合、環状凹溝における
上下流方向の溝幅が、動翼における同方向の長さの半分
程度に設定される場合において、圧縮効率の向上が顕著
になる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明に係る軸流圧縮機等のケーシン
グの一実施例について、図１ないし図４に基づいて説明
する。
【０００９】図１（ａ）に示すように、動翼１０の回り
に圧縮流路１２を囲んだ状態にディスク９とケーシング
１１とが配される場合、ケーシング１１の内面でかつ図
１（ｂ）に示すように、動翼１０の回転域Ａの上流前半
分に、環状凹溝１３が配設される。
【００１０】該環状凹溝１３は、図１（ｃ）に示すよう
に、浅くかつ幅広く曲線を滑らかに連続させた断面形状
に設定されるとともに、図１（ｂ）に示すように、上下
流方向の溝幅ｂが、動翼１０の回転域Ａにおける上下流
方向の長さの半分程度に設定される。図１例の動翼１０
と環状凹溝１３との関係について検討したところ、翼高
さ：１８５ｍｍ，コード長：１１０ｍｍ，回転域Ａの範
囲：４７ｍｍの場合に、深さｈ：０．５〜４．０ｍｍ，
溝幅ｂ：２０〜３５ｍｍで改良効果が認められた。な
お、図１例以外の形状、寸法の動翼にあっては、環状凹
溝１３の深さｈ及び溝幅ｂが、動翼１０の形状、翼高さ
（スパン）及びコード長に関連して設定され、例えば、
コード長や回転域等に比例して深さｈ及び溝幅ｂの寸法
範囲を変化させ、その範囲中から適宜条件を設定する等
が考えられる。
【００１１】一方、動翼１０の先端には、ケーシング１
１の内面及び環状凹溝１３との間隙を均一とするよう
に、環状凹溝１３の形状に倣った突出部１０ａが形成さ
れる。
【００１２】動翼１０の先端近傍の相対流Ｇが超音速で
ある場合には、図２に示すように、ケーシング１１の凹
面の流れが変化する部分で衝撃波及び圧縮波が発生し
て、流れの減速により空気が圧縮されるとともに、加え
て、動翼１０の回転にともなって空気が圧縮される。
【００１３】図３は、翼高さ：１８５ｍｍ，コード長：
１１０ｍｍ，回転域Ａの範囲：４７ｍｍ，深さｈ：２．
５ｍｍ，溝幅ｂ：３０ｍｍとした実施例において、環状
凹溝１３を形成していないケーシング（基本型のケーシ
ング）と、環状凹溝１３を形成したケーシング（実施例
のケーシング）１１とにおける動翼１０の高さ（スパ
ン）と損失係数との関係の解析例を示している。これら
を比較すると、破線で示す基本型と実線で示す実施例と
では、高さ（スパン）の半分より上方位置で破線と実線
との差が大きくなっていることが明らかであり、この差
分だけ実施例の方が改良されて、損失係数が小さくなっ
ており、つまり、空気圧縮時の損失発生が減少してい
る。
【００１４】図４（ａ）（ｂ）は、基本型のケーシング
１１と環状凹溝１３を形成したケーシング１１とにおけ
る動翼１０のコード長と空気流の速さ（マッハ数）との
関係の解析例を示している。動翼１０の負圧面（空気膨
張面）で比較すると、図４（ａ）に示す基本型のケーシ
ングよりも、図４（ｂ）に示す環状凹溝１３を形成した
ケーシング１１の方が、衝撃波前のピークマッハ数が抑
えられており、また、動翼１０の正圧面（空気圧縮面）
で比較すると、図４（ａ）に示す基本型のケーシング１
１よりも、図４（ｂ）に示す環状凹溝１３を形成したケ
ーシング１１の方が、特にマッハ数１．０の近傍におい
て空気流の速度変化が緩やかになっており、衝撃波強さ
の減衰に加えて、空気圧縮が円滑に行なわれていること
が読み取られる。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る軸流圧縮機等のケーシング
によれば、以下のような効果を奏する。 （１） ケーシングの内面で動翼の回転域の上流前半分
に、底部の断面が曲面形状である環状凹溝が配設される
構成の採用により、ガスタービンエンジンの圧縮機やそ
の他の軸流圧縮機において、衝撃波及び圧縮波近傍の下
流で流れの剥離現象が生じることが抑制され、圧縮効率
を向上させることができる。 （２） 環状凹溝における上下流方向の溝幅が、動翼に
おける同方向の長さの半分程度に設定される構成の付加
により、動翼の回転域における空気流の急減速状態を少
なくし、圧縮損失を抑制して一層効果的に圧縮効率を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軸流圧縮機等のケーシングの一実
施例を示す要部の正断面図、平面図及び拡大正断面図で
ある。
【図２】図１のケーシングに生じる衝撃波及び圧縮波の
モデル図である。
【図３】基本型のケーシング及び図１例のケーシングに
おける動翼の高さ（スパン）と損失係数との関係曲線図
である。
【図４】基本型のケーシング及び図１例のケーシングに
おける動翼のコード長と空気流の速さとの関係曲線図で
ある。
【図５】ガスタービンエンジンの構造例を示す正断面図
である。
【符号の説明】
２ ファン・低圧圧縮機 ４ 高圧圧縮機 ９ ディスク １０ 動翼 １０ａ 突出部 １１ ケーシング １２ 圧縮流路 １３ 環状凹溝 ｈ 深さ ｂ 溝幅 Ａ 回転域
フロントページの続き (72)発明者 千葉 薫 東京都西多摩郡瑞穂町殿ケ谷229番地 石 川島播磨重工業株式会社瑞穂工場内株式会 社先進材料利用ガスジェネレータ研究所瑞 穂分室内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸流圧縮機等における動翼（１０）の回
    りに圧縮流路（１２）を囲んだ状態に配されるケーシン
    グであって、ケーシング（１１）の内面で動翼の回転域
    （Ａ）の上流前半分に、底部の断面が曲面形状である環
    状凹溝（１３）が配設されることを特徴とする軸流圧縮
    機等のケーシング。
  2. 【請求項２】 環状凹溝（１３）における上下流方向の
    溝幅（ｂ）が、動翼（１０）の回転域（Ａ）における同
    方向の長さの半分程度に設定されることを特徴とする請
    求項１記載の軸流圧縮機等のケーシング。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280295A (ja) * 2000-02-18 2001-10-10 General Electric Co <Ge> 凸形圧縮機ケーシング
JP2009236069A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Ihi Corp 軸流圧縮機のケーシングトリートメント
JP2011528082A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ブレードとハウジングとの間に規定された遊びを備えるガスタービンのための軸流タービン
JP2011528081A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 低ギャップ損失を有する軸流ターボ機械
JP2013137020A (ja) * 2011-12-20 2013-07-11 General Electric Co <Ge> 騒音を低減するための先端形状を含むエーロフォイルおよびそのエーロフォイルを作製するための方法
JP2013529740A (ja) * 2010-06-17 2013-07-22 スネクマ 最適化された効率性を備えた圧縮機およびタービンエンジン
CN114962329A (zh) * 2022-05-27 2022-08-30 哈尔滨工程大学 一种新型的压气机转子间隙结构及应用
CN118407928A (zh) * 2024-07-02 2024-07-30 中国航发四川燃气涡轮研究院 可调整内外涵流量的风扇试验件测试结构及其控制方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642985A (en) * 1995-11-17 1997-07-01 United Technologies Corporation Swept turbomachinery blade
DE19650656C1 (de) * 1996-12-06 1998-06-10 Mtu Muenchen Gmbh Turbomaschine mit transsonischer Verdichterstufe
US6508630B2 (en) * 2001-03-30 2003-01-21 General Electric Company Twisted stator vane
JP3927886B2 (ja) * 2002-08-09 2007-06-13 本田技研工業株式会社 軸流圧縮機
GB0506685D0 (en) * 2005-04-01 2005-05-11 Hopkins David R A design to increase and smoothly improve the throughput of fluid (air or gas) through the inlet fan (or fans) of an aero-engine system
GB2483059A (en) * 2010-08-23 2012-02-29 Rolls Royce Plc An aerofoil blade with a set-back portion
GB201017797D0 (en) * 2010-10-21 2010-12-01 Rolls Royce Plc An aerofoil structure
US8678740B2 (en) * 2011-02-07 2014-03-25 United Technologies Corporation Turbomachine flow path having circumferentially varying outer periphery
EP2971521B1 (en) * 2013-03-11 2022-06-22 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine flow path geometry
FR3021706B1 (fr) * 2014-05-28 2020-05-15 Safran Aircraft Engines Turbopropulseur d'aeronef comportant deux helices coaxiales.
JP6576466B2 (ja) * 2015-04-15 2019-09-18 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ 自由先端部型軸流ファンアセンブリ
GB201508763D0 (en) * 2015-05-22 2015-07-01 Rolls Royce Plc Rotary blade manufacturing method
FR3080886B1 (fr) * 2018-05-02 2020-10-30 Safran Aircraft Engines Turbomachine a soufflante carenee

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB564336A (en) * 1942-06-29 1944-09-22 Escher Wyss Maschf Ag Multistage axial flow compressor
US2628768A (en) * 1946-03-27 1953-02-17 Kantrowitz Arthur Axial-flow compressor
FR996967A (fr) * 1949-09-06 1951-12-31 Rateau Soc Perfectionnement aux aubages de turbomachines
US2846137A (en) * 1955-06-03 1958-08-05 Gen Electric Construction for axial-flow turbomachinery
US3775023A (en) * 1971-02-17 1973-11-27 Teledyne Ind Multistage axial flow compressor
FR2248732A5 (ja) * 1973-10-23 1975-05-16 Onera (Off Nat Aerospatiale)
GB2034435A (en) * 1978-10-24 1980-06-04 Gerry U Fluid rotary power conversion means
US4606699A (en) * 1984-02-06 1986-08-19 General Electric Company Compressor casing recess
US5275531A (en) * 1993-04-30 1994-01-04 Teleflex, Incorporated Area ruled fan blade ends for turbofan jet engine

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001280295A (ja) * 2000-02-18 2001-10-10 General Electric Co <Ge> 凸形圧縮機ケーシング
JP2009236069A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Ihi Corp 軸流圧縮機のケーシングトリートメント
JP2011528082A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ブレードとハウジングとの間に規定された遊びを備えるガスタービンのための軸流タービン
JP2011528081A (ja) * 2008-07-17 2011-11-10 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 低ギャップ損失を有する軸流ターボ機械
JP2013529740A (ja) * 2010-06-17 2013-07-22 スネクマ 最適化された効率性を備えた圧縮機およびタービンエンジン
JP2013137020A (ja) * 2011-12-20 2013-07-11 General Electric Co <Ge> 騒音を低減するための先端形状を含むエーロフォイルおよびそのエーロフォイルを作製するための方法
CN114962329A (zh) * 2022-05-27 2022-08-30 哈尔滨工程大学 一种新型的压气机转子间隙结构及应用
CN114962329B (zh) * 2022-05-27 2024-04-26 哈尔滨工程大学 一种压气机转子间隙结构及应用
CN118407928A (zh) * 2024-07-02 2024-07-30 中国航发四川燃气涡轮研究院 可调整内外涵流量的风扇试验件测试结构及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5513952A (en) 1996-05-07
JP3118136B2 (ja) 2000-12-18
EP0675290A3 (en) 1997-06-25
CA2143879A1 (en) 1995-09-29
EP0675290A2 (en) 1995-10-04

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