JPH08219094A - 衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシング - Google Patents
衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシングInfo
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- JPH08219094A JPH08219094A JP7020229A JP2022995A JPH08219094A JP H08219094 A JPH08219094 A JP H08219094A JP 7020229 A JP7020229 A JP 7020229A JP 2022995 A JP2022995 A JP 2022995A JP H08219094 A JPH08219094 A JP H08219094A
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- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
- F04D27/02—Surge control
- F04D27/0246—Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮機の動翼に生じる衝撃波を緩和して境界
層の剥離を防止する。 【構成】 圧縮機の動翼を囲むケーシング３の動翼１前
端の翼端部分に対応する部分を、内側を多孔板４とし、
その背面に空間部５を設けた構造とする。
層の剥離を防止する。 【構成】 圧縮機の動翼を囲むケーシング３の動翼１前
端の翼端部分に対応する部分を、内側を多孔板４とし、
その背面に空間部５を設けた構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧縮機動翼に生じる衝撃
波に起因した不安定動作を抑制する圧縮機のケーシング
に関する。
波に起因した不安定動作を抑制する圧縮機のケーシング
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ジェットエンジンの高圧力比に伴い軸流
圧縮機動翼に流入する空気速度が高まり、音速を越える
領域が発生する。特に翼先端では翼の周速が大きいため
この領域が発生し易い。このような領域では翼列の先端
から衝撃波が発生する。
圧縮機動翼に流入する空気速度が高まり、音速を越える
領域が発生する。特に翼先端では翼の周速が大きいため
この領域が発生し易い。このような領域では翼列の先端
から衝撃波が発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３はこのような衝撃
波の発生状況を示しており、翼先端に発生した衝撃波７
ａは前方へ押し出され、衝撃波７となり前方の翼背面に
当たり境界層８と干渉する。衝撃波７はその後方の圧力
が前方の圧力より急激に高くなっているため、衝撃波７
の後方では境界層８の厚みが大きくなり、剥離する。こ
のような境界層８の剥離が生じると、圧縮機の動作が不
安定となる。
波の発生状況を示しており、翼先端に発生した衝撃波７
ａは前方へ押し出され、衝撃波７となり前方の翼背面に
当たり境界層８と干渉する。衝撃波７はその後方の圧力
が前方の圧力より急激に高くなっているため、衝撃波７
の後方では境界層８の厚みが大きくなり、剥離する。こ
のような境界層８の剥離が生じると、圧縮機の動作が不
安定となる。
【０００４】超音速の航空機の翼には衝撃波が発生し、
境界層を剥離させるのでこれを押さえる研究が行われて
いる。その方法の１つに衝撃波と境界層干渉のパッシン
グコントロールがある。図５はパッシングコントロール
方法を示し、（Ａ）はこの方法を用いないため衝撃波に
より境界層に剥離が生じた場合を示し、（Ｂ）はこの方
法により衝撃波を緩和する方法を示す。（Ｂ）に示すよ
うに衝撃波の発生位置の翼面を多孔板とし、その下面を
空間とする。衝撃波による圧力上昇によって衝撃波後方
では吸い込みを生じ、前方では吹き出しを行う再循環流
を発生させ、これにより、衝撃波の前方では流入境界層
を厚くするため、圧縮波を発生させて衝撃波を弱め、後
方では吸い込みによって剥離やバフェッティングを防
ぐ。この方法は航空機の翼のように厚みがある場合適用
可能であるが、軸流圧縮機の翼のように翼厚が薄いもの
には適用が困難である。
境界層を剥離させるのでこれを押さえる研究が行われて
いる。その方法の１つに衝撃波と境界層干渉のパッシン
グコントロールがある。図５はパッシングコントロール
方法を示し、（Ａ）はこの方法を用いないため衝撃波に
より境界層に剥離が生じた場合を示し、（Ｂ）はこの方
法により衝撃波を緩和する方法を示す。（Ｂ）に示すよ
うに衝撃波の発生位置の翼面を多孔板とし、その下面を
空間とする。衝撃波による圧力上昇によって衝撃波後方
では吸い込みを生じ、前方では吹き出しを行う再循環流
を発生させ、これにより、衝撃波の前方では流入境界層
を厚くするため、圧縮波を発生させて衝撃波を弱め、後
方では吸い込みによって剥離やバフェッティングを防
ぐ。この方法は航空機の翼のように厚みがある場合適用
可能であるが、軸流圧縮機の翼のように翼厚が薄いもの
には適用が困難である。
【０００５】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、圧縮機の動翼に生じる衝撃波を緩和して境界層の
剥離を防止することを目的とする。
ので、圧縮機の動翼に生じる衝撃波を緩和して境界層の
剥離を防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、圧縮機動翼を囲むケーシング
の動翼前端の翼端部分に対応する部分を、内側を多孔板
としその背面に空間部を設けた構造とする。
め、請求項１の発明では、圧縮機動翼を囲むケーシング
の動翼前端の翼端部分に対応する部分を、内側を多孔板
としその背面に空間部を設けた構造とする。
【０００７】請求項２の発明では、前記空間部に出入す
る容積体により空間容積を調整する容積調整装置が設け
られている。
る容積体により空間容積を調整する容積調整装置が設け
られている。
【０００８】
【作用】請求項１の発明では、動翼の前端の翼端部分に
対応するケーシングの部分を、内側は多孔板とし、その
背後に空間部を設ける。衝撃波の生じる範囲は周速の大
きな動翼の先端部であり、この衝撃波はケーシングにま
で延びてくるので、寸法的に余裕のあるケーシングに多
孔板とその背後の空間部を設けることにより、多孔板の
中央に発生した衝撃波の後方の高い圧力を多孔板を通し
て前方に伝播させ、循環流を発生させる。これにより衝
撃波は弱くなり、境界層の剥離を防止し、圧縮機の作動
範囲を拡大することができる。
対応するケーシングの部分を、内側は多孔板とし、その
背後に空間部を設ける。衝撃波の生じる範囲は周速の大
きな動翼の先端部であり、この衝撃波はケーシングにま
で延びてくるので、寸法的に余裕のあるケーシングに多
孔板とその背後の空間部を設けることにより、多孔板の
中央に発生した衝撃波の後方の高い圧力を多孔板を通し
て前方に伝播させ、循環流を発生させる。これにより衝
撃波は弱くなり、境界層の剥離を防止し、圧縮機の作動
範囲を拡大することができる。
【０００９】請求項２の発明では、多孔板の背後の空間
部の容積を空間部に出入する容積体により調整するよう
にしたもので、運転条件の変化に合わせて、空間部の容
積を調整することにより、衝撃波を効果的に緩和し、境
界層の剥離を防止し、圧縮機の不安定動作を防止する。
部の容積を空間部に出入する容積体により調整するよう
にしたもので、運転条件の変化に合わせて、空間部の容
積を調整することにより、衝撃波を効果的に緩和し、境
界層の剥離を防止し、圧縮機の不安定動作を防止する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は実施例の構成を示す断面図で、圧縮
機の動翼１は回転軸の中心２まわりを高速に回転する。
ケーシング３は動翼１の先端とわずかの間隙を有して配
置されており、動翼１の前縁先端部分をはさみ前後にわ
たり、ケーシング３の内面に多孔板４が設けられ、その
背面は空間部５となっている。この多孔板４と空間部５
はケーシング３にリング状に設けられている。容積調整
装置６は矢印で示すように空間部５に出入して空間の容
積を調整する。７は動翼１前方に発生した衝撃波を示
す。
て説明する。図１は実施例の構成を示す断面図で、圧縮
機の動翼１は回転軸の中心２まわりを高速に回転する。
ケーシング３は動翼１の先端とわずかの間隙を有して配
置されており、動翼１の前縁先端部分をはさみ前後にわ
たり、ケーシング３の内面に多孔板４が設けられ、その
背面は空間部５となっている。この多孔板４と空間部５
はケーシング３にリング状に設けられている。容積調整
装置６は矢印で示すように空間部５に出入して空間の容
積を調整する。７は動翼１前方に発生した衝撃波を示
す。
【００１１】図２は容積調整装置６を移動して空間部５
の容積を最も小さくした状態を示す。このように空間部
５の容積を調整することにより、作動条件に応じた衝撃
波の調整が可能となり、圧縮機の作動範囲を拡げること
ができる。
の容積を最も小さくした状態を示す。このように空間部
５の容積を調整することにより、作動条件に応じた衝撃
波の調整が可能となり、圧縮機の作動範囲を拡げること
ができる。
【００１２】図３は図１のＸ−Ｘ矢視図で、動翼１の翼
列と多孔板４の配置、および衝撃波７の発生状況を示
す。衝撃波７ａは翼の先端から発生し、後方の圧力が高
いため前方へ押しやられる。この衝撃波７は隣接する動
翼１の背面に当たりそこに生じる境界層８と干渉する。
しかし、衝撃波７より後方の高い圧力は多孔板４を通し
て圧力の低い前方へ向かう循環流を発生させ、高い圧力
を低下させ境界層８の剥離を防止する。
列と多孔板４の配置、および衝撃波７の発生状況を示
す。衝撃波７ａは翼の先端から発生し、後方の圧力が高
いため前方へ押しやられる。この衝撃波７は隣接する動
翼１の背面に当たりそこに生じる境界層８と干渉する。
しかし、衝撃波７より後方の高い圧力は多孔板４を通し
て圧力の低い前方へ向かう循環流を発生させ、高い圧力
を低下させ境界層８の剥離を防止する。
【００１３】図４は圧縮機の性能曲線を示す。横軸は圧
縮機の流量であり、縦軸は圧縮機の圧力比を示す。回転
数を一定にして流量を低下させると不安定領域に入って
ゆく。これは流量が減少して圧力比が高くなると衝撃波
７ａが動翼先端から発生するようになり、境界層８を剥
離させて性能が不安定になるためである。直線Ａは本実
施例の多孔板４と空間部５を設けない場合を示し、直線
Ｂは本実施例の場合を示す。このように動翼先端のケー
シング３に多孔板４とその背面に空間部５を設けること
により衝撃波７の影響を緩和して、不安定領域を減少さ
せ圧縮機の作動範囲を拡大することができる。図２に示
した容積調整装置６により動翼１の回転数に応じて空間
部５の容積を調整する。
縮機の流量であり、縦軸は圧縮機の圧力比を示す。回転
数を一定にして流量を低下させると不安定領域に入って
ゆく。これは流量が減少して圧力比が高くなると衝撃波
７ａが動翼先端から発生するようになり、境界層８を剥
離させて性能が不安定になるためである。直線Ａは本実
施例の多孔板４と空間部５を設けない場合を示し、直線
Ｂは本実施例の場合を示す。このように動翼先端のケー
シング３に多孔板４とその背面に空間部５を設けること
により衝撃波７の影響を緩和して、不安定領域を減少さ
せ圧縮機の作動範囲を拡大することができる。図２に示
した容積調整装置６により動翼１の回転数に応じて空間
部５の容積を調整する。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は動翼前端の翼端部分に対応するケーシングに多孔板と
その背面に空間部を設けることにより、衝撃波による境
界層の剥離を防止し圧縮機の不安定領域を減少させる。
さらに空間部の容積を調整することにより、運転条件に
合わせて衝撃波を効果的に減少させることができる。
は動翼前端の翼端部分に対応するケーシングに多孔板と
その背面に空間部を設けることにより、衝撃波による境
界層の剥離を防止し圧縮機の不安定領域を減少させる。
さらに空間部の容積を調整することにより、運転条件に
合わせて衝撃波を効果的に減少させることができる。
【図１】本実施例の構成を示す断面図である。
【図２】空間部の容積調整を説明する図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ矢視図である。
【図４】本実施例の性能曲線を示す図である。
【図５】衝撃波と境界層干渉のパッシングコントロール
方法を示す図である。
方法を示す図である。
１ 動翼 ２ 回転軸の中心 ３ ケーシング ４ 多孔板 ５ 空間部 ６ 容積調整装置 ７ 衝撃波 ８ 境界層
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機動翼を囲むケーシングの動翼前端
の翼端部分に対応する部分を、内側を多孔板としその背
面に空間部を設けた構造としたことを特徴とする衝撃波
吸収機能を有する圧縮機のケーシング。 - 【請求項２】 前記空間部に出入する容積体により空間
容積を調整する容積調整装置が設けられていることを特
徴とする請求項１記載の衝撃波吸収機能を有する圧縮機
のケーシング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020229A JPH08219094A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020229A JPH08219094A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219094A true JPH08219094A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12021352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7020229A Pending JPH08219094A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 衝撃波吸収機能を有する圧縮機のケーシング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219094A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536459A (ja) * | 2004-05-07 | 2007-12-13 | プラット アンド ホイットニー カナダ コーポレイション | 遷音速ガスタービンの衝撃波誘起境界層の抽気 |
| KR101025867B1 (ko) * | 2009-04-09 | 2011-03-30 | 서울대학교산학협력단 | 축류 임펠러의 유체 안정화장치 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129100U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 流体圧発生装置 |
| JPS58129099U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 流体圧発生装置 |
| JPH04255600A (ja) * | 1991-02-06 | 1992-09-10 | Hitachi Ltd | 流体機械のケーシングトリートメント制御装置 |
| JPH04265500A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送風機 |
| JPH05340395A (ja) * | 1992-06-12 | 1993-12-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流回転機械 |
| JPH0712098A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 圧縮機ケーシング |
-
1995
- 1995-02-08 JP JP7020229A patent/JPH08219094A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129100U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 流体圧発生装置 |
| JPS58129099U (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 流体圧発生装置 |
| JPH04255600A (ja) * | 1991-02-06 | 1992-09-10 | Hitachi Ltd | 流体機械のケーシングトリートメント制御装置 |
| JPH04265500A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 送風機 |
| JPH05340395A (ja) * | 1992-06-12 | 1993-12-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 軸流回転機械 |
| JPH0712098A (ja) * | 1993-06-28 | 1995-01-17 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 圧縮機ケーシング |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007536459A (ja) * | 2004-05-07 | 2007-12-13 | プラット アンド ホイットニー カナダ コーポレイション | 遷音速ガスタービンの衝撃波誘起境界層の抽気 |
| KR101025867B1 (ko) * | 2009-04-09 | 2011-03-30 | 서울대학교산학협력단 | 축류 임펠러의 유체 안정화장치 |
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