JPH11294185A - 多段圧縮機構造 - Google Patents
多段圧縮機構造Info
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- JPH11294185A JPH11294185A JP9755798A JP9755798A JPH11294185A JP H11294185 A JPH11294185 A JP H11294185A JP 9755798 A JP9755798 A JP 9755798A JP 9755798 A JP9755798 A JP 9755798A JP H11294185 A JPH11294185 A JP H11294185A
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- JP
- Japan
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- compressor
- stage
- main shaft
- axial flow
- moving blade
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡略な構成により高圧力比を得、且つ多段圧
縮機Ａの設計自由度を拡大できるようにする。 【解決手段】 静翼１０と動翼１１とが多段に配置され
た軸流段１２を備え、動翼１１を圧縮機主軸６にて回転
させることにより前方から取り入れた空気を後方に向け
て加圧するようにしている多段圧縮機の前記軸流段１２
の後部に、圧縮機主軸６に傘歯車２１を介して回転駆動
されるように接続した遠心圧縮機２２を周方向に等間隔
を有して複数個設け、軸流段１２からの圧縮空気を各遠
心圧縮機２２の吸気スクロール２３に分配供給する分配
ダクト２４を設ける。
縮機Ａの設計自由度を拡大できるようにする。 【解決手段】 静翼１０と動翼１１とが多段に配置され
た軸流段１２を備え、動翼１１を圧縮機主軸６にて回転
させることにより前方から取り入れた空気を後方に向け
て加圧するようにしている多段圧縮機の前記軸流段１２
の後部に、圧縮機主軸６に傘歯車２１を介して回転駆動
されるように接続した遠心圧縮機２２を周方向に等間隔
を有して複数個設け、軸流段１２からの圧縮空気を各遠
心圧縮機２２の吸気スクロール２３に分配供給する分配
ダクト２４を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多段圧縮機構造に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービン用の多段圧縮機Ａ
は、図４に示すように、ケーシング１の前方（図４の左
端）の内部に、該ケーシング１内面と所要の環状間隔８
を保持するように固定部材２をストラット３により固定
し、また、ケーシング１の後方（図４の右端）の内部
に、固定部材４をストラット５により固定し、前記固定
部材２の内部と固定部材４との間に、前記ケーシング１
と同心の圧縮機主軸６（出力軸）を軸受７により回転可
能に設けている。
は、図４に示すように、ケーシング１の前方（図４の左
端）の内部に、該ケーシング１内面と所要の環状間隔８
を保持するように固定部材２をストラット３により固定
し、また、ケーシング１の後方（図４の右端）の内部
に、固定部材４をストラット５により固定し、前記固定
部材２の内部と固定部材４との間に、前記ケーシング１
と同心の圧縮機主軸６（出力軸）を軸受７により回転可
能に設けている。
【０００３】また、該圧縮機主軸６には、前記固定部材
２から後方に向って前記環状間隔８が狭くなるように形
成した動翼取付胴９が固定されている。
２から後方に向って前記環状間隔８が狭くなるように形
成した動翼取付胴９が固定されている。
【０００４】前記ケーシング１の内面には、前記環状間
隔８内を動翼取付胴９の外面に接近して延びる静翼１０
が、前方から後方に亘って所要の間隔で複数段設けられ
ており、更に、前記各静翼１０の後側に位置し前記ケー
シング１の内面に接近して延びる動翼１１が前記動翼取
付胴９に固定され、これによって軸流段１２が構成され
ている。前記静翼１０及び動翼１１は、夫々前方から後
方に向って徐々に長さが短くなっている。
隔８内を動翼取付胴９の外面に接近して延びる静翼１０
が、前方から後方に亘って所要の間隔で複数段設けられ
ており、更に、前記各静翼１０の後側に位置し前記ケー
シング１の内面に接近して延びる動翼１１が前記動翼取
付胴９に固定され、これによって軸流段１２が構成され
ている。前記静翼１０及び動翼１１は、夫々前方から後
方に向って徐々に長さが短くなっている。
【０００５】前記軸流段１２の後方には、所要の間隔を
有して設けられた静翼１３，１４によってケーシング１
に固定された内側部材１５が設けられており、該内側部
材１５とケーシング１との間には、燃焼器１６が設けら
れている。
有して設けられた静翼１３，１４によってケーシング１
に固定された内側部材１５が設けられており、該内側部
材１５とケーシング１との間には、燃焼器１６が設けら
れている。
【０００６】更に、前記燃焼器１６の後方の静翼１４と
前記ストラット５との間には、タービン動翼固定部材１
７を介して圧縮機主軸６にタービン動翼１８が固定され
てタービン１９が構成されている。
前記ストラット５との間には、タービン動翼固定部材１
７を介して圧縮機主軸６にタービン動翼１８が固定され
てタービン１９が構成されている。
【０００７】図４の多段圧縮機Ａでは、前方から取り入
れた空気は、圧縮機主軸６の回転によって回転する動翼
１１と静翼１０とによる軸流段１２によって多段に圧縮
されることにより順次圧力が高められ、圧力が高められ
た圧縮空気は、燃焼器１６に導かれて燃料の燃焼により
高温高圧流体となってタービン１９に導かれることによ
りタービン動翼１８を回転させ、これにより圧縮機主軸
６を回転駆動するようになる。
れた空気は、圧縮機主軸６の回転によって回転する動翼
１１と静翼１０とによる軸流段１２によって多段に圧縮
されることにより順次圧力が高められ、圧力が高められ
た圧縮空気は、燃焼器１６に導かれて燃料の燃焼により
高温高圧流体となってタービン１９に導かれることによ
りタービン動翼１８を回転させ、これにより圧縮機主軸
６を回転駆動するようになる。
【０００８】図４の多段圧縮機Ａにおいて、高圧力比化
を達成するためには、前記静翼１０と動翼１１の段数を
増加した軸流段１２とすることが行われる。
を達成するためには、前記静翼１０と動翼１１の段数を
増加した軸流段１２とすることが行われる。
【０００９】また、従来の高圧力比化を図るようにした
多段圧縮機Ａとしては、図５に示すような構造のものも
採用されている。
多段圧縮機Ａとしては、図５に示すような構造のものも
採用されている。
【００１０】即ち、図５の多段圧縮機Ａは、図４と同様
の軸流段１２の後方に、インペラ２９の入口の口径を小
さくしたスワンネックの形状を有して圧縮空気の流れを
周方向外方に向わせるようにした遠心圧縮機２０を設
け、ディフューザ３０及び出口案内翼３１を経た圧縮空
気が横方向に延設された燃焼器１６に導かれるようにな
っている。図５中図４と同一のものには同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。
の軸流段１２の後方に、インペラ２９の入口の口径を小
さくしたスワンネックの形状を有して圧縮空気の流れを
周方向外方に向わせるようにした遠心圧縮機２０を設
け、ディフューザ３０及び出口案内翼３１を経た圧縮空
気が横方向に延設された燃焼器１６に導かれるようにな
っている。図５中図４と同一のものには同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。
【００１１】図５の多段圧縮機Ａでは、前方から取り入
れた空気は、圧縮機主軸６の回転によって回転する動翼
１１と静翼１０とによる軸流段１２によって多段に圧縮
されることにより順次圧力が高められ、高圧となった圧
縮空気は、遠心圧縮機２０によって更に圧力が高めら
れ、その後燃焼器１６に導かれて燃料の燃焼により高温
高圧流体となってタービン１９に導かれるようになる。
れた空気は、圧縮機主軸６の回転によって回転する動翼
１１と静翼１０とによる軸流段１２によって多段に圧縮
されることにより順次圧力が高められ、高圧となった圧
縮空気は、遠心圧縮機２０によって更に圧力が高めら
れ、その後燃焼器１６に導かれて燃料の燃焼により高温
高圧流体となってタービン１９に導かれるようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図４に示
した従来の多段圧縮機Ａにおいては、高圧力比化を図る
ために軸流段１２の段数を増やすと、部品点数が増大
し、一方１段当りの圧力比も高くとれず、翼高さが小さ
くなることによってクリアランス洩れによる損失が増加
し、よって、ある段数以上では効率レベルを低下させる
ことなく高圧力比化は望めないという問題を有してい
た。
した従来の多段圧縮機Ａにおいては、高圧力比化を図る
ために軸流段１２の段数を増やすと、部品点数が増大
し、一方１段当りの圧力比も高くとれず、翼高さが小さ
くなることによってクリアランス洩れによる損失が増加
し、よって、ある段数以上では効率レベルを低下させる
ことなく高圧力比化は望めないという問題を有してい
た。
【００１３】また、図５に示した多段圧縮機Ａにおいて
は、高温度のため遠心圧縮機２０のインペラ２９の外径
が大きくとれない。また、軸流段１２ですでに圧縮され
て体積の小さくなった流体が流入してくるためインペラ
２９の翼高さが小さくなりクリアランス洩れによる損失
が増えると共に、流路高さが小さくなることにより摩擦
損失が増え、やはり効率レベルを低下させることなく大
きな高圧力比化は望めないという問題がある。
は、高温度のため遠心圧縮機２０のインペラ２９の外径
が大きくとれない。また、軸流段１２ですでに圧縮され
て体積の小さくなった流体が流入してくるためインペラ
２９の翼高さが小さくなりクリアランス洩れによる損失
が増えると共に、流路高さが小さくなることにより摩擦
損失が増え、やはり効率レベルを低下させることなく大
きな高圧力比化は望めないという問題がある。
【００１４】更に、上記したように軸流段１２と同軸上
に遠心圧縮機２０を追加することでは設計の自由度が拘
束されることになり、遠心圧縮機２０を最適なパラメー
タ領域で設計することが困難であるという問題を有して
いた。
に遠心圧縮機２０を追加することでは設計の自由度が拘
束されることになり、遠心圧縮機２０を最適なパラメー
タ領域で設計することが困難であるという問題を有して
いた。
【００１５】本発明は、かかる従来の問題点を解決すべ
くなしたもので、簡略な構成により高圧力比化を得るこ
とができ、多段圧縮機Ａの設計自由度を大きく拡大でき
る多段圧縮機構造を提供することを目的としている。
くなしたもので、簡略な構成により高圧力比化を得るこ
とができ、多段圧縮機Ａの設計自由度を大きく拡大でき
る多段圧縮機構造を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、静翼と動翼と
が多段に配置された軸流段を備え、動翼を圧縮機主軸に
て回転させることにより前方から取り入れた空気を後方
に向けて加圧するようにしている多段圧縮機の前記軸流
段の後部に、圧縮機主軸に傘歯車を介して回転駆動され
るように接続した遠心圧縮機を周方向に等間隔を有して
複数個設け、前記軸流段からの圧縮空気を前記各遠心圧
縮機の吸気スクロールに分配供給する分配ダクトを設け
たことを特徴とする多段圧縮機構造、に係るものであ
る。
が多段に配置された軸流段を備え、動翼を圧縮機主軸に
て回転させることにより前方から取り入れた空気を後方
に向けて加圧するようにしている多段圧縮機の前記軸流
段の後部に、圧縮機主軸に傘歯車を介して回転駆動され
るように接続した遠心圧縮機を周方向に等間隔を有して
複数個設け、前記軸流段からの圧縮空気を前記各遠心圧
縮機の吸気スクロールに分配供給する分配ダクトを設け
たことを特徴とする多段圧縮機構造、に係るものであ
る。
【００１７】本発明では、軸流段の後部に、圧縮機主軸
の回転を傘歯車を介してインペラに伝えるようにした複
数の遠心圧縮機を設け、軸流段からの圧縮空気を各遠心
圧縮機の吸気スクロールに分配供給する分配ダクトを設
けたので、傘歯車のギア比を選択することによってイン
ペラの回転数を任意に高めることができ、更に遠心圧縮
機の設置個数を選ぶことにより容量を任意に変更するこ
とができ、よって簡略な構成にて高圧力比化を得ること
ができ、しかも空力設計上の自由度を大幅に改善するこ
とができる。
の回転を傘歯車を介してインペラに伝えるようにした複
数の遠心圧縮機を設け、軸流段からの圧縮空気を各遠心
圧縮機の吸気スクロールに分配供給する分配ダクトを設
けたので、傘歯車のギア比を選択することによってイン
ペラの回転数を任意に高めることができ、更に遠心圧縮
機の設置個数を選ぶことにより容量を任意に変更するこ
とができ、よって簡略な構成にて高圧力比化を得ること
ができ、しかも空力設計上の自由度を大幅に改善するこ
とができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１は、本発明の多段圧縮機構造の一例を
示したもので、静翼１０と動翼１１とが多段に配置され
た軸流段１２を備え、動翼１１を圧縮機主軸６によって
回転させている多段圧縮機の前記軸流段１２の後部に、
圧縮機主軸６に傘歯車２１を介して回転駆動されるよう
に接続した遠心圧縮機２２を設ける。２１ａは圧縮機主
軸６に設けて前記傘歯車２１が噛合する歯車である。
示したもので、静翼１０と動翼１１とが多段に配置され
た軸流段１２を備え、動翼１１を圧縮機主軸６によって
回転させている多段圧縮機の前記軸流段１２の後部に、
圧縮機主軸６に傘歯車２１を介して回転駆動されるよう
に接続した遠心圧縮機２２を設ける。２１ａは圧縮機主
軸６に設けて前記傘歯車２１が噛合する歯車である。
【００２０】遠心圧縮機２２は、圧縮機主軸６の周方向
に等間隔を有して複数個設けるようにしている。図１で
は一個の遠心圧縮機２２が示されている。
に等間隔を有して複数個設けるようにしている。図１で
は一個の遠心圧縮機２２が示されている。
【００２１】更に、前記軸流段１２の後端には、該軸流
段１２からの圧縮空気を前記各遠心圧縮機２２の吸気ス
クロール２３に分配供給するようにした分配ダクト２４
を設けている。
段１２からの圧縮空気を前記各遠心圧縮機２２の吸気ス
クロール２３に分配供給するようにした分配ダクト２４
を設けている。
【００２２】遠心圧縮機２２は、図２、図３に示すよう
に、ターボチャージャー用遠心圧縮機ロータに類似した
構成を有しており、軸流段１２からの圧縮空気を吸気ス
クロール２３により軸方向から内部に取入れ、傘歯車２
１の軸２５と一体に設けたインペラ２６により圧縮して
周方向のスクロール２７から排出部２８に排出するよう
になっており、該遠心圧縮機２２からの圧縮空気は前記
図４或いは図５の燃焼器１６に供給されるようになって
いる。
に、ターボチャージャー用遠心圧縮機ロータに類似した
構成を有しており、軸流段１２からの圧縮空気を吸気ス
クロール２３により軸方向から内部に取入れ、傘歯車２
１の軸２５と一体に設けたインペラ２６により圧縮して
周方向のスクロール２７から排出部２８に排出するよう
になっており、該遠心圧縮機２２からの圧縮空気は前記
図４或いは図５の燃焼器１６に供給されるようになって
いる。
【００２３】以下に図１〜図３に示した多段圧縮機Ａの
作用を説明する。
作用を説明する。
【００２４】軸流段１２によって圧縮された圧縮空気
は、分配ダクト２４により複数備えられた遠心圧縮機２
２の吸気スクロール２３に分配供給される。
は、分配ダクト２４により複数備えられた遠心圧縮機２
２の吸気スクロール２３に分配供給される。
【００２５】各々の遠心圧縮機２２は、圧縮機主軸６の
回転により歯車２１ａ及び傘歯車２１を介して回転する
インペラ２６により圧縮され、スクロール２７を経て排
出部から燃焼器１６に供給される。
回転により歯車２１ａ及び傘歯車２１を介して回転する
インペラ２６により圧縮され、スクロール２７を経て排
出部から燃焼器１６に供給される。
【００２６】この時、軸流段１２の後部に、圧縮機主軸
６の回転を傘歯車２１を介してインペラ２６に伝えるよ
うにした複数の遠心圧縮機２２を備えたので、歯車２１
ａと傘歯車２１とのギア比を選択することによってイン
ペラ２６の回転数を任意に高めることができ、更に遠心
圧縮機２２の設置個数を選ぶことにより容量を任意に変
更することができ、よって簡略な構成にて高圧力比化を
得ることができ、しかも空力設計上の自由度を大幅に改
善することができる。
６の回転を傘歯車２１を介してインペラ２６に伝えるよ
うにした複数の遠心圧縮機２２を備えたので、歯車２１
ａと傘歯車２１とのギア比を選択することによってイン
ペラ２６の回転数を任意に高めることができ、更に遠心
圧縮機２２の設置個数を選ぶことにより容量を任意に変
更することができ、よって簡略な構成にて高圧力比化を
得ることができ、しかも空力設計上の自由度を大幅に改
善することができる。
【００２７】尚、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、軸流
段の後部に、圧縮機主軸の回転を傘歯車を介してインペ
ラに伝えるようにした複数の遠心圧縮機を設け、軸流段
からの圧縮空気を各遠心圧縮機の吸気スクロールに分配
供給する分配ダクトを設けたので、傘歯車のギア比を選
択することによってインペラの回転数を任意に高めるこ
とができ、更に遠心圧縮機の設置個数を選ぶことにより
容量を任意に変更することができ、よって簡略な構成に
て高圧力比化を得ることができ、しかも空力設計上の自
由度を大幅に改善することができるという優れた効果を
奏し得る。
段の後部に、圧縮機主軸の回転を傘歯車を介してインペ
ラに伝えるようにした複数の遠心圧縮機を設け、軸流段
からの圧縮空気を各遠心圧縮機の吸気スクロールに分配
供給する分配ダクトを設けたので、傘歯車のギア比を選
択することによってインペラの回転数を任意に高めるこ
とができ、更に遠心圧縮機の設置個数を選ぶことにより
容量を任意に変更することができ、よって簡略な構成に
て高圧力比化を得ることができ、しかも空力設計上の自
由度を大幅に改善することができるという優れた効果を
奏し得る。
【図１】本発明の多段圧縮機構造の一例を示す部分切断
側面図である。
側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図１の遠心圧縮機の外観側面図である。
【図４】従来の多段圧縮機構造の一例を示す部分切断側
面図である。
面図である。
【図５】従来の多段圧縮機構造の他の例を示す部分切断
側面図である。
側面図である。
１０ 静翼 １１ 動翼 １２ 軸流段 ２１ 傘歯車 ２２ 遠心圧縮機 ２３ 吸気スクロール ２４ 分配ダクト
Claims (1)
- 【請求項１】 静翼と動翼とが多段に配置された軸流段
を備え、動翼を圧縮機主軸にて回転させることにより前
方から取り入れた空気を後方に向けて加圧するようにし
ている多段圧縮機の前記軸流段の後部に、圧縮機主軸に
傘歯車を介して回転駆動されるように接続した遠心圧縮
機を周方向に等間隔を有して複数個設け、前記軸流段か
らの圧縮空気を前記各遠心圧縮機の吸気スクロールに分
配供給する分配ダクトを設けたことを特徴とする多段圧
縮機構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09755798A JP3858436B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 多段圧縮機構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09755798A JP3858436B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 多段圧縮機構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294185A true JPH11294185A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3858436B2 JP3858436B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=14195551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09755798A Expired - Fee Related JP3858436B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 多段圧縮機構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3858436B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011114744A1 (ja) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| JP2011526663A (ja) * | 2008-07-01 | 2011-10-13 | スネクマ | 間隙を調整するためのシステムを有している軸流式遠心圧縮機 |
| WO2012051997A3 (de) * | 2010-10-15 | 2012-09-13 | Baltico Gmbh | Turbinenradanordnung für eine gasturbine |
| KR101187915B1 (ko) | 2010-12-15 | 2012-10-04 | 삼성테크윈 주식회사 | 가스 터빈 시스템 |
| EP2933494A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-21 | Airbus Operations GmbH | Centrifugal compressors arranged in series with little flow turning in the connections between the compressors |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP09755798A patent/JP3858436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011526663A (ja) * | 2008-07-01 | 2011-10-13 | スネクマ | 間隙を調整するためのシステムを有している軸流式遠心圧縮機 |
| WO2011114744A1 (ja) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービンエンジン |
| JP2011196254A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタービンエンジン |
| US9388703B2 (en) | 2010-03-19 | 2016-07-12 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas turbine engine having a gap between an outlet guide vane and an inner wall surface of a diffuser |
| WO2012051997A3 (de) * | 2010-10-15 | 2012-09-13 | Baltico Gmbh | Turbinenradanordnung für eine gasturbine |
| KR101187915B1 (ko) | 2010-12-15 | 2012-10-04 | 삼성테크윈 주식회사 | 가스 터빈 시스템 |
| EP2933494A1 (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-21 | Airbus Operations GmbH | Centrifugal compressors arranged in series with little flow turning in the connections between the compressors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3858436B2 (ja) | 2006-12-13 |
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