JPS61255298A - 弾性流体を圧縮する方法およびコンプレツサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気のような弾性流体を用いるロータリ圧縮方
法および装置、特に周知の軸流型および遠心流型とは全
く異なり且双方の特性を有する弾性流体を圧縮する方法
およびターボ装置のコンプレッサ装置に関する。

本発明は燃焼タービンエンジンにも適用し得る。

（従来の技術） 最新の燃焼タービンエンジ゛ンのコストおよヒ信頼性は
共にエンジンはコンプレッサ段の数、羽根列又は加速・
拡散動作に大きく左右される。従っテコンフレツサ段の
数を減少することがターボ装置、特にジェット推進装置
の分野で設計上長年債まれていた。

この場合従来コンプレッサ段の数を減少するには多くの
軸流コンプレッサ段に代えて一以上の遠心流コンプレッ
サ段が用いられていた。即ち軸流コンプレッサ段に比べ
遠心流コンプレッサ段ハ低廉で、静圧比が高く、まだ異
物吸入による損傷抵抗性が優れ入口部のエヤ流分布のひ
ずみ即ち不均等に対する許容度が優れていることは周知
である。

一方遠心流コンプレッサはこれに相応する軸流コンプレ
ッサに比べ効率が低く且外径が犬であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかして航空機に関し初期に開発されたジェットエンジ
ンにおいては、遠心流コンプレッサ段を用いる場合外径
が犬になシ正面面積が犬となるため、主として軸流コン
プレッサ段が採用されていた。この遠心流コンプレッサ
段の外径が大になるのは、主に遠心流コンプレッサ段の
ロータの半径が大になることによる。このようにロータ
半径が犬になると、流速の接線方向の成分が大きくなる
ことに加え、出口部のエヤ流の半径方向外側の成分が大
きくなシ、このためコンプレッサロータに対し円周方向
の周囲且半径方向外側へ静止拡散部を配設する必要があ
る。特にこの拡散部にょシ遠心流コンプレッサ段の外径
が比較的大となる。

一方遠心流式コンプレッサのロータの出口部を好適に構
成し、出口部における流れを軸方向に理論上変えること
も長年当業者に知られている。このロータ構成によれば
、拡散部がロータの半径方内外側ではなく軸方向に配設
され、全体の外径が減少されている。このコンプレッサ
構成は米国特許第２，５７０，０８１号、第２，６４８
，４９２号および第２．６４８，４９３号に開示されて
いるが、実際上遠心流コンプレッサのロータ自体内でコ
ンプレッサのエヤ流が軸方向に互生径方向外側へ向って
大巾に旋回されるので流体力学上の損失が犬となシ好丑
しくなかった。

遠心流方式〈よる他のコンプレッサも提案されておシ、
この場合もロータを横断する半径方向の寸法が相当に増
大し、ロータを介し流れるエヤ流の一部が半径方向へ旋
回される。またこの軸流と遠心流との混成型のロータか
らのエヤ流は次に変形されたチャンネル即ちパイプ拡散
体へ送られ軸方向から半径方向外側若しくは軸方向に流
れた上軸方向且半径方向内側へと実質的に拡散されるこ
となく旋回される。パイプ拡散体の拡散チャンネルが軸
方向下流へ相当の距Ｍ延びるので、コンプレッサ段の軸
方向の寸法が長くなシ好ましく々かった。更に米国特許
第２，６０９，１４１号の混流型のコンプレッサによれ
ば、変形されたチャンネルパイプ拡散体によりロータか
ら流出するエヤ流の半径方向外側の成分若しくは半径方
向外側および接線方向の成分が除去されるように構成さ
れているが、実際上、パイプ拡散体がロータからの流速
の半径方向外側のみの成分を除去するよ′）構成された
場合でも半径方向外側の成分は相当の大きさを有しコン
プレッサの性能が低くなり好ましくなかった。またパイ
プ拡散体がエヤ流の半径方向および接線方向の双方の成
分を除去するよう構成したときでもコンプレッサの性能
が低くなシ好ましくなかった。

更に他種の軸流コンプレッサが米国特許第２，８０６．
６４５号に提案されておシ、この場合理論上入口部から
出口部へ進むに応じ少なくともロータを流れるエヤ流の
平均半径に比べ半径方向の寸法が増大されている。この
場合−のコンプレッサロータは遠心流コンプレッサロー
タの半径方向の寸法が入口部から出口部へ進むに応じ増
大することによる利点を有するものの、実際上このコン
プレッサは理論上正しくなく、性能も低いことが判明し
ている。

（発明の目的） 以上の点を考慮し、本発明の目的は、従来の最新軸流コ
ンプレッサに比べ外径が実質的に同−又は僅かに犬にさ
れ、従来の最新遠心流コンプレッサに比べ静圧比、価格
、入口部でのひずみ許容度および異物吸入による損傷抵
抗性が実質的に同一にされ、従来の遠心流コンプレッサ
に比べ効率が少なくとも等しく、好ましくは従来の軸流
コンプレッサの効率忙近い新規なコンプレッサ構成を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の一特徴によれば、軸方向および円周方向に延び
る環形壁を有するハウジングと軸方向に延びるロータと
を備え、環形壁の入口部において横断方向の断面が直円
筒状の入口流路が区画され、入口部から軸方向下流に離
間された出口部において横断方向の断面が直円錐台状の
出口流路が区画され、環形壁の入口部と出口部との間に
は直円筒状且直円錐台状への中間の連接流路が区画され
、ロータは入口流路、中間連接流路および出口流路内に
軸を中心に回転可能に枢支され、ロータには実質的に円
錐台状のハブ部と軸方向かつ円周方向に延びる多数の羽
根とが包有され、羽根は実質的に半径方向外側且環形壁
直近に達すると共に入口部、中間部および出口部全体に
わたシ軸方向の位置で環形壁の形状と一致するように延
びる遷音速混流コンプレッサが提供され、上記の目的が
達成される。

本発明の他の特徴によれば、ロータおよびハウジングに
より協働装置が形成され、協働装置は接線方向および子
午線方向の流速が所定の基準値に対し少なくともマツハ
１．２を有する第１の和流速ベクトルの弾性流体流を入
口流路において導入し、導入された弾性流を拡散して第
１の和流速ベクトルより小さく互生径方向外側のベクト
ルを第１の和流速ベクトルの１０度以内に維持する第２
の亜音速ベクトルにする遷音速混流コンプレッサが提供
される。

本発明の別の特徴によれば、内部に弾性流体を通過する
入口部と出口部と入口部と出口部との間を軸方向に延び
る中間流路とを区画したハウジングと、中間流路内に軸
ａを中心に回転可能に枢支され入口端部および出口端部
を有するロータとを備え、ハウジングおよびロータによ
り中間流路内に入口部から出口部へ軸方向に延びる環流
を形成し、半径方向外側へ下流へ向は出口端部の上流に
おいて半径方向外側の境界に実質的に直円錐台状部を形
成する協働装置が具備された遷音速混流コンプレッサが
提供される。

また本発明によれば、内径および外径を有し子午線方向
および接線方向の速度がマツハ１より小さい第１の和流
速ベクトルを有した軸方向に流れる回転環流を形成する
工程と、回転環流を拡散して第１の和流速ベクトルより
小さくかつ外径を下流へ進むに応じ次第に増大し、子午
線速度の半径方向外側の成分を増大する第２の流速ベク
トルにする工程と、軸方向に対する外径の増大を一定に
し、更に環流を拡散して子午線速度の半径方向外側の成
分を第２の和流速ベクトルの対応成分より小さな値に減
少する工程とを包有してなる弾性流体を圧縮する方法が
提供される。

本発明の更に他の特徴によれば、内径および外径を有し
、外径部で少なくともマツハ　１．２　の子午線方向お
よび接線方向の流速の第１の和流速ベクトルを有する環
状流を形成する工程と、環形流を拡散して第１の和流速
ベクトルより小であシ、半径方向外側の流速ベクトルの
第１の和流速ベクトルに対し１０度変位された第２の超
音速流を形成する工程と、第２の超音速流を通常の衝撃
波に通過させマツハ１より小の第３の流速流を形成する
工程と、第３の流速流を更に拡散して内径および外径の
両方を増大し、子午線流速の半径方向外側の成分を大き
くする工程とを包有してなる弾性流体を圧縮する方法が
提供される。

（作用） 本発明によれば、上記の構成をとることによりジェット
推進エンジンに有効に提供でき、特に拡散部が直円筒壁
部間の流路内に形成されるので、従来の遠心流又は混流
拡散部処比べ同一重量で、同一の作用を得ることができ
、且強度が大となる。

（以下余白） （実施例） 第１図に長手方向に延びるハウジングαりを有した本発
明によるジェット推進型のターボファンエンジン００が
示されている。ハウジング（１２））には外気を導入す
る入口開口部（１４）と加熱されたエヤと燃料との燃焼
生成物のジェット流を大気に放出する出口開口部αθと
が具備される。またノ＼ウジングα２内にはターボファ
ンエンジン００のタービンｉＨにより駆動されるシャフ
ト■が枢支され、シャフト（至）の前端部には混流型の
コンプレッサロータ（イ）が支承すれておシ、コンプレ
ッサロータ（イ）により外気が入口開口部αぐから導入
されて圧縮され、ターボファンエンジンＱＯＩの後部分
において燃焼に使用される。且ハウジング（１つ内にお
いてコンプレッサロータ＠の直下流にはコンプレッサロ
ータ（イ）と共に第１のコンプレッサ部をなす環形の流
路Ｑ４が形成され、流路ｆ２４１内には拡散部（イ）が
具備されている。

拡散部（イ）の下流において流路に）は埋伏の外流路翰
と環１′にの内流路翰とに分岐されている。外流路翰は
その直下流がターボファンエンジン００の尾筒部臼に連
通されておシ、との尾筒部Ｑ自体は出ロ開ロ部頭に連通
される。この場合コンプレッサロータにはターボファン
エンジン００のターボファンとして機能することになる
。

内流路（イ）の下流には２段軸流型のコンプレッサ部■
が配設されておシ、コンプレッサ部（財）の２個の羽根
車は軸方向に離間されてシャフトθ８）に回転可能に装
着されている。また内流路ＣＩＯのコンプレッサ部■の
下流には更に環形の燃焼器（至）およびタービン部（イ
）が配設される。且タービン部（イ）は尾筒部に）およ
び出口開口部Ｑ６１に連通されている。

更に第２図および第３図を併照するに、コンプレッサロ
ータ（イ）のハブ部■には長い円錐状の外面（ト）が具
備される。またハブ部間の外周部には半径方向および円
周方向に延びる複数の羽根θ乃が装着されておシ、好ま
しくは羽根（ハ）の数が１７個にされ、ハブ部（支）ｊ
の外周部に等間隔に配列される。各羽根（Ａ２は半径方
向に延び回転方向前方に位置する前縁部■と、半径方向
に延び回転方向後方に位置する後縁部に）と、半径方向
外側の外周縁部（ハ）とを有する。

また羽根θカは半径方向外側へハウジング（１２）の壁
部（イ）へ向って延び、その羽根に）の外周縁部（財）
は壁部■の半径方向内側の内面６つに対し半径方向内側
に僅かに離間して位置し、且内面６２と合致するような
形状に構成されている。壁部−は入ロ開ロ部叫から軸方
向かつ円周方向にコンプレッサロータ（イ）、流路（財
）および拡散部いへ向い連続して延びる。

入口開口部（１６１から所定の距離を誼いて壁部−の内
円筒面（５２ａ）が羽根（６）の前縁部■を越えて下流
に延びている。

一方壁部輪の、後縁部０６）と隣接し、内面６つと後縁
部■との延長線が交わるような点から所定の短離だけ、
その点の上流並びに下流に延びるように円錐台状面（５
２ｂ）が内円筒面（５２ａ）の下流に形成されておシ、
互生径方向内側へ突出した曲線状の連接胴面（５２ｃ）
が両面（５ｚａ）　、　（５ｚｂ）に連接されている。

即ち、羽根θ■の前縁部■および後縁部００の間に壁部
■の連接胴面（５２ｃ）が位置せしめられていて、内円
筒面（５２ａ）と円錐台状面（５２ｂ）とが円滑に連接
される。

この場合、連接胴面（５２ｃ）が羽根の後縁部（ハ）ま
では達することなく、後縁部００から所定の距装置いた
上流において円錐台状面（５２ｂ）と連接されることに
なる。

良に第４図を併照して説明するに、羽根（６）の前縁部
■と壁部…との延長線が交わるような点（第４図のＢ）
から上流の直円筒面（５２ａ）は軸方向の長さく第４図
の点Ａ−Ｂ間の長さ）が羽根θりの外周縁部（ハ）にお
ける子午線方向の寸法の約１０〜約２０優にされている
。同様に直円筒面（５２ａ）の交点Ｂから軸方向へ下流
への長さく第４図の点Ｂ−０間の長さ）は羽根θａの外
周縁部（ハ）における子午線方向の寸法の約１０〜約３
０％にされる。

また円錐台状面（５２ｂ）は羽根（６）の後縁部■と壁
部−との延長ｉが交わるような点（第４図のＥ）から上
流および下流へ延びておシ、円錐台状面（５２ｂ）の下
流の子午線方向の長さは羽根（１２）の外周縁部（ハ）
における子午線方向の長さの約５〜約１５チにされる。

円錐台状面（５２１））の点Ｅから上流の子午線方向の
長さく第４図の点Ｄ−Ｅ間の長さ）は羽根０９の外周縁
部（財）における子午線方向の長さの約１０〜約３０％
にされる。従って連接胴面（５２ｃ）の長さは羽根働の
外周縁部優における子午線方向の寸法の約４０〜約８０
％になる。

且まだコンプレッサロータ凶と同一領域に広がる流路は
軸方向の断面においては直綜状をなす内円筒面（ｓｚａ
）と円錐台状面（ｓｚｂ）、および内円筒面（５２ａ）
と円錐台状面（５２１））との間においてスムーズに連
接する曲線状の連接胴部によ多区画される。円筒面（５
２ａ）と円錐台状面（ｓｚｂ）のなす角度（財）は鋭角
にされ、約５〜約４５度、好ましくは約２２度にされる
。

また羽根（６）の前縁部θ→はコンプレッサロータ（イ
）の回転軸に対し直角（すなわち半径方向に延びる）な
直線（ト）に対し下流から半径方向外側へ延びる。

直線岐と羽根の先縁部■のなす角度（至）は鋭角にされ
、約０〜約１５度、特釦好ましくは約７度にされる。同
様に羽根０■の後縁部（ト）はコンプレッサロータ（イ
）の回転軸に対し直角（すなわち半径方向に延びる）な
直線絢に対し上流へ向い半径方向外側へ延びている。直
線−と後縁部（ト）のなす角度の４は鋭角にされ、０〜
約３５度、特に好ましくは約２３度にされる。

ハブ部間および羽根に）に関し、半径ＲＢｉは羽根の前
縁部■とノ・プ部関の外面（４υとの延長線が交わるよ
うな点を基準として定められる。同様に後縁部■と外面
−との延長線が交わるような点を基準として半径ＲＥｉ
が定められる。本発明によれば、ＲＥｌとＲＪＯ比は約
１．５〜３．５に、好甘しくけ約２．７５　　に設定し
うる。

この場合、コンプレッサロータ（５）の外部半径は羽根
（１２）の前縁部から後縁部へ向うに応じ比較的小さく
変化されることになる。換言すれば、前縁部（財）と内
面ｆ５２との延長線が交わるよう寿点を基準として半径
′ＲＢｏが定められる。同様に後縁部０・と内面６■と
の延長線が交わるような点を基準として半径ＲＥｏが定
められる。本発明によればＲＦｉＯとＲＢＯとの比は約
１．０５〜約１．７６、特に１．１７にされるととカ好
ましい。コンプレッサロータ（イ）の入口部から出口部
へ向うに応じ、この半径比は比較的小さく変化せしめら
れているので、本発明のコンプレッサ全体の直径はその
入口部の直径が犬にとれる反面、比較的小さくなること
は理解されよう。

本発明の主要部をなすコンプレッサロータ（イ）の幾何
学的見地によれば、無次元のアスペクト比（縦横比）（
ＡＲ）は次の如く定義される。即ち、羽根θつの子午線
方向の平均長は第４図に曲線（へ）で示されている。曲
線（財）は外面師と外周縁部（財）との間の半径方向の
羽根θつ上の点を通って描かれる。

ハウジング（１２）内の後縁部００の下流には、半径方
向内側の壁部軸から半径方向内側へ離間した半径方向内
側の環状の内壁部時の外面（６６ａ）と壁部軸上により
環形の流路ＱＡが形成される。外面００は曲率中心点Ｑ
Ｏから始まシ、曲率半径間で描かれる回転曲面であるこ
とは理解されよう。曲率半径間は羽根Ｃつの後縁部■で
の高さと関連伺けされる。ｆｆ１Ｊち後縁部に）とハブ
部（３８）の外面−との延長ｍが交わるような点から、
後縁部θ０と内面６２との延長線が交わるような点に向
って、後縁部θＱに沿う半径方向の距離は、羽根６ψの
後縁部（財）における高さを基準として定められる。曲
本半径閃と羽根の後縁部θ→における高さとの比は約１
．０〜約４．０特に２．０であることが好ましい。

これにより後縁部０６）の直下流には円周方向に連続し
、且壁部輪と内壁部−との間において半径方向に開口す
る流路（財）が円滑に形成される。半径方向内側の壁部
■は良に曲面（５記）を有する。曲面（５２ｄ）は上流
端部において接線方向に円錐台状面（５２ｂ）の下流端
部が連接される。曲面（５記）の曲率半径は外面（６６
ａ）の曲率半径と同一にされておシ、流路ｅＭの半径が
コンプレッサロータ（イ）の回転軸に対し変化されてい
るにもかかわらず、流路に）の一部（２４ａ）の断面積
が実質的に一定にされる。曲面（５２ｄ）はまた、下流
端部が壁部■の直円筒面（５２ｅ）と連接される。

同様に内壁部−は半径方向外側の直円筒面（６６ｂ）を
有し、直円筒面（６６ｂ）は上流端部が内壁部印の外面
（６６ａ）と連接される。

互生径方向に延び円周方向に離間された環状の拡散羽根
（２）が壁部間と内壁部（２）との間を夫々直円筒面（
５２ｅ）から外面（６ａａ）へ向って延びている。各拡
散羽根に）は前縁部ｑ→と下流の後縁部ケＱを有する。

拡散羽根に）の半径方向内側の端部はコンプレッサの羽
根□□□の後縁部θ０と比較的近接して位置せしめられ
、羽根θのは外面（６６ａ）と交鎖するように設けられ
、一方拡散羽根＠の半径方向外側の端部は直円筒面（５
２ｅ）と交鎖される。即ち、拡散羽根りのは半径方向外
側へ且下流へ向って延び、壁部（４）の直円筒面（５２
ｅ）と交鎖される。この場合特に拡散羽根に）の前縁部
（ハ）は壁部軸の下流の曲面（５記）と交鎖せしめられ
る。従って拡散羽根に）は半径方向外側の端部において
壁部軸の直円筒面（５２ｅ）と交鎖される。これにより
拡散羽根＠はコンプレッサロータ（イ）の回転軸に対し
直角な半径方向内側且下流へ延びることになる。また拡
散羽根（２）の、コンプレッサロータ（イ）の回転軸に
対し直角な半径方向に延びる線に対する角度は０〜２５
度の範囲内に設定されることが好ましいが、エア流速は
軸流方向と半径方向外側への速度成分の和で定まるから
それ以上にすることも可能である。

拡散羽根Ｑの後縁部１７Ｑの下流の流路（至）には羽根
伴流損失領域（２４ｂ）が形成される。直円筒面（５２
ｅ）　。

（６６ｂ）によりｍ根伴流損失領域（２４１））の断面
積が一定にされる。これにより朋根伴流損失領域（２４
１））内においては実質的にエア流に拡散が生じない。

拡散部翰の、拡散羽根（イ）から下流へ軸方向へ拡散羽
根（イ）の弧の長さの約１／２だけ離間した位置に半径
方向に延び円周方向に離間した環状の第２の拡散羽根（
７樽が配設される。各拡散羽根Ｑ砂は前縁部■および後
縁部鵜を有し、コンプレッサロータ（イ）の回転軸に対
し直角、即ち半径方向に延びている。

拡散羽根（イ）を横切るエヤ流の半径方向の流速成分は
ほとんど零であるので、拡散羽根（イ）の幾何学的掃引
角は流体力学上の掃引角にほぼ相当することは理解され
よう。

次に流体力学上の理論に沿い動作について説明する。タ
ーボファンエンジン００の作動中、タービン部（イ）に
よりシャフト（ロ））が高速回転され、これに伴いコン
プレッサロータ（イ）が回動される。ハウジング（１つ
の壁部（７）の円筒面（５２ａ）と、ハブ部端の軸方向
に延びる円筒ノーズ部（３＆ｌ）とにより軸方向に延び
る環形の流路（ハ）が区画される。コンプレッサロータ
（イ）が回転するに伴い外気が矢印■のように流路（至
）に導入される。従って流路■により軸方向に導入され
る環形のエヤ流（財）が形成される。

第５図を併照するに、エヤ流■が羽根（＋２の前縁部θ
→に轟ると、エヤ流■は羽根Ｏりにより円周方向に離間
した複数の分流に分けられる。前縁部（財）は外周縁部
（ハ）の近傍で接線方向の流速ベクトル（Ｖｔ）世を持
つ。従って羽根０のに接近するエヤ流■は負の相対正接
流速ベクトル（−Ｖｔ）鏝を持つ。且外周縁部（財）に
近接するエヤ流■は子午線方向の相対流速ベクトル（■
１．Ｉ）（ト）を持つ。本明細−・桃において述べる子
午線流速ベクトルとは軸方向と半径方向との流速成分の
第１］ベクトルである。従ってエヤ流（ロ）はベクトル
（Ｖｔ）と（ｖｍ）の牙ロベクトル（ｖｒ）＠を有する
。

子午線流速ベクトル（ｖｍ）は又羽根ａ暑とエヤ流■と
の間の半径方向の流速ベクトル（Ｖｒ）を含んでいる。

一方外周縁部（ト）と前縁部■との延長線が交わるよう
な点の近傍は直円筒面（５２ａ）であるので、エヤ流員
の半径方向外側の流速が実質的に零妃なる。流速ベクト
ル９３　（Ｖｒ）は少なくとも１．２マツハ好ましくは
マツハ１．３〜１．５以上の範囲内にある値に相当する
。

ベクトル（Ｖｌ）が大きいため、各羽根に）の前縁部■
からマツハ波に）が発生するが、本発明によれば前縁部
■の下流に延びコンプレッサロータ（イ）の回転方向と
反対の接線方向に対向する羽根（１２）の面部は、周知
の流体力学苺上の原理に従って更に多くのマツハ波（第
５図の輪、に））が発生するよう形成される。このマツ
ハ波の付加数は図示の実施例では２個であるが、その数
を増減し得る。本発明の独特の実施態様によれば、コン
プレッサ段の所定の動作状態ではマツハ波の−（図示の
マツハ波（イ））が前縁部■、またはその下流における
コンプレッサロータ＠の回転方向と対向する円周方向に
隣接した次段の羽根θ力に当たるように構成される。

この結果マツハ波Ｏ→が良好に捕捉される。マツハ波０
→を受ける前縁部■またはその近傍においては斜めに衝
撃波（１００）が生じ、コンプレッサロータ（イ）の回
転方向において円周方向に隣接する次段の羽根６２へ向
って移動することになろう。次に通常の衝撃波（１（１
２））が斜めに進む衝撃波（１００）の下流において発
生することになろう。マツハ波（財）、に）、に）およ
び衝撃波（１００）　、　（１（１２））によりｍ根Ｇ
ＬＩに対するエヤ流■が拡散、即ち減速され、これに伴
いエヤ流の全圧力が上昇すること例なろう。

一方、エヤ流−が少なくともマツハ１．２の（第５図の
Ｍ〉１）ベクトルＨ（Ｖｒ）を有する軸方向に流れる環
状の流れとしてコンプレッサロータ（イ）に接近し羽根
（６）に当たれば、エヤ流は連続する複数のマツハ波（
財）、（ト）、ＭＫより弱められて拡散されマツハ波岐
は捕捉され斜めに進む強い衝撃波（Ｚｏｏ）となる。衝
撃波（１００）の下流ではエヤ流のベクトル（１０４）
は超音速（第５図のＭ〉１）になるが、大きさはベクト
ル特の太きさより小忙なる。衝撃波（ｌ（ロ）の下流で
はまたエヤ流はマツハ１より犬（第５図のＭ〉１）の流
速を有するが、衝撃波（１００）の上流の流速より小に
なる。通常の衝撃波α（１２））の直下流ではエヤ流の
流速はマツハ１より小（第５図のＭ〈１）となり、衝撃
波（１（１２））に対し実質的に直角なベクトル（１０
６）を持つ。

このベクトル０（６）はベクトル曽に対し１０度だけ僅
かに方向が異なっている。通常超音速流で拡散が行なわ
れるとき旋回角を大きくすることは極めて困難であり、
旋回角を犬にしても流体力学上の損失が極めて大きくな
るが、この旋回角が１０度以下であるとき超音速エヤ流
が拡散され続いて通常の衝撃波が高効率で発生されるこ
とが判明している。従って超音速エヤ流の旋回角を約１
０度以下に制限することにより、単一の通常の衝撃波を
有する衝繋構成が得られ、エヤ流をマツハ１以下に単純
に減少できよう。

再び第３図を参照するに、ハブ部（ハ）の半径方向の寸
法は軸方向に進むに応じ幾分均一に増大することは理解
されよう。一方羽根０の上の各点の接線方向のエア流速
は半径方向に進むに応じ増大し、ロータの角速度と半径
との積で表わされ得る。従つてハブ部（ＨＣ近接する部
分におけるエア流の相対速度は前縁部■に隣接する外周
縁部（ハ）で受けるマツハ１．２より犬巾に小である。

これによって、前縁部（財）とハブ部３〜との延長線が
交わるような点の近傍での旋回角は１０度以上になろう
。

相対速度がマツハ１．２以上となる反面、外周縁部（財
）と前縁部（ロ）との延長線が交わるような点の近傍で
は流体力学的損失を生ずることなく旋回角を１０度以上
にできよう。従って本発明では円筒壁部（漁）により局
部の子午線速度の半径方向の成分が実質的にキーなるよ
うに制限せしめ得る。このためコンプレッサロータ（イ
）の回転速度および接線方向の速度成分（Ｖｔ）は、前
縁部■と外周縁部（ハ）との延長線が交わるような点に
おける（Ｖｔ）がマツハ１．２以上と力るよう容易に決
定され得る。円筒壁部（５Ｑａ）は本発明の遷音速混流
コンプレッサの重要な特徴部と考えられるが、円筒形状
を変形することも、これに伴うベクトル（Ｖｍ）　（ベ
クトル（イ））の半径方向の成分を考慮して実現し得る
。

この場合壁部（５０Ｃ）は軸方向に進むに応じ半径方向
の寸法が外側へ増大されている。直円錐壁部（５０１）
）の上流端部と交わる壁部（５０ｃ）のフレア部処より
相対子午線速度の半径方向外側の成分（Ｖｒ）が増加し
またマツハ１より大巾に低い相対速度に拡散される。こ
のように半径が増大するに応じ子午線速度の半径方向外
側の成分が増大するものと考えられ、周知の混流型のコ
ンプレッサを利用する遠心コンプレッサの利点となるが
、周知の遠心型、混流型コンプレッサのロータに治って
エヤが流れる際、半径方向の寸法が大になるに応じ、こ
の半径方向外側の速度成分が次第釦増加し、周知のよう
例下流旋回角により損失が犬とな如、拡散部の構成が複
雑となシ全体の外径寸法が過度に制限される。

この点において本発明によるコンプレッサによれば、環
形流が下流へ分流され、半径方向の寸法が増大するが、
半径方向外側への流れの境界が軸方向の寸法の実質的に
一定な線型関数として半径方向の寸法の増加を制限する
こと釦より、半径方向外側の速度成分の増加が止められ
、コンプレッサロータの軸方向の坤界内で逆転され得る
。換言すれば、円筒壁部（５Ｑａ）の下流で環状エヤ流
の半径方向の寸法が塩１大されるに従い、半径方向外側
へ旋回し始める子午線流速ベクトル（軸方向と半径方向
の流速成分の和−第３図の矢印（１０８）参照）は、環
状エヤ流の半径方向の寸法が増大するにもかかわらずコ
ンプレッサロータ（イ）の後縁部（ト）の上流で実際上
外側への旋回が停止され、軸方向へのみ旋回され始める
（第３図の矢印（１１０）参照）。

以上の如く直円錐壁部（５０Ｆ））は重要な機能を果た
し得、この直円錐壁部（５０ｂ）により、コンプレッサ
ロータ（イ）を横切る環状エヤ流の半径方向外側の境界
が定められることになる。直円錐壁部（ｓｏｂ）は外周
縁部（財）の子午線方向の寸法の約１０〜３９％だけ、
後縁部■の上流に延びることが好ましい。また直円錐壁
部はロータ羽根の後縁部の上流へ延び、充分に子午線方
向のエヤ流速の半径方向外側への成分の増加を制限また
は一定に維持若しくは減少し得るものであれば、相対的
に短かい円錐壁部にしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、コンプレ（Ａｔ　
　） ツサロータ（イ）の半径方向外側のエヤ流速が減少する
ような拡散部（ハ）を採用でき、周知の混流型のコンプ
レッサ手段と全く異なる軸流型のコンプレッサ手段を提
供できよう。特に拡散部（イ）においては流路の一部（
２１１ａ）の半径方向外側の壁部−は軸方向に湾曲され
、接線方向、軸方向および半径方向外側の絶対流速成分
を有するコンプレッサロータ（イ）からのエヤ流の旋回
が制限され得る。壁部−の曲部によりエヤ流が旋回され
ると、半径方向外側の流速成分が減少され、更に羽根の
存在しない部分（２４Ｂ−）により、局部的な流れ収差
が吸収され拡散羽根（至）に達する前に、流れが充分に
均質化され得る。

拡散羽根（２）の前縁部（へ）は物理的にはコンプレッ
サロータ（イ）の回転軸から直角方向に延びる。この拡
散羽根（２）においては半径方向内側より更に下流に半
径方向外側に位置するよう前縁部が設けられる。拡散羽
根（ハ）の流体力学上の掃引角は物理上の掃引角より犬
である。これは拡散部の一部（ｍ）のエヤ流が実質的に
半径方向外側の流速成分を有しておシ、このためエヤ流
が第３図の矢印（１０Ｂ）　、　０ｔｏ）のように半径
方向外側へ向けられたベクトルで表わされ得ることから
明らかであろう。このようにエヤ流が半径方向外側に向
けられているので、拡散羽根（イ）の流体力学上の掃引
角が、部分（２４ａ）のエヤ流がコンプレッサロータ翰
の軸線に対し傾斜されるような物理上の掃引角より犬と
なることは理解されよう。

拡散羽根に）は更に、壁部（ホ）と内壁部−との間を実
質的に半径方向に延びるように構成されているが、流体
力学的には接線方向に傾斜されている如く作用する。こ
の流体力学的な傾斜は部分（２４ａ）でのエヤ流が接線
方向の流速成分を和尚に有することから理解されよう。

この接線方向の流速成分は内壁部−から壁部−へ半径方
向外側へ向って増大する。従って拡散羽根（イ）が壁部
（７）と内壁部−との間において実質的に半径方向に延
びていても、拡散羽根（２）はコンプレッサロータ＠の
回転方向と反対方向、且部分（ｍ）のエヤ流の流速の接
線方向と反対の方向に、半径方向外側へ向って流体力学
的に傾斜される。換１するに、各拡散羽根（イ）の半径
方向外側の端部はコンプレッサロータ翰の回転方向と反
対の方向に拡散羽根（２）の半径方向内側の端部に対し
接線方向に流体力学的に変位されている。

即チ、コンプレッサロータ（イ）の存在する外周縁部（
財）の近傍のエヤ流は、接線方向および軸方向の流速が
大きいので、コンプレッサロータ（イ）の存在するハブ
部側の近傍のエヤ流より短時間、拡散羽根■の前縁部（
ハ）にあたる。従って拡散羽根（イ）は、部分（２４ａ
）からのエヤ流の接線方向の流速成分を減少させて、エ
ヤ流をより小さな絶対流速およびより大きな静圧を持つ
ように拡散した上、エヤ流の残余の半径方向外側の成分
を実質的に零に減少させるよう効果的に機能する。

拡散羽根（イ）の下流では、拡散部翰に羽根の存在しな
い別の空間（２４１））が形成され、空間部（２４ｂ）
は軸方向に延び且壁部輪と内壁部−との間を半径方向に
開口されている。羽根の存在しない空間（２４ａ）と同
様、空間（２４ｂ）により局部的な流れ収差が吸収若し
くは調整され、拡散部（ハ）に達する前にエヤ流が充分
に均質化されることになろう。拡散羽根ｆＦ！Ｉは壁部
−と内壁部−との間を半径方向に延び、空間（２４ｂ）
からのエヤ流をより小さな絶対流速およびより大きな静
圧に拡散し、且その接線方向の流速成分を実質的に零に
する。また拡散羽根＠により実質的に零にされたエヤ流
の半径方向の成分は拡散羽根ｆ→により実質的に零に維
持される。このため拡散羽根ケ峠から空間（２４ｃ）へ
実質的に軸方向の流れのみのエヤ流が供給されることに
なる。

加えてコンプレッサロータ（イ）に装着される羽根に）
自体の形状は周知の態様で定められる。即ち本発明の圧
縮法によれば、環状エヤ流の各点におけるエヤ流の方向
は周知の流体力学原理から識知できる。従って羽根の各
面部は羽根の許容圧力負荷、エヤ流速および拡散の各パ
ラメータに基づき作られる。これにより得られた各羽根
面部はノ・ブ部関から半径方向外側へ積み重ねられて羽
根６９の形状が決定される。従って羽根（イ）の正確な
形状、厚さ、曲率等の特性は各々コンプレッサ段の設計
目的に応じ変更され得る。

次に本発明の好ましい実施例によれば、ロータに装着さ
れる羽根の数は１７枚、ロータのノーズ部を除く軸方向
全体の寸法が４インチ（約１０．２ｃｍ　）　、　羽根
の前縁部におけるノ・ブ部と外周縁部との直径比が０．
３５、および動作速度が３３　、２１６ｒｐｍにされる
。コンプレッサ段の静圧比が３．０で秒車シ２０ポンド
（約９．１に、ｐ）の流量が移動される場合、ロータの
断熱効率は８９．５　％、コンプレッサ段効率は８５．
３％で拡散羽根（ハ）の下流におけるエヤ流速はマツハ
０．５４であった。拡散羽根（イ）、り樽の各羽根の数
は４４枚で、コンプレッサロータ（イ）の下流の円周部
に等間隔で配設されることになる。

ロータの外径が１２．８インチ（約３２　、５ｃｒｎ）
である場合コンプレッサ段の全体長は１０．６インチ（
約２６．９　ｃｍ　）になる。コンプレッサ段の全体の
外径はロータの外径の約１０５チであり、従ってロータ
の外径より僅かに犬になることは第３図から理解されよ
う。

以上説明したように本発明によれば、静圧比が在来の遠
心コンプレッサに匹敵し且最新の軸流コンプレッサの効
率にほぼ等しい効率を持つ遷音速混流コンプレッサが提
供される。実験によれば本発明のコンプレッサの入口部
のエヤ流のひずみに対する許容度が優れていることが判
明した。また本発明のコンプレッサの異物の吸入による
損傷抵抗性は遠心コンプレッサの場合と実質的に同一で
あるものと考えられる。まだ本発明のコンプレッサはコ
ストの点でも最新の遠心コンプレッサとほぼ同一にでき
よう。また本発明によるコンプレッサ段の外径は在来の
軸流コンプレッサと同一程度になる。

尚実施態様を端的に記載すれば以下の如くなる。

（１）内径および外径を持ちマツハ１より小の子午線方
向の流速および接線方向の流速の第１の和ベクトルを有
する軸方向に流れる回転環流を形成する工程と、回転環
流を拡散して第１の和ベクトルより小の第２の流速を形
成し下流に進むに応じ外径を次第に増大し子午線流速の
半径方向外側の成分を増大する工程と、外径の増大を軸
方向に対し一定の割合に保持し更に拡散して第２の流速
より小の第３の流速を形成し第２の流速より小の値に子
午線流速の半径方向外側の成分を減少する工程を包有し
てなる弾性流体を圧縮する方法。

（２）第１の給体流速と流速の第１の接線方向成分およ
び第１の半径方向外側の成分を持つ弾性流体からなる環
流を半径方向外側および軸方向へ延び円周方向に離間さ
れた複数の分岐流に分け、各分岐流に対し流速の第１の
接線方向成分および第１の半径方向の成分を実質的゛に
与える工程と、各分岐流を拡散して第１の絶対流速より
小である第２の絶対流速を形成し、第２の絶対流速に対
し軸方向流速と第１の接線方向の流速より相当に小の接
線方向の流速と実質的に零と負値との間の範囲内の値を
有する半径方向外側の流速成分とを与える工程と、複数
の分岐流を再結合して第２の環流になし、第２の環流に
対し第２の絶対流速と流速の第２の軸方向流速成分と第
２の接線方向成分と第２の半径方向外側の成分を与える
工程とを包有してなる弾性流体からなる環流を拡散する
方法。

（３）第２の環流を、軸方向に延び円周方向に離間され
た複数の第２の分岐流に分け、第２の名分岐流に対し第
２の絶対流速と第２の軸方向流速成分と第２の接線方向
流速成分と第２の半径方向外側の流速成分とを与える工
程と、第２の各分岐流を拡散し第２の絶対流速より小の
第３の絶対流速を形成し、第３の絶対流速に対し夫々軸
方向流速成分と実質的に苓の接線方向の流速成分と実質
的に零の半径方向流速成分を与える工程と、複数の第３
の分岐流を再結合して第３の環流を形成し、第３の環流
に対し第３の絶対流速と第３の軸方向流速成分と実質的
に零の第３の接線方向の流速成分と実質的に零の第３の
半径方向の流速成分とを与える工程とを包有してなる上
記第２項記載の方法。

（４）　　コンプレッサを流れる流体の下流へ順次配設
された第１〜第５の壁部を有する軸方向に延び半径方向
外側の第１の環形壁と、ロータ部材のチャンバ内に回転
可能に配設されるロータ部材と、第５および第６の壁部
間を半径方向に延び第５および第６の壁部と交鎖し円周
方向に離間して配列され軸方向に延びる複数の第１の拡
散羽根と、第５および第７の壁部間を半径方向に延び第
１の拡散羽根から下流へ実質的に弧の寸法の半分だけ離
間され円周方向に離間して軸方向に延びる複数の第２の
拡散羽根とを備え、第１の壁部は横断面が直円筒形のコ
ンプレッサの入口部をなし、第２の壁部は半径方向内側
へ向って凸状をなし、第１および第３の壁部に連接し、
第３の壁部は直円錐形をなし横断面が下流へ進む忙応じ
犬となシ、第４の壁部は半径方向内側へ向って凹状をな
し、第３および第５の壁部間を連接し半径方向内側の第
２の環形壁と協働して環形流路を区画し、第５の壁部は
横断面が直円筒形をなし、半径方向内側の第２の環形壁
は半径方向外側の第１の環形壁の第４および第５の壁部
に対し実質的に半径方向に並置されて入口部の下流に配
設され第１〜第３の壁部と並置されてロータチャンバが
区画され、第２の環形壁は軸方向下流に向い願に第６お
よび第７の壁部を有し、第６の壁部は半径方向外側へ向
って凸状をなし軸方向の断面が曲率半径Ｒの円弧状であ
シ、第４の壁部と協働して第１の環形流路を区画し、環
形流路は軸方向および半径方向外側へ延び流体の横断面
積が実質的に一定にされ、第７の壁部は横断面が直円筒
形をなし第５の壁部と協働して第１の環形流路の下流に
連続する第２の環形流路を区画し、第２の環形流路は流
体の断面積が実質的に一定であシ、ロータ部材には第６
の壁部に対し軸方向に近接し第６の壁部の直径と実質的
に等しい比較的大きな直径の出口端部および入口端部を
有する実質的に円錐状のハブ部が包有され、円周方向に
離間して配列され軸方向および円周方向に延びる複数の
コンプレッサ羽根がハブ部から第１の環形壁へ半径方向
外側へ近接して延び且第１の環形壁に対し小距離離間さ
れ、コンプレッサ羽根の半径方向外側の外周縁部は形状
が第１〜第３の壁部に合致されて可動にされ、各コンプ
レッサ羽根は第１の壁部と実質的に交わシ半径方向に延
びる前縁部と第３の壁部上実質的に交わシ半径方向に延
びる後縁部とを有し、第１の各拡散羽根は第４の壁部の
下流の半径方向外側の端部に配設された前縁部と弧を区
画する後縁部とを有してなる弾性流体を圧縮するコンプ
レッサ装置。

本発明は図示の実施例に沿って説明したが、本発明はか
かる特定の実施例に限定されることはなく、特許請求の
範囲の技術的思想に含まれるすべての設計変更を包有す
るととは理解されよう。

（発明の効果） 上述のように構成された本発明によれば、特に在来の遠
心流コンプレッサと同程度に低床である反面、軸流コン
プレッサと同程度の機能並びに効率を達成するコンプレ
ッサ構成を提供できる効果を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるターボファンエンジンの長手方向
の簡略断面図、第２図は第１図の線２−２から見た正面
図、第３図は第１図の点線で囲んだ部分の部分拡大図、
第４図は第３図の動作を説明する簡略説明図、第５図は
第３図の線５−５と平行に切断した簡略部分断面図であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内径および外径を持ち、外径において少なくとも
   マツハ１．２の子午線方向および接線方向の各流速の和
   としての第１の和流速ベクトルを有する環流を形成する
   工程と、環流を拡散して第１の和流速ベクトルより小で
   、第１の和流速ベクトルに対し半径方向外側の流速ベク
   トルが実質的に１０度変位された超音速の第２の流速に
   する工程と、環流を通常の衝撃波に通過させマツハ１よ
   り小の第３の流速にする工程と、これを更に拡散して内
   径および外径の両方を下流に向つて増大し子午線方向の
   流速の半径方向外側の成分を大きくする工程とを包有し
   てなる弾性流体を圧縮する方法。 （２）長手に延び第１の内径と第１の外径を有し、且外
   径における所定の基準値に対し少なくともマツハ１．２
   の子午線方向および接線方向の流速の和の第１の和流速
   ベクトルを持たせ、第１の圧力の第１の環状流体を形成
   する工程と、第１の環状流体を軸方向に延び円周方向に
   離間された複数の分岐流に分ける工程と、各分岐流を拡
   散して第１の和流速ベクトルより小で、第１の和流速ベ
   クトルに対し実質的に１０度、半径方向外側の流速ベク
   トルを変位した第２の超音速流を形成する工程と、各分
   岐流を夫々の通常の衝撃波を通過させてマツハ１より小
   の第３の流速を形成する工程と、分岐流の和としての第
   １の環状流体の第１の内径および第１の外径の両方を通
   常の衝撃波から下流へ次第に増大し、且拡散して各分岐
   流の流速を第３の流速より小の第４の亜音速にし子午線
   方向の速度の半径方向外側の成分を増大する工程と、第
   １の環状流体の第１の外径の下流への増大を軸方向に対
   し一定の割合に制限し、子午線流速の半径方向外側の成
   分を減少し各分岐流を更に拡散して第４の流速より小の
   第５の亜音速にする工程と、各分岐流を再結合し子午線
   方向および接線方向の各流速の和の第６の亜音速和ベク
   トルを有する第２の環状流体にする工程とを包有してな
   る、弾性流体を第１の圧力から更に高い第２の圧力へ圧
   縮する方法。 （３）第２の環状流体を軸方向に延び円周方向に離間さ
   れた複数の第２の分岐流に分け、各々の第２の分岐流に
   接線方向および子午線方向の各流速の実質的に和の第６
   の絶体和ベクトルを持たせ、子午線流速に第７の値を有
   し半径方向外側の成分を持たせる工程と、各第２の分岐
   流を拡散し第６の絶対和ベクトルより小さな接線方向成
   分と実質的に零の半径方向成分とを有する接線方向およ
   び子午線方向の流速の和としての第８の絶対和ベクトル
   にする工程と、第２の複数の分岐流を再結合して子午線
   方向および接線方向の各流速の和としての亜流速の第８
   の絶体和ベクトルを有する第３の各環流にする工程とを
   包有してなる特許請求の範囲第２項記載の方法。 （４）第３の環流を軸方向に延び円周方向に離間された
   複数の第３の分岐流に分け、各第３の分岐流に子午線方
   向および接線方向の各流速の実質的に和としての第８の
   絶対和ベクトルを持たせる工程と、第３の各分岐流を拡
   散し実質的に零の接線方向の成分および実質的に零の半
   径方向の成分を有する子午線方向および接線方向の各流
   速の和としての第９の絶対和ベクトルにする工程と、複
   数の第３の分岐流を再結合して半径方向および接線方向
   の両成分が実質的に零（実質的に軸方向のみの流れ）の
   子午線方向および接線方向の各流速の和としての亜音速
   の第９の絶体和ベクトルの第４の環流にする工程とを包
   有してなる特許請求の範囲第３項記載の方法。 （５）軸を中心に枢支されたロータと、ロータを囲繞し
   且軸方向に延びるハウジングとを備え、ロータにはハブ
   部が包有されロータにより圧縮可能な弾性流体を通過さ
   せる入口端部および出口端部が具備され、ロータにより
   入口端部の外径および入口端部の外径より大の出口端部
   の外径が区画され、ハブ部により入口端部および出口端
   部間に軸方向および円周方向に延び実質的に円錐状の外
   曲面が区画され、ハウジングはハブ部の外面に対し半径
   方向外側へ離間され、ハウジングにはハブ部の入口端部
   に対し軸方向において合致し横断面が直円筒形の入口壁
   部とハブ部の出口端部に対し軸方向において合致し横断
   面が直円錐形の出口壁部と入口壁部および出口壁部間に
   延び、入口壁部の直円筒形から出口壁部の直円錐形へ向
   つて下流へ円滑に延びる中間壁部とが形成されてなるコ
   ンプレッサ装置。 （６）ハブ部により支承され、半径方向外側へ延び、ハ
   ウジングに対し直近に近接する位置まで軸方向に延びた
   羽根装置が包有されてなる特許請求の範囲第５項記載の
   コンプレッサ装置。 （７）羽根装置にはハブ部およびハウジングと協働して
   ハウジングの入口壁部近傍の所定の基準値に対し少なく
   ともマツハ１．２の子午線および接線の各流速の圧縮可
   能な流体流を入力する流路が具備され、流体流を拡散し
   て第１の和流速ベクトルより小で、第１の和流速ベクト
   ルに対し実質的に１０度、半径方向外側の流速ベクトル
   が変位される超音速の第２の流速を形成する装置が包有
   されてなる特許請求の範囲第６項記載のコンプレッサ装
   置。 （８）羽根装置がロータの所定の回転方向と反対方向へ
   、入口端部から出口端部へ向つて円周方向に延び、ハブ
   部の外面からハウジングへ向つて実質的に半径方向外側
   へ圧縮可能な流体流に適する所定の形状に積層されたも
   のである特許請求の範囲第６項記載のコンプレッサ装置
   。 （９）ハブ部の出口端部にロータと並置され、夫々大き
   な半径方向外側の成分を有する接線方向および子午線方
   向の各流速の和としての亜音速の第１の和流速ベクトル
   を有した圧縮流体を流路を介し導入し実質的に零の半径
   方向外側および接線方向の成分からなる実質的に軸方向
   のみの第２の流速を有する圧縮流体を放出する環形の拡
   散装置を包有してなる特許請求の範囲第８項記載のコン
   プレッサ装置。 （１０）拡散装置には下流に軸方向に離間され、円周方
   向に離間された環形の第１および第２の拡散羽根装置が
   包有されてなる特許請求の範囲第９項記載のコンプレッ
   サ装置。 （１１）第１の拡散羽根装置にはハブ部の出口端部にお
   いて流路を介し第１の和流速ベクトルを有する圧縮可能
   な流体を導入し、拡散して第１の和流速ベクトルより小
   で実質的に零の半径方向外側の成分を有する第２の流速
   ベクトルを持つ流体を軸方向に延びる拡散間空間に放出
   する装置が包有されてなる特許請求の範囲第１０項記載
   のコンプレッサ装置。 （１２）第２の拡散羽根装置には第２の流速ベクトルを
   持つ流体を拡散間空間から導入し拡散して第２の流速ベ
   クトルより小で実質的に零の接線方向および半径方向外
   側の両成分を有する第３の流速ベクトルの流体を放出す
   る装置が包有されてなる特許請求の範囲第１１項記載の
   コンプレッサ装置。 （１３）入口部と出口部と入口部および出口部間に延び
   弾性流体を通過させる軸方向に延びる流路を区画するハ
   ウジングと、流路内に軸を中心に枢支され入口端部およ
   び出口端部を有するロータとを備え、ハウジングおよび
   ロータにより、流路内を入口部から出口部へ軸方向に向
   う環形流を形成し半径方向外側へ下流へ向つて分流し、
   ロータの出口端部の上流の半径方向外側の境界で実質的
   に直円錐部を形成する協働装置が具備されてなる遷音速
   弾性流による混流コンプレッサ。 （２）ロータの入口端部およびハウジングにより、半径
   方向外側の少なくともマツハ２の子午線方向および接線
   方向の各流速の和としての第１の和流速ベクトルを有す
   る弾性流を環流の入口端部で導入し拡散して第１の和流
   速ベクトルより小で第１の和流速ベクトルに対し１０度
   以内に半径方向外側の流速ベクトルを維持する超音速の
   第２の流速にする第２の協働装置が具備されてなる特許
   請求の範囲第１３項記載のコンプレッサ。 （１５）第２の協働装置が円周方向に離間され軸方向お
   よび円周方向に延び入口端部から出口端部へロータを横
   断する所定の圧縮可能な流体の流線形に応じロータ上か
   ら半径方向外側へ突出しロータ上に実質的に半径方向外
   側へ積み重ねられて作られた複数の羽根である特許請求
   の範囲第１４項記載のコンプレッサ。 （１６）軸方向および円周方向に延びる環状壁部を区画
   するハウジングと、ハウジング内に軸を中心に枢支され
   た軸方向に延びるロータとを備え、環形壁部には、入口
   部に横断面が直円筒形の入口流路と入口流路から下流へ
   軸方向へ離間された出口部に横断面が直円錐形の出口流
   路と入口部および出口部間の中間部に入口流路の直円筒
   形から出口流路の直円錐形へ延びる中間流路とが具備さ
   れ、且ロータは入口流路と中間流路と出口流路内を通過
   可能に設けられ、ロータに実質的に円錐状のハブ部と軸
   方向および円周方向に延びロータ上から実質的に半径方
   向外側へ環形壁部に向つて延び、入口部、中間部および
   出口部全体に亘り各軸方向の位置で環形壁部に対し近接
   し且環形壁部の形状に相応して延びる複数の羽根とが具
   備されてなる遷音速による混流コンプレッサ装置。 （１７）ロータおよびハウジングにより、所定の基準値
   に対し少なくともマツハ１．２の接線方向および子午線
   方向の各流速の第１の和流速ベクトルを有する弾性流を
   入口流路に導入し拡散して第１の和流速ベクトルより小
   で、第１の和流速ベクトルに対し半径方向外側の流速ベ
   クトルを実質的に１０度以内に維持する超音速の第２の
   流速を形成する協働装置が具備されてなる特許請求の範
   囲第１６項記載のコンプレッサ。 （１８）複数の各羽根は半径方向に延びる前縁部と半径
   方向軸方向および円周方向に延び入口部、中間部および
   出口部で環形壁部の形状に合致する、半径方向外側の外
   周縁部とを有し、外周縁部は各羽根の軸方向および半径
   方向に対する子午線方向の寸法を有し、前縁部は入口部
   において環形壁と実質的に交わる点に位置するように設
   けられてなる特許請求の範囲第１６項記載のコンプレッ
   サ。 （１９）環形壁部の直円筒形をなす入口部は前縁部と実
   質的に交わるような点の上流へ第１の寸法だけ延長され
   てなる特許請求の範囲第１８項記載のコンプレッサ。 （２０）第１の寸法が外周縁部の子午線方向の寸法の実
   質的に１０〜２０％にされてなる特許請求の範囲第１９
   項記載のコンプレッサ。 （２１）環形壁部の直円筒形をなす入口部が前縁部と実
   質的に交わるような点の下流へ第２の寸法だけ延長され
   てなる特許請求の範囲第１８項記載のコンプレッサ。 （２２）第２の寸法が外周縁部の子午線寸法の実質的に
   １０〜３０％にされてなる特許請求の範囲第２１項記載
   のコンプレッサ。 （２３）環形壁部の直円筒状入口部と直円錐状出口部と
   が軸方向の断面からみて鋭角をもつて斜めに連接されて
   なる特許請求の範囲第１６項記載のコンプレッサ。 （２４）鋭角度が実質的に５〜４５度にされてなる特許
   請求の範囲第２３項記載のコンプレッサ。 （２５）鋭角度が実質的に２２度である特許請求の範囲
   第２４項記載のコンプレッサ。 （２６）前縁部がコンプレッサの軸から半径方向へ延び
   る線に対し下流へ半径方向外側へ延びる掃引角を有して
   なる特許請求の範囲第１８項記載のコンプレッサ。 （２７）前縁部の掃引角が実質的に０〜１５度にされて
   なる特許請求の範囲第２６項記載のコンプレッサ。 （２８）前縁部の掃引角が実質的に７度である特許請求
   の範囲第２７項記載のコンプレッサ。 （２９）複数の各羽根が半径方向に延びる後縁部を有し
   、後縁部は環形壁部の出口部と実質的に交わるような点
   を持つ特許請求の範囲第１８項記載のコンプレッサ。 （３０）環形壁部の直円錐状の出口部が後縁部と実質的
   に交わるような点の上流へ第３の寸法だけ延長されてな
   る特許請求の範囲第２９項記載のコンプレッサ。 （３１）第３の寸法が外周縁部の子午線方向の寸法の実
   質的に１０〜３０％にされてなる特許請求の範囲第３０
   項記載のコンプレッサ。 （３２）環形壁部の直円錐状出口部が後縁部と実質的に
   交わるような点の下流へ第４の寸法だけ延長されてなる
   特許請求の範囲第２９項記載のコンプレッサ。 （３３）第４の寸法が外周縁部の子午線方向の寸法の実
   質的に５〜１５％にされてなる特許請求の範囲第３２項
   記載のコンプレッサ。 （３４）後縁部がロータの軸から半径方向へ延びる線に
   対し上流へ半径方向外側へ延び、後縁部の掃引角を有し
   てなる特許請求の範囲第２９項記載のコンプレッサ。 （３５）後縁部の掃引角が実質的に０〜３５度にされて
   なる特許請求の範囲第３４項記載のコンプレッサ。 （３６）後縁部の掃引角が実質的に２３度である特許請
   求の範囲第３５項記載のコンプレッサ。 （３７）前縁部がハブ部との交点で直径ＲＢ＿ｉを外周
   縁部との交点で直径ＲＢ＿０を有し、後縁部はハブ部と
   の交点で直径ＲＥ＿ｉを外周縁部との交点で直径ＲＥ＿
   ０を有してなる特許請求の範囲第２９項記載のコンプレ
   ッサ。 （３８）ＲＥ＿ｉとＲＢ＿ｉとの比が実質的に１．５〜
   ３．５にされてなる特許請求の範囲第３７項記載のコン
   プレッサ。 （３９）ＲＥ＿ｉとＲＢ＿ｉとの比が実質的に２．７５
   である特許請求の範囲第３８項記載のコンプレッサ。 （４０）ＲＥ＿０とＲＢ＿０との比が実質的に１．０５
   〜１．７６にされてなる特許請求の範囲第３７項記載の
   コンプレッサ。 （４１）ＲＥ＿０とＲＢ＿０との比が実質的に１．１７
   である特許請求の範囲第４０項記載のコンプレッサ。 （４２）各羽根は前縁部から後縁部へ沿う線とハブ部と
   外周縁部との間を半径方向へ沿う線の夫々軸方向および
   半径方向の長さの比である子午線羽根長（ＡＭＢＬ）を
   有し、（ＲＢ＿０−ＲＢ＿ｉ）＋（ＲＥ＿０−ＲＥ＿ｉ
   ）とＡＭＢＬとの比（ＡＲ）が実質的に０．７５〜１．
   ３０にされてなる特許請求の範囲第３７項記載のコンプ
   レッサ。 （４３）比ＡＲが実質的に１．１２である特許請求の範
   囲第４２項記載のコンプレッサ。 （４４）羽根は後縁部における高さ寸法（ＲＥ＿０−Ｒ
   Ｅ＿ｉ）を有し、コンプレッサには軸方向および円周方
   向に延びロータの直下流且第１の環形壁の半径方向内側
   に配設された第２の環形壁が包有され、第１および第２
   の環形壁は半径方向に離間されロータの下流に軸方向に
   延びる環形流路が具備され、第２の環形壁は環形流路を
   区画し軸方向断面が半径Ｒの曲部をなし半径方向外側へ
   配設された第１の環形凸面部を有し、後縁部の羽根の高
   さと半径Ｒとの比が実質的に１．０〜４．０にされてな
   る特許請求の範囲第３７項記載のコンプレッサ。 （４５）後縁部の羽根の高さと半径Ｒとの比が実質的に
   ２．０である特許請求の範囲第４４項記載のコンプレッ
   サ。 （４６）環形壁は直円錐状の出口部の下流に環形流路を
   区画する半径方向内側へ配設された環形凹面部を有し、
   環形凹面部は第２の環形壁の第１の環形凸面部と協働し
   て、半径方向外側および軸方向に延びロータの下流に配
   設され横断面の流量面積が実質的に一定の環形流路が具
   備されてなる特許請求の範囲第４４項記載のコンプレッ
   サ。 （４７）環形壁は環形凹面部の下流に流路を半径方向外
   側へ区画する第２の直円筒部を有し、半径方向に延びか
   つ環状に配列された複数の第１の拡散羽根は環形凸面部
   と環形壁との間に配設され、各拡散羽根は流体に対する
   前縁部を有し、拡散羽根の前縁部は環形壁の環形凹面部
   の下流において環形壁と交鎖してなる特許請求の範囲第
   ４６項記載のコンプレッサ。 （４８）第１の拡散羽根の前縁部がロータの軸から半径
   方向に延びる線に対し下流へ半径方向外側へ延長されて
   なる特許請求の範囲第４７項記載のコンプレッサ。 （４９）第２の環形壁は第２の直円筒壁部から半径方向
   内側へ離間され環形凸面部の下流で流路を半径方向内側
   で区画する第３の直円筒部を有し、第２および第３の直
   円筒壁部間を半径方向に延び環状に配列された複数の第
   ２の拡散羽根が配設されてなる特許請求の範囲第４７項
   記載のコンプレッサ。 （５０）第１の拡散羽根は前縁部の軸方向下流に離間さ
   れた後縁部を有し、前縁部および後縁部が協働して第１
   の拡散羽根の弧が区画され、第２の拡散羽根は第１の拡
   散羽根から軸方向下流へ実質的に弧の寸法の半分だけ離
   間されてなる特許請求の範囲第４９項記載のコンプレッ
   サ。