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公開番号2025165430
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-05
出願番号2024069438
出願日2024-04-23
発明の名称軸流圧縮機、及びその動翼
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F04D 29/32 20060101AFI20251028BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】軸流圧縮機におけるサージングの発生を抑える。
【解決手段】軸流圧縮機の動翼は、断面が翼型を成し、前記断面に垂直な翼高さ方向に延びる翼型部を有する。前縁を含む前縁部と、後縁を含む後縁部と、負圧面と、正圧面と、を有する。前記後縁部における前記翼高さ方向に垂直な仮想平面上での外縁の形状は、円弧である。前記正圧面と前記負圧面との間の前記翼高さ方向の位置に応じた最大間隔を最大翼幅とした場合、チップ側の端における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記翼高さ方向の中間位置における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合より、大きい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
断面が翼型を成し、前記断面に垂直な翼高さ方向に延びる翼型部と、
ガス流路の縁の一部を画定するプラットフォームと、
前記翼高さ方向における前記翼型部と前記プラットフォームとの間に位置して、前記翼型部の前記翼高さ方向におけるハブ側とチップ側とのうちの前記ハブ側に、前記プラットフォームを接続する接続部と、
を備え、
前記翼型部は、
前縁を含む前縁部と、後縁を含む後縁部と、前記前縁部と前記後縁部とをつなぐ負圧面と、前記前縁部と前記後縁部とをつなぎ前記負圧面と背合わせの関係にある正圧面と、を有し、
前記前縁部、前記後縁部、前記負圧面、及び前記正圧面は、いずれも、前記翼高さ方向に延び、前記ハブ側の端及び前記チップ側の端を有し、
前記後縁部における前記翼高さ方向に垂直な仮想平面上での外縁の形状は、円弧であり、前記後縁部の円弧上に前記後縁が位置し、
前記正圧面と前記負圧面との間の前記翼高さ方向の位置に応じた最大間隔を最大翼幅とした場合、前記チップ側の端における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記翼高さ方向の中間位置における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合より、大きい、
軸流圧縮機の動翼。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記翼高さ方向の中間位置から前記チップ側の端に至るまで、前記チップ側に向かうに連れて、次第に大きくなる、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項３】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記後縁部の円弧半径は、前記翼高さ方向の中間位置から前記チップ側の端までのいずれの位置でも同じである、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項４】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記翼高さ方向の中間位置における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記ハブ側の端における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合より、大きい、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項５】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記ハブ側の端から前記チップ側の端に至るまで、前記チップ側に向かうに連れて、次第に大きくなる、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項６】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記後縁部の円弧半径は、前記翼高さ方向のいずれの位置でも同じである、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項７】
請求項１に記載の軸流圧縮機の動翼において、
前記前縁部における前記翼高さ方向に垂直な仮想平面上での外縁の形状は、円弧であり、前記前縁部の円弧上に前記前縁が位置し、
前記チップ側の端における前記後縁部の円弧半径は、前記チップ側の端における前記前縁部の円弧半径以上である、
軸流圧縮機の動翼。
【請求項８】
軸線を中心として回転可能なロータと、
前記ロータの外周側を覆うケーシングと、
を備え、
前記ロータは、前記軸線を中心として回転対称なロータ軸と、前記軸線が延びる軸線方向に並んで前記ロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有し、
前記複数の動翼列は、いずれも前記軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼を有し、
前記複数の動翼列のうちの少なくとも一部の動翼列が有する複数の動翼は、いずれも、請求項１から７のいずれか一項に記載の軸流圧縮機の動翼であり、
前記翼高さ方向は、前記軸線に対する径方向であり、
前記チップ側は、前記軸線に対する径方向外側であり、
前記ハブ側は、前記軸線に対する径方向内側である、
軸流圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、軸流圧縮機、及びその動翼に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
軸流圧縮機は、軸線を中心として回転可能なロータと、ロータの外周側を覆うケーシングと、複数の静翼列と、を備えている。ロータは、軸線を中心として回転対称なロータ軸と、軸線が延びる軸線方向に並んでロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。複数の動翼列は、いずれも軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼を有する。複数の動翼列の各軸線下流側には、複数の静翼列のうちのいずれか一の静翼列が配置されている。各静翼列は、ケーシングの内側に取り付けられている。各静翼列は、いずれも、周方向に並んでいる複数の静翼で構成されている。
【０００３】
以下の特許文献１には、軸流タービンの動翼が開示されている。この動翼の後縁部の厚さは、軸線に対する径方向外側でチップ側に向かうに連れて次第に薄くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００４－２６３６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体粒子や固形粒子等の非ガス粒子を含むガスを圧縮する軸流圧縮機では、静翼よりも、ガス流路内で回転する動翼の方が非ガス粒子によるエロ―ジョンが進行し易い。エロ―ジョンにより動翼のコード長が短くなると、サージングが発生する可能性が高まる。
【０００６】
そこで、本開示は、液体粒子や固形粒子等の非気体粒子を含むガスを圧縮する軸流圧縮機におけるサージングの発生を抑えることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための発明に係る一態様における軸流圧縮機の動翼は、
断面が翼型を成し、前記断面に垂直な翼高さ方向に延びる翼型部と、ガス流路の縁の一部を画定するプラットフォームと、前記翼高さ方向における前記翼型部と前記プラットフォームとの間に位置して、前記翼型部の前記翼高さ方向におけるハブ側とチップ側とのうちの前記ハブ側に、前記プラットフォームを接続する接続部と、を備える。前記翼型部は、前縁を含む前縁部と、後縁を含む後縁部と、前記前縁部と前記後縁部とをつなぐ負圧面と、前記前縁部と前記後縁部とをつなぎ前記負圧面と背合わせの関係にある正圧面と、を有する。前記前縁部、前記後縁部、前記負圧面、及び前記正圧面は、いずれも、前記翼高さ方向に延び、前記ハブ側の端及び前記チップ側の端を有する。前記後縁部における前記翼高さ方向に垂直な仮想平面上での外縁の形状は、円弧であり、前記後縁部の円弧上に前記後縁が位置する。前記正圧面と前記負圧面との間の前記翼高さ方向の位置に応じた最大間隔を最大翼幅とした場合、前記チップ側の端における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合は、前記翼高さ方向の中間位置における、前記最大翼幅に対する前記後縁部の円弧半径の割合より、大きい。
【０００８】
液体粒子や固形粒子等の非ガス粒子を含むガスを圧縮する軸流圧縮機では、静翼よりも、ガス流路内で回転する動翼の方が非ガス粒子によるエロ―ジョンが進行し易い。特に、翼型部中で、ハブ側の部分よりチップ側の部分の方が軸線周りの周速が高いため、翼型部中のチップ側の部分のエロ―ジョンが進行し易い。また、前縁部は、軸線下流側に向かうに連れて側方向の幅が大きくなるため、この前縁部のエロ―ジョンが進行しても、動翼のコード長はあまり変化しない。一方、後縁部は、軸線下流側に向かうに連れて側方向の幅が小さくなるため、この後縁部のエロ―ジョンが進行すると、前縁部のエロ―ジョンが進行した場合と比べて、動翼のコード長が短くなる。
【０００９】
動翼のコード長が短くなると、サージングが発生する可能性が高まる。
【００１０】
本態様では、最大翼幅に対する後縁部の円弧半径の相対的な大きさが、中間位置よりもチップ側の端の方が大きい。このため、後縁部のエロ―ジョンが多少進行しても、動翼のコード長の短縮化を抑えることができる。よって、本態様では、非ガス粒子を含むガスを圧縮する軸流圧縮機におけるサージングの発生を抑えることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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