[发明专利]轴流压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机用或产业用轴流压缩机，尤其涉及具有高性能的轴流压缩机叶片的轴流压缩机。

背景技术

以往，作为位于轴流压缩机的下游的亚音速叶片，如非专利文献1(NACA，SP-36)所述，使用通过在利用风洞的系统中广泛的实验研究开发出的NACA65叶片。近年来，在轴流压缩机中，要求兼具高压力比化和由削减级数实现的低成本化的高负荷化。在高负荷机的下游级的亚音速叶片中，由于侧壁边界层的发达，二次流增加，因此在叶片面产生角失速，在现有叶片中存在损失增大的可能性。因此，使用能够抑制角失速的高性能的叶片形状对提高高负荷压缩机的性能来说是重要的技术。

在专利文献1中公开有抑制轴流压缩机的二次流的方法。该方法使容易产生二次流的叶片端部的叶片形状以腹侧和背侧的静压斜度变小的方式，并在固定叶片前边缘位置的状态下，调整叶片中心线的靠前边缘和靠后边缘的曲率半径。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平8-135597号公报

非专利文献：“Aerodynamic Design of Axial-Flow Compressors”，NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION，1965.

在专利文献1所记载的那样的、用于减少在侧壁附近产生的二次流损失的现有技术中，通过改良侧壁附近的叶片安装角度及叶片形状，减少侧壁部的叶片负荷，作为其结果，抑制二次流损失及角失速的方法是主流。但是，存在在叶片负荷增加的侧壁部以外的损失增加之类的危险。另外，由于由气流紊乱或剥离产生的抖振等不稳定的流体振动，存在压缩机的可靠性下降的危险。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供实现了减少损失和确保可靠性的高性能的压缩机叶片形状。

为了实现上述目的，在本发明中，提供一种轴流压缩机，具有安装在构成环状流道的壳体内面的多个静叶栅、和安装在构成上述环状流道的旋转的转子上的多个动叶栅，该轴流压缩机的特征在于，使在上述静叶栅或动叶栅的周向上由邻接的叶片的压力面和负压面划分的流道，将流道宽度为最小的狭道部设在比轴向弦长50％靠上游侧，并且从划分该流道的叶片的叶片前边缘沿到叶片后边缘的轴向流道宽度分布在比上述狭道部靠下游侧具有拐点。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供实现了减少损失和确保可靠性的高性能的压缩机叶片形状。

附图说明

图1是本发明的实施方式的叶片间的轴向流道宽度分布图。

图2是本发明的实施方式的轴流压缩机的子午面剖视图。

图3是作为本发明的实施方式之一的轴流压缩机叶片的平面剖视图。

图4是作为本发明的实施方式之一的轴流压缩机叶片面的曲率分布图。

图5是作为本发明的实施方式之一的轴流压缩机叶片的平面剖视图。

图6是作为本发明的实施方式之一的轴流压缩机叶片面的曲率分布图。

图7是说明本发明的实施方式的作用的叶片间及叶片面静压分布图。

图8是本发明的实施方式的总压损失分布的比较。

图9是本发明的实施方式的叶片负压面附近的流线分布的比较。

图10是本发明的实施方式的叶片面静压分布的比较。

图中：

1-轴流压缩机，2-转子，3-壳体，4-动叶栅，5-静叶栅，21-负压面，22-压力面，23-前边缘部，24-后边缘部，31-轴向流道宽度，41-现有叶片的流道宽度分布，42-本发明叶片的流道宽度分布，42a-拐点，52a-极大值，52b-极小值，61-等静压线，62-压力斜度，63-等静压线与压力面的交点，64-等静压线与负压面的交点，65-等静压线的轴向距离，81、82-相对于流入角的总压损失系数，83-设计流入角，86-角失速，71-0％剖面，72-100％剖面，91、92-叶片面静压。

具体实施方式

图2表示应用了本发明的叶片形状的多级轴流压缩机的局部的横剖视图。

轴流压缩机1由安装有多个动叶栅4的旋转的转子2、和安装了多个静叶栅5的壳体3构成，利用转子2和壳体3形成环状流道。动叶栅4和静叶栅5在轴向上交替地排列，利用一个动叶栅和静叶栅构成一个级。转子2由设置在同一旋转轴6上的马达或涡轮机等驱动源(未图示)驱动。流入气流10通过多个静叶栅和多个动叶栅后一边减速一边成为高温、高压的流出气流11。