[发明专利]轴流压缩机、具备该轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的静叶片

说明书

本发明提供一种轴流压缩机、具备其的燃气轮机及用于其的静叶片，其通过抑制叶片列的角失速并使后续叶片列的流入条件适当化，实现压缩机整体的效率提高及确保可靠性。轴流压缩机(1)具备多个由配置于动作流体流通的环状流道(P)内的多个动叶片构成的动叶片列(12)及由多个静叶片构成的静叶片列(14)，环状流道的内周侧及外周侧的至少一方的壁面的、动叶片列及静叶片列的至少一方所处的部分具有以其下游侧部分比上游侧部分向环状流道鼓出的方式弯曲的鼓出部(24)，位于具有鼓出部的壁面(23)的叶片列的叶片在具有鼓出部的壁面侧的叶片端部的叶片出口角的壁面方向的增加率比在叶片高度中间部的叶片出口角的上述壁面方向的增加率大。

技术领域

本发明涉及轴流压缩机、具备该轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的静叶片。

背景技术

在轴流压缩机中，通过配置于动作流体流通的环状流道的圆周方向的多个动叶片及多个静叶片形成动叶片列及静叶片列。利用一组动叶片列及静叶片列构成一个级，具备多级的级。

近年来，在轴流压缩机中，要求兼具高压力比化和由级的削减带来的低成本化的高负荷化。在高负荷压缩机的亚音速叶片中，由于在环状流道中的叶片所处的内周侧或外周侧的壁面(叶片的壁面)的边界层的发展，二次流增加，因此，在由叶片面与流道壁面形成的角部产生流的失速(角失速)，存在压力损失增大的可能性。因此，生成能抑制角失速的高性能的叶片形及流道壁面形状是用于开发高性能的高负荷压缩机的重要课题。

例如，作为能避免在流道壁面(叶片的壁面)附近的流的剥离，且能同时提高压缩机的效率与失速容限的压缩机的静叶片，提出了使径向跨距中央部(腰部)的叶片弦长比叶片前端或叶片根的叶片弦长短，并且使叶片的后缘弯曲的静叶片(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2001-132696号公报

顺便地，当在上游叶片列的流出角在叶片高度方向(径向)不一样时(例如在流道壁面附近的流出角比在叶片高度中央部的流出角大的情况)、来自叶片列的下游侧的泄漏流流入比叶片列靠上游侧的环状流道的情况下，叶片列的壁面附近的边界层受到影响。在上述专利文献1中，并未言及上述那样的上游叶片列的流出角的非一样性、泄漏流的影响，认为并未充分考虑这些的影响。即，在具备专利文献1所记载的静叶片的压缩机中，当由于上游叶片列的流出角的非一样性、泄漏流的影响，静叶片列的壁面附近的边界层的流的方向相对于主流的流动方向较大地扭转(偏离)，则存在无法壁面角失速的可能性。

另外，即使由于某种主要原因，在叶片列入口的流道壁面的边界层厚的情况下，也与上述的上游叶片列的流出角是非一样性的情况、存在泄漏流的情况相同，具有在叶片列的壁面的边界层的流相对于主流较大地扭转的可能性，无法壁面角失速。

这种流的剥离、失速会引起抖动、喘振等非稳定的流体振动，因此，存在压缩机的可靠性下降的可能性。另外，流的剥离的影响未限定于产生剥离的叶片。即，由于流的剥离，相对于下游侧的叶片的流入角在叶片高度方向不一样化，因此，有可能导致在后续叶片列的压力损失的增加、压缩机的可靠性的降低。在该情况下，导致作为压缩机整体的较大的效率的下降、可靠性的下降。

另外，即使能避免角失速，如果为在叶片列出口的流出角为不一样的状态，则相对于下游侧的叶片的流入角也不一样化。该情况下，也存在导致在后续叶片列的压力损失的增加、压缩机的可靠性下降的可能性。

发明内容

本发明是为了解决上述问题点而进行的，其目的在于提供能抑制叶片的角失速，并且使相对于后续叶片列的流的流入条件适当化，能提高压缩机整体的效率及确保可靠性的轴流压缩机、具备该轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的静叶片。

为了解决上述课题，例如采用保护范围所记载的结构。