壓縮機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具備以軸線為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和包圍該轉(zhuǎn)子的外殼的壓縮機(jī)及具備該壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)。
[0002]本申請主張基于2013年10月17日在日本申請的日本專利申請2013-216696號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于本說明書中。
【背景技術(shù)】
[0003]眾所周知，有一種設(shè)置于燃?xì)廨啓C(jī)等，且具備以軸線為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和從外周側(cè)包圍該轉(zhuǎn)子的外殼，以壓縮空氣等流體的壓縮機(jī)。該壓縮機(jī)采用用于將壓縮的流體的一部分引到壓縮機(jī)的外部的抽氣結(jié)構(gòu)。
[0004]專利文獻(xiàn)1中公開有一種采用在外殼的外側(cè)傳送帶設(shè)置有減少因擴(kuò)壓效果而產(chǎn)生的抽氣時的能量損失的向周向延伸的泄放槽的抽氣結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)。
[0005]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開平4-284136號公報
[0008]發(fā)明的概要
[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0010]通常，在抽氣結(jié)構(gòu)中設(shè)置有將從上述泄放槽經(jīng)由抽氣室抽出的流體引到壓縮機(jī)的外部的抽氣配管。此外，被抽出的流體具有伴隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而朝向周向的回轉(zhuǎn)成分。因為這些原因，在包含設(shè)置有抽氣配管的周向位置的區(qū)域且泄放槽的上游側(cè)使得流體的流量增大。由此，利用CFD(Computat1nal Fluid Dynamics，計算流體力學(xué))進(jìn)行分析之后確認(rèn)至IJ，周向的流量分布的不均勻性在主流路內(nèi)變大。
[0011]由于這種不均勻的流量分布而產(chǎn)生脈動，且在配置于泄放槽的下游的動葉片的前端附近發(fā)生失速，且有可能在整個壓縮空氣的流動中引發(fā)電涌。有可能因這種失速及電涌而使壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)效率下降。尤其，流量的不均勻性在出于減輕重量等目的而減少抽氣配管的個數(shù)的情況下變大，因此使得電涌余量變小。由此，使得發(fā)生電涌的可能性變高，且可能會導(dǎo)致壓縮機(jī)的運轉(zhuǎn)效率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供一種能夠通過實現(xiàn)抽出來自主流路的流體的槽附近的主流路內(nèi)的流體流量的均勻化來抑制運轉(zhuǎn)效率的下降的壓縮機(jī)及具備該壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)。
[0013]用于解決技術(shù)課題的手段
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，壓縮機(jī)具備:轉(zhuǎn)子，繞軸線旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子外殼，從外周側(cè)包圍所述轉(zhuǎn)子，且在與該轉(zhuǎn)子之間劃定形成流體的主流路；多個靜葉片，以從所述轉(zhuǎn)子外殼朝向徑向內(nèi)側(cè)的方式在周向上隔著間隔設(shè)置；抽氣室外殼，設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子外殼的外周側(cè)，并經(jīng)由在所述靜葉片的下游側(cè)沿周向形成的槽來劃定形成與所述主流路連通的抽氣室；及配管，從外周側(cè)與所述抽氣室外殼連接，且在內(nèi)側(cè)形成有將所述抽氣室內(nèi)的所述流體引到外部的抽氣流路。所述多個靜葉片中，將位于包含與所述配管相對應(yīng)的周向位置的區(qū)域的多個靜葉片定義為第一靜葉片組，且將該第一靜葉片組以外的多個靜葉片定義為第二靜葉片組時，所述第一靜葉片組中的相鄰靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔比所述第二靜葉片組中的相鄰靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔更緊湊。
[0015]根據(jù)這種壓縮機(jī)，第一靜葉片組位于設(shè)置有配管的周向位置附近，因此靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔在該位置變窄。因此，從該主流路通過第一靜葉片組而朝向槽流通的流體在該位置受阻，而能夠減少流體的流量。因此，能夠抑制因轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生在槽附近的、設(shè)置有配管的周向位置的主流路內(nèi)的流體流量的增大，且能夠?qū)崿F(xiàn)流體流量的周向分布的均勻化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，可以使所述多個靜葉片中，將該多個靜葉片中的位于包含與所述配管相對應(yīng)的周向位置的區(qū)域且與所述配管相比位于包含所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第一側(cè)的周向位置的區(qū)域的多個靜葉片作為所述第一靜葉片組。
[0017]設(shè)置有配管的周向位置中，在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第一側(cè)，因受到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的影響而欲從槽經(jīng)由抽氣室流入到配管的流體的流量變大。因此，通過在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第一側(cè)設(shè)置第一靜葉片組，能夠更為有效地實現(xiàn)槽附近的流體流量的周向分布的均勻化。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，可以使所述多個靜葉片中，所述第一靜葉片組的設(shè)置于規(guī)定周向區(qū)域的所述靜葉片的數(shù)量多于所述第二靜葉片組，而使得所述靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔更緊湊。
[0019]在第一靜葉片組設(shè)置比第二靜葉片組更多的靜葉片，由此能夠輕松地使靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔緊湊。因此，從主流路通過第一靜葉片組而朝向槽流通的流體受阻，而能夠?qū)崿F(xiàn)槽附近的主流路內(nèi)的流體流量的周向分布的均勻化。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，可以使所述多個靜葉片中，所述第一靜葉片組中在周向上彼此相鄰的至少兩個靜葉片以隨著朝向徑向外側(cè)而彼此靠近的方式設(shè)置，而使得所述靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此之間的間隔緊湊。
[0021]如此通過使第一靜葉片組的靜葉片傾斜，在不改變靜葉片的數(shù)量的基礎(chǔ)上，即可使靜葉片的徑向外側(cè)的端部彼此的間隔緊湊。因此，通過制造的簡易化來抑制成本，并且通過防止流體從主流路通過第一靜葉片組而朝向槽流通，由此能夠?qū)崿F(xiàn)槽附近的主流路內(nèi)的流體流量的周向分布的均勻化。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，燃?xì)廨啓C(jī)具備:上述壓縮機(jī)，通過所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而壓縮作為所述流體的空氣；燃燒器，在通過所述壓縮機(jī)壓縮的壓縮空氣中燃燒燃料以生成燃料氣體；及渦輪，通過來自所述燃燒器的所述燃料氣體而驅(qū)動。
[0023]根據(jù)上述燃?xì)廨啓C(jī)，通過具備上述壓縮機(jī)，能夠抑制因轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生在槽附近的、設(shè)置有配管的周向位置的主流路內(nèi)的流體的流量增大，且能夠?qū)崿F(xiàn)流體流量的周向分布的均勻化。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)上述壓縮機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)，通過在靜葉片上設(shè)置第一靜葉片組來實現(xiàn)抽出來自主流路的流體的槽附近的主流路內(nèi)的流體流量的均勻化。由此，能夠抑制運轉(zhuǎn)效率的下降。
【附圖說明】
[0026]圖1為具備本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的概略側(cè)視圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓縮機(jī)的主要部分剖視圖。
[0028]圖3為從徑向外側(cè)觀察本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓縮機(jī)的主流路及槽的圖，且表示圖2的III向視圖。
[0029]圖4為從軸線方向觀察本發(fā)明的第一實施方式所涉及的壓縮機(jī)的圖，且表示圖2的IV-1V剖視圖。
[0030]圖5為在假定靜葉片中的密實度恒定情況下從徑向外側(cè)觀察壓縮機(jī)的主流路及槽的圖，且表示從與圖2的III向視相同的位置觀察的向視圖。并且，以顏色的深淺來表示槽附近的主流路內(nèi)的空氣的流量分布的分析結(jié)果。
[0031]圖6為從軸線方向觀察本發(fā)明的第二實施方式所涉及的壓縮機(jī)的圖，且表示與圖2的IV-1V截面相同位置的剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]〔第一實施方式〕
[0033]以下，對本發(fā)明的實施方式所涉及的軸流式壓縮機(jī)1進(jìn)行說明。
[0034]首先，對具備壓縮機(jī)1的燃?xì)廨啓C(jī)200進(jìn)行說明。
[0035]如圖1所示，燃?xì)廨啓C(jī)200具備通過壓縮外部空氣A0來生成壓縮空氣A的壓縮機(jī)1、將從燃料供給源獲得供給的燃料F混合到壓縮空氣A中并將其燃燒以生成燃料氣體G的多個燃燒器202及通過燃料氣體G驅(qū)動的渦輪203。另外，以下將壓縮空氣A作為空氣A。
[0036]渦輪203具有以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子204和覆蓋該渦輪轉(zhuǎn)子204的筒狀外殼205。在渦輪轉(zhuǎn)子204與渦輪外殼205之間劃定形成有主流路206。
[0037]渦輪轉(zhuǎn)子204與后述壓縮機(jī)1內(nèi)的轉(zhuǎn)子2連結(jié)，且與該轉(zhuǎn)子2 —起以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心旋轉(zhuǎn)。
[0038]以下，將旋轉(zhuǎn)軸線Ar的延伸方向作為軸向Da。將以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為基準(zhǔn)的徑向作為徑向Dr。在該徑向Dr上，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線Ar的一側(cè)作為徑向Dr的外側(cè)。在該徑向Dr上，將靠近旋轉(zhuǎn)軸線Ar的一側(cè)作為徑向Dr的內(nèi)側(cè)。將以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為基準(zhǔn)的周向作為周向Dc0
[0039]并且，在本實施方式中，將轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)方向作為旋轉(zhuǎn)方向R。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)方向R中，將旋轉(zhuǎn)方向的近前側(cè)作為第一側(cè)R1，將旋轉(zhuǎn)方向的里側(cè)作為第二側(cè)R2。
[0040]多個燃燒器202以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心，在周向Dc上彼此以等間隔固定在渦輪外殼 205。
[0041]接著，對壓縮機(jī)1進(jìn)行說明。
[0042]如圖2所示，壓縮機(jī)1具備以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子2和覆蓋該轉(zhuǎn)子2的筒狀的轉(zhuǎn)子外殼3。
[0043]在轉(zhuǎn)子外殼3與轉(zhuǎn)子2之間劃定形成供壓縮空氣A流動的環(huán)狀的主流路4。并且，轉(zhuǎn)子外殼3具有在內(nèi)周側(cè)的面向軸向Da隔著間隔設(shè)置的多個靜葉片層9。
[0044]各靜葉片層9具有多個靜葉片10。這些多個靜葉片10通過以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心，在周向Dc上彼此隔著間隔環(huán)狀排列而構(gòu)成一個靜葉片層9。各靜葉片10從轉(zhuǎn)子外殼3的內(nèi)周側(cè)的面朝向徑向Dr的內(nèi)側(cè)延伸。
[0045]轉(zhuǎn)子2具有在軸向Da上延伸的轉(zhuǎn)子主體5及固定于該轉(zhuǎn)子主體5的外周且在軸向Da上隔著間隔設(shè)置的多個動葉片層7。
[0046]轉(zhuǎn)子主體5為以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心的軸狀的部件，且在軸向Da上延伸。
[0047]各動葉片層7具有多個動葉片8。這些多個動葉片8通過以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心且在周向Dc上彼此隔著間隔環(huán)狀排列而構(gòu)成一個動葉片層7。各動葉片8從轉(zhuǎn)子主體5的外周朝向徑向Dr的外側(cè)延伸。一個動葉片層7配置于一個靜葉片層9的下游側(cè)，由此這些動葉片層7與靜葉片層9以交替排列的方式設(shè)置。
[0048]如此，本實施方式中，壓縮機(jī)1為向主流路4輸入外部空氣A0，并通過多個靜葉片層9及多個動葉片層7逐級將其壓縮來生成壓縮空氣A的多級軸流式壓縮機(jī)。
[0049]壓縮機(jī)1還具備設(shè)置于轉(zhuǎn)子外殼3的外周側(cè)的抽氣室外殼6和連接于抽氣室外殼6的多個抽氣配管15。
[0050]抽氣室外殼6以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心環(huán)狀形成，以便從轉(zhuǎn)子外殼3朝向徑向Dr的外側(cè)突出。抽氣室外殼6在與轉(zhuǎn)子外殼3之間劃定形成成為環(huán)狀空間的抽氣室12。
[0051]并且，在軸向Da上彼此相鄰的靜葉片層9與動葉片層7之間的轉(zhuǎn)子外殼3上形成有以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心沿周向Dc環(huán)狀延伸而連通抽氣室12與主流路4的槽13。更詳細(xì)而言，該槽13隨著從抽氣室12的徑向Dr的內(nèi)側(cè)朝向主流路4以沿著軸向Da從下游向上游傾斜的方式形成。