本發(fā)明涉及軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片。

背景技術(shù)：

在軸流壓縮機(jī)中，通過配置于動(dòng)作流體流通的環(huán)狀流道的圓周方向的多個(gè)動(dòng)葉片及多個(gè)靜葉片形成動(dòng)葉片列及靜葉片列。利用一組動(dòng)葉片列及靜葉片列構(gòu)成一個(gè)級(jí)，具備多級(jí)的級(jí)。

近年來，在軸流壓縮機(jī)中，要求兼具高壓力比化和由級(jí)的削減帶來的低成本化的高負(fù)荷化。在高負(fù)荷壓縮機(jī)的亞音速葉片中，由于在環(huán)狀流道中的葉片所處的內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的壁面(葉片的壁面)的邊界層的發(fā)展，二次流增加，因此，在由葉片面與流道壁面形成的角部產(chǎn)生流的失速(角失速)，存在壓力損失增大的可能性。因此，生成能抑制角失速的高性能的葉片形及流道壁面形狀是用于開發(fā)高性能的高負(fù)荷壓縮機(jī)的重要課題。

例如，作為能避免在流道壁面(葉片的壁面)附近的流的剝離，且能同時(shí)提高壓縮機(jī)的效率與失速容限的壓縮機(jī)的靜葉片，提出了使徑向跨距中央部(腰部)的葉片弦長比葉片前端或葉片根的葉片弦長短，并且使葉片的后緣彎曲的靜葉片(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-132696號(hào)公報(bào)

順便地，當(dāng)在上游葉片列的流出角在葉片高度方向(徑向)不一樣時(shí)(例如在流道壁面附近的流出角比在葉片高度中央部的流出角大的情況)、來自葉片列的下游側(cè)的泄漏流流入比葉片列靠上游側(cè)的環(huán)狀流道的情況下，葉片列的壁面附近的邊界層受到影響。在上述專利文獻(xiàn)1中，并未言及上述那樣的上游葉片列的流出角的非一樣性、泄漏流的影響，認(rèn)為并未充分考慮這些的影響。即，在具備專利文獻(xiàn)1所記載的靜葉片的壓縮機(jī)中，當(dāng)由于上游葉片列的流出角的非一樣性、泄漏流的影響，靜葉片列的壁面附近的邊界層的流的方向相對(duì)于主流的流動(dòng)方向較大地扭轉(zhuǎn)(偏離)，則存在無法壁面角失速的可能性。

另外，即使由于某種主要原因，在葉片列入口的流道壁面的邊界層厚的情況下，也與上述的上游葉片列的流出角是非一樣性的情況、存在泄漏流的情況相同，具有在葉片列的壁面的邊界層的流相對(duì)于主流較大地扭轉(zhuǎn)的可能性，無法壁面角失速。

這種流的剝離、失速會(huì)引起抖動(dòng)、喘振等非穩(wěn)定的流體振動(dòng)，因此，存在壓縮機(jī)的可靠性下降的可能性。另外，流的剝離的影響未限定于產(chǎn)生剝離的葉片。即，由于流的剝離，相對(duì)于下游側(cè)的葉片的流入角在葉片高度方向不一樣化，因此，有可能導(dǎo)致在后續(xù)葉片列的壓力損失的增加、壓縮機(jī)的可靠性的降低。在該情況下，導(dǎo)致作為壓縮機(jī)整體的較大的效率的下降、可靠性的下降。

另外，即使能避免角失速，如果為在葉片列出口的流出角為不一樣的狀態(tài)，則相對(duì)于下游側(cè)的葉片的流入角也不一樣化。該情況下，也存在導(dǎo)致在后續(xù)葉片列的壓力損失的增加、壓縮機(jī)的可靠性下降的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題點(diǎn)而進(jìn)行的，其目的在于提供能抑制葉片的角失速，并且使相對(duì)于后續(xù)葉片列的流的流入條件適當(dāng)化，能提高壓縮機(jī)整體的效率及確?？煽啃缘妮S流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片。

為了解決上述課題，例如采用保護(hù)范圍所記載的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明為了解決上述課題而包括多個(gè)方法，但如果列舉其一例，則具備多個(gè)由配置于動(dòng)作流體流通的環(huán)狀流道內(nèi)的多個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成的動(dòng)葉片列及由多個(gè)靜葉片構(gòu)成的靜葉片列，上述環(huán)狀流道的內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)的至少一方的壁面中的、上述動(dòng)葉片列及上述靜葉片列的至少一方所處的部分具有以其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向上述環(huán)狀流道鼓出的方式彎曲的鼓出部，位于具有上述鼓出部的壁面的葉片列的葉片在具有上述鼓出部的壁面?zhèn)鹊娜~片端部中的葉片出口角的壁面方向的增加率比在葉片高度中間部中的葉片出口角的上述壁面方向的增加率大。

本發(fā)明的效果如下。

根據(jù)本發(fā)明，通過使環(huán)狀流道的壁面中的動(dòng)葉片列及靜葉片列的至少一方所處的部分的下游側(cè)比上游側(cè)向環(huán)狀流道鼓出，能局部地抑制在流道壁面的邊界層的發(fā)展，因此能抑制由葉片面和流道壁面形成的在角部的流的剝離(角失速)。另外，通過使在葉片的鼓出的流道壁面?zhèn)鹊娜~片端部的葉片出口角的壁面方向的增加率比葉片高度中間部的葉片出口角的增加率大，從而能抑制由流道壁面的鼓出引起的在葉片列出口的流的流出角的過度的減少，因此能使相對(duì)于后續(xù)葉片列的流入條件適當(dāng)化。其結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)整體的效率的提高及壓縮機(jī)的可靠性的確保。

上述以外的課題、結(jié)構(gòu)及效果根據(jù)以上的實(shí)施方式的說明變得明確。

附圖說明

圖1是表示具備本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的主要部分結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖。

圖3是放大表示圖2的符號(hào)X所示的靜葉片列的靜葉片及環(huán)狀流道的壁面形狀的子午面剖視圖。

圖4是表示構(gòu)成葉片列的葉片的葉片形的各種形狀參數(shù)的說明圖。

圖5是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片的內(nèi)周端、中間部及外周端的葉片形的說明圖。

圖6是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及作為比較例的基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。

圖7是表示相對(duì)于構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀的作為比較例的現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片及流道壁面形狀的子午面內(nèi)的流的說明圖。

圖8是表示相對(duì)于構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀的作為比較例的現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片列的葉片間流的說明圖。

圖9是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片高度方向的全壓損失分布的特性圖。

圖10是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片高度方向的流出角分布的特性圖。

圖11是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀中的子午面內(nèi)的流的說明圖。

圖12是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片列的葉片間流的說明圖。

圖13是表示構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的變形例的一部分的靜葉片及環(huán)狀流道的壁面形狀的子午面剖視圖。

圖14是表示構(gòu)成圖13所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的變形例的一部分的靜葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。

圖15是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)、以及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第二實(shí)施方式的環(huán)狀流道的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出部的說明圖。

圖16是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的主要部分結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖。

圖17是表示構(gòu)成圖16所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第三實(shí)施方式的一部分的動(dòng)葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。

圖18是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例的主要部分結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖。

圖19是表示構(gòu)成圖18所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第三實(shí)施方式的變形例的一部分的動(dòng)葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。

圖中：1—軸流壓縮機(jī)，11—轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部件)，12、12C、12D—?jiǎng)尤~片列，14、14A、14B—靜葉片列，15—內(nèi)周外殼(靜止部件)，17、17A、17B—葉片部，18、18A、18B—葉片端護(hù)罩，20、20A、20C—外殼的外周面(環(huán)狀流道的外周側(cè)壁面)，21、21D—轉(zhuǎn)子的外周面(環(huán)狀流道的內(nèi)周側(cè)壁面)，23、23B—葉片端護(hù)罩的外周面(環(huán)狀流道的內(nèi)周側(cè)壁面)，31、31r—前緣，33—負(fù)壓面，24、44、54、74—鼓出部，26、46、56、76—第一曲面，27、47、57、77—第二曲面，28、48—拐點(diǎn)(第一拐點(diǎn))，58、78—第一拐點(diǎn)，59、79—第三曲面，60、80—第四曲面，61、81—第二拐點(diǎn)，P—環(huán)狀流道。

具體實(shí)施方式

下面，使用附圖說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的實(shí)施方式。另外，在此，說明將本發(fā)明應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)的軸流壓縮機(jī)的例子，但本發(fā)明例如也能應(yīng)用于工業(yè)用的軸流壓縮機(jī)。

[第一實(shí)施方式]

首先，使用圖1及圖2說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。圖1是表示具備本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的主要部分結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖。圖1中，實(shí)線的箭頭表示動(dòng)作流體的流，虛線的箭頭表示燃料流。圖2中，空白箭頭表示動(dòng)作流體流，箭頭表示泄漏流。

在圖1中，燃?xì)廨啓C(jī)具備壓縮吸入空氣的軸流壓縮機(jī)1、與由軸流壓縮機(jī)1壓縮的空氣一起使燃料燃燒而生成燃燒氣體的燃燒器2以及由在燃燒器2生成的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)3。軸流壓縮機(jī)1與渦輪機(jī)3由軸4直接連結(jié)。在燃?xì)廨啓C(jī)上連接產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)5。

軸流壓縮機(jī)1在圖2中具備旋轉(zhuǎn)自如地被保持的轉(zhuǎn)子11、由在轉(zhuǎn)子11的外周部安裝于圓周方向的多個(gè)動(dòng)葉片構(gòu)成的動(dòng)葉片列12、內(nèi)置轉(zhuǎn)子11的外殼13、由在外殼13的內(nèi)周部安裝于圓周方向的多個(gè)靜葉片構(gòu)成的靜葉片列14。由動(dòng)葉片12與靜葉片14的組合構(gòu)成一個(gè)級(jí)。軸流壓縮機(jī)1在轉(zhuǎn)子11的軸向具備多級(jí)(在圖2中僅圖示最終級(jí)的動(dòng)葉片列及靜葉片列)。在軸流壓縮機(jī)1中，由于能由單級(jí)實(shí)現(xiàn)的壓力比有界限，因此，通過串聯(lián)地配置多級(jí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)目的的壓力比。轉(zhuǎn)子11的比最終級(jí)的動(dòng)葉片列12靠下游側(cè)的部分由內(nèi)周外殼15隔著間隔覆蓋。在內(nèi)周外殼15的上游側(cè)的外周部設(shè)置圓環(huán)狀的槽部15a。

靜葉片列14的靜葉片例如由被外殼13懸臂支撐的橫剖面形狀為葉片形的葉片部17、設(shè)于葉片部17的內(nèi)周端的葉片端護(hù)罩18構(gòu)成。在圓周方向上鄰接的靜葉片的葉片端護(hù)罩18相互連結(jié)，作為靜葉片列14的整體形成為圓環(huán)狀。所連結(jié)的圓環(huán)狀的葉片端護(hù)罩18配置在內(nèi)周外殼15的槽部15a。在葉片端護(hù)罩18和劃分內(nèi)周外殼15的槽部15a的底面、側(cè)面之間，為了容許軸流壓縮機(jī)1在起動(dòng)時(shí)的外殼13與內(nèi)周外殼15的相對(duì)的偏離，設(shè)置間隙G。

動(dòng)葉片列12及靜葉片列14配置在動(dòng)作流體流通的環(huán)狀流道P內(nèi)。環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面主要由外殼13的內(nèi)周面20構(gòu)成。環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的一部分由轉(zhuǎn)子11的動(dòng)葉片列12的安裝部分的外周面21、內(nèi)周外殼15的外周面22、葉片端護(hù)罩18的外周面23構(gòu)成。即，位于動(dòng)葉片列12、靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)的壁面是環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)及外周側(cè)的壁面的一部分。比靜葉片列14靠下游側(cè)的環(huán)狀流道P和比靜葉片列14靠上游側(cè)的環(huán)狀流道P通過間隙G成為連通狀態(tài)。

接著，使用圖3至圖6說明構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片列及靜葉片列的壁面的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。

圖3是放大表示圖2的符號(hào)X所示的靜葉片列的靜葉片及環(huán)狀流道的壁面形狀的子午面剖視圖，圖4是表示構(gòu)成葉片列的葉片的葉片形的各種形狀參數(shù)的說明圖，圖5是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片的內(nèi)周端、中間部及外周端的葉片形的說明圖，圖6是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及作為比較例的基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。圖4中，箭頭A表示轉(zhuǎn)子的軸向，箭頭C表示轉(zhuǎn)子的圓周方向。圖5中，縱軸C表示轉(zhuǎn)子圓周方向，橫軸A表示轉(zhuǎn)子的軸向。點(diǎn)線L表示靜葉片的葉片部的內(nèi)周端(葉片高度0％)的葉片形，實(shí)線M表示葉片部的內(nèi)周端與外周端的中間位置(葉片高度50％)的葉片形，虛線N表示葉片部的外周端(葉片高度100％)的葉片形。圖6中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸k2表示葉片出口角。無量綱葉片高度HD是相對(duì)于葉片部全長的距葉片部的內(nèi)周端的任意的葉片高度的比，表示任意的葉片高度相對(duì)于葉片部全長的相對(duì)的位置。另外，實(shí)線I表示本實(shí)施方式的情況，虛線R表示后述的基準(zhǔn)葉片的情況。另外，在圖3至圖6中，與圖1及圖2所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

如圖3及圖4所示，靜葉片列14的靜葉片的葉片部17由其上游側(cè)端部的前緣31、后游側(cè)端部的后緣32、連接前緣31與后緣32的背側(cè)的負(fù)壓面33及連接前緣31與后緣32的腹側(cè)的壓力面34構(gòu)成。連結(jié)前緣31與后緣32的線段是葉片弦線36，葉片弦線36的軸向長度是軸弦長Cx。依次連結(jié)葉片形的負(fù)壓面33和壓力面34的中點(diǎn)而得到的曲線是翼型中弧線37。翼型中弧線37的前緣31中的切線與軸向A所成的角是葉片入口角k1，翼型中弧線37的后緣32中的切線與軸向A所成的角是葉片出口角k2。另外，在動(dòng)葉片列12的動(dòng)葉片的情況下，也由前緣31r、后緣32r、背側(cè)的負(fù)壓面及腹側(cè)的壓力面構(gòu)成。軸弦長Cx、葉片入口角、葉片出口角k2的定義也與靜葉片的情況相同(參照后述的圖16及圖17)。

靜葉片的葉片部17的前緣31的子午面形狀如圖3所示，內(nèi)周側(cè)端部及外周側(cè)端部比葉片高度中間部向上游側(cè)延伸。另一方面，葉片部17的后緣32的子午面形狀在葉片高度方向(徑向)大致為直線狀。即，葉片部17的軸弦長Cx如圖3及圖5所示，以內(nèi)周側(cè)端部及外周側(cè)端部比中間部長的方式設(shè)定。葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部及外周側(cè)端部以其軸弦長Cx向葉片高度中間部逐漸減少的方式形成。另外，在本說明書中，葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部是容易受到在環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面產(chǎn)生的邊界層的影響的區(qū)域，具體地說，是從內(nèi)周端到葉片部17的全長的15％左右的高度的部分。同樣地，葉片部17的外周側(cè)端部是容易受到在環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面產(chǎn)生的邊界層的影響的區(qū)域，具體地說，是從葉片部17的全長的85％左右的高度到外周端的部分。葉片部17的葉片高度中間部是難以受到在環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)、外周側(cè)的壁面產(chǎn)生的邊界層的影響、主流的影響波及的區(qū)域，是葉片部17中的除了內(nèi)周側(cè)端部和外周側(cè)端部的部分、即從葉片部17的全長的大約15％到大約85％的部分。

另外，葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部如圖5及圖6所示，以其葉片出口角比葉片高度中間部的葉片出口角大的方式設(shè)定。另外，葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部中的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布如圖6所示，向內(nèi)周端方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)逐漸增加。另外，葉片部17的葉片高度中間部中的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布例如向內(nèi)周端方向單調(diào)增加。除此之外，以葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部的葉片出口角k2的內(nèi)周端方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)的增加率比葉片高度中間部的葉片出口角k2的內(nèi)周端方向的增加率大的方式設(shè)定。

返回圖3，外殼13的內(nèi)周面20中的靜葉片列14的安裝部分、即環(huán)狀流道P中的靜葉片列14的外周側(cè)壁面形成為從轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)軸線A(參照?qǐng)D2)的半徑大致恒定的圓筒面。比內(nèi)周外殼15中的槽部15a靠上游側(cè)的外周面22、即比環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面中的靜葉片列14靠上游側(cè)的一部分以在靜葉片列14的入口(前緣31)的環(huán)狀流道P的子午面流道高度H1大致恒定的方式形成為圓筒面。

靜葉片列14的葉片端護(hù)罩18的外周面23、即環(huán)狀流道P中的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面具有以其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出δ的方式彎曲的鼓出部24。該鼓出部24在圓周方向上一樣地形成。換言之，以環(huán)狀流道P中的靜葉片列14的出口(后緣32)的子午面流道高度Ht比靜葉片列14的入口的子午面流道高度H1縮小δ的方式設(shè)定。葉片端護(hù)罩18的外周面23的具體的結(jié)構(gòu)由比內(nèi)周外殼15的槽部15a靠上游側(cè)的位于與外周面22大致同一面上的第一圓筒面25、位于第一圓筒面25的下游側(cè)且與第一圓筒面25順滑地連接且向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第一曲面26、位于第一曲面26的下游側(cè)且與第一曲面26順滑地連接且向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第二曲面27、第一曲面26和第二曲面27間的拐點(diǎn)28、位于第二曲面27的下游側(cè)且與第二曲面27順滑地連接的第二圓筒面29構(gòu)成。第二圓筒面29與第一圓筒面25相比位于以δ靠徑向外側(cè)。拐點(diǎn)28例如距前緣31的軸向位置相對(duì)于軸弦長Cx的比例大約為50％。

接著，使用圖1及圖2說明構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的動(dòng)作流體的流的概略。

利用圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)的軸流壓縮機(jī)1，吸入作為動(dòng)作流體的大氣并壓縮。該壓縮空氣被導(dǎo)入燃燒器2并與燃料混合、燃燒，產(chǎn)生高溫的燃燒氣體。該燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)3，將熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能。該動(dòng)能通過驅(qū)動(dòng)軸流壓縮機(jī)1而消耗，并且由發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)換為電能。

被吸入圖2所示的軸流壓縮機(jī)1內(nèi)的動(dòng)作流體通過了配置在子午面流道(子午面剖面的環(huán)狀流道)P內(nèi)的動(dòng)葉片列12后，通過靜葉片列14作為排出氣流向下游流出。此時(shí)，動(dòng)作流體通過與由渦輪機(jī)3(參照?qǐng)D1)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子1一起旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉片列12給予動(dòng)能，另外，根據(jù)在靜葉片列14的減速及流向的轉(zhuǎn)向，將該動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，成為高壓、高溫的狀態(tài)。通過子午面流道P的動(dòng)作流體通過交替地通過多個(gè)動(dòng)葉片列12和多個(gè)靜葉片列14，到達(dá)預(yù)定的高壓力狀態(tài)。

接著，與現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片比較地說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)以及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第一實(shí)施方式的作用及效果。

首先，使用圖6至圖10說明相對(duì)于本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第一實(shí)施方式的作為比較例的現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的結(jié)構(gòu)及作用。

圖7是表示相對(duì)于構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀的作為比較例的現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片及流道壁面形狀的子午面內(nèi)的流的說明圖，圖8是表示相對(duì)于構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀的作為比較例的現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片列的葉片間流的說明圖，圖9是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片高度方向的全壓損失分布的特性圖，圖10是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片的葉片高度方向的流出角分布的特性圖。圖8中，箭頭A表示轉(zhuǎn)子的軸向，箭頭C表示轉(zhuǎn)子的圓周方向。圖9中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸Cp表示葉片的全壓損失系數(shù)。圖10中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸θ表示葉片列出口的流出角。另外，圖9及圖10中，實(shí)線I表示本實(shí)施方式的情況，虛線R表示基準(zhǔn)葉片的情況。另外，在圖7至圖10中，與圖1至圖6所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此省略其詳細(xì)的說明。

現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片100的葉片部101如圖7所示，前緣111及后緣112的子午面形狀在徑向大致為直線狀。即，葉片部101的軸弦長Cx在葉片高度方向(徑向)大致恒定。另外，基準(zhǔn)葉片100的葉片端護(hù)罩102的外周面121形成為圓筒面。即，以子午面流道高度H大致恒定的方式設(shè)定。葉片部101的葉片出口角k2如圖6所示，以從外周端(無量綱葉片高度1.0)向內(nèi)周端(無量綱葉片高度0.0)單調(diào)增加的方式分布。

當(dāng)動(dòng)作流體在圖7所示的子午面流道P內(nèi)流動(dòng)時(shí)，邊界層在子午面流道P的內(nèi)周側(cè)端壁面及外周側(cè)端壁面發(fā)展。另外，子午面流道P內(nèi)的動(dòng)作流體的一部分從基準(zhǔn)葉片100的下游側(cè)通過葉片端護(hù)罩102的內(nèi)周側(cè)的間隙G成為到達(dá)基準(zhǔn)葉片100的上游側(cè)的泄漏流。這是因?yàn)椋捎陂g隙G，壓力水平不同的基準(zhǔn)葉片100的下游側(cè)(高壓側(cè))和上游側(cè)(低壓側(cè))連通。通過該間隙G的泄漏流的流量小，為主流的流量的0.5-2％左右。但是，該泄漏流由于是由下游側(cè)與上游側(cè)的壓力差產(chǎn)生的流，因此與主流不同，軸向的速度成分為主。

在該泄漏流與主流合流時(shí)，由于相對(duì)于子午面流道P的內(nèi)周側(cè)壁面附近的邊界層使流動(dòng)方向變化，并且增加低速區(qū)域，因此，該邊界層較大地不一樣。在圖7所示的基準(zhǔn)葉片100的情況下，從葉片部101的負(fù)壓面113的流線S的分布可以看出，由泄漏流引起的邊界層的較大的不一樣化成為誘發(fā)在葉片部101的負(fù)壓面113側(cè)的下游側(cè)區(qū)域的角失速的結(jié)果。

即，如圖8所示，受到了泄漏流的影響的內(nèi)周側(cè)壁面附近的邊界層的流B與從內(nèi)周側(cè)壁面離開的主流M的流動(dòng)方向及流速較大地不同。該邊界層的流B由于從葉片部101間的壓力面114側(cè)向負(fù)壓面113側(cè)的二次流Sf1的影響，克服葉片部101的負(fù)壓面113側(cè)的下游側(cè)區(qū)域的逆壓力坡度而未被切斷。其結(jié)果，產(chǎn)生較大的逆流渦E1而形成流的剝離區(qū)域，產(chǎn)生較大的壓力損失。即，如圖9所示，內(nèi)周側(cè)壁面附近(無量綱葉片高度HD從0.05至0.3)的全壓損失系數(shù)Cp變大。

同時(shí)，由于流的剝離區(qū)域的阻止效果，在基準(zhǔn)葉片100的葉片列出口的流出流T1更向圓周方向C側(cè)轉(zhuǎn)向。即，如圖10所示，內(nèi)周側(cè)壁面附近(無量綱葉片高度HD從0.0至0.3)的基準(zhǔn)葉片100的葉片列出口的流出角θ變大。通過該流出流T1的向圓周方向C側(cè)的轉(zhuǎn)向，相對(duì)于該葉片列的后續(xù)葉片列的流入角增大，在后續(xù)葉片列產(chǎn)生流入角的失配而使損失增加。

這樣，在現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片100的情況下，由于從基準(zhǔn)葉片100的下游側(cè)通過間隙G向上游側(cè)的泄漏流的影響，在葉片部101的負(fù)壓面113側(cè)的下游側(cè)區(qū)域形成流的剝離區(qū)域而使損失變大。另外，由于由所形成的流的剝離區(qū)域引起的阻止，內(nèi)周側(cè)壁面附近的葉片列出口的動(dòng)作流體的流出角θ變大。因此，產(chǎn)生剝離的葉片列相對(duì)于后續(xù)葉片列的流入角增加，因此，在后續(xù)葉片列的壓力損失的增加、剝離的產(chǎn)生的危險(xiǎn)性也增加。

接著，使用圖3、圖5、圖6、圖9至圖12說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)、及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第一實(shí)施方式的作用及效果。

圖11是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片及流道壁面形狀的子午面內(nèi)的流的說明圖，圖12是表示構(gòu)成圖3所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的一部分的靜葉片列的葉片間流的說明圖。圖12中，箭頭A表示轉(zhuǎn)子或外殼的軸向，箭頭C表示轉(zhuǎn)子或外殼的圓周方向。另外，在圖11及圖12中，與圖1至圖10所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

在本實(shí)施方式中，如圖3所示，通過在流加速的靜葉片列14的上游側(cè)部分中，將子午面流道高度維持為大致恒定，從而緩和流的加速。其結(jié)果，抑制由與靜葉片列14的葉片部17的葉片面的摩擦引起的壓力損失。另一方面，以流的減速大的靜葉片列14的下游側(cè)部分的子午面流道高度比上游側(cè)部分的子午面流道高度小的方式，使葉片端護(hù)罩18的外周面23(子午面流道P的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面)的下游側(cè)部分為向子午面流道P鼓出的形狀，因此，在局部緩和在子午面流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的邊界層的流的減速。因此，抑制由于泄漏流而較大地不一樣化的在內(nèi)周側(cè)壁面的邊界層的發(fā)展，其結(jié)果，能抑制角失速。即，如圖11所示，從本實(shí)施方式的靜葉片列14的負(fù)壓面33的流線S的分布可以看出，當(dāng)與基準(zhǔn)葉片100的情況(參照?qǐng)D7)比較，則利用葉片端護(hù)罩18的外周面23(子午面流道P的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面)的下游側(cè)部分的鼓出形狀，使由于泄漏流而發(fā)展的在內(nèi)周側(cè)壁面的邊界層的低速部局部地薄層化。

另外，由于靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面的下游側(cè)部分的鼓出，靜葉片列14的下游側(cè)部分的流的減速比基準(zhǔn)葉片100的情況緩和，因此，如圖12所示，在靜葉片列14的葉片部17間內(nèi)產(chǎn)生的二次流Sf2與基準(zhǔn)葉片100的情況的二次流Sf1相比，更朝向軸向A。因此，被在葉片部17的負(fù)壓面33的后緣32附近產(chǎn)生的逆流渦E2卷入的低速的流變少，抑制逆流渦E2的發(fā)展。

通過抑制該逆流渦E2的發(fā)展而減少阻止效果、以及通過子午面流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出，軸向流速比基準(zhǔn)葉片100的情況增加，在靜葉片列14的出口的流出流T2與基準(zhǔn)葉片100的情況相比，朝向軸向A。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，如圖5及圖6所示，使葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部的葉片出口角的內(nèi)周端方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)的增加率比葉片部17的葉片高度中間部的葉片出口角的內(nèi)周端方向的增加率大，因此，作為靜葉片列14的葉片形，具有使靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面的邊界層流更向圓周方向C的效果。即，能夠防止由子午面流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出引起的靜葉片列14的出口的流出流T2的過度的向軸向A的轉(zhuǎn)向，其結(jié)果，能使相對(duì)于后續(xù)葉片列(包括最終級(jí)的下游側(cè)的擴(kuò)散器)的流入條件適當(dāng)化或一樣化。另外，增大內(nèi)周側(cè)壁面附近的葉片出口角相當(dāng)于減少靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面附近的流的轉(zhuǎn)向，因此，也同時(shí)抑制內(nèi)周側(cè)壁面附近的流的剝離。

另外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，通過使葉片端護(hù)罩18的外周面23的葉片部17的從前緣31到后緣32的部分至少由第一曲面26、與第一曲面26順滑地連接的第二曲面27及第一曲面26和第二曲面27之間的拐點(diǎn)28構(gòu)成，從而使外周面23的鼓出形狀順滑地彎曲而不產(chǎn)生角部。因此，防止由鼓出形狀自身引起的流的剝離的產(chǎn)生。

另外，在本實(shí)施方式中，使拐點(diǎn)28距前緣31的軸向位置相對(duì)于軸弦長Cx的比例大約為50％。這是考慮到，基準(zhǔn)葉片100(參照?qǐng)D7)的流的剝離區(qū)域從作為流的減速的起點(diǎn)的葉片部17的軸弦長Cx的中間附近發(fā)展。另外，在流的減速大而使流的剝離區(qū)域容易成長的葉片部17的下游側(cè)部分使子午面流道高度窄，使環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面附近的流加速對(duì)避免流的剝離有效，則根據(jù)流解析的參數(shù)可以看出。當(dāng)考慮到這種情況，則為了有效地避免角失速，拐點(diǎn)28距前緣31的軸向位置優(yōu)選在與軸弦長Cx的比例為40-60％的位置。

另外，在本實(shí)施方式中，如圖3及圖5所示，以使葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部及外周側(cè)端部的軸弦長Cx比葉片高度中間部的軸弦長Cx長的方式設(shè)定。增長軸弦長Cx在使在葉片列的流的轉(zhuǎn)向恒定的情況下，減少每單位長度的流的轉(zhuǎn)向的比例并且緩和葉片下游側(cè)部分的逆壓力坡度，因此，有助于抑制流的剝離。

這樣，在本實(shí)施方式中，由于環(huán)狀流道P中的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面的下游側(cè)部分的鼓出、葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部及外周側(cè)端部的軸弦長Cx的延伸、以及內(nèi)周側(cè)壁面附近的葉片出口角相對(duì)于葉片高度中間部的增大，抑制葉片部17的負(fù)壓面33的下游側(cè)區(qū)域的流的剝離(角失速)。因此，如圖9所示，靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面附近(無量綱葉片高度H從0.1至0.2)的全壓損失系數(shù)Cp與現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片100的情況相比，小。另外，能夠避免由角失速、流的剝離引起的顫抖等非穩(wěn)定的流體振動(dòng)，靜葉片列14的可靠性也提高。

另外，在本實(shí)施方式中，如圖10所示，具有使在現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片100的情況下向圓周方向的內(nèi)周側(cè)壁面附近(無量綱葉片高度HD從0.0至0.2)的葉片列出口的流出角θ更朝向軸向的作用。因此，能使靜葉片列14相對(duì)于后續(xù)葉片列的流入角適當(dāng)化。即，與現(xiàn)有的基準(zhǔn)葉片100的情況相比，能使葉片列出口的流出角θ更接近設(shè)計(jì)值，能避免由在后續(xù)葉片列的流入角的失配引起的損失增加。因此，不僅應(yīng)用了本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的葉片列，也能減少包括其后續(xù)葉片列的損失。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)以及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第一實(shí)施方式，通過使靜葉片列14的葉片端護(hù)罩18的外周面23(環(huán)狀流道P的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面)的下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出，能在局部抑制在葉片端護(hù)罩18的外周面23的邊界層的發(fā)展，因此能抑制角失速。另外，通過使靜葉片的葉片部17的內(nèi)周側(cè)端部的葉片出口角的內(nèi)周端方向的增加率比葉片部17的葉片高度中間部的葉片出口角的內(nèi)周端方向的增加率大，從而抑制由外周面23的鼓出引起的在靜葉片列14的出口的流出角的過度的減少，因此能使后續(xù)葉片列的流入條件適當(dāng)化。其結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)整體的效率的提高及壓縮機(jī)1的可靠性的確保。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于使環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出部24(葉片端護(hù)罩18的外周面23)在環(huán)狀流道P的圓周方向上一樣地形成，因此，構(gòu)成環(huán)狀流道P的壁面的部件(葉片端護(hù)罩18)的制作容易。

[第一實(shí)施方式的變形例]

接著，使用圖13及圖14說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的變形例。

圖13是表示構(gòu)成本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的變形例的一部分的靜葉片及環(huán)狀流道的壁面形狀的子午面剖視圖，圖14是表示構(gòu)成圖13所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第一實(shí)施方式的變形例的一部分的靜葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。圖14中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸k2表示葉片出口角。另外，實(shí)線I表示本實(shí)施方式的情況，虛線R表示基準(zhǔn)葉片的情況。另外，在圖13及圖14中，與圖1至圖12所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖13所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的變形例相對(duì)于第一實(shí)施方式為使環(huán)狀流道P的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面(葉片端護(hù)罩18的外周面23)向環(huán)狀流道P鼓出(參照?qǐng)D3)，使環(huán)狀流道P的靜葉片列14的外周側(cè)壁面向環(huán)狀流道P鼓出。

具體地說，外殼13A的內(nèi)周面20A的靜葉片列14A的安裝部分、即環(huán)狀流道P的靜葉片列14A的外周側(cè)壁面具有以其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出δ的方式彎曲的鼓出部44。換言之，以環(huán)狀流道P的靜葉片列14A的出口(后緣32)的子午面流道高度Ht比靜葉片列14A的入口(前緣31)的子午面流道高度H1縮小δ的方式設(shè)定。外殼13A的內(nèi)周面20A的靜葉片列14A的安裝部分的具體結(jié)構(gòu)由與比靜葉片列14A靠上游側(cè)的外殼13A的內(nèi)周面20順滑地連接的第一圓筒面45、位于第一圓筒面45的下游側(cè)且與第一圓筒面45順滑地連接并向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第一曲面46、位于第一曲面46的下游側(cè)且與第一曲面46順滑地連接并向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第二曲面47、第一曲面46與第二曲面47之間的拐點(diǎn)48、位于第二曲面47的下游側(cè)且與第二曲面47順滑地連接的第二圓筒面49構(gòu)成。第二圓筒面49比第一圓筒面45位于靠徑向內(nèi)側(cè)δ。優(yōu)選拐點(diǎn)48距前緣31的軸向位置相對(duì)于軸弦長Cx的比例為從大約40％至60％的位置。另一方面，靜葉片列14A的葉片端護(hù)罩18A的外周面23A形成為圓筒面，未向環(huán)狀流道P鼓出。

另外，靜葉片列14A的葉片部17A的外周側(cè)端部如圖14所示，其葉片出口角k2的葉片高度方向的分布向外周端方向(環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面方向)逐漸增加。另外，葉片部17A的葉片高度中間部的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布例如向外周端方向單調(diào)地減少。葉片部17A的外周側(cè)端部的葉片出口角k2的外周端方向(環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面方向)的增加率以比葉片高度中部的葉片出口角k2的外周端方向的增加率大的方式設(shè)定。

在本實(shí)施方式中，通過使環(huán)狀流道P的靜葉片列14A的外周側(cè)壁面的下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出，在局部緩和容易產(chǎn)生角失速的靜葉片列14A的下游側(cè)部分的外周側(cè)端部的流的減速。因此，能抑制靜葉片列14A的外周側(cè)壁面的邊界層的發(fā)展，其結(jié)果，抑制角失速。

另外，在本實(shí)施方式中，由于在葉片部17A的外周側(cè)端部的葉片出口角的外周端方向的增加率比其葉片高度中間部的葉片出口角的外周端方向的增加率大，因此，抑制由環(huán)狀流道P的外周側(cè)端壁面的鼓出引起的在靜葉片列14A的出口的流出角的過度的減少。因此，能使靜葉片列14A相對(duì)于后續(xù)葉片列(包括最終級(jí)的下游側(cè)的擴(kuò)散器)的流入條件適當(dāng)化。

根據(jù)上述的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第一實(shí)施方式的變形例，能得到與上述第一實(shí)施方式相同的效果。

[第二實(shí)施方式]

接著，使用圖15說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第二實(shí)施方式。

圖15是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第二實(shí)施方式的環(huán)狀流道的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出部的說明圖。圖15中，箭頭A表示轉(zhuǎn)子的軸向，箭頭C表示轉(zhuǎn)子的圓周方向。另外，在圖15中，與圖1至圖14所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖15所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第二實(shí)施方式相對(duì)于第一實(shí)施方式為使靜葉片列14的葉片端護(hù)罩18的外周面23(環(huán)狀流道P的靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)壁面)的鼓出部24在圓周方向上一樣地形成而使鼓出部24為軸對(duì)稱，使靜葉片列14B的葉片端護(hù)罩18B的外周面23B(環(huán)狀流道P的靜葉片列14B的內(nèi)周側(cè)壁面)的鼓出部24B只形成在葉片部17的負(fù)壓面33側(cè)的下游側(cè)部分而為非軸對(duì)稱。

在本實(shí)施方式中，通過外周面23B的鼓出部24B，在局部緩和容易產(chǎn)生角失速的靜葉片列14B的葉片部17的負(fù)壓面33側(cè)的下游側(cè)部分的流的減速。由此，抑制外周面23B(靜葉片列14的內(nèi)周側(cè)端壁面)的邊界層的發(fā)展，其結(jié)果，能避免角失速。

另一方面，通過沒有葉片部17的負(fù)壓面33側(cè)的下游側(cè)部分以外的區(qū)域的鼓出，減少向環(huán)狀流道P的鼓出部分，因此，與第一實(shí)施方式的情況相比，能增大靜葉片列14B的葉片部17間的出口流道面積。因此，能避免角失速，且靜葉片列14B的出口流速下降，因此，能進(jìn)一步減少壓力損失。

根據(jù)上述的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)、具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)及軸流壓縮機(jī)的靜葉片的第二實(shí)施方式，能得到與上述的第一實(shí)施方式相同的效果。

[第三實(shí)施方式]

接著，使用圖16及圖17說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式。

圖16是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的主要部分結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖，圖17是表示構(gòu)成圖16所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)的第三實(shí)施方式的一部分的動(dòng)葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。圖17中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸k2表示葉片出口角。另外，實(shí)線I表示本實(shí)施方式的情況，虛線R表示基準(zhǔn)葉片的情況。另外，在圖16及圖17中，與圖1至圖15所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖16所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式除了第一實(shí)施方式的靜葉片列14的結(jié)構(gòu)，具備使環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面的下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出的結(jié)構(gòu)。

具體地說，外殼13C的內(nèi)周面20C中的與動(dòng)葉片列12C的前端對(duì)置的部分、即環(huán)狀流道P中的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面具有以其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出的方式彎曲的鼓出部54。換言之，以環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的出口(后緣32r)的子午面流道高度比動(dòng)葉片列12C的入口(前緣31r)的子午面流道高度縮小的方式設(shè)定。外殼13C的內(nèi)周面20C的與動(dòng)葉片12C的前端對(duì)置的部分的具體的結(jié)構(gòu)由與比動(dòng)葉片12C靠上游側(cè)的外殼13C的內(nèi)周面20C順滑地連接且向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第一曲面56、位于第一曲面56的下游側(cè)且與第一曲面56順滑地連接并向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第二曲面57及第一曲面56和第二曲面57之間的第一拐點(diǎn)58構(gòu)成。優(yōu)選第一拐點(diǎn)58距前緣31r的軸向位置為相對(duì)于軸弦長Cx的比例為大約40％至60％的位置。

另外，外殼13C的內(nèi)周面20C的比動(dòng)葉片列12C的后緣32r靠下游側(cè)的部分形成為增加在動(dòng)葉片列12C的出口縮小了的子午面流道高度的彎曲面。該部分的具體的結(jié)構(gòu)具有位于第二曲面57的下游側(cè)且與第二曲面57順滑地連接并向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第三曲面59、位于第三曲面59的下游側(cè)且與第三曲面59順滑地連接并向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第四曲面60及第四曲面59和第四曲面60之間的第二拐點(diǎn)61。

在動(dòng)葉片列12C的前端與外殼13C的內(nèi)周面20C之間設(shè)有葉片端間隙。該葉片端間隙用于避免動(dòng)葉片列12C與外殼13C的內(nèi)周面20C接觸。動(dòng)葉片列12C的動(dòng)葉片的前端面為了減少從葉片端間隙的動(dòng)作流體的泄漏流，為根據(jù)外殼13C的內(nèi)周面20C的鼓出形狀的彎曲面。即，動(dòng)葉片的前端面為其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分凹的形狀。

另外，動(dòng)葉片列12C的動(dòng)葉片的前端部(無量綱葉片高度HD從大約0.85至1.0)如圖17所示，以其葉片出口角k2比葉片高度中間部(無量綱葉片高度HD為大約0.15至0.85)的葉片出口角k2大的方式設(shè)定。另外，動(dòng)葉片的前端部中的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布向前端方向(環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面方向)逐漸增加。另外，動(dòng)葉片的葉片高度中間部的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布例如向前端方向單調(diào)增加。動(dòng)葉片的前端部中的葉片出口角k2的前端方向(環(huán)狀流道P的外周側(cè)壁面方向)的增加率以比動(dòng)葉片的葉片高度中間部的葉片出口角k2的前端方向的增加率大的方式設(shè)定。

在本實(shí)施方式中，通過在流加速的動(dòng)葉片列12C的上游側(cè)部分將子午面流道高度維持為大致恒定，緩和流的加速。其結(jié)果，抑制由與動(dòng)葉片列12C的葉片的摩擦引起的壓力損失。另一方面，通過使外殼13C的內(nèi)周面20C中的與動(dòng)葉片列12C的前端對(duì)置的部分(環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面)的下游側(cè)部分為向環(huán)狀流道P鼓出的形狀，使流的減速大的動(dòng)葉片列12C的下游側(cè)部分的子午面流道高度比其上游側(cè)部分的子午面流道高度小，在局部緩和在環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面的邊界層的流的減速。由此，抑制在外周側(cè)壁面的邊界層的發(fā)展，其結(jié)果，能抑制角失速。

另外，在本實(shí)施方式中，使動(dòng)葉片列12C的動(dòng)葉片的前端部中的葉片出口角的葉片高度增加方向的增加率比其葉片高度中間部的葉片出口角的葉片高度增加方向的增加率大。因此，在由于上游葉片列(未圖示的靜葉片列)的影響而具有邊界層的流動(dòng)方向相對(duì)于主流較大地偏離的傾向的環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面附近，流的轉(zhuǎn)向變小，抑制在外周側(cè)壁面的流的剝離的發(fā)生。另外，通過動(dòng)葉片的前端部的葉片出口角的增加，抑制以外周側(cè)壁面的鼓出引起的外周側(cè)壁面附近的流的流出角的過度減少，其結(jié)果，具有動(dòng)葉片列12C的下游的流方向適當(dāng)化或一樣化的傾向。

另外，在本實(shí)施方式中，通過使外殼13C的內(nèi)周面20C的比動(dòng)葉片列12C的后緣32r靠下游側(cè)的部分彎曲，使動(dòng)葉片列12C下游的靜葉片列14的入口(前緣31)的子午面流道高度比動(dòng)葉片列12C的出口(后緣32r)的子午面流道高度高，使向后續(xù)靜葉片列14的流入速度下降。由此，能減少作為壓縮機(jī)整體的損失。

另外，在本實(shí)施方式中，在將外殼13C的內(nèi)周面20C中的動(dòng)葉片列12C對(duì)置部分的鼓出形狀適用于已有的軸流壓縮機(jī)的情況下，通過將由于內(nèi)周面20C的鼓出而縮小的動(dòng)葉片列出口的子午面流道高度恢復(fù)至已有的后續(xù)靜葉片列入口的子午面流道高度，不需要對(duì)適用的動(dòng)葉片列以外的后續(xù)葉片列進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

根據(jù)上述的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式，與上述第一實(shí)施方式相同，能抑制動(dòng)葉片列12C的角失速，并且使后續(xù)靜葉片列14的流入條件適當(dāng)化。其結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)整體的效率提高及可靠性的確保。

[第三實(shí)施方式的變形例]

接著，使用圖18及圖19說明本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例。

圖18是表示本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例的主要結(jié)構(gòu)的子午面剖視圖，圖19是表示構(gòu)成圖18所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例的一部分的動(dòng)葉片及基準(zhǔn)葉片的葉片出口角的葉片高度方向的分布的特性圖。圖19中，縱軸HD表示無量綱葉片高度，橫軸k2表示葉片出口角。另外，實(shí)線I表示本實(shí)施方式的情況，虛線R表示基準(zhǔn)葉片的情況。另外，在圖18及圖19中，與圖1至圖17所示的符號(hào)相同符號(hào)的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖18所示的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例相對(duì)于第三實(shí)施方式為使環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12C的外周側(cè)壁面(外殼13C的內(nèi)周面20C的與動(dòng)葉片列12C的前端對(duì)置的部分)向環(huán)狀流道P鼓出(參照?qǐng)D16)，使環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12D的內(nèi)周側(cè)壁面向環(huán)狀流道P鼓出。

具體地說，轉(zhuǎn)子11D的外周面21D中的動(dòng)葉片列12D的安裝部分、即環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12D的內(nèi)周側(cè)壁面具有以其下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出的方式彎曲的鼓出部74。換言之，以環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12D的出口(后緣32r)的子午面流道高度比動(dòng)葉片列12D的入口(前緣31r)的子午面流道高度縮小的方式設(shè)定。轉(zhuǎn)子11D的外周面21D的動(dòng)葉片的安裝部分的具體結(jié)構(gòu)由與比動(dòng)葉片列12D靠上游側(cè)的轉(zhuǎn)子11D的外周面21D順滑地連接且向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第一曲面76、位于第一曲面76的下游側(cè)且與第一曲面76順滑地連接并向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第二曲面77、第一曲面76與第二曲面77之間的第一拐點(diǎn)78構(gòu)成。優(yōu)選第一拐點(diǎn)78距前緣31r的軸向位置為相對(duì)于軸弦長Cx的比例為大約40％至60％的位置。

另外，轉(zhuǎn)子11D的外周面21D的比動(dòng)葉片列12D的后緣32r靠下游側(cè)的部分形成為使在動(dòng)葉片列12D的安裝部分縮小的子午面流道高度增加的彎曲面。該部分的具體的結(jié)構(gòu)具有位于第二曲面77的下游側(cè)且與第二曲面77順滑地連接并向環(huán)狀流道P的內(nèi)側(cè)凸的形狀的第三曲面79、位于第三曲面79的下側(cè)且與第三曲面79順滑地連接并向環(huán)狀流道P的外側(cè)凸的形狀的第四曲面80及第三曲面79與第四曲面80之間的第二拐點(diǎn)81。

另外，動(dòng)葉片列12D的動(dòng)葉片的根部(無量綱葉片高度HD為從0至大約0.15)如圖19所示，其葉片出口角k2的葉片高度方向的分布向根方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)逐漸增加。另外，動(dòng)葉片的葉片高度中間部的葉片出口角k2的葉片高度方向的分布例如向根方向單調(diào)地減少。動(dòng)葉片的前端部的葉片出口角k2的根方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)的增加率以比動(dòng)葉片的葉片高度中間部的葉片出口角k2的根方向的增加率大的方式設(shè)定。

在本實(shí)施方式中，通過使環(huán)狀流道P的動(dòng)葉片列12D的內(nèi)周側(cè)壁面的下游側(cè)部分比其上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出，在局部緩和在容易產(chǎn)生角失速的動(dòng)葉片列12D的下游側(cè)部分的根部的流的減速。因此，抑制在動(dòng)葉片列12D的內(nèi)周側(cè)壁面的邊界層的發(fā)展，其結(jié)果，抑制角失速。

另外，在本實(shí)施方式中，由于動(dòng)葉片列12D的根部的葉片出口角的根方向(環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面方向)的增加率比其葉片高度中間部的葉片出口角的根方向的增加率大，因此，能抑制由環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面的鼓出引起的在動(dòng)葉片列12D的出口的流出角的過度的減少。因此，能使動(dòng)葉片列12D相對(duì)于后續(xù)靜葉片列14的流入條件適當(dāng)化。

根據(jù)上述的本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的第三實(shí)施方式的變形例，能得到與上述的第三實(shí)施方式相同的效果。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的軸流壓縮機(jī)及具備該軸流壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)施方式，通過使環(huán)狀流道的壁面20A、20C、21D、23、23B中的動(dòng)葉片列12C、12D及靜葉片列14、14A、14B的至少一方所處的部分的下游側(cè)比上游側(cè)向環(huán)狀流道P鼓出，在局部抑制在流道壁面20A、20C、21D、23、23B的邊界層的發(fā)展，因此，能抑制在由葉片列12C、12D、14、14A、14B的葉片面與流道壁面23、20A、23B、20C、21D形成的角部的流的剝離。另外，通過使葉片的鼓出的流道壁面?zhèn)鹊娜~片端部的葉片出口角的流道壁面方向的增加率比葉片高度中間部的葉片出口角的增加率大，能抑制由流道壁面20A、20C、21D、23、23B的鼓出引起的在葉片列12C、12D、14、14A、14B的出口的流的流出角的過度的減少，因此能使相對(duì)于后續(xù)葉片列的流入條件適當(dāng)化。其結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)整體的效率的提高及壓縮機(jī)的可靠性的確保。

[其他實(shí)施方式]

另外，在上述第一至第二實(shí)施方式中，假想最終級(jí)，表示在靜葉片列14、14A、14B的葉片端護(hù)罩18、18A、18B的內(nèi)周側(cè)隔著間隙G配置作為靜止部件的內(nèi)周側(cè)外殼15的結(jié)構(gòu)上使用本發(fā)明的例子，但靜葉片列的葉片端護(hù)罩與作為旋轉(zhuǎn)部件的與轉(zhuǎn)子11對(duì)置的那樣的結(jié)構(gòu)也能應(yīng)用本發(fā)明。該情況下，無論在葉片端護(hù)罩與轉(zhuǎn)子11之間存在的間隙的狀況如何，由于從該間隙流出的泄漏流，環(huán)狀流道P的內(nèi)周側(cè)壁面附近的邊界層均受到影響。因此，本發(fā)明是抑制角失速的有效結(jié)構(gòu)。

另外，在上述第一實(shí)施方式及其變形例中，表示使環(huán)狀流道P的靜葉片列14、14A的內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的壁面23、20A由第一圓筒面25、45、與第一圓筒面25、45順滑地連接的第一曲面26、46、與第一曲面26、46順滑地連接的第二曲面27、47、第一曲面26、46與第二曲面27、47之間的拐點(diǎn)28、48、與第二曲面27、47順滑地連接的第二圓筒面29、49構(gòu)成的例子。但是，環(huán)狀流道P的靜葉片列14、14A的壁面只要是靜葉片列14、14A的下游側(cè)部分比上游側(cè)部分向環(huán)狀流道P鼓出的形狀，則能至少由第一曲面26、46、與第一曲面順滑地連接的第二曲面27、47、第一曲面26、46與第二曲面27、47之間的拐點(diǎn)28、48構(gòu)成。

另外，在上述的第三實(shí)施方式中，表示沒有護(hù)罩的動(dòng)葉片列12C應(yīng)用本發(fā)明的例子。即，使動(dòng)葉片列12C的動(dòng)葉片的前端面形成為與外殼13C的內(nèi)周面20C的鼓出形狀對(duì)應(yīng)的彎曲面。相對(duì)于此，在前端具有護(hù)罩的動(dòng)葉片列也能應(yīng)用本發(fā)明。在該情況下，使護(hù)罩的外周面形成為與外殼13C的內(nèi)周面20C的鼓出形狀相應(yīng)的彎曲面。

另外，本發(fā)明未限定于上述第一至第三實(shí)施方式的變形例，包括多種變形例。上述的實(shí)施方式為了使本發(fā)明容易明白而詳細(xì)地說明，未限定于必須包括說明的全部的結(jié)構(gòu)。例如，能將某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，另外，也能在某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)上追加其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。另外，對(duì)于各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分，也能進(jìn)行其他結(jié)構(gòu)的追加、刪除、置換。