[發明專利]軸流壓縮機、具備該軸流壓縮機的燃氣輪機及軸流壓縮機的靜葉片

有效

• 申請號: 201610601568.8
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN106402038B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 柴田貴范;大村尚登;明連千尋;高橋康雄
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F04D29/54
• 分類號: F04D29/54
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊;嚴星鐵

本發明提供一種軸流壓縮機、具備其的燃氣輪機及用于其的靜葉片，其通過抑制葉片列的角失速并使后續葉片列的流入條件適當化，實現壓縮機整體的效率提高及確保可靠性。軸流壓縮機(1)具備多個由配置于動作流體流通的環狀流道(P)內的多個動葉片構成的動葉片列(12)及由多個靜葉片構成的靜葉片列(14)，環狀流道的內周側及外周側的至少一方的壁面的、動葉片列及靜葉片列的至少一方所處的部分具有以其下游側部分比上游側部分向環狀流道鼓出的方式彎曲的鼓出部(24)，位于具有鼓出部的壁面(23)的葉片列的葉片在具有鼓出部的壁面側的葉片端部的葉片出口角的壁面方向的增加率比在葉片高度中間部的葉片出口角的上述壁面方向的增加率大。

技術領域

本發明涉及軸流壓縮機、具備該軸流壓縮機的燃氣輪機及軸流壓縮機的靜葉片。

背景技術

在軸流壓縮機中，通過配置于動作流體流通的環狀流道的圓周方向的多個動葉片及多個靜葉片形成動葉片列及靜葉片列。利用一組動葉片列及靜葉片列構成一個級，具備多級的級。

近年來，在軸流壓縮機中，要求兼具高壓力比化和由級的削減帶來的低成本化的高負荷化。在高負荷壓縮機的亞音速葉片中，由于在環狀流道中的葉片所處的內周側或外周側的壁面(葉片的壁面)的邊界層的發展，二次流增加，因此，在由葉片面與流道壁面形成的角部產生流的失速(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高性能的高負荷壓縮機的重要課題。

例如，作為能避免在流道壁面(葉片的壁面)附近的流的剝離，且能同時提高壓縮機的效率與失速容限的壓縮機的靜葉片，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1)。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2001-132696號公報

順便地，當在上游葉片列的流出角在葉片高度方向(徑向)不一樣時(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的泄漏流流入比葉片列靠上游側的環狀流道的情況下，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，認為并未充分考慮這些的影響。即，在具備專利文獻1所記載的靜葉片的壓縮機中，當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于主流的流動方向較大地扭轉(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于主流較大地扭轉的可能性，無法壁面角失速。

這種流的剝離、失速會引起抖動、喘振等非穩定的流體振動，因此，存在壓縮機的可靠性下降的可能性。另外，流的剝離的影響未限定于產生剝離的葉片。即，由于流的剝離，相對于下游側的葉片的流入角在葉片高度方向不一樣化，因此，有可能導致在后續葉片列的壓力損失的增加、壓縮機的可靠性的降低。在該情況下，導致作為壓縮機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，則相對于下游側的葉片的流入角也不一樣化。該情況下，也存在導致在后續葉片列的壓力損失的增加、壓縮機的可靠性下降的可能性。

發明內容

本發明是為了解決上述問題點而進行的，其目的在于提供能抑制葉片的角失速，并且使相對于后續葉片列的流的流入條件適當化，能提高壓縮機整體的效率及確保可靠性的軸流壓縮機、具備該軸流壓縮機的燃氣輪機及軸流壓縮機的靜葉片。

為了解決上述課題，例如采用保護范圍所記載的結構。