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Compressor for jet engine and jet engine

阅读:712发布:2024-02-25

专利汇可以提供Compressor for jet engine and jet engine专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To improve compression efficiency in a high pressure compressor 19, by reducing a large area of an energy loss in the vane surface of a stator vane 47 and the wall surface of a diffuser 49.
SOLUTION: A part over the rear edge from the front edge of the stator vane 47 of a high pressure compressor stator 23 of the final stage on the wall surface on the inside in the radial direction of a core flow passage 7, is transferred to a convex second curved surface SR from a concave first curved surface FR, and an inflection point IP transferred to the second curved surface SR from the first curved surface FR is a point separated by the 70-85% cord length from the front edge of the stator vane 47 of the high pressure compressor stator 23 of the final stage.
COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT,下面是Compressor for jet engine and jet engine专利的具体信息内容。

  • ジェットエンジンにおける筒状のエンジンケース内に形成された環状のコア流路内に取り入れた空気を圧縮するジェットエンジン用圧縮機において、
    前記エンジンケースの一部を構成する筒状の圧縮機ケースと、
    前記圧縮機ケース内に軸方向に沿って回転可能に設けられ、軸心周りに回転可能なディスク、及び前記ディスクの外周面に等間隔に一体的に設けられかつ前記コア流路内に位置する複数の動翼を備えた複数段の圧縮機ロータと、
    前記圧縮機ケース内に軸方向に沿って複数段の前記圧縮機ロータと交互に設けられ、周方向に等間隔に配設されかつ前記コア流路内に位置する複数の静翼を備えた複数段の圧縮機ステータと、を具備し、
    最終段の前記圧縮機ステータの各静翼が前記圧縮機ケースを支持する機能を持つように、最終段の前記圧縮機ステータにおける各静翼は、他の段の前記圧縮機ステータの各静翼に比べて、コード長が長くなっており、最終段の前記圧縮機ステータと前記ジェットエンジンにおける燃焼器の間に、前記コア流路の一部を構成しかつ圧縮空気を減速させて前記燃焼器へ送り出す環状のディフューザが形成されてあって、
    前記コア流路の径方向内側の壁面における最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁側と後縁側の間の部位は、凹形状の第1曲面から凸形状の第2曲面に遷移しており、前記第1曲面から前記第2曲面に遷移する変曲点は、最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁から70〜85%コード長だけ離れた点であることを特徴とするジェットエンジン用圧縮機。
  • 前記ディフューザの流路中心の沿う方向に対応して、最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁は、ハブ側がチップ側よりも下流側又は上流側に位置するようにスイープさせていることを特徴とする請求項1に記載のジェットエンジン用圧縮機。
  • 前記ディフューザの流路中心の沿う方向に対応して、最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼のキャンバ角は、中央スパン側からチップ側又はハブ側にかけて徐々に小さくなっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のジェットエンジン用圧縮機。
  • 請求項1から請求項3のうちのいずれかの請求項に記載のジェットエンジン用圧縮機を具備したことを特徴とするジェットエンジン。
  • 说明书全文

    本発明は、ジェットエンジンにおける筒状のエンジンケース内に形成された環状のコア流路内に取り入れた空気を圧縮するジェットエンジン用圧縮機等に関する。

    従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機について図9及び図10を参照して説明する。 なお、図中、「F」は、前方向(上流方向)、「R」は、後方向(下流方向)を指している。

    図9に示すように、従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機101は、筒状の圧縮機ケース103を具備しており、この圧縮機ケース103は、ジェットエンジンにおける筒状のエンジンケース105の一部を構成するものである。 また、圧縮機ケース103内には、複数段(最終段のみ図示)の圧縮機ロータ107が軸方向(圧縮機ケース103の軸方向)に沿って回転可能に設けられており、各段の圧縮機ロータ107は、軸心(圧縮機ケース103の軸心)周りに回転可能なディスク109、及びこのディスク109の外周面に等間隔に設けられかつエンジンケース105内に形成されたコア流路111に位置する複数(1つのみ図示)の動翼113を備えている。 更に、圧縮機ケース103内には、複数段(最終段のみ図示)の圧縮機ステータ115が軸方向に沿って複数段の圧縮機ロータ107と交互に設けられており、各段の圧縮機ステータ115は、周方向に等間隔に配設されかつコア流路111に位置する複数(1つのみ図示)の静翼117を備えている。

    最終段の圧縮機ステータ115とジェットエンジンにおける燃焼器119の間には、圧縮空気(圧縮した空気)を減速させて燃焼器119へ送り出す環状のディフューザ121が形成されており、このディフューザ121は、コア流路111の一部を構成するものである。 また、ディフューザ121内には、圧縮機ケース103を支持する複数のストラット123が周方向に間隔を置いて設けられている。

    従って、ジェットエンジン用圧縮機101の駆動によって複数段の圧縮機ロータ107を回転させることにより、複数段の圧縮機ロータ107と複数段の圧縮機ステータ115の協働によりコア流路111内に取り入れた空気を圧縮することができる。 そして、ディフューザ121によって前記圧縮空気を減速させて燃焼器119へ送り出す。

    ところで、近年、ジェットエンジンの軽量化を図るために種々の開発がなされており、その一環として、図10に示すようなストラット123を省略したジェットエンジン用圧縮機125も開発されている。 具体的には、最終段の圧縮機ステータ115の複数の静翼(最終段の静翼)117に圧縮機ケース103を支持する機能(ストラットとしての機能)を持たせるように、最終段の圧縮機ステータ115の各静翼(最終段の各静翼)117は、他の段の圧縮機ステータ117の各静翼(他の段の各静翼)117に比べて、肉厚が厚くかつコード長が長くなっている。 これにより、ストラット123を具備した従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機101に比べて、最終段の圧縮機ステータ115の入口からディフューザ121の出口までの長さを短くして、換言すれば、ジェットエンジンの軸長を短くして、ジェットエンジンの軽量化を図ることができる。

    なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。

    特開2003−13748公報

    特開平08−61093号公報

    しかしながら、ストラットを省略した従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機125は、最終段の圧縮機ステータ117の入口からディフューザ121の出口までの長さを短くして、ジェットエンジンの軽量化を図ることができるものの、最終段の圧縮機ステータ117の入口からディフューザ121の出口までの長さを短くした分だけ、最終段の圧縮機ステータ117の入口からディフューザの出口までの間で前記圧縮空気を急減速させる必要がある。 そのため、図11(a)(b)に示すように、最終段の静翼117の翼面近傍及びディフューザ121の壁面近傍に前記圧縮空気の流れの剥離によるエネルギー損失の大きい領域(エネルギー損失の非常に大きい領域を含む)が生じて、ジェットエンジン用圧縮機125の圧縮効率の低下を招くと共に、ディフューザ121の壁面近傍におけるエネルギー損失の大きな領域(低エネルギー流体)の存在によって前記圧縮空気の流れの方向が燃焼器119の要求する方向に対して変化してしまい、燃焼器119の燃焼効率の低下を招くという問題がある。 なお、図11(a)(b)におけるエネルギー損失の大きい領域は、3次元定常粘性CFD(Computational Fluid Dynamics)解析により求めたものである。

    そこで、本発明は、前述の課題を解決することができる、新規な構成のジェットエンジン用圧縮機等を提供することを目的とする。

    本発明の発明者は、前述の課題を解決するために、試行錯誤を繰り返した結果、図2に示すように、コア流路の径方向内側の壁面(ハブ側の壁面)における最終段の圧縮機ステータの静翼(最終段の静翼)の前縁側から後縁側の間の部位(所定の部位、より具体的には、最終段の静翼の前縁から後縁にかけての部位)が適正な変曲点を基準として凹形状の第1曲面から凸形状の第2曲面に遷移させた場合に、コア流路の径方向内側の壁面における所定の部位が直線である場合(図10に示すような場合)の解析結果(図11(a)(b)参照)に比べて、図3(a)(b)に示すように、静翼の翼面及びディフューザの壁面におけるエネルギー損失の大きな領域を縮小することができるという、新規な知見を得ることができ、本発明を完成するに至った。 これは、コア流路における最終段の圧縮機ステータの入口付近での圧縮空気の減速を大きくすることにより、結果的に、コア流路における最終段の圧縮機ステータの出口付近での圧縮空気の減速を緩やかにさせたことによるものと考えられる。 ここで、適正な変曲点とは、最終段の圧縮機ステータの静翼の前縁から70〜85%コード長、好ましくは、75〜80%コード長だけ離れた点である。 なお、図3(a)(b)におけるエネルギー損失の大きい領域は、3次元定常粘性CFD解析により求めたものである。

    本発明の第1の特徴は、ジェットエンジンにおける筒状のエンジンケース内に形成された環状のコア流路内に取り入れた空気を圧縮するジェットエンジン用圧縮機において、前記エンジンケースの一部を構成する筒状の圧縮機ケースと、前記圧縮機ケース内に軸方向(前記圧縮機ケースの軸方向)に沿って回転可能に設けられ、軸心(前記圧縮機ケースの軸心)周りに回転可能なディスク、及び前記ディスクの外周面に等間隔に一体的に設けられかつ前記コア流路内に位置する複数の動翼を備えた複数段の圧縮機ロータと、前記圧縮機ケース内に軸方向に沿って複数段の前記圧縮機ロータと交互に設けられ、周方向に等間隔に配設されかつ前記コア流路内に位置する複数の静翼を備えた複数段の圧縮機ステータと、を具備し、最終段の前記圧縮機ステータの各静翼が前記圧縮機ケースを支持する機能(ストラットとしての機能)を持つように、最終段の前記圧縮機ステータにおける各静翼は、他の段の前記圧縮機ステータの各静翼に比べて、コード長が長くなっており、最終段の前記圧縮機ステータと前記ジェットエンジンにおける燃焼器の間に、前記コア流路の一部を構成しかつ圧縮空気を減速させて前記燃焼器へ送り出す環状のディフューザが形成されてあって、前記コア流路の径方向内側の壁面(ハブ側の壁面)における最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁から後縁にかけての部位(所定の部位)は、凹形状の第1曲面から凸形状の第2曲面に遷移しており、前記第1曲面から前記第2曲面に遷移する変曲点は、最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁から70〜85%コード長だけ離れた点であることを要旨とする。

    第1の特徴によると、前記ジェットエンジン用圧縮機の駆動によって複数段の前記圧縮機ロータを回転させることにより、複数段の前記圧縮機ロータと複数段の前記圧縮機ステータの協働により前記コア流路内に取り入れた空気を圧縮することができる。 そして、前記ディフューザによって前記圧縮空気を減速させて前記燃焼器へ送り出す。

    また、最終段の前記圧縮機ステータの各静翼に前記圧縮機ケースを支持する機能を持たせるようにしているため、前記ジェットエンジン用圧縮機からストラットを省略することができる。 これにより、前記ストラットを具備したジェットエンジン用圧縮機(図9参照)に比べて、最終段の前記圧縮機ステータの入口から前記ディフューザの出口までの長さを短くして、換言すれば、前記ジェットエンジンの軸長を短くして、前記ジェットエンジンの軽量化を図ることができる。

    そして、前記コア流路の径方向内側の壁面における所定の部位が凹形状の前記第1曲面から凸形状の前記第2曲面に遷移しており、前記第1曲面から前記第2曲面に遷移する変曲点が最終段の前記圧縮機ステータの前記静翼の前縁から70〜85%コード長だけ離れた点であるため、前述の新規な知見を適用すると、前記コア流路の径方向内側の壁面における所定の部位が直線である場合に比べて、前記静翼の翼面及び前記ディフューザの壁面におけるエネルギー損失の大きな領域を縮小することができる。

    本発明の第2の特徴は、ジェットエンジンにおいて、第1の特徴からなるジェットエンジン用圧縮機を具備したことを特徴とする。

    第2の特徴によると、第1の特徴による作用と同様の作用を奏する。

    本発明によれば、前記ジェットエンジンの軸長を短くして、前記ジェットエンジンの軽量化を図った上で、前記コア流路の径方向内側の壁面における所定の部位が直線である場合に比べて、前記静翼の翼面及び前記ディフューザの壁面におけるエネルギー損失の大きな領域を縮小することができるため、前記ジェットエンジン用圧縮機の圧縮効率を向上させると共に、前記圧縮空気の流れの方向の前記燃焼器の要求する方向に対する変化を抑えて、前記燃焼器の燃焼効率を高めることができる。

    本発明の実施形態に係るジェットエンジン用高圧圧縮機の要部を示す模式的な側面図である。

    本発明の発明者が見出した新規な知見を説明する図である。

    図3(a)は、新規な知見に係る最終段の静翼の負圧面近傍及びディフューザにおけるエネルギー損失の大きな領域を示す子午面からの模式的な図、図3(b)は、新規な知見に係るディフューザの出口近傍におけるエネルギー損失の大きな領域を示す図3(a)のIIIB矢視からの模式的な図である。

    本発明の実施形態に係るジェットエンジンの側面図であって、上側半分を断面している。

    本発明の実施形態の変形例1に係る最終段の静翼の周辺を示す模式的な側面図である。

    図6(a)は、本発明の実施形態の変形例1に係る最終段の静翼の負圧面近傍及びディフューザにおけるエネルギー損失の大きな領域を示す子午面方向からの模式的な図、図6(b)は、本発明の実施形態の変形例1に係るディフューザの出口近傍におけるエネルギー損失の大きな領域を示す図6(a)のVIB矢視からの模式的な図である。

    図7(a)は、本発明の実施形態の変形例2に係る最終段の静翼のチップ側の翼断面を示す図、図7(b)は、本発明の実施形態の変形例2に係る最終段の静翼の中央スパン側の翼断面を示す図である。

    図8(a)は、本発明の実施形態の変形例2に係る最終段の静翼の負圧面近傍及びディフューザにおけるエネルギー損失の大きな領域を示す子午面方向からの模式的な図、図8(b)は、本発明の実施形態の変形例2に係るディフューザの出口近傍におけるエネルギー損失の大きな領域を示す図8(a)のVIIIB矢視からの模式的な図である。

    従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機を示す模式的な側面図である。

    ストラットを省略した従来技術に係るジェットエンジン用圧縮機を示す模式的な側面図である。

    図11(a)は、従来技術に係る最終段の静翼の負圧面近傍及びディフューザにおけるエネルギー損失の大きな領域を示す子午面方向からの模式的な図、図11(b)は、従来技術に係るディフューザの出口近傍におけるエネルギー損失の大きな領域を示す図11(a)のXIB矢視からの模式的な図である。

    本発明の実施形態について図1から図8を参照して説明する。 なお、図中、「F」は、前方向(上流方向)、「R」は、後方向(下流方向)を指している。

    図4に示すように、本発明の実施の形態に係るジェットエンジン1は、航空機に搭載されるエンジンであって、筒状のエンジンケース3をベースとして具備しており、このエンジンケース3には、筒状のカウル5が囲むように設けられている。 また、エンジンケース3内には、環状のコア流路(主流路)7が形成されており、カウル5とエンジンケース3の間には、環状のバイパス流路9が形成されている。

    エンジンケース3の前部には、コア流路7及びバイパス流路9に空気を取入れるファン(ファンロータ)11が回転可能に設けられている。 そして、エンジンケース3内におけるファン11の後側には、主流路7内に取り入れた空気を低圧圧縮する低圧圧縮機13が設けられている。 また、低圧圧縮機13は、エンジンケース3内に軸方向(エンジンケース3の軸方向)に沿って回転可能に設けられた複数段の低圧圧縮機ロータ15、及びエンジンケース3内に軸方向に沿って複数段の低圧圧縮機ロータ15と交互に設けられた複数段の低圧圧縮機ステータ17を備えている。

    エンジンケース3内における低圧圧縮機13の後方側には、低圧圧縮された圧縮空気を高圧圧縮する高圧圧縮機19が設けられている。 また、高圧圧縮機19は、エンジンケース3内に軸方向に沿って回転可能に設けられた複数段の高圧圧縮機ロータ21、及びエンジンケース3内に軸方向に沿って複数段の高圧圧縮機ロータ21に交互に設けられた複数段の高圧圧縮機ステータ23を備えている。 なお、高圧圧縮機19の構成の詳細については、後述する。

    エンジンケース3内における高圧圧縮機19の後側には、圧縮空気中で燃料を燃焼させる環状の燃焼器25が設けられている。 また、燃焼器25は、周方向に配設されかつ燃料を噴射する複数(1つのみ図示)の噴射ノズル27を備えている。

    エンジンケース3内における燃焼器25の後側には、高圧タービン29が設けられており、この高圧タービン29は、燃焼器25からの燃焼ガスの膨張によって駆動すると共に高圧圧縮機19を連動して駆動させるものである。 また、高圧タービン29は、エンジンケース3内に軸方向に沿って回転可能に設けられた複数段(2段)の高圧タービンロータ31、及びエンジンケース3内に軸方向に沿って複数段の高圧タービンロータ31の間に挟まれるように設けられた高圧タービンステータ33を備えている。 ここで、複数段の高圧タービンロータ31は、複数段の高圧圧縮機ロータ21に一体的に連結してある。

    エンジンケース3内における高圧タービン29の後方側には、低圧タービン35が設けられており、この低圧タービン35は、燃焼ガスの膨張によって駆動する共に低圧圧縮機13及びファン11を連動して駆動させるものである。 また、低圧タービン35は、エンジンケース3内に軸方向に沿って回転可能に設けられた複数段の低圧タービンロータ37、及びエンジンケース3内に軸方向に沿って複数段の低圧タービンロータ37と交互に設けられた複数段の低圧タービンステータ39を備えている。 ここで、複数段の低圧タービンロータ37は、複数段の低圧圧縮機ロータ15及びファン11に一体的に連結してある。

    続いて、ジェットエンジン1の一般的な動作について説明する。

    適宜のスタータ装置(図示省略)の作動によって高圧圧縮機19を駆動して、複数段の高圧圧縮機ロータ21を回転させる。 これにより、ジェットエンジン1の稼働を開始することができる。

    ジェットエンジン1の稼動開始後に、燃焼器25によって圧縮空気の中で燃料を燃焼させることにより、燃焼ガスの膨張によって高圧タービン29及び低圧タービン35を駆動させて、複数段の高圧タービンロータ31及び複数段の低圧タービンロータ37を回転させる。 また、高圧タービン29によって高圧圧縮機19を連動して駆動させて、複数段の高圧圧縮機ロータ21を回転させると共に、低圧タービン35によって低圧圧縮機13及びファン11を連動して駆動させて、複数段の低圧圧縮機ロータ15及びファン11を回転させる。 これにより、ファン11によって空気をコア流路7及びバイパス流路9に取り入れて、低圧圧縮機13によってコア流路7に取り入れた空気を低圧圧縮し、更に、高圧圧縮機19によって低圧圧縮された圧縮空気を高圧圧縮することができる。

    前述のような一連の動作(ファン11の駆動、低圧圧縮機13の駆動、高圧圧縮機19の駆動、燃焼器25による燃焼、高圧タービン29の駆動、低圧タービン35の駆動)が連続して行われることにより、ジェットエンジン1を適切に稼働させることができ、コア流路7から噴射される燃焼ガス及びバイパス流路9から噴射される空気によって推進を得ることができる。

    続いて、本発明の実施形態の要部である高圧圧縮機(ジェットエンジン用高圧圧縮機)19の詳細について説明する。

    図1に示すように、本発明の実施形態に係る高圧圧縮機19は、筒状の高圧圧縮機ケース41を具備しており、この高圧圧縮機ケース41は、エンジンケース3の一部を構成するものである。 また、高圧圧縮機ケース41内には、前述のように、複数段(図1には最終段のみ図示)の高圧圧縮機ロータ21が軸方向(高圧圧縮機ケース41の軸方向)に沿って設けられており、各段の高圧圧縮機ロータ21は、軸心(高圧圧縮機ケース41の軸心)周りに回転可能なディスク43、及びこのディスク43の外周面に等間隔に設けられかつコア流路7に位置する複数の動翼45を備えている。

    高圧圧縮機ケース41内には、前述のように、複数段(図1には最終段のみ図示)の高圧圧縮機ステータ23が軸方向に沿って複数段の高圧圧縮機ロータ21と交互に設けられており、各段の高圧圧縮機ステータ23は、周方向に等間隔に配設されかつコア流路7に位置する複数(図1には1つのみ図示)の静翼47を備えている。 そして、最終段の高圧圧縮機ステータ23の各静翼(最終段の各静翼)47が高圧圧縮機ケース41を支持する機能(ストラットとしての機能)を持つように、最終段の高圧圧縮機ステータ23における各静翼47は、他の段の高圧圧縮機ステータ23の各静翼(他の段の各静翼)47に比べて、コード長が長くなっている。 なお、最終段の高圧圧縮機ステータ23における各静翼47は、他の段の各静翼47に比べて、肉厚が厚くなっていることが望ましい。

    最終段の高圧圧縮機ステータ23と燃焼器25の間には、圧縮空気を減速させて燃焼器25へ送り出す環状のディフューザ49が形成されており、このディフューザ49は、コア流路7の一部を構成するものである。

    そして、コア流路7の径方向内側の壁面(ハブ側の壁面)における最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼47の前縁から後縁にかけての部位(所定の部位)は、凹形状の第1曲面FRから凸形状の第2曲面SRに遷移している。 また、第1曲面FRから第2曲面SRに遷移する変曲点IPは、最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼47の前縁から70〜85%コード長、好ましくは、75〜80%コード長だけ離れた点である。 ここで、変曲点IPを最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼47の前縁から70%コード長以上離れるようにしたのは、70%コード長未満しか離れていないとすると、コア流路7における最終段の高圧圧縮機ステータ23の入口付近での圧縮空気の減速を大きくすることが困難になるからである。 一方、変曲点IPを最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼47の前縁から85%コード長を超えて離れないようにしたのは、85%コード長を超えて離れると、コア流路7における最終段の高圧圧縮機ステータ23の出口付近での圧縮空気の減速を緩やかにさせることが困難になるからである。 なお、所定の部位は、静翼47の前縁から後縁にかけての部位に限られるものでなく、静翼47の前縁側と後縁側の間の部位であれば構わない。

    続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

    前述のように、高圧圧縮機19の駆動によって複数段の高圧圧縮機ロータ21を回転させることにより、複数段の高圧圧縮機ロータ21と複数段の高圧圧縮機ステータ23の協働によりコア流路7内に取り入れた空気を高圧圧縮することができる。 そして、ディフューザ49によって圧縮空気を減速させて燃焼器25へ送り出す。

    また、最終段の高圧圧縮機ステータ23の各静翼47に高圧圧縮機ケース41を支持する機能を持たせるようにしているため、高圧圧縮機19からストラットを省略することができる。 これにより、ストラットを具備したジェットエンジン用圧縮機(図9参照)に比べて、最終段の高圧圧縮機ステータ23の入口からディフューザ49の出口までの長さを短くして、換言すれば、ジェットエンジン1の軸長を短くして、ジェットエンジン1の軽量化を図ることができる。

    そして、コア流路7の径方向内側の壁面における所定の部位が凹形状の第1曲面FRから凸形状の第2曲面SRに遷移しており、第1曲面FRから第2曲面SRに遷移する変曲点IPが最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼47の前縁から70〜85%コード長だけ離れた点であるため、前述の新規な知見を適用した解析結果(図3(a)(b)参照)と、コア流路7の径方向内側の壁面における所定の部位が直線である場合(図10参照)の解析結果(図11(a)(b)参照)とから、静翼47の翼面及びディフューザ49の壁面におけるエネルギー損失の大きな領域(エネルギー損失の非常に大きな領域を含む)を縮小することが判明した。

    従って、本発明の実施形態によれば、ジェットエンジン1の軸長を短くして、ジェットエンジン1の軽量化を図った上で、コア流路7の径方向内側の壁面における所定の部位が直線である場合に比べて、静翼47の翼面及びディフューザ49の壁面におけるエネルギー損失の大きな領域を縮小することができるため、高圧圧縮機19の圧縮効率を向上させると共に、圧縮空気の流れの方向の燃焼器25の要求する方向に対する変化を抑えて、燃焼器25の燃焼効率を高めることができる。

    (変形例1)
    本発明の実施形態の変形例1について図5及び図6(a)(b)を参照して説明する。

    図5に示すように、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して、具体的には、ディフューザ49の流路中心PCが下流側に向かって高圧圧縮機ケース41の軸心に徐々に近づくようになっていることに対応して、最終段の高圧圧縮機ステータ23の静翼(最終段の静翼)47の前縁は、ハブ側(基端側)がチップ側(先端側)よりも下流側に位置するようにスイープさせている。

    ここで、最終段の静翼47の前縁のハブ側の入射θhは、9°であって、最終段の静翼47の前縁のチップ側の入射角θtは、15°である。 また、最終段の静翼47の前縁のハブ側から60%スパン長までの部位は、直線状になっており、最終段の静翼47の前縁の60%スパン長からチップ側までの部位は、二次曲線状になっている。

    本発明の実施形態の変形例1によると、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して最終段の静翼47の前縁をスイープさせているため、最終段の静翼47の前縁をスイープさせない場合(図1に示す場合)の解析結果(図3(a)(b)参照)に比べて、図6(a)(b)に示すように、ディフューザ49の壁面におけるエネルギー損失の大きな領域(エネルギー損失の非常に大きな領域を含む)をより縮小することができることが判明した。 なお、図6(a)(b)におけるエネルギー損失の大きい領域は、3次元定常粘性CFD解析にをより求めたものである。

    従って、本発明の実施形態の変形例1によれば、前述の本発明の実施形態の効果をより高めることができる。

    なお、ディフューザ49の流路中心PCが下流側に向かって高圧圧縮機ケース41の軸心に徐々に遠ざかるようになっている場合には、最終段の静翼47の前縁をハブ側がチップ側よりも上流側に位置するようにスイープさせることが望ましい。

    (変形例2)
    本発明の実施形態の変形例2について図7及び図8(a)(b)を参照して説明する。

    図7に示すように、本発明の実施形態の変形例1と同様に、最終段の静翼47の前縁をスイープさせた上で、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して、具体的には、ディフューザ49の流路中心PCが下流側に向かって高圧圧縮機ケース41の軸心に徐々に近づくようになっていることに対応して、最終段の静翼47のキャンバ角は、中央スパン側からチップ側にかけて徐々に小さくなっている。 なお、最終段の静翼47のキャンバ角は、(入口スワール角θg)−(出口スワール角θe)によって決定されるものである。

    本発明の実施形態の変形例2によると、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して最終段の静翼47の前縁をスイープさせた上で、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して、最終段の静翼47のキャンバ角を中央スパン側からチップ側にかけて徐々に小さくなるようにしているため、最終段の静翼47の前縁をスイープさせない場合(図1に示す場合)の解析結果(図3(a)(b)参照)に比べて、図8(a)(b)に示すように、ディフューザ49の壁面におけるエネルギー損失の大きな領域(エネルギー損失の非常に大きな領域を含む)をより一層縮小することができることが判明した。 なお、図8(a)(b)におけるエネルギー損失の大きい領域は、3次元定常粘性CFD解析により求めたものである。

    従って、本発明の実施形態の変形例2によれば、前述の本発明の実施形態の効果をより一層高めることができる。

    なお、ディフューザ49の流路中心PCが下流側に向かって高圧圧縮機ケース41の軸心に徐々に遠ざかるようになっている場合には、最終段の静翼47のキャンバ角を中央スパン側からハブ側にかけて徐々に小さくなるようすることが望ましい。

    また、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して最終段の静翼47の前縁をスイープさせないで、ディフューザ49の流路中心PCの沿う方向に対応して、最終段の静翼47のキャンバ角を中央スパン側からチップ側にかけて徐々に小さくなるようにした場合にも、図示は省略するが、図8(a)(b)に示すような解析結果と同様の解析結果を得ることが判明した。

    なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。 また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

    1 ジェットエンジン 3 エンジンケース 5 カウル 7 コア流路 7 主流路 9 バイパス流路11 ファン13 低圧圧縮機19 高圧圧縮機21 高圧圧縮機ロータ23 高圧圧縮機ステータ25 燃焼器29 高圧タービン35 低圧タービン41 高圧圧縮機ケース43 ディスク45 動翼47 静翼49 ディフューザFR 第1曲面SR 第2曲面IP 変曲点PC 流路中心

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