(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械（５０）における流体の流れを制御するための装置（１１）であって、
複数の固定ブレード（１１０）と、
複数の調整可能ブレード（１１１）とを備え、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々は、基準配向に対して最小角度と最大角度との間を回転するように固定軸（１００）を中心に旋回運動し、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々は、前記調整可能ブレード（１１１）が前記基準配向にあるときに実質的に旋回が抑えられた流れを供給し、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々に対して、前記固定軸（１００）は、前記調整可能ブレード（１１１）の圧力中心（４００Ｃ）に実質的に位置し、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々に対して、前記圧力中心（４００Ｃ）は、前記調整可能ブレード（１１１）が前記基準配向にあるときに評価され、
前記複数の調整可能ブレード（１１１）の少なくとも１つと、前記複数の調整可能ブレード（１１１）の前記少なくとも１つに対して実質的に上流に隣接する前記固定ブレード（１１０）の少なくとも１つとの間の相互作用がコアンダ効果を生成するように、前記複数の調整可能ブレード（１１１）が反りを有し、前記複数の固定ブレード（１１０）の下流に隣接して配置されている、
装置（１１）。
【請求項２】
前記固定ブレード（１１０）の各々が、後縁（１５）を備え、前記後縁（１５）が、正圧側（２５）を備え、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々が、前縁（１６）を備え、前記前縁（１６）が、負圧側（２６）を備え、
前記調整可能ブレード（１１１）の各々に対して、前記調整可能ブレード（１１１）が前記最小角度に到達するとき、前記前縁（１６）の前記負圧側（２６）と前記後縁（１５）の前記正圧側（２５）との間の距離が最小であり、その結果、前記前縁（１６）の前記負圧側（２６）と前記後縁（１５）の前記正圧側（２５）との間の通路（３００）の流体の流れが、実質的に加速される請求項１に記載の装置（１１）。
【請求項３】
前記複数の固定ブレード（１１０）が、ロングブレード（１１０Ａ）と、スプリッタブレード（１１０Ｂ）とを含む請求項１または２に記載の装置（１１）。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置（１１）が配置される、ターボ機械（５０）。
【請求項５】
前記固定軸（１００）が、前記ターボ機械（５０）の中心軸（２００）に平行である請求項４に記載のターボ機械（５０）。
【請求項６】
前記固定軸（１００）が、前記ターボ機械（５０）の中心軸（２００）と同一平面上にあり、前記固定軸（１００）が、前記ターボ機械（５０）の前記中心軸（２００）に対して傾斜している請求項４に記載のターボ機械（５０）。
【請求項７】
前記装置（１１）が、前記ターボ機械（５０）の戻りチャネルの一部である請求項４乃至６のいずれか１項に記載のターボ機械（５０）。
【請求項８】
前記ターボ機械（５０）が遠心圧縮機である請求項４乃至７のいずれか１項に記載のターボ機械（５０）。
【請求項９】
前記複数の調整可能ブレード（１１１）の前記少なくとも１つと前記固定ブレード（１１０）の前記少なくとも１つの双方が、前記戻りチャネルの周方向の一つの向きに向かって凸状であるキャンバーラインをそれぞれ有する請求項７に記載のターボ機械（５０）。
【請求項１０】
ターボ機械（５０）の流体の流れを制御するための方法であって、前記ターボ機械（５０）は、少なくとも１つの固定ブレード（１１０）と、反りを有し、前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）の下流にあり、前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）と空気力学的に相互作用する少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）とを備え、
前記方法は、前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）の圧力中心に位置した固定軸（１００）の周りで前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）を回転させることによって前記流れを制御するステップであって、前記圧力中心は、前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）が最小角度と最大角度との間の１つの配向にあるときに評価される、前記流れを制御するステップと、
前記少なくとも１つ調整可能ブレード（１１１）と前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）に対して実質的に上流に隣接する前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）との間の相互作用がコアンダ効果を生成するように、前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）を位置決めするステップとを含む、方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）と前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）との間の相互作用が正の角度の旋回を生成するように、前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）を位置決めするステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）は、基準配向に対して最小角度と最大角度との間を回転するように前記固定軸（１００）を中心に旋回運動するステップをさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記固定軸（１００）は前記少なくとも一つの調節可能ブレード（１１１）のゼロ旋回における前記圧力中心に位置する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの固定ブレード（１１０）が、正圧側（２５）である後縁（１５）を備え、
前記少なくとも一つの調整可能ブレード（１１１）が、負圧側（２６）である前縁（１６）を備え、
前記少なくとも１つ調整可能ブレード（１１１）と前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）の上流に隣接する前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）との間の相互作用がコアンダ効果を生成するように、前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）を位置決めするステップが、
前記少なくとも一つの調整可能ブレード（１１１）が前記最小角度に到達するとき、前記前縁（１６）の前記負圧側（２６）と前記後縁（１５）の前記正圧側（２５）との間の流体の流れが、実質的に加速されるような通路（３００）を形成するように、前記前縁（１６）の前記負圧側（２６）と前記後縁（１５）の前記正圧側（２５）との間の距離を最小化するステップを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの調整可能ブレード（１１１）と前記少なくとも１つの固定ブレード（１１０）の双方が、前記ターボ機械（５０）の戻りチャネルに配置され、当該戻りチャネルにおいて周方向の一つの向きに向かって凸状であるキャンバーラインをそれぞれ有する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題の実施形態は、ターボ機械の流れを制御するための装置、ターボ機械および方法に対応する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、流体と角運動量を交換するステータおよびロータブレード列を備える。角運動量を有する流体は、旋回流体とも呼ばれる。旋回は、回転速度の感覚が同じであれば正で、反対の場合は負であると言われる。
【０００３】
タービンでは、ステータブレード列は圧力降下によって流体に正の角運動量を発生する一方、ロータブレード列は流体からこの角運動量を抽出し、シャフトのトルクに変換する。
【０００４】
反対に、圧縮機では、ロータブレードはシャフトのトルクによって流体に正の角運動量を提供する一方、ステータブレード列はこの角運動量を流体圧力の増加に変換する。
【０００５】
この機構は、各段、すなわち、ロータおよびステータブレード列の各対に対して繰り返される。
【０００６】
圧縮機の場合、ステータブレード列の後の残留角運動量は、正もしくは負になることがあり、または当然、消滅する場合もある。その結果、流れが入口に旋回を生じさせない参考の場合と比較して、下流段は、それぞれ無負荷または過負荷と言われる。
【０００７】
事実、段の入口における正の角運動量は、出口で所与の量の正の角運動量を提供するために要求される作業を低減する。これは、段が同じ質量流量に対して吸収する動力が少ないことを意味し、したがって、それは無負荷と言われる。
【０００８】
逆の理由から、段の入口における負の角運動量は、同じ質量流に対する吸収動力を増加させる。このような状態では、段は、過負荷と言われる。
【０００９】
一般に、入口旋回がない場合と比較して、所与の質量流に対して圧縮機段によって生成されるポリトロープヘッドは、入口の角運動量が負（過負荷段）であればより大きい量であり、正（無負荷段）であればより小さい。
【００１０】
ヘッドフロー曲線の典型的な負の傾きのために、正の旋回を有する遠心圧縮機段は、入口旋回のない同じ段より少ない流れで同じヘッドをもたらす。逆の理由から、入口に負の旋回を有する段では流れが増加する。
【００１１】
この原理では、調整可能入口ガイドベーン（ＩＧＶ）は、ＩＧＶが段の入口で旋回を制御し、このようにして、所与のヘッドに対して供給される流れを増加または減少させることに基づいている。この点で、ＩＧＶ全体は、ターボ機械の流れを制御するための装置である。
【００１２】
「オイル＆ガス」の分野では、多段遠心圧縮機には、機械の内側の多くの位置に調整可能ＩＧＶが装備されている場合がある。それらは通常、第１の段の前に設置されるが、ＩＧＶは中間段の上流にある場合もある。
【００１３】
中間段に関しては、既知のＩＧＶは、上流戻りチャネルのブレードの後方部分（可動テールの一種）によって画定される。このようなテールは、固定軸の周りを旋回運動することができ、したがって、下流段のＩＧＶとして機能する。
【００１４】
従来技術では、このテールは、その前縁に近接して実質的に位置した軸の周りを回転し、このテールがブレードの固定部と一体化した翼形部を実質的に形成する場所（基準場所）が存在する。換言すれば、従来技術では、中間段のＩＧＶは、従来のブレードを２つのピースに分割し、それらのうちの１つ、いわゆるテールを調整可能にすることによってまさに得られる。図１は、従来技術による可動テールを有する２つのピースのＩＧＶ装置のブレードを示している。
【００１５】
既知のＩＧＶ装置は、最小の損失および最小の作動力で流れを制御する理想的な要件を完全に満たしておらず、すなわち、抵抗力を圧倒してＩＧＶを回転させる力を適用する必要がある。抵抗力は、作動機構の内側の摩擦力と、流れの角運動量の変化による力とを含む。事実、流れの角運動量の変化は、ＩＧＶプロファイル全体にわたる圧力分布と、ＩＧＶのピボットに対して圧倒される結果としてのトルクに反映される。
【００１６】
より詳細には、従来技術のＩＧＶ装置は、少なくとも２つの欠点を有する。第１の問題は、ＩＶＧのプロファイルの空気力学的形状が、基準と異なる場所で最適化されないことである。第２の問題は、その周りをＩＧＶのテールが回転することができる上記固定軸の位置が、ＩＧＶを動かす作動力を最小にしないことである。
【００１７】
上記第１の欠点に関しては、テールをその前縁の周りで単に回転させると、一体型プロファイルの負圧および正圧側の両方に望ましくない角部が生じる可能性があることが明らかであり、全体的な一体型プロファイルは、固定部および調整可能部によって画定される。このような角部はしたがって、かなりのプロファイル損失を生じる。これらの後者は、ＩＧＶが負の角運動量を提供しなければならない場合、すなわち質量流量と流れの偏向の両方が最大である状態に特に関係する。換言すれば、下流段と同様に、ＩＧＶ装置自体は、負の旋回の過負荷と言われ、正の旋回の無負荷と言われる。
【００１８】
作動力に関しては、代わりに、ピボットが前縁に接近しており、したがってレバーアームの長さがＩＧＶプロファイルに沿った大部分の点で最大になり、流れはそれ自体の圧力を加えるため、特に高くなる。これにより、流れ圧力によるトルクが特に高くなる。
【００１９】
したがって、流れを制御するための改良された装置が一般的に必要とされている。
【００２０】
重要な目的は、調整可能ＩＧＶと固定部の両方を、各々適切なキャンバーラインおよび厚さ分布を有する最適化された空気力学的プロファイルとして提供することである。
【００２１】
追加の目的は、ＩＧＶを固定部に隣接して配置して、それらの間に空気力学的相互作用を生じさせることである。特に、ＩＧＶおよび固定部は、それらの間に後流相互作用および潜在的なフィールド相互作用を生じさせるように配置される。後流相互作用は、粘性の境界層、後流および二次流れの存在に起因し、これは下流の翼形部を横切ってすべて伝播する。代わりに、潜在的相互作用は本質的に非粘性であり、隣接するブレード列の圧力場の間の干渉によって引き起こされる。この干渉は、ブレード列の間の距離が増加するにつれて単調に減少する。
【００２２】
本主題では、ＩＧＶおよび固定部は、２つのブレード列の間の相互作用が、流体噴流が近くの表面に引き寄せられる傾向にあるいわゆるコアンダ効果を発生するように設計され、配置される。特に、調整可能部の前縁は、実質的に収束する通路を生成するために、固定部の後縁に近接して配置される。このような実質的に収束する通路では、流れは連続的に加速され、したがって一種の噴流として放出される。次の翼形部の前縁に接近しているこの噴流は、その負圧側に自然に引き付けられる。この効果により、可動ＩＧＶの境界層は、それらに空気力学的負荷（すなわち、負の角度の旋回）を増加させる角度だけ回転されたときにも取り付けられたままである。
【００２３】
代わりに、ＩＧＶが回転して正の角度の旋回を生成する場合、それらの空気力学的負荷は減少するので、境界層が取り付けられたままにするためにコアンダ効果を利用する必要はないことに留意する必要がある。したがって、追加の目的によれば、ＩＧＶが負の旋回を提供しなければならない場合には、前述の空気力学的相互作用が最大になるようにＩＧＶが配置される。
【００２４】
本主題では、ＩＧＶ角度、すなわちメリジオナル方向に対するＩＧＶ装置の調整可能部によって形成された角度は、最小角度（負の旋回が最小である）と最大角度（正の旋回が最大である）との間で変化し得る。ＩＧＶ角度が最小である場合、固定列とＩＧＶブレードとの間の距離も最小である。一般的なターボ機械の規定によれば、メリジオナル方向は、軸方向および半径方向の平均速度のベクトル和の方向によって画定される。
【００２５】
各固定ブレードに対して可動／調整可能ＩＧＶブレードが存在し、固定および可動ブレードの各対に対して相対的な場所および配置が反復される場合、全体的な効果が最大になることに留意されたい。この状態は、固定および可動ブレード列が同じ周期性を有すると説明される。
【００２６】
別の可能な構成によれば、固定ブレードの数は、可動ＩＧＶの数に対して２倍である。この場合、空気力学的相互作用は、固定ブレードの半分だけに対して保証される。しかし、このようなブレードの場合、固定および可動ブレードとの間の同じ相対的な場所を反復することによって、効果を最大にすることができる。最終的に、この場合、固定ブレードの半分（可動ブレードに隣接していないブレード）もスプリッタブレードとすることができる。スプリッタブレードは、他のブレードより短く、より長いブレードに隣接して配置されるブレードを示すためにターボ機械の規定において広く使用されている名称である。
【００２７】
従来技術では、前述の空気力学的相互作用が適切に構成されておらず、コアンダ効果も得られておらず、可動ＩＧＶの境界層は、ＩＧＶの空気力学的負荷が増加した場合に本装置に対して予想される失速を有する傾向にあることが注目に値する。事実、従来技術では、固定後縁と可動前縁との間のチャネルは、任意の特定の空気力学的効果を得るような形状ではなく、特に、全く収束していない。したがって、固定および可動部の間のチャネルの流れは、加速されない。
【００２８】
追加の目的は、固定軸（ピボットとも呼ばれる）を、ＩＧＶの圧力中心に近接して、理想的にはそれと一致させて配置することによって、作動力を最小にすることである。翼形部の圧力中心は、その空気力学的負荷に依存する。したがって、ＩＧＶが回転するにつれて、圧力中心は軌道を描く。ゼロ旋回をもたらすＩＧＶ配向は、ＩＧＶの圧力中心の定義のための基準として考えられ得る。この圧力中心は、ＩＧＶの固定ピボットを配置するために使用することができる。当然、実際の瞬間圧力中心は、ＩＧＶが回転するにつれて前述の軌道に沿って変化するが、平均して（負および正の旋回角度の両方について）ゼロ旋回に関連する位置の近くにとどまる。
【００２９】
本明細書に記載の流れを制御するための装置は、好ましくは、遠心圧縮機の戻りチャネルの一部であり、各調整可能ブレードの回転軸は、好ましくは、ターボ機械軸に平行である。しかし、装置の別の実施形態では、各調整可能ブレードの回転軸は、ターボ機械軸に対して傾斜させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００９−２６４３０５号公報
【発明の概要】
【００３１】
本明細書に開示される主題の第１の実施形態は、ターボ機械、好ましくは遠心圧縮機の流れを制御するための装置に関する。
【００３２】
このような装置は、
複数の固定ブレードと、
前記複数の固定ブレードに隣接して配置されることで各々が前記固定ブレードの１つと空気力学的相互作用を有する複数の調整可能ブレードとを備え、
前記調整可能ブレードの各々は、基準配向に対して最小角度と最大角度との間を回転するように固定軸を中心に旋回運動し、
前記調整可能ブレードの各々は、前記ブレードが前記基準配向にあるときに実質的に旋回が抑えられた流れを供給し、
前記調整可能ブレードの各々に対して、前記固定軸は、前記ブレードの圧力中心に実質的に位置し、
前記調整可能ブレードの各々に対して、前記圧力中心は、前記ブレードが前記基準配向にあるときに評価される。
【００３３】
本明細書に開示される主題の第２の実施形態は、ターボ機械、特に上記の装置を備える遠心圧縮機に関する。
【００３４】
本明細書に開示される主題の第３の実施形態は、ターボ機械の流体の流れを制御するための方法に関する。
【００３５】
このような方法によれば、前記ターボ機械は、少なくとも１つの固定ブレードと、前記少なくとも１つの固定ブレードの下流にあり、前記少なくとも１つの固定ブレードと空気力学的に相互作用する少なくとも１つの対応する調整可能ブレードとを備え、前記方法は、前記ブレードの圧力中心に位置した固定軸の周りで前記少なくとも１つの調整可能ブレードを回転させることによって前記流れを制御するステップを含み、前記圧力中心は、前記ブレードが基準配向にあるときに評価される。
【００３６】
本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を示し、発明を実施するための形態と共に、これらの実施形態を説明する。図面の説明は、以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術の実施形態の概略図である。
【図２】本発明の実施形態による流れを制御するための装置の概略図である。
【図３】図２の詳細Ａの拡大図である。
【図４】固定ブレードに対する調整可能ブレードの異なる配向を示す、本発明による流れを制御するための装置の概略図である。
【図５】固定ブレードに対する調整可能ブレードの異なる配向を示す、本発明による流れを制御するための装置の概略図である。
【図６】固定ブレードに対する調整可能ブレードの異なる配向を示す、本発明による流れを制御するための装置の概略図である。
【図７】装置の調整可能ブレードおよび対応する固定ブレードの周りの流線の概略図である。
【図８】装置の対応する固定ブレードに対する調整可能ブレードの異なる配向の空気力学的力と圧力中心を重ね合わせた、図２の詳細Ａの拡大図である。
【図９】固定ブレードがスプリッタブレードを含む、本装置の実施形態の概略図である。
【図１０】調整可能ブレードの回転軸がターボ機械軸に対して傾斜している、本装置の実施形態を含むターボ機械の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下の例示的な実施形態の説明は、添付の図面を参照する。
【００３９】
以下の説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００４０】
「一実施形態」または「実施形態」に対する明細書全体での参照は、実施形態に関連して記載されている特定の特徴、構造、または特性が、開示されている主題の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、明細書全体の様々な場所における句「一実施形態では」または「実施形態では」の出現は、必ずしも同一の実施形態を参照していない。さらに、特定の特徴、構造または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせられてもよい。
【００４１】
図１は、装置６が固定部１と、固定部１の後縁８の下流に位置した可動テール２とを備える従来技術の実施形態の概略図を示している。テール２は、前記テール２の前縁領域７に位置したピボット４の周りを回転することができる。例として、図１は、高旋回状態の流れに対応する、回転場所３を示している。この場所３のテールの負圧側には、符号９が付されている。テール２の場所に関係なく、固定部１と可動部２との間の通路５は、特別な空気力学的形状を有していない。固定部１の後縁８も、翼形部の後縁の通常の空気力学的形状さえ有していないことに留意する必要がある。
【００４２】
図２は、本主題による流れを制御するための装置１１の概略図を示している。この特定の実施形態では、装置は、遠心圧縮機の戻りチャネルの一部であり、機械の軸は、２００である。装置１１は、複数の固定ブレード１１０と、複数の調整可能ブレード１１１とを備える。前記調整可能ブレード１１１の各々は、対応する固定ブレード１１０と空気力学的相互作用を有するように配置される。
【００４３】
固定ブレード１１０は、空気力学的プロファイル、ならびに対応する調整可能ブレード１１１として成形される。調整可能ブレード１１１は、固定軸１００を画定する固定ピボットの周りを回転することができる。より詳細には、調整可能ブレード１１１は、基準配向に対して最小角度と最大角度との間を回転するように固定軸１００を中心に旋回運動する。図２では、基準配向（以下、「基準場所」という表現でも示される）の、すなわち調整可能ブレード１１１によって放出された流れが排出において実質的に旋回を有していない場合の装置が示されている。図２はまた、調整可能ブレード１１１によって到達可能な極端場所１１２および１１３を示している。特に、第１の場所１１２では、装置１１によって放出された流れが最小旋回角度を有し、第２の場所１１３では、最大旋回角度を有する。さらに、旋回は、第２の場所１１３に対して正であり、第１の場所１１２に対して負である。図２の詳細Ａは、固定ブレード１１０と調整可能ブレード１１１との間の空気力学的相互作用が発生する装置の部分に焦点を当てている。
【００４４】
図３は、図２の詳細Ａの拡大図を示している。固定ブレード１１０の正圧側２５は、ブレード１１０の後縁１５で終端する。代わりに、調整可能ブレード１１１の負圧側２６は、調整可能ブレード１１１の前縁１６で開始する。固定ブレード１１０の後縁１５の形状は、空気力学的形状であり、この点で固定ブレード１１０全体は、空気力学的プロファイルとして成形されると言えることに留意する必要がある。この特徴は、後縁１５を従来技術の装置を示す図１の固定部の後縁８と比較すると、より良く理解できる。このような後縁８の形状は、放出された後流の厚さを最小にするために最適化されておらず、その結果生じるプロファイル損失は、したがって図２の後縁１５より大きい。固定ブレード１１０と調整可能ブレード１１１との間のチャネル３００の形状は、注目に値する。このようなチャネル３００は、固定部１１０の正圧側２５から来る流れが、調整可能ブレード１１１の負圧側２６に向かって移動するにつれて加速するように、実質的に収束している。当然、調整可能ブレード１１１がピボット１００の周りを回転するとき、チャネル３００の形状は変化する。しかし、本主題の目的のために、調整可能ブレードが最小の負の旋回の場所１１２にあるとき、チャネル３００の形状は実質的に収束していれば十分である。換言すれば、本主題によれば、ブレードが最小角度（調整可能ブレード１１１の第１の場所）に到達するとき、前縁１６の負圧側２６と後縁１５の正圧側２５との間の距離は最小であり、その結果、チャネル３００の流れは、実質的に加速される。
【００４５】
図４〜図６は、調整可能ブレード１１１の異なる配向を示す、本主題による流れを制御するための装置の概略図を示している。図４は、最大の正の旋回状態に対応するその第２の場所１１３の調整可能ブレード１１１を示しており、図６は、最小の負の旋回状態に対応するその第１の場所１１２の同じブレード１１１を示している。図５では、代わりに、調整可能ブレード１１１がその基準場所／配向で示されており、装置１１によって供給された流れは、実質的に旋回を有していない。図４、図５および図６の比較から明らかなように、装置１１は、図６と同様に、可動部が場所１１２にあるときの最大旋回、すなわち角運動量の最大変化を流れに適用する。この状態では、調整可能ブレード１１１には、空気力学的観点から高度に負荷がかかる。従来技術の装置６の概略図を示す図１を参照すると、高い空気力学的負荷の状態は、テールの場所３（点線で示されている）に対応する状態である。このような装置では、可動部２の負圧側９の境界層が分離しやすい。これに対して、本主題では、装置１１の固定ブレード１１０と調整可能ブレード１１１との間で、図３に示すように、チャネル３００から来る付勢された流れ、すなわち高速での注入によって、境界層は分離することが防止される。
【００４６】
図７は、その最小の負の旋回の第１の場所１１２における装置１１の固定ブレード１１０および調整可能ブレード１１１の周りの流線２５０の概略図を示している。わかるように、コアンダ効果により、流れは高空気力学的負荷のこの状態においても調整可能ブレード１１１の負圧側２６に付着したままである。
【００４７】
図８Ａ〜図８Ｄは、調整可能ブレード１１１の異なる配向の空気力学的力と圧力中心を重ね合わせた、図２の詳細Ａの拡大図を示している。圧力中心の場所は、それぞれ図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃおよび図８Ｄにおいて４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃおよび４００Ｄで示されている。代わりに、ピボットの場所、すなわち調整可能ブレード１１１の固定回転軸の場所は、１００で示されている。可動部の空気力学的力は、それぞれ５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃおよび５００Ｄで示されている。空気力学的力は、圧力中心の画定によって適用される。力５００Ａ〜５００Ｄは、力の実際の値に比例して増加する長さのベクトルとして概略的に示されている。調整可能ブレード１１１によって到達可能な第１の場所（すなわち、最小の負の旋回状態）（図８Ｄ）は、可動部の最大の空気力学的力に対応することがわかる。図８Ｃでは、調整可能ブレード１１１の基準場所が概略的に示されている。本主題によれば、その周りを調整可能ブレード１１１が回転することができる固定軸１００は、圧力中心４００Ｃ、すなわち、同じブレードが基準場所にあるときに評価される調整可能ブレード１１１の圧力中心に実質的に位置する（図８Ｃ）。このようにして、調整可能ブレード１１１をピボット（固定軸１００）の周りで回転させるのに必要なトルクが、有利に最小にされる。
【００４８】
図９は、本主題の装置の実施形態の概略図を示しており、固定ブレード１１０は、ロングブレード１１０Ａと、スプリッタブレード１１０Ｂとを含む。特に、コアンダ効果は、各々が対応する調整可能ブレード１１１との空気力学的相互作用を有するロングブレード１１０Ａに対してのみここで利用され、スプリッタブレード１１０Ｂは、調整可能ブレード１１１と相互作用しない。
【００４９】
図１０は、調整可能ブレード１１１の固定軸１００がターボ機械軸２００に対して傾斜している、本主題による装置を備えるターボ機械５０の実施形態の概略図を示している。この場合、調整可能ブレード１１１は、調整可能ブレードが回転したときに端部壁２１３および２１２との干渉を避けるように適切に成形されなければならない。この目的のために、ギャップ２１１および２１０が、端部壁と調整可能ブレードとの間に存在する。
【符号の説明】
【００５０】
１  固定部
２  可動テール、可動部
３  回転場所
４  ピボット
５  通路
６  装置
７  前縁領域
８  後縁
９  負圧側
１１  装置
１５  後縁
１６  前縁
２５  正圧側
２６  負圧側
５０  ターボ機械
１００  固定軸、ピボット
１１０  固定ブレード、固定部
１１０Ａ  ロングブレード
１１０Ｂ  スプリッタブレード
１１１  調整可能ブレード
１１２  第１の場所、極端場所
１１３  第２の場所、極端場所
２００  ターボ機械軸
２１０  ギャップ
２１１  ギャップ
２１２  端部壁
２１３  端部壁
２５０  流線
３００  チャネル
４００Ａ  圧力中心
４００Ｂ  圧力中心
４００Ｃ  圧力中心
４００Ｄ  圧力中心
５００Ａ  空気力学的力
５００Ｂ  空気力学的力
５００Ｃ  空気力学的力
５００Ｄ  空気力学的力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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