(57)【要約】【課題】  低損失とされた翼列およびこれを備えた軸流圧縮機ことを目的とする。【解決手段】  複数の動翼３が所定間隔を有して並べられた翼列１であって、隣り合う℃翼３との間で形成される流路の入口部におけるスロート径をＡＴとし、出口部におけるディスチャージ径をＡＤとした場合、ＡＤ／ＡＴ−１によって与えられるエフェクティブ・キャンバーが、２％以上３％以下とされていることを特徴とする。【選択図】      図１
2007177736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、
隣り合う前記翼との間で形成される流路の入口部におけるスロート径をＡＴとし、該流路の出口部におけるディスチャージ径をＡＤとした場合、
ＡＤ／ＡＴ−１
によって与えられるエフェクティブ・キャンバーが、２％以上３％以下とされていることを特徴とする翼列。
【請求項２】
複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、
隣り合う前記翼との間で形成される流路の入口部におけるスロート径をＡＴとし、該流路の出口部におけるディスチャージ径をＡＤとした場合、
ＡＤ／ＡＴ−１
によって与えられる正とされたエフェクティブ・キャンバーに対して、前記入口部と前記出口部との間に衝撃波が形成される低温条件における損失を表す低温損失曲線と、前記入口部の上流側に衝撃波が形成される高温条件における損失を表す高温損失曲線とが交わる交差エフェクティブ・キャンバーを含む所定範囲内に、エフェクティブ・キャンバーが設定されていることを特徴とする翼列。
【請求項３】
複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、
各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の背側面上の各位置における接線がなす背側キャンバー角の変化が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とされていることを特徴とする翼列。
【請求項４】
複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、
各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の腹側面上の各位置における接線がなす腹側キャンバー角が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から１０％乃至２０％までの間で、１°以上２°以下のネガティブキャンバーを有する領域が形成されていることを特徴とする翼列。
【請求項５】
複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、
各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の背側のキャンバーライン上の各位置における接線がなす背側キャンバー角の変化が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とされ、かつ、
前記翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の腹側のキャンバーライン上の各位置における接線がなす腹側キャンバー角が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から１０％乃至２０％までの間で、１°以上２°以下のネガティブキャンバーとされていることを特徴とする翼列。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の翼列がロータ上に設けられていることを特徴とする軸流圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、翼間流路に遷音速流体が流れる翼列およびこれを備えた軸流圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばガスタービン用の軸流圧縮機は、大風量化に伴い、遷音速域にて用いられる。このような軸流圧縮機は、動翼間に形成される翼間流路に衝撃波が形成され、これによる損失が無視できないものとなる。このような衝撃波による損失を低減するために、動翼形状について種々の提案がなされている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２１８９６号公報
【特許文献２】特開平１１−１４８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年では、さらに効率向上が求められ、さらなる動翼形状の改良が求められている。
また、ガスタービン等に用いられる軸流圧縮機では、季節の変化等によって大気温度が変動し、効率が低下するという問題がある。具体的には、冬季のように大気温度が低下してくると、標準温度（例えば１５℃）に換算した修正回転数および修正流量が増加し、圧縮機の動翼入口マッハ数が増加する。動翼入口マッハ数が増加すると、翼間流路には強い衝撃波が生じ、図１７の曲線Ｉに示すように、圧縮機の効率が低下する。したがって、季節の変化等によって外気温が変動しても高効率を維持する軸流圧縮機が求められる。例えば、同図の曲線IIに示すように、大気温度が１０℃以下であっても、圧縮機効率の減少を可及的に抑えた軸流圧縮機が求められる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低損失とされた翼列およびこれを備えた軸流圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の翼列および軸流圧縮機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の第１態様にかかる翼列は、複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、隣り合う前記翼との間で形成される流路の入口部におけるスロート径をＡＴとし、該流路の出口部におけるディスチャージ径をＡＤとした場合、ＡＤ／ＡＴ−１によって与えられるエフェクティブ・キャンバーが、２％以上３％以下とされていることを特徴とする。
【０００７】
エフェクティブ・キャンバー（Effective Camber：以下「ＥＣ」という。）が正の場合、翼間に形成される流路はディフューザに相当し、ＥＣが大きい場合には、流路の拡大の程度が大きくなる。超音速流体は、ディフューザによって増速されるので、ＥＣが大きい場合には衝撃波の強度が増大する。したがって、ＥＣは小さい方が好ましい。一方、亜音速流体の場合、ＥＣの減少に伴い損失が増大する。本発明者等は、ＥＣを２％以上３％以下に設定することにより、超音速域および亜音速域のいずれの領域であっても比較的小さな損失にて運転できることを見出した。これにより、超音速域および亜音速域のいずれであっても高効率な運転が可能とされた翼列を提供することができる。
【０００８】
また、本発明の第２態様にかかる翼列は、複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、隣り合う前記翼との間で形成される流路の入口部におけるスロート径をＡＴとし、該流路の出口部におけるディスチャージ径をＡＤとした場合、ＡＤ／ＡＴ−１によって与えられる正とされたエフェクティブ・キャンバーに対して、前記入口部と前記出口部との間に衝撃波が形成される低温条件における損失を表す低温損失曲線と、前記入口部の上流側に衝撃波が形成される高温条件における損失を表す高温損失曲線とが交わる交差エフェクティブ・キャンバーを含む所定範囲内に、エフェクティブ・キャンバーが設定されていることを特徴とする。
【０００９】
エフェクティブ・キャンバー（Effective Camber：以下「ＥＣ」という。）は、翼間に形成される流路の形状を表現し、正とされる場合は、流路の入口部から出口部に向かって流路断面積が増大するディフューザを意味する。
ＥＣに対して損失をプロットすると、次のような傾向が認められる。すなわち、流路の入口部と出口部との間に衝撃波が形成される低温条件の場合には、ＥＣの増大に伴い損失が増大する。一方、入口部の上流側に衝撃波が形成される高温条件の場合には、ＥＣの増大に伴い損失が減少する。したがって、低温損失曲線と高温損失曲線は、所定のＥＣ（交差エフェクティブ・キャンバー）において交わる。この交差ＥＣにて、低温条件および高温条件のいずれにおいても損失が小さいことになる。この交差ＥＣを含む所定範囲内にＥＣが設定された翼列とすることにより、高温条件および低温条件のいずれにおいても損失が小さい翼列を実現することができる。
ここで、低温条件とは、流体温度（大気温度）が低いことを意味し、例えば−２０℃程度であり、高温条件とは、流体温度（大気温度）が高いことを意味し、例えば４０℃程度である。
また、交差ＥＣを含む所定範囲内とは、所望の損失範囲内に収まるように設定される範囲を意味し、例えば交差ＥＣの前後１°程度である。
【００１０】
また、本発明の第３態様にかかる翼列は、複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の背側面上の各位置における接線がなす背側キャンバー角の変化が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とされていることを特徴とする。
【００１１】
背側キャンバー角の変化を、前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とすることにより、翼の背側形状を直線形状に近付けることができる。これにより、翼背側における流れの加速が緩和され、衝撃波強度が低下し、衝撃波損失を低減することができる。
【００１２】
また、本発明の第４態様にかかる翼列は、複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の腹側面上の各位置における接線がなす腹側キャンバー角が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から１０％乃至２０％までの間で、１°以上２°以下のネガティブキャンバーを有する領域が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
超音速域では、流体は、スロート位置から出口まで加速される。本発明は、腹側キャンバー角に対して前縁から１０％乃至２０％までの間でネガティブキャンバーを与えることとし、この領域で流路を漸次狭めることとした。これにより、隣り合う翼間で形成されるスロート位置が前縁側から下流側に移動させられることになり、スロート位置から出口までの距離を相対的に短くすることとした。したがって、スロート位置から出口までの加速区間が短くなるので、衝撃波の成長を抑えることができ、衝撃波損失を減少させることができる。
【００１４】
また、本発明の第５態様にかかる翼列は、複数の翼が所定間隔を有して並べられた翼列であって、各前記翼は、該翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の背側のキャンバーライン上の各位置における接線がなす背側キャンバー角の変化が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とされ、かつ、前記翼の前縁と後縁とを結ぶ直線状のスタガーラインに対して該翼の腹側のキャンバーライン上の各位置における接線がなす腹側キャンバー角が、前記前縁から前記後縁までのコード長のうち該前縁から１０％乃至２０％までの間で、１°以上２°以下のネガティブキャンバーとされていることを特徴とする。
【００１５】
背側キャンバー角の変化を、前縁から５０％乃至７０％までの間で、２°以下とすることにより、翼の背側形状を直線形状に近付けることができる。これにより、翼背側における流れの加速が緩和され、衝撃波の成長を抑えることができ、衝撃波損失を減少させることができる。
また、腹側キャンバー角に対して前縁から１０％乃至２０％までの間でネガティブキャンバーを与えることとし、この領域で流路を漸次狭めることとした。これにより、隣り合う翼間で形成されるスロート位置が前縁側から下流側に移動させられることになり、スロート位置から出口までの距離を相対的に短くすることとした。したがって、スロート位置から出口までの加速区間が短くなるので、衝撃波の成長を抑えることができ、衝撃波損失を減少させることができる。
【００１６】
また、本発明の軸流圧縮機は、上記第１態様から第５態様のいずれかの翼列がロータ上に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
低損失とされた第１態様から第５態様のいずれかの翼列を用いることにより、低損失の軸流圧縮機を提供することができる。
なお、本発明の軸流圧縮機は、軸流ファンを含む概念である。
【発明の効果】
【００１８】
翼間の流路に衝撃波が形成された場合であっても、衝撃波の強度を緩和することにより低損失とされた翼列および軸流圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
図１には、ガスタービン用の軸流圧縮機に用いられる翼列１の一部が示されている。翼列１は、複数の動翼３から構成されており、各動翼３は、回転軸線周りに回転するロータの外周上に立設されている。
同図の矢印Ｒに示すように、各動翼３は、図において下方へと駆動されて回転する。この回転により、流体（空気）が吸い込まれ、圧縮される。
【００２０】
本実施形態にかかる軸流圧縮機は、標準状態における標準温度（１５℃）または高温条件における温度（例えば４０℃）では、隣り合う動翼３の間に形成される翼間流路の入口部（スロート位置）よりも上流側に衝撃波が形成される（図２の符号Ｈ参照）ので、その下流側である翼間流路における流速は亜音速となっている。一方、低温条件における温度（例えば−２０℃）では、翼間流路の入口流速は超音速となり、衝撃波が翼間流路に形成される（図２の符号Ｃ参照）。
【００２１】
本実施形態の動翼３は、エフェクティブ・キャンバー（Effective Camber：以下「ＥＣ」という。）が、２％以上３％以下とされている。
ここで、ＥＣは、翼間流路の入口部におけるスロート径をＡＴ（図１参照）とし、この翼間流路の出口部におけるディスチャージ径をＡＤ（図１参照）とした場合、
Ａｄ／Ａｔ−１
と定義される。
【００２２】
ＥＣは、正の場合、入口から出口に向けて流路が拡大することを意味し、動翼３間に形成される流路はディフューザを形成することになる。具体的には、図２に示した領域Ａがディフューザとなる。
ＥＣが正であってその値が大きい場合には、流路の拡大の程度が大きくなる。超音速流体は、ディフューザによって増速されるので、ＥＣが大きい場合には衝撃波の強度が増大することになる。したがって、翼間流路の入口流速が超音速となる低温条件では、衝撃波を緩和させるように、ＥＣを小さくした方が好ましい。具体的には、図３に示すように、低温条件（この場合は−１５℃）では、低温損失曲線Ｌｃを参照すれば分かるように、ＥＣが小さいほど損失が小さくなる。
ここで、損失とは、以下のように定義される。
（Ｐｔ１−Ｐｔ２）／ｑ１
Ｐｔ１は動翼入口における全圧、Ｐｔ２は動翼出口における全圧、ｑ１は動翼入口における動圧（翼入口相対動圧：断面平均値）を意味する。
なお、図３は、スルーフローコード計算結果より、それぞれ低温条件、設計条件、高温条件での入口、出口境界条件（相対全圧、静圧、相対全温、軸流速度、周方向速度）を与えた数値シミュレーション結果である。
【００２３】
一方、翼間流路の入口流速が亜音速とされた場合には、ＥＣの減少に伴い損失が増大する。したがって、翼間流路の入口流速が亜音速となる標準条件および高温条件では、ＥＣを大きくした方が好ましい。具体的には、図３に示すように、標準条件（１５℃）に対する標準損失曲線Ｌｓ及び高温条件（４０℃）に対する高温損失曲線Ｌｈを参照すれば分かるように、ＥＣが大きいほど損失が小さくなる。
【００２４】
以上から、低温損失曲線ＬＣと、高温損失曲線Ｌｈおよび標準損失曲線Ｌｓとは、それぞれ交点Ｐ１，Ｐ１にて交差することが分かる。本実施形態の動翼３は、各交点Ｐ１，Ｐ２が示す公差ＥＣ（公差エフェクティブ・キャンバー）を含む範囲である２〜３％となっている。
【００２５】
上記構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ＥＣを２％以上３％以下に設定することにより、超音速域および亜音速域のいずれの領域であっても比較的小さな損失にて運転できることができる。これにより、超音速域および亜音速域のいずれであっても、すなわち大気温度が４０℃程度の高温であっても、−２０℃程度の低温であっても高効率な運転が可能とされた軸流圧縮機を提供することができる。
【００２６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図４〜図８を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態と同様に、軸流圧縮機の動翼３に関するものである。本実施形態の動翼３は、背側のプロファイル（形状）に特徴を有するものである。
図４は、動翼３の形状を特定するキャンバー角（camber angle）についての定義を示す。同図には、動翼の断面が上方に示されており、下方には、ミーン・キャンバー・ライン（mean camber line）の各位置におけるキャンバー角がプロットされている。キャンバー角は、動翼の前縁ＬＥと後縁ＴＥとを結ぶ直線であるスタガーラインＳＧと、ミーン・キャンバー・ラインＭＣの各位置における接線ＴＡとがなす角である。スタガーラインＳＧをｘ軸とすると、第１象限側に接線ＴＡが存在する場合（同図のα１及びα２）に正のキャンバー角となり、第４象限側に接線が存在する場合（同図のα３）に負のキャンバー角となる。同図下方のグラフの横軸は、全コード長に対する各位置の割合（％）を示している。したがって、０％は前縁ＬＥを示し、１００％は後縁ＴＥを示す。
【００２７】
図５には、動翼形状が、上述のように定義したキャンバー角を用いて表現されている。なお、同図のキャンバー角は、図４のような背側と腹側の中間位置を示すミーン・キャンバー・ラインにおけるキャンバー角を示しているのではなく、背側面および腹側面におけるキャンバー角を示している点に注意すべきである。
図５には、本実施形態の動翼３および比較例としての動翼１０の形状が示されている。符号３ｎが本実施形態の動翼３の背側キャンバー角曲線を示し、符号３ｐが本実施形態の動翼３の腹側キャンバー角曲線を示し、符号１０ｎが比較例の動翼１０の背側キャンバー角曲線を示し、符号１０ｐが比較例の動翼１０の腹側キャンバー角曲線を示す。
図５から分かるように、本実施形態の動翼３の背側キャンバー角曲線３ｎは、前縁ＬＥ（０％）から約６０％コード長までの間で、キャンバー角の変化が２°以下とされている。これに対して、比較例の動翼１０の背側キャンバー角曲線１０ｎは、前縁ＬＥ（０％）から約６０％コード長までの間で、キャンバー角の変化が４°以上となっている。このようなキャンバー角の変化の違いは、図６に示した各動翼３，１０の形状からも理解できる。すなわち、図６に示すように、前縁ＬＥから約６０％コード長までの背側領域Ｂでは、本実施形態の動翼３は、ほぼ直線状とされており、比較例の動翼１０は、所定の曲率を有した曲線となっている。
このような、背側の形状による違いは、衝撃波の成長に影響を及ぼす。つまり、比較例のように背側形状が所定の曲率を有した曲線として形成されている場合には、翼間流路に流入した流体が加速され、衝撃波が成長してしまう。これに対して、本実施形態の動翼３のように直線状とすれば、流体の加速が緩和され、衝撃波の成長が抑えられる。
【００２８】
この様子を示したのが図７である。図７は、スルーフローコード計算結果より、入口、出口境界条件（相対全圧、静圧、相対全温、軸流速度、周方向速度）を与えた数値シミュレーション結果である。図において、横軸は表面上に沿った長さを示し、０が前縁、１が後縁を示す。縦軸はマッハ数を示す。符号３ｎが本実施形態の動翼３の背側マッハ数曲線を示し、符号３ｐが本実施形態の動翼３の腹側マッハ数曲線を示し、符号１０ｎが比較例の動翼１０の背側マッハ数曲線を示し、符号１０ｐが比較例の動翼１０の腹側マッハ数曲線を示す。同図の本実施形態の動翼３の背側マッハ数曲線３ｎから分かるように、本実施形態の動翼３では背側をほぼ直線状としたので、前縁側から流入した流体のマッハ数が殆ど増加していない。これに対して、比較例の動翼１０の背側マッハ数曲線１０ｎから分かるように、比較例の動翼１０は背側においてマッハ数が徐々に増大している。したがって、横軸０．８あたりから後縁にかけてのマッハ数の変化に注目すると、本実施形態では△Ｍ１程度の変化に対して、比較例では△Ｍ１よりも大きい△Ｍ２の変化となっている。つまり、本実施形態の動翼３は、比較例の動翼１０に比べて、衝撃波による損失が小さくなっていることがわかる。
図８には、損失が示されており、比較例では１０％もの損失を示すのに対して、本実施形態では５％を下回る損失となっている。
【００２９】
以上の通り、本実施形態によれば、動翼３の背側の前縁側をほぼ直線状とすることとしたので、翼間流路に流入する流体の加速を抑えることができ、翼間流路に形成される衝撃波強度を緩和することができる。したがって、翼間流路に衝撃波が形成される低温条件であっても、損失の少ない高効率な軸流圧縮機を提供することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、前縁から６０％コード長までの背側キャンバー角の変化を２°以下と規定したが、本発明はこれに限定されるものではない。要するに、流入した流体の加速を抑える程度の範囲で背側形状が直線状とされていれば良く、例えば、前縁から５０乃至７０％までの間で背側キャンバー角が２°以下であれば同様の効果を得ることができる。
【００３１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図９〜図１２を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態と同様に、軸流圧縮機の動翼３に関するものである。本実施形態の動翼３は、腹側のプロファイル（形状）に特徴を有するものである。
本実施形態の動翼３は、図９に示されたキャンバー角を有している。キャンバー角の定義については第２実施形態と同様なので、その説明は省略する。
図９に示されているように、本実施形態の動翼３の腹側キャンバー角曲線３ｐは、前縁から２０％コード長までの間で、１°以上２°以下の負のキャンバー角（ネガティブキャンバー）を有する領域が形成されている。これに対して、比較例の動翼１０の腹側キャンバー角曲線１０ｐは、前縁から２０％コード長までの間で、１°未満のネガティブキャンバーとなっている。このようなキャンバー角の違いは、図１０に示した各動翼３，１０の形状からも理解できる。すなわち、図１０に示すように、前縁ＬＥから２０％コード長までの腹側領域Ｄでは、本実施形態の動翼３は、図において下側に向かう凸となった比較的曲率の大きな曲線が示されており、比較例の動翼１０は、ネガティブキャンバーとされているものの、比較的小さな曲率を有する曲線となっている。
【００３２】
このような腹側プロファイルの違いは、スロート位置の違いとなって現れる。つまり、図１１に示すように、比較例の動翼１０の場合には、前縁ＬＥ近傍の位置Ｔ１０にスロートが形成されるのに対し、本実施形態の動翼３の場合には、位置Ｔ１０よりも下流側の位置Ｔ３にスロートが形成される。本実施形態のように、下流側にスロートを形成することにより、スロート位置から翼間流路の出口までの距離が短くなる。スロートから出口までは流路が拡大するディフューザとなっているので、超音速流体は加速されることになる。本実施形態では、このディフューザの距離を短くできるので、超音速流体の加速を抑えることができ、結果として衝撃波による損失を抑えることができる。
図１２には、損失が示されており、比較例では１０％もの損失を示すのに対して、本実施形態では５％を下回る損失となっている。
【００３３】
以上の通り、本実施形態によれば、動翼３の腹側の前縁側に所定値以上のネガティブキャンバーを与えることとしたので、スロート位置を下流側に設定することができ、翼間流路に形成される衝撃波強度を緩和することができる。したがって、翼間流路に衝撃波が形成される低温条件であっても、損失の少ない高効率な軸流圧縮機を提供することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、前縁から２０％コード長までの間に、腹側キャンバー角が１〜２°とされたネガティブキャンバーを有する領域が形成されていると規定したが、本発明はこれに限定されるものではない。要するに、スロート位置を下流側に移動できる程度のネガティブキャンバーを腹側に与えれば良く、例えば、前縁から１０乃至２０％までの間で、ネガティブキャンバーが１°以上２°以下とされた領域が形成されていれば同様の効果を得ることができる。
【００３５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図１３〜図１６を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態と同様に、軸流圧縮機の動翼３に関するものであり、本実施形態の動翼３は、第２実施形態および第３実施形態を組み合わせたものである。
本実施形態の動翼３は、図１３に示されたキャンバー角を有している。キャンバー角の定義については第２実施形態と同様なので、その説明は省略する。
図１３から分かるように、本実施形態の動翼３の背側キャンバー角曲線３ｎは、前縁ＬＥ（０％）から約６０％コード長までの間で、キャンバー角の変化が２°以下とされている。これに対して、比較例の動翼１０の背側キャンバー角曲線１０ｎは、前縁ＬＥ（０％）から約６０％コード長までの間で、キャンバー角の変化が４°以上となっている。このようなキャンバー角の変化の違いは、図１４に示した各動翼３，１０の形状からも理解できる。すなわち、図１４に示すように、前縁ＬＥから約６０％コード長までの背側領域Ｂでは、本実施形態の動翼３は、ほぼ直線状とされており、比較例の動翼１０は、所定の曲率を有した曲線となっている。
【００３６】
また、図１３に示されているように、本実施形態の動翼３の腹側キャンバー角曲線３ｐは、前縁から２０％コード長までの間で、１°以上２°以下の負のキャンバー角（ネガティブキャンバー）を有する領域が形成されている。これに対して、比較例の動翼１０の腹側キャンバー角曲線１０ｐは、前縁から２０％コード長までの間で、１°未満のネガティブキャンバーとなっている。このようなキャンバー角の違いは、図１４に示した各動翼３，１０の形状からも理解できる。すなわち、図１４に示すように、前縁ＬＥから２０％コード長までの腹側領域Ｄでは、本実施形態の動翼３は、図において下側に向かう凸とされた比較的曲率の大きな曲線が示されており、比較例の動翼１０は、ネガティブキャンバーとされているものの、比較的小さな曲率を有する曲線となっている。
【００３７】
上記構成とした動翼３は、第２実施形態と同様に背側における流体の加速を減じることができ、第３実施形態と同様にスロート位置を下流側に位置させることができる。したがって、本実施形態による動翼３によれば、翼間流路に形成される衝撃波を緩和することができる。
図１５には、スルーフローコード計算結果より、入口、出口境界条件（相対全圧、静圧、相対全温、軸流速度、周方向速度）を与えた数値シミュレーション結果が示されている。同図は、横軸に平準化したコード長をとり、縦軸に静圧をとったグラフである。同図から分かるように、静圧の落差は、本実施形態の動翼３の方が、比較例よりも小さくなっている。したがって、本実施形態の動翼３によれば、翼間流路内で生じる衝撃波が緩和されるといえる。
図１６には、損失が示されており、比較例では１０％もの損失を示すのに対して、本実施形態では５％を下回る損失となっている。
【００３８】
以上の通り、本実施形態によれば、動翼３の背側の前縁側をほぼ直線状とすることとしたので、翼間流路に流入する流体の加速を抑えることができ、翼間流路に形成される衝撃波強度を緩和することができる。
また、動翼３の腹側の前縁側に所定値以上のネガティブキャンバーを与えることとしたので、スロート位置を下流側に設定することができ、翼間流路に形成される衝撃波強度を緩和することができる。
したがって、翼間流路に衝撃波が形成される低温条件であっても、損失の少ない高効率な軸流圧縮機を提供することができる。
【００３９】
なお、上述の各実施形態では、ガスタービン用の軸流圧縮機について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、翼間流路に遷音速流体が流れる翼列であれば適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる翼列の一部を示し、各動翼の横断面を示した断面図である。
【図２】動翼間に形成されるディフューザ領域（翼間流路）を示した図である。
【図３】各大気温度に応じて、エフェクティブ・キャンバーに対する損失を示した図である。
【図４】キャンバーアングルの定義を示した図である。
【図５】第２実施形態にかかる動翼および比較例の動翼に対して、背側および腹側のキャンバー角を示したグラフである。
【図６】第２実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の横断面を示した横断面図である。
【図７】第２実施形態にかかる動翼および比較例の動翼に対して、翼表面長さに対するマッハ数を示したグラフである。
【図８】第２実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の損失を示したグラフである。
【図９】第３実施形態にかかる動翼および比較例の動翼に対して、背側および腹側のキャンバー角を示したグラフである。
【図１０】第３実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の横断面を示した横断面図である。
【図１１】第３実施形態にかかる動翼および比較例の動翼のそれぞれについて、スロート位置を示した横断面図である。
【図１２】第３実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の損失を示したグラフである。
【図１３】第４実施形態にかかる動翼および比較例の動翼に対して、背側および腹側のキャンバー角を示したグラフである。
【図１４】第４実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の横断面を示した横断面図である。
【図１５】第４実施形態にかかる動翼および比較例の動翼に対して、コード長に対する静圧を示したグラフである。
【図１６】第４実施形態にかかる動翼および比較例の動翼の損失を示したグラフである。
【図１７】大気温度に対する軸流圧縮機の温度効率を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  翼列
３  動翼
ＡＴ  スロート径
ＡＤ  ディスチャージ径
【図１】
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【図２】
2007177736.tif 000004
【図３】
2007177736.tif 000005
【図４】
2007177736.tif 000006
【図５】
2007177736.tif 000007
【図６】
2007177736.tif 000008
【図７】
2007177736.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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