遠心圧縮機用羽根付ディフューザの性能に関する研究（第1報：低比速度型ディフューザ）

摘要

本論文はガスタービンに用いられる遠心圧縮機の羽根付ディフューザの性能について研究したものである。本圧縮機のインペラの反動度は通常0.4～0.5で，インペラ出口での全圧の半分近くが動圧である。このため，この動圧分をディフューザ内でできるだけ損失を少なくして静圧回復させることが遠心圧縮機の性能向上をはかる上で重要となる。ところで，この静圧回復を悪化させる要因としてインペラ出口での流れの不均一な分布の問題がある。また，インペラ出口流れが超音速の場合には衝撃波発生による損失が付加されて，さらに複雑となる。これらインペラ出口流れの状態量は圧縮機の設計諸元によって決まる。ここでインペラ出口の流れの状態量に着目し，圧縮機の設計諸元とインペラ出口状態量の関係について整理し，ディフューザを低比速度型，高亜音速型，超音速型に分類した。本報では低比速度型ディフューザについて取り上げ，その性能に大きく影響するベーン枚数，ベーンレス比およびスロート面積等の入口諸元に着目した実験を行い，ディフューザ性能に及ぼす影響を確認した。さらにインペラ出口流れの不均一性の問題に着目し，インペラとディフューザを組み合わせた非定常流体解析を行って，流れの現象を分析して考察した。