專利名稱：壓縮空氣的旁通閥及燃氣輪機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在把由壓氣機壓縮的空氣導入燃燒室的過程中把一部分空氣旁通的旁通閥和安裝該旁通閥的燃氣輪機。
背景技術：
在燃氣輪機中，在把由壓氣機壓縮的空氣導入燃燒室的過程中通過把一部分空氣旁通，而實現(xiàn)起動時狀態(tài)的穩(wěn)定和調節(jié)輸出功率。這樣的操作靠設置在壓縮空氣流路的旁通閥實施。
圖7表示現(xiàn)有的旁通閥和其周圍的結構。在圖中，附圖標記1是燃燒室尾筒、2是作為燃燒室尾筒1的分支設置的旁通管、3是設在旁通管2上的旁通閥。燃燒室尾筒1圍繞圖中未示出的主渦輪軸的周圍設置多個，旁通管2相對這些多個燃燒室尾筒1分別設置。
旁通閥3的構造如圖8所示的模式。在該圖中附圖標記4是堵塞環(huán)狀間隔配置的壓縮空氣的導入口，即旁通管2的端部而設置的框架，5與各旁通管2的排列形成同樣環(huán)狀的柵格板，6是設置在柵格板5的內周側與框架4形成一體的內側導軌部，7是設在柵格板5上與內側導軌部6接觸并輔助柵格板5轉動的多個導向輥。
在框架4，形成多個與各旁通管2的端部連通的第一開口4a，在柵格板5，在與第一開口4a對應的位置形成多個與各個第一開口4a連通的第二開口5a。
在該旁通閥3中，由圖中未示出的作動器向柵格板5施加切線方向的力并使其轉動時，在各旁通管2相對第一開口4a柵格板5上的第二開口5a的配置變化，兩個開口4a、5a重復部分的面積也變化。即是，通過使柵格板5轉動，在所有的旁通管2上可以使旁通的壓縮空氣流量改變。
然而，在具有上述構造的現(xiàn)有的旁通閥3上，在燃氣輪機起動運轉和運轉停止時，由于在框架4和柵格板5之間產(chǎn)生的熱收縮的差，使柵格板5的轉動不能順利進行。例如在起動運轉時受到高溫的壓縮空氣加熱的框架4比柵格板5先發(fā)生伸長(熱膨脹)，其結果，柵格板5側的導向輥7受發(fā)生伸長的內側導軌部6的按壓而形成影響順利轉動程度的過份的緊密接觸。
另外，在運轉停止時，不暴露在壓縮空氣中的框架4比柵格板5先冷卻收縮，其結果，導向輥7不能由內側導軌部6支持，導向輥7產(chǎn)生晃動使轉動不穩(wěn)定。
另外，當柵格板在不能順利轉動的狀態(tài)下，使作動器動作，而使柵格板轉動，有可能在柵格板上產(chǎn)生偏倚的變形。
本發(fā)明就是鑒于上述問題而開發(fā)的，其目的是不拘于燃氣輪機的運轉狀態(tài)，都可以使柵格板順利轉動，從而使旁通閥正常工作。

發(fā)明內容
作為解決上述問題的方式，本發(fā)明采用具有下述構成的壓縮空氣的旁通閥和燃氣輪機。
即是，本發(fā)明的旁通閥是在把由壓氣機壓縮的空氣導入燃燒室的過程中把一部分空氣旁通。其包括框架，其設置為以堵塞環(huán)狀配置的多個壓縮空氣導入口，并形成與該燃燒室尾筒連通的多個第一開口；柵格板，其環(huán)狀為與多個燃燒室尾筒同樣的形成，在對應第一開口的位置形成多個第二開口，并在自身圓周方向可轉動地支承；內例導軌部和外側導軌部，其與框架成為一體設置在該柵格板的內周側和外周側；多個導向輥，其設在柵格板上，對應工作狀況與內側導軌部或外側導軌部中的任一個接觸并輔助柵格板轉動。
最好在上述壓縮空氣的旁通閥上，在處于沒操作壓縮空氣的旁通操作前的狀態(tài)，在內側導軌部與多個導向輥之間和在外側導軌部與多個導向輥之間都設置間隙。
另外，本發(fā)明的燃氣輪機具有形成上述構成的壓縮空氣的旁通閥。
在本發(fā)明，導向輥對應工作狀況與內側導軌部或外側導軌部接觸，在與其任一個接觸時沿其轉動并輔助柵格板轉動。
另外，由于在內側導軌部與多個導向輥之間和在外側導軌部與多個導向輥之間都設置間隙，例如在燃氣輪機起動運轉時，即使由高溫的壓縮空氣使框架比柵格板先發(fā)生伸長，由伸長使內側導軌部的直徑擴大，而可以消除與各導向輥間的間隙，因此內側導軌部與各個導向輥不會受到強行的負荷而接觸。為此，柵格板沿著內側導軌部順利轉動。另外，在運轉停止時，即使框架比柵格板先遇冷收縮，由該收縮使外側導軌部的直徑縮小，而可以消除外側導軌部與各導向輥間的間隙，因此外側導軌部與各導向輥不會有無用的間隙而接觸。為此，柵格板沿著外側導軌部順利轉動。


圖1是表示本發(fā)明旁通閥的實施方式的圖，可以詳細看到成環(huán)狀的旁通閥的一部分的俯視圖；圖2是沿圖1中II-II線的剖面圖；圖3是沿圖1中III-III線的剖面圖；圖4是表示燃氣輪機起動前旁通閥狀態(tài)的說明圖；圖5是表示起動運轉時旁通閥狀態(tài)的說明圖；圖6是表示運轉停止時旁通閥狀態(tài)的說明圖；圖7是表示現(xiàn)有的旁通閥和周圍構造的側剖面圖；圖8是表示旁通閥構造的模式俯視圖。
具體實施例方式
以下結合圖1到圖6說明本發(fā)明的實施方式。
本發(fā)明的旁通閥的結構如圖1所示。附圖標記10是環(huán)狀分開配置的壓縮空氣的導入口，也就是為堵塞旁通管2的端部而設置的框架，11是形成與旁通管2的排列同樣環(huán)狀的柵格板，12是設置在柵格板11的內周側與框架4形成一體的內側導軌部，13是設置在柵格板11的外側與框架10形成一體的外側導軌部，14是設在柵格板11上與內側導軌部12或外側導軌部13接觸，而輔助柵格板5轉動的多個導向輥。
在框架10，形成多個與各旁通管2的前端連通的圓形第一開口10a，在柵格板11，在與各個第一開口10a對應的位置形成多個與各個第一開口10a連通的圓形第二開口11a。
各導向輥14，如圖2所示，可自由轉動地被支撐在垂直設置在柵格板11的軸部15上。在燃氣輪機處于動作前的狀態(tài)時，在內側導軌部12與各導向輥14之間和在外側導軌部13與各導向輥14之間都設置間隙Si、So。
在柵格板11上設置將板自體向框架10側靠壓的裝置。該靠壓裝置，如圖3所示，具有與柵格板11的框架側相反的側面接觸轉動，具有容許柵格板11轉動的車輪16的轉向架部17；將轉向架部17按壓到框架10側的板簧部18；在垂直于柵格板11方向設置，支撐轉向架部17的棒狀部19；插入棒狀部19，限制轉向架部17只在垂直于柵格板11的方向移動的導向孔20。該靠壓裝置用于在收縮旁通閥的開度時防止作用在柵格板11上的振動。
對上述構成的旁通閥的動作狀態(tài)，以下分為燃氣輪機起動運轉時，正常運轉時，運轉停止時的模式表示進行說明。
首先，在框架10(包括內側導軌部12，外側導軌部13)和柵格板11同時處于起動前的冷態(tài)，如圖4所示，在內側導軌部12與各導向輥14之間和在外側導軌部13與各導向輥14之間分別存在間隙Si、So。另外，實際上由于柵格板11因其自身重量而下降，所以在柵格板11的下部導向輥14與外側導軌部13接觸，在上部導向輥14與內側導軌部12接觸。
(起動運轉時)燃氣輪機起動時，在框架10和柵格板11同時處于冷態(tài)高溫壓縮空氣流入旁通閥周圍，框架10受高溫的壓縮空氣加熱產(chǎn)生伸長。結果如圖5所示，由其伸長內側導軌部12的直徑擴大，與各導向輥14之間的間隙Si變窄。此時，由于間隙Si的大小是考慮到框架10的熱膨脹而預先設定的，所以各導向輥14不會承受強行的負荷而與內側導軌部12接觸。從而，柵格板11沿內側導軌部12順利轉動。
另外，此時由于外側導軌部13與內側導軌部12同樣擴大直徑，所以不會發(fā)生與導向輥14的干涉，不妨礙柵格板11的順利轉動。
(正常運轉時)燃氣輪機進入正常運轉后，由于框架10和柵格板11同時受熱產(chǎn)生伸長，所以內側導軌部12和外側導軌部13與各導向輥14之間的關系與圖4相同(實際尺寸根據(jù)“伸長”的程度有若干不同)。
(運轉停止時)使燃氣輪機停止而使輸出功率下降時，在旁通閥周圍的壓縮空氣流入量減少，同時空氣溫度也下降。這樣從框架10和柵格板11同時產(chǎn)生伸長狀態(tài)的框架10首先冷卻收縮。其結果，如圖6所示，由其收縮外側導軌部13直徑縮小，與各導向輥14之間的間隙So變窄。此時，間隙So的尺寸由于是考慮到框架10的熱膨脹而預先設定的，所以各導向輥14不會承受強行的負荷而與外側導軌部13接觸。從而柵格板11沿外側導軌部13順利轉動。
另外，此時由于內側導軌部12與外側導軌部13同樣縮小直徑，所以不會發(fā)生與導向輥14的干涉，不會成為妨礙柵格板11的順利轉動的原因。
這樣，采用上述構成的旁通閥，可以防止成為起動運轉時的問題的導向輥14和內側導軌部12的過度緊密接觸使柵格板11可順利轉動，由此旁通閥可以正常動作。
另外，可以防止成為運轉停止時的問題的在導向輥14和外側導軌部13之間的晃動使柵格板11可順利轉動，由此旁通閥可以正常動作。
權利要求
1.一種壓縮空氣的旁通閥，其在把由壓氣機壓縮的空氣導入燃燒室的過程中把一部分空氣旁通，其特征在于，包括框架，其設置為堵塞環(huán)狀配置的多個壓縮空氣導入口，并形成與該燃燒室尾筒連通的多個第一開口；柵格板，其與多個燃燒室尾筒形成同樣環(huán)狀，在對應所述第一開口的位置形成多個第二開口，并在自身圓周方向可轉動地支承；內側導軌部和外側導軌部，其與所述框架成為一體設置在該柵格板的內周側和外周側；多個導向輥，其設在所述柵格板上，對應工作狀況與所述內側導軌部或外側導軌部中的任一個接觸并輔助所述柵格板轉動。
2.如權利要求1所述的壓縮空氣的旁通閥，其特征在于，在處于沒進行所述壓縮空氣的旁通操作前的狀態(tài)，在所述內側導軌部與所述多個導向輥之間和在所述外側導軌部與所述多個導向輥之間都設置間隙。
3.一種燃氣輪機，其具有權利要求1所述的壓縮空氣的旁通閥。
4.一種燃氣輪機，其具有權利要求2所述的壓縮空氣的旁通閥。
全文摘要
本發(fā)明的目的是不拘于燃氣輪機的驅動狀態(tài)，都可以使柵格板順利轉動，從而使旁通閥正常動作。本發(fā)明的旁通閥包括框架，其設置以堵塞環(huán)狀配置的多個壓縮空氣導入口，并形成與該燃燒室尾筒連通的多個第一開口；柵格板，其與多個燃燒室尾筒形成同樣環(huán)狀，在對應第一開口的位置形成多個第二開口，并在自身圓周方向可轉動地支承；內側導軌部和外側導軌部，其與框架成為一體設置在該柵格板的內周側和外周側；多個導向輥，其設在柵格板上，對應工作狀況與內側導軌部或外側導軌部中的任一個接觸并輔助柵格板轉動。
文檔編號F23R3/00GK1464957SQ02802237
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權日2001年6月26日
發(fā)明者馬越龍?zhí)? 西勝秀 申請人:三菱重工業(yè)株式會社