后的冷卻空氣通過(guò)冷卻空氣排出路徑向排氣冷卻系統(tǒng)導(dǎo)入，由此能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻空氣的有效利用。
[0035]發(fā)明效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)，將比向在葉片環(huán)的內(nèi)側(cè)劃分出的第二腔室供給的冷卻空氣低溫的冷卻空氣向在葉片環(huán)的外側(cè)劃分出的第一腔室供給，因此，在從起動(dòng)時(shí)至到達(dá)額定運(yùn)轉(zhuǎn)的期間，葉片環(huán)始終與低溫的冷卻空氣接觸，因此葉片環(huán)本身不會(huì)進(jìn)行較大位移。因此，在額定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠使分割環(huán)與動(dòng)葉片之間的間隙為適當(dāng)量，能夠抑制渦輪產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的回收效率降低，從而提高燃?xì)廨啓C(jī)的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是表示本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)中的燃燒器的附近的剖視圖。
[0038]圖2是表示渦輪的葉片環(huán)的附近的剖視圖。
[0039]圖3是表示本實(shí)施方式的變形例的、渦輪的葉片環(huán)的附近的剖視圖。
[0040]圖4是表示本實(shí)施方式的變形例的、第一冷卻空氣供給路徑的圖。
[0041]圖5是表示燃?xì)廨啓C(jī)的熱起動(dòng)時(shí)的渦輪的構(gòu)成構(gòu)件的間隙的變化的曲線(xiàn)圖。
[0042]圖6是表示燃?xì)廨啓C(jī)的冷起動(dòng)時(shí)的渦輪的構(gòu)成構(gòu)件的間隙的變化的曲線(xiàn)圖。
[0043]圖7是表示燃?xì)廨啓C(jī)的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施方式，另外，在具有多個(gè)實(shí)施方式的情況下，也包括組合各實(shí)施方式而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
[0045]圖7是表示本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0046]如圖7所示，本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)由壓縮機(jī)11、燃燒器12以及渦輪13構(gòu)成。該燃?xì)廨啓C(jī)在同軸上連結(jié)有未圖示的發(fā)電機(jī)，能夠發(fā)電。
[0047]壓縮機(jī)11具有引入空氣的空氣入口 20，在壓縮機(jī)室21內(nèi)配設(shè)有入口引導(dǎo)葉片(IGV:Inlet Guide Vane)22，并且，沿空氣的流動(dòng)方向(后述的轉(zhuǎn)子32的軸向)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉片23與多個(gè)動(dòng)葉片24，在其外側(cè)設(shè)有抽氣室25。該壓縮機(jī)11通過(guò)對(duì)從空氣入口20引入的空氣進(jìn)行壓縮而使其成為高溫高壓的壓縮空氣。
[0048]燃燒器12通過(guò)對(duì)由壓縮機(jī)11壓縮后的高溫高壓的壓縮空氣供給燃料并使其燃燒，由此來(lái)生成燃燒氣體。渦輪13在渦輪機(jī)室26內(nèi)沿燃燒氣體的流動(dòng)方向(后述的轉(zhuǎn)子32的軸向)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉片27與多個(gè)動(dòng)葉片28。而且，該渦輪機(jī)室26在下游側(cè)隔著排氣機(jī)室29而配設(shè)有排氣室30，排氣室30具有與渦輪13連接的排氣擴(kuò)散部31。該渦輪被來(lái)自燃燒器12的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)，從而對(duì)在同軸上連結(jié)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0049]壓縮機(jī)11、燃燒器12與渦輪13以貫穿排氣室30的中心部的方式配置有轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)軸)32。轉(zhuǎn)子32的壓縮機(jī)11側(cè)的端部被軸承部33支承為旋轉(zhuǎn)自如，并且，排氣室30側(cè)的端部被軸承部34支承為旋轉(zhuǎn)自如。而且，該轉(zhuǎn)子32在壓縮機(jī)11處重疊并固定有多個(gè)供各動(dòng)葉片24裝配的盤(pán)狀件，并且在渦輪13處重疊并固定有多個(gè)供各動(dòng)葉片28裝配的盤(pán)狀件，在排氣室30側(cè)的端部連結(jié)有發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。
[0050]而且，就該燃?xì)廨啓C(jī)而言，壓縮機(jī)11的壓縮機(jī)室21被腿部35支承，渦輪13的渦輪機(jī)室26被腿部36支承，排氣室30被腿部37支承。
[0051]因此，在壓縮機(jī)11中，從空氣入口20引入的空氣通過(guò)入口引導(dǎo)葉片22、多個(gè)靜葉片23以及動(dòng)葉片24而被壓縮，由此成為高溫高壓的壓縮空氣。在燃燒器12中，對(duì)該壓縮空氣供給規(guī)定的燃料而使其燃燒。在渦輪13中，由燃燒器12生成的高溫高壓的燃燒氣體G通過(guò)渦輪13中的多個(gè)靜葉片27和動(dòng)葉片28而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子32旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)與該轉(zhuǎn)子32連結(jié)的發(fā)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另一方面，燃燒氣體在通過(guò)排氣室30的排氣擴(kuò)散部31將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力后向大氣中放出。
[0052]在這樣構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)中，渦輪13中的各動(dòng)葉片28的前端與渦輪機(jī)室26側(cè)之間的間隙成為考慮了動(dòng)葉片28、渦輪機(jī)室26等的熱延伸的間隙(clearance)，從渦輪13產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的回收效率降低、進(jìn)而燃?xì)廨啓C(jī)自身的性能降低的觀點(diǎn)出發(fā)，期望使渦輪13中的各動(dòng)葉片28的前端與渦輪機(jī)室26側(cè)之間的間隙成為盡可能小的間隙。
[0053]因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)增大動(dòng)葉片28的前端與渦輪機(jī)室26側(cè)之間的初始間隙，并且適當(dāng)?shù)乩鋮s渦輪機(jī)室26側(cè)，從而減小穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的動(dòng)葉片28的前端與渦輪機(jī)室26側(cè)之間的間隙，由此來(lái)防止渦輪13產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的回收效率的降低。
[0054]圖1是表示本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)中的燃燒器的附近的剖視圖，圖2是表示渦輪的葉片環(huán)的附近的剖視圖。
[0055]如圖1及圖2所示，在渦輪13中，渦輪機(jī)室26構(gòu)成為圓筒形狀，在燃燒氣體G的流動(dòng)方向的下游側(cè)連結(jié)有構(gòu)成為圓筒形狀的排氣機(jī)室29。該排氣機(jī)室29在燃燒氣體G的流動(dòng)方向的下游側(cè)設(shè)置有構(gòu)成為圓筒形狀的排氣室30(排氣擴(kuò)散部31)，排氣室30在燃燒氣體G的流動(dòng)方向的下游側(cè)設(shè)置有排氣管道(未圖示)。
[0056]渦輪機(jī)室26在內(nèi)周部沿燃燒氣體G的流動(dòng)方向的前后隔開(kāi)規(guī)定間隔而一體地形成有內(nèi)周凸緣部42a、42b，在該內(nèi)周凸緣部42a、42b固定有構(gòu)成為環(huán)形狀的葉片環(huán)43，該葉片環(huán)43在徑向的內(nèi)周部被繞轉(zhuǎn)子32分割為兩個(gè)。該葉片環(huán)43在周向的分割部處被螺栓連結(jié)，形成圓筒形狀的構(gòu)造物。葉片環(huán)43具有沿著燃燒氣體G的流動(dòng)方向(轉(zhuǎn)子32的軸向)的圓筒部44a和在圓筒部44a的軸向的上游側(cè)及下游側(cè)的各端部處設(shè)置的第一外周凸緣部44b及第二外周凸緣部44c。
[0057]葉片環(huán)43在徑向內(nèi)側(cè)的內(nèi)周部沿周向一體地形成有卡止部45a、45b，卡止部45a、45b沿燃燒氣體G的流動(dòng)方向的前后隔開(kāi)規(guī)定間隔。第一隔熱環(huán)46借助卡止部45a而被葉片環(huán)43的內(nèi)周部支承，第二隔熱環(huán)47借助卡止部45b而被葉片環(huán)43的內(nèi)周部支承。該各隔熱環(huán)46、47繞轉(zhuǎn)子32而構(gòu)成為環(huán)形狀，第一分割環(huán)49借助卡止部48a、48b而被第一隔熱環(huán)46的內(nèi)周部支承，第二分割環(huán)51借助卡止部50a、50b而被第二隔熱環(huán)47的內(nèi)周部支承。
[0058]另外，隔熱環(huán)46、47及靜葉片28、29以及分割環(huán)49、51沿周向分割為多個(gè)，且保持一定間隙地配置為環(huán)狀。
[0059]轉(zhuǎn)子32(參照?qǐng)D7)在外周部一體地連結(jié)有多個(gè)盤(pán)狀件52，且利用軸承部34(參照?qǐng)D7)旋轉(zhuǎn)自如地支承于渦輪機(jī)室26內(nèi)。
[0060]多個(gè)靜葉片體53與多個(gè)動(dòng)葉片體54在葉片環(huán)43的徑向的內(nèi)側(cè)沿著燃燒氣體G的流動(dòng)方向交替地配設(shè)。靜葉片體53構(gòu)成為，沿周向等間隔地配置有多個(gè)靜葉片27，在徑向內(nèi)側(cè)固定于繞轉(zhuǎn)子32構(gòu)成為環(huán)形狀的內(nèi)側(cè)護(hù)罩55，在徑向的外側(cè)固定于繞轉(zhuǎn)子32構(gòu)成為環(huán)形狀的外側(cè)護(hù)罩56。而且，靜葉片體53的外側(cè)護(hù)罩56借助卡止部57a、57b而被隔熱環(huán)46、47支承。
[0061]動(dòng)葉片體54沿周向等間隔地配置有多個(gè)動(dòng)葉片28，且基端部固定于盤(pán)狀件52的外周部。動(dòng)葉片28的前端部向在徑向的外側(cè)對(duì)置配置的分割環(huán)49、51側(cè)延伸出。在這種情況下，在各動(dòng)葉片28的前端與分割環(huán)49、51的內(nèi)周面之間能夠確保規(guī)定的間隙(clearance)。
[0062]渦輪13在分割環(huán)49、51及外側(cè)護(hù)罩56與內(nèi)側(cè)護(hù)罩55之間形成有繞轉(zhuǎn)子32構(gòu)成為環(huán)形狀的供燃燒氣體G流動(dòng)的氣體通路58。在該氣體通路58中，多個(gè)靜葉片體53與多個(gè)動(dòng)葉片體54沿著燃燒氣體G的流動(dòng)方向交替地配設(shè)。
[0063]燃燒器12在轉(zhuǎn)子32的徑向的外側(cè)沿周向以規(guī)定間隔配置有多個(gè)，且借助燃燒器支承構(gòu)件38支承于渦輪機(jī)室26。該燃燒器12對(duì)由壓縮機(jī)11壓縮后的高溫高壓的壓縮空氣供給燃料并使其燃燒，由此生成燃燒氣體G。燃燒器12的出口 14(尾筒)與氣體通路58連結(jié)。
[0064]并且，在渦輪13中，葉片環(huán)43經(jīng)由第一外周凸緣部44b及第二外周凸緣部44c而與渦輪機(jī)室26的內(nèi)周凸緣部42a、42b連結(jié)。其結(jié)果是，劃分出由渦輪機(jī)室26的徑向的內(nèi)周面與葉片環(huán)的徑向的外周面包圍、繞轉(zhuǎn)子32配置為環(huán)狀的第一腔室61，該第一腔室61與葉片環(huán)43的徑向的外表面相鄰。在渦輪13中，分割環(huán)49、51隔著隔熱環(huán)46、47固定于葉片環(huán)43的內(nèi)周部，并且靜葉片體53的外側(cè)護(hù)罩56固定在轉(zhuǎn)子32的軸向上的隔熱環(huán)46、47之間。其結(jié)果是，劃分出由葉片環(huán)43的徑向的內(nèi)周面與分割環(huán)56的徑向的外周面包圍、繞轉(zhuǎn)子32配置為環(huán)狀的第二腔室62，該第二腔室62與葉片環(huán)43的徑向的內(nèi)周面相鄰。
[0065]需要說(shuō)明的是，如圖2所示，葉片環(huán)43是第一外周凸緣部44b相對(duì)于渦輪機(jī)室26的內(nèi)周凸緣部42a沿轉(zhuǎn)子32的軸向固定、且在徑向上能夠滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，內(nèi)周凸緣部42b是隔著密封構(gòu)件82與第二外周凸緣44c抵接、且在徑向上能夠滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)。因此，成為能夠吸收渦輪機(jī)室26與葉片環(huán)43的軸向及徑向的位移且能夠?qū)Φ谝磺皇?1與軸向的下游側(cè)的空間