CN102207093A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以简单的结构起到减振效果并提高了空气动力性能的压缩机。本发明的压缩机具有：在形成环状流道的外壳(6)的内周面侧沿圆周方向安装的定子叶片(4)；以及支撑在上述外壳上并作为上述环状流道内径侧的隔壁配置在上述定子叶片的径向内侧的内筒(7)，上述定子叶片具有：安装在与上述内筒相对的位置的外壳内周面上的外侧套罩(10)；和在内径侧支撑叶片部的内侧套罩(11)，上述内侧套罩配置在与该内侧套罩相对的内筒的外周面上形成的环状槽内，其中，通过一体切削来形成由外侧套罩(10)、内侧套罩(11)及叶片部(9)构成的上述定子叶片。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机。
背景技术
在压缩机的高压侧压力负荷较大，由于因起动时可产生的不规则的压力变动引起的激振力导致对叶片作用振动应力。
因此一直以来，例如专利文献1(专利文献1：日本特开2007-198293号公报)所记载的那样，对于一体形成了外周套罩和内周套罩的定子叶片单体而言，一般的结构是通过用具有上述内侧套罩圆周方向长度的在轴向分成两部分的密封夹并用螺栓夹持多个定子叶片来提高刚性，提高对叶片振动的减振。
在上述专利文献1记载的结构的情况下，存在因运转中的振动而使固定密封夹的螺栓连接部松动的危险，并且，组装结构复杂，形状的自由度小，还需要确保用于安装密封夹的空间。
预测今后因燃气轮机进一步大容量化所致的空气风量的增加，以及因为提高性能的高压力比化所致的压力负荷及空气温度的增加，需要结构更简单、形状自由度更高的具有减振效果的高性能的压缩机定子叶片结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以简单的结构起到减振效果并提高了空气动力性能的压缩机。
为实现上述目的，本发明的压缩机具有：在形成环状流道的外壳的内周面侧沿圆周方向安装的定子叶片；以及支撑在上述外壳上并作为上述环状流道内径侧的隔壁配置在上述定子叶片的径向内侧的内筒，上述定子叶片具有：安装在与上述内筒相对的位置的外壳内周面上的外侧套罩；和在内径侧支撑叶片部的内侧套罩，上述内侧套罩配置在与该内侧套相对的内筒的外周面上沿圆周方向形成的槽部的空间内，上述压缩机的特征是，通过一体切削来形成由外侧套罩、内侧套罩及叶片部构成的上述定子叶片。
根据本发明，能够提供一种以简单的结构起到减振效果并提高了空气动力性能的压缩机。
附图说明
图1是燃气轮机的断面结构图。
图2是图1所示的压缩机出口部的放大图。
图3是定子叶片环段的立体图。
图4是从轴向观察定子叶片环段的图。
图5是图1所示的压缩机出口部的放大图。
图中：
1-压缩机，2-燃烧器，3-涡轮，4-定子叶片，5-转子叶片，6-外壳，7-内筒，8-轮，9-叶片部，10-外侧套罩，11-内侧套罩，12-定子叶片环段。
具体实施方式
图1是燃气轮机的断面结构例子。燃气轮机大致由压缩机1、燃烧器2和涡轮3构成。压缩机1将从大气中吸入的空气为工作流体进行绝热压缩，燃烧器2通过将燃料与从压缩机1供给的压缩空气混合并燃烧从而生成高温高压的燃气，并且涡轮3在从燃烧器2导入的燃烧气体膨胀时产生旋转动力。
另外，作为燃气轮机的构成要素的压缩机1由定子叶片4、转子叶片5和作为旋转轴的轮8构成。就定子叶片4而言，将多个形成于叶片部的根部侧(径向外侧)的嵌入部沿压缩机旋转轴的圆周方向插入并固定在设于外壳6的内周侧的圆周方向槽部中。另外，就转子叶片5而言，在轮8侧沿其圆周方向安装多个，通过驱动轮8从而使转子叶片5旋转。呈环状安装在外壳6的圆周方向的多个定子叶片4，或呈环状安装在轮8上的多个转子叶片5沿轴向配置多列。这些定子叶片列及转子叶片列沿流体(空气)的流动方向交替地配置而形成级。
此外，压缩机1的高压(出口)侧如图2所示，朝向流体的流动方向(轴向)连续多列，在图示的例子中连续地三列地配置定子叶片4。这些高压侧定子叶片配置的目的是对在由其上游侧的定子叶片列及转子叶片列构成的级被升压后的压缩空气进行整流。另外，在这些整流用的定子叶片的径向内侧设有被外壳6支撑的内筒7。该内筒7作为由外壳6形成的环状流道的内径侧的隔壁(内筒)设置。
下面，使用图3、图4说明本实施例的定子叶片结构。本实施例的定子叶片4作为多个叶片部9与外侧套罩10及内侧套罩11一体形成的定子叶片环段12构成。该定子叶片环段12通过利用机械加工对该叶片部9、外侧套罩10及内侧套罩11进行一体切削来形成。并且，定子叶片环段12的安装通过将外侧套罩10的嵌入部插入到外壳6的内周侧的圆周方向槽部中来进行。这样一来，通过依次插入多个定子叶片环段12从而形成环状的定子叶片环。
如上所述，在本实施例中，通过将压缩机的定子叶片做成由一体形成得到的定子叶片环段，从而能做成提高了刚性的减振结构。
下面，使用图5对压缩空气从高压侧向低压侧的泄漏量的降低效果进行说明。本实施例的整流用的定子叶片在与内筒7相对的位置沿轴向连续地配置了多级。此外，在与内侧套罩11相对的内筒7上在其外周侧沿圆周方向形成有具有规定深度的环状槽。然后，当将定子叶片4(定子叶片环段12)安装在外壳6上时，则成为内侧套罩11处于其一部分或全部配置在上述环状槽的空间内的状态。另外，内侧套罩11不是与内筒7接触的状态，而是具有规定的间隙地配置。
在这样构成的压缩机中，为了避免来自某定子叶片的内筒7与内侧套罩11的间隙的吸入空气a与来自其下游侧(高压侧)的定子叶片的间隙的吹出空气b产生干涉，需要尽可能大地确保某定子叶片列及其下游侧的某定子叶片列的距离C。为此，虽有必要使内侧套罩11的轴向长度A为最小，但在如专利文献1记载的复杂结构的现有技术中，减小内侧套罩11的轴向长度A是困难的。
另一方面，本实施例的定子叶片结构由于是通过一体切削形成从外侧套罩10、叶片部9(轮廓)、直到内侧套罩11，因而可使内侧套罩11的轴向长度A极小，且以高尺寸精度制作长度A。再有，由于在内侧套罩11中没有另设的零件而由其单体形成，因而可使其轴向长度A为最小。
另外，定子叶片由于高压侧的燃气力F而以外侧套罩10为基点向低压侧(上游侧)倾斜。这时，若内侧套罩11的轴向长度A较大，则内侧套罩11会从内筒7的环状槽向燃气通道中飞出，导致性能的降低。然而，根据本实施例的结构，由于使向燃气通道中的飞出为极小，因而可提高空气动力性能。
如上所述，本实施例的定子叶片结构通过机械加工一体形成定子叶片环段，该定子叶片环段由在圆周方向相邻的多片定子叶片和具有上述圆周方向长度的外侧套罩和内侧套罩构成，通过将多个上述定子叶片环段插入到在外壳上沿圆周方向设置的槽中从而形成环状的定子叶片环，上述定子叶片环在轴向连续地配置多级。通过做成利用一体形成得到的定子叶片环段从而能做成提高了刚性的减振结构。
另外，连续配置的定子叶片环的内侧套罩具有不与沿圆周方向设置在内筒外周上的槽接触的间隙地配置，减小内侧套罩的轴向宽度从而较宽广地取得设置在上述内筒上的槽的间隙，从而能够使将压缩空气从高压的下游侧向低压的上游侧通过上述槽的泄漏为最小限度，可维持性能，结构简单，因而还能充分地确保形状的自由度。

Claims (3)

1.一种压缩机，具有：在形成环状流道的外壳的内周面侧沿圆周方向安装的定子叶片；以及支撑在上述外壳上并作为上述环状流道的内径侧的隔壁配置在上述定子叶片的径向内侧的内筒，
上述定子叶片具有：安装在与上述内筒相对的位置的外壳内周面上的外侧套罩；和在内径侧支撑叶片部的内侧套罩，上述内侧套罩配置在槽部的空间内，该槽部在与该内侧套罩相对的内筒的外周面上沿圆周方向形成，上述压缩机的特征在于，
通过一体切削来形成由外侧套罩、内侧套罩及叶片部构成的上述定子叶片。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，将在圆周方向邻接的多片定子叶片作为定子叶片环段一体形成，在上述外壳的圆周方向安装多个该定子叶片环段，从而形成环状的定子叶片环。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，将上述定子叶片环在轴向上多级连续地配置。
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