CN103109045A - 燃气涡轮 - Google Patents

燃气涡轮 Download PDF

Info

Publication number
CN103109045A
CN103109045A CN2012800016507A CN201280001650A CN103109045A CN 103109045 A CN103109045 A CN 103109045A CN 2012800016507 A CN2012800016507 A CN 2012800016507A CN 201280001650 A CN201280001650 A CN 201280001650A CN 103109045 A CN103109045 A CN 103109045A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stream
cooling
pillar
air
gas turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012800016507A
Other languages
English (en)
Inventor
桥本真也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to CN201510533082.0A priority Critical patent/CN105179029A/zh
Publication of CN103109045A publication Critical patent/CN103109045A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/30—Exhaust heads, chambers, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/50—Building or constructing in particular ways
    • F05D2230/54—Building or constructing in particular ways by sheet metal manufacturing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
    • F05D2250/314—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation the axes being inclined in relation to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/607—Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

本发明提供一种防止因热量所引起的转子旋转轴的轴向偏差的燃气涡轮，燃气涡轮具备：支柱(23)；外侧扩散器(24)；内侧扩散器(25)；支柱罩(26)；隔壁(28)，其中，具备：冷却空气(W)的流入孔(31)；形成在机室壁(21)与外侧扩散器(24)之间的第一流路(R1)；形成在支柱(23)与支柱罩(26)之间的第二流路(R2)；形成在内侧扩散器(25)与隔壁(28)之间的第三流路(R3)；设于内侧扩散器(25)的流出孔(51)。

Description

燃气涡轮
技术领域
本发明涉及一种在排气室中具备冷却结构的燃气涡轮。
本申请基于在2011年9月9日向日本提出申请的日本特愿2011-197076号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
燃气涡轮通过向燃烧器内供给燃料气体和压缩空气并使其燃烧，由此生成高温、高压的燃烧气体，并通过该燃烧气体使涡轮驱动而产生旋转动力。然后，使涡轮驱动后的燃烧气体在排气室的扩散器中变换为静压之后向大气放出。
在这样的燃气涡轮中，伴随着高效率化，向涡轮供给的燃烧气体温度成为非常高温。由此，需要进行涡轮中的大概全部的结构部件的冷却，另外，对于所述排气室内也需要可靠地进行冷却。
上述那样的在排气室中具备冷却结构的燃气涡轮例如在日本专利文献1中所公开，该燃气涡轮的排气室具备机室壁与支柱。该支柱配置在机室壁的径向内侧并且与将支承转子的轴承部收容在内部的轴承箱连接，将该轴承箱支承于机室壁，且在周向上空开规定间隔地设置多个。并且，通过形成在设于该支柱的外周侧的支柱罩与支柱之间的冷却流路而将冷却空气向排气室内供给，从而对排气室中的扩散器、支柱、支柱罩等的结构部件进行冷却。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2009-243311号公报
【发明概要】
【发明所要解决的课题】
在所述现有技术的燃气涡轮的排气室中，大概全部的结构部件通过板金焊接来制作，对于沿着周向配置的各支柱而言，制作时的尺寸公差也较大。其结果是，由于通过所述冷却流路所供给的冷却空气流量的差而带来在冷却效果方面产生了差异，在排气室内的各结构部件的热伸缩量方面产生了温度偏差。因而，尤其在支柱中，由于周向的每个支柱的热伸缩量的不同，产生了轴承箱及转子的轴向偏差，有可能导致旋转体与静止体的接触及燃气涡轮的性能低下。
发明内容
本发明就是考虑到这样的情况而作出的，其目的在于，提供一种能够实现转子旋转轴的轴向偏差的防止的燃气涡轮。
【用于解决课题的手段】
为了解决所述课题，本发明采用以下的手段。
本发明所涉及的燃气涡轮具备：机室壁，其在轴线中心具有圆筒形状，并形成排气室的外形；轴承箱，其配置在所述机室壁的径向内侧，并支承转子的轴承部；支柱，其在所述轴承箱的外周面上沿着周向空开间隔地设置多个，并将所述机室壁与所述轴承箱连结；外侧扩散器，其沿着所述机室壁的内周面设置；内侧扩散器，其沿着所述轴承箱的外周面设置；支柱罩，其将所述外侧扩散器与所述内侧扩散器连结，并从外周侧覆盖所述支柱；隔壁，其设置在所述内侧扩散器与所述轴承箱之间，并从外周侧覆盖所述轴承箱，其中，还具备：流入孔，其设于所述机室壁，并从外部取入冷却空气；第一流路，其形成在所述机室壁与所述外侧扩散器之间，并与所述流入孔连通而供所述冷却空气流通；第二流路，其形成在所述支柱与所述支柱罩之间，并与所述第一流路连通而供所述冷却空气流通；第三流路，其形成在所述内侧扩散器与所述隔壁之间，并与所述第二流路连通而供所述冷却空气流通；流量调整机构，其设置在所述第二流路中所述第三流路中的至少一方。
在这样的燃气涡轮中，从流入孔将冷却空气取入，且该冷却空气在第一流路、第二流路及第三流路中流通。然后，在流出到由外侧扩散器及内侧扩散器环绕而成的扩散器部内的燃烧气体中之前，冷却空气对作为排气室的结构部件的机室壁、外侧扩散器、支柱、支柱罩、内侧扩散器及隔壁进行冷却。此时，从流入孔取入的冷却空气通过流量调整机构来进行流量调节。由此，即便在因所述结构部件的制作尺寸公差而使第一流路、第二流路及第三流路的尺寸在周向上不均匀的情况下，也能够沿着周向流通相同流量的冷却空气。其结果是，对于全部的支柱而言能够使支柱的热伸缩量均匀化。
另外，也可以是，所述流量调整机构为，设于所述第二流路，从所述支柱罩的内周面突出，且设置在所述支柱罩与所述支柱之间的节流构件。
通过在第二流路中设置具有节流孔的节流构件，不管每个支柱及支柱罩的制作尺寸公差如何，均能够使周向上全部的支柱与支柱罩之间的流路面积成为恒定。由此，能够使在全部的第二流路中流通的冷却空气成为相同的流量，从而能够避免每个支柱的冷却效果变得不均匀的情况。因而，能够防止由于每个支柱的热伸缩量的偏差所引起的转子旋转轴的轴向偏差，从而实现燃气涡轮的性能提高。
进而，也可以是，所述流量调整机构为，设置在所述第三流路的轴线方向的冷却空气的流动方向的下游侧的流出孔。
在周向上的各个第二流路内流通的冷却空气在第三流路、即流出孔的跟前处合流为一。另一方面，离开最终级动叶的燃烧气体所排出的所述扩散器部的入口部的压力变动大，容易沿着周向产生压力分布。如果在所述第三流路的轴方向的冷却空气的流动方向的下游侧设置流出孔的话，流出孔作为冷却空气流的节流孔来发挥功能。因而，能够对冷却空气流赋予压力损失，从而能够降低形成第三流路的腔室内的周向的压力分布的不均匀。在周向上的各个第二流路中流通的冷却空气的流量由该第三流路内的压力与所述流入孔外侧的压力的差压来确定。由此，由于周向的压力分布变得均匀，故能够降低在周向上的各个第二流路内流通的冷却空气的流量变得不均匀的情况，从而能够防止因每个支柱的热伸缩量的偏差所引起的转子旋转轴的轴向偏差。
另外，也可以是，所述流入孔为能够变更所述流入孔的开口面积的盖构件。
对于向流入孔而言，来自外部的接近容易，故通过这样的盖构件，能够从外部进行冷却空气的取入量的调整，从而能够容易地将向排气室内流入的冷却空气的总流量调整为任意的流量。因而，容易地进行所述结构部件的冷却量的调整。
另外，也可以是，所述流出孔配置在比所述支柱罩靠轴线方向的燃烧气体的流动方向的上游侧的位置。
在燃气涡轮的轴线方向的燃烧气体的流动方向的上游侧，与轴线方向的燃烧气体的流动方向的下游侧相比较，以静压基准计负压量变大。由此，在因差压而将冷却空气取入之际，能够更加圆滑地对多量的冷却空气进行吸引并取入，从而能够获得对于所述结构部件更高的冷却效果。
发明效果
根据本发明的燃气涡轮，通过流量调整机构将冷却空气向由外侧扩散器与内侧扩散器环绕而成的扩散器部内周向均匀地排出，由此能够使每个支柱的热伸缩量均匀化，从而能够避免转子旋转轴的轴向偏差。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的燃气涡轮的概略结构图。
图2是将排气室的支柱设置部分放大表示的图。
图3是从轴线方向观察排气室的支柱设置部分时的图。
图4是将排气室的机室壁中的流入孔与盖放大表示的图。
图5A是表示支柱罩内的节流孔的图。
图5B是表示支柱罩内的节流孔的图，即为图5A的A-A剖视图。
图6是将流入孔、节流孔及腔室与流出孔的关系简略化表示的图，即为图2的A-A剖视图。
具体实施方式
以下，关于本发明的第一实施方式所涉及的燃气涡轮1进行说明。
如图1所示，燃气涡轮1的结构在于，将在压缩机11中生成的压缩空气通过燃烧器12与燃料混合之后燃烧，从而生成高温、高压的燃烧气体W1。另外，燃气涡轮1通过使燃烧气体W1向涡轮13流入，由此使该涡轮13的转子14围绕轴线P旋转，从而获得旋转动力。进而，涡轮13与例如未图示的发电机连接，通过该旋转动力来进行发电。
然后，所述燃烧气体W1在使涡轮13旋转之后，通过排气室15来进行排气。
需要说明的是，在以下之中，将燃气涡轮1的压缩机11侧(图1的纸面左侧)称之为“轴线P方向上游侧”，将排气室15侧(图1的纸面右侧)称之为“轴线P方向下游侧”。
如图2及图3所示，排气室15具备：机室壁21；轴承箱22；支柱23。轴承箱22配置在机室壁21的径向内侧。支柱23将机室壁21与轴承箱22连结。
另外，排气室15具备：外侧扩散器24；内侧扩散器25；支柱罩26；隔壁28。外侧扩散器24沿着机室壁21的内周面设置。内侧扩散器25沿着轴承箱22的外周面设置。支柱罩26将外侧扩散器24与内侧扩散器25连结，并覆盖支柱外周23a。隔壁28设置在内侧扩散器25与轴承箱22之间。
机室壁21为具有以轴线P为中心的圆筒形状，并形成排气室15的外形的构件。
轴承箱22为配置在机室壁21的径向内侧，在内部收容并支承所述转子14的轴承部27，且具有以轴线P为中心的圆筒形状的构件。
另外，轴承箱22具有突出部。突出部为从轴承箱22突出的部分，且具有平坦的面。该面为与沿着轴线P的面平行的面。
支柱23中其两端之中的第一端部23A结合在轴承箱22的外周面上，支柱23的第二端部23B与机室壁21结合。即，该支柱23以从第一端部23A随着朝向径向外侧而朝向围绕轴线P一方侧的方式延伸，且在周方向上空开规定间隔地设置多个(本实施方式中为六个)。由此，轴承箱22与机室壁21由支柱23来连结。
另外，支柱23的第一端部23A与轴承箱22的突出部的平坦的面垂直配置。支柱23以沿着具有圆筒形状的轴承箱22的切线方向延伸的方式设置。轴承箱22沿着旋转的转子14的旋转方向承受力，但支柱23沿着与该旋转方向对置的方向来支承轴承箱22。由此，轴承箱22不会围绕轴线P旋转，而能够对轴承箱22进行固定。
外侧扩散器24为在机室壁21的径向内侧沿着机室壁21的内周面设置的隔壁，且为具有以轴线P为中心的大致圆筒形状的构件。另外，所述支柱23贯通该外侧扩散器24。
内侧扩散器25为在外侧扩散器24的内侧且轴承箱22的径向外侧沿着轴承箱22的外周面设置的隔壁，且为具有以轴线P为中心的大致圆筒形状的构件。另外，所述支柱23贯通该内侧扩散器25。
支柱罩26为将外侧扩散器24与内侧扩散器25连结的隔壁，且为在支柱23的延伸方向上从周围来覆盖支柱23的构件。
隔壁28为设置在内侧扩散器25与轴承箱22之间的隔壁，且为具有以轴线P为中心的大致圆筒形状的构件，防止流通过第二流路R2的冷却空气W经由轴承箱22及轴承部27而直接向转子14流入的情况。
接着，关于冷却空气W所流通的流路进行说明。排气室15具备：冷却空气W的流入孔31；第一流路R1、第二流路R2、具有流出孔51的第三流路R3这三个流路。另外，排气室15具备扩散器部53，该扩散器部53由外侧扩散器24与内侧扩散器25环绕而成，并形成供从涡轮13排出的燃烧气体W1所流动的环状的空间。
流入孔31为向机室壁21贯通，将机室壁21的径向内侧与外侧连通，且能够从外部流通冷却空气W的开口部。并且，该流入孔31在周方向上空开规定的间隔地设置多个(本实施方式中为六个)，各个流入孔31配置在沿着周向邻接的支柱23彼此的正中间。
进而，如图4所示，在各个流入孔31中通过螺栓33而固定有圆盘状的盖(盖构件)32。该盖32具有：网构件34；盖主体35；盖支承构件37。盖主体35进而从径向外侧来覆盖该网构件34。盖支承构件37从径向内侧来支承网构件34。另外，在该盖主体35中，在离盖主体35的中心具有规定的半径的圆周上空开规定间隔地配置的贯通孔36设有多个(本实施方式中为八个)。即，在网构件34仅仅从该贯通孔36向外部露出的状态下，通过该贯通孔36而将机室壁21的内外连通。
第一流路R1形成在机室壁21与外侧扩散器24之间的空间中。另外，该空间与流入孔31被连通，冷却空气W从流入孔31流入，从而能够在第一流路R1内流通。
第二流路R2形成在支柱罩26与支柱23之间的空间中。另外，该空间与第一流路R1被连通，冷却空气W从第一流路R1流入，从而能够在第二流路R2内流通。
第三流路R3形成在内侧扩散器25与隔壁28之间的空间中。另外，该空间与第二流路R2被连通，冷却空气W从第二流路R2流入，从而能够在第三流路R3内流通。
扩散器部53为由外侧扩散器24与内侧扩散器25环绕而成，且来自最终级动叶部52的燃烧气体W1从扩散器入口部53a流入的环状空间。
进而，如图5A、5B及图6所示，排气室15具备：节流构件(流量调整机构)61；腔室63。节流构件(流量调整机构)61设置在第二流路R2、即支柱罩26与支柱23之间。腔室63设置在第三流路R3、即内侧扩散器25与隔壁28之间，且在冷却空气W的流动方向的下游侧具有流出孔(流量调整机构)51。
节流构件61为突出设置在设于第二流路R2内的支柱罩26的内周面上，且在与支柱23之间具有流路面积的构件。节流孔61a及支柱外周23a被实施机械加工以使尺寸精度提高。并且，为了使在全部的第二流路R2中流通的冷却空气W的流量均匀化，具有相同的流路面积的节流构件61设置在全部的支柱罩26上。节流构件61为用于减少第二流路R2的截面积而设于第二流路R2内的障碍物。
腔室63为形成第三流路R3，由内侧扩散器25与隔壁28环绕而成且沿着周向连通的环状空间，且在腔室63内的轴线P方向的冷却空气W的流动方向的下游侧配置有流出孔51。
流出孔51为，在内侧扩散器25的轴线P方向的燃烧气体W1的流动方向上，在上游侧的扩散器入口部53a上沿着周向空开规定的间隔设置的开口部。流出孔51将内侧扩散器25的内外连通，从而流通过第三流路R3的冷却空气W能够流入涡轮13内的最终级动叶部52的出口正后方的扩散器部53。
在这样的燃气涡轮1中，从机室壁21的流入孔31将外部空气作为冷却空气W取入，并向第一流路R1流入。此时，离开涡轮13的最终级动叶部52的燃烧气体W1所排出的扩散器入口部53a的压力(静压基准)成为负压的状态。冷却空气W由于该负压而自动从流入孔31吸引，并被取入扩散器部53的内部。并且，冷却空气W在第一流路R1中流通的期间，机室壁21及外侧扩散器24被冷却空气W冷却。
然后，向周向上的各个第二流路R2流入的冷却空气W通过设于支柱罩26内的节流构件61，在全部的第二流路R2内中，在流过节流构件61的上游侧与下游侧的冷却空气W之间确保恒定的差压，从而对冷却空气W的流量进行调节。因而，能够抑制在周向上的各个第二流路R2内流通的冷却空气W的流量变得不均匀的情况。
并且，在周向上的各个第二流路R2中流通的冷却空气W通过节流构件61来进行流量调节，并且将支柱罩26及支柱23冷却而流入第三流路R3。
在第三流路R3中，内侧扩散器25及隔壁28被冷却空气冷却。
在此，在周向上的各个第二流路R2中流通的冷却空气W的流量由该第三流路R3内的压力和第一流路R1内的压力的差压来确定。另一方面，第三流路R3内的冷却空气W向燃烧气体W1所下流的扩散器部53的扩散器入口部53a吹出。扩散器入口部53a位于离开最终级动叶部52的燃烧气体W1所流出的位置，在周向上形成不均匀的压力分布。
另外，为了设于第二流路R2的节流构件61正常地发挥功能，需要使节流构件61的上游侧与下游侧的冷却空气W的差压稳定，并需要使第三流路R3内的压力(静压基准)稳定。
冷却空气W所吹出的扩散器入口部53a如上所述那样，周向的压力分布为不均匀，且压力变动较大。为此，在第三流路R3的轴线P方向的冷却空气W的流动方向的下游侧设有以节流为目的的环状的流出孔51。通过对从流出孔51吹出的冷却空气W赋予能够吸收扩散器入口部53a的周向的压力变动的程度的充分的压力损失，能够不受扩散器部53的压力变动的影响，而使第三流路R3的周向的压力稳定。
通过使第三流路R3的周向的压力稳定，在节流构件61中流动的上游侧与下游侧的冷却空气W之间的差压稳定。因而，能够降低在周向上的各个第二流路R2内流通的冷却空气W的流量变得不均匀的情况，从而能够减少每个支柱23的热伸缩量的偏差。
需要说明的是，所期望的是，与从流入孔31流入并在支柱23的四周流动的冷却空气W的全部容量相比较，腔室63具备充分的容量。如果腔室63的容量比冷却空气W的流量大的话，即便冷却空气W的流量发生变动，也能够始终将腔室63内维持在恒定的压力。
在此，在流入孔31中，虽然通过设于盖主体35的贯通孔36而流入冷却空气W，但能够通过网构件34来防止尘土、灰尘及尘埃等的流入。
另外，在燃气涡轮的试运转的阶段中，作为调整作业的一个环节，存在对在支柱23的四周流动的冷却空气W的总流量进行调整的情况。在这样的情况下，对从流入孔31供给的冷却空气W的流路面积进行调整。即，通过更换为孔径不同的盖主体35等，能够变更设于盖主体35的贯通孔36的孔径，从而容易地对孔径进行变更。在这样的方法中，能够将从流入孔31向排气室15内流入的冷却空气W的总流量调整为任意的值。
另外，在涡轮13中结束做功的燃烧气体W1在扩散器部53中，随着向轴线P方向下游侧流通而压力(静压)恢复，故轴线P方向上游侧的静压基准的负压量变大。在本实施方式中，流出孔51设置在内侧扩散器25的轴线P方向上游侧，故能够使更多量的冷却空气W圆滑地从流入孔31取入，从而能够提高排气室15内的所述结构部件的冷却效果。
在此，支柱23以从轴承箱22的切线方向突出的方式连接。在支柱23因热量而伸缩之际，在基于每个支柱23的热量的伸缩量均匀的情况下，通过轴承箱22绕轴线P中心旋转，从而能够避免转子14的旋转轴的轴向偏差。
根据本实施方式的燃气涡轮1，从流入孔31取入的冷却空气W通过设于第二流路R2的节流构件61，能够将各第二流路R2的流路面积保持为恒定。另外，通过设于流出孔51的跟前的腔室63，能够将周向的压力分布保持为恒定。其结果是，能够将沿着周向被分离而在第二流路R2中流通的冷却空气W的流量在全部的第二流路R2中保持为相同的流量，从而能够消除周向的结构部件的冷却效果变得不均匀的情况。因而，能够使因周向上的各个支柱23的热量所引起的伸缩量均匀化，且通过使轴承箱22围绕轴线P旋转，由此能够抑制转子14旋转轴的轴向偏差。
另外，能够容易地变更盖主体35的流入孔31的开口面积，故能够将向排气室15内流入的冷却空气W的总流量容易地调整为任意的流量。因而，容易地进行所述结构部件的冷却量的调整。
进而，通过在扩散器部53的轴线P方向上游侧的扩散器入口部53a设置流出孔51，能够使冷却空气W的取入变得圆滑且实现流量的增大。因而，能够提高排气室15内的所述结构部件的冷却效果，并实现燃气涡轮1的性能提高。
另外，冷却空气W在从第一流路R1至第三流路R3流通之际，借助所述结构部件与冷却空气W之间的换热来加热冷却空气W，在所产生的通风效果的作用下，也有在腔室63内沿着周向产生不均匀的压力分布的情况。但是，通过利用前述的节流构件61赋予适度的压力损失(相对于通风效果充分大的压力损失)，能够将因通风效果所引起的影响减小到可忽视的程度，从而能够使冷却空气W的流量均匀化。
以上，进行了关于本发明的实施方式的详细说明，但在不超出本发明的技术思想的范围内，也能够进行稍微的设计变更。
例如，如果在支柱罩26的内周面应用机械加工等，而能够将在周向上的各个第二流路R2中流通的冷却空气W的流量保持为恒定，则在第二流路R2中无需设置节流构件61。
另外，如果流出孔51跟前的第三流路R3内的周向的压力分布恒定的话，也可以不设置流出孔51。
另外，在实施方式中，支柱23设置成沿着轴承箱22的切线方向突出，但例如也可以朝向径向外侧地突出设置，另外，支柱23的数量也不局限于六个。
进而，来自流入孔31的冷却空气W由于负压而吸引并取入，但也可以采用风扇等从流入孔31吹入来取入。
并且，流出孔51配置在扩散器部53的轴线P方向上游侧的扩散器入口部53a，但也可以配置在轴线P方向下游侧。在这种情况下，与轴线P方向上游侧相比较，负压量变小，故冷却空气W的取入量减少，但通过增大流入孔31的孔径等而能够进行流量的调整。
符号说明
1…燃气涡轮、
11…压缩机、
12…燃烧器、
13…涡轮、
14…转子、
15…排气室、
21…机室壁、
22…轴承箱、
23…支柱、
23a…支柱外周、
23A…第一端部、
23B…第二端部、
24…外侧扩散器、
25…内侧扩散器、
26…支柱罩、
27…轴承部、
28…隔壁、
31…流入孔、
32…盖(盖构件)、
33…螺栓、
34…网构件、
35…盖主体、
36…贯通孔、
37…盖支承构件、
51…流出孔、
52…最终级动叶部、
53…扩散器部、
53a…扩散器入口部、
61…节流构件、
61a…节流孔、
63…腔室、
W…冷却空气、
W1…燃烧气体、
P…轴线、
R1…第一流路、
R2…第二流路、
R3…第三流路

Claims (5)

1.一种燃气涡轮，具备：
机室壁，其在轴线中心具有圆筒形状，并形成排气室的外形；
轴承箱，其配置在所述机室壁的径向内侧，并支承转子的轴承部；
支柱，其在所述轴承箱的外周面上沿着周向空开间隔地设置多个，并将所述机室壁与所述轴承箱连结；
外侧扩散器，其沿着所述机室壁的内周面设置；
内侧扩散器，其沿着所述轴承箱的外周面设置；
支柱罩，其将所述外侧扩散器与所述内侧扩散器连结，并从外周侧覆盖所述支柱；
隔壁，其设置在所述内侧扩散器与所述轴承箱之间，并从外周侧覆盖所述轴承箱，
所述燃气涡轮中，还具备：
流入孔，其设于所述机室壁，并从外部取入冷却空气；
第一流路，其形成在所述机室壁与所述外侧扩散器之间，并与所述流入孔连通而供所述冷却空气流通；
第二流路，其形成在所述支柱与所述支柱罩之间，并与所述第一流路连通而供所述冷却空气流通；
第三流路，其形成在所述内侧扩散器与所述隔壁之间，并与所述第二流路连通而供所述冷却空气流通；
流量调整机构，其设置在所述第二流路和所述第三流路中的至少一方。
2.如权利要求1所述的燃气涡轮，其中，
所述流量调整机构为节流构件，该节流构件设于所述第二流路，从所述支柱罩的内周面突出，且设置在所述支柱罩与所述支柱之间。
3.如权利要求1或2所述的燃气涡轮，其中，
所述流量调整机构为流出孔，该流出孔设置在所述第三流路的轴线方向的冷却空气的流动方向的下游侧。
4.如权利要求1～3中任一项所述的燃气涡轮，其中，
所述流入孔具有能够变更所述流入孔的开口面积的盖构件。
5.如权利要求3所述的燃气涡轮，其中，
所述流出孔配置在比所述支柱罩靠轴线方向的燃烧气体的流动方向的上游侧的位置。
CN2012800016507A 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮 Pending CN103109045A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510533082.0A CN105179029A (zh) 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-197076 2011-09-09
JP2011197076A JP5222384B2 (ja) 2011-09-09 2011-09-09 ガスタービン
PCT/JP2012/063725 WO2013035391A1 (ja) 2011-09-09 2012-05-29 ガスタービン

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510533082.0A Division CN105179029A (zh) 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103109045A true CN103109045A (zh) 2013-05-15

Family

ID=47829979

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012800016507A Pending CN103109045A (zh) 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮
CN201510533082.0A Pending CN105179029A (zh) 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510533082.0A Pending CN105179029A (zh) 2011-09-09 2012-05-29 燃气涡轮

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9644494B2 (zh)
EP (1) EP2610442B1 (zh)
JP (1) JP5222384B2 (zh)
KR (1) KR101273856B1 (zh)
CN (2) CN103109045A (zh)
WO (1) WO2013035391A1 (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106030049A (zh) * 2014-03-14 2016-10-12 三菱日立电力系统株式会社 排气室入口侧构件、排气室、燃气涡轮以及最末级涡轮动叶片取出方法
CN106437884A (zh) * 2016-12-24 2017-02-22 贵州黎阳航空动力有限公司 一种燃气轮机用长寿命涡轮支承结构
CN106460563A (zh) * 2014-04-07 2017-02-22 川崎重工业株式会社 涡轮的换气构造
CN107148510A (zh) * 2014-10-29 2017-09-08 三菱日立电力系统株式会社 排气装置以及燃气轮机
CN107461264A (zh) * 2016-04-29 2017-12-12 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的贮槽组件
CN107636258A (zh) * 2015-05-07 2018-01-26 劳斯莱斯有限公司 燃气涡轮发动机
CN108026780A (zh) * 2015-09-15 2018-05-11 赛峰飞机发动机公司 涡轮机涡轮壳体的通风装置
CN111608750A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 赛峰航空器发动机 涡轮发动机壳体
CN112211683A (zh) * 2020-10-21 2021-01-12 中国航发沈阳发动机研究所 一种涡轮后机匣隔热罩
CN114929995A (zh) * 2020-04-24 2022-08-19 三菱重工业株式会社 隔热件组件以及燃气轮机

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6033154B2 (ja) * 2013-03-29 2016-11-30 三菱重工業株式会社 軸流回転機械、及びディフューザ
EP2806113A1 (en) * 2013-05-24 2014-11-26 Siemens Aktiengesellschaft An exhaust casing of a turbomachine and a method for assembling the exhaust casing into the turbomachine
WO2015069125A1 (en) * 2013-11-08 2015-05-14 General Electric Company Turbomachine exhaust frame
WO2015157751A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 General Electric Company Turbine center frame fairing assembly
US9903215B2 (en) 2014-06-11 2018-02-27 General Electric Company Cooling passages for inner casing of a turbine exhaust
US9890662B2 (en) 2015-01-27 2018-02-13 Hamilton Sundstrand Corporation Ram air turbine stow lock pin
US9810099B2 (en) * 2015-06-29 2017-11-07 Siemens Energy, Inc. Turbine exhaust cylinder strut strip for shock induced oscillation control
US10443449B2 (en) 2015-07-24 2019-10-15 Pratt & Whitney Canada Corp. Spoke mounting arrangement
US10247035B2 (en) 2015-07-24 2019-04-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Spoke locking architecture
CA2936180A1 (en) 2015-07-24 2017-01-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Multiple spoke cooling system and method
JP6601948B2 (ja) * 2015-09-02 2019-11-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン
US20170067365A1 (en) * 2015-09-09 2017-03-09 General Electric Company Exhaust frame strut with cooling fins
JP6625427B2 (ja) * 2015-12-25 2019-12-25 川崎重工業株式会社 ガスタービンエンジン
PL417032A1 (pl) * 2016-04-28 2017-11-06 General Electric Company Radialny dyfuzor wydechowy
US10316698B2 (en) * 2016-05-23 2019-06-11 United Technologies Corporation Dirt shield
US20180149085A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 General Electric Company Exhaust frame cooling via cooling flow reversal
EP3412877B1 (en) * 2017-06-05 2020-08-19 General Electric Company Bearing bumper for blade out events
US10837316B2 (en) * 2017-08-25 2020-11-17 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD High thermal response exhaust diffuser strut collar
JP7120913B2 (ja) 2018-12-25 2022-08-17 三菱重工業株式会社 ガスタービン排気車室及びガスタービン
US11371362B2 (en) 2019-09-06 2022-06-28 Hamilton Sundstrand Corporation Diffuser with exhaust shroud
JP7419002B2 (ja) 2019-09-12 2024-01-22 三菱重工業株式会社 ストラットカバー、排気車室およびガスタービン
FR3116859B1 (fr) * 2020-11-27 2022-10-14 Safran Aircraft Engines Carter comprenant des raidisseurs internes et/ou externes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129725A (en) * 1980-03-17 1981-10-12 Hitachi Ltd Method of cooling gas turbine and apparatus therefor
EP1512844A2 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 Hitachi, Ltd. Gas turbine installation, cooling air supplying method and method of modifying a gas turbine installation
CN101978138A (zh) * 2008-03-28 2011-02-16 三菱重工业株式会社 燃气涡轮机

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2603945A (en) * 1949-06-14 1952-07-22 Charles R Brown Jet engine with afterburner
US2789416A (en) * 1953-08-26 1957-04-23 Fairchild Engine & Airplane System for cooling a turbine bearing of a gas turbine power plant
SE395747B (sv) 1975-12-10 1977-08-22 Stal Laval Turbin Ab Tvastegsgasturbin
US5020318A (en) * 1987-11-05 1991-06-04 General Electric Company Aircraft engine frame construction
US5272869A (en) * 1992-12-10 1993-12-28 General Electric Company Turbine frame
US5746574A (en) 1997-05-27 1998-05-05 General Electric Company Low profile fluid joint
US6266954B1 (en) * 1999-12-15 2001-07-31 General Electric Co. Double wall bearing cone
DE10303088B4 (de) * 2002-02-09 2015-08-20 Alstom Technology Ltd. Abgasgehäuse einer Wärmekraftmaschine
US7614150B2 (en) * 2002-08-14 2009-11-10 Volvo Aero Corporation Method for manufacturing a stator or rotor component
JP5118496B2 (ja) 2008-01-10 2013-01-16 三菱重工業株式会社 ガスタービンの排気部の構造およびガスタービン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56129725A (en) * 1980-03-17 1981-10-12 Hitachi Ltd Method of cooling gas turbine and apparatus therefor
EP1512844A2 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 Hitachi, Ltd. Gas turbine installation, cooling air supplying method and method of modifying a gas turbine installation
CN101978138A (zh) * 2008-03-28 2011-02-16 三菱重工业株式会社 燃气涡轮机

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10662819B2 (en) 2014-03-14 2020-05-26 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Exhaust chamber inlet-side member, exhaust chamber, gas turbine, and last-stage turbine blade removal method
CN106030049B (zh) * 2014-03-14 2017-08-01 三菱日立电力系统株式会社 排气室入口侧构件、排气室、燃气涡轮以及最末级涡轮动叶片取出方法
CN106030049A (zh) * 2014-03-14 2016-10-12 三菱日立电力系统株式会社 排气室入口侧构件、排气室、燃气涡轮以及最末级涡轮动叶片取出方法
US10533458B2 (en) 2014-04-07 2020-01-14 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Turbine ventilation structure
CN106460563A (zh) * 2014-04-07 2017-02-22 川崎重工业株式会社 涡轮的换气构造
CN107148510A (zh) * 2014-10-29 2017-09-08 三菱日立电力系统株式会社 排气装置以及燃气轮机
CN107148510B (zh) * 2014-10-29 2019-06-07 三菱日立电力系统株式会社 排气装置以及燃气轮机
CN107636258A (zh) * 2015-05-07 2018-01-26 劳斯莱斯有限公司 燃气涡轮发动机
CN108026780A (zh) * 2015-09-15 2018-05-11 赛峰飞机发动机公司 涡轮机涡轮壳体的通风装置
US10221766B2 (en) 2016-04-29 2019-03-05 General Electric Company Sump assembly for a gas turbine engine
CN107461264B (zh) * 2016-04-29 2019-08-06 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的贮槽组件
CN107461264A (zh) * 2016-04-29 2017-12-12 通用电气公司 用于燃气涡轮发动机的贮槽组件
CN106437884A (zh) * 2016-12-24 2017-02-22 贵州黎阳航空动力有限公司 一种燃气轮机用长寿命涡轮支承结构
CN111608750A (zh) * 2019-02-25 2020-09-01 赛峰航空器发动机 涡轮发动机壳体
CN111608750B (zh) * 2019-02-25 2024-04-19 赛峰航空器发动机 涡轮发动机壳体
CN114929995A (zh) * 2020-04-24 2022-08-19 三菱重工业株式会社 隔热件组件以及燃气轮机
CN112211683A (zh) * 2020-10-21 2021-01-12 中国航发沈阳发动机研究所 一种涡轮后机匣隔热罩
CN112211683B (zh) * 2020-10-21 2022-11-22 中国航发沈阳发动机研究所 一种涡轮后机匣隔热罩

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013057302A (ja) 2013-03-28
EP2610442A4 (en) 2014-08-27
KR101273856B1 (ko) 2013-06-11
EP2610442A1 (en) 2013-07-03
WO2013035391A1 (ja) 2013-03-14
US9644494B2 (en) 2017-05-09
EP2610442B1 (en) 2016-08-24
CN105179029A (zh) 2015-12-23
KR20130036742A (ko) 2013-04-12
US20130064647A1 (en) 2013-03-14
JP5222384B2 (ja) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103109045A (zh) 燃气涡轮
CN101978138B (zh) 燃气涡轮机
CA2715594C (en) Interturbine vane with multiple air chambers
CN101153546B (zh) 双轴燃气涡轮
CN1149354C (zh) 汽轮机燃烧室
RU2376485C2 (ru) Узел крепления подшипников и содержащий его газотурбинный двигатель
CN104018936B (zh) 可变喷嘴单元以及可变容量型增压器
JP2017078510A (ja) レース下潤滑方式による円筒ローラ軸受を備えた遊星ギアボックス
CN101994529B (zh) 蒸汽涡轮机、蒸汽涡轮机的冷却及绝热方法
CN105953266B (zh) 一种斜流燃烧室结构
JP2016089630A (ja) 排気装置及びガスタービン
CN1311390A (zh) 闭路冷却叶片涡轮机
CN103026005A (zh) 可变容量涡轮
CN102562676A (zh) 空气循环机轴承冷却入口板
CN102089499B (zh) 一级定子叶片的冷却结构及燃气轮机
CN101235824B (zh) 管状泵
CN108138655A (zh) 燃气轮机转子、燃气轮机以及燃气轮机设备
CN207262574U (zh) 空调内机及空调器
CN107849942A (zh) 燃气轮机以及燃气轮机的运转方法
CN204877955U (zh) 排气轴承座、螺杆压缩机及空调机组
CN107849938A (zh) 多辐条冷却系统及方法
CN109296650A (zh) 一种涡轮增压器用的推力轴承结构及其使用方法
JP2017089618A (ja) ホイールスペースパージ流混合チャンバ
WO2017190967A1 (en) A combustor assembly with impingement plates for redirecting cooling air flow in gas turbine engines
CN213205997U (zh) 冷媒泵输装置的动力组件

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MITSUBISHI HITACHI POWER SYSTEM LTD.

Free format text: FORMER OWNER: MITSUBISHI JUKOGIO KK

Effective date: 20150225

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20150225

Address after: Kanagawa County, Japan

Applicant after: Mitsubishi Hitachi Power System Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Mit-subishi Heavy Industries Ltd.

C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130515