CN114080508A - 压缩机、燃气轮机 - Google Patents
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Abstract
一种压缩机,包括:转子,其具有多个轮盘、与该轮盘的下游侧连接的轴部、以及被固定在多个轮盘上的动叶栅;定子,其具有压缩机壳体,以及分别配置在动叶栅之间的多组静叶栅;出口导叶,其具有在最下游的轮盘的下游侧在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体,以及在径向内侧与叶片主体在圆周方向上相连的内叶冠;以及内壳,其被配置在最下游的轮盘的下游侧,与轮盘有间隙。该内壳具有:外周壁面,其具备收容内叶冠的凹部,且在凹部的下游侧与压缩机壳体的内周面共同形成扩压器;和内周壁面,其形成抽气腔。凹部内的下游侧部分形成有抽气孔。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机和燃气轮机。
本申请基于2019年8月29日在日本提交的日本特愿2019-156981号申请主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
燃气轮机的压缩机,包括:转子,其具有沿轴线方向层叠的多个轮盘和设在这些轮盘外周的动叶栅;壳体,其覆盖转子外周且内周面设有静叶栅;和筒状扩压器,其设在壳体下游侧(参考下述专利文献1)。扩压器由壳体的内周面和在该壳体内周面上以一定间隔配置的筒状内壳划定。扩压器的结构是,流道截面积向下游侧扩大。由此,流入该扩压器的高压气流就会流速下降,并且恢复静压。
在此,上述扩压器的流道中,一般会设出口导叶(Outlet Guide Vane:OGV)。设置出口导叶时,会采用以下结构:沿轴线径向延伸的叶片主体悬臂支承在壳体内周面上,或者多个叶片主体的内周设有叶冠。如果是后者,则内壳的外周面上会形成收容叶冠的凹部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-62767号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,如上所述,因为扩压器内气流恢复静压,所以越往下游气流的压力会越高。因此,就可能产生穿过上述凹部从下游侧向上游侧泄漏的气流。这股泄漏气流与主流汇合就会产生损耗。
本发明是为了解决上述问题而提出的,其目的在于提供一种压缩机及燃气轮机,通过抑制泄漏气流,进一步降低损耗。
技术方案
为了解决上述问题,本发明涉及的压缩机包括:转子,其具有沿轴线方向层叠的多个轮盘、与该轮盘的轴线方向下游侧连接的轴部以及被固定在多个所述轮盘上的多组动叶栅;定子,其具有包裹所述转子外周的压缩机壳体,以及被固定在所述压缩机壳体上且分别配置在所述动叶栅之间的多组静叶栅;出口导叶,其具有在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体,以及在径向内侧与这些叶片主体在圆周方向上相连的内叶冠;以及内壳,其被配置在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧,与该轮盘有间隙,并沿所述轴线方向呈筒状延伸。该内壳具有:外周壁面,其具有收容所述出口导叶的内叶冠的凹部,且在该凹部的所述轴线方向下游侧与所述压缩机壳体的内周面共同形成扩压器;和内周壁面,其与所述轴部的外周面之间形成抽气腔,供气流通过所述间隙被导入进来。所述凹部内的所述轴线方向下游侧部分,形成有沿径向贯穿所述内壳的抽气孔。
本发明涉及的压缩机包括:转子,其具有沿轴线方向层叠的多个轮盘、与该轮盘的轴线方向下游侧连接的轴部、以及被固定在多个所述轮盘上的多组动叶栅;定子,其具有包裹所述转子外周的压缩机壳体,以及被固定在所述压缩机壳体上且分别配置在所述动叶栅之间的多组静叶栅;出口导叶,其具有在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体,以及在径向内侧与这些叶片主体在圆周方向上相连的内叶冠;转子延长部,其被设在轴线方向最下游的所述轮盘的轴线方向下游侧,并具有收容所述出口导叶的内叶冠的凹部;以及内壳,其被配置在所述转子延长部的轴线方向下游侧,与该转子延长部有间隙,并沿所述轴线方向呈筒状延伸。该内壳具有:外周壁面,其在所述凹部的轴线方向下游侧与所述压缩机壳体的内周面共同形成扩压器;和内周壁面,其与所述轴部的外周面之间形成抽气腔。所述凹部内的所述轴线方向下游侧部分,向轴线方向下游侧开口,并且该凹部与所述内壳之间形成有与所述抽气腔连通的连通部。
发明效果
根据本发明,可以提供一种压缩机及燃气轮机,通过抑制泄漏气流,进一步降低损耗。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的燃气轮机的构成的示意图。
图2是表示本发明的第一实施方式的压缩机的构成的剖视图。
图3是图2的主要部分的放大剖视图。
图4是表示本发明的第二实施方式的压缩机的构成的剖视图。
图5是图4的主要部分的放大剖视图。
具体实施方式
<第一实施方式>
(燃气轮机的构成)
以下,针对本发明的第一实施方式中的燃气轮机100以及压缩机1,参照图1~图3进行说明。另外,在以下的说明中,“相同”的意思是指尺寸或者形状实质上是相同的,设计上的公差或者制造上的误差是容许的。如图1所示,燃气轮机100具备:压缩机1、燃烧器2、涡轮3和转子4。压缩机1对从外部吸入的空气进行压缩,生成高压空气。燃烧器2使该高压空气与燃料混合而成的混合气体燃烧,从而生成高温高压的燃烧气体。涡轮3被该燃烧气体驱动。压缩机1和涡轮3,由转子4同轴连接。因此,涡轮3的旋转驱动力通过转子4被传递至压缩机1。由此,压缩机1被驱动。
(压缩机的结构)
接着,参照图2或图3,对压缩机1的结构进行说明。压缩机1具有上述的转子4、定子7、出口导叶8和内壳9。转子4呈沿轴线Ax方向延伸的圆筒状。转子4具有沿轴线Ax方向层叠的多个轮盘4D、轴部4S和诱导轮42。
另外,在图2中,仅显示了沿轴线Ax方向层叠的多个轮盘4D中位于轴线Ax方向(空气的流动方向)最下游侧(以下称为轴线方向下游侧)的轮盘4D。
轮盘4D呈以轴线Ax为中心的圆盘状。每一个轮盘4D上均设有动叶栅5。动叶栅5具有多个从轮盘4D的外周面(轮盘外周面Ds)向径向外侧延伸的动叶。该多个动叶排列在相对轴线Ax的圆周方向上。
轴部4S,从多个轮盘4D中位于轴线Ax方向(空气的流动方向)最下游的轮盘4D的轴线方向下游侧端面进一步向轴线方向下游侧突出。轴部4S的直径尺寸比轮盘4D的直径尺寸小。
诱导轮42是设在轴部4S外周面(轴部外周面41)上的吸气结构。虽然图上没有详细显示,但诱导轮42会随着轴部4S(转子4)的旋转,将轴部外周面41附近的空气吸入。吸入的空气例如被用于涡轮3的高温部件的冷却等。
定子7具有压缩机壳体1C和静叶栅6。压缩机壳体1C呈以轴线Ax为中心的筒状。压缩机壳体1C覆盖转子4的外周。压缩机壳体1C的内周面上的与上述轮盘4D相对的部位(壳体内周面11)设有多组静叶栅6。另外,图2的例子中,仅显示了一组静叶栅6。静叶栅6具有多个从壳体内周面11向径向内侧延伸的静叶。该多个静叶排列在相对轴线Ax的圆周方向上。并且,静叶栅6与上述动叶栅5沿轴线Ax交替排列。壳体内周面11与轮盘外周面Ds之间的空间(即设有动叶栅5及静叶栅6的空间)被用作高压空气流通的压缩流道Fc。
压缩机壳体1C的内周面上的上述壳体内周面11的轴线方向下游侧的部分,被用作扩径面12。扩径面12越往轴线方向下游就越向径向外侧延伸。
在壳体内周面11上,在轴线方向最下游的动叶栅5的轴线方向下游侧,设有多个出口导叶8。设置出口导叶8的目的,是为了对经由轴线方向最下游的动叶栅5流向轴线方向下游侧的高压气流进行整流(减少旋转成分)。多个出口导叶8,在轴线方向最下游的轮盘4D的轴线方向下游侧,沿轴线Ax方向排列。本实施方式中,作为一个示例,出口导叶8设有3列。每列的出口导叶8均具有:多个叶片主体81,其从壳体内周面11向径向内侧突出且在圆周方向上以一定间隔配置;和内叶冠82,其与这些叶片主体81在圆周方向上相连。叶片主体81的径向内侧端部,与上述轮盘外周面Ds在径向上位于同一位置。内叶冠82,设在叶片主体81的径向内侧的端部。内叶冠82,呈以轴线Ax为中心的圆环状。内叶冠82沿轴线Ax方向的尺寸,比叶片主体81沿轴线Ax方向的尺寸大。
在轴线方向最下游的轮盘4D的轴线方向下游侧,隔着沿轴线Ax方向扩展的间隔G,设有内壳9。内壳9呈沿轴线Ax方向延伸的筒状。内壳9,具有在轴线Ax方向上位于相对上游(以下称为轴线方向上游侧)的内壳上游部9U和位于轴线方向下游侧的内壳下游部9D。
内壳上游部9U,是内壳9的在轴线Ax方向上与上述出口导叶8对应的部分。内壳上游部9U的外周面(第一外周面91A)的外径尺寸与轮盘4D的外径尺寸相同。第一外周面91A,在轴线Ax方向全域内具有相同的外径尺寸。同样,内壳上游部9U的内周面(第一内周面92A)在轴线Ax方向全域内也具有相同的内径尺寸。
第一外周面91A上,形成了多个收容上述内叶冠82的凹部R。各凹部R,从第一外周面91A向径向内侧凹陷。各凹部R,呈以轴线Ax为中心的圆环状,且在包含轴线Ax的截面试图中为矩形。并且,该凹部R与内叶冠82之间形成微小的间隙。也就是说,凹部R的容积比内叶冠82的体积略大。内叶冠82的外周面,在径向上与第一外周面91A位于同一位置。
内壳下游部9D,一体地设于内壳上游部9U的轴线方向下游侧。内壳下游部9D的外周面(第二外周面91B),越往轴线方向下游就越向径向内侧延伸。第二外周面91B,与上述压缩机壳体1C的扩径面12相对。内壳下游部9D的内周面(第二内周面92B),同样越往轴线方向下游就越向径向内侧延伸。
上述第一外周面91A与第二外周面91B,形成内壳9的外周壁面91。该外周壁面91与压缩机壳体1C的内周面,形成扩压空间D(扩压器)。设置扩压空间D的目的,是为了将经由上述压缩流道Fc流向轴线方向下游侧的高压空气的流速降低,从而恢复静压。
并且,第一内周面92A与第二内周面92B,形成内壳9的内周壁面92。该内周壁面92与轴部4S的外周面(轴部外周面41)之间,形成一个空间作为抽气腔Cs。该抽气腔Cs,通过内壳9与轴线方向最下游的轮盘4D之间的间隙G与扩压空间D连通。抽气腔Cs内的空气被上述诱导轮42抽走。也就是说,在抽气腔Cs中,形成一股从间隙G流向该诱导轮42的气流。
并且,在上述多个凹部R当中,位于轴线方向最下游的凹部Rd上形成有抽气孔H。该抽气孔H,从凹部Rd的底面(内周侧的面)向径向内侧延伸,从而沿径向贯穿内壳9。也就是说,该抽气孔H,使扩压空间D与抽气腔Cs连通。由此,在抽气腔Cs中,不仅有从上述间隙G流向该诱导轮42的气流,还形成有另一股从抽气孔H向诱导轮42流动的气流。另外,如图3放大所示,抽气孔H形成在该凹部Rd的偏轴线方向下游侧的部位。换言之,抽气孔H的轴线方向下游侧端面,与凹部Rd的轴线方向下游侧端面相接。
(作用效果)
下面,对本实施方式所涉及的燃气轮机100及压缩机1的动作进行说明。在驱动燃气轮机100时,首先通过外部的动力源(电动机等)使转子4旋转。随着转子4的旋转,压缩机1对从外部吸入的空气进行压缩,生成高压空气。燃烧器2使该高压空气与燃料混合生成混合气体,并使该混合气体燃烧生成高温高压的燃烧气体。燃烧气体被供应给涡轮3,驱动该涡轮3(给予转子4旋转力)。转子4的旋转力被传递至压缩机1。通过不断进行这样的循环,燃气轮机100被驱动。
压缩机1,经由压缩流道Fc,将高压空气供应至扩压空间D。在此,因为扩压空间D内气流恢复静压,所以越往轴线方向下游,压力会越高。因此,例如如果没有形成上述的抽气孔H,那么就可能产生穿过凹部R与内叶冠82之间的间隙从轴线方向下游侧向轴线方向上游侧泄漏的气流。这股泄漏气流与主流汇合就会产生损耗。因此,本实施方式的压缩机1,在轴线方向最下游的凹部Rd,形成有使抽气腔Cs与扩压空间D连通的抽气孔H。由此,流入轴线方向最下游的凹部Rd内的泄漏气流,就可以通过抽气孔H导入抽气腔Cs内。其结果,就可以减少从该凹部Rd向轴线方向上游侧泄漏的气流。因此,就可以抑制压缩机1内部产生的损耗。
并且,根据上述结构,因为设有多个出口导叶8,因此可以将流入扩压空间D内的气流中所包含的旋转气流的成分(沿转子4的旋转方向旋转的气流成分)抑制到较小。其结果是,轴线Ax方向的气流成分变大,可以进一步提高压缩机1的性能。
并且,根据上述结构,因为设有抽气孔H,不仅可以减少泄漏气流,同时还可以抑制扩压空间D内边界层的发展。因此,就可以如上所述,将内壳9中位于出口导叶8的轴线方向下游侧的部分,也就是第二外周面91B,越往轴线方向下游,越缩短其直径。由此,就可以进一步扩大扩压空间D的流道截面积。其结果是,可以进一步促进气流在该扩压空间D内恢复静压。
<第二实施方式>
接下来,参照图4和图5,对本发明的第二实施方式进行说明。另外,对于与上述第一实施方式相同的结构,标注相同的附图标记,省略详细说明。在本实施方式的压缩机1B中,主要是转子4b及内壳9b的结构与第一实施方式不同。
转子4b具有转子延长部4E,其一体地形成于轴线方向最下游的轮盘4D的轴线方向下游侧。转子延长部4E,呈以轴线Ax为中心的圆筒状,无间隙地覆盖上述轴部4S的外周。转子延长部4E的外周面,被称作第一外周面91A’,其外径尺寸与轮盘外周面Ds的外径尺寸相同。该第一外周面91A’上,形成了多个收容出口导叶8的内叶冠82的凹部Rb。并且,在本实施方式中,内叶冠82的内周面上,设有密封部S,用以封堵凹部Rb与该内叶冠82之间的气流。具体而言,密封部S是从内叶冠82的内周面向径向内侧突出的多块密封片。另外,作为密封部S,也可以用迷宫式密封等其它结构代替密封片。
多个凹部Rb当中,位于轴线方向最下游的凹部Rd’,其形状与位于轴线方向上游的其它凹部Rb不同。具体而言,该凹部Rd’的轴线方向下游侧部分,是向轴线方向下游侧开口的。换言之,该凹部Rd’仅由轴线方向上游侧的端面与底面来划定。
在该凹部Rd’的轴线方向下游侧,沿轴线Ax方向隔着间隔(连通部Hc)设置有内壳9b。内壳9b,呈筒状,越往轴线方向下游,就越向相对轴线Ax的径向内侧延伸。内壳9b的外周面(第二外周面91B),与上述第一外周面91A’共同形成外周壁面91。外周壁面91,与上述第一实施方式一样,与压缩机壳体1C的内周面共同划定扩压空间D。
内壳9b的内周面,被称作内周壁面92。内周壁面92与轴部外周面41之间,形成有抽气腔Cs’。并且,内壳9b的轴线方向上游侧端面(上游侧端面9T),隔着上述的连通部Hc,与凹部Rd’及转子延长部4E的轴线方向下游侧端面(延长部端面Et)相对。
在此,因为在扩压空间D内气流恢复静压,所以越往轴线方向下游,气流的压力会越高。因此,可能会产生穿过上述凹部Rb从轴线方向下游侧向轴线方向上游侧泄漏的气流。这股泄漏气流与主流汇合就会产生损耗。但是,在上述结构中,凹部Rd’的轴线方向下游侧部分,向着轴线方向下游侧开口。并且,该凹部Rd’与内壳9b之间,形成了一个间隙作为连通部Hc。由此,就可以将流入凹部Rd’内的泄漏气流,通过连通部Hc导入抽气腔Cs’内。其结果就是,可以减少从凹部Rd’向轴线方向上游侧泄漏的气流。因此,就可以进一步提高压缩机1B的性能。
并且,根据上述结构,因为设有多个出口导叶8,因此可以将流入轴线方向下游侧的扩压空间D内的气流中所包含的旋转气流的成分(沿转子4的旋转方向旋转的气流成分)抑制到较小。其结果是,沿轴线Ax方向流动的气流成分变大,可以进一步提高压缩机1B的性能。
并且,根据上述结构,因为设有连通部Hc,不仅可以减少泄漏气流,同时还可以抑制扩压空间D内边界层的发展。因此,就可以如上所述,将内壳9b越往轴线方向下游就越缩短其直径,从而扩大扩压器的流道截面积。其结果是,可以进一步促进气流在该扩压空间D内恢复静压。
并且,根据上述结构,可以利用密封部S将穿过凹部Rd’向轴线方向上游侧泄漏的气流进一步减少。
(其他的实施方式)
以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述,但具体的构成并不限于这些实施方式,还包括在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。
另外,上述第二实施方式中说明的密封部S,也可以用于第一实施方式。并且,出口导叶8的数量,以及与之对应的凹部R的数量,不限于上述实施方式及图纸所示,可以根据设计或规格适当变更。
<附记>
各实施方式所记载的压缩机1及燃气轮机100,例如可以按照如下理解。
(1)第一种方式的压缩机1,包括:转子4,其具有沿轴线Ax方向层叠的多个轮盘4D、与该轮盘4D的轴线方向下游侧连接的轴部4S、以及被固定在多个所述轮盘4D上的多组动叶栅5;定子7,其具有包裹所述转子4外周的压缩机壳体1C,以及被固定在所述压缩机壳体1C上且分别配置在所述动叶栅5之间的多组静叶栅6;出口导叶8,其具有在轴线方向最下游的所述轮盘4D的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体1C突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体81,以及在径向内侧与这些叶片主体81在圆周方向上相连的内叶冠82;以及内壳9,其被配置在轴线方向最下游的所述轮盘4D的轴线方向下游侧,与该轮盘4D之间有间隙G,并沿所述轴线Ax方向呈筒状延伸。该内壳9具有:外周壁面91,其具有收容所述出口导叶8的内叶冠82的凹部R,且在该凹部R的所述轴线方向下游侧与所述压缩机壳体1C的内周面共同形成扩压器D;和内周壁面92,其与所述轴部4S的外周面之间形成抽气腔Cs,供气流通过所述间隙G被导入进来。所述凹部R的所述轴线方向下游侧部分,形成有沿径向贯穿所述内壳9的抽气孔H。
在此,因为在扩压器D内气流恢复静压,所以越往轴线方向下游,气流的压力会越高。因此,可能会产生穿过上述凹部R从轴线方向下游侧向轴线方向上游侧泄漏的气流。这股泄漏气流与主流汇合就会产生损耗。因此,在上述结构中,凹部R的轴线方向下游侧部分,形成有抽气孔H。由此,就可以将流入凹部R内的泄漏气流,通过抽气孔H导入抽气腔Cs内。其结果,就可以减少从凹部R向轴线方向上游侧泄漏的气流。
(2)第二种方式的压缩机1中,所述多个出口导叶8沿所述轴线Ax方向以一定间隔配置,每一个所述出口导叶8对应设有一个所述凹部R。
根据上述结构,因为设有多个出口导叶8,因此可以将流入轴线方向下游侧的扩压器D内的气流中所包含的旋转气流的成分(沿转子的旋转方向旋转的气流成分)抑制到较小。其结果是,沿轴线Ax方向流动的气流成分就会变大,可以进一步提高压缩机1的性能。
(3)第三种方式的压缩机1中,所述多个凹部R当中,位于轴线方向最下游的所述凹部Rd上形成有所述抽气孔H。
根据上述结构,由于轴线方向最下游的凹部Rd上形成有抽气孔H,因此可以降低泄漏气流从该轴线方向最下游的凹部Rd到达轴线方向上游侧的可能性。
(4)第四种方式的压缩机1中,所述内壳9中位于出口导叶8的轴线方向下游侧的部分,越往轴线方向下游就越向径向内侧延伸。
根据上述结构,因为设有抽气孔H,不仅可以减少泄漏气流,同时还可以抑制扩压器D内边界层的发展。因此,可以如上所述,将内壳9的位于出口导叶8的轴线方向下游侧的部分,越往轴线方向下游就越缩短其直径。由此,可以扩大扩压器D的流道截面积。其结果是,可以进一步促进气流在该扩压器D内恢复静压。
(5)第五种方式的压缩机1B,包括:转子4,其具有沿轴线Ax方向层叠的多个轮盘4D、与该轮盘4D的轴线方向下游侧连接的轴部4S、以及被固定在多个所述轮盘4D上的多组动叶栅5;定子7,其具有包裹所述转子4外周的压缩机壳体1C,以及被固定在所述压缩机壳体1C上且分别配置在所述动叶栅5之间的多组静叶栅6;出口导叶8,其具有在轴线方向最下游的所述轮盘4D的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体1C突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体81,以及在径向内侧与这些叶片主体81在圆周方向上相连的内叶冠82;转子延长部4E,其被设在轴线方向最下游的所述轮盘4D的轴线方向下游侧,具有收容所述出口导叶8的内叶冠82的凹部Rb;以及内壳9b,其被配置在所述转子延长部4E的轴线方向下游侧,与转子延长部4E有间隙,并沿所述轴线Ax方向呈筒状延伸。该内壳9b具有:外周壁面91,其在所述凹部Rb的所述轴线方向下游侧与所述压缩机壳体IC的内周面共同形成扩压器D;和内周壁面92,其与所述轴部4S的外周面之间形成抽气腔Cs’。所述凹部Rb的所述轴线方向下游侧部分,向着轴线方向下游侧开口,并且该凹部Rb与所述内壳9b之间形成有与所述抽气腔Cs’连通的连通部Hc。
在此,因为在扩压器D内气流恢复静压,所以越往轴线方向下游,气流的压力会越高。因此,可能会产生穿过上述凹部Rb从轴线方向下游侧向轴线方向上游侧泄漏的气流。这股泄漏气流与主流汇合就会产生损耗。但是,在上述结构中,凹部Rb的轴线方向下游侧部分,向着轴线方向下游侧开口。并且,该凹部Rb与内壳9b之间,形成有一个间隙作为连通部Hc。由此,就可以将流入凹部Rb内的泄漏气流,通过连通部Hc导入抽气腔Cs’内。其结果,就可以减少从凹部Rb向轴线方向上游侧泄漏的气流。
(6)第六种方式的压缩机1B中,所述多个出口导叶8沿所述轴线Ax方向以一定间隔配置,每一个所述出口导叶8对应设有一个所述凹部Rb。
根据上述结构,因为设有多个出口导叶8,因此可以将流入轴线方向下游的扩压器D内的气流中所包含的旋转气流的成分(沿转子的旋转方向旋转的气流成分)抑制到较小。其结果是,沿轴线Ax方向流动的气流成分变大,可以进一步提高压缩机1B的性能。
(7)第七种方式的压缩机1B中,所述多个凹部Rb当中,所述轴线方向最下游的所述凹部Rd’与所述连通部Hc连通。
根据上述结构,由于轴线方向最下游的凹部Rd’与连通部Hc连通,因此可以降低泄漏气流从该轴线方向最下游的凹部Rd’到达轴线方向上游侧的可能性。
(8)第八种方式的压缩机1B中,所述内壳9b,越往该轴线方向下游就越向径向内侧延伸。
根据上述结构,因为设有连通部Hc,不仅可以减少泄漏气流,同时还可以抑制扩压器D内边界层的发展。因此,可以如上所述,将内壳9越往轴线方向下游越缩短其直径。由此,可以扩大扩压器D的流道截面积。其结果是,可以进一步促进气流在该扩压器D内恢复静压。
(9)第九种方式的压缩机1B中,还具有密封部S,其设在所述内叶冠82的内周面,用以封堵该内周面与所述凹部Rb之间的气流。
根据上述结构,可以利用密封部S将穿过凹部Rb向轴线方向上游侧泄漏的气流进一步减少。
(10)第十种方式的燃气轮机100,具备:上述任一方式的压缩机1、1B;使该压缩机1、1B生成的高压气体与燃料混合而成的混合气体燃烧生成燃烧气体的燃烧器2;和被所述燃烧气体驱动的涡轮3。
根据上述结构,压缩机1、1B的泄漏气流被减少,从而使该压缩机1、1B的损耗降低。其结果是,可以进一步提高燃气轮机100的效率。
工业上的可利用性
根据本发明,可以提供一种压缩机及燃气轮机,通过抑制泄漏气流,进一步降低损耗。
附图标记说明
100 燃气轮机
1、1B 压缩机
1C 压缩机壳体
11 壳体内周面
12 扩径面
2 燃烧器
3 涡轮
4、4b 转子
41 轴部外周面
42 诱导轮
4D 轮盘
4E 转子延长部
4S 轴部
5 动叶栅
6 静叶栅
7 定子
8 出口导叶
81 叶片主体
82 内叶冠
9、9b 内壳
9D 内壳下游部
9U 内壳上游部
9T 上游侧端面
91 外周壁面
92 内周壁面
91A、91A’ 第一外周面
91B 第二外周面
92A 第一内周面
92B 第二内周面
Ax 轴线
Cs、Cs’ 抽气腔
D 扩压空间
Ds 轮盘外周面
Et 延长部端面
Fc 压缩流道
H 抽气孔
Hc 连通部
R、Rb、Rd、Rd’ 凹部
Claims (10)
1.一种压缩机,包括:转子,所述转子具有沿轴线方向层叠的多个轮盘、与所述轮盘的轴线方向下游侧连接的轴部、以及被固定在多个所述轮盘上的多组动叶栅;定子,所述定子具有包裹所述转子外周的压缩机壳体,以及被固定在所述压缩机壳体上且分别配置在所述动叶栅之间的多组静叶栅;出口导叶,所述出口导叶具有在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体,以及在径向内侧与这些叶片主体在圆周方向上相连的内叶冠;以及内壳,所述内壳被配置在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧,与所述轮盘有间隙,并沿所述轴线方向呈筒状延伸,所述内壳具有:外周壁面,所述外周壁面具有收容所述出口导叶的内叶冠的凹部,且在所述凹部的所述轴线方向下游侧与所述压缩机壳体的内周面共同形成扩压器;和内周壁面,所述内周壁面与所述轴部的外周面之间形成抽气腔,供气流通过所述间隙被导入进来,所述凹部内的所述轴线方向下游侧部分,形成有沿径向贯穿所述内壳的抽气孔。
2.如权利要求1所述的压缩机,所述多个出口导叶沿所述轴线方向以一定间隔设置,每一个所述出口导叶对应设有一个所述凹部。
3.如权利要求2所述的压缩机,所述多个凹部当中的所述轴线方向最下游的所述凹部形成有所述抽气孔。
4.如权利要求1至3任意一项所述的压缩机,所述内壳中位于所述出口导叶的所述轴线方向下游侧的部分,越往所述轴线方向下游就越向径向内侧延伸。
5.一种压缩机,包括:转子,所述转子具有沿轴线方向层叠的多个轮盘、与所述轮盘的轴线方向下游侧连接的轴部、以及被固定在多个所述轮盘上的多组动叶栅;定子,所述定子具有包裹所述转子外周的压缩机壳体,以及被固定在所述压缩机壳体上且分别配置在所述动叶栅之间的多组静叶栅;出口导叶,所述出口导叶具有在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧以从所述压缩机壳体突出的方式在圆周方向上以一定间隔配置的叶片主体,以及在径向内侧与这些叶片主体在圆周方向上相连的内叶冠;转子延长部,所述转子延长部被设在所述轴线方向最下游的所述轮盘的所述轴线方向下游侧,具有收容所述出口导叶的内叶冠的凹部;以及内壳,所述内壳被配置在所述转子延长部的轴线方向下游侧,与所述转子延长部有间隙,并沿所述轴线方向呈筒状延伸,所述内壳具有在所述凹部的所述轴线方向下游侧与所述压缩机壳体的内周面共同形成扩压器的外周壁面,和与所述轴部的外周面之间形成抽气腔的内周壁面,所述凹部内的所述轴线方向下游侧部分,向着所述轴线方向下游侧开口,并且所述凹部与所述内壳之间形成有与所述抽气腔连通的连通部。
6.如权利要求5所述的压缩机,所述多个出口导叶沿所述轴线方向以一定间隔设置,每一个所述出口导叶对应设有一个所述凹部。
7.如权利要求6所述的压缩机,所述多个凹部当中的所述轴线方向最下游的所述凹部与所述连通部连通。
8.如权利要求5至7任意一项所述的压缩机,所述内壳越往所述轴线方向下游就越向径向内侧延伸。
9.如权利要求5至8任意一项所述的压缩机,还具有密封部,所述密封部被设在所述内叶冠的内周面,用以封堵所述内周面与所述凹部之间的气流。
10.一种燃气轮机,具备权利要求1至9中任意一项所述的压缩机,以及使所述压缩机产生的高压气体与燃料混合而成的混合气体燃烧生成燃烧气体的燃烧器,以及被所述燃烧体驱动的涡轮。
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