JP2002005096A - Axial flow compressor and gas turbine - Google Patents

Axial flow compressor and gas turbine

Info

Publication number
JP2002005096A
JP2002005096A JP2000184940A JP2000184940A JP2002005096A JP 2002005096 A JP2002005096 A JP 2002005096A JP 2000184940 A JP2000184940 A JP 2000184940A JP 2000184940 A JP2000184940 A JP 2000184940A JP 2002005096 A JP2002005096 A JP 2002005096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
casing
ring
main shaft
variable
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
JP2000184940A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryutaro Umagoe
龍太郎 馬越
Shozo Suehiro
祥三 末廣
Taku Ichiyanagi
卓 一柳
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 Heavy Industries 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 JP2000184940A priority Critical patent/JP2002005096A/en
Publication of JP2002005096A publication Critical patent/JP2002005096A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an axial flow compressor and a gas turbine which maintain the constant setting angle of each stationary blade composing the stationary blade row irrespective of thermal expansion of compressor casing, and exert constant performance with high reliability even with low load, etc. SOLUTION: The axial flow compressor AC composing the gas turbine GT is equipped with the stationary blade row CSC installed inside the compressor casing 3 and the rotor blade row CRC installed on the main shaft 17, and is able to changed with the setting angle of each of compressor stationary blades CS2-CS5 composing the stationary blade row CSC consisting of 2nd to 5th rows. This compressor AC is connected with each of compressor stationary blades CS2-CS5 and supported by variable rings 42R-45R which rotate around the main shaft 17 and also supported by the compressor casing 3 allowing both expansion and shrinkage along the diameter of main shaft 17. This compressor is also equipped with the supporting ring 50 which supports each of variable rings 42R-45R by rotating flexibly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静翼列を構成する
各静翼の取付角を変化させることができる軸流圧縮機、
及び、このような軸流圧縮機を備えたガスタービンに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial compressor capable of changing the mounting angle of each vane constituting a vane row.
Further, the present invention relates to a gas turbine provided with such an axial compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような分野に属する技術としては、
特開平7−317501号公報によって開示されたもの
が知られている。この公報に記載された従来の軸流圧縮
機は、静翼列と動翼列とからなる段を多数備えると共
に、各段の静翼列を構成する多数の静翼の取付角を変化
させることができるものである。この軸流圧縮機に備え
られている静翼可変機構は、圧縮機ケーシングの周囲に
主軸と同芯になるように配された円筒状の可変リングを
含む。可変リングの内周面には、各段の静翼列に対応す
るようにガイド溝が複数形成されている。また、各段の
静翼の軸には、先端にローラを有するアームに設けられ
ており、各アームのローラは、可変リングのガイド溝と
係合する。
2. Description of the Related Art Technologies belonging to such fields include:
One disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-317501 is known. The conventional axial-flow compressor described in this publication includes a large number of stages each including a stationary blade row and a moving blade row, and changes the mounting angle of a large number of stationary blades constituting each stage of the stationary blade row. Can be done. The variable vane mechanism provided in this axial flow compressor includes a cylindrical variable ring disposed around the compressor casing so as to be concentric with the main shaft. A plurality of guide grooves are formed on the inner peripheral surface of the variable ring so as to correspond to each row of stationary blade rows. In addition, the shaft of the vane of each stage is provided on an arm having a roller at the tip, and the roller of each arm engages with the guide groove of the variable ring.

【0003】一方、可変リングの外周面には、螺旋状の
軌道が4個所に敷設されており、各軌道は、圧縮機ケー
シングに固定されたブラケットに形成されている螺旋溝
と係合する。更に、この軸流圧縮機には、可変リングを
主軸周りに回転させるための電動アクチュエータ及び歯
車機構が設けられている。この電動アクチュエータを作
動させると、可変リングは、主軸の周りに回転すると共
に、軌道及び螺旋溝に案内されながら、主軸の延在方向
(軸方向)に移動する。これにより、可変リングの移動
量に応じて各静翼の取付角が変化する。
On the other hand, spiral tracks are laid at four locations on the outer peripheral surface of the variable ring, and each track engages with a spiral groove formed on a bracket fixed to a compressor casing. Further, the axial flow compressor is provided with an electric actuator and a gear mechanism for rotating the variable ring around the main shaft. When the electric actuator is operated, the variable ring rotates around the main shaft and moves in the extending direction (axial direction) of the main shaft while being guided by the orbit and the spiral groove. Thus, the mounting angle of each vane changes according to the amount of movement of the variable ring.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、一般に、軸流
圧縮機を運転すると、取扱流体の温度上昇に起因してケ
ーシング温度も上昇し、ケーシングが膨張する。これに
対して、可変リングはケーシングの周囲に設けられてお
り、取扱流体の温度上昇による影響をケーシング程は受
けないため、その膨張の度合いはケーシングと比較して
小さい。従って、定格点における性能を向上させるため
には、ケーシングの熱膨張を踏まえて、特に、下流段に
おいて、主軸の径方向のガタを予めある程度もたせた状
態で可変リングをケーシングに対して取り付けておく必
要がある。
Generally, when the axial compressor is operated, the temperature of the casing rises due to the rise in the temperature of the fluid to be handled, and the casing expands. On the other hand, since the variable ring is provided around the casing and is not affected by the temperature rise of the handled fluid as much as the casing, the degree of expansion is smaller than that of the casing. Therefore, in order to improve the performance at the rated point, the variable ring is attached to the casing with a certain amount of backlash in the radial direction of the main shaft being provided in advance, particularly in the downstream stage, based on the thermal expansion of the casing. There is a need.

【0005】しかしながら、このようなガタを設けるこ
とに起因して、軸流圧縮機の運転開始前、又は、開始時
直後等、すなわち、ケーシングの熱膨張が小さい状態で
は、可変リングが自重により落ち込んでしまう。この場
合、可変リングの軸心が主軸(ケーシング)の軸心から
ズレてしまい、一の静翼列を構成する各静翼の取付角に
ばらつき(傾き)が生じてしまう。この状態で軸流圧縮
機を作動させると、低負荷時にサージングが発生してし
まい、場合によって静翼や動翼を損傷させてしまうこと
がある。
However, due to the provision of such play, the variable ring falls due to its own weight before or immediately after the start of operation of the axial compressor, that is, when the thermal expansion of the casing is small. Will be. In this case, the axis of the variable ring deviates from the axis of the main shaft (casing), and the mounting angle of each of the stationary blades forming one stationary blade row varies (inclined). When the axial compressor is operated in this state, surging occurs at a low load, and in some cases, the stationary blade or the moving blade may be damaged.

【0006】そこで、本発明は、ケーシングの熱膨張に
拘わらず、一の静翼列を構成する各静翼の取付角を一定
に維持できると共に、低負荷時等においても安定した性
能を発揮可能であり、かつ、高い信頼性を有する軸流圧
縮機、及び、このような軸流圧縮機を備えたガスタービ
ンの提供を目的とする。
Accordingly, the present invention can maintain a fixed mounting angle of each of the stationary blades constituting one stationary blade row irrespective of the thermal expansion of the casing, and can exhibit stable performance even at a low load. Another object of the present invention is to provide an axial compressor having high reliability and a gas turbine including such an axial compressor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
による軸流圧縮機は、ケーシング内に設けられた静翼列
と、主軸に取り付けられた動翼列とを有し、静翼列を構
成する各静翼の取付角を変化させることができる軸流圧
縮機において、各静翼と連係しており、主軸周りに回転
させることができる可変リングと、主軸の径方向に膨縮
自在となるようにケーシングに支持されると共に、可変
リングを回転自在に支持する支持環とを備えることを特
徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an axial compressor having a stationary blade row provided in a casing and a moving blade row attached to a main shaft. In an axial flow compressor that can change the mounting angle of each vane constituting a row, a variable ring that is linked to each vane and can rotate around the main shaft, and expands and contracts in the radial direction of the main shaft A support ring rotatably supported by the casing and rotatably supporting the variable ring.

【0008】この軸流圧縮機では、可変リングは、一の
静翼列を構成する各静翼とアーム、連結ピン等を介して
連係しており、支持環によって回転自在に支持される。
この支持環は、例えば、ケーシングの外周を覆うように
配置され、かつ、主軸の径方向に膨縮自在となるように
ケーシングに支持される。これにより、可変リング及び
支持環を、ケーシングから遠ざけた状態で配置すること
が可能となり、軸流圧縮機の運転中等において、可変リ
ングと支持環との温度をケーシング温度よりも低く維持
すると共に、両者間における温度差を小さくすることが
可能となる。
In this axial flow compressor, the variable ring is linked to each of the stationary blades constituting one row of stationary blades via an arm, a connecting pin, and the like, and is rotatably supported by a support ring.
The support ring is arranged, for example, so as to cover the outer periphery of the casing, and is supported by the casing so as to be able to expand and contract in the radial direction of the main shaft. This makes it possible to arrange the variable ring and the support ring away from the casing, while maintaining the temperature of the variable ring and the support ring lower than the casing temperature, such as during operation of the axial compressor. The temperature difference between the two can be reduced.

【0009】この結果、可変リングと支持環との間にお
ける熱膨縮量の差を小さくすることができるので、軸流
圧縮機の運転中、可変リングは、支持環と同程度の度合
いでケーシング(主軸)に対して膨縮することになる。
これにより、支持環に可変リングを支持させる際の両者
間のガタを必要最小限にすることが可能となり、ケーシ
ングの熱膨張の如何に拘わらず、可変リングを常に主軸
(ケーシング)と同芯に維持することができる。従っ
て、この軸流圧縮機では、低負荷時等においても、一の
静翼列を構成する各静翼の取付角を略一定に維持でき、
低負荷時等におけるサージングの発生や、静翼及び動翼
の損傷を防止することが可能となる。
As a result, the difference in the amount of thermal expansion and contraction between the variable ring and the support ring can be reduced, so that during operation of the axial-flow compressor, the variable ring is moved to the same degree as the support ring. (Main axis).
This makes it possible to minimize the play between the support ring and the variable ring when supporting the variable ring, and always keeps the variable ring concentric with the main shaft (casing) regardless of the thermal expansion of the casing. Can be maintained. Therefore, in this axial flow compressor, even at the time of low load or the like, the mounting angle of each of the stator blades constituting one stator blade row can be maintained substantially constant,
It is possible to prevent occurrence of surging at the time of low load or the like and damage to the stationary blade and the moving blade.

【0010】また、主軸の径方向に延在しており、支持
環及びケーシングのうちの一方に固定され、他方に対し
て摺動自在な案内部材が少なくも3箇所に設けられてい
ると好ましい。
It is preferable that guide members extending in the radial direction of the main shaft, fixed to one of the support ring and the casing, and slidable with respect to the other are provided at at least three places. .

【0011】このような構成を採用すれば、容易かつ確
実に支持環をケーシングに対して膨縮自在に支持可能と
なり、また、膨縮する支持環をケーシング(主軸)に対
して確実に同芯に維持することができる。
With this configuration, the supporting ring can be easily and reliably supported on the casing so as to be able to expand and contract, and the expanding and contracting supporting ring can be surely concentric with the casing (main shaft). Can be maintained.

【0012】更に、支持環を高熱膨張材によって形成し
てもよい。
Further, the support ring may be formed of a high thermal expansion material.

【0013】このような構成は、例えば、支持環がケー
シングの外周に配置されると共に、可変リングが支持環
内周に支持されるような場合に特に有効である。すなわ
ち、このような構成のもとでは、可変リングは、支持環
よりもケーシング寄りに位置することから、ケーシング
温度の影響を受けて昇温し易い。従って、支持環を高熱
膨張材によって形成すれば、ケーシング温度の如何に拘
わらず、可変リングと支持環との熱膨張量差を同様に維
持することができる。これにより、支持環に可変リング
を支持させる際の両者間のガタを必要最小限にすること
が可能となり、ケーシングの熱膨張の度合いに拘わら
ず、可変リングを常に主軸(ケーシング)と同芯に維持
することができる。
Such a structure is particularly effective when, for example, the support ring is arranged on the outer periphery of the casing and the variable ring is supported on the inner periphery of the support ring. In other words, in such a configuration, the variable ring is located closer to the casing than the support ring, and thus the temperature is easily increased by the influence of the casing temperature. Therefore, if the support ring is formed of a high thermal expansion material, the difference in the amount of thermal expansion between the variable ring and the support ring can be similarly maintained regardless of the casing temperature. This makes it possible to minimize the play between the variable ring and the support ring when the variable ring is supported by the support ring, and always keeps the variable ring concentric with the main shaft (casing) regardless of the degree of thermal expansion of the casing. Can be maintained.

【0014】また、可変リングの温度とケーシングの温
度との差を低減させるリング温度調整手段を更に備える
と好ましい。
It is preferable that the apparatus further comprises a ring temperature adjusting means for reducing a difference between the temperature of the variable ring and the temperature of the casing.

【0015】このような構成を採用すれば、可変リング
の温度とケーシングの温度とを同様に維持して両者間の
熱膨張量差を小さくすることができる。従って、可変リ
ングとケーシングとの間のガタを必要最小限にすること
が可能となり、可変リングを常に主軸(ケーシング)と
同芯に維持することができる。なお、支持環はケーシン
グに対して主軸の径方向に膨縮自在であり、主軸(ケー
シング)と同芯になるように、膨縮する可変リングに追
従する。
By adopting such a configuration, the temperature of the variable ring and the temperature of the casing can be maintained similarly, and the difference in the amount of thermal expansion between the two can be reduced. Therefore, the play between the variable ring and the casing can be minimized, and the variable ring can always be maintained concentric with the main shaft (casing). The support ring is expandable and contractible in the radial direction of the main shaft with respect to the casing, and follows the variable ring which expands and contracts so as to be concentric with the main shaft (casing).

【0016】この場合、リング温度調整手段は、可変リ
ングに形成された熱媒流路と、ケーシング内の環状流路
から取扱流体を熱媒流路に導く熱媒供給管とから構成す
ると好ましい。
In this case, it is preferable that the ring temperature adjusting means comprises a heat medium passage formed in a variable ring, and a heat medium supply pipe for guiding a handled fluid from the annular passage in the casing to the heat medium passage.

【0017】また、リング温度調整手段は、可変リング
の周囲に設けられ、複数の吹出口を有する環状管と、ケ
ーシング内の環状流路から取扱流体を環状管に導く熱媒
供給管とによって構成してもよい。
The ring temperature adjusting means includes an annular pipe provided around the variable ring and having a plurality of outlets, and a heat medium supply pipe for guiding a fluid to be handled from the annular flow path in the casing to the annular pipe. May be.

【0018】請求項7に記載のガスタービンは、作動流
体を圧縮機で昇圧させると共に燃焼器で燃焼させ、昇温
昇圧した作動流体をタービンで膨張させて動力を発生す
るガスタービンにおいて、当該圧縮機が、圧縮機ケーシ
ング内に設けられた静翼列と、主軸に取り付けられた動
翼列とを有し、静翼列を構成する各静翼の取付角を変化
させることが可能であり、各静翼と連係しており、主軸
周りに回転させることができる可変リングと、主軸の径
方向に膨縮自在となるようにケーシングに支持されると
共に、可変リングを回転自在に支持する支持環とを備え
ることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a gas turbine in which a working fluid is pressurized by a compressor and burned by a combustor, and the working fluid whose temperature and pressure are increased is expanded by the turbine to generate power. The machine has a stationary blade row provided in the compressor casing, and a moving blade row attached to the main shaft, it is possible to change the mounting angle of each vane constituting the stationary blade row, A variable ring which is linked to each of the stationary blades and can be rotated around the main shaft; and a support ring which is supported by the casing so as to be expandable and contractible in the radial direction of the main shaft and rotatably supports the variable ring. And characterized in that:

【0019】このガスタービンでは、低負荷時等におい
ても、一の静翼列を構成する各静翼の取付角を略一定に
維持でき、低負荷時等におけるサージングの発生や、静
翼や動翼の損傷を防止することが可能となる。従って、
このガスタービンは、低負荷時等においても安定した性
能を発揮可能であり、かつ、高い信頼性を有する
In this gas turbine, even at a low load or the like, the mounting angle of each of the stator blades constituting one stator blade row can be maintained substantially constant, so that the occurrence of surging at a low load or the like and the occurrence of a It is possible to prevent damage to the wing. Therefore,
This gas turbine can exhibit stable performance even at low load and has high reliability

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による軸流圧縮機及びガスタービンの好適な実施形態に
ついて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an axial compressor and a gas turbine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は、本発明によるガスタービンを示す
部分断面図である。同図に示すガスタービンGTは、各
種産業用に適用可能あり、単体で発電に用いたり、蒸気
タービンと組み合わせて複合サイクルプラントを構成し
たりすると好適なものである。同図に示すように、ガス
タービンGTは、軸流式の圧縮機AC、燃焼器CB、及
び、軸流式のタービンATとから構成され、フェライト
系又はマルテンサイト系材料によって形成された圧縮機
ケーシング3とタービンケーシング4とからなる車室2
を有する。この車室2内には、圧縮機ロータ6とタービ
ンロータ7とをボルト結合して一体化させたロータ5が
収容されている。ロータ5は、圧縮機AC側に設けられ
たジャーナル軸受8及びスラスト軸受9と、タービンA
T側に設けられたジャーナル軸受10とによって支持さ
れており、圧縮機AC側で発電機等と接続される。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a gas turbine according to the present invention. The gas turbine GT shown in the figure is applicable to various industries, and is suitable when used alone for power generation or when combined with a steam turbine to form a combined cycle plant. As shown in the figure, the gas turbine GT is composed of an axial-flow type compressor AC, a combustor CB, and an axial-flow type turbine AT, and is formed of a ferrite-based or martensitic-based compressor. A casing 2 including a casing 3 and a turbine casing 4
Having. The casing 5 accommodates the rotor 5 in which the compressor rotor 6 and the turbine rotor 7 are integrated by bolting. The rotor 5 includes a journal bearing 8 and a thrust bearing 9 provided on the compressor AC side, and a turbine A
It is supported by a journal bearing 10 provided on the T side, and is connected to a generator or the like on the compressor AC side.

【0022】このガスタービンGTでは、圧縮機AC側
の各軸受8,9は、複数本のラジアルストラット11に
よって圧縮機ケーシング3に支持されており、圧縮機ケ
ーシング3は、リジッドサポート12によって設置箇所
に支持される。また、タービンAT側の軸受10は、複
数本のタンジェンシャルストラット14によってタービ
ンケーシング4に支持されており、タービンケーシング
4は、トラニオンサポート15によって設置箇所に支持
される。これにより、車室2、ロータ5等の熱膨縮はタ
ービンAT側で吸収されることになるので、ロータ5と
発電機EG1との接続部に対する熱的影響を低減させる
ことができる。
In this gas turbine GT, each of the bearings 8 and 9 on the compressor AC side is supported by the compressor casing 3 by a plurality of radial struts 11. Supported by Further, the bearing 10 on the turbine AT side is supported on the turbine casing 4 by a plurality of tangential struts 14, and the turbine casing 4 is supported at the installation location by a trunnion support 15. Thus, the thermal expansion and contraction of the casing 2, the rotor 5, and the like are absorbed on the turbine AT side, so that the thermal effect on the connection between the rotor 5 and the generator EG1 can be reduced.

【0023】図1に示すように、圧縮機ロータ6は、複
数段(この場合、17段)の圧縮機動翼列CRCを有す
る。具体的には、圧縮機ロータ6は、翼列を構成する圧
縮機動翼CRが多数植え込まれた圧縮機ディスク16を
複数有しており、各圧縮機ディスク16は、主軸17に
対してボルト結合されている。また、圧縮機ケーシング
3の内部には、圧縮機ロータ6の各圧縮機動翼列CRC
と対応するように、複数段(この場合、17段)の圧縮
機静翼列CSCが配設されている。各圧縮機静翼列CS
Cは、同心に配列した多数の圧縮機静翼CSを圧縮機ケ
ーシング3に対して取り付けることにより構成されてい
る。
As shown in FIG. 1, the compressor rotor 6 has a plurality of stages (in this case, 17 stages) of compressor bucket rows CRC. Specifically, the compressor rotor 6 has a plurality of compressor disks 16 on which a number of compressor rotor blades CR constituting a cascade are implanted. Are combined. Further, inside the compressor casing 3, each compressor rotor cascade CRC of the compressor rotor 6 is provided.
And a plurality of stages (in this case, 17 stages) of compressor stationary blade rows CSC are arranged. Each compressor stationary cascade CS
C is configured by attaching a large number of compressor stationary blades CS arranged concentrically to the compressor casing 3.

【0024】また、第1段目に位置する圧縮機静翼列C
SCの前段には、入口案内翼列IGVCが備えられてい
る。この圧縮機ACでは、IGV変角機構18を作動さ
せることにより、各入口案内翼IGVの取付角を自在に
設定可能である。これにより、ガスタービンGTの起動
特性を最適化することができる。
The compressor stationary blade row C located at the first stage
In front of the SC, an inlet guide cascade IGVC is provided. In this compressor AC, by operating the IGV deflection mechanism 18, the mounting angle of each inlet guide vane IGV can be set freely. Thereby, the starting characteristics of the gas turbine GT can be optimized.

【0025】このように構成された圧縮機ACは、吸込
口19を介して吸込んだ空気を回転駆動される圧縮機ロ
ータ6の各動翼列CRCと圧縮機ケーシング3に固定さ
れた各静翼列CSCとで昇圧させ、燃焼器CBに供給す
る。燃焼器CBは、複数本(例えば、16〜20本)の
燃焼器内筒20を有するキャニュラ型燃焼器であり、天
然ガス等の燃料を昇圧した空気に混入させて燃焼させ
る。燃焼器CBで燃焼した燃焼空気は、その一部が各燃
焼器尾筒21に取り付けられたバイパス弁22によって
バイパスされ、燃焼ゾーンの空燃比が最適に制御された
状態でタービンAT側に導かれる。
The compressor AC having the above-described configuration is configured such that each of the moving blade rows CRC of the compressor rotor 6 and the respective stationary blades fixed to the compressor casing 3 are driven to rotate the air sucked through the suction port 19. The pressure is increased with the row CSC and supplied to the combustor CB. The combustor CB is a cannula type combustor having a plurality of (for example, 16 to 20) combustor inner cylinders 20, and mixes fuel such as natural gas into pressurized air to burn. A part of the combustion air combusted in the combustor CB is bypassed by a bypass valve 22 attached to each combustor transition piece 21, and is guided to the turbine AT in a state where the air-fuel ratio in the combustion zone is optimally controlled. .

【0026】タービンATは、燃焼器尾筒21と連なる
環状流路30を有し、この環状流路30を流通する燃焼
空気は、タービンケーシング4内に複数段(この場合、
4段)にわたって配設されたタービン静翼列TSCと、
タービンロータ7に複数段(この場合、4段)にわたっ
て取り付けられたタービン動翼列TRCとによって膨張
させられる。これにより、燃焼空気が有していたエネル
ギが回転トルクに変化され、発電機等が駆動される。
The turbine AT has an annular flow path 30 connected to the combustor transition piece 21, and combustion air flowing through the annular flow path 30 is provided in a plurality of stages (in this case,
4 stages), a turbine stator cascade TSC disposed over
It is expanded by the turbine rotor cascade TRC attached to the turbine rotor 7 over a plurality of stages (in this case, four stages). As a result, the energy of the combustion air is changed to a rotational torque, and the generator and the like are driven.

【0027】タービンロータ7は、タービン動翼列TR
Cを構成するタービン動翼TRが多数植え込まれたター
ビンディスク31を複数有しており、各タービンディス
ク31は、タービン軸32に固定されている。また、タ
ービン静翼列TSCは、同心に配列した多数のタービン
静翼TSをタービンケーシング4に対して固定すること
により構成されている。
The turbine rotor 7 has a turbine rotor cascade TR
C has a plurality of turbine disks 31 having a large number of turbine blades TR implanted therein. Each turbine disk 31 is fixed to a turbine shaft 32. The turbine vane row TSC is configured by fixing a large number of turbine vanes TS arranged concentrically to the turbine casing 4.

【0028】図2は、ガスタービンGTを構成する圧縮
機ACの要部を示す部分断面図である。上述したよう
に、圧縮機ACの各入口案内翼IGVは、IGV変角機
構18を作動させることにより、それぞれ取付角を自在
に設定可能であるが、この圧縮機ACでは、これに加え
て、第1段〜第5段までの各圧縮機静翼CS1〜CS5
の取付角を自在に設定可能である。これにより、ガスタ
ービンGTの起動特性をより最適化することが可能とな
る。ここで、第1段目を構成する各圧縮機静翼CSの変
角機構41は、IGV変角機構18と同様の構成を有す
る。従って、ここでは、その説明を省略し、第2段〜第
5段を構成する各静翼CS2,CS3,CS4,CS5
の変角機構42,43,44,45について詳細に説明
する。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a main part of a compressor AC constituting the gas turbine GT. As described above, the mounting angle of each of the inlet guide vanes IGV of the compressor AC can be freely set by operating the IGV changing mechanism 18, but in this compressor AC, in addition to this, The first to fifth stages of the compressor stationary blades CS1 to CS5
Can be freely set. This makes it possible to further optimize the startup characteristics of the gas turbine GT. Here, the deflection mechanism 41 of each of the compressor stationary blades CS constituting the first stage has the same configuration as the IGV deflection mechanism 18. Therefore, the description is omitted here, and each of the stationary blades CS2, CS3, CS4, CS5 constituting the second to fifth stages is omitted.
The bending mechanisms 42, 43, 44, and 45 will be described in detail.

【0029】各変角機構42〜45は、それぞれ、フェ
ライト系又はマルテンサイト系材料によって形成された
可変リング42R,43R,44R,45Rを含む。各
可変リング42R〜45Rは、それぞれ水平2分割構造
を有し、圧縮機ケーシング3の外周を覆うと共に、第2
段〜第5段の各圧縮機動翼列CSCに対応するように配
置されている。各可変リング42R〜45Rは、個別、
若しくは、一体の可変リング駆動アクチュエータによっ
て主軸17の周りに回転駆動される。なお、一体の可変
リング駆動アクチュエータを採用する場合は、各可変リ
ング42R〜45Rの回転量が少しずつ異なるように、
所定のリンク機構等を介して可変リング42R〜45R
と可変リング駆動アクチュエータとを連結すると好まし
い。そして、これら各可変リング42R〜45Rは、そ
れぞれ対応する各圧縮機静翼CS2,CS3,CS4,
CS5と連係している。
Each of the deflection mechanisms 42 to 45 includes a variable ring 42R, 43R, 44R, 45R formed of a ferrite or martensite material. Each of the variable rings 42R to 45R has a horizontal two-part structure, covers the outer periphery of the compressor casing 3, and
It is arranged so as to correspond to each of the compressor rotor cascades CSC of the stages from the fifth stage to the fifth stage. Each variable ring 42R to 45R is individually
Alternatively, it is rotationally driven around the main shaft 17 by an integral variable ring drive actuator. In the case where an integrated variable ring drive actuator is employed, the rotation amounts of the variable rings 42R to 45R are slightly different from each other.
Variable rings 42R to 45R via a predetermined link mechanism or the like
And the variable ring drive actuator. These variable rings 42R to 45R are respectively associated with the corresponding compressor stationary blades CS2, CS3, CS4.
Works with CS5.

【0030】変角機構42を例にとって具体的に説明す
れば、圧縮機ケーシング3を貫通する各静翼CS2の静
翼軸42Sには、取扱流体の流通方向下流側に向けて延
びるアーム42Aが取り付けられており、各アーム42
Lの先端部は、連結ピンを介してリンク42Lの一端部
と連結されている。そして、各リンク42Lの他端部
は、連結ピンを介して、可変リング42Rに連結されて
いる。同様に、他の可変リング43〜45も、それぞ
れ、リンク43L〜45L及びアーム43A〜45Aを
介して、各圧縮機静翼CS3〜CS5の静翼軸43S〜
45と連結されている。
More specifically, taking the deflection mechanism 42 as an example, an arm 42A extending toward the downstream side in the flow direction of the handled fluid is provided on the stationary blade shaft 42S of each stationary blade CS2 penetrating through the compressor casing 3. Attached, each arm 42
The leading end of L is connected to one end of the link 42L via a connecting pin. The other end of each link 42L is connected to a variable ring 42R via a connecting pin. Similarly, the other variable rings 43 to 45 are also connected to the stationary blade shafts 43S to 43C of the compressor stationary blades CS3 to CS5 via the links 43L to 45L and the arms 43A to 45A, respectively.
45.

【0031】各変角機構42〜45の各可変リング42
R〜45Rは、いずれも、圧縮機ケーシング3の外周面
を覆うように配置された支持環50によって回転自在に
支持されている。すなわち、各可変リング42R〜45
Rは、図3に示すように、主軸17と平行な軸周りに回
転自在なローラ46を有し、これら各ローラ46は、支
持環50の内周面に形成されているレール上を転動自在
とされている。支持環50は、18−8ステンレス鋼等
のオーステナイト系材料(高熱膨張材)によって形成さ
れており、図3に示すように、水平2分割構造を有す
る。支持環50は、円周上の少なくとも3箇所(本実施
形態では、4ヶ所)にガイドブロック51を有し、各ガ
イドブロック51の内部には、主軸17の径方向に延び
る孔部が形成されている。
Each variable ring 42 of each of the deflection mechanisms 42 to 45
Each of R to 45R is rotatably supported by a support ring 50 arranged so as to cover the outer peripheral surface of the compressor casing 3. That is, each of the variable rings 42R-45
R has rollers 46 rotatable around an axis parallel to the main shaft 17 as shown in FIG. 3, and each of the rollers 46 rolls on a rail formed on the inner peripheral surface of the support ring 50. It is free. The support ring 50 is made of an austenitic material (high thermal expansion material) such as 18-8 stainless steel, and has a horizontal two-part structure as shown in FIG. The support ring 50 has guide blocks 51 at at least three places (four places in the present embodiment) on the circumference, and a hole extending in the radial direction of the main shaft 17 is formed inside each guide block 51. ing.

【0032】一方、圧縮機ケーシング3の外周面には、
主軸17の径方向に延在する円棒状のガイドピン52
(案内部材)が、支持環50の各ガイドブロック51に
対応するように少なくとも3箇所(本実施形態では、4
ヶ所)に固定されている。各ガイドピン52は、それぞ
れ支持環50の各ガイドブロック51に形成された孔部
に摺動自在に挿入される。これにより、支持環50は、
圧縮機ケーシング3に対して膨縮自在(熱膨縮自在)に
支持されることになる。このガスタービンGTの圧縮機
ACでは、案内部材としてのガイドピン52が圧縮機ケ
ーシング3の外周の少なくとも3箇所に設けられている
ので、膨縮する支持環50を圧縮機ケーシング3(主軸
17)に対して確実に同芯に維持することができる。
On the other hand, on the outer peripheral surface of the compressor casing 3,
A rod-shaped guide pin 52 extending in the radial direction of the main shaft 17
(Guide members) are at least three places (in the present embodiment, four guide members)
). Each guide pin 52 is slidably inserted into a hole formed in each guide block 51 of the support ring 50. Thereby, the support ring 50 is
The compressor is supported so as to be expandable and contractible (heat expandable and contractible) with respect to the compressor casing 3. In the compressor AC of the gas turbine GT, since the guide pins 52 as guide members are provided at at least three places on the outer periphery of the compressor casing 3, the support ring 50 that expands and contracts is connected to the compressor casing 3 (the main shaft 17). Can be reliably maintained concentric with respect to.

【0033】なお、ガイドピン52は、図2及び図3に
示すように、軸受53を介して圧縮機ケーシング3に取
り付けることにより、回転自在とするのが好ましい。ま
た、ガイドピン52を支持環50側に固定すると共に、
圧縮機ケーシング3に対して摺動自在となるように構成
してもよい。更に、円棒状のガイドピン52の代わりに
キーを用いてもよい。
The guide pins 52 are preferably rotatable by being mounted on the compressor casing 3 via bearings 53, as shown in FIGS. Further, while fixing the guide pin 52 to the support ring 50 side,
It may be configured to be slidable with respect to the compressor casing 3. Further, a key may be used instead of the rod-shaped guide pin 52.

【0034】次に、上述したガスタービンGTを構成す
る圧縮機ACの動作について説明する。
Next, the operation of the compressor AC constituting the gas turbine GT will be described.

【0035】ガスタービンGT(圧縮機AC)が起動さ
れると、圧縮機ケーシング3の内部では、特に後段側に
向かうに連れて、取扱流体(空気)の温度が上昇する。
従って、取扱流体の温度上昇に起因して圧縮機ケーシン
グ3自体の温度も上昇し、圧縮機ケーシング3は熱膨張
する。これに対して、各圧縮機静翼CS2〜CS5と連
結されている各可変リング42R〜45Rは圧縮機ケー
シング3の外周に設けられているので、取扱流体の温度
上昇による影響を圧縮機ケーシング3程は受けず、その
膨張の度合いは圧縮機ケーシング3と比較して小さい。
When the gas turbine GT (compressor AC) is started, the temperature of the fluid (air) inside the compressor casing 3 rises, especially toward the rear stage.
Therefore, the temperature of the compressor casing 3 itself also increases due to the increase in the temperature of the handled fluid, and the compressor casing 3 thermally expands. On the other hand, since the variable rings 42R to 45R connected to the compressor stationary blades CS2 to CS5 are provided on the outer periphery of the compressor casing 3, the influence of the temperature rise of the handled fluid is reduced. The degree of expansion is smaller than that of the compressor casing 3.

【0036】一方、このガスタービンGTの圧縮機AC
では、各可変リング42R〜45Rを支持する支持環5
0が圧縮機ケーシング3の外周を覆うように配置され、
かつ、主軸17の径方向に膨縮自在となるように圧縮機
ケーシング3に支持されている。すなわち、圧縮機AC
では、各可変リング42R〜45Rに加えて、支持環5
0も圧縮機ケーシング3から遠ざけられた状態で配置さ
れている。従って、ガスタービンGT(圧縮機AC)の
運転中等において、各可変リング42R〜45Rの温度
と支持環50の温度とをケーシング温度よりも低く維持
すると共に、両者間における温度差を小さくすることが
可能となる。
On the other hand, the compressor AC of this gas turbine GT
Then, the support ring 5 supporting each of the variable rings 42R to 45R
0 is disposed so as to cover the outer periphery of the compressor casing 3,
Further, it is supported by the compressor casing 3 so as to be expandable and contractible in the radial direction of the main shaft 17. That is, the compressor AC
Then, in addition to the variable rings 42R to 45R, the support ring 5
0 is also disposed away from the compressor casing 3. Therefore, for example, during operation of the gas turbine GT (compressor AC), the temperature of each of the variable rings 42R to 45R and the temperature of the support ring 50 are maintained lower than the casing temperature, and the temperature difference between the two is reduced. It becomes possible.

【0037】この結果、各可変リング42R〜45Rと
支持環50との間における熱膨縮量の差を小さくするこ
とができるので、ガスタービンGT(圧縮機AC)の運
転中、各可変リング42R〜45Rは、支持環50と同
程度の度合いで圧縮機ケーシング3(主軸17)に対し
て膨縮することになる。これにより、支持環50に各可
変リング42R〜45Rを支持させる際の両者間のガタ
を小さくすることが可能となり、圧縮機ケーシング3の
熱膨張の如何に拘わらず、各可変リング42R〜45R
を常に主軸17(圧縮機ケーシング3)と同芯に維持す
ることができる。従って、ガスタービンGTの圧縮機A
Cでは、低負荷時等においても、各静翼列CSCを構成
する各圧縮機静翼CS2〜CS5の取付角を略一定に維
持でき、低負荷時等におけるサージングの発生や、各圧
縮機静翼CS及び各圧縮機動翼CRの損傷を防止するこ
とができる。。
As a result, the difference in the amount of thermal expansion and contraction between each of the variable rings 42R-45R and the support ring 50 can be reduced, so that each of the variable rings 42R during operation of the gas turbine GT (compressor AC). 45R expands and contracts with respect to the compressor casing 3 (main shaft 17) to the same degree as the support ring 50. This makes it possible to reduce the play between the variable rings 42R to 45R when the variable rings 42R to 45R are supported by the support ring 50, regardless of the thermal expansion of the compressor casing 3.
Can always be kept concentric with the main shaft 17 (compressor casing 3). Therefore, the compressor A of the gas turbine GT
In C, the mounting angle of each of the compressor stationary blades CS2 to CS5 constituting each of the stator blade rows CSC can be maintained substantially constant even at a low load or the like. Damage to the blades CS and the compressor blades CR can be prevented. .

【0038】また、ガスタービンGTの圧縮機ACで
は、支持環50が圧縮機ケーシング3や各可変リング4
2R〜45Rを形成する素材よりも高い熱膨張係数をも
ったオーステナイト系材料によって形成されている。こ
のように、支持環50を高熱膨張材によって形成するこ
とにより、各可変リング42R〜45Rが、支持環50
よりも圧縮機ケーシング3寄りに位置していても(図2
参照)、ケーシング温度の如何に拘わらず、各可変リン
グ42R〜45Rと支持環50との熱膨張量差を同様に
維持することができる。これにより、支持環50に各可
変リング42R〜45Rを支持させる際の両者間のガタ
を必要最小限にすることが可能となり、圧縮機ケーシン
グ3の熱膨張の度合いに拘わらず、各可変リング42R
〜45Rを常に主軸17(圧縮機ケーシング3)と同芯
に維持することができる。
Further, in the compressor AC of the gas turbine GT, the support ring 50 includes the compressor casing 3 and the respective variable rings 4.
It is formed of an austenitic material having a higher thermal expansion coefficient than the material forming 2R to 45R. As described above, by forming the support ring 50 from the high thermal expansion material, each of the variable rings 42R to 45R
Even closer to the compressor casing 3 than in FIG.
), The difference in the amount of thermal expansion between each of the variable rings 42R to 45R and the support ring 50 can be similarly maintained regardless of the casing temperature. This makes it possible to minimize the backlash between the variable rings 42R to 45R when supporting the variable rings 42R to 45R on the support ring 50, regardless of the degree of thermal expansion of the compressor casing 3.
To 45R can always be maintained concentric with the main shaft 17 (compressor casing 3).

【0039】図4及び図5は、本発明による軸流圧縮機
の他の実施形態を示す要部拡大部分断面図である。図4
に示す圧縮機ACでは、温度条件の厳しい後段側の静翼
列(本実施形態では、第5段目とする)の静翼列CSC
に対して、可変リング47の温度と圧縮機ケーシング3
の温度との差を低減させるリング温度調整手段が備えら
れている。図4に示す変角機構45Xでは、可変リング
47に形成された熱媒流路Pと、圧縮機ケーシング3内
の環状流路から取扱流体を熱媒流路Pに導く熱媒供給管
48とからリング温度調整手段が構成されている。
FIGS. 4 and 5 are enlarged partial cross-sectional views of another embodiment of the axial compressor according to the present invention. FIG.
In the compressor AC shown in (1), the stationary blade row CSC of the latter side stationary row (the fifth stage in the present embodiment) under severe temperature conditions
In contrast, the temperature of the variable ring 47 and the compressor casing 3
Ring temperature adjusting means for reducing the difference from the temperature of the ring. In the deflection mechanism 45X shown in FIG. 4, a heating medium flow path P formed in the variable ring 47, and a heating medium supply pipe 48 for guiding a handled fluid from the annular flow path in the compressor casing 3 to the heating medium flow path P Constitutes a ring temperature adjusting means.

【0040】熱媒流路Pは、図5に示すように、C字状
を呈するように可変リング47の内部に形成されてい
る。そして、熱媒流路Pの一端部(図中下側の端部)に
は、熱媒入口49aが設けられており、その他端部(図
中上側の端部)には、熱媒出口49bが設けられてい
る。熱媒供給管48の一端側は、圧縮機ケーシング3に
取り付けられた熱媒抽気プラグ33と接続されており、
その他端側は、可変リング47の熱媒入口49aに接続
されている。
As shown in FIG. 5, the heat medium flow path P is formed inside the variable ring 47 so as to have a C-shape. A heat medium inlet 49a is provided at one end (lower end in the figure) of the heat medium flow path P, and a heat medium outlet 49b is provided at the other end (upper end in the figure). Is provided. One end of the heat medium supply pipe 48 is connected to the heat medium extraction plug 33 attached to the compressor casing 3,
The other end is connected to the heat medium inlet 49a of the variable ring 47.

【0041】このような構成のもとでは、ガスタービン
GT(圧縮機AC)の運転中に、圧縮機ケーシング3の
内部から取扱流体(空気)の一部が熱媒抽気プラグ33
を介して抽気され、熱媒供給管48を介して、可変リン
グ47に形成された熱媒流路Pに供給される。これによ
り、可変リング47の温度と圧縮機ケーシング3の温度
とを同様に維持して両者間の熱膨張量差を小さくするこ
とができる。従って、可変リング47と圧縮機ケーシン
グ3との間のガタを必要最小限にすることが可能とな
り、可変リング47を常に圧縮機ケーシング3(主軸)
と同芯に維持することができる。
Under such a configuration, during operation of the gas turbine GT (compressor AC), a part of the fluid (air) handled from the inside of the compressor casing 3 is supplied to the heat medium extraction plug 33.
And is supplied to a heat medium flow path P formed in the variable ring 47 via a heat medium supply pipe 48. Thereby, the temperature of the variable ring 47 and the temperature of the compressor casing 3 are similarly maintained, and the difference in the amount of thermal expansion between the two can be reduced. Therefore, the play between the variable ring 47 and the compressor casing 3 can be minimized, and the variable ring 47 is always connected to the compressor casing 3 (main shaft).
And can be kept concentric.

【0042】この場合、図示しない支持環は圧縮機ケー
シング3に対して主軸17の径方向に膨縮自在であるこ
とから、主軸17(圧縮機ケーシング3)と同芯になる
ように、膨縮する可変リング47に追従する。また、可
変リング47の熱媒流路Pに供給された取扱流体は、熱
媒流路Pを流通した後、熱媒出口49bから系外に排出
されるが、これにより、圧縮機ACの損失は、極めて少
なく、実用上何ら問題はない。
In this case, since the support ring (not shown) can expand and contract in the radial direction of the main shaft 17 with respect to the compressor casing 3, the support ring is expanded and contracted so as to be concentric with the main shaft 17 (compressor casing 3). The variable ring 47 follows. Further, the handled fluid supplied to the heat medium flow path P of the variable ring 47 flows through the heat medium flow path P and then is discharged from the heat medium outlet 49b to the outside of the system. Is extremely small and has no practical problem.

【0043】図6は、本発明による軸流圧縮機の更に他
の実施形態を示す要部拡大部分断面図である。同図に示
す圧縮機ACにおいても、温度条件の厳しい後段側の静
翼列(本実施形態では、第5段目とする)の静翼列CS
Cに対して、可変リング45Rの温度と圧縮機ケーシン
グ3の温度との差を低減させるリング温度調整手段が備
えられている。図6に示す変角機構45Yでは、可変リ
ング45Rの周囲に設けられ、吹出口55aを複数有す
る環状管55と、圧縮機ケーシング3内の環状流路から
取扱流体を環状管55に導く熱媒供給管56とからリン
グ温度調整手段が構成されている。環状管55は、各吹
出口55aが可変リング45Rの表面と対向し、かつ、
可変リング45Rの外周を覆うように配置される。ま
た、熱媒供給管56の一端側は、圧縮機ケーシング3に
取り付けられた熱媒抽気プラグ33と接続されており、
その他端側は、環状管55に接続されている。
FIG. 6 is an enlarged partial cross-sectional view of a main part showing still another embodiment of the axial compressor according to the present invention. Also in the compressor AC shown in the figure, the stationary blade row CS of the latter stationary blade row (the fifth stage in the present embodiment) where the temperature condition is severe is also used.
For C, a ring temperature adjusting means for reducing the difference between the temperature of the variable ring 45R and the temperature of the compressor casing 3 is provided. In the deflection mechanism 45Y shown in FIG. 6, an annular pipe 55 provided around the variable ring 45R and having a plurality of outlets 55a, and a heat medium that guides a fluid to be handled from the annular flow path in the compressor casing 3 to the annular pipe 55 are provided. Ring temperature adjusting means is constituted by the supply pipe 56. In the annular pipe 55, each outlet 55a faces the surface of the variable ring 45R, and
It is arranged so as to cover the outer periphery of the variable ring 45R. Further, one end of the heat medium supply pipe 56 is connected to a heat medium extraction plug 33 attached to the compressor casing 3,
The other end is connected to the annular pipe 55.

【0044】このような構成のもとでは、ガスタービン
GT(圧縮機AC)の運転中に、圧縮機ケーシング3の
内部から取扱流体(空気)の一部が熱媒抽気プラグ33
を介して抽気され、熱媒供給管56を介して環状管55
に供給される。そして、環状管55に供給された取扱流
体は、各吹出口55aから可変リング45Rの表面に吹
き付けられる。これにより、可変リング45Rの温度と
圧縮機ケーシング3の温度とを同様に維持して両者間の
熱膨張量差を小さくすることができる。従って、可変リ
ング45Rと圧縮機ケーシング3との間のガタを必要最
小限にすることが可能となり、可変リング45Rを常に
圧縮機ケーシング3(主軸)と同芯に維持することがで
きる。
Under such a configuration, during operation of the gas turbine GT (compressor AC), a part of the fluid (air) handled from the inside of the compressor casing 3 is subjected to the heat medium extraction plug 33.
Is extracted via the heating medium supply pipe 56 and the annular pipe 55
Supplied to Then, the handled fluid supplied to the annular pipe 55 is blown from the outlets 55a to the surface of the variable ring 45R. Thereby, the temperature of the variable ring 45R and the temperature of the compressor casing 3 are similarly maintained, and the difference in the amount of thermal expansion between the two can be reduced. Therefore, play between the variable ring 45R and the compressor casing 3 can be minimized, and the variable ring 45R can always be maintained concentric with the compressor casing 3 (main shaft).

【0045】この場合も、図示しない支持環は圧縮機ケ
ーシング3に対して主軸17の径方向に膨縮自在である
ことから、主軸17(圧縮機ケーシング3)と同芯にな
るように、膨縮する可変リング45Rに追従する。ま
た、圧縮機ケーシング3の内部から取扱流体(空気)の
一部を抽気することによる圧縮機ACの損失は、極めて
少なく、実用上何ら問題はない。
Also in this case, since the support ring (not shown) can expand and contract in the radial direction of the main shaft 17 with respect to the compressor casing 3, the expansion ring is concentric with the main shaft 17 (compressor casing 3). Follow the variable ring 45R to shrink. Further, the loss of the compressor AC caused by extracting a part of the fluid (air) from the inside of the compressor casing 3 is extremely small, and there is no practical problem.

【0046】なお、上述した軸流式の圧縮機ACは、ガ
スタービンGTを構成するものとして説明したが、これ
に限られるものではない。すなわち、本発明による軸流
圧縮機は、高炉送風、空気液化装置の空気源圧縮等に適
用される単独の圧縮機として構成することも可能であ
る。
Although the above-described axial flow compressor AC has been described as constituting the gas turbine GT, it is not limited to this. That is, the axial flow compressor according to the present invention can be configured as a single compressor applied to blast furnace blowing, air source compression of an air liquefaction apparatus, and the like.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明による軸流圧縮機、及び、ガスタ
ービンは、以上説明したように構成されているため、次
のような効果を得る。すなわち、圧縮機の主軸周りに回
転させることが可能であり、各静翼と連係する可変リン
グを、主軸の径方向に膨縮自在となるように圧縮機ケー
シングに取り付けられた支持環に回転自在に支持させる
ことにより、圧縮機ケーシングの熱膨張に拘わらず、一
の静翼列を構成する各静翼の取付角を一定に維持できる
と共に、低負荷時等においても安定した性能を発揮可能
であり、かつ、高い信頼性を有する軸流圧縮機、及び、
ガスタービンの実現が可能となる。
The axial compressor and the gas turbine according to the present invention are configured as described above, so that the following effects are obtained. That is, it is possible to rotate around the main shaft of the compressor, and the variable ring associated with each vane is rotatable on a support ring attached to the compressor casing so as to be expandable and contractible in the radial direction of the main shaft. , The mounting angle of each vane constituting one vane row can be kept constant irrespective of the thermal expansion of the compressor casing, and stable performance can be exhibited even at low load. Yes, and highly reliable axial compressor, and
A gas turbine can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるガスタービンを示す部分断面図で
ある。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a gas turbine according to the present invention.

【図2】図1に示すガスタービンを構成する圧縮機の要
部拡大部分断面図である。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a main part of a compressor included in the gas turbine shown in FIG.

【図3】圧縮機ケーシングに取り付けられた支持環を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a support ring attached to a compressor casing.

【図4】本発明による軸流圧縮機の他の実施形態を示す
要部拡大部分断面図である。
FIG. 4 is an enlarged partial sectional view of a main part showing another embodiment of the axial compressor according to the present invention.

【図5】図4に示す軸流圧縮機に設けられた可変リング
の断面図である。
5 is a sectional view of a variable ring provided in the axial compressor shown in FIG.

【図6】本発明による軸流圧縮機の更に他の実施形態を
示す拡大部分断面図である。
FIG. 6 is an enlarged partial sectional view showing still another embodiment of the axial compressor according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

GT…ガスタービン、AC…圧縮機、AT…タービン、
CB…燃焼器、2…車室、3…圧縮機ケーシング、4…
タービンケーシング、5…ロータ、6…圧縮機ロータ、
7…タービンロータ、8,10…ジャーナル軸受、9…
スラスト軸受、11…ラジアルストラット、12…リジ
ッドサポート、14…タンジェンシャルストラット、1
5…トラニオンサポート、16…圧縮機ディスク、17
…主軸、20…燃焼器内筒、21…燃焼器尾筒、22…
バイパス弁、30…環状流路、31…タービンディス
ク、32…タービン軸、33…熱媒抽気プラグ、42,
43,44,45,45X,45Y…変角機構、42
R,43R,44R,45R,47…可変リング、42
A,43A,44A,45A…アーム、42L,43
L,44L,45L…リンク、42S,43S,44
S,45S…静翼軸、46…ローラ、48,56…熱媒
供給管、50…支持環、51…ガイドブロック、52…
ガイドピン、55…環状管、55a…吹出口、CR1,
CR2,CR3,CR4,CR5…圧縮機動翼、CRC
…圧縮機動翼列、CS1,CS2,CS3,CS4,C
S5…圧縮機静翼、TR…タービン動翼、TRC…ター
ビン動翼列、TS…タービン静翼、TSC…タービン静
翼列。
GT: gas turbine, AC: compressor, AT: turbine
CB: Combustor, 2: Cabin, 3: Compressor casing, 4 ...
Turbine casing, 5 ... rotor, 6 ... compressor rotor,
7 ... turbine rotor, 8,10 ... journal bearing, 9 ...
Thrust bearing, 11 ... radial strut, 12 ... rigid support, 14 ... tangential strut, 1
5 ... trunnion support, 16 ... compressor disk, 17
... Main shaft, 20... Combustor inner cylinder, 21.
Bypass valve, 30: annular flow path, 31: turbine disk, 32: turbine shaft, 33: heat medium extraction plug, 42,
43, 44, 45, 45X, 45Y...
R, 43R, 44R, 45R, 47 ... variable ring, 42
A, 43A, 44A, 45A ... arm, 42L, 43
L, 44L, 45L link, 42S, 43S, 44
S, 45S: stationary blade axis, 46: roller, 48, 56: heat medium supply pipe, 50: support ring, 51: guide block, 52:
Guide pin, 55: annular pipe, 55a: outlet, CR1,
CR2, CR3, CR4, CR5 ... Compressor blade, CRC
... Compressor bucket row, CS1, CS2, CS3, CS4, C
S5: compressor stationary blade, TR: turbine blade, TRC: turbine blade row, TS: turbine blade, TSC: turbine blade row.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一柳 卓 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目8番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17 CC03 DD07 EE02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Taku Ichiyanagi 2-9-19-1 Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo F-term in Takaishi Engineering Co., Ltd. 3H034 AA02 AA16 BB03 BB08 BB17 CC03 DD07 EE02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング内に設けられた静翼列と、主
軸に取り付けられた動翼列とを有し、静翼列を構成する
各静翼の取付角を変化させることができる軸流圧縮機に
おいて、 前記各静翼と連係しており、前記主軸周りに回転させる
ことができる可変リングと、 前記主軸の径方向に膨縮自在となるように前記ケーシン
グに支持されると共に、前記可変リングを回転自在に支
持する支持環とを備えることを特徴とする軸流圧縮機。
An axial flow compressor having a stationary blade row provided in a casing and a moving blade row attached to a main shaft, wherein an installation angle of each of the stationary blades constituting the stationary blade row can be changed. A variable ring that is linked to each of the stationary blades and that can rotate around the main shaft; and a variable ring supported by the casing so as to be expandable and contractible in a radial direction of the main shaft. And a support ring for rotatably supporting the compressor.
【請求項2】 前記主軸の径方向に延在しており、前記
支持環及び前記ケーシングのうちの一方に固定され、他
方に対して摺動自在な案内部材が少なくも3箇所に設け
られていることを特徴とする請求項1に記載の軸流圧縮
機。
2. A guide member extending in a radial direction of the main shaft, fixed to one of the support ring and the casing, and slidable with respect to the other, is provided at at least three places. The axial compressor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記支持環は、高熱膨張材によって形成
されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の軸
流圧縮機。
3. The axial compressor according to claim 1, wherein the support ring is formed of a high thermal expansion material.
【請求項4】 前記可変リングの温度と前記ケーシング
の温度との差を低減させるリング温度調整手段を更に備
えることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の軸
流圧縮機
4. The axial flow compressor according to claim 1, further comprising a ring temperature adjusting means for reducing a difference between a temperature of the variable ring and a temperature of the casing.
【請求項5】 前記リング温度調整手段は、前記可変リ
ングに形成された熱媒流路と、前記ケーシング内の環状
流路から取扱流体を前記熱媒流路に導く熱媒供給管とか
らなることを特徴とする請求項4に記載の軸流圧縮機。
5. The ring temperature adjusting means includes a heat medium flow path formed in the variable ring, and a heat medium supply pipe for guiding a fluid to be handled from the annular flow path in the casing to the heat medium flow path. The axial compressor according to claim 4, characterized in that:
【請求項6】 前記リング温度調整手段は、前記可変リ
ングの周囲に設けられ、複数の吹出口を有する環状管
と、前記ケーシング内の環状流路から取扱流体を前記環
状管に導く熱媒供給管とからなることを特徴とする請求
項4に記載の軸流圧縮機。
6. The ring temperature adjusting means is provided around the variable ring and has an annular pipe having a plurality of outlets, and a heat medium supply for guiding a fluid to be handled from the annular flow path in the casing to the annular pipe. The axial compressor according to claim 4, comprising a tube.
【請求項7】 作動流体を圧縮機で昇圧させると共に
燃焼器で燃焼させ、昇温昇圧した作動流体をタービンで
膨張させて動力を発生するガスタービンにおいて、 前記圧縮機は、圧縮機ケーシング内に設けられた静翼列
と、主軸に取り付けられた動翼列とを有し、静翼列を構
成する各静翼の取付角を変化させることが可能であり、 前記各静翼と連係しており、前記主軸周りに回転させる
ことができる可変リングと、 前記主軸の径方向に膨縮自在となるように前記ケーシン
グに支持されると共に、前記可変リングを回転自在に支
持する支持環とを備えることを特徴とするガスタービ
ン。
7. A gas turbine in which a working fluid is pressurized by a compressor and burned in a combustor, and the temperature-pressurized working fluid is expanded by a turbine to generate power, wherein the compressor is provided in a compressor casing. It has a stationary blade row provided, and a moving blade row attached to the main shaft, it is possible to change the mounting angle of each of the stationary blades constituting the stator blade row, in cooperation with each of the stationary blades A variable ring that can be rotated around the main shaft; and a support ring that is supported by the casing so as to be able to expand and contract in the radial direction of the main shaft and rotatably supports the variable ring. A gas turbine characterized by the above.
JP2000184940A 2000-06-20 2000-06-20 Axial flow compressor and gas turbine Pending JP2002005096A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000184940A JP2002005096A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Axial flow compressor and gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000184940A JP2002005096A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Axial flow compressor and gas turbine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002005096A true JP2002005096A (en) 2002-01-09

Family

ID=18685327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000184940A Pending JP2002005096A (en) 2000-06-20 2000-06-20 Axial flow compressor and gas turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002005096A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291184A (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Vane oscillation control device for compressor, vane oscillation control device for fan, compressor, and fan
JP2006170209A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Snecma Stator vane stage operated by automatic centering rotary actuator ring
JP2006194243A (en) * 2004-12-16 2006-07-27 Snecma Stator vane stage actuated by rotary actuator ring moved by electric motor means
JP2011226462A (en) * 2010-04-15 2011-11-10 General Electric Co <Ge> Turbine alignment control system and method
JP2012151185A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Ihi Corp Inductively-coupled double-tube electrode and array antenna type cvd plasma device
US9309897B2 (en) 2011-11-02 2016-04-12 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Axial-flow fluid machinery, and variable vane drive device thereof
CN109415948A (en) * 2015-11-19 2019-03-01 佛罗里达涡轮技术股份有限公司 Two-fold axis industrial gas turbine engine with variable inlet guide vane

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005291184A (en) * 2004-04-05 2005-10-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Vane oscillation control device for compressor, vane oscillation control device for fan, compressor, and fan
JP4529521B2 (en) * 2004-04-05 2010-08-25 株式会社Ihi Blade swing control device for compressor, blade swing control device for fan, compressor, and fan
JP2006170209A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Snecma Stator vane stage operated by automatic centering rotary actuator ring
JP2006194243A (en) * 2004-12-16 2006-07-27 Snecma Stator vane stage actuated by rotary actuator ring moved by electric motor means
JP2011226462A (en) * 2010-04-15 2011-11-10 General Electric Co <Ge> Turbine alignment control system and method
JP2012151185A (en) * 2011-01-17 2012-08-09 Ihi Corp Inductively-coupled double-tube electrode and array antenna type cvd plasma device
US9309897B2 (en) 2011-11-02 2016-04-12 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Axial-flow fluid machinery, and variable vane drive device thereof
CN109415948A (en) * 2015-11-19 2019-03-01 佛罗里达涡轮技术股份有限公司 Two-fold axis industrial gas turbine engine with variable inlet guide vane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5035573A (en) Blade tip clearance control apparatus with shroud segment position adjustment by unison ring movement
US4961310A (en) Single shaft combined cycle turbine
US5018942A (en) Mechanical blade tip clearance control apparatus for a gas turbine engine
US5167488A (en) Clearance control assembly having a thermally-controlled one-piece cylindrical housing for radially positioning shroud segments
US7686569B2 (en) Blade clearance system for a turbine engine
US5307622A (en) Counterrotating turbine support assembly
US3520635A (en) Turbomachine shroud assembly
US6896482B2 (en) Expanding sealing strips for steam turbines
US10935044B2 (en) Segregated impeller shroud for clearance control in a centrifugal compressor
US20100260591A1 (en) Spanwise split variable guide vane and related method
US3966352A (en) Variable area turbine
GB2238354A (en) Blade tip clearance control apparatus
US20150218959A1 (en) Variable clearance mechanism for use in a turbine engine and method of assembly
EP2636851A2 (en) Turbine assembly and method for supporting turbine components
JP2002005096A (en) Axial flow compressor and gas turbine
EP2378088A2 (en) Turbine with a double casing
EP0952309B1 (en) Fluid seal
US20210115812A1 (en) Fluid cooled seal land for rotational equipment seal assembly
JPS62243997A (en) Control device for vane end gap of centrifugal impeller
WO2018060030A1 (en) Compressor assembly for controlling mass flow in a gas turbine
US20220195917A1 (en) Improved architecture of a turbomachine with counter-rotating turbine
JP7187746B2 (en) Turbine blade tip clearance control device and gas turbine including the same
WO2018059885A1 (en) A rotating device for controlling a mass flow in a compressor of a gas turbine
US11852026B1 (en) Exo-bearing for a turbomachine
US20080022693A1 (en) Ceramic blade gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060824

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070724

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070918

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20071016