燃氣輪的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的燃氣輪機具備：冷卻空氣配管(19)，其與轉(zhuǎn)子主體(6)非接觸地配置在轉(zhuǎn)子主體(6)的下游側(cè)，并向轉(zhuǎn)子主體(6)的冷卻空氣主通路(8a)輸送冷卻空氣；軸承下游端軸密封件(27)，其在比將轉(zhuǎn)子主體(6)支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承(29)靠下游側(cè)且在轉(zhuǎn)子主體(6)的外周側(cè)呈環(huán)狀地配置；及回收流路構(gòu)件，其形成有泄漏空氣回收流路(30)，所述泄漏空氣回收流路(30)將從軸承下游端軸密封件(27)向軸承(29)側(cè)泄漏的冷卻空氣(A1)引導(dǎo)到通過了最終動葉片級(9)的燃燒氣體(G)所流動的排氣流路(13)中。
【專利說明】燃氣輪機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃氣輪機，尤其是涉及燃氣輪機的軸承周邊的結(jié)構(gòu)。
[0002] 本申請基于2012年2月23日向日本提出申請的日本特愿2012-037720號而主張 優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于此。

【背景技術(shù)】
[0003] 燃氣輪機具備壓縮機、燃燒器、渦輪。壓縮機對外部氣體進行壓縮而生成壓縮空 氣。燃燒器使燃料與壓縮空氣混合并燃燒而生成燃燒氣體。渦輪具有利用燃燒氣體進行旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子通常具有轉(zhuǎn)子主體和多個動葉片級。轉(zhuǎn)子主體以旋轉(zhuǎn)軸線為中心而沿著與 旋轉(zhuǎn)軸線平行的軸向延伸。多個動葉片級固定在該轉(zhuǎn)子主體的外周且沿軸向排列。
[0004] 在這樣的燃氣輪機中，伴隨著高效率化，向渦輪供給的燃燒氣體溫度變得非常高 溫。因此，渦輪的構(gòu)成元件的大多數(shù)是被冷卻的元件，轉(zhuǎn)子的最終動葉片級也是被冷卻的元 件。
[0005] 作為對最終動葉片級進行冷卻的燃氣輪機，例如有以下的專利文獻1公開的結(jié) 構(gòu)。在該燃氣輪機的轉(zhuǎn)子主體，形成有在該轉(zhuǎn)子主體的下游端開口且沿軸向延伸的冷卻空 氣主通路，并形成有將被供給到該冷卻空氣主通路內(nèi)的冷卻空氣導(dǎo)向最終動葉片級的動葉 片冷卻空氣通路。在轉(zhuǎn)子主體的下游側(cè)配置有與該轉(zhuǎn)子主體非接觸的冷卻空氣配管。經(jīng)由 該冷卻空氣配管，將從壓縮機抽取的壓縮空氣作為冷卻空氣向轉(zhuǎn)子主體的冷卻空氣主通路 供給。即，在該燃氣輪機中，經(jīng)由冷卻空氣配管及轉(zhuǎn)子主體，將從壓縮機抽取的壓縮空氣作 為冷卻空氣而向最終動葉片級輸送，由此對該最終動葉片級進行冷卻。
[0006] 然而，在該燃氣輪機中，在將轉(zhuǎn)子主體支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承的下游側(cè)設(shè)置將轉(zhuǎn) 子主體的外周側(cè)覆蓋的下游側(cè)密封件保持環(huán)，并在該下游側(cè)密封件保持環(huán)的內(nèi)周側(cè)設(shè)置軸 密封件。
[0007] 從壓縮機抽取的壓縮空氣通過壓縮機中的隔熱壓縮而溫度上升。該壓縮空氣的溫 度為了對動葉片進行冷卻而為充分低的溫度，但是對于轉(zhuǎn)子的軸承來說為高的溫度。因此， 當(dāng)轉(zhuǎn)子的軸承曝露于該壓縮空氣時，該軸承被加熱，有時會產(chǎn)生不良情況。因此，在該燃氣 輪機中，在軸承的下游側(cè)配置軸密封件，防止從壓縮機抽取的壓縮空氣的一部分從轉(zhuǎn)子主 體與冷卻空氣配管之間的間隙流向軸承側(cè)的情況。
[0008] 【在先技術(shù)文獻】
[0009] 【專利文獻】
[0010] 【專利文獻1】國際公開第2010/001655號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 【發(fā)明要解決的課題】
[0012] 在上述專利文獻1記載的技術(shù)中，如前述那樣，為了防止從壓縮機抽取的壓縮空 氣流向軸承側(cè)而配置軸密封件。然而，在上述專利文獻1記載的技術(shù)中，由于從該軸密封件 向軸承側(cè)漏出的壓縮空氣而軸承被加熱，存在該軸承可能會發(fā)生不良情況這樣的問題點。
[0013] 因此，本發(fā)明為了解決上述問題點，其目的在于提供一種能夠防止轉(zhuǎn)子的軸承被 加熱的燃氣輪機。
[0014] 【用于解決課題的方案】
[0015] 用于解決上述問題點的本發(fā)明的燃氣輪機具備利用燃燒氣體以旋轉(zhuǎn)軸線為中心 進行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、及將所述轉(zhuǎn)子的下游側(cè)的部分支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承，其中，所述轉(zhuǎn)子具 有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而沿著與所述旋轉(zhuǎn)軸線平行的軸向延伸的轉(zhuǎn)子主體和固定在所 述轉(zhuǎn)子主體的外周且沿所述軸向排列的多個動葉片級，在所述轉(zhuǎn)子主體形成有在所述轉(zhuǎn)子 主體的下游端開口且沿所述軸向延伸的冷卻空氣主通路，所述燃氣輪機具備：冷卻空氣配 管，其與所述轉(zhuǎn)子主體非接觸地配置在所述轉(zhuǎn)子主體的下游側(cè)，并向所述轉(zhuǎn)子主體的所述 冷卻空氣主通路輸送冷卻空氣；軸承下游端軸密封件，其在比所述軸承靠下游側(cè)且在所述 轉(zhuǎn)子主體的徑向外側(cè)呈環(huán)狀地配置；及回收流路構(gòu)件，其形成有泄漏空氣回收流路，所述泄 漏空氣回收流路將從所述轉(zhuǎn)子主體的下游端與所述冷卻空氣配管之間經(jīng)由所述轉(zhuǎn)子主體 的徑向外側(cè)到達所述軸承下游端軸密封件且從所述軸承下游端軸密封件向所述軸承側(cè)泄 漏的冷卻空氣，引導(dǎo)到通過了多個所述動葉片級中的最終動葉片級的所述燃燒氣體所流動 的排氣流路中。
[0016] 在本發(fā)明的燃氣輪機中，從燃氣輪機的壓縮機抽取的壓縮空氣作為冷卻空氣而向 冷卻空氣配管供給。該冷卻空氣從冷卻空氣配管通過轉(zhuǎn)子主體的冷卻空氣主通路，例如被 導(dǎo)向動葉片，對該動葉片進行冷卻。
[0017] 在本發(fā)明的燃氣輪機中，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與未旋轉(zhuǎn)的冷卻空氣配管為非接觸，因此從 冷卻空氣配管向轉(zhuǎn)子主體的冷卻空氣主通路供給的冷卻空氣的一部分從轉(zhuǎn)子主體的下游 端向該轉(zhuǎn)子主體的外周側(cè)旋入。從壓縮機作為冷卻空氣而抽取的壓縮空氣為了對動葉片進 行冷卻而為充分低的溫度，但是對于轉(zhuǎn)子的軸承而言是高的溫度。因此，當(dāng)軸承曝露在該冷 卻空氣中時，該軸承被加熱，在該軸承會發(fā)生不良情況。
[0018] 由此，在本發(fā)明的燃氣輪機中，在比軸承靠下游側(cè)設(shè)置軸承下游端軸密封件，由此 防止向轉(zhuǎn)子主體的外周側(cè)旋入的冷卻空氣流向軸承側(cè)。然而，在如軸承下游端軸密封件那 樣旋轉(zhuǎn)物與靜止物之間的密封中，無法將兩者間完全密封，存在密封泄漏。因此，在本發(fā)明 的燃氣輪機中，冷卻空氣的一部分從軸承下游端軸密封件向軸承側(cè)漏出。
[0019] 因此，在本發(fā)明的燃氣輪機中，形成泄漏空氣回收流路，將從軸承下游端軸密封件 向軸承側(cè)漏出的冷卻空氣的一部分即泄漏的冷卻空氣引導(dǎo)到通過了最終動葉片級的燃燒 氣體所流動的排氣流路中。因此，在本發(fā)明的燃氣輪機中，能夠防止由于從壓縮機作為冷卻 空氣抽取的壓縮空氣而將軸承加熱的情況。
[0020] 在此，在所述燃氣輪機中，也可以是，所述燃氣輪機具備：外側(cè)擴散器，其配置在所 述最終動葉片級的下游側(cè)，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而呈筒狀；及內(nèi)側(cè)擴散器，其以所述旋轉(zhuǎn) 軸線為中心而呈筒狀，在所述外側(cè)擴散器的徑向內(nèi)側(cè)且在所述轉(zhuǎn)子主體的徑向外側(cè)配置， 在與所述外側(cè)擴散器之間形成有所述排氣流路，所述泄漏空氣回收流路將所述泄漏了的冷 卻空氣從所述內(nèi)側(cè)擴散器的徑向內(nèi)側(cè)向所述排氣流路內(nèi)引導(dǎo)。
[0021] 在本發(fā)明的燃氣輪機中，與將所述泄漏了的冷卻空氣從外側(cè)擴散器的徑向外側(cè)向 排氣流路中排出相比，能夠縮短泄漏空氣回收流路。因此，在本發(fā)明的燃氣輪機中，能夠抑 制裝置成本。此外，在本發(fā)明的燃氣輪機中，泄漏空氣回收流路縮短，由此通過該流路的冷 卻空氣的壓力損失減少。因此，即使不提高從壓縮機抽取的作為冷卻空氣的壓縮空氣的壓 力，也能夠回收從軸承下游端軸密封件泄漏的冷卻空氣。
[0022] 另外，在所述燃氣輪機中，也可以是，所述泄漏空氣回收流路將所述泄漏了的冷卻 空氣向所述內(nèi)側(cè)擴散器的上游側(cè)引導(dǎo)。
[0023] 在燃氣輪機中，在排氣流路中，在最終動葉片級的下游側(cè)且內(nèi)側(cè)擴散器的上游側(cè) 的位置，即排氣流路的入口部的壓力（靜壓）為些許負壓。在本發(fā)明的燃氣輪機中，將從軸 承下游端軸密封件向軸承側(cè)漏出的冷卻空氣向該排氣流路中的入口部排出。因此，在本發(fā) 明的燃氣輪機中，為了回收從軸承下游端軸密封件向軸承側(cè)漏出的冷卻空氣，即使不提高 從壓縮機作為冷卻空氣而抽取的壓縮空氣的壓力，也能夠回收該漏出的冷卻空氣。
[0024] 另外，在所述燃氣輪機中，也可以是，所述燃氣輪機具備：下游側(cè)密封件保持環(huán)，其 以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而呈筒狀，將所述轉(zhuǎn)子主體的比所述軸承更靠下游側(cè)的部分覆蓋， 且在徑向內(nèi)側(cè)安裝有所述軸承下游端軸密封件；及靠軸承下游側(cè)軸密封件，其安裝在所述 下游側(cè)密封件保持環(huán)的徑向內(nèi)側(cè)、比所述軸承更靠下游側(cè)且比所述軸承下游端軸密封件更 靠上游側(cè)，在所述下游側(cè)密封件保持環(huán)，在所述軸向上的所述軸承下游端軸密封件與所述 靠軸承下游側(cè)軸密封件之間的位置形成有從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)貫通的貫通孔，所述貫通 孔構(gòu)成所述泄漏空氣回收流路的一部分。這種情況下，也可以是，所述回收流路形成構(gòu)件具 有形成與所述下游側(cè)密封件保持環(huán)的所述貫通孔連通的流路的泄漏空氣回收配管。
[0025] 在本發(fā)明的燃氣輪機中，在比軸承靠下游側(cè)且比軸承下游端軸密封件靠上游側(cè)設(shè) 有靠軸承下游側(cè)軸密封件，進而從軸承下游端軸密封件漏出的冷卻空氣在靠軸承下游側(cè)密 封件的下游側(cè)向泄漏空氣回收流路流入。因此，能夠幾乎完全地防止該漏出的冷卻空氣向 軸承的流入。
[0026] 【發(fā)明效果】
[0027] 在本發(fā)明中，能夠防止由于從壓縮機作為冷卻空氣抽取的壓縮空氣而軸承被加熱 的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的一實施方式的燃氣輪機的主要部分剖切側(cè)視圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明的一實施方式的燃氣輪機的主要部分剖視圖。
[0030] 圖3是圖2的軸承周邊的放大圖。
[0031] 圖4是圖2的IV-IV線剖視圖。

【具體實施方式】
[0032] 以下，關(guān)于本發(fā)明的燃氣輪機的一實施方式，參照圖1?圖4進行詳細說明。
[0033] 如圖1所示，本實施方式的燃氣輪機具備壓縮機1、多個燃燒器2、渦輪3。壓縮機 1對外部氣體進行壓縮而生成壓縮空氣。多個燃燒器2使來自燃料供給源的燃料與壓縮空 氣混合并燃燒而生成燃燒氣體。渦輪3由燃燒氣體驅(qū)動。
[0034] 渦輪3具備殼體4和在該殼體4內(nèi)旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子5。該渦輪轉(zhuǎn)子5例如與通過 該渦輪轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)而發(fā)電的發(fā)電機（未圖示）連接。多個燃燒器2以渦輪轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn) 軸線Ar為中心，沿周向Dc相互等間隔地固定于殼體4。需要說明的是，以下，將與旋轉(zhuǎn)軸線 Ar平行的方向稱為軸向Da，將相對于旋轉(zhuǎn)軸線Ar的徑向僅稱為徑向Dr。而且，在軸向Da 上，以渦輪3為基準(zhǔn)將壓縮機1側(cè)稱為上游側(cè)，以壓縮機1為基準(zhǔn)將渦輪3側(cè)稱為下游側(cè)。
[0035] 渦輪轉(zhuǎn)子5具有轉(zhuǎn)子主體6和多個動葉片級9。轉(zhuǎn)子主體6以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中 心而沿軸向Da延伸。多個動葉片級9固定在轉(zhuǎn)子主體6的外周并沿軸向Da排列。轉(zhuǎn)子主 體6具有多個轉(zhuǎn)子盤7、軸部8。多個轉(zhuǎn)子盤7沿軸向Da排列并相互連接。軸部8固定于 最下游的轉(zhuǎn)子盤7,并沿軸向Da延伸。在一個轉(zhuǎn)子盤7的外周固定有一個動葉片級9。動 葉片級9具有沿轉(zhuǎn)子盤7的周向排列并固定的多個動葉片9m。動葉片9m具有動葉片主體 9a、平臺9b、葉根。如圖2所示，動葉片主體9a沿徑向Dr延伸。平臺9b形成在該動葉片主 體9a的徑向內(nèi)側(cè)端。葉根（未圖示）從平臺9b朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸。動葉片9m的葉根向 轉(zhuǎn)子盤7插入而固定于該轉(zhuǎn)子盤7。軸部8以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心而呈圓柱狀，并設(shè)置在最 終級的轉(zhuǎn)子盤7的下游側(cè)。
[0036] 殼體4具有以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心而呈圓筒狀且配置在比最終級的動葉片9m靠下 游側(cè)的排氣室壁10。在排氣室壁10的徑向內(nèi)側(cè)以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心而配置有圓筒狀的外 側(cè)擴散器11及內(nèi)側(cè)擴散器12。外側(cè)擴散器11沿著排氣室壁10的內(nèi)周面設(shè)置。內(nèi)側(cè)擴散 器12隔開間隔地配置在外側(cè)擴散器11的徑向內(nèi)側(cè)。在外側(cè)擴散器11與內(nèi)側(cè)擴散器12之 間形成有為了使渦輪轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)而使用的燃燒氣體G的排氣流路13。
[0037] 在內(nèi)側(cè)擴散器12的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)有軸承29和軸承箱20。軸承29將渦輪轉(zhuǎn)子5的 軸部8支承為能夠旋轉(zhuǎn)。軸承箱20將該軸承29的外周側(cè)覆蓋并對該軸承29進行支承。在 軸承箱20的上游端固定有上游側(cè)密封件保持環(huán)22,在軸承箱20的下游端固定有下游側(cè)密 封件保持環(huán)26。
[0038] 排氣室壁10與軸承箱20由貫通外側(cè)擴散器11及內(nèi)側(cè)擴散器12的支柱15連結(jié)。 如圖2及4所示，該支柱15沿著渦輪轉(zhuǎn)子5的切向（切線）方向延伸，且沿著該延伸方向 De由支柱罩14覆蓋。該支柱罩14的延伸方向De的一端部安裝于外側(cè)擴散器11，另一端 部安裝于內(nèi)側(cè)擴散器12。
[0039] 在轉(zhuǎn)子主體6上，如圖3所示，形成有沿軸向Da延伸的冷卻空氣主通路8a。該冷 卻空氣主通路8a在轉(zhuǎn)子主體6的下游端開口。在轉(zhuǎn)子主體6的下游端6a，與轉(zhuǎn)子主體6沿 軸向Da隔開間隔地配置有轉(zhuǎn)子封固凸緣18。該轉(zhuǎn)子封固凸緣18通過其外周側(cè)部分而固定 于下游側(cè)密封件保持環(huán)26。在該轉(zhuǎn)子封固凸緣18固定有冷卻空氣配管19。該冷卻空氣配 管19與渦輪轉(zhuǎn)子5的冷卻空氣主通路8a連通。
[0040] 上游側(cè)密封件保持環(huán)22具有密封件保持部22a、空間分隔部22b。密封件保持部 22a以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心而呈圓板狀，從渦輪轉(zhuǎn)子5的軸部8隔著軸承上游端軸密封件23 而朝向徑向外側(cè)形成。空間分隔部22b以旋轉(zhuǎn)軸線Ar為中心而呈圓筒狀，從密封件保持部 22a的徑向外側(cè)端朝向上游側(cè)延伸。圓筒狀的空間分隔部22b從轉(zhuǎn)子主體6的外周面向徑 向外側(cè)具有空間地配置，并且從內(nèi)側(cè)擴散器12的內(nèi)周面向徑向內(nèi)側(cè)具有空間地配置。而 且，該空間分隔部22b的上游端從最終級的轉(zhuǎn)子盤7沿軸向Da具有空間地配置。在上游側(cè) 密封件保持環(huán)22的密封件保持部22a的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)有軸承上游端軸密封件23。需要說明 的是，在軸承箱20的上游端部的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)有多個靠軸承上游側(cè)密封件24。
[0041] 在上游側(cè)密封件保持環(huán)22的密封件保持部22a與最終級的轉(zhuǎn)子盤7的軸向Da之 間、上游側(cè)密封件保持環(huán)22的空間分隔部22b與轉(zhuǎn)子主體6的外周側(cè)的徑向Dr之間的空 間為泄漏空氣排出流路32。該泄漏空氣排出流路32經(jīng)由最終級的動葉片9m的平臺9b的 下游端與內(nèi)側(cè)擴散器12的上游端之間而與排氣流路13連通。
[0042] 在下游側(cè)密封件保持環(huán)26的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)有多個靠軸承下游側(cè)軸密封件28和軸承 下游端軸密封件27。多個靠軸承下游側(cè)軸密封件28位于比軸承下游端軸密封件27更靠軸 承29側(cè)，即上游側(cè)。在該下游側(cè)密封件保持環(huán)26,在多個靠軸承下游側(cè)軸密封件28與軸 承下游端軸密封件27的軸向Da之間的位置形成有從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)貫通的第一貫通 孔26a。而且，在該下游側(cè)密封件保持環(huán)26,在多個靠軸承下游側(cè)軸密封件28中的最上游 側(cè)的靠軸承下游側(cè)軸密封件28與最下游側(cè)的靠軸承下游側(cè)軸密封件28的軸向Da之間的 位置形成有從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)貫通的第二貫通孔26b。
[0043] 在下游側(cè)密封件保持環(huán)26的第一貫通孔26a的位置連接有泄漏空氣回收配管31 的第一端。該泄漏空氣回收配管31的第二端與上游側(cè)密封件保持環(huán)22的密封件保持部 22a連接。該泄漏空氣回收配管31是形成使下游側(cè)密封件保持環(huán)26的第一貫通孔26a內(nèi) 的流路與前述的泄漏空氣排出流路32連通的流路的配管。在本實施方式中，通過下游側(cè)密 封件保持環(huán)26的第一貫通孔26a內(nèi)的流路、泄漏空氣回收配管31內(nèi)的流路、泄漏空氣排出 流路32來形成泄漏空氣回收流路30。因此，形成該泄漏空氣回收流路30的回收流路形成 構(gòu)件構(gòu)成為具有形成第一貫通孔26a的下游側(cè)密封件保持環(huán)26、泄漏空氣回收配管31、形 成泄漏空氣排出流路32的渦輪轉(zhuǎn)子5及上游側(cè)密封件保持環(huán)22。
[0044] 在下游側(cè)密封件保持環(huán)26的第二貫通孔26b的位置連接有軸密封空氣配管35的 第一端。該軸密封空氣配管35的第二端與未圖示的軸密封空氣供給源連接。
[0045] 接下來，關(guān)于以上說明的燃氣輪機中的各種空氣的流動，使用圖2進行說明。
[0046] 例如，從壓縮機1抽取的200°C程度且?guī)浊椒嚼迕椎膲嚎s空氣作為冷卻空氣A1 向配置在渦輪轉(zhuǎn)子5的下游側(cè)的冷卻空氣配管19供給。該冷卻空氣A1向旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子 5的冷卻空氣主通路8a內(nèi)流入，進而，經(jīng)由動葉片冷卻空氣通路，對動葉片9m等進行冷卻。 而且，比從壓縮機1抽取的冷卻空氣A1的溫度及壓力低的軸密封空氣A2從軸密封空氣供 給源向軸密封空氣配管35供給。該軸密封空氣A2從下游側(cè)密封件保持環(huán)26的第二貫通 孔26b向下游側(cè)密封件保持環(huán)26的內(nèi)周側(cè)與渦輪轉(zhuǎn)子5的軸部8的外周側(cè)之間、最上游側(cè) 的靠軸承下游側(cè)軸密封件28與最下游側(cè)的靠軸承下游側(cè)軸密封件28之間的位置供給。而 且，軸密封空氣A2被利用作為下游側(cè)密封件保持環(huán)26的內(nèi)周側(cè)與渦輪轉(zhuǎn)子5的軸部8的 外周側(cè)之間的密封用空氣。
[0047] 相對于未旋轉(zhuǎn)的冷卻空氣配管19、將冷卻空氣配管19固定的轉(zhuǎn)子封固凸緣18、進 而固定于該轉(zhuǎn)子封固凸緣18的下游側(cè)密封件保持環(huán)26,與旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子5為非接觸。因 此，從冷卻空氣配管19向渦輪轉(zhuǎn)子5的冷卻空氣主通路8a供給的冷卻空氣A1中的一部分 從渦輪轉(zhuǎn)子5的軸部8的下游端向該軸部8的外周側(cè)旋入。該冷卻空氣A1為了對動葉片 9m進行冷卻而為充分低的溫度，但是對于渦輪轉(zhuǎn)子5的軸承29而言是高的溫度。因此，當(dāng) 渦輪轉(zhuǎn)子5的軸承29曝露于該冷卻空氣A1時，該軸承29被加熱，例如，產(chǎn)生軸承29內(nèi)的 油炭化等的不良情況。
[0048] 由此，在本實施方式中，通過設(shè)置軸承下游端軸密封件27,防止向渦輪轉(zhuǎn)子5的軸 部8的外周側(cè)旋入的冷卻空氣A1流向軸承29側(cè)。然而，在如軸承下游端軸密封件27那樣 旋轉(zhuǎn)物（渦輪轉(zhuǎn)子5)與靜止物之間的密封中，無法將兩者間完全密封，會發(fā)生密封泄漏。因 此，在本實施方式中，也是，冷卻空氣A1的一部分從軸承下游端軸密封件27向軸承29側(cè)漏 出。假設(shè)將從該軸承下游端軸密封件27漏出的冷卻空氣A1僅向下游側(cè)密封件保持環(huán)26 的徑向外側(cè)排出時，由于該冷卻空氣A1，經(jīng)由軸承箱20軸承29被加熱。
[0049] 因此，在本實施方式中，形成使多個靠軸承下游側(cè)軸密封件28與軸承下游端軸密 封件27之間的空間和排氣流路13連通的泄漏空氣回收流路30,將從軸承下游端軸密封件 27向軸承29側(cè)漏出的冷卻空氣A1向排氣流路13排出，由此防止因漏出的冷卻空氣A1而 軸承箱20及軸承29被加熱的情況。
[0050] 然而，在排氣流路13中，最終級的動葉片9m的下游側(cè)、內(nèi)側(cè)擴散器12的上游側(cè)的 位置，即排氣流路13的入口部的壓力（靜壓）為些許負壓。在本實施方式中，將從軸承下 游端軸密封件27向軸承29側(cè)漏出的冷卻空氣A1向該排氣流路13中的入口部排出。因 此，在本實施方式中，為了回收從軸承下游端軸密封件27向軸承29側(cè)漏出的冷卻空氣A1， 即使不提高從壓縮機1作為冷卻空氣A1而抽取的壓縮空氣的壓力，由于排氣流路13的入 口部的壓力（靜壓）為些許負壓，因此也能夠回收該漏出的冷卻空氣A1。
[0051] 另外，在本實施方式中，將從軸承下游端軸密封件27向軸承29側(cè)漏出的冷卻空氣 A1從內(nèi)側(cè)擴散器12的徑向內(nèi)側(cè)向排氣流路13中排出，因此與將冷卻空氣從外側(cè)擴散器11 的徑向外側(cè)排出到排氣流路13中相比，能夠縮短泄漏空氣回收流路30。因此，能夠縮短形 成泄漏空氣回收流路30的一部分的泄漏空氣回收配管31，能夠抑制裝置成本。此外，泄漏 空氣回收流路30縮短，由此通過該流路30的冷卻空氣A1的壓力損失減少。因此，即使不 提高從壓縮機1抽取的作為冷卻空氣A1的壓縮空氣的壓力，也能夠回收從軸承下游端軸密 封件27漏出的冷卻空氣A1。
[0052] 需要說明的是，在圖4中，泄漏空氣回收配管31及軸密封空氣配管35僅描繪了各 一個，但是上述泄漏空氣回收配管31及軸密封空氣配管35也可以沿周向設(shè)置多個。
[0053] 【工業(yè)實用性】
[0054] 在本發(fā)明中，能夠防止因從壓縮機作為冷卻空氣抽取的壓縮空氣而軸承被加熱的 情況。
[0055] 【標(biāo)號說明】
[0056] 1壓縮機
[0057] 2燃燒器
[0058] 3 渦輪
[0059] 4 殼體
[0060] 5渦輪轉(zhuǎn)子
[0061] 6轉(zhuǎn)子主體
[0062] 7轉(zhuǎn)子盤
[0063] 8 軸部
[0064] 8a冷卻空氣主通路
[0065] 9動葉片級
[0066] 9m動葉片
[0067] 10排氣室壁
[0068] 11外側(cè)擴散器
[0069] 12內(nèi)側(cè)擴散器 [0070] 13排氣流路
[0071] 14支柱罩
[0072] 15 支柱
[0073] 19冷卻空氣配管
[0074] 20軸承箱
[0075] 22上游側(cè)密封件保持環(huán)
[0076] 23軸承上游端軸密封件
[0077] 24靠軸承上游側(cè)密封件
[0078] 26下游側(cè)密封件保持環(huán)
[0079] 26a第一貫通孔
[0080] 26b第二貫通孔
[0081] 27軸承下游端軸密封件
[0082] 28靠軸承下游側(cè)密封件
[0083] 29 軸承
[0084] 30泄漏空氣回收流路
[0085] 31泄漏空氣回收配管
[0086] 32泄漏空氣排出流路
[0087] 35軸密封空氣配管
【權(quán)利要求】
1. 一種燃氣輪機，具備利用燃燒氣體以旋轉(zhuǎn)軸線為中心進行旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、及將所述轉(zhuǎn) 子的下游側(cè)的部分支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承，所述燃氣輪機的特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而沿著與所述旋轉(zhuǎn)軸線平行的軸向延伸的轉(zhuǎn)子 主體和固定在所述轉(zhuǎn)子主體的外周且沿所述軸向排列的多個動葉片級，在所述轉(zhuǎn)子主體形 成有在所述轉(zhuǎn)子主體的下游端開口且沿所述軸向延伸的冷卻空氣主通路， 所述燃氣輪機具備： 冷卻空氣配管，其與所述轉(zhuǎn)子主體非接觸地配置在所述轉(zhuǎn)子主體的下游側(cè)，并向所述 轉(zhuǎn)子主體的所述冷卻空氣主通路輸送冷卻空氣； 軸承下游端軸密封件，其在比所述軸承靠下游側(cè)且在所述轉(zhuǎn)子主體的徑向外側(cè)呈環(huán)狀 地配置；及 回收流路構(gòu)件，其形成有泄漏空氣回收流路，所述泄漏空氣回收流路將從所述轉(zhuǎn)子主 體的下游端與所述冷卻空氣配管之間經(jīng)由所述轉(zhuǎn)子主體的徑向外側(cè)到達所述軸承下游端 軸密封件且從所述軸承下游端軸密封件向所述軸承側(cè)泄漏的冷卻空氣，引導(dǎo)到通過了多個 所述動葉片級中的最終動葉片級的所述燃燒氣體所流動的排氣流路中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機，其中， 所述燃氣輪機具備： 外側(cè)擴散器，其配置在所述最終動葉片級的下游側(cè)，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而呈筒狀； 及 內(nèi)側(cè)擴散器，其以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而呈筒狀，在所述外側(cè)擴散器的徑向內(nèi)側(cè)且在 所述轉(zhuǎn)子主體的徑向外側(cè)配置，在與所述外側(cè)擴散器之間形成有所述排氣流路， 所述泄漏空氣回收流路將所述泄漏了的冷卻空氣從所述內(nèi)側(cè)擴散器的徑向內(nèi)側(cè)向所 述排氣流路內(nèi)引導(dǎo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃氣輪機，其中， 所述泄漏空氣回收流路將所述泄漏了的冷卻空氣向所述內(nèi)側(cè)擴散器的上游側(cè)引導(dǎo)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的燃氣輪機，其中， 所述燃氣輪機具備： 下游側(cè)密封件保持環(huán)，其以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心而呈筒狀，將所述轉(zhuǎn)子主體的比所述 軸承更靠下游側(cè)的部分覆蓋，且在徑向內(nèi)側(cè)安裝有所述軸承下游端軸密封件；及 靠軸承下游側(cè)軸密封件，其安裝在所述下游側(cè)密封件保持環(huán)的徑向內(nèi)側(cè)、比所述軸承 更靠下游側(cè)且比所述軸承下游端軸密封件更靠上游側(cè)， 在所述下游側(cè)密封件保持環(huán)，在所述軸向上的所述軸承下游端軸密封件與所述靠軸承 下游側(cè)軸密封件之間的位置形成有從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)貫通的貫通孔，所述貫通孔構(gòu)成 所述泄漏空氣回收流路的一部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃氣輪機，其中， 所述回收流路形成構(gòu)件具有形成與所述下游側(cè)密封件保持環(huán)的所述貫通孔連通的流 路的泄漏空氣回收配管。
【文檔編號】F02C7/00GK104066954SQ201280067375
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月23日
【發(fā)明者】橋本真也 申請人:三菱日立電力系統(tǒng)株式會社