[实用新型]分割环及燃气轮机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种构成燃气轮机的分割环及采用了该分割环的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机的整体构成如图1所示，压缩机2对燃烧用空气进行压缩，燃烧器3向从压缩机送来的压缩空气喷射燃料FL并使其燃烧而产生燃烧气体FG，通过将该气体供应至具有涡轮静叶、涡轮动叶的涡轮部4，使涡轮动叶绕旋转轴5旋转从而得到旋转能，该旋转能经由旋转轴5向发电机6传递，将旋转能转换为电能。

如图2所示，从燃烧气体FG的流动方向的上游朝向下游，在上述涡轮部4的内部交替配置有涡轮静叶7和涡轮动叶8。涡轮动叶8在旋转轴5的周向上配置有多个，与旋转轴5成为一体而旋转。多个分割环80呈环状配置于涡轮动叶8的外周侧，在分割环80与涡轮动叶8的顶端8a之间设置有一定的间隙，涡轮静叶7与涡轮动叶8的外周侧被涡轮室9(壳体)覆盖。

如图3所示，涡轮室9的内周侧设置有隔热环10，隔热环10支撑碰撞板13和配置于碰撞板的内侧的分割环80。碰撞板13具备多个小孔14，分割环80由多个分割体80-1形成，作为整体形成以旋转轴为中心的环状体。

对于形成环状体的分割环(分割体)设有图3所示的冷却结构。用于冷却分割体的冷却空气12从图1的压缩机的一部分的压缩空气中抽取，并从涡轮部的涡轮室的冷却空气供应孔11供应。将涡轮室与分割体之间的空间(此处特别指被碰撞板13和分割体80-1覆盖的空间)称为冷却空间18。冷却空气12从涡轮室9的冷却空气供应孔11向冷却空间供应。从设于涡轮室9的冷却空气供应孔11供应的冷却空气12，从碰撞板13的小孔14朝向分割体吹出，对分割体的外周面15(与冷却空间相接的面)进行紊流冷却。对分割体进行紊流冷却后的冷却空气12，从冷却空间向设于分割体内部的冷却流路17供应。分割体的冷却流路17在分割体的侧端部开口，冷却空气被用于分割体的对流冷却后，向燃烧气体的流动侧吹出。

如图3所示，以往采用沿旋转轴的轴向延伸并在气体流动方向下游一侧的侧端部设有开口的冷却流路的冷却结构。

实用新型内容

所要解决的技术问题

在上述以往的燃气轮机中，在周向上排列的各个分割体之间具有间隙，涡轮动叶在分割体的内周侧旋转，因此会产生流经分割体的内周侧的高温气体被卷入该间隙的现象。由于高温气体被卷入间隙，尤其是分割体中的涡轮动叶的旋转方向后方一侧端部侧容易成为高温，引起分割体的高温氧化。因此，有必要抑制气体的卷入，为此有增加吹出空气量的方法。然而，这种情况下需要大量的冷却空气量，会导致燃气轮机整体的效率降低。

本实用新型就在于解决上述技术问题，其目的在于提供一种能够有效冷却燃气轮机的分割体的旋转方向后方侧端部的分割环及燃气轮机。

所采用的技术方案

为此，本实用新型涉及一种分割环80，其由多个分割体80-1沿周向设置成环状而形成，所述多个分割体80-1设置于涡轮室9内而构成燃气轮机，并且，所述分割体80-1的内周面与涡轮动叶8的顶端8a保持一定距离，从所述涡轮室9与所述分割体80-1之间的冷却空间向所述分割体80-1供应冷却空气，其中，在所述分割体80-1中的所述涡轮动叶8的旋转方向后方一侧的侧端部80a的内部具备：第一腔室82，其沿所述燃气轮机的旋转轴的轴向延伸；第一连通路81，其连通所述第一腔室82与所述冷却空间；以及第一冷却流路83，其与所述第一腔室82连通，在所述分割体80-1中位于所述旋转方向后方一侧的侧端部开口，并且，所述第一冷却流路83至少包括相对于所述旋转方向倾斜的倾斜流路。

在上述分割环的结构中，优选，所述第一冷却流路包括设置于燃烧气体的流动方向上游一侧，并沿着所述旋转方向的垂直流路，所述倾斜流路沿着所述轴向排列有多个，包括所述倾斜流路沿着所述轴向排列有多个，包括通常倾斜流路和位于所述垂直流路与所述通常倾斜流路之间的过渡倾斜流路，所述过渡倾斜流路相对于所述旋转方向倾斜的角度小于所述通常倾斜流路相对于所述旋转方向倾斜的角度。

在上述分割环的结构中，优选，所述第一连通路沿着所述轴向排列设置有多个。

在上述分割环的结构中，优选，所述分割环还具备：第二腔室，其设置于所述分割体中位于所述涡轮动叶的旋转方向前方一侧的内部，并位于所述燃烧气体的流动方向上游一侧；第二连通路，其连通所述第二腔室与所述冷却空间；以及第二冷却流路，其与所述第二腔室连通，并在所述分割体中位于所述燃烧气体的流动方向下游一侧的侧端部开口。