[发明专利]轴流压缩机

说明书

本发明提供一种能够抑制流体从可变静叶片与外壳的滑动部泄漏的轴流压缩机。该轴流压缩机具备：对于压缩前或者压缩过程中的工作流体供给液滴的喷雾喷嘴(32)、具有插入设置于外壳(54)的贯通孔(73)的轴杆部(94)通过轴杆部的转动与外壳进行相对滑动来改变迎角的可变静叶片(56)、设置于在轴杆部转动时相对于外壳相对滑动的推力垫圈(82)与外壳的滑动部的密封槽(93)、以及收纳于密封槽的密封部件(92)。

本发明是申请号为201410350304.0、发明名称为轴流压缩机、申请日为2014年7月22日的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃气轮机用或者工业用的轴流压缩机。

背景技术

在夏季等的燃气轮机的运转过程中，在大气温度较高的情况下，吸气密度下降，从而燃气轮机的输出降低。相对于该输出降低，例如，存在如下方法，即利用喷雾喷嘴向压缩机的吸入空气喷雾水等液滴，从而使吸气密度上升，通过吸气冷却的效果来提高燃气轮机输出。并且，在使该液滴的喷雾量增加而使液滴导入压缩机内部的情况下，通过中间冷却的效果使压缩动力减少，从而燃气轮机的效率提高。与该气流一同输送至压缩机内部的微小的液滴一边通过动叶片列之间、静叶片列之间一边蒸发至各级的饱和温度，从而通过其蒸发潜热使工作流体的温度降低。

在多级轴流压缩机中，液滴从压缩机的上游侧被气化，从而主流的温度逐渐降低，因此成为相对于叶片列负荷在压缩机的上游侧减少，叶片列负荷在与压缩机的上游侧相反的下游侧增加之类的气流方向与通常的干燥运转的负荷分布不同的分布。因此，在向压缩机内部喷雾大量的液滴的情况下，需要预先设计为使下游侧的叶片列负荷下降，使上游侧的叶片列负荷增加。在如上设计的燃气轮机的起动时等转速较低的运转区域，不喷雾液滴，因此与通常的简单循环燃气轮机起动相比，存在如下担心，即由气流在下游侧的叶片列扼流所引起的上游侧的叶片列的气流失速的非稳定的流体现象，所谓的旋转失速引起的剥离区域增大。

因此，在燃气轮机中，为了使压缩机稳定地运转，将具备能够改变迎角(叶片弦线与工作流体的气流的方向所成的角)的可变机构的静叶片(可变静叶片)配置于压缩机的上游侧。在压缩机起动等的转速较低运转时，为了减少吸入流量，增大针对可变静叶片的流入角，与此相伴，需要使可变静叶片沿缩小气流的方向旋转，从而以与流入角一致的方式对可变静叶片的迎角进行调整。另一方面，在转速较高运转时，吸入流量增加，因此使可变静叶片沿打开气流的方向旋转。

作为具备具有上述的可变机构的静叶片的轴流压缩机，例如存在日本特开平2-294501号公报、日本特开2012-72763号公报所公开的结构。在日本特开平2-294501号公报中公开有如下构造，即缩小可变静叶片的内周侧前端部与叶轮盘的外周部的锥形面之间的间隙。另外，在日本特开2012-72763号公报中公开有考虑了可变机构的滑动部的耐磨损性的构造。

专利文献1：日本特开平2-294501号公报

专利文献2：日本特开2012-72763号公报

通常，简单循环燃气轮机所使用的可变静叶片在燃气轮机的起动时、部分负荷运转时旋转，从而能够改变其迎角。另外，可变静叶片沿外壳的轴向以及周向配置有多个，从而需要以与气流一致的方式同时改变沿同一周向配置的多个可变静叶片的迎角(旋转角度)，因此高精度的角度控制尤为重要。因此，存在如下技术，即在可变静叶片的旋转轴采用金属衬套、在可变静叶片的外壳侧的端面与外壳内周面之间采用推力垫圈，来实现可变静叶片的滑动性的提高。

但是，几乎不考虑提高可变静叶片与外壳的滑动部的密封性为实际情况。因此，特别地在向具备可变静叶片的压缩机的内部喷雾水等的液滴的情况下，由外壳内外的压力差所引起的液滴从可变静叶片机构向外壳外泄漏，除此之外存在长期地因腐蚀而导致在可变静叶片的旋转轴与外壳面之间的滑动部生锈的担忧，从而存在可变静叶片的设备可靠性降低的担心。

发明内容