本發(fā)明涉及在內(nèi)部流動(dòng)有冷卻空氣的燃?xì)鉁u輪。
背景技術(shù):
燃?xì)鉁u輪由壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪構(gòu)成。壓縮機(jī)通過(guò)對(duì)從空氣導(dǎo)入口獲取到的空氣進(jìn)行壓縮而使其成為高溫高壓的壓縮空氣。燃燒器通過(guò)對(duì)壓縮空氣供給燃料使其燃燒而成為高溫高壓的燃燒氣體。渦輪構(gòu)成為使多個(gè)渦輪靜葉以及渦輪動(dòng)葉交替地配設(shè)于殼體內(nèi)的通路,通過(guò)利用供給至通路的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪動(dòng)葉,從而驅(qū)動(dòng)與發(fā)電機(jī)連結(jié)的渦輪軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)渦輪后的燃燒氣體作為廢氣釋放到大氣中。
燃?xì)鉁u輪具有如下的冷卻空氣系統(tǒng)(冷卻空氣供給機(jī)構(gòu)):該冷卻空氣系統(tǒng)導(dǎo)出被壓縮器壓縮后的壓縮空氣并利用熱交換器(TCA冷卻器)等將其冷卻之后,供給至渦輪側(cè)的渦輪動(dòng)葉或旋轉(zhuǎn)體與固定部的邊界而將各部分冷卻。
另外,專利文獻(xiàn)1中記載有如下的燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造,該燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造具有:多個(gè)冷卻介質(zhì)流路,其將用于冷卻燃?xì)鉁u輪的旋轉(zhuǎn)體的冷卻介質(zhì)從靜止體朝向旋轉(zhuǎn)體引導(dǎo),并且沿旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行引導(dǎo);冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部,其分隔該多個(gè)冷卻介質(zhì)流路之間并構(gòu)成壁面;以及護(hù)罩部,其配置在該冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部的至少一方的端部。另外,冷卻流路構(gòu)造由具有冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部及護(hù)罩部的多個(gè)區(qū)段構(gòu)成,至少一個(gè)區(qū)段中的一個(gè)冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部的形狀與其他區(qū)段中的其他冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部的形狀不同,與一冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部鄰接的冷卻介質(zhì)流路中的流路截面面積與夾持于另一冷卻介質(zhì)引導(dǎo)部的冷卻介質(zhì)流路中的流路截面面積不同。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-137389號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
如專利文獻(xiàn)1所示的冷卻流路構(gòu)造那樣,能夠通過(guò)調(diào)整流路截面面積來(lái)調(diào)整冷卻空氣的供給量。然而,專利文獻(xiàn)1所記載的構(gòu)造中,用于調(diào)整冷卻空氣的供給量的作業(yè)繁瑣,作業(yè)也困難。
本發(fā)明用于解決上述的課題,其目的在于,提供一種能夠有效且簡(jiǎn)單地調(diào)整冷卻空氣的供給量的燃?xì)鉁u輪。
解決方案
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的燃?xì)鉁u輪具有靜止體和旋轉(zhuǎn)體,且所述旋轉(zhuǎn)體被供給冷卻空氣,其特征在于,所述燃?xì)鉁u輪具備:第一型腔,其形成在所述靜止體的內(nèi)部,且被供給冷卻空氣;第二型腔,其形成在所述靜止體與所述旋轉(zhuǎn)體之間;第一冷卻通路,其形成在所述第一型腔與所述第二型腔之間,且配置有回旋流引導(dǎo)噴嘴,該回旋流引導(dǎo)噴嘴使所述第一型腔的所述冷卻空氣沿著所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向回旋而向所述第二型腔供給;第二冷卻通路,其形成于所述旋轉(zhuǎn)體,且與所述第二型腔連通,所述第二冷卻通路被供給所述第二型腔的所述冷卻空氣;以及流量調(diào)整路,其是與所述第一冷卻通路不同的所述冷卻空氣的流路,且形成在所述第一型腔與所述第二型腔之間,所述流量調(diào)整路從所述第一型腔向所述第二型腔供給冷卻空氣,所述流量調(diào)整路具有對(duì)所述冷卻空氣的流量進(jìn)行調(diào)整的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
另外,優(yōu)選的是,所述回旋流引導(dǎo)噴嘴繞所述旋轉(zhuǎn)體的軸而配置有多個(gè),所述流量調(diào)整路繞所述旋轉(zhuǎn)體的軸而配置有多個(gè)。
另外,優(yōu)選的是,所述流量調(diào)整機(jī)構(gòu)是能夠相對(duì)于所述流量調(diào)整路裝卸的塞柱,所述塞柱形成有供所述冷卻空氣流動(dòng)的引導(dǎo)孔。
另外,優(yōu)選的是,在從所述旋轉(zhuǎn)體的軸向觀察所述引導(dǎo)孔的情況下,所述引導(dǎo)孔相對(duì)于穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)體的中心且在所述旋轉(zhuǎn)體的徑向上延伸的線傾斜。
另外,優(yōu)選的是,在從所述旋轉(zhuǎn)體的軸向觀察所述流量調(diào)整路的情況下,所述流量調(diào)整路相對(duì)于穿過(guò)所述旋轉(zhuǎn)體的中心且在所述旋轉(zhuǎn)體的徑向上延伸的線傾斜。
另外,優(yōu)選的是,所述流量調(diào)整路的朝向所述第二型腔的排出口形成在沿所述靜止體的旋轉(zhuǎn)軸的徑向且周向延伸的面上,所述排出口側(cè)的端部在與所述旋轉(zhuǎn)體的軸向平行的方向上延伸、或者在相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)體的軸向而向所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向傾斜的方向上延伸。
另外,優(yōu)選的是,所述流量調(diào)整路的朝向所述第二型腔的排出口形成在沿所述靜止體的旋轉(zhuǎn)軸的軸向且周向延伸的面上,所述排出口側(cè)的端部在與所述旋轉(zhuǎn)體的徑向平行的方向上延伸、或者在相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)體的徑向而向所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向傾斜的方向上延伸。
另外,優(yōu)選的是,所述流量調(diào)整路的所述第一型腔側(cè)的開(kāi)口配置于在所述旋轉(zhuǎn)體的周向上與所述回旋流引導(dǎo)噴嘴的前緣重疊的位置處。
另外,優(yōu)選的是,所述燃?xì)鉁u輪具有:邊緣密封空間,其形成在沿所述旋轉(zhuǎn)體的徑向且周向延伸的面與所述靜止體之間;以及邊緣密封空氣流量調(diào)整路,其是與所述第一冷卻通路以及所述流量調(diào)整路不同的所述冷卻空氣的流路,且形成在所述第一型腔與所述邊緣密封空間之間,所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路具有邊緣密封空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu),該邊緣密封空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)從所述第一型腔向所述邊緣密封空間供給的所述冷卻空氣的流量進(jìn)行調(diào)整。
另外,優(yōu)選的是,所述邊緣密封空氣流量調(diào)整機(jī)構(gòu)是能夠相對(duì)于所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路裝卸的塞柱,所述塞柱形成有供所述冷卻空氣流動(dòng)的引導(dǎo)孔。
另外,優(yōu)選的是所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路的所述第一型腔側(cè)的開(kāi)口配置于在所述旋轉(zhuǎn)體的周向上與所述回旋流引導(dǎo)噴嘴的前緣重疊的位置處。
另外,優(yōu)選的是,所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路形成于在所述旋轉(zhuǎn)體的周向上與所述流量調(diào)整路重疊的位置處,所述靜止體在比所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路靠所述旋轉(zhuǎn)體的徑向外側(cè)、且與所述邊緣密封空氣流量調(diào)整路的朝向所述邊緣密封空間的排出口對(duì)置的位置處形成有維護(hù)口。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,設(shè)置有與配置有回旋流引導(dǎo)噴嘴的流路不同的流量調(diào)整路,并利用流量調(diào)整機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整流量,由此能夠高效且簡(jiǎn)單地調(diào)整冷卻空氣的供給量。
附圖說(shuō)明
圖1是表示本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪的概要圖。
圖2是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。
圖3是表示回旋流引導(dǎo)噴嘴的周邊的構(gòu)造的概要圖。
圖4是表示第一流量調(diào)整路和第二流量調(diào)整路的配置的概要圖。
圖5是表示第一流量調(diào)整路和第二流量調(diào)整路的放大概要圖。
圖6是表示塞柱的放大概要圖。
圖7是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。
圖8是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。
圖9是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,并不通過(guò)該實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明,另外,在存在多個(gè)實(shí)施例的情況下,也包含組合各實(shí)施例而構(gòu)成的實(shí)施例。
圖1是表示本實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪的概要圖。如圖1所示,燃?xì)鉁u輪10由壓縮機(jī)11、燃燒器12以及渦輪13構(gòu)成。在該燃?xì)鉁u輪10上連結(jié)有發(fā)電機(jī),能夠進(jìn)行發(fā)電。
壓縮機(jī)11具有獲取空氣的空氣導(dǎo)入口21,在壓縮機(jī)機(jī)室22內(nèi),沿前后方向(后述的轉(zhuǎn)子32的軸向)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉23和動(dòng)葉24,在壓縮機(jī)機(jī)室22的外側(cè)設(shè)有抽氣室25。燃燒器12對(duì)被壓縮機(jī)11壓縮后的壓縮空氣供給燃料,并通過(guò)點(diǎn)火使其能夠燃燒。在渦輪13的渦輪機(jī)室(殼體)26內(nèi),沿前后方向(后述的轉(zhuǎn)子32的軸向)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉27和動(dòng)葉28。在該渦輪機(jī)室26的下游側(cè),經(jīng)由排氣機(jī)室29而配設(shè)有排氣室30,排氣室30具有與渦輪13連續(xù)的排氣擴(kuò)散器31。
另外,以貫穿壓縮機(jī)11、燃燒器12、渦輪13、排氣室30的中心部的方式配置有轉(zhuǎn)子(渦輪軸)32。轉(zhuǎn)子32的壓縮機(jī)11側(cè)的端部被軸承部33支承為旋轉(zhuǎn)自如,另一方面,轉(zhuǎn)子32的排氣室30側(cè)的端部被軸承部34支承為旋轉(zhuǎn)自如。而且,該轉(zhuǎn)子32在壓縮機(jī)11處,被重疊地固定有裝配各動(dòng)葉24后的盤狀物,在渦輪13處,被重疊地固定有裝配各動(dòng)葉28后的盤狀物,在壓縮機(jī)11側(cè)的端部連結(jié)有發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。
而且,該燃?xì)鉁u輪10中,壓縮機(jī)11的壓縮機(jī)機(jī)室22被腿部35支承,渦輪13的渦輪機(jī)室26被腿部36支承,排氣室30被腿部37支承。
需要說(shuō)明的是,渦輪機(jī)室26在其內(nèi)側(cè)形成有呈環(huán)狀的燃燒氣體通路40,在該燃燒氣體通路40中,沿著燃燒氣體的流動(dòng)方向交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉27和動(dòng)葉28。即,各級(jí)的靜葉27中,多個(gè)靜葉41沿周向以均等間隔而配置,并固定于渦輪機(jī)室26。另外,各級(jí)的動(dòng)葉28中,多個(gè)動(dòng)葉42沿周向以均等間隔而配置,并固定于轉(zhuǎn)子32。
因此,從壓縮機(jī)11的空氣導(dǎo)入口21獲取到的空氣通過(guò)多個(gè)靜葉23和動(dòng)葉24并被壓縮而成為高溫高壓的壓縮空氣。在燃燒器12中,對(duì)該壓縮空氣供給規(guī)定的燃料并進(jìn)行燃燒。然后,在該燃燒器12中生成的工作流體即高溫高壓的燃燒氣體通過(guò)構(gòu)成渦輪13的多個(gè)靜葉27和動(dòng)葉28而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子32進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)與該轉(zhuǎn)子32連結(jié)的發(fā)電機(jī)。另一方面,廢氣(燃燒氣體)的能量在由排氣室30的排氣擴(kuò)散器31轉(zhuǎn)換成壓力并減速后釋放到大氣中。
接下來(lái),使用圖2至圖6對(duì)燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。圖3是表示回旋流引導(dǎo)噴嘴的周邊的構(gòu)造的概要圖。圖4是表示第一流量調(diào)整路和第二流量調(diào)整路的配置的概要圖。圖5是表示第一流量調(diào)整路和第二流量調(diào)整路的放大概要圖。圖6是表示塞柱的放大概要圖。
冷卻流路構(gòu)造50在利用TCA冷卻器等冷卻機(jī)構(gòu)將被燃?xì)鉁u輪10的壓縮機(jī)11壓縮后的壓縮空氣冷卻之后,作為冷卻空氣進(jìn)行供給。冷卻流路構(gòu)造50使所供給的冷卻空氣在燃?xì)鉁u輪10的各部分、尤其是燃燒器12的附近的各部分中流動(dòng),用于冷卻被燃燒氣體加熱的各部分。
冷卻流路構(gòu)造50是供分別形成于旋轉(zhuǎn)體51、靜止體52、以及旋轉(zhuǎn)體51與靜止體52之間的冷卻空氣流動(dòng)的流路。在此,旋轉(zhuǎn)體51為轉(zhuǎn)子32和動(dòng)葉28等。在圖2中示出旋轉(zhuǎn)體51的轉(zhuǎn)子32和一級(jí)動(dòng)葉54。靜止體52是靜葉27和支承靜葉27的機(jī)室等。在圖2中,示出靜葉27中的、比一級(jí)動(dòng)葉54靠燃燒氣體的流動(dòng)方向的上游側(cè)的一級(jí)靜葉55。另外,在比配置有一級(jí)靜葉55的位置靠燃燒氣體的上游側(cè)的位置,配置有燃燒器12的尾筒56。
冷卻流路構(gòu)造50具有:供給通路60、第一型腔62、第二型腔64、第一冷卻通路66、第二冷卻通路67、第三冷卻通路69、冷卻空間70、旁通空間72、跨接管74、以及邊緣密封空間75。
供給通路60與靜止體52連接,是向靜止體52的內(nèi)部供給冷卻空氣的配管。第一型腔62與供給通路60連接,是形成在靜止體52的內(nèi)部的空間。第一型腔62在旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向(周向)的整周上延伸。第一型腔62可以是沿旋轉(zhuǎn)方向(周向)分割成多個(gè)的空間,也可以是一個(gè)空間。第二型腔64是在旋轉(zhuǎn)體51的軸向上形成于第一型腔62與一級(jí)動(dòng)葉54之間且形成在被旋轉(zhuǎn)體51和靜止體52包圍的區(qū)域的空間。第二型腔64在旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向(周向)的整周上延伸。第二型腔64可以是沿旋轉(zhuǎn)方向(周向)分割成多個(gè)的空間,也可以是一個(gè)空間。
第一冷卻通路66是將第一型腔62與第二型腔64連接起來(lái)的通路。第一冷卻通路66是繞旋轉(zhuǎn)體51的軸形成為周狀的環(huán)狀管路,第一型腔62側(cè)的端為開(kāi)口90,第二型腔64側(cè)的端為排出口92。如圖3所示,第一冷卻通路66中,沿周向以規(guī)定的間隔配置有回旋流引導(dǎo)噴嘴79?;匦饕龑?dǎo)噴嘴79是所謂的TOBI噴嘴。在此,TOBI是取(Tangential On Board Injection)的首字符而得到的?;匦饕龑?dǎo)噴嘴79使從第一型腔62向第二型腔64流入的冷卻空氣(冷卻介質(zhì))一邊膨脹一邊朝旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行加速,給予旋轉(zhuǎn)方向的流速成分。
如圖3所示,回旋流引導(dǎo)噴嘴79從冷卻空氣的流動(dòng)方向44的上游的端面79a朝向下游,朝旋轉(zhuǎn)方向48傾斜地配置為寬度變細(xì)的形狀。在第一冷卻通路66中流動(dòng)的冷卻空氣流經(jīng)回旋流引導(dǎo)噴嘴79之間,在通過(guò)回旋流引導(dǎo)噴嘴79之間時(shí),流動(dòng)方向44向旋轉(zhuǎn)方向48傾斜。需要說(shuō)明的是,回旋流引導(dǎo)噴嘴79只要能夠給予旋轉(zhuǎn)方向的流速成分且能夠使空氣膨脹即可,其形狀未特別限定。
第二冷卻通路67形成于旋轉(zhuǎn)體51,且與第二型腔64相連。第二冷卻通路67將供給至第二型腔64的冷卻空氣向旋轉(zhuǎn)體51的內(nèi)部的各部分供給。具體地說(shuō),第二冷卻通路67與形成于一級(jí)動(dòng)葉54的內(nèi)部的通路連接,并向一級(jí)動(dòng)葉54的內(nèi)部供給冷卻空氣。第二冷卻通路67也向二級(jí)動(dòng)葉以后的各部分供給冷卻空氣。
第三冷卻通路69形成在第一型腔62的徑向內(nèi)側(cè)的面上,且與冷卻空間70相連。在第三冷卻通路69中,與第一冷卻通路66同樣地設(shè)置有回旋流引導(dǎo)噴嘴。由此,向冷卻空間70供給的空氣成為沿旋轉(zhuǎn)方向被給予流速成分的流動(dòng)。
冷卻空間70是形成于旋轉(zhuǎn)體51與靜止體52之間的空間,且形成在軸向46上比第二型腔64靠供給通路60側(cè)的位置。冷卻空間70從第三冷卻通路69被供給第一型腔62的冷卻空氣。冷卻空間70通過(guò)被供給冷卻空氣而將周圍的旋轉(zhuǎn)體51與靜止體52冷卻。
旁通空間72是形成于旋轉(zhuǎn)體51與靜止體52之間的空間,且形成在冷卻空間70與第二型腔64之間。在旁通空間72內(nèi)配置有將旋轉(zhuǎn)體51與靜止體52之間密封的密封機(jī)構(gòu)80、81、82。密封機(jī)構(gòu)80、81、82是迷宮式密封件。旁通空間72中雖然設(shè)有密封機(jī)構(gòu)80、81、82,但由于壓力差的關(guān)系而使一部分空氣從冷卻空間70朝向第二型腔64流動(dòng)。
跨接管74形成于靜止體52,且連接于旁通空間72的密封機(jī)構(gòu)82與第二型腔64之間??缃庸?4是管路,且與邊緣密封空間75相連。
邊緣密封空間75是在沿旋轉(zhuǎn)體51的徑向且周向延伸的面與靜止體52之間形成的空間,具體地說(shuō),所述面是在與轉(zhuǎn)子32以及一級(jí)靜葉55相連的部分處沿旋轉(zhuǎn)體51的徑向延伸的第一型腔62側(cè)的面。邊緣密封空間75形成在比第二型腔64靠徑向外側(cè)的位置。在邊緣密封空間75與第二型腔64之間配置有密封機(jī)構(gòu)83。邊緣密封空間75在靜止體52的面上形成有跨接管74的開(kāi)口。換句話說(shuō),邊緣密封空間75與跨接管74相連。邊緣密封空間75在旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向48(周向49)的整周上延伸。邊緣密封空間75可以是沿旋轉(zhuǎn)方向48(周向49)分割成多個(gè)的空間,也可以是一個(gè)空間。
本實(shí)施例的冷卻流路構(gòu)造50還具有第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路(邊緣密封空氣流量調(diào)整路)78。第一流量調(diào)整路76是與配置有回旋流引導(dǎo)噴嘴79的第一冷卻通路66不同的冷卻空氣的流路。如圖4所示,第一流量調(diào)整路76沿旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向48(周向49)以規(guī)定的間隔形成有多個(gè)。
第一流量調(diào)整路76是形成于第一型腔62與第二型腔64之間的管路。第一流量調(diào)整路76的第一型腔62側(cè)的端為開(kāi)口100,第二型腔64側(cè)的端為排出口102。另外,第一流路調(diào)整路76相對(duì)于徑向而朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜。
第一流量調(diào)整路76具有:流路主體(插孔)76a、以及以能夠裝卸的狀態(tài)設(shè)于流路主體76a的塞柱76b。流路主體76a是貫穿靜止體52的孔,其將第一型腔62與第二型腔64相連。在流路主體76a形成有用于支承塞柱76b的構(gòu)造,例如螺紋孔或凹凸部。如圖4至圖6所示,塞柱76b是能夠相對(duì)于流路主體76a裝卸的螺栓、銷等。塞柱76b上形成有在沿著流路主體76a的方向上貫穿的引導(dǎo)孔76c。
第一流量調(diào)整路76通過(guò)向流路主體76a插入塞柱76b,使冷卻空氣穿過(guò)引導(dǎo)孔76c而從第一型腔62供給至第二型腔64。第一流量調(diào)整路76通過(guò)朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜,能夠?qū)ο虻诙颓?4供給的冷卻空氣賦予旋轉(zhuǎn)方向的速度成分。第一流量調(diào)整路76能夠通過(guò)調(diào)整向流路主體76a插入的塞柱76b的引導(dǎo)孔76c的面積、位置,來(lái)調(diào)整流路阻力和冷卻空氣的通行容易度。引導(dǎo)孔76c的面積是孔的開(kāi)口的面積,能夠通過(guò)變更開(kāi)口的直徑、邊的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。第一流路調(diào)整路76能夠通過(guò)變更向流路主體76a插入的塞柱76b,來(lái)變更引導(dǎo)孔76c的面積。另外,第一流路調(diào)整路76中,也可以將塞柱76b設(shè)為與插入方向相對(duì)于流路主體76a的位置相應(yīng)地改變開(kāi)口的面積的構(gòu)造,通過(guò)調(diào)整插入方向相對(duì)于流路主體76a的位置來(lái)調(diào)整引導(dǎo)孔76c的面積。
第二流量調(diào)整路(邊緣密封空氣流量調(diào)整路)78是形成于第一型腔62與邊緣密封空間75之間的管路。第二流量調(diào)整路78的第一型腔62側(cè)的端為開(kāi)口120,邊緣密封空間75側(cè)的端為排出口122。另外,第二流量調(diào)整路78配置在與徑向平行的方向上。
第二流量調(diào)整路78具有:流路主體(插孔)78a、以及以能夠裝卸的狀態(tài)設(shè)于流路主體78a的塞柱78b。流路主體78a是貫穿靜止體52的孔,其將第一型腔62與邊緣密封空間75相連。在流路主體78a形成有用于支承塞柱78b的構(gòu)造,例如螺紋孔或凹凸部。塞柱78b是能夠相對(duì)于流路主體78a裝卸的螺栓、銷等。塞柱78b上形成有在沿著流路主體78a的方向上貫穿的引導(dǎo)孔78c。
第二流量調(diào)整路78通過(guò)向流路主體78a插入塞柱78b,使冷卻空氣穿過(guò)引導(dǎo)孔78c而從第一型腔62向邊緣密封空間75供給。第二流量調(diào)整路78能夠通過(guò)調(diào)整向流路主體78a插入的塞柱78b的引導(dǎo)孔78c的面積、位置,來(lái)調(diào)整流路阻力和冷卻空氣的通行容易度。引導(dǎo)孔78c的面積與引導(dǎo)孔76c的面積同樣地是孔的開(kāi)口的面積,能夠通過(guò)變更開(kāi)口的直徑、邊的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于引導(dǎo)孔78c的面積的調(diào)整方法,能夠進(jìn)行與引導(dǎo)孔76c的面積的調(diào)整方法同樣的調(diào)整。
另外,冷卻流路構(gòu)造50在第二流量調(diào)整路78的徑向外側(cè)、且旋轉(zhuǎn)方向(周向)的位置與第二流量調(diào)整路78一致的部分處的靜止體52上形成有維護(hù)孔98。維護(hù)孔98被能夠裝卸的密封機(jī)構(gòu)堵塞。冷卻流路構(gòu)造50通過(guò)設(shè)置維護(hù)孔98,能夠進(jìn)行第二流量調(diào)整路78的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)即塞柱78b的更換、調(diào)整。由此,能夠簡(jiǎn)化維護(hù)。需要說(shuō)明的是,冷卻流路構(gòu)造50在第二流量調(diào)整路78沿相對(duì)于徑向傾斜的方向延伸的情況下,通過(guò)在第二流量調(diào)整路78的延伸方向上與第二流量調(diào)整路78向邊緣密封空間75的排出口122對(duì)置的位置處設(shè)置維護(hù)孔98,能夠從維護(hù)孔98操作第二流量調(diào)整路78。
另外,冷卻流路構(gòu)造50中,通過(guò)將第一流量調(diào)整路76形成在如本實(shí)施例那樣旋轉(zhuǎn)方向(周向)的位置與第二流量調(diào)整路78一致的位置處,能夠拆下第二流量調(diào)整路78的塞柱78b來(lái)進(jìn)行第一流量調(diào)整路76的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)即塞柱76b的更換、調(diào)整。另外,在該情況下,第一流量調(diào)整路76優(yōu)選在與徑向平行的方向上形成流路。此外,第一流量調(diào)整路76優(yōu)選塞柱76b的頭(旋轉(zhuǎn)體的徑向外側(cè)的端部)以朝向維護(hù)孔98的方向的狀態(tài)被插入。由此,能夠更加容易執(zhí)行維護(hù)。需要說(shuō)明的是,冷卻流路構(gòu)造50在第一流量調(diào)整路76、第二流量調(diào)整路78沿相對(duì)于徑向傾斜的方向上延伸的情況下,通過(guò)在各個(gè)流量調(diào)整路的延伸方向上對(duì)置的位置處設(shè)置第一流量調(diào)整路76、第二流量調(diào)整路78或者維護(hù)孔98,能夠從維護(hù)孔98操作第一流量調(diào)整路76、第二流量調(diào)整路78。
冷卻流路構(gòu)造50是以上那樣的構(gòu)造,從供給通路60向第一型腔62供給冷卻空氣。供給至第一型腔62的冷卻空氣中,一部分經(jīng)由第一冷卻通路66而供給至第二型腔64,一部分經(jīng)由第一流量調(diào)整路76而供給至第二型腔64,一部分經(jīng)由第二流量調(diào)整路78而供給至邊緣密封空間75,一部分經(jīng)由第三冷卻通路69而供給至冷卻空間70。供給至冷卻空間70的冷卻空氣向旁通空間72供給。供給至旁通空間72的冷卻空氣中,一部分經(jīng)由跨接管74而供給至邊緣密封空間75,一部分向第二型腔64供給。供給至第二型腔64的冷卻空氣向第二冷卻通路67供給。冷卻流路構(gòu)造50通過(guò)使所供給的冷卻空氣在各部分中流動(dòng)而將各部分冷卻。
冷卻流路構(gòu)造50通過(guò)設(shè)置第一冷卻通路66和第一流量調(diào)整路76,來(lái)調(diào)整第一流量調(diào)整路76的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)即塞柱76b,由此能夠調(diào)整從第一型腔62向第二型腔64供給的冷卻空氣的流量。由此,不調(diào)整回旋流引導(dǎo)噴嘴79的形狀和配置,就能夠調(diào)整從第一型腔62向第二型腔64供給的冷卻空氣,因此,調(diào)整變得簡(jiǎn)單,即便在因規(guī)格的變更或經(jīng)年變化而改變了燃?xì)鉁u輪的冷卻空氣特性的情況下,也能夠簡(jiǎn)單地調(diào)整向各部分供給的流量。
另外,冷卻流路構(gòu)造50通過(guò)設(shè)置第二流量調(diào)整路78,來(lái)調(diào)整第二流量調(diào)整路78的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)即塞柱78b,由此能夠調(diào)整從第一型腔62向邊緣密封空間75供給的冷卻空氣。由此,能夠利用塞柱的更換等來(lái)調(diào)整從第一型腔62向邊緣密封空間75供給的冷卻空氣,因此,調(diào)整變得簡(jiǎn)單,即便在因規(guī)格的變更或經(jīng)年變化而改變了燃?xì)鉁u輪的冷卻空氣特性的情況下,也能夠簡(jiǎn)單地調(diào)整向各部分供給的流量。另外,冷卻流路構(gòu)造50能夠調(diào)整從第一型腔62供給的冷卻空氣的量,因此,與利用跨接管74進(jìn)行調(diào)整的情況相比,能夠簡(jiǎn)單地以更大的幅度調(diào)整空氣的供給量。
在此,如圖3所示,冷卻流路構(gòu)造50的第一流量調(diào)整路76的第一型腔62側(cè)的開(kāi)口100優(yōu)選配置于在旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向48(周向49)上與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的流動(dòng)方向44的上游側(cè)的端面79a對(duì)置的位置。換句話說(shuō),冷卻流路構(gòu)造50的開(kāi)口100優(yōu)選配置于在周向49上與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的端面79a(軸向46的前緣)重疊的位置。通過(guò)將開(kāi)口100配置在與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的流動(dòng)方向44的上游側(cè)的端面79a對(duì)置的位置處,能夠使冷卻空氣從冷卻空氣的流速較低的部分流入,能夠使冷卻空氣以高效、即壓力損失少的狀態(tài)流入。同樣地,如圖3所示,冷卻流路構(gòu)造50的第二流量調(diào)整路78的第一型腔62側(cè)的開(kāi)口120優(yōu)選配置于在旋轉(zhuǎn)體51的周向49上與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的流動(dòng)方向44的上游側(cè)的端面79a對(duì)置的位置。換句話說(shuō),冷卻流路構(gòu)造50的開(kāi)口120優(yōu)選配置于在周向49上與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的端面79a(軸向46的前緣)重疊的位置。通過(guò)將開(kāi)口120配置在與回旋流引導(dǎo)噴嘴79的流動(dòng)方向44的上游側(cè)的端面79a對(duì)置的位置處,能夠使冷卻空氣從冷卻空氣的流速較低的部分流入,能夠使冷卻空氣以高效、即壓力損失少的狀態(tài)流入。
另外,冷卻流路構(gòu)造50優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)體51的徑向上將回旋流引導(dǎo)噴嘴79的位置與第二冷卻通路67的位置靠近。由此,能夠高效地將冷卻空氣供給至第二冷卻通路67。
上述實(shí)施例的冷卻流路構(gòu)造中,第一流量調(diào)整路76的朝向第二型腔64的排出口102形成在沿第二型腔64的旋轉(zhuǎn)軸的軸向且周向延伸的面上,排出口102側(cè)的端部成為在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體51的徑向而朝旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向傾斜的方向上延伸的形狀,但不局限于此。例如,排出口102側(cè)的端部也可以與旋轉(zhuǎn)體51的徑向平行。另外,上述實(shí)施例的冷卻流路構(gòu)造中,第一流量調(diào)整路76的朝向第二型腔64的排出口102也可以形成在沿第二型腔64的旋轉(zhuǎn)軸的徑向且周向延伸的面上。換句話說(shuō),第一流量調(diào)整路76也可以為管路沿著軸向延伸的構(gòu)造。在該情況下,第一流量調(diào)整路76的排出口側(cè)的端部可以形成為與旋轉(zhuǎn)體51的軸向平行地延伸的形狀,也可以形成為在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體51的軸向朝旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)方向傾斜的方向上延伸的形狀。關(guān)于這些點(diǎn),第二流量調(diào)整路78也相同。
另外,優(yōu)選如本實(shí)施方式那樣,在從旋轉(zhuǎn)體的軸向觀察第一流量調(diào)整路76的情況下,引導(dǎo)孔76c相對(duì)于穿過(guò)旋轉(zhuǎn)體51的中心且在旋轉(zhuǎn)體51的徑向上延伸的線傾斜。由此,能夠使空氣的流動(dòng)朝旋轉(zhuǎn)方向回旋,能夠減少向第二型腔64流入的空氣的損失。另外,在本實(shí)施方式中,采用了設(shè)有引導(dǎo)孔76c的構(gòu)造,但不局限于此。冷卻流路構(gòu)造在從旋轉(zhuǎn)體的軸向觀察第一流量調(diào)整路76的情況下,形成相對(duì)于穿過(guò)旋轉(zhuǎn)體51的中心且在旋轉(zhuǎn)體51的徑向上延伸的線傾斜的形狀,由此,能夠使空氣的流動(dòng)朝旋轉(zhuǎn)方向回旋,能夠減少向第二型腔64流入的空氣的損失。
另外,優(yōu)選如本實(shí)施例那樣,在旋轉(zhuǎn)體51的旋轉(zhuǎn)方向(周向)上配置有多個(gè)第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78,優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)方向(周向)上均等地配置第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78。由此,能夠抑制冷卻空氣的供給狀態(tài)根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向(周向)的位置而產(chǎn)生偏差,能夠均勻地進(jìn)行冷卻。另外,如上所述,第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78優(yōu)選在旋轉(zhuǎn)方向(周向)上均勻地配置,但也可以不均勻地配置。另外,第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78可以根據(jù)配置的位置而使方向不同,也可以使形狀不同。
在此,第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78的形成位置未特別限定,將各個(gè)空間相連即可。另外,第一流量調(diào)整路76形成為與第一冷卻通路66不同的流路即可。具體地說(shuō),以將第一流量調(diào)整路76的排出口102連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓相對(duì)于以將第一冷卻通路66的排出口92連結(jié)的旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓,在旋轉(zhuǎn)體51的徑向以及軸向中的至少一方偏移即可。
例如,第一流量調(diào)整路76也可以沿著相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體51的軸向呈直角的方向,且形成在比回旋流引導(dǎo)噴嘴79靠旋轉(zhuǎn)體51的徑向中心側(cè)的位置。
以下,使用圖7至圖9,對(duì)第一冷卻通路與第一流量調(diào)整路的相對(duì)位置的變形例進(jìn)行說(shuō)明。圖7至圖9分別是表示燃?xì)鉁u輪的冷卻流路構(gòu)造的概要圖。圖7所示的冷卻流路構(gòu)造50a中,作為將第一型腔162a與第二型腔164a相連的流路而設(shè)有第一冷卻通路166a和第一流量調(diào)整路176a。第一流量調(diào)整路176a的朝向第二型腔164a的排出口形成在沿靜止體52的旋轉(zhuǎn)軸的軸向且周向延伸的面上。第一冷卻通路166a和第一流量調(diào)整路176a的旋轉(zhuǎn)體51的徑向的位置重疊,但軸向的位置偏移。即便采用冷卻流路構(gòu)造50a那樣的構(gòu)造,通過(guò)設(shè)置第一流量調(diào)整路176a,也能夠獲得上述效果。
圖8所示的冷卻流路構(gòu)造50b中,作為將第一型腔162b與第二型腔164b相連的流路而設(shè)有第一冷卻通路166b和第一流量調(diào)整路176b。第一流量調(diào)整路176b的朝向第二型腔164b的排出口形成在沿靜止體52的旋轉(zhuǎn)軸的徑向且周向延伸的面上。第一冷卻通路166b和第一流量調(diào)整路176b的旋轉(zhuǎn)體51的徑向的位置偏移,但軸向的位置重疊了一部分。即便采用冷卻流路構(gòu)造50b那樣的構(gòu)造,通過(guò)設(shè)置第一流量調(diào)整路176b,也能夠獲得上述效果。
圖9所示的冷卻流路構(gòu)造50c中,作為將第一型腔162c與第二型腔164c相連的流路而設(shè)有第一冷卻通路166c和第一流量調(diào)整路176c。第一冷卻通路166c形成于在旋轉(zhuǎn)體51的軸向上比第一流量調(diào)整路176c靠供給通路60側(cè)(旋轉(zhuǎn)體51的徑向外側(cè))的位置。另外,第一流量調(diào)整路176c的管路在相對(duì)于軸向和徑向傾斜的方向上延伸。即便采用冷卻流路構(gòu)造50c那樣的構(gòu)造,通過(guò)設(shè)置第一流量調(diào)整路176c,也能夠獲得上述效果。
另外,在上述實(shí)施例中,將第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78的流量調(diào)整機(jī)構(gòu)均設(shè)成了形成有引導(dǎo)孔的塞柱,但本發(fā)明并不局限于此。只要是在能夠相對(duì)于第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78的流路主體裝卸自如的狀態(tài)下,調(diào)整第一流量調(diào)整路76和第二流量調(diào)整路78的流路阻力、冷卻空氣的流動(dòng)容易度的機(jī)構(gòu)即可。例如,也可以將設(shè)有大小根據(jù)向流路主體插入的插入量而發(fā)生變化的開(kāi)口的螺釘作為流量調(diào)整機(jī)構(gòu)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
10 燃?xì)鉁u輪;
11 壓縮機(jī);
12 燃燒器;
13 渦輪;
50 冷卻流路構(gòu)造;
51 旋轉(zhuǎn)體;
52 靜止體;
60 供給通路;
62 第一型腔;
64 第二型腔;
66 第一冷卻通路;
67 第二冷卻通路;
69 第三冷卻通路;
70 冷卻空間;
72 旁通空間;
74 跨接管;
75 邊緣密封空間;
76 第一流量調(diào)整路;
76a、78a 流路主體(塞柱孔);
76b、78b 塞柱(流量調(diào)整機(jī)構(gòu));
76c、78c 引導(dǎo)孔;
78 第二流量調(diào)整路(邊緣密封空氣流量調(diào)整路);
79 回旋流引導(dǎo)噴嘴;
79a 端面;
80、81、82、83 密封機(jī)構(gòu)(迷宮式密封件);
90、100、120 開(kāi)口;
92、102、122 排出口。