[发明专利]燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及通过燃烧气体而旋转的燃气轮机。

背景技术

以往，已知有一种燃气轮机，具备旋转轴、相对于旋转轴而向径向外侧延伸的涡轮叶片、从涡轮叶片向径向外侧分离设置的密封扇形体及与密封扇形体相邻的定子组件（例如，参照专利文献1）。定子组件及密封扇形体分离配置，在定子组件与密封扇形体之间形成有沿着周向延伸的腔室。该腔室形成有冷却空气流路。

专利文献1：日本特开平7-233735号公报

发明内容

然而，在现有燃气轮机的结构中，形成位于工作流体的流动方向的上游侧的（图1的左侧的）定子组件的工作流体的流路的外围带的内周面和位于下游侧的（图1的中央的）密封扇形体的密封面优选以其径向的高度成为齐平面的方式形成。然而，当考虑到工作流体的流动方向的压力损失、密封扇形体的热伸长、尺寸公差等时，有时密封扇形体的密封面相对于外围带的内周面而略微地位于径向外侧。换言之，有时密封扇形体的内径大于定子组件的外围带的内径。

在这种情况下，在外围带的内周面与密封扇形体的密封面之间产生高低差。然而，当产生高低差时，在外围带及密封扇形体内流动的工作流体在高低差的下游侧形成涡流，而与从腔室供给的密封气体容易混合。当工作流体与密封气体混合时，密封气体的温度上升，密封扇形体的热负荷可能增大。

因此，本发明的课题在于提供一种能够抑制分割环（密封扇形体）的热负荷的增大的燃气轮机。

本发明的燃气轮机的特征在于，具备：涡轮动叶片，安装于能够旋转的涡轮轴上；涡轮静叶片，以在轴向上与涡轮动叶片相向的方式加以固定；分割环，沿着周向将涡轮动叶片包围；外围带，沿着周向将涡轮静叶片包围，以沿着轴向与分割环相向的方式设置；以及燃烧气体流路，设于分割环及外围带的内部，供燃烧气体流通，其中，外围带在燃烧气体的气体流动方向上位于分割环的上游侧，从分割环与外围带之间，将温度比燃烧气体低的密封气体朝向燃烧气体流路供给，外围带具有导向面，该导向面设于气体流动方向的下游侧的内周，将内部流通的燃烧气体向分割环的内周面引导，导向面以燃烧气体流路的流路面积变宽的方式形成。

根据该结构，在外围带中，能够通过导向面将在燃烧气体流路中流动的燃烧气体向分割环的内周面引导。此时，以燃烧气体流路的流路面积变宽的方式形成，因此能够抑制燃烧气体与从分割环和外围带之间供给的密封气体的混合，能够将密封气体沿着分割环的内周面引导。由此，能够通过密封气体对分割环进行冷却，因此能够抑制分割环的热负荷的增大。

在这种情况下，优选的是，导向面的下游侧端部相对于导向面的上游侧的外围带的内周面而位于径向外侧。

根据该结构，导向面随着朝向下游侧而向径向外侧扩宽，因此能够将燃烧气体以朝向下游侧而向径向外侧扩宽并朝向分割环的内周面的方式进行引导。由此，能够抑制从外围带向分割环流入的燃烧气体的压力损失。

在这种情况下，优选的是，分割环的内周面的上游侧端部相对于导向面的下游侧端部的切线而位于径向外侧。

根据该结构，能够将由导向面引导的燃烧气体朝向分割环的内周面适当地引导。

在这种情况下，优选的是，导向面通过将外围带的下游侧的内周切除一部分而成。

根据该结构，能够通过将外围带的内周切出一部分而简单地形成导向面。

在这种情况下，优选的是，导向面形成为突出于外围带的下游侧的内周地设置的突起部。

根据该结构，通过在外围带的内周设置突起部而能够形成导向面。

在这种情况下，优选的是，导向面形成为曲面。

根据该结构，能够沿着成为曲面的导向面来引导燃烧气体，因此能够顺畅地进行燃烧气体的流通，能够减轻对导向面的热负荷。

在这种情况下，优选的是，导向面的下游侧端部的切线相对于涡轮轴的轴向的角度为10°以上且30°以下。

根据该结构，能够将沿着导向面流动的燃烧气体朝向分割环的内周面适当地引导。

发明效果

根据本发明的燃气轮机，通过在外围带的气体流动方向的下游侧的内周设置导向面，而能抑制燃烧气体与密封气体的混合，因此能够抑制向分割环的热负荷的增大。

附图说明

图1是实施例1的燃气轮机的概略结构图。

图2是实施例1的燃气轮机的涡轮周边的局部剖视图。

图3是实施例1的燃气轮机的第一涡轮动叶片周边的示意图。

图4是将实施例1的燃气轮机的第一分割环周边的热量输入量与现有燃气轮机的第一分割环周边的热量输入量进行比较而得到的图表。