[发明专利]气体涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体涡轮机，例如，对压缩的高温、高压空气供应燃料进行燃烧，将产生的燃烧气体供应到涡轮而获得旋转动力的气体涡轮机。

背景技术

气体涡轮机由压缩机、燃烧器和涡轮构成，从空气引入口引入的空气通过压缩机被压缩，成为高温、高压的压缩空气，在燃烧器，对该压缩空气供应燃料进行燃烧，高温、高压的燃烧气体驱动涡轮，驱动与该涡轮连结的发电机。在这种情况下，涡轮在外壳内由多个静翼体以及动翼体交替配设而构成，通过燃烧气体驱动动翼，旋转驱动被连结的发电机的输出轴。而且，驱动了涡轮的燃烧气体（排放气体）的能量，通过排气扩散器渐渐地变换为压力向大气放出，使其不发生损失。

在这样构成的气体涡轮机的涡轮中，排气扩散器构成为：其流路面积从涡轮出口，即，从扩散器入口朝向排放气体的流动方向扩大，能够使在涡轮被回收动力之后的排放气体减速，恢复压力。

作为具有这样的排气扩散器的气体涡轮机，例如，有下述专利文献1所公开的涡轮机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2009-203871号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在上述排气扩散器中，如果压力恢复量通过排放气体的减速变大，将提高涡轮效率，提高气体涡轮机的性能。为了使在该排气扩散器的压力恢复量变大，有效的是：使出口流路面积比入口的流路面积大。但是，在排气扩散器中，如果与入口的流路面积相比出口流路面积急剧变大，则在排气扩散器的外周侧的壁面附近、中心侧的壁面附近，排放气体的流动被剥离，压力恢复量变小。另一方面，在排气扩散器中，如果与入口的流路面积相比出口流路面积不急剧变大，则在排气扩散器的长度方向（排放气体的流动方向）的长度变大，导致排气扩散器的大型化。

本发明鉴于上述问题，旨在提供一种气体涡轮机，其通过进行高效的排放气体的压力恢复，提高涡轮效率，使性能提高成为可能。

解决技术问题的技术方案

为了达到上述目的，本发明的气体涡轮机是，一种气体涡轮机，其在燃烧器向在压缩机被压缩的压缩空气供应燃料进行燃烧，将产生的燃烧气体供应到涡轮，从而获得旋转动力，所述涡轮构成为，在形成圆筒形状的涡轮外壳的内侧沿着燃烧气体的流动方向交替配置静翼体和动翼体，在所述涡轮外壳的后部连结有形成圆筒形状的排气扩散器，所述静翼体构成为多个静翼在周向以等间隔配置，并且，所述动翼体构成为多个动翼在周向以等间隔固定，所述静翼或者所述动翼被设定为长度方向端部侧的喉道宽度比长度方向的中间部侧的喉道宽度大。

因此，通过设定为在静翼、动翼的端部侧的喉道宽度比中间部侧的喉道宽度大，端部侧的流出角变得比中间部的流出角小，通过适当控制在排气扩散器流动的排放气体的流动，能够高效地进行排放气体的压力恢复，能够提高涡轮效率，使性能提高成为可能。

在本发明的气体涡轮机中，所述静翼或者所述动翼被设定为，长度方向的两端部侧的喉道宽度比长度方向的中间部侧的喉道宽度大。

因此，能够适当地控制从静翼、动翼的长度方向的两端部侧向排气扩散器流动的排放气体的流动，能够适当地增加这里的压力恢复量。

在本发明的气体涡轮机中，所述动翼被设定为，固定在涡轮轴的基端部侧的喉道宽度以及前端部侧的喉道宽度比基端部侧和前端部侧之间的中间部侧的喉道宽度大，前端部侧的喉道宽度比基端部侧的喉道宽度大。

因此，通过设定为动翼的端部侧的喉道宽度比中间部侧的喉道宽度大，端部侧的流出角变得比中间部的流出角小，在端部侧来自燃烧气体的动力获取量减少，但是在中间部侧来自燃烧气体的动力获取量增加。其结果是，与翼的中间部侧的出口相比，在端部侧出口的燃烧气体的总压变高，在排气扩散器的壁面附件的排放气体的剥离变得难以发生，因此这里的压力恢复量增加，通过进行高效的排放气体的压力恢复，能够提高涡轮效率，使性能提高成为可能。

在本发明的气体涡轮机中，所述静翼被设定为，配置在涡轮轴侧的基端部侧的喉道宽度以及前端部侧的喉道宽度比基端部侧和前端部侧之间的中间部侧的喉道宽度大，基端部侧的喉道宽度和前端部侧的喉道宽度大致相同。