燃气轮机的冷却结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气轮机的冷却结构，尤其涉及用于冷却燃气轮机的涡轮叶轮及涡轮动叶片的叶片植入部的冷却结构。
【背景技术】
[0002]燃气轮机包括压缩空气的压缩机、使压缩空气与燃料一起燃烧的燃烧器、将燃烧气体的热能转换为旋转能的涡轮等。吸入压缩机的空气被压缩，利用在燃烧器中所进行的燃料的燃烧而成为高温的燃烧气体，并在涡轮中膨胀。涡轮驱动压缩机，利用剩下的输出驱动发电机等负荷。
[0003]该燃烧气体是1000°C以上的高温，因此，配置在供燃烧气体流通的流道的涡轮动叶片及静叶片或其流道周围的外壳及转子表面成为非常高的气温。另外，由于暴漏于燃烧气体的动叶片及转子的温度高，导致动叶片的叶片植入部及安装动叶片的涡轮叶轮也高温，因此，需要冷却这些部件。但是，包括涡轮叶轮等的涡轮转子是旋转体，因此，难以相对于涡轮转子从外周侧供给冷却空气。
[0004]作为燃气轮机的涡轮叶轮及涡轮动叶片的叶片植入部的冷却方法，已知有下述方法:在将通过设在连结压缩机转子与涡轮转子的连结轴上的中心孔从压缩机抽吸的压缩空气导入涡轮转子的冷却空气流道的入口部能装卸地设置调整压缩空气的流量或压力的调整机构，将适当的流量及压力的压缩空气导向涡轮的叶轮空间或涡轮转子的内部，作为密封空气或冷却空气使用(参照专利文献I)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-320875号公报
[0007]在上述专利文献I所记载的技术中，通过使冷却空气在涡轮的叶轮空间中流通并冷却该空间，间接地冷却涡轮叶轮及涡轮动叶片的叶片植入部。因此，热传递率低，对涡轮叶轮及涡轮动叶片的叶片植入部的冷却效率低。因此，必须抽吸大量的压缩空气作为冷却空气，成为燃气轮机的性能下降的原因。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于提供能够有效地冷却涡轮一级叶轮及涡轮一级动叶片的叶片植入部的燃气轮机的冷却结构。
[0009]为了解决上述课题，例如采用本申请要求保护的范围所记载的结构。
[0010]本申请包括多个解决上述课题的方法，如果列举其一例，提供一种燃气轮机的冷却结构，燃气轮机具备压缩空气的压缩机、使由上述压缩机压缩的空气与燃料燃烧的燃烧器、以及涡轮，该涡轮至少具备一级在外周部具备涡轮动叶片的涡轮叶轮，并由在上述燃烧器中生成的燃烧气体驱动，该燃气轮机的冷却结构的特征在于，具备接触冷却孔，其设在划分上述压缩机的出口空间与上述涡轮叶轮的上游侧的叶轮空间的隔壁上，将上述压缩机的出口空间的压缩空气向上述涡轮叶轮及上述涡轮动叶片的与上述涡轮叶轮的连结部喷射。
[0011]本发明的效果如下。
[0012]根据本发明，由于将来自压缩机的压缩空气通过接触冷却孔直接喷向涡轮一级叶轮及涡轮一级动叶片的叶片植入部并冷却这些部件，因此，能够有效地冷却涡轮一级叶轮及涡轮一级动叶片的叶片植入部。
[0013]上述以外的课题、结构及效果根据以下的实施方式的说明变得明确。
【附图说明】
[0014]图1是表示应用本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的燃气轮机的主要部分结构的纵剖视图。
[0015]图2是放大表示以图1的符号A表示的本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的剖视图。
[0016]图3是从II1-1II向视观察应用图1所示的本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的燃气轮机的主要部分结构的横剖视图。
[0017]图4是表示本发明的燃气轮机的冷却结构的第二实施方式的剖视图。
[0018]图5是表示构成图4所示的本发明的燃气轮机的冷却结构的第二实施方式的筒的立体图。
[0019]图中:1 一压缩机，2—燃烧器，3—涡轮，Ila—涡轮一级动叶片(涡轮动叶片)，12a—涡轮一级叶轮(涡轮叶轮)，16a—隔壁部(隔壁)，32、62—接触冷却孔，33—孔板(调整部)，51—安装孔，60—筒，61—主体部，61a—开口部，42—出口空间，43a—叶轮空间。
【具体实施方式】
[0020]下面，使用【附图说明】本发明的燃气轮机的冷却结构的实施方式。
[0021][第一实施方式]
[0022]图1至图3是表示本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的图，图1是表示应用本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的燃气轮机的主要部分结构的纵剖视图，图2是放大表示以图1的符号A表示的本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的剖视图，图3是从II1-1II向视观察应用图1所示的本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的燃气轮机的主要部分结构的横剖视图。图1中省略下半部。另外，图1中，虚线的箭头表示压缩空气及冷却空气流。
[0023]在本实施方式中，说明通过设在划分压缩机的出口空间与涡轮一级叶轮的上游侧叶轮空间的隔壁上的接触冷却孔，将压缩机出口的压缩空气喷向涡轮一级叶轮及涡轮一级动叶片的叶片植入部，并直接冷却这些部件的燃气轮机的冷却结构。
[0024]在图1中，燃气轮机具备压缩空气的压缩机1、使由压缩机I压缩的空气与燃料燃烧的燃烧器2、由在燃烧器2中生成的燃烧气体驱动的涡轮3。
[0025]在该燃气轮机中，利用压缩机I的压缩机转子4、涡轮3的涡轮转子5、同心圆状地连结压缩机转子4及涡轮转子5的中间轴6构成一体旋转的燃气轮机转子。燃气轮机转子由外壳9覆盖。
[0026]压缩机转子4未详细地图示，通过沿轴向叠置多个(在图1中仅图示最终级)在外周部具备多个压缩机动叶片7的压缩机叶轮8而形成。在压缩机叶轮8与外壳9之间形成压缩机主流道40。在压缩机主流道40内，固定在外壳9的内壁的压缩机静叶片10沿轴向与压缩机动叶片7交替地设置。
[0027]涡轮转子5通过沿轴向交替地叠置至少一级在外周部具备多个涡轮动叶片11 (在图1中仅图示涡轮一级动叶片Ila)的涡轮叶轮12(在图1中仅图示涡轮一级叶轮12a)与垫片13而形成，与连接的中间轴6 —起由叠加螺栓14连结。在涡轮一级叶轮12a的旋转中心设有中心孔18。在涡轮叶轮12的外周部以规定的间隔形成多个叶片槽(未图示)。涡轮动叶片11具有作为与涡轮叶轮12的连结部的叶片植入部(未图示)。即，涡轮动叶片11通过将叶片植入部嵌合在涡轮叶轮12的叶片槽中，连结在涡轮叶轮12上。在涡轮叶轮12与外壳9之间形成在燃烧器2中生成的燃烧气体通过的流道41。在流道41内，固定在外壳9的内周侧的涡轮静叶片15沿轴向与涡轮动叶片11交替地设置。
[0028]在中间轴6上设有沿轴向延伸的中心孔19。该中心孔19与涡轮一级叶轮12a的中心孔18连通。中间轴6通过内壳16隔着间隙覆盖外周。内壳16具有划分压缩机I的出口空间42与涡轮一级叶轮12a的上游侧的叶轮空间43a的隔壁部16a，借助于支撑件17等固定在叶轮空间9等上。在中间轴6与内壳16之间形成冷却空气流道44。在中间轴6上设有连通冷却空气流道44与中间轴6的中心孔19的流入孔20。流入孔20沿中间轴6的径向延伸，在中间轴6的圆周方向以规定间隔设有多个。在内壳16的内周侧的比流入孔20靠下游侧设置密封件21。密封件21隔开冷却空气流道44与涡轮一级叶轮12a的上游侧的叶轮空间43a，抑制在冷却空气流道44中流动的压缩空气进入叶轮空间43a内。
[0029]在压缩机主流道40中流动的压缩空气101的一部分从压缩机转子4与内壳16的间隙流入内壳16的内周侧。该压缩空气101通过冷却空气流道44，借助于中间轴6的流入孔20及中心孔19或涡轮一级叶轮12a的中心孔18流入涡轮转子5的内部，作为密封空气或冷却空气102使用。此时，抑制在冷却空气流道44中流通的压缩空气101通过密封件21流入涡轮一级叶轮12a的上游侧的叶轮空间43a内。
[0030]在内壳16的隔壁部16a上，从压缩机I的出口空间42向叶轮空间43a设有接触冷却结构30。
[0031]接着，使用图2及图3说明本发明的燃气轮机的冷却结构的第一实施方式的详细结构。图2中，虚线的箭头表示压缩空气及冷却空气流。另外，图3中省略下半部。另外，在图3中省略，但静叶片15在外壳9的内周侧以同心圆状并以一定间隔固定多个。另