专利名称：燃气轮机及燃气轮机的机室开放方法
技术领域：
本发明涉及燃气轮机及燃气轮机的机室开放方法，详细地说，涉及具有分割构成 的壳体的燃气轮机及燃气轮机的机室开放方法。
背景技术：
一直以来，燃气轮机是作为从燃烧燃料后的燃烧气体获取能量的装置。利用燃烧 燃料而产生的燃烧气体的能量使涡轮旋转，然后从转子输出旋转能量。例如，在专利文献1中公开如下的技术，即，设置将外部空气供给至上部机室壳体 内部的阀，在燃气轮机停止运转时，从上部机室壳体向机室壳体的内部导入外部空气，由 此，对上部机室壳体进行冷却，防止机室壳体热变形。专利文献1 日本特开2006-37855号公报。
发明内容
专利文献1公开的技术如专利文献1的图3所示，机室壳体在燃烧部机室部分割， 并通过凸缘连接。在此，所述燃烧部机室部是即使在燃气轮机内形成的机室中压力也比较 高的高压的流体存在的机室。因此，专利文献1公开的技术有可能不能够降低作用在壳体 的分割部分上的力，例如使设置在所述分割部分上的凸缘大型化。本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于降低作用在壳体的分割部分上的 力。为了解决上述的问题而达到目的，本发明的燃气轮机，其特征在于，具有燃烧部 机室，容纳包括燃烧器的燃烧部，所述燃烧器使燃料燃烧以产生用于使旋转体旋转的燃烧 气体；涡轮部机室，容纳作为所述旋转体的涡轮侧旋转体，所述涡轮侧旋转体承受所述燃烧 气体而旋转；燃烧部壳体，形成所述燃烧部机室；及壳体，包括所述燃烧部壳体，并且与所 述旋转体的旋转轴垂直的面上的分割部分不在所述燃烧部壳体上形成，而是在比所述燃烧 部壳体靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分上形成。根据上述结构，本发明的燃气轮机中，所述分割部分不在所述燃烧部壳体上形成， 而在比所述燃烧部靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分上形成。在此，在比所述燃烧部靠 所述燃烧气体流动的下游侧的部分的所述壳体内存在的所述燃烧气体的压力低于在所述 燃烧部壳体的内部形成的所述燃烧部机室内存在的所述燃烧气体的压力。因此，所述燃气轮机中，能够降低因所述流体的压力而作用在所述分割部分上的 力。由此，对于所述燃气轮机，能够使所述分割部分小型化。另外，在运输所述燃气轮机时， 所述壳体被运输车辆运输。此时，所述壳体能够运输的大小设有限制。在此，所述燃气轮机 中，形成在所述分割部分的凸缘被小型化，相应地使壳体小型化。因此，对于所述燃气轮机， 能够抑制所述壳体超过所述限制的可能性。作为本发明的优选方式，优选的是，所述分割部分在所述涡轮部机室部分上形成。根据上述结构，对于本发明的燃气轮机，所述分割部分不在所述燃烧部壳体上形成，而在作为比所述燃烧部靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分的所述涡轮部机室部分上 形成。在此，在作为比所述燃烧部靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分的所述涡轮部机室 部分的所述壳体内存在的所述燃烧气体的压力低于在所述燃烧部壳体的内部形成的所述 燃烧部机室内存在的所述燃烧气体的压力。因此，所述燃气轮机中，能够降低因所述流体的压力而作用在所述分割部分上的 力。由此，所述燃气轮机中使形成在所述分割部分上的凸缘小型化。另外，对于所述燃气轮 机，能够抑制所述壳体超过所述限制的可能性。作为本发明的优选方式，优选的是，具有涡轮部侧动叶片，构成所述涡轮；冷却 用空气机室，位于所述涡轮部机室的内部，设置在所述涡轮部侧动叶片的所述旋转轴的径 向外侧，并且被供给对所述涡轮进行冷却的冷却用空气；及分隔构件，沿着与所述旋转轴垂 直的面向所述壳体的内周面突出，用于分隔所述冷却用空气机室，所述分割部分在与所述 分隔构件相向的部分的所述壳体上形成。通常，所述燃气轮机中，在相邻的2个分隔构件之间的所述壳体上形成有向所述 冷却用空气机室导入所述冷却用空气的冷却用空气导入孔。本发明的燃气轮机中，所述分 割部分在与所述分隔构件相向的部分的所述壳体上形成。因此，所述燃气轮机中，避开在所 述壳体上形成的所述冷却用空气导入孔而设置所述分割部分。作为本发明的优选的方式，优选的是，所述冷却用空气机室包括最接近所述燃烧 室侧配置的第一冷却用空气机室和与所述第一冷却用空气机室相邻配置的第二冷却用空 气机室，所述分割部分在与所述分隔构件相向的部分的所述壳体上形成，所述分隔构件将 所述冷却用空气机室分隔为所述第一冷却用空气机室和所述第二冷却用空气机室。根据上述结构，本发明的燃气轮机中，所述分割部分不在所述燃烧部壳体上形成， 而在作为比所述燃烧部靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分的、所述涡轮部机室部分的所 述第一冷却用空气机室部分以及所述第二冷却用空气机室部分上形成。在此，在作为比所 述燃烧部靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分的、所述第一冷却用空气机室以及所述第二 冷却用空气机室的内部存在的所述冷却用空气的压力低于在所述燃烧部壳体的内部形成 的所述燃烧部机室内存在的所述燃烧气体的压力。因此，所述燃气轮机中，能够降低因所述流体的压力而作用在所述分割部分上的 力。由此，所述燃气轮机中，使形成在的所述分割部分上的凸缘小型化。另外，对于所述燃 气轮机，能够抑制所述壳体超过所述限制的可能性。另外，所述燃气轮机中，所述分割部分 在与所述分隔构件相向的部分的所述壳体上形成。因此，所述燃气轮机中，避开形成在所述 壳体上的所述冷却用空气导入孔，设置所述分割部分。作为本发明的优选的方式，优选的是，构成所述燃烧部壳体的构件中的至少1个 构件通过仅设置在所述燃烧部机室的外部的连接构件而固定在所述燃烧部。根据上述结构，本发明的燃气轮机中，从所述燃烧部机室的外部卸下构成所述燃 烧部壳体的构件中的至少一部分。由此，所述燃气轮机中，例如在维护检查时，从所述壳体 卸下构成所述燃烧部壳体的构件。作为本发明的优选的方式，优选的是，具有中间轴罩，所述中间轴罩具有嵌入所述 壳体的部分而被支撑在所述燃烧部机室的内部，并且将所述燃烧器支撑在所述燃烧部中。根据上述结构，本发明的燃气轮机的所述中间轴罩具有嵌入所述壳体的部分，并不通过例如螺栓而完全固定在所述壳体上。因此，对于所述燃气轮机，例如在维护检查时， 即使工作人员不进入所述燃烧部机室操作所述壳体与所述中间轴罩的连接部分，也能够卸 下所述壳体。由此，所述燃气轮机中，通过设置具有嵌入所述壳体的部分的所述中间轴罩，降低 了所述燃气轮机的维护检查时所需的作业工序量。由此，所述燃气轮机能够降低维护检查 时工作人员所需要的劳力。另外，所述燃气轮机降低了维护检查时所需的作业时间。为了解决上述问题而达到目的，本发明的燃气轮机的机室开放方法，其特征在于， 所述燃气轮机具有燃烧部机室，容纳包括燃烧器的燃烧部，所述燃烧器使燃料燃烧以产生 用于使旋转体旋转的燃烧气体；涡轮部机室，容纳作为所述旋转体的涡轮侧旋转体，所述涡 轮侧旋转体承受所述燃烧气体而旋转；燃烧部壳体，形成所述燃烧部机室；及壳体，包括所 述燃烧部壳体，并且与所述旋转体的旋转轴垂直的面上的分割部分不在所述燃烧部壳体上 形成，而是在比所述燃烧部壳体靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分上形成，在开放所述 燃气轮机的机室时，从所述燃烧部机室的外部卸下构成所述燃烧部壳体的构件中的至少一 部分。根据上述结构，利用本发明的燃气轮机的机室开放方法，能够从所述燃烧部机室 的外部卸下构成所述燃烧部壳体的构件的至少一部分。由此，例如在维护检查时，通过从所 述燃烧部机室的外部卸下构成所述燃烧部壳体的构件中的至少一部分，就能够开放所述燃 气轮机的所述机室。作为本发明的优选的方式，优选的是，不卸下中间轴罩而从所述燃烧部机室的外 部卸下构成所述燃烧部壳体的构件中的至少一部分，所述中间轴罩具有嵌入所述壳体的部 分而被支撑在所述燃烧部机室的内部，并且将所述燃烧器支撑在所述燃烧部中。根据上述结构，利用本发明的燃气轮机的机室开放方法，所述中间轴罩仅嵌入所 述壳体，不通过例如螺栓固定在所述壳体上。因此，例如在维护检查时，不需要工作人员进 入所述燃烧部机室内操作所述壳体与所述中间轴罩的连接部分。由此，例如在维护检查时， 即使不卸下所述中间轴罩，仅通过卸下所述壳体也能够开放所述燃气轮机的所述机室。发明效果本发明能够降低作用在壳体的分割部分上的力。
图1是第一实施方式的燃气轮机的概略结构图。图2是示意性地表示第一实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。图3是示意性地表示第一实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。图4是示意性地表示现有的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。图5是将第一实施方式的上部壳体侧的中间轴罩放大而示意性地表示的剖视图。图6是将第一实施方式的下部壳体侧的中间轴罩放大而示意性地表示的剖视图。图7是示意性地表示第二实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。图8是示意性地表示第三实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。标号说明1、2、3、4 燃气轮机
10涡轮部11涡轮部机室12涡轮部侧静叶片13涡轮部侧动叶片14 轮盘15涡轮部壳体20压缩部21空气吸入口22压缩部壳体23压缩部侧静叶片24压缩部侧动叶片25抽气歧管30燃烧部31燃烧部壳体32燃烧器套管33 尾筒34燃料喷嘴35燃烧器套管空气吸入口36燃烧部机室37燃烧区域38中间轴罩38a中间轴罩侧嵌合部3汕螺栓39燃烧器40排气部41排气扩压器42排气室壳体50 转子51 轴承52 轴承60 壳体60D下部壳体60U上部壳体61D第一下部壳体61Dha第一上部侧第一纵凸缘61Dhb第一下部侧第二纵凸缘61U第一上部壳体61Uha第一上部侧第一纵凸缘61Uhb第一上部侧第二纵凸缘
7
62D第二下部壳体62Dhb第二下部侧第二纵凸缘62U第二上部壳体62Uc第二构件侧嵌合部262Uha第二上部侧第一纵凸缘62Uhb第二上部侧第二纵凸缘63D第三下部壳体63Dha第三下部侧第一纵凸缘63Dhb第三下部侧第二纵凸缘63U第三上部壳体63Uha第三上部侧第一纵凸缘63Uhb第三上部侧第二纵凸缘64D第四下部壳体64Dha第四下部侧第一纵凸缘64Dhb第四下部侧第二纵凸缘64U第四上部壳体64Uha第四上部侧第一纵凸缘64Uhb第四上部侧第二纵凸缘65D第五下部壳体第五下部侧第一纵凸缘65Dhb第五下部侧第二纵凸缘65U第五上部壳体65Uha第五上部侧第一纵凸缘65Uhb第五上部侧第二纵凸缘66D第六下部壳体66Dha第六下部侧第一纵凸缘66U第六上部壳体66Uha第六上部侧第一纵凸缘67涡轮叶环67a PS壁68冷却用空气导入孔69冷却用空气机室69a第一冷却用空气机室69b第二冷却用空气机室69c第三冷却用空气机室
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明。此外，用于实施本发明的最佳实施方式(以下称 为实施方式)不对本发明进行限定。另外，下述实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够容易想到的要素、实质相同的要素，即等同范围的要素。(第一实施方式)图1是第一实施方式的燃气轮机的概略结构图。如图1所示，本实施方式的燃气 轮机1从流体流动的上游侧向下游侧依次包括压缩部20、燃烧部30、涡轮部10、排气部40。压缩部20对流体加压，并向燃烧部30送出被加压的流体。燃烧部30向所述被加 压的流体供给燃料。然后，燃烧部30使燃料燃烧。涡轮部10将从燃烧部30送出的所述燃 烧气体所带有的能量转换为旋转能量。排气部40将所述燃烧气体排出至大气中。压缩部20具有空气吸入口 21、压缩部壳体22、压缩部侧静叶片23、压缩部侧动叶 片24、抽气歧管25。空气吸入口 21从大气将空气吸入压缩部壳体22中。在压缩部壳体22内，交替设置多个压缩部侧静叶片23和多个压缩部侧动叶片24。 抽气歧管25设置在压缩部侧静叶片23及压缩部侧动叶片24的外侧，并将由压缩部20压 缩的空气导入燃烧部30。燃烧部30具有燃烧部壳体31、燃烧器39。在燃烧部壳体31的内部形成有燃烧部 机室36。燃烧器39包括燃烧器套管32、尾筒33、燃料喷嘴34、燃烧器套管空气吸入口 35。 燃烧器套管32形成为大致圆筒形状，其作为压缩空气的通路而设置在燃烧部机室36的内 部。而且，在燃烧部机室36中设置尾筒33，作为压缩空气的通路。尾筒33形成为筒状，在 尾筒33的内部形成燃料进行燃烧的燃烧区域37。燃烧器套管32的轴向的端部中，一个端部与尾筒33连接。而在与燃烧器套管32 的尾筒33相反一侧的另一个端部上，设置向燃烧器套管32的内部喷射燃料的燃料喷嘴34。 而且，在燃烧器套管32的外周面上，形成有多个向燃烧器套管32的内部导入压缩空气的燃 烧器套管空气吸入口 35。燃料从燃料喷嘴34相对于经由燃烧器套管空气吸入口 35导入燃烧器套管32内 部的压缩空气喷射，导入尾筒33内部的燃烧区域37。导入燃烧区域37的燃料被燃烧嘴 (burner)点燃，通过燃烧而成为具有动能的燃烧气体。涡轮部10在涡轮部壳体15的内部具有涡轮部机室11、涡轮部侧静叶片12、作为 涡轮侧旋转体的涡轮部侧动叶片13。在涡轮部机室11内，交替配置多个涡轮部侧静叶片 12和多个涡轮部侧动叶片13。排气部40在排气室壳体42的内部具有排气扩压器41。排 气扩压器41与涡轮部10连接，将经过涡轮部10的燃烧气体即废气的动压转换为静压。燃气轮机1具有作为旋转体的转子50。转子50设置为贯通压缩部20、燃烧部30、 涡轮部10、排气部40的中心部。转子50中，压缩部20侧的端部被轴承51旋转自如地支 撑，排气部40侧的端部被轴承52旋转自如地支撑。转子50设置在壳体60的内部，以旋转轴RL为轴旋转。转子50包括作为涡轮侧旋 转体的多个轮盘14。在轮盘14上连接有压缩部侧动叶片24以及涡轮部侧动叶片13。而 且，在转子50的压缩部20侧的端部，连接有未图示的发电机的驱动轴。根据上述结构，首先，从压缩部20的空气吸入口 21吸入的空气被多个压缩部侧静 叶片23和压缩部侧动叶片24压缩，从而成为高温高压的压缩空气。接着，在燃烧部30中 对所述压缩空气供给规定的燃料，使所述燃料燃烧。接着，该燃烧部30中生成的工作流体即高温高压的燃烧气体所具有的能量，在通 过构成涡轮部10的多个涡轮部侧静叶片12和多个涡轮部侧动叶片13时，转换为旋转能
9量。所述旋转能量经由涡轮部侧动叶片13传递至转子50，使转子50旋转运动。由此，燃气 轮机1驱动与转子50连接的发电机。此外，经过涡轮部10后的废气在排气部40的排气扩 压器41中从动压转换为静压，然后排出至大气中。图2是示意性地表示第一实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。燃气轮机 1的特征在于壳体60的结构。壳体60因在制造中使用的机床的大小的限制以及运输时设 定的大小的限制，如图2所示被分割而形成。壳体60在包括图1所示的转子50的旋转轴RL的面上被分割。在此，如图2所示， 将设置燃气轮机1时底面GND侧的壳体60设为下部壳体60D，将与下部壳体60D相比远离 底面GND的一侧的壳体60设为上部壳体60U。另外，壳体60在与旋转轴RL垂直的面上被分割。壳体60在与旋转轴RL垂直的 面上被分割为例如6个部分。由此，结合在包括上述旋转轴RL的面上进行的分割，壳体60 被分割为合计12个部分。上部壳体60U从流过燃气轮机1内部的空气或燃烧气体的流动的上游侧依次具有 第一上部壳体61U、第二上部壳体62U、第三上部壳体63U、第四上部壳体64U、第五上部壳体 65U、第六上部壳体66U。另外，下部壳体60D从流过燃气轮机1内部的空气或燃烧气体的流动的上游侧依 次具有第一下部壳体61D、第二下部壳体62D、第三下部壳体63D、第四下部壳体64D、第五下 部壳体65D、第六下部壳体66D。以下，将空气或燃烧气体仅称为流体。这样分割为12个部分的壳体60的构件是通过例如用螺栓将彼此形成的凸缘连接 而进行组装的。在此，将在包括旋转轴RL的面上的分割部分上形成的凸缘称为横凸缘。艮口， 横凸缘形成为与旋转轴RL平行。第一上部壳体61U与第一下部壳体61D通过横凸缘而无间隙地连接。第二上部壳 体62U与第二下部壳体62D通过横凸缘而无间隙地连接。第三上部壳体63U与第三下部壳 体63D通过横凸缘而无间隙地连接。第四上部壳体64U与第四下部壳体64D通过横凸缘而 无间隙地连接。第五上部壳体65U与第五下部壳体65D通过横凸缘而无间隙地连接。第六 上部壳体66U与第六下部壳体66D通过横凸缘而无间隙地连接。在此，将在与旋转轴RL垂直的面上的分割部分上形成的凸缘称为纵凸缘。纵凸缘 是在壳体60的侧周部沿着周方向而形成的。在第一上部壳体61U的一个端部上形成的第 一上部侧第一纵凸缘61Uha与图1所示的空气吸入口 21的开口连接。在第一上部壳体61U的另一个端部上形成的第一上部侧第二纵凸缘61Uhb与在第 二上部壳体62U的一个端部上形成的第二上部侧第一纵凸缘62Uha无间隙地连接。由此， 第一上部壳体61U与第二上部壳体62U连接。在第二上部壳体62U的另一个端部上形成的第二上部侧第二纵凸缘62Uhb与在第 三上部壳体63U的一个端部上形成的第三上部侧第一纵凸缘63Uha无间隙地连接。由此， 第二上部壳体62U与第三上部壳体63U连接。在第三上部壳体63U的另一个端部上形成的第三上部侧第二纵凸缘63Uhb与在第 四上部壳体64U的一个端部上形成的第四上部侧第一纵凸缘64Uha无间隙地连接。由此， 第三上部壳体63U与第四上部壳体64U连接。在第四上部壳体64U的另一个端部上形成的第四上部侧第二纵凸缘64Uhb与在第五上部壳体65U的一个端部上形成的第五上部侧第一纵凸缘65Uha无间隙地连接。由此， 第四上部壳体64U与第五上部壳体65U连接。在第五上部壳体65U的另一个端部上形成的第五上部侧第二纵凸缘65Uhb与在第 六上部壳体66U的一个端部上形成的第六上部侧第一纵凸缘66Uha无间隙地连接。由此， 第四上部壳体64U与第五上部壳体65U连接。在第一下部壳体61D的一个端部上形成的第一上部侧第一纵凸缘61Dha与图1所 示的空气吸入口 21的开口连接。在第一下部壳体61D的另一个端部上形成的第一下部侧第 二纵凸缘61Dhb与在第二下部壳体62D的一个端部上形成的第二下部侧第一纵凸缘62Dha 无间隙地连接。由此，第一下部壳体61D与第二下部壳体62D连接。在第二下部壳体62D的另一个端部上形成的第二下部侧第二纵凸缘62Dhb与在第 三下部壳体63D的一个端部上形成的第三下部侧第一纵凸缘63Dha无间隙地连接。由此， 第二下部壳体62D与第三下部壳体63D连接。在第三下部壳体63D的另一个端部上形成的第三下部侧第二纵凸缘63Dhb与在第 四下部壳体64D的一个端部上形成的第四下部侧第一纵凸缘64Dha无间隙地连接。由此， 第三下部壳体63D与第四下部壳体64D连接。在第四下部壳体64D的另一个端部上形成的第四下部侧第二纵凸缘64Dhb与在第 五下部壳体65D的一个端部上形成的第五下部侧第一纵凸缘65Dba无间隙地连接。由此， 第四下部壳体64D与第五下部壳体65D连接。在第五下部壳体65D的另一个端部上形成的第五下部侧第二纵凸缘65Dhb与在第 六下部壳体66D的一个端部上形成的第六下部侧第一纵凸缘66Dha无间隙地连接。由此， 第五下部壳体65D与第六下部壳体66D连接。如上所述，壳体60是将第一上部壳体61U、第二上部壳体62U、第三上部壳体63U、 第四上部壳体64U、第五上部壳体65U、第六上部壳体66U、第一下部壳体61D、第二下部壳体 62D、第三下部壳体63D、第四下部壳体64D、第五下部壳体65D、第六下部壳体66D组装而成 的。图3是示意性地表示第一实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。燃气轮机 1的特征在于壳体60的结构。壳体60因在制造中使用的机床的大小的限制以及运输时设 定的大小的限制，被分割而形成。此外，由于构成壳体60的上部壳体60U与下部壳体60D 结构大致相同，所以图3仅示出壳体60中的上部壳体60U。如图3所示，壳体60包括上述的压缩部壳体22、燃烧部壳体31、涡轮部壳体15、排 气室壳体42。以下，使用图2以及图3说明壳体60的各部分的结构。压缩部壳体22由第 一上部壳体61U以及第一下部壳体61D、和第二上部壳体62U以及第二下部壳体62D构成， 并具有与旋转轴RL垂直的面上的分割部分。燃烧部壳体31由第二上部壳体62U以及第二下部壳体62D构成。涡轮部壳体15 由第二上部壳体62U以及第二下部壳体62D、和第三上部壳体63U以及第三下部壳体63D构 成，并具有与旋转轴RL垂直的面上的分割部分。排气室壳体42由第四上部壳体64U以及 第四下部壳体64D构成。设置有第一上部侧第二纵凸缘61Uhb及第一下部侧第二纵凸缘61Dhb、和第二上 部侧第一纵凸缘62Uha及第二下部侧第一纵凸缘62Dha的分割部分例如在压缩部20上形成。设置有第二上部侧第二纵凸缘62Uhb及第二下部侧第二纵凸缘62Dhb、和第三上 部侧第一纵凸缘63Uha及第三下部侧第一纵凸缘63Dha的分割部分例如在涡轮部10上形 成。设置有第三上部侧第二纵凸缘63Uhb及第三下部侧第二纵凸缘63Dhb、和第四上 部侧第一纵凸缘64Uha及第四下部侧第一纵凸缘64Dha的分割部分例如在涡轮部10与排 气部40之间的交界处形成。在此，涡轮部10形成有引导对涡轮部10各部分进行冷却的冷却用空气的冷却用 空气机室69，例如形成有3个。冷却用空气机室69由涡轮部壳体15和涡轮叶环67形成。涡轮叶环67是筒状的构件，在空洞部分设置有涡轮部侧静叶片12、涡轮部侧动叶 片13等。即，涡轮叶环67设置在涡轮部侧静叶片12、涡轮部侧动叶片13的径向外侧。涡 轮叶环67中，作为分隔构件的隔壁67a向径向外侧突出形成。具体地说，冷却用空气机室 69是由涡轮部壳体15的内周部、涡轮叶环67的侧周部、隔壁67a所包围的空间。冷却用空气机室69由例如第一冷却用空气机室69a、第二冷却用空气机室69b、第 三冷却用空气机室69c这3个机室构成。第一冷却用空气机室69a是3个冷却用空气机室 69中最靠近燃烧部30侧的机室。第三冷却用空气机室69c是3个冷却用空气机室69中最 靠近排气部40侧的机室。第二冷却用空气机室69b是设置在第一冷却用空气机室69a与 第三冷却用空气机室69c之间的机室。在涡轮部壳体15的侧周部形成有多个贯通涡轮部壳体15的外部与内部的冷却用 空气导入孔68。冷却用空气导入孔68分别在第一冷却用空气机室69a、第二冷却用空气机 室69b和第三冷却用空气机室69c上开口。冷却用空气导入孔68向冷却用空气机室69导 入冷却用空气。具体地说，冷却用空气导入孔68在相邻的2个隔壁67a之间的涡轮部壳体 15上形成。如图3所示，设置有第二上部侧第二纵凸缘62Uhb和第三上部侧第一纵凸缘63Uha 的分割部分在涡轮部10上形成。更具体地说，设置有第二上部侧第二纵凸缘62Uhb和第三 上部侧第一纵凸缘63Uha的分割部分在与第一冷却用空气机室69a和第二冷却用空气机室 69b之间的隔壁67a相向的部分上形成。在此，在第一冷却用空气机室69a的内部存在的空气的压力低于在燃烧部机室36 的内部存在的流体的压力。另外，在第二冷却用空气机室69b的内部存在的空气的压力低 于在燃烧部机室36的内部存在的流体的压力。图4是示意性地表示现有的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。对于现有的燃气轮 机4，构成壳体460的第二构件462和第三构件463的连接部即第二构件第二纵凸缘462b 和第三构件第一纵凸缘463a在燃烧部30上形成。另一方面，如图3所示，燃气轮机1中，第二上部侧第二纵凸缘62Uhb与第三上部 侧第一纵凸缘63Uha的连接部没有设置在燃烧部30上。另外，燃气轮机1中，图2所示的 第二下部侧第二纵凸缘62Dhb与第三下部侧第一纵凸缘63Dha的连接部没有设置在图1所 示的燃烧部30上。S卩，燃气轮机1中，在燃烧部30上壳体60不被与旋转轴RL垂直的面分 割。如上所述，在第一冷却用空气机室69a的内部存在的流体的压力低于在燃烧部机
12室36的内部存在的流体的压力。另外，在第二冷却用空气机室69b的内部存在的流体的压 力低于在燃烧部机室36的内部存在的流体的压力。因此，图2、图3所示的燃气轮机1与 图4所示的燃气轮机4相比，作用在第二上部侧第二纵凸缘62Uhb及第二下部侧第二纵凸 缘62Dhb和第三上部侧第一纵凸缘63Uha及第三下部侧第一纵凸缘63Dha上的力较小。由此，燃气轮机1中，第二上部侧第二纵凸缘62Uhb及第二下部侧第二纵凸缘 62Dhb和第三上部侧第一纵凸缘63Uha及第三下部侧第一纵凸缘63Dha被小型化。在此，在运输燃气轮机1时，壳体60由运输车辆运输。此时，壳体60能够被运输的 大小设有限制。燃气轮机1中，如上所述，第二上部侧第二纵凸缘62Uhb及第二下部侧第二 纵凸缘62Dhb和第三上部侧第一纵凸缘63Uha及第三下部侧第一纵凸缘63Dha被小型化。 因此，对于燃气轮机1，能够抑制壳体60超过所述限制的可能性。另外，如上所述，第二上部侧第二纵凸缘62Uhb、第二下部侧第二纵凸缘62Dhb、第 三上部侧第一纵凸缘63Uha、第三下部侧第一纵凸缘63Dha在形成有第一冷却用空气机室 69a与第二冷却用空气机室69b之间的隔壁67a的部分上形成。由此，燃气轮机1中，避开在相邻的2个隔壁67a之间的涡轮部壳体15上形成的 冷却用空气导入孔68，设置第二上部侧第二纵凸缘62Uhb、第二下部侧第二纵凸缘62Dhb、 第三上部侧第一纵凸缘63Uha、第三下部侧第一纵凸缘63Dha。此外，在图2所示的壳体60的分割部分上形成有凸缘，但本实施方式不限于此。例 如，壳体60的分割部分也可以不形成凸缘，而是通过焊接来进行结合。燃气轮机1中，如上所述，所述分割部分上的流体的压力低于燃烧部机室36内的 流体的压力。因此，能够降低作用在燃气轮机1的所述分割部分上的力。因此，降低了作用 在所述分割部分的焊接部上的力。由此，降低了燃气轮机1的所述焊接部分所需要的强度。图5是将第一实施方式的上部壳体侧的中间轴罩放大而示意性地表示的剖视图。 图6是将第一实施方式的下部壳体侧的中间轴罩放大而示意性地表示的剖视图。如图5所示，燃烧部30的燃烧器39被中间轴罩38支撑。在此，图4所示的现有 的燃气轮机4的中间轴罩438例如通过螺栓而完全固定在壳体460上。另一方面，图5所示的中间轴罩38不通过螺栓固定在上部壳体60U的第二上部壳 体62U上。对于中间轴罩38，如图5的部分A所示，在中间轴罩38上形成的中间轴罩侧嵌 合部38a与在第二上部壳体62U上形成的第二构件侧嵌合部62Uc嵌合。另外，如图6的部分B所示，中间轴罩38通过螺栓38b固定在下部壳体60D的第 二下部壳体62D上。在此，图5所示的上部壳体60U在燃气轮机1的维护检查时被卸下，但 图6所示的下部壳体60D在燃气轮机1的维护检查时不被卸下。因此，中间轴罩38通过螺栓38b被可靠地固定在维护检查时不被卸下的下部壳体 60D的第二下部壳体62D上，并且通过中间轴罩侧嵌合部38a与第二构件侧嵌合部62Uc而 嵌合在维护检查时卸下的上部壳体60U上。在此，图4所示的燃气轮机4在维护检查时，首先卸下第三构件463。接着，工作人 员进入燃烧部机室36卸下第二构件462与中间轴罩438的连接部分的螺栓。接着，卸下燃 气轮机4的第二构件462。由此，在维护检查时，使燃气轮机4的燃烧器39露出。另一方面，图3、图5、图6所示的燃气轮机1在维护检查时，首先卸下图5所示的 上部壳体60U的第二上部壳体62U。此时，中间轴罩38仅嵌入上部壳体60U的第二上部壳体62U，没有通过螺栓固定在上部壳体60U的第二上部壳体62U上。因此，对于燃气轮机1，在维护检查时，不需要工作人员进入燃烧部机室36操作第 二上部壳体62U与中间轴罩38的连接部分。因此，燃气轮机1在维护检查时，仅取下上部 壳体60U的第二上部壳体62U，就能够使燃烧器39露出。这样，由于燃气轮机1具有嵌入上部壳体60U的中间轴罩38，所以降低了燃气轮 机1的维护检查时所需要的作业工序量。由此，燃气轮机1能够降低维护检查时对于工作 人员所需要的劳力。另外，燃气轮机1降低了维护检查时所需要的作业时间。此外，中间轴罩38不限于嵌入上部壳体60U的嵌入式。例如，中间轴罩38也可以 通过螺栓固定在第二上部壳体62U上。但是，在此情况下，连接中间轴罩38与第二上部壳 体62U的螺栓向燃烧部机室36的外部露出设置。由此，即使工作人员不进入燃烧部机室36内而操作第二上部壳体62U与中间轴罩 38的连接部分，所述工作人员也能够通过从燃烧部机室36的外部卸下所述螺栓而从中间 轴罩38卸下第二上部壳体62U。另外，燃气轮机1中，也可以在图2所示的第二上部壳体62U与第二下部壳体62D 中至少一个壳体的局部上具有工作人员能够对燃烧部机室36内进行操作的大小的开口 部。在所述开口部上设置堵塞所述开口部的盖构件。所述盖构件通过作为连接构件的螺栓 仅从燃烧部机室36的外部固定在所述壳体60上。该情况下，所述中间轴罩38也可以通过螺栓固定在第二上部壳体62U上。工作人 员首先从燃烧部机室36的外部卸下将所述盖构件固定在壳体60上的螺栓。所述工作人员 进入燃烧部机室36内，卸下第二上部壳体62U与中间轴罩38的连接部分的螺栓。由此，燃 气轮机1中，能够从中间轴罩38卸下第二上部壳体62U。(第二实施方式)图7是示意性地表示第二实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。本实施方 式的燃气轮机2具有壳体260。壳体260中，第二上部壳体62U及第二下部壳体62D与第 三上部壳体63U的连接部的位置不同于燃气轮机1。如图7所示，第二上部侧第二纵凸缘 262Uhb、第三上部侧第一纵凸缘263Uha在与第二冷却用空气机室69b和第三冷却用空气机 室69c之间的隔壁67a相向的部分上形成。在第二冷却用空气机室69b的内部存在的流体的压力低于在燃烧部机室36的内 部存在的流体的压力。另外，在第三冷却用空气机室69c的内部存在的流体的压力低于在 燃烧部机室36的内部存在的流体的压力。而且，在第三冷却用空气机室69c的内部存在的 流体的压力低于在第一冷却用空气机室69a的内部存在的流体的压力。因此，作用在图7所示的燃气轮机2的第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上 部侧第一纵凸缘263Uha上的力进一步小于作用在图3所示的燃气轮机1的第二上部侧第 二纵凸缘62Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘63Uha上的力。因此，对于燃气轮机2，能够使 第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘263Uha进一步小型化。这样，燃气轮机2中，越将第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部侧第一纵 凸缘263Uha设置在涡轮部10的流体的流动的下游侧，所述流体的压力越低，从而能够更好 地减小第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘263Uha的大小。但是， 如上所述，在运输燃气轮机2时，壳体260能够被运输的大小设有限制。另外，在制造燃气轮机2的机床上也对能够制造的构件存在大小的限制。燃气轮机2中，越将第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘 263Uha设置在涡轮部10的流体的流动的下游侧，第二上部壳体62U以及第二下部壳体62D 在旋转轴RL方向的大小越大。因此，对于燃气轮机2，优选在所述限制中能够容纳第二上部 壳体62U以及第二下部壳体62D的范围内，将第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部 侧第一纵凸缘263Uha设置在涡轮部10的流体的流动的下游侧。由此，能够减小燃气轮机2的第二上部侧第二纵凸缘262Uhb以及第三上部侧第一 纵凸缘263Uha的大小。因此，对于燃气轮机2，能够更好地抑制壳体260超过所述限制的可 能性。(第三实施方式)图8是示意性地表示第三实施方式的燃气轮机的壳体的结构的剖视图。本实施方 式的燃气轮机3具有壳体360。壳体360中，第二上部壳体62U及第二下部壳体62D与第三 上部壳体63U及第三下部壳体63D的连接部，没有形成在与第一冷却用空气机室69a和第 二冷却用空气机室69b之间的隔壁67a相向的部分上。如果第二上部侧第二纵凸缘362Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘363Uha不与冷却 用空气导入孔68干涉，则也可以如图8所示形成在相邻的隔壁67a之间的涡轮部壳体15 上。即使在这样的情况下，本实施方式的燃气轮机3中，也能够使第二上部侧第二纵凸缘 362Uhb以及第三上部侧第一纵凸缘363Uha小型化。因此，对于燃气轮机3，能够抑制壳体 360超过所述限制的可能性。产业上的可利用性如上所述，本实施方式的燃气轮机对分割构成的燃气轮机的壳体有益，尤其适于 使作用在壳体的分割部分上的力减小的燃气轮机。
1权利要求
一种燃气轮机，其特征在于，具有燃烧部机室，容纳包括燃烧器的燃烧部，所述燃烧器使燃料燃烧以产生用于使旋转体旋转的燃烧气体；涡轮部机室，容纳作为所述旋转体的涡轮侧旋转体，所述涡轮侧旋转体承受所述燃烧气体而旋转；燃烧部壳体，形成所述燃烧部机室；及壳体，包括所述燃烧部壳体，并且与所述旋转体的旋转轴垂直的面上的分割部分不在所述燃烧部壳体上形成，而是在比所述燃烧部壳体靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分上形成。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述分割部分在所述涡轮部机室部 分上形成。
3.根据权利要求1或2所述的燃气轮机，其特征在于，具有涡轮部侧动叶片，构成所述涡轮；冷却用空气机室，位于所述涡轮部机室的内部，设置在所述涡轮部侧动叶片的所述旋 转轴的径向外侧，并且被供给对所述涡轮进行冷却的冷却用空气；及分隔构件，沿着与所述旋转轴垂直的面向所述壳体的内周面突出，用于分隔所述冷却 用空气机室，所述分割部分在与所述分隔构件相向的部分的所述壳体上形成。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机，其特征在于，所述冷却用空气机室包括最接近所 述燃烧室侧配置的第一冷却用空气机室和与所述第一冷却用空气机室相邻配置的第二冷 却用空气机室，所述分割部分在与所述分隔构件相向的部分的所述壳体上形成，所述分隔 构件将所述冷却用空气机室分隔为所述第一冷却用空气机室和所述第二冷却用空气机室。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，构成所述燃烧部壳体的 构件中的至少1个构件通过仅设置在所述燃烧部机室的外部的连接构件而固定在所述燃 烧部ο
6.根据权利要求1 5中任一项所述的燃气轮机，其特征在于，具有中间轴罩，所述中 间轴罩具有嵌入所述壳体的部分而被支撑在所述燃烧部机室的内部，并且将所述燃烧器支 撑在所述燃烧部中。
7.一种燃气轮机的机室开放方法，其特征在于，所述燃气轮机具有燃烧部机室，容纳包括燃烧器的燃烧部，所述燃烧器使燃料燃烧以产生用于使旋转体 旋转的燃烧气体；涡轮部机室，容纳作为所述旋转体的涡轮侧旋转体，所述涡轮侧旋转体承受所述燃烧 气体而旋转；燃烧部壳体，形成所述燃烧部机室；及壳体，包括所述燃烧部壳体，并且与所述旋转体的旋转轴垂直的面上的分割部分不在 所述燃烧部壳体上形成，而是在比所述燃烧部壳体靠所述燃烧气体流动的下游侧的部分上 形成，在开放所述燃气轮机的机室时，从所述燃烧部机室的外部卸下构成所述燃烧部壳体的 构件中的至少一部分。
8.根据权利要求7所述的燃气轮机的机室开放方法，其特征在于，不卸下中间轴罩而 从所述燃烧部机室的外部卸下构成所述燃烧部壳体的构件中的至少一部分，所述中间轴罩 具有嵌入所述壳体的部分而被支撑在所述燃烧部机室的内部，并且将所述燃烧器支撑在所 述燃烧部中。
全文摘要
燃气轮机(1)具有燃烧部机室(36)，容纳包括燃烧器(39)的燃烧部(30)，所述燃烧器(39)使燃料燃烧以产生用于使转子(50)旋转的燃烧气体；涡轮部机室，容纳承受燃烧气体而旋转的涡轮部侧动叶片以及轮盘；燃烧部壳体(31)，形成燃烧部机室(36)；及壳体(60)，包括燃烧部壳体(31)，并且与转子(50)的旋转轴(RL)垂直的面上的分割部分不在燃烧部壳体(31)上形成，而是在比燃烧部壳体(31)靠燃烧气体流动的下游侧的部分上形成。
文档编号F01D25/00GK101965443SQ20088012745
公开日2011年2月2日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年2月27日
发明者加藤永护, 竹内政人, 荒濑谦一 申请人:三菱重工业株式会社