专利名称：回转机械涡管结构和回转机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于诸如蒸汽轮机、燃气轮机之类的回转机械的回转机械涡管 (scroll)结构以及回转机械。
背景技术：
通常，用于诸如涡轮机之类的回转机械的涡管结构设置在采用加热蒸汽或加热气 体作为工作流体的涡轮机的初级定子叶片的前面(工作流体的流入侧)或末级转子叶片的 后面(工作流体的流出侧)，并且涡管结构为工作流体流过的金属片焊接机构(例如参见专 利文献1)。常规涡管结构包括由水平面分开的上壳体和下壳体，上壳体和下壳体采用螺栓相 互紧固(例如参见专利文献2)。涡管结构具有相对于外围固定构件的热屏蔽效应和用于工作流体的整流效应。当流入涡轮机的工作流体为高温时，涡管结构屏蔽来自工作流体的辐射和热传 递，并防止外围固定构件中的诸如内缸之类的构件的温度升高。在这种情况中，选择高温下具有高强度的材料作为用于涡管结构的材料。而且，为 了满足涡管结构所要求的材料强度，涡管结构的外围表面用冷却流体喷洒，以降低涡管结 构的温度。涡管结构中的初级定子叶片前面或末级转子叶片后面的通道形成为如下形状，以 便考虑空气动力学，以对工作流体进行整流。在这种结构中，抑制了工作流体的压力损失， 并改善了涡轮机的性能。专利文献1日本未审查专利申请，公开号No. Hl-117929专利文献2日本经审查专利申请，公开号No. S60-660
发明内容
在其中如上所述涡管结构由水平面分成两块的情况中，上壳体和下壳体设置有连 接凸缘。因此，存在的问题是涡管结构的尺寸增加。当涡管结构尺寸增加时，设置在涡管结构外围上的固定部件等，如内缸的尺寸也 增加，存在的问题是涡轮机的重量增加且材料成本增加。在其中涡管结构的内部和外部之间存在压力差的情况中，存在的问题是工作流体 从上壳体和下壳体之间的接合面上泄露，涡管结构外部的流体，如空气从接合面吸入，且该 流体流入涡轮机，因此影响涡轮机的性能。而且，在其中上壳体和下壳体采用螺栓相互紧固的结构中，需要确保涡管结构组 装或拆卸的操作空间，涡管结构中的通道的形状受限。换句话说，按照这种结构，其中考虑 空气动力学的复杂形状和其中可以组装或拆卸涡管结构的形状相互不兼容。在常规涡管结构中，较高的优先给予其中可以组装或拆卸涡管结构的形状，因此， 涡管结构中的通道的形状不是空气动力学损耗最小的形状，存在的问题产生了工作流体的压力损失。本发明已经实现解决上述问题，本发明的目标是提供能够改善回转机械的可靠性 和性能，并能够降低回转机械和涡管结构尺寸的回转机械涡管结构和回转机械。为了实现上述目标，本发明提供了下述措施。根据本发明的第一方面，一种回转机械涡管结构，包括壳体，整体上覆盖围绕环 形通道和圆筒形通道的区域，环形通道以圆形形状围绕回转机械的旋转部中的旋转轴线延 伸，圆筒形通道在旋转轴线侧从环形通道上延伸，并向旋转部延伸；和装配部，相对于容纳 壳体的支撑部支撑壳体，以使得能够以旋转轴线为中心沿径向方向膨胀和收缩。根据上述方面，由于壳体整体上形成一块，因此防止工作流体泄露到外面，并防止 可能由其它流体的吸入引起的另一流体从外面流入到壳体中。也就是说，在壳体分成两块 的情况中，即，分成上壳体和下壳体的情况中，存在的不利的可能性是工作流体可能从上壳 体和下壳体之间的接合面泄露。然而在整体形成的壳体的情况中，由于没有接合面，能够可 靠地防止工作流体的泄露。当壳体整体上形成一块时，与壳体分成两块的情况相比，圆筒形通道可以形成为 这种形状，以便抑制它的压力损失。也就是说，当壳体分成两块时，必须确保用于配置将上 壳体和下壳体相互紧固的诸如螺栓之类的构件的空间以及用于螺栓连接和松开的空间，使 得圆筒形通道的形状受限制。相反，在整体上形成壳体的情况中，没有必要使用紧固螺栓。 因此，通道的形状不受限制，可以采用使压力损失小的通道形状。与壳体分成两块的情况相比，通过整体形成的壳体，涡管结构的尺寸可以降低。也 就是说，当壳体分成两块时，用于将上壳体和下壳体相互紧固的凸缘从壳体上向外突出。另 一方面，在壳体整体上形成一块时，没有必要设置凸缘。因此，壳体的尺寸可以降低。由于壳体由装配部支撑，使得可以沿着径向方向膨胀和收缩，因此，能够防止由限 制壳体变形引起的壳体的偏移，并且能够防止由高应力引起的对壳体的损坏。例如，在单个固定点设置到壳体上的情况中，壳体的偏移可能由不均勻的变形引 起。当设置该固定点时，存在的不利的可能性是壳体的热变形被限制，引起热应变，损坏壳 体。当壳体被支撑为使得壳体可以沿径向方向膨胀和收缩时，壳体形状的变形被抑 制，并且防止工作流体从与另一构件的连接部泄露。壳体的热变形不被限制，且能够抑制壳体的偏移和热应变。回转机械的例子包括诸如蒸汽轮机、压缩机和泵之类的通用流体机械。在上述方面中，优选的是装配部包括第一突出部，设置在壳体和支撑部中的一个 上，并沿顺着径向方向的一个方向突出；第一沟槽，设置在壳体和支撑部中的另一个上，向 着顺着径向方向的另一个方向开口，沿旋转轴线的圆周方向延伸，并且其中装配第一突出 部；和第一凹陷，通过沿顺着径向方向的一个方向使构成沟槽的一个壁凹进而形成，并且通 过沿顺着旋转轴线的方向相对于一个壁移动，第一突出部穿过第一凹陷。根据上述方面，壳体被支撑为它可以沿着径向方向膨胀和收缩，并置限制了壳体 沿顺着旋转轴线延伸的方向的移动。具体地，沿顺着径向方向的方向中的一个突出的第一突出部沿顺着径向方向的另 一方向开口，并且第一突出部装配到沿圆周方向延伸的第一沟槽中。在这种结构中，限制了第一突出部和第一沟槽之间沿旋转轴线的相对移动。另一方面，允许第一突出部和第一沟 槽沿径向方向的相对移动。即使在回转机械的旋转轴穿过壳体时，壳体也能够被支撑使得壳体能够沿着径向 方向膨胀和收缩，并且能够抑制壳体沿顺着旋转轴线的方向的移动。更具体地，通过沿顺着旋转轴线的方向移动第一突出部，以穿过第一凹陷，第一突 出部位于第一沟槽中，并且回转机械的旋转轴穿透壳体。随后，第一突出部沿圆周方向旋 转，且第一突出部位于第一沟槽的不设置第一凹陷的区域中，换句话说，在一对壁彼此相对 的区域中。因此，限制了第一突出部和第一沟槽之间沿着旋转轴线的方向的相对移动。在上述实施方式中，优选的是装配部包括第二突出部，设置在壳体和支撑部中的 一个上，并沿顺着径向方向的一个方向突出；和第二凹陷，设置在壳体和支撑部中的另一个 上，向着顺着径向方向的另一个方向开口，并且其中装配第二突出部。根据上述方面，壳体被支撑为其能够沿径向方向膨胀和收缩，并且限制了壳体沿 与旋转轴线交叉的方向的移动。具体地，沿顺着径向方向的一个方向突出的第二突出部装配到沿顺着径向方向的 一个方向凹进的第二凹陷中。在这种结构中，限制了第二突出部和第二凹陷之间沿与旋转 轴线交叉方向的相对移动。另一方面，允许第二突出部和第二凹陷之间沿径向方向的相对 移动。在本发明的第二方面中，一种回转机械包括根据第一方面的涡管结构；和旋转 部，工作流体在旋转部和涡管结构之间流入或流出旋转部，并且该旋转部从供给的工作流 体获得旋转驱动力。根据上述方面，由于回转机械包括第一方面的涡管结构，则能够可靠地防止流入 或流出旋转部的工作流体的泄露，并改善了回转机械的可靠性。由于回转机械包括第一方面的涡管结构，可以降低流入或流出旋转部的工作流体 的压力损失，并且改善了回转机械的性能。由于回转机械包括第一方面的涡管结构，则降低了壳体尺寸，因此降低了回转机 械的尺寸。在根据本发明的回转机械涡管结构和回转机械中，由于壳体整体上形成一块，则 具有改善回转机械的可靠性和性能以及能够降低回转机械和涡管结构的尺寸的效果。而且，由壳体由装配部支撑为使得壳体能够沿着径向方向膨胀和收缩，则具有能 够改善回转机械的可靠性和性能的效果。
图1为用于描述根据本发明实施方式的燃气轮机的整体结构的示意图。图2为从涡轮机部观看时用于描述图1中示出的进口涡管部的结构的透视图。图3为从壳体观看时用于描述图1中示出的进口涡管部的结构的透视图。图4为用于描述图2和3中示出的涡轮机部侧限制部和壳体侧限制部的结构的局 部放大截面图。图5为用于描述图4中示出的涡轮机部侧限制部的结构的局部放大视图。图6为用于描述图4中示出的涡轮机部侧限制部的结构的局部放大视图。
图7为用于描述图2中示出的水平限制部和垂直限制部的配置的截面图。图8为用于描述图1中示出的水平限制部的结构的局部放大视图。图9为沿线A-A截取的用于描述图7中示出的水平限制部的结构的截面图。图10为用于描述图7中示出的垂直限制部的结构的局部放大视图。附图标记描述1燃气轮机(回转机械)2A，2B, 2C 壳体(支撑部)3涡轮机部(旋转部)5进口涡管部(涡管结构)6排放涡管部(涡管结构)21涡管主体(壳体)22A涡轮机部侧限制部(装配部)
22B壳体侧限制部(装配部)
23A水平限制部(装配部)
23B垂直限制部(装配部)
31环形通道
32圆筒形通道
35支撑部
43A，43B第— 突出部
44A，44B第— 沟槽
45A，45B第—-凹陷
51A，51B第二.突出部
52A,52B第二.凹陷
具体实施例方式将参照图1至10描述根据本发明实施方式的涡管结构和具有该涡管结构的燃气 轮机。图1为用于描述根据本实施方式的燃气轮机的整体结构的示意图。燃气轮机(回转机械)1包括构成燃气轮机1的外形的壳体(支撑部)2A、2B和 2C、从供应的工作流体获得旋转驱动力的涡轮机部(旋转部)3、由涡轮机部3围绕旋转轴线 L旋转和驱动的旋转轴4、向涡轮机部3供应工作流体的进口涡管部(涡管结构)5、以及从 涡轮机部3流出的工作流体流入到其中的排放涡管部(涡管结构)6。如图1所示，壳体2A和2C与壳体2B—起构成燃气轮机1的外形。涡轮机部3、旋 转轴4、进口涡管部5和排放涡管部6容纳在壳体2A和2C中。壳体2A和2C大体为圆筒形 构件，其一端封闭。换句话说，壳体2A和2C为有底的圆筒形构件，即所谓的罐状构件。壳 体2A和2C的开口端相互抵接，并以壳体2B夹在其间的方式相互紧固。通孔7形成在壳体2A和2C的封闭端上，旋转轴4穿过通孔7插入。开口 8形成 的壳体2A和2C的圆筒形表面上，工作流体流入或流出的导管插入穿过开口 8。如图1所示，壳体2B与壳体2A和2C —起构成燃气轮机1的外形，并支撑涡轮机部3。壳体2B大体上为以旋转轴线L为中心沿径向方向延伸的盘状构件，并夹在壳体2A 和2C之间。如图1所示，涡轮机部3包括转子叶片11和定子叶片12 (参见图4)。涡轮机部3 从由进口涡管部5供给的工作流体获得旋转驱动力，并旋转和驱动旋转轴4。熟知的结构可以用于涡轮机部3，并且其结构不被具体地限制。如图1所示，旋转轴4由涡轮机部3围绕旋转轴线L旋转和驱动。如图1所示，工作流体通过进口涡管部5和排放涡管部6，并且工作流体供应至涡 轮机部3，以及从涡轮机部3排放的工作流体流入到进口涡管部5和排放涡管部6中。由于 进口涡管部5和排放涡管部6的基本结构大体上相同，因此以下将仅描述进口涡管部5，省 略对排放涡管部6结构的描述。图2为从涡轮机部观看时用于描述图1中示出的进口涡管部的结构的透视图。图 3为从壳体观看时用于描述图1中示出的进口涡管部的结构的透视图。如图2和3所示，进口涡管部5包括构成进口涡管部5的外形的涡管主体(壳 体)21、涡轮机部侧限制部(装配部)22A、壳体侧限制部(装配部)22B、水平限制部(装配 部)23A和垂直限制部(装配部)23B。这些限制部相对于壳体2A支撑涡管主体21，使得涡 管可以以旋转轴线L为中心沿径向方向膨胀和收缩，并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L 的方向的移动。如图2和3所示，涡管主体21整体上形成环状形状，在中间部分处设置有旋转轴 4插入通过的开口。如图1所示，涡管主体21在其中设置有围绕旋转轴线L环形延伸的环 形通道31和从环形通道31向旋转轴线L延伸到达涡轮机部3的圆筒形通道32。图4为用于描述图2和3中示出的涡轮机部侧限制部和壳体侧限制部的结构的局 部放大截面图。如图4所示，涡轮机部侧限制部22A设置在涡轮机部3侧的涡管主体21上。涡轮 机部侧限制部22A支撑涡管主体21，使得涡管主体21可以以旋转轴线L为中心沿径向方 向膨胀和收缩，并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向的移动。壳体侧限制部22B在 壳体2A侧上设置在涡管主体21中。壳体侧限制部22B支撑涡管主体21，使得涡管主体21 可以以旋转轴线L为中心沿径向方向膨胀和收缩，并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的 方向的移动。如图1所示，环形通道31具有环形形状，从外部加热的工作流体流入其中。通道 的横截面积从工作流体从外部流动所沿的下部(图1中的下部)到上部逐渐降低。通过以 这种形状形成环形通道31，流入涡轮机部3的工作流体流速沿轴向方向基本相同。如图1和4所示，圆筒形通道32从环形通道31的内圆周朝向旋转轴线L延伸，以 及朝向涡轮机部3延伸。圆筒形通道32具有使得流过圆筒形通道32的工作流体的压力损 失最小的形状。从环形通道31流入涡轮机部3的工作流体在进口涡管部5中的圆筒形通道32中 流动。从涡轮机部3流入环形通道31的工作流体在排放涡管部6的圆筒形通道32中流动。图5和6为用于描述图4中示出的涡轮机部侧限制部的结构的局部放大视图。如图4和5所示，涡轮机部侧限制部22A支撑涡管主体21，使得可以沿径向方向膨胀和收缩，并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向的移动。涡轮机部侧限制部22k设置有位于涡管主体21内圆周面上的外环41A，并设置有 固定在连接至壳体2A的支撑部35上的内环42A。外环41A设置有第一突出部43A，其径向向内突进，并以彼此相等的间距沿圆周方 向设置。第一突出部43A的间距对应于随后描述的第一凹陷45A的间距。第一突出部43A装配在随后描述的第一沟槽44A中，从而限制涡管主体21沿顺着 旋转轴线L的方向的移动。内环42A设置有径向向外开口并沿圆周方向延伸的第一沟槽44A，并设置有形成 在位于涡管主体21侧面上的一对壁部的壁部46A中并且径向向内凹陷的第一凹陷45A。该 对壁部构成第一沟槽44A。第一沟槽44A与第一突出部43A配合，限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向 的移动，并允许第一突出部43A沿圆周方向的移动。当第一突出部43A与第一沟槽44A配合或分离时，第一突出部43A沿顺着旋转轴 线L的方向的移动，并穿过第一凹陷45A。与第一突出部43A—样多的第一凹陷45A以彼 此相等的间距沿圆周方向设置。第一凹陷45A之间的间距对应于第一突出部43A之间的间距。在这种结构中，第一突出部43A可以穿过第一凹陷45A并沿顺着旋转轴线L的方 向移动。图5中示出的外环4IA和内环42A之间的相对位置示出了在第一突出部43A穿过 第一凹陷45A的情况中的位置关系。图6中示出的外环41A和内环42A之间的相对位置示 出了在第一突出部43A沿圆周方向旋转并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向的移 动的情况中的位置关系。如图4所示，壳体侧限制部22B支撑涡管主体21，使得涡管主体可以沿径向方向膨 胀和收缩，并限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向的移动。壳体侧限制部22B设置有位于涡管主体21的与壳体2A相对的表面上的外环41B 和固定至连接至壳体2A的支撑部35的内环42B。与外环41A—样，外环41B设置有第一突出部43B，其径向向内突起，并以彼此相等 的间距沿圆周方向设置。与内环42A —样，内环42B设置有径向向外开口并沿圆周方向延伸的第一沟槽 44B，并设置有径向向内凹陷并形成在构成涡管主体21侧面上的第一沟槽44B的一对壁部 的第一壁部46B中的第一凹陷45A。。图7为用于描述图2中示出的水平限制部和垂直限制部的位置的截面图。如图7所示，水平限制部23A和垂直限制部23B支撑涡管主体21，使得涡管主体可 以沿径向方向膨胀和收缩，并限制涡管主体21沿与旋转轴线L交叉的水平方向以及垂直方 向的移动。水平限制部23A设置在涡管主体21的顶端(图7中的顶侧端)，并限制涡管主体 21沿水平方向(图7的横向方向)相对于壳体2A的移动。图8为用于描述图1中示出的水平限制部的结构的局部放大视图。图9为沿线 A-A截取的用于描述图7中示出的水平限制部的结构的截面图。
如图8和9所示，水平限制部23A设置有从壳体2A径向向内突起的第二突出部 51A和形成有径向向外开口的第二凹陷52A的底座53A。如图8所示，第二突出部51A包括抵靠在壳体2A的外圆周面上的边缘61A，从边缘 61A径向地向内延伸并且穿透壳体2A的轴部62A、配置成轴部62A的径向内端并插入第二 凹陷52A中的插入部63A。如图9所示，插入部63A具有矩形截面。如图8所示，底座53A为设置在涡管主体21上的长方体构件。径向地向外并沿圆 周方向延伸的肋部64设置在底座53A的侧表面上。第二凹陷52A设置在底座53A的上表 面上，即，底座53A的与壳体2A相对的表面。如图9所示，第二凹陷52A为长方体孔，并且插入部63A插入到第二凹陷52A中。如图7所示，垂直限制部23B成对角地设置在涡管主体21下面，例如，从水平方向 向下转动约20°的相位，并且垂直限制部23B限制涡管主体21沿垂直方向(图7的垂直方 向)相对于壳体2A的移动。只要沿垂直方向的移动被限制，该相位不限于20°。图10为用于描述图7中示出的垂直限制部的结构的局部放大视图。如图10所示，垂直限制部23B包括从壳体2A径向向内突起的第二突出部51B和 形成有径向向外开口的第二凹陷52B的底座53B。由于垂直限制部23B的对应部分的结构与水平限制部23A的对应部分的结构相 同，因此图10示出了垂直限制部23B并且省略了对其的描述。接下来，将描述具有上述结构的燃气轮机1的操作。如图1所示，在高温煤气炉中被加热至高温的工作流体流入到燃气轮机1的进口 涡管部5中。已经流入进口涡管部5的工作流体流入到环形通道31中，随后以沿圆周方向 基本均勻的流速流入到圆筒形通道32中。流入到圆筒形通道32中的工作流体被引入涡轮 机部3中，并流入到涡轮机部3中。如图1和4所示，转子叶片11由流入涡轮机部3的工作流体旋转和驱动，并且由 转子叶片11获得的旋转驱动力传递至旋转轴4。已经由涡轮机部3获得其旋转驱动力并且 其温度已经降低的工作流体从涡轮机部3排放。如图1所示，从涡轮机部3排放的工作流体流入到排放涡管部6的圆筒形通道32 中，并流向环形通道31。已经流入到环形通道31中的工作流体从排放涡管部6排放，S卩，从 燃气轮机1排放，并通过装置再次引入高温煤气炉中。接下来，将描述作为本实施方式的特征的进口涡管部5和排放涡管部6的支撑方法。首先，将参照图4至6描述由涡轮机部侧限制部22A和壳体侧限制部22B对涡管 主体21的支撑。当涡管主体21由支撑部35支撑时，如图4和6所示，第一突出部43A和43B分别 位于第一沟槽44A和44B中。在这种情况中，当从顺着旋转轴线L的方向观看时，第一突出 部43A和43B设置在它们与壁部46A和46B相互交叠的位置处。通过在这种位置上设置第一突出部43A和43B，限制了涡管主体21沿顺着旋转轴 线L的移动。通过在第一突出部43A和43B的内圆周端和第一沟槽44A和44B的底表面之 间设置间距，第一突出部43A和43B可以沿径向方向相对于第一沟槽44A和44B移动。
接下来，将描述涡轮机部侧限制部22A和壳体侧限制部22B的装配方法。首先，涡轮机部侧限制部22A的内环42A固定至支撑部35。随后，涡管主体21通 过涡轮机部侧限制部22A装配至支撑部35。更具体地，第一突出部43A和第一凹陷45A设置在图5中示出的相对位置处，换句 话说，使得第一突出部43A插入穿过第一凹陷45A，随后涡管主体21沿着旋转轴线L向涡轮 机部3移动。一旦第一突出部43A移入到第一沟槽44A中，则第一突出部43A沿圆周方向移动， 并且第一突出部43A旋转至当从顺着旋转轴线L的方向观看时它与壁部46A交叠的位置， 如图6所示。因此，完成涡轮机部侧限制部22A的装配操作。通过这种操作，旋转轴4插入穿过整体形成的涡管主体21，以及涡管主体21被支 撑为它可以沿径向方向膨胀和收缩。同时，可以限制涡管主体21沿顺着旋转轴线L的方向 的移动。更具体地，在沿顺着旋转轴线L的方向移动第一突出部43A时，第一突出部43A穿 过第一凹陷45A。因此，第一突出部43A位于第一沟槽44A中，且旋转轴4穿透涡管主体21。 随后，第一突出部43A沿圆周方向旋转，且第一突出部43A位于第一沟槽44A的不设置第一 凹陷45A的区域中，换句话说，在第一沟槽44A的该对壁部彼此相对的区域中。因此，限制 了涡管主体21沿顺着旋转轴线L的移动。接下来，壳体侧限制部22B的内环42B装配进入外环41B。更具体地，第一突出部43B和第一凹陷45B位于图5中示出的相对位置处，且随后 内环42B沿着旋转轴线L向涡轮机部3移动。一旦第一突出部43B移入到第一沟槽44B中，则内环42B沿圆周方向移动，并且内 环42B旋转至当从顺着旋转轴线L的方向观看时它与壁部46B交叠的位置，如图6所示。因 此，完成壳体侧限制部22B的装配操作。接下来，将参照图7至10描述由水平限制部23A和垂直限制部23B对涡管主体21 的支撑。当涡管主体21由壳体2A和2C支撑时，如图7、8和10所示，固定至壳体2A和2C 的第二突出部5IA和5IB分别插入到设置在涡管主体21上的第二凹陷52A和52B中。如图8所示，水平限制部23A的第二突出部51A插入到第二凹陷52A中。然后，涡 管主体21沿水平方向的移动被限制了。在第二突出部51A的内径向端和第二凹陷52A的 底表面之间设置有间隙，以便允许涡管主体21沿径向方向的膨胀和收缩。通过如图10所示的那样将垂直限制部23B的第二突出部51B插入到第二凹陷52B 中，限制了涡管主体21沿垂直方向的移动。另一方面，当在第二突出部51B的内径向端和 第二凹陷52B的底表面之间设置间隙时，允许涡管主体21沿径向方向的膨胀和收缩。根据上述结构，通过整体地形成涡管主体21，可以防止工作流体泄露到外面以及 由吸入导致的其它流体从外面流入到涡管主体21中。也就是说，当涡管主体21具有这种 分成两块(即分成上壳体和下壳体)的结构时，存在的不利的可能性是工作流体可能从上 壳体和下壳体之间的接合面泄露。在整体形成的涡管主体21的情况中，由于没有接合面， 能够安全地防止工作流体的泄露，并能够改善燃气轮机1的可靠性。与涡管主体21分成两块的情况相比，通过整体地形成涡管主体21，圆筒形通道32可以形成抑制其压力损失的形状。也就是说，当涡管主体21分成两块时，由于必须确保用 于配置将上壳体和下壳体相互紧固的诸如螺栓之类的构件的空间以及用于操作螺栓的连 接和松开的空间，限制了圆筒形通道32的形状。相反，在涡管主体21整体上形成一块的情 况中，没有必要使用紧固螺栓，通道的形状不受限制，因此可以采用使压力损失小的通道形 状。因此，可以改进燃气轮机1的性能。与涡管主体21分成两块的情况相比，通过整体地形成涡管主体21，涡管结构的尺 寸可以降低。具体地，当涡管主体21分成两块时，用于将上壳体和下壳体相互紧固的凸缘 从壳体上向外突出。相反，在整体形成的涡管主体21的情况中，由于没有必要设置凸缘，涡 管主体21可以形成为较小，并且燃气轮机1的尺寸可以降低。涡管主体21由涡轮机部侧限制部22A、壳体侧限制部22B、水平限制部23A和垂直 限制部23B支撑，使得涡管主体21可以沿径向方向膨胀和收缩。因此，能够防止可能在限 制涡管主体21变形的情况中引起的涡管主体21的偏移和由高应力引起的对涡管主体21 的损坏。例如，在单个固定点设置到涡管主体21的情况中，涡管主体21的偏移可能由不均 勻的变形引起。在设置该固定点的情况中，存在的不利的可能性是涡管主体21的热变形被 限制，引起热应变，因此损坏涡管主体21。当涡管主体21被支撑为使得涡管主体21可以沿径向方向膨胀和收缩时，涡管主 体21的热变形不被限制，可以抑制涡管主体21的偏移和热应力，因此可以改进燃气轮机1 的性能。本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不偏离本发明的主题的范围内可以对 本发明进行各种修改。例如，虽然本发明在上述实施方式中应用于轴向流涡轮机，当本发明不限于这种 轴向流涡轮机，而是还可以应用于其它类型的涡轮机，如离心型涡轮机和混合流涡轮机。本发明还可以应用于通用流体机械，如另一种类型的其中空气用作工作流体且矿 物燃料的燃烧能用作热源的燃气轮机、以及蒸汽轮机、压缩机和泵。不特别限制本发明的应用。
权利要求
一种回转机械的涡管结构，包括壳体，整体上覆盖围绕环形通道和圆筒形通道的区域，所述环形通道以圆形形状围绕所述回转机械的旋转部中的旋转轴线延伸，所述圆筒形通道在旋转轴线侧从所述环形通道延伸，并向所述旋转部延伸；和装配部，相对于容纳所述壳体的支撑部支撑所述壳体，以使得能够以旋转轴线为中心沿径向方向膨胀和收缩。
2.根据权利要求1所述的回转机械的涡管结构，其中，所述装配部包括第一突出部，设置在所述壳体和所述支撑部中的一个上，并沿顺着所述径向方向的一 个方向突出；第一沟槽，设置在所述壳体和所述支撑部中的另一个上，朝顺着所述径向方向的另一 个方向开口，沿所述旋转轴线的圆周方向延伸，并且其中装配所述第一突出部；和第一凹陷，通过沿顺着所述径向方向的一个方向使构成沟槽的一个壁凹进而形成，并 且通过沿顺着所述旋转轴线的方向相对于所述一个壁移动，所述第一突出部穿过所述第一 凹陷。
3.根据权利要求1或2所述的回转机械的涡管结构，其中，所述装配部包括第二突出部，设置在所述壳体和所述支撑部中的一个上，并沿顺着所述径向方向的一 个方向突出；和第二凹陷，设置在所述壳体和所述支撑部中的另一个上，朝顺着所述径向方向的另一 个方向开口，并且其中装配所述第二突出部。
4.一种回转机械，包括根据权利要求1至3中任一项所述的涡管结构；和旋转部，工作流体在所述旋转部和涡管结构之间流入或流出所述旋转部，并且该旋转 部从供给的工作流体获得旋转驱动力。
全文摘要
本发明为了提供一种回转机械的涡管结构和回转机械，其中能够实现诸如涡轮机之类的回转机械的可靠性和功能性的改善，并且为了实现回转机械和涡管结构的尺寸的降低。提供了壳体(21)，壳体整体上覆盖围绕环形通道和圆筒形通道的区域，所述环形通道以圆形形状围绕在所述回转机械的旋转部中的旋转轴线延伸，所述圆筒形通道在旋转轴线侧从所述环形通道上延伸，并向所述旋转部延伸；和装配部(23A)，装配部相对于容纳所述壳体(21)的支撑部支撑所述壳体(21)，以使得能够以旋转轴线为中心沿径向方向膨胀和收缩。
文档编号F01D9/02GK101952556SQ20098010145
公开日2011年1月19日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月31日
发明者井上肇博, 山下匠生 申请人:三菱重工业株式会社;卵石床模块反应器有限公司