轴流压缩机、具备轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的改造方法

轴流压缩机、具备轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的改造方法
【专利摘要】本发明提供一种改变静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数时的限制比较小的轴流压缩机、具备轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的改造方法。轴流压缩机具备作为旋转轴的转子、安装在上述转子上的多个动叶片、覆盖上述转子及上述动叶片的压缩机外壳、以及安装在上述压缩机外壳上的多个静叶片，上述动叶片及上述静叶片分别沿上述旋转轴的周向配置多个而形成动叶片列及静叶片列，上述动叶片列及上述静叶片列沿上述旋转轴的轴向配置多列，在上述静叶片上设置用于支撑叶片部的作为底座的燕尾，在形成在上述压缩机外壳上的用于插入上述燕尾而安装上述静叶片的、沿上述旋转轴的周向延伸的一个燕尾槽安装所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片。
【专利说明】轴流压缩机、具备轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的改造方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及轴流压缩机、具备轴流压缩机的燃气轮机及轴流压缩机的改造方法。

【背景技术】
[0002]轴流压缩机在喷气式发动机或工业用燃气轮机、气流分离装置、集尘机、真空泵、风洞、煤气氧化脱氧装置、管线压送装置等多种用途中广泛使用。轴流压缩机是动作气体沿转子的旋转轴流动的压缩机，与动作气体相对于转子旋转轴沿垂直方向流动的离心压缩机比较，相对于径向的流量大，成为高压力比。
[0003]作为将轴流压缩机应用于燃气轮机的例子，具有日本特开2004-27926号公报(专利文献I)。专利文献I记载了下述技术:作为“能应用于各种循环的燃气轮机设备的制造方法”，“根据大致设定的条件，预先设定燃气轮机设备的主要部分，以主要部为基准设定得到适于期望的循环的条件的压缩机及汽轮机的级数，组合主要部分中设定的级数的压缩机及汽轮机而构成。另外，设定的压缩机或汽轮机的级数在多个期望的循环中不同的场合，以使多个循环的燃气轮机的轴承间距离相等的方式，在级数少的循环中组合大致圆盘状，且其外周部为压缩机或汽轮机的大致环状流道的内周壁的一部分的部件而构成”。
[0004]另外，作为压缩机的静叶片安装结构的例子，具有日本特开2006-132532号公报(专利文献2)。专利文献2记载了下述定子叶片组合体:“一种燃气轮机发动机用定子叶片组装体，包括多个在圆周方向隔着间隔配置的定子叶片振子，各上述振子包括在各定子叶片的各个的外侧定子叶片平台互相结合的一对定子叶片，各上述定子叶片平台以在该定子叶片组装体的周围，相对于从至少局部地在圆周方向上延伸的压缩机外壳延伸的叶片导轨，能滑动地结合各上述平台的方式构成”。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2004-27926号公报
[0007]专利文献2:日本特开2006-132532号公报
[0008]例如，当进行在轴流压缩机的运转时与设计时所假想的运转条件不同的运转时、或以提高输出等为目的改变运转条件的场合，存在在轴流压缩机的后级侧无法充分地确保叶片的可靠性的场合。此时，存在通过压缩机后级叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数的再设计，能够确保叶片的可靠性的场合。另外，除了叶片可靠性的问题以外，在轴流压缩机的设计后开发新技术，通过改变轴流压缩机的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数，存在发现已经设置的燃气轮机的输出、效率等的性能提高的场合。
[0009]另一方面，设在压缩机外壳上的燕尾槽一般与初期设计阶段的静叶片的轮毂的大小一致地设计，难以改变燕尾槽结构。因此，在改变静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数时，改变的自由度有时被限制。因此，本发明的目的在于提供改变静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数时的限制比较小的轴流压缩机。


【发明内容】

[0010]本发明提供一种轴流压缩机，其具备作为旋转轴的转子、安装在上述转子上的多个动叶片、覆盖上述转子及上述动叶片的压缩机外壳、安装在上述压缩机外壳上的多个静叶片，上述动叶片及上述静叶片分别沿上述旋转轴的周向配置多个而形成动叶片列及静叶片列，上述动叶片列及上述静叶片列沿上述旋转轴的轴向配置多列，该轴流压缩机的特征在于，上述静叶片具备用于支撑叶片部的作为底座的燕尾，在上述压缩机外壳上形成用于插入上述燕尾而安装上述静叶片的、沿上述旋转轴的周向延伸的燕尾槽，在一个上述燕尾槽上安装所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片。
[0011]本发明的效果如下。
[0012]根据本发明，能够提供改变静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数时的限制比较小的轴流压缩机。

【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1是第一实施例的静叶片安装结构的概要图。
[0014]图2是燃气轮机的概要图。
[0015]图3是轴流压缩机的概要剖视图。
[0016]图4是部分负荷运转时的压缩机级负荷的示意图。
[0017]图5是具备蒸汽喷射机构的燃烧器的概要图。
[0018]图6是具备蒸汽喷射机构的燃气轮机的轴流压缩机的叶片负荷示意图。
[0019]图7是具备吸气喷雾机构的轴流压缩机的概要图。
[0020]图8是具备吸气喷雾机构的轴流压缩机的叶片负荷示意图。
[0021]图9是比较例的轴流压缩机的静叶片安装结构的剖面概要图。
[0022]图10是比较例的轴流压缩机的静叶片安装结构的概要图。
[0023]图11是在第一实施例中将静叶片改变为单级叶片时的概要图。
[0024]图12是遍及多级燕尾安装单独叶片的结构的概要图。
[0025]图13是在第一实施例中改变静叶片的安装位置时的概要图。
[0026]图14是在第一实施例中将静叶片改变为串联叶片时的概要图。
[0027]图15是在第一实施例中将静叶片改变为分离叶片时的概要图。
[0028]图16是改造比较例的轴流压缩机的压缩机外壳时的概要图。
[0029]图17是第二实施例的静叶片安装结构的概要图。
[0030]图18是在第二实施例中减少静叶片的级数时的概要图。
[0031]图19是在第二实施例中安装连结了多级静叶片的护罩的概要图。
[0032]图20是第三实施例的静叶片安装结构的概要图。
[0033]图21是第四实施例的静叶片安装结构的概要图。
[0034]图22是在第四实施例的静叶片安装结构上应用一体式燕尾的概要图。
[0035]图23是在第四实施例的静叶片安装结构上应用其他一体式燕尾的概要图。
[0036]图24是表示第四实施例的静叶片安装结构的变形例的概要图。
[0037]图25是表示第四实施例的静叶片安装结构的其他变形例的概要图。
[0038]图26是第五实施例的静叶片安装结构的概要图。
[0039]图中:11一轴流压缩机，12—燃烧器，13—汽轮机，15—旋转轴，16—空气，17—动叶片列，171一最终级动叶片列，18一静叶片列，181一可变静叶片列，182一最终级静叶片列，19一转子，20—压缩机外壳，21—Λ 口引导叶片，22—出口引导叶片，221—前侧出口引导叶片，222—后侧出口引导叶片，39—比较例的轴流压缩机，40—气体通路内周面，41—出口引导叶片叶片部，42 —出口引导叶片燕尾，43—比较例的压缩机外壳，431—外壳颈部，44一燕尾槽，45—燕尾安装方向，48—前侧出口引导叶片，49一后侧出口引导叶片，50—多级一体式燕尾，51—多级一体式燕尾槽，52—单级出口引导叶片，53—单级出口引导叶片，61—多级一体式燕尾，62—护罩，65—护罩槽，72—一体式护罩，75—燕尾键，76—燕尾键槽，77—前侧出口引导叶片燕尾，78—后侧出口引导叶片燕尾，80—轴流压缩机外壳，81—燕尾槽，812—衬垫键槽，82—衬垫键，83—燕尾，84—燕尾槽，841—衬垫键槽，85—衬垫键，86—凸部，87—前侧出口引导叶片燕尾，88—后侧出口引导叶片燕尾，91—第一级燕尾，92—第二级燕尾，922—第一级燕尾槽，93—燕尾槽。

【具体实施方式】
[0040]下面，作为本发明的实施例，列举燃气轮机用轴流压缩机的例子进行说明，但各实施例的结构当然也能应用于燃气轮机用轴流压缩机以外。
[0041](实施例一)
[0042]图2表示燃气轮机结构图的概略。下面，使用图2说明燃气轮机系统的结构例。燃气轮机系统包括压缩空气16且产生高压空气161的轴流压缩机11、混合高压空气161与燃料162并燃烧的燃烧器12、利用高温的燃烧气体163进行旋转驱动的涡轮机13。轴流压缩机11与汽轮机13通过旋转轴15与发电机14连接。
[0043]接着，对动作流体的流动进行说明。作为动作流体的空气16流入轴流压缩机11，由轴流压缩机11压缩而成为高压空气161，并流入燃烧器12。在燃烧器12中，对高压空气161与燃料162进行混合燃烧，产生燃烧气体163。燃烧气体163使汽轮机13旋转后，作为废气165排出到系统外部。发电机14通过连通轴流压缩机11与汽轮机13的旋转轴15，由传递来的汽轮机13的旋转动力驱动。
[0044]另外，从轴流压缩机11的后级，高压空气的一部分作为汽轮机转子冷却空气及密封空气被抽吸，通过燃气轮机的内周侧流道向汽轮机13侧供给。该抽吸空气167 —边作为冷却空气冷却汽轮机转子，一边被导向汽轮机13的高温燃烧气体流道。该冷却空气还起到抑制高温气体从汽轮机的高温燃烧气体流道向汽轮机转子内部泄漏的密封气体的作用。
[0045]图3表示多级轴流压缩机的示意图。轴流压缩机11具备作为旋转轴的转子19、安装在转子19上的动叶片、包围转子19并用于密封动作气体的压缩机外壳20、安装在压缩机外壳20上的静叶片。在轴流压缩机11上由转子19与压缩机外壳20形成环状流道。动叶片及静叶片分别在周向上配置多个而形成动叶片列17及静叶片列18。另外，动叶片列17与静叶片列18在轴向上交替地排列，由一个动叶片列17与静叶片列18构成级。
[0046]在配置于最上游侧的动叶片列17的上游侧设有用于控制吸入流量的入口引导叶片21 (IGV =Inlet Guide Vane)。流入配置在后侧的动叶片列17的动作气体的流入角(即迎接角)由入口引导叶片21控制。轴流压缩机11的前级侧的静叶片列具备用于抑制起动时的旋转失速的可变机构。在图3中，具备可变机构的静叶片列18只图示一级可变静叶片列181的场合，但可变静叶片列也可以具备多级。
[0047]在最终级动叶片列171的下游侧，作为最终级静叶片列182与出口引导叶片22 (EGV =Exit Guide Vane)设有前侧出口引导叶片221及后侧出口引导叶片222。EVG221、222是以将环状流道内的动叶片列17施加在动作流体上的旋转速度成分的几乎全部转向为轴流速度成分的目的安装在外壳20上的静叶片列。并且，为了一边对在EVG222流出的流动减速一边导入燃烧器12，在EVG222的下游侧设置有扩散器23。
[0048]另外，在图3中，表示在轴向安装两叶片列出口引导叶片22的场合，但出口引导叶片22可以是一列，也可以是两列以上。另外，在最终级动叶片列171的下游侧且最终级静叶片列182的上游侧的内周设有用于抽吸作为汽轮机转子冷却空气及密封空气利用的抽吸空气167的内周抽气切口 24。
[0049]作为动作气体流入轴流压缩机11的环状流道内的空气16 —边通过该环状流道，一边利用各叶片列减速、被压缩，成为高温高压的气流。具体地说，通过动叶片列17的旋转，流体的动能增加，空气16 —边被压缩一边在轴向上被搬运。并且，空气16与利用静叶片列18对旋转方向速度成分进行整流同时进行减速，通过将动能转换为压力能量，进一步被压缩。
[0050]这样，利用动叶片列对动作空气给予旋转速度，因此，向轴流压缩机11的最终级静叶片列182的流动大约以50?60deg的流入角流入。另一方面，为了提高空气动力性能，作为向位于压缩机出口的扩散器23流入的气流的高压空气161期望流入角为零(轴流速度成分)。因此，利用由最终级静叶片列182与出口引导叶片221、222构成的静叶片列使气流从大约60deg转向到Odeg是重要的。
[0051]在利用一个轴连结汽轮机13与轴流压缩机11的一轴式燃气轮机的运转中，具有通过将燃气轮机的燃烧温度保持为额定状态并关闭轴流压缩机11的IGV21，扩大燃气轮机的运用负荷区域的运转。当在这种运转中关闭IGV21的场合，具有压缩机的后级叶片列的负荷增加的倾向，尤其有可能最终级静叶片列182的负荷增大。
[0052]图4表示轴流压缩机的额定负荷运转时的级压力比分布。一般地，轴流压缩机的额定负荷运转时的级压力比分布如图4实线所示，是从初级到最终级大致以线形减小的分布。另一方面，以虚线表示部分负荷运转的关闭IGV21及可变静叶片181的场合的级压力比分布。在部分负荷运转时，在具有IGV21、可变静叶片181的级中，向动叶片的流入角变小，因此，级压力比(级负荷)变小。并且，从可变静叶片181之后的级到最终级的级压力比以线形减小。另一方面，由于需要利用其他级补充在可变静叶片181级中减少的量的压力上升，因此，必然越向后级侧，级压力比(级负荷)越比额定负荷运转时高。
[0053]另外，在图3所示的压缩机前级侧的可变静叶片181是多级的场合，通常，多级可变静叶片也与IGV21连动地开闭。因此，在关闭IGV21的部分负荷运转时，可变静叶片列也关闭。因此，在具有可变静叶片的级中，级效率下降，但压缩机整体的压力比未变化，因此，在可变静叶片181是多级的场合，后级叶片列的负荷进一步增大。
[0054]另外，在环状流道的后级侧，侧壁边界层发达，因此，在侧壁部分，轴流速度进一步下降。并且，由于该影响，在静叶片列的侧壁部，流入角变大，与主流部相比，负荷增大。由此，在后级侧叶片列的侧壁部，气流与前级侧的叶片列相比，成为容易剥离的状态。
[0055]并且，在大气温度低的场合，该部分负荷运转时的后级叶片列的负荷增加显著，导致叶片列的可靠性下降与空气动力性能下降。当叶片负荷到达边界线时，叶片列由于剥离而产生流体振动。并且，当叶片列振动应力为容许应力值以上时，叶片列损伤的可能性变闻。
[0056]另一方面，具备下述双轴式燃气轮机:作为汽轮机具备高压汽轮机与低压汽轮机，连接高压汽轮机与压缩机的旋转轴、连接低压汽轮机与发电机等负荷设备的旋转轴不同。在这种双轴式燃气轮机中，在部分负荷运转中，存在为了使闻压汽轮机的输出与压缩机动力平衡，关闭IGV21等而减少吸入流量，从而减小压缩机动力的运转。在这种关闭IGV21及可变静叶片181的运转中，如上所述，后级叶片列、尤其最终级静叶片列182的负荷增加，因此，确保性能及可靠性成为课题。
[0057]如上所述，燃气轮机的轴流压缩机11不仅额定运转，在起动时、部分负荷时，还需要与大气温度变化对应地确保性能及可靠性。尤其在起动时、部分负荷时及低气温时，由于最终级静叶片列182、出口引导叶片22的负荷上升，因此，轴流压缩机以在设计阶段假想的多种运转条件下，保持确保最终级静叶片列182、出口引导叶片22的可靠性的状态的方式设计、制造。
[0058]但是，在燃气轮机建设后，以提高效率或减少NOx为目的，存在产生进行燃气轮机系统的改变或运转条件脱离假想的范围的运转的必要性的场合。
[0059]作为通过与燃气轮机主体不同地设置附加的机构，提高燃气轮机的性能的技术的第一例，具有向燃烧器的蒸汽喷射。使用图5说明具备蒸汽喷射机构的燃烧器12的结构。蒸汽喷射式燃气轮机的燃烧器12具有车室26、燃烧室27、燃料喷嘴28及蒸汽喷嘴29。
[0060]由轴流压缩机11压缩的高压空气161流入环状的车室26，一部分从设在燃烧室27的周壁的下游侧的稀释孔30流入燃烧室27内。剩下的高压空气161与从安装在燃料喷嘴28的附近位置的蒸汽喷嘴29喷射的蒸汽31混合，温度下降。在车室26内与蒸汽31混合的压缩空气利用离心式喷嘴32被赋予旋转成分，作为旋转流流入燃烧室27内。与从离心式喷嘴32流入燃烧室27内的蒸汽混合的压缩空气与从燃料喷嘴28喷射的燃料162混合并燃烧，与蒸汽一起作为燃烧气体163被送到汽轮机13。
[0061]对于燃气轮机的运转的高效率化、高输出化来说，燃烧器的燃烧温度的高温化是有效的，但另一方面，伴随燃烧温度的上升，NOx的产生量以指数函数上升。但是，NOx在扩散火炎的局部温度高的部位产生，因此，通过将蒸汽31向燃烧器12内喷射，使燃烧器高温部的燃烧温度下降，能够减少NOx。另外，通过喷射蒸汽31，燃烧器12内的燃烧温度下降，因此，也能投入更多的燃料，增加燃气轮机输出。
[0062]另一方面，在进行了蒸汽喷射的燃烧器12中，伴随蒸汽31的喷射量的增加，由从轴流压缩机11排出的高压空气161及蒸汽31构成的压缩流体的导入量增加。其结果，使压缩流体在燃烧器12中燃烧后的燃烧气体163难以顺畅地向汽轮机侧流出，作为轴流压缩机11的排出压力的车室26内的压力上升。即，伴随蒸汽喷射量的增加，轴流压缩机11的压力比上升。因此，轴流压缩机11的每个叶片级的压力比也上升，叶片负荷上升。
[0063]图6表示具备蒸汽喷射机构的燃气轮机的轴流压缩机11的每一级的叶片负荷。由进行蒸汽喷射产生的燃烧器12的压力上升的影响越向轴流压缩机11的后级越显著，如图6所示，与不进行蒸汽喷射的场合相比，具有叶片负荷越向后级越高的倾向。
[0064]如上所述，蒸汽喷射是对减少NOx及提高燃气轮机的输出有效的技术，能够不改变燃气轮机主体地只通过安装蒸汽喷射机构进行实施。因此，存在以已经设置的燃气轮机的输出提高、NOx降低为目的，重新附加设置蒸汽喷射机构的场合。另外，即使在燃气轮机建设时已经具备蒸汽喷射机构的场合，在输出不足的场合，以提高输出为目的，存在产生比初期的假想增加蒸汽喷射量的要求的场合。
[0065]另一方面，燃气轮机的轴流压缩机11的叶片以在建设时假想的运转条件下，压缩机的绝热效率为最合适的方式，且即使在低气温等假想的最严酷的运转条件下，能够确保叶片的可靠性的方式进行最适设计。因此，在增加设置蒸汽喷射的场合、以输出提高为目的比假想增加蒸汽喷射量的场合，存在难以在轴流压缩机11的后级叶片充分地确保可靠性的场合。
[0066]作为通过与燃气轮机主体不同地设置附加的机构，提高燃气轮机的性能的技术的第二例，具有吸气喷雾。吸气喷雾是向轴流压缩机入口以雾状喷射微细的液滴的机构。使用图7说明进行吸气喷雾的轴流压缩机11的动作流体的流动。轴流压缩机11从大气吸入空气16。利用吸气喷雾冷却装置35向从大气供给到轴流压缩机11的空气16喷出水36。喷雾水36在由高压泵37加压后，利用流量控制阀38调整为规定的流量，利用吸气喷雾冷却装置35内的喷雾喷嘴微细化，并向空气16以雾状喷出。
[0067]微细液滴的一部分在被吸入轴流压缩机11前蒸发。能够利用该蒸发潜热使动作流体的温度下降。因此，能够得到比大气低温且高密度的吸入空气，增加燃气轮机的输出。另外，能够大气温度越高，压缩机吸入空气流量(质量流量)越多(得到较大的吸气冷却效果)。因此，通过使用吸气喷雾冷却装置35，能够抑制夏季等的输出下降，抑制整个年间由大气温度变动弓I起的燃气轮机输出的变动。
[0068]另外，微细液滴中在流入轴流压缩机11之前未完全蒸发的液滴以液滴状态流入轴流压缩机11内部。在轴流压缩机11的内部，液滴一边通过动叶片间及静叶片间一边蒸发，使压缩途中的动作流体的温度下降。由于利用该中间冷却效果，压缩特性接近等温压缩，因此，轴流压缩机11的动力下降。其结果，燃气轮机的效率提高。导入轴流压缩机11的液滴到压缩机排出之前完全蒸发。动作流体从压缩机排出。
[0069]使用图8对进行了吸气喷雾的轴流压缩机的叶片负荷进行说明。在进行了吸气喷雾的轴流压缩机中，液滴从轴流压缩机11的前侧级到中间级蒸发，动作气体的体积流量增大。因此，从轴流压缩机11的前侧级到中间级，动作气体的轴流方向速度增加，相对于压缩机叶片的入射角相对地下降，因此，存在叶片负荷下降的倾向。另一方面，在蒸发结束后的压缩机后级侧，根据利用吸气喷雾冷却动作气体的效果，动作气体的密度增加，因此压力增力口，叶片负荷上升。
[0070]如上所述，吸气喷雾是对燃气轮机的输出提高及压缩机的效率提高有效的技术，能够不改变燃气轮机主体地只通过安装吸气喷雾机构实施。因此，存在以已经设置的燃气轮机的输出提高、效率提高为目的，重新附加吸气喷雾机构的场合。另外，即使在燃气轮机建设时已经具备吸气喷雾机构的场合，在夏季等输出不足的场合以输出提高为目的，存在产生比初期的假想增加吸气喷雾量的要求的场合。
[0071]另一方面，燃气轮机的轴流压缩机的叶片以在建设时假想的运转条件下压缩机的绝热效率为最适的方式、且即使在低气温时等假想的最严酷的运转条件也能确保叶片的可靠性的方式进行最适设计。因此，在重新增加设置吸气喷雾机构的场合、以输出提高、效率提高为目的比假想增加吸气喷雾量的场合，存在在压缩机的后级叶片难以充分地确保可靠性的场合。
[0072]这样，在重新设置蒸汽喷射机构或吸气喷雾机构的场合、比假想增加蒸汽喷射量或吸气喷雾量的场合，存在在轴流压缩机11的后级无法充分地确保叶片的可靠性的场合。另外，除此之外，例如在改变抽气量的场合或改变IGV计划的场合等、在燃气轮机的运用时进行与在设计初期阶段假想的运转条件不同的运转的场合，存在难以在轴流压缩机11的后级充分地确保叶片的可靠性的场合。
[0073]除了叶片可靠性的问题以外，在燃气轮机设计后开发新的技术，存在通过改变轴流压缩机的后级叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数，发现已经设置的燃气轮机的性能提高的场合。作为发现燃气轮机的性能提高的叶片改变的例子，列举改变叶片形状其本身、如串联叶片或分离叶片等那样改变叶片级数。
[0074]串联叶片是沿旋转轴方向使大致相同大小的叶片在前后接近地配置的叶片，存在通过由前后叶片产生的对动作气体的影响互相干涉，得到抑制双方的边界层剥离等效果的场合。分离叶片存在通过在前置叶片的附近安装叶片弦长相对于前置叶片比较短的叶片，得到抑制前置叶片的边界层剥离等效果的场合。
[0075]这样，在轴流压缩机中，以在相对于设计当初改变运转条件时确保叶片可靠性的目的或提高轴流压缩机的性能的目的，存在产生改变以出口引导叶片22、最终级静叶片182为首的静叶片的叶片形状、叶片安装位置、叶片列的级数的必要性的场合。但是，在比较例的轴流压缩机的静叶片安装结构中，一般地，作用用于将叶片安装在外壳上的槽的外壳的燕尾槽与初期设计阶段的静叶片的轮毂的大小一致地设计。因此，由于燕尾形状的限制，存在静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片列的级数的改变自由度被限制的问题。
[0076]在此，使用图9对比较例的轴流压缩机39的出口引导叶片22或静叶片列18的安装结构进行说明。图9是比较例的轴流压缩机39的出口引导叶片221、222周围的剖视图。在图9中，表不为了减少出口引导叶片22的每一级的负荷，配直两级出口引导叶片的例子。出口引导叶片221、222作为一体地对叶片部41a、41b、作为底座的燕尾42a、42b进行机械加工，该叶片部41a、41b位于气体通路中且具有对动作气体进行压缩或整流的作用，该燕尾42a、42b用于支撑叶片部41a、41b，被称为轴向燕尾，具有在旋转轴方向上突出的凸部421a、421b。另一方面,压缩机外壳43具有用于嵌入燕尾42a、42b的与燕尾42a、42b大致相同形状的燕尾槽44a、44b。
[0077]并且，燕尾44a的凸部421a、421b分别嵌入设在燕尾槽44a的凹部441a、441b中。同样地，燕尾44b也具有凸部421c、421d，分别嵌入设在燕尾槽44b的凹部441c、441d中。总之，出口引导叶片221、222以不会落下到环状流道内的方式被支撑。
[0078]压缩机运转时，出口引导叶片221、222从动作气体受到气体弯曲力。该气体弯曲力通过燕尾42a、42b向压缩机外壳43传递。另外，通过力矩的平衡，出口引导叶片221、222受到旋转力。燕尾凸部421a、421b、421c、421d为了抵消该旋转力，从外壳受到压缩力。这样，燕尾凸部421a、421b、421c、421d受到弯曲应力，因此，以弯曲应力相对于材料强度充分地具有充裕的方式设计。
[0079]接着，使用图10说明比较例的轴流压缩机39的燕尾形状。图10是从旋转轴15侧观察出口引导叶片221、222的轮毂部及燕尾42a、42b的与气体通路接触的面的图。出口引导叶片221、222通过如安装方向45那样相对于旋转轴15向周向插入,嵌入压缩机外壳43。
[0080]当燕尾42a、42b相对于出口引导叶片221、222的叶片形状过大地设计时，图9的外壳颈部431的宽度变窄，外壳强度有可能下降。因此，燕尾42a、42b的轴向宽度LI及L2的在出口引导叶片221、222的轴向长度B1、B2上加上平缘宽度的长度在充分收缩的范围较小地设计，LI及L2与出口引导叶片221、222的轴流方向长度大致为相同程度。具体地说，出口引导叶片221、222的轴流方向长度BI及B2与LI及L2的比例如为1.5以下。另一方面，Dl及D2能够在周向上配置多个空气动力地设计的叶片张的方式决定。
[0081]这样，在比较例的燕尾形状中，出口引导叶片221、222的轴向长度BI及B2与燕尾42a、42b的轴向长度LI及L2以大致相同程度设计。因此，在改变安装在已经设置的轴流压缩机39上的静叶片的叶片形状、叶片安装位置、叶片列的级数的场合，出口引导叶片的轮毂也需要以不使燕尾42a、42b突出的方式设计，改变的自由度被限制。
[0082]使用图1说明本发明的第一实施例的静叶片安装结构。图1中，(a)是沿旋转轴的旋转方向观察应用本发明的第一实施例的出口引导叶片的图，(b)是从旋转中心观察应用本发明的第一实施例的出口引导叶片的图。
[0083]本实施例的轴流压缩机11具有构成通过压缩机11的大致中心的旋转轴15的转子19、覆盖转子19的压缩机外壳20、安装在转子19上的多级动叶片列17、安装在压缩机外壳20上的多级静叶片列18、安装在轴流压缩机11的出口上的多级出口引导叶片48、49。
[0084]并且，在本实施例中，将作为所属的静叶片列不同的两个静叶片的出口引导叶片48,49安装在一体式燕尾50上，一体式燕尾50具有用于固定在压缩机外壳20上的凸部501a、501b。另外，在压缩机外壳20上形成具有用于嵌入一体式燕尾50的凸部501a、501b的凹型的槽51 la、51 Ib的燕尾槽51，通过一体式燕尾50，安装所属的静叶片列不同的出口引导叶片48、49。
[0085]如本实施例那样，在将所属的静叶片列不同的两个出口引导叶片48、49配置在一体式燕尾50上的场合，燕尾宽度L3相对于每一个叶片的轴流方向长度BI大。BI和L3的比例如是2以上。根据本实施例的结构，燕尾50的轴向宽度与比较例的燕尾42相比大，并且，燕尾50横跨多级出口引导叶片48、49。因此，在进行出口引导叶片48、49的再设计、级数改变、安装位置的改变的场合，能比较自由地设计出口引导叶片的形状、出口引导叶片的轴向位置、出口引导叶片的级数。
[0086]本实施例的结构能在任意级的静叶片中使用，尤其适用于设在轴流压缩机的后级的出口引导叶片等、在中间没有动叶片列的级而连续地安装的多个静叶片级。通过将轴流压缩机后级连续的前后的静叶片列所属的静叶片安装在一体的燕尾上，能确保更高的可靠性、叶片形状及/或叶片的轴向安装位置或叶片个数的改变自由度。
[0087]另外，根据本实施例的结构，由于燕尾51相对于一级静叶片轴流方向长度具有两倍以上的轴流方向宽度，因此，为了轴流压缩机运用时运转条件从设计时改变，确保压缩机后级的静叶片的叶片可靠性而改变轴流压缩机后级的静叶片形状的场合、或为了提高已经设置的轴流压缩机的性能而改变轴流压缩机后级的静叶片形状的场合，与以与初期静叶片的轴向长度同等程度的大小设计轴向宽度的燕尾比较，由燕尾的大小引起的改变的限制比较小，容易改变叶片形状或叶片的轴向安装位置、叶片个数。
[0088]使用图11说明本实施例的燕尾结构的叶片形状的改变方法的第一个具体例。图11中，(a)表示改变前的结构，(b)表示改变后的结构。如图11所示，作为本实施例的燕尾结构的叶片形状的改变方法，具有将以前后两级设计的出口引导叶片48、49改变为单级出口引导叶片52的方法。由于通过将两级出口引导叶片48、49改变为单级出口引导叶片52，增加叶片弦长及叶片厚度，能提高叶片的刚性，因此，即使在已经设置的燃气轮机上重新追加吸气喷雾、蒸汽喷射等对叶片负荷有影响的机构等，出口引导叶片的叶片负荷比设计时增大的场合，也能确保充分的可靠性。另外，通过减少叶片级数，加工工序简单化，也能期待减少成本的效果。
[0089]另外，此时，由于能够一并地改变燕尾50的周向宽度，因此，也能够改变每级的叶片个数。在图11(b)中，相对于图11(a)改变燕尾50的周向宽度，将出口引导叶片的级数改变为一级，并且，改变每级的叶片个数。这样改变出口引导叶片的级数在每个静叶片列均具有一个燕尾的比较例的燕尾结构中是困难的。另外，在图11中，表示将两级的出口引导叶片48、49改变为一级的单级出口引导叶片52的例子，但也能相反地将出口引导叶片的级数从两级增加为三级。
[0090]另外，在产生将出口引导叶片改变为一级的必要性时，在燕尾槽是比较例的燕尾槽44a、44b的场合，如图12所示，也考虑形成具备多个燕尾42a、42b的一级出口引导叶片53的改变方法。如果是该改变方法，则即使是需要改变的已经设置的轴流压缩机39的出口引导叶片221、222的燕尾是比较例的燕尾42a、42b的场合，也能够不进行压缩机外壳43的加工地改变叶片级数。
[0091]使用图13说明本实施例的燕尾结构的出口引导叶片48、49的改变方法的第二个具体例。在图13中，(a)表示改变前的结构，(b)表示改变后的结构。如图13所示，作为本实施例的燕尾结构的叶片形状的改变方法，具有将前侧的出口引导叶片48的安装位置向后流侧改变的方法。在图13(b)中，相对于图13(a)，将前侧出口引导叶片的安装位置L4改变为 L5 (L4〈L5)。
[0092]出口引导叶片48由于由未图示的更前侧的级的动叶片产生的后流的影响而受到振荡力，但例如在已经设置的燃气轮机上重新追加吸气喷雾、蒸汽喷射等对叶片负荷有影响的机构的场合、以假想外的条件进行运转的场合，出口引导叶片48受到的振荡力有可能增大。在这种场合，如果将出口引导叶片48的静叶片配置在后流侧，则能够减少前侧级的后流的影响，实现可靠性的确保。另外，这样使出口引导叶片48的安装位置变化在对一级静叶片分配一个燕尾的比较例的燕尾结构中是困难的。
[0093]对本实施例的燕尾结构的出口引导叶片48、49的改变方法的第三个具体例子进行说明。在相对于一级静叶片分配一个燕尾的比较例的燕尾结构中，难以将出口引导叶片48,49变化为串联叶片54、55或分离叶片56、57。
[0094]但是，根据本实施例的燕尾结构，能够将出口引导叶片48、49改变为图14所示那样的串联叶片54、55、或改变为图15所示那样的分离叶片56、57。并且，通过如本变更例那样将出口引导叶片48、49改变为串联叶片54、55或分离叶片56、57，在出口引导叶片48、49的叶片负荷比设计时增大的场合等，存在通过串联叶片前后叶片54、55或分离叶片前后叶片56、57的相互作用能够抑制叶片面的边界层剥离，期待减少叶片负荷的场合。
[0095]除了上述以外，即使在为了减少出口引导叶片48、49的入射角而改变安装角的场合、或增加叶片弦长的场合等的改变中，本实施例的燕尾结构与比较例的燕尾结构比较，叶片形状的改变自由度高。因此，在出口引导叶片48、49的叶片负荷比设计时大的场合、或通过出口引导叶片48、49的改变发现轴流压缩机11的性能提高的场合等，存在叶片的设计改变容易的优点。
[0096]接下来，使用图16表示已经设置的轴流压缩机的出口引导叶片为比较例的燕尾结构42a、42b时的改造方法。图16(a)是在比较例的燕尾结构42a、42b中具有两级出口引导叶片221、222的轴流压缩机39的压缩机外壳43的剖视图。在压缩机外壳43中，利用外壳颈部431分割前后的燕尾槽44a、44b。因此，通过切削外壳颈部431并除去，能够改变为图16(b)所示的用于安装燕尾一体式50的燕尾槽51，该一体式燕尾50安装有前后多级叶片。
[0097]S卩，在已经设置的轴流压缩机中，在中间没有动叶片列的级而连续地安装的多个静叶片级中，通过以使多级的外壳的燕尾槽连通的方式进行加工，能够以安装相当于已经设置的两级或三级静叶片燕尾那样的比较大的燕尾的方式加工外壳。因此，在已经设置的轴流压缩机中能容易地安装一体式燕尾，叶片形状、叶片的轴向安装位置、叶片个数的改变容易。
[0098]切削了外壳颈部431时的切削面如图16(b)所示，可以为与燕尾槽51的底面相同的高度，但也可以比燕尾槽底面稍深地挖掘。通过将外壳颈部431比燕尾槽底面稍深地挖掘，能够提前防止由于切削公差而产生的一点凹凸与燕尾50的底面干涉而妨碍插入的事态。
[0099]另外，在本例中，表示已经设置的轴流压缩机39的出口引导叶片为比较例的燕尾42a、42b时的改变方法，但期望预先使从初期设计时预先的燕尾槽为如图16(b)那样在多级中多级安装一体的燕尾50的形状。
[0100]另外，在本实施例中，表示在初期设计阶段在轴向使两级的叶片列为一体的燕尾结构，但也可以使两级以上的叶片列为一体的燕尾结构。在该场合，相对于燕尾宽度，利用外壳支承燕尾的面积变小，因此需要在燕尾的强度上注意，但也能进行例如使每一级的叶片弦长为1.5倍而使叶片级数从三级改变为两级的改变，能够比使两级为一体的燕尾结构进一步提闻再设计的自由度。
[0101]另外,在本实施例中，对利用一体式燕尾50保持前后两级的出口引导叶片48、49的例子进行说明，但只要是安装在外壳的多级静叶片18，则一体式燕尾50的适用目标未限定于出口引导叶片，也能适用于最终级静叶片与出口引导叶片、或其他级的静叶片的燕尾。
[0102](实施例二)
[0103]对本发明的第二实施例进行说明。另外，轴流压缩机整体的基本结构或动作原理与第一实施例相同，因此，对重复的部分省略详细的说明。首先，使用图17说明本实施例的轴流压缩机的静叶片安装结构。
[0104]第一实施例的一体式燕尾51分别安装一个作为多级静叶片的出口引导叶片48、49。相对于此，在本实施例的一体式燕尾61中，分别在周向也安装多个出口引导叶片48、49。另外，在本实施例中，在各级中连结多个出口引导叶片48、49的护罩62a、62b安装在出口引导叶片48、49的前侧。另外，以护罩62a、62b的内周不与气体通路的内周面40接触的方式，在气体通路的内周面40形成护罩槽65a、65b。
[0105]燃气轮机的动叶片17、IGV21、静叶片18及出口引导叶片48、49由于动作气体162的紊乱等受到不规则的振荡力。但是，如本实施例的出口引导叶片48、49那样，通过为利用燕尾61及护罩62连结多个叶片的两端的结构，利用所连结的多个叶片的相互作用，抵消施加在出口引导叶片48、49上的不规则的振荡力。其结果，由于施加在出口引导叶片48、49的振荡应力下降，因此提高出口引导叶片48、49的可靠性。
[0106]另外，在作为叶片可靠性的问题，邻接的叶片以某特定的相位差振动的场合，通过由邻接的叶片的振动产生的压力变动助长叶片振动，存在产生叶片振动急剧地增长的叶片列颤动的可能性。但是，在本实施例的出口引导叶片48、49中，叶片间的振动相位差被固定，因此，抑制叶片列颇动，出口引导叶片48、49的可罪性提闻。
[0107]另外，本实施例的结构由于燕尾61的轴向宽度与比较例的燕尾的轴向宽度相比大，且燕尾61跨越多级，因此，在进行出口引导叶片48、49的再设计、级数改变、安装位置的改变的场合限制小，能比较自由地进行设计。
[0108]使用图18说明使用本实施例的结构的轴流压缩机的出口引导叶片48、49的第一个改变方法。在图18中，(a)表示改变前的结构，(b)表示改变后的结构，例如如图18所示，具有将以前后两级设计的出口引导叶片48、49改变为单级出口引导叶片52的方法。具体地说，将图18(a)的叶片级数改变为一级，并改变每一级的叶片个数，成为图18(b)的结构。在本改变方法中，作为与第一实施例的第一个改变例相同的效果，能够增加叶片弦长及叶片厚度而提高叶片的刚性。另外，通过减少叶片级数，能够简化加工工序，也能期待减少成本的效果。
[0109]这样使出口引导叶片48、49的级数变化在相对于一级静叶片分配一个燕尾的比较例的燕尾42a、42b的结构中困难。另外，在本改变例中，表示使出口引导叶片48、49的级数从两级改变为一级的例子，但只要使用本实施例的结构，则也能将出口引导叶片48、49的级数从两级增加为三级。
[0110]另外，在以横跨多个出口引导叶片48、49连结前端的方式安装护罩62a、62b的本实施例的结构中，在护罩62a、62b与气体通路的内周侧之间具有间隙68。在间隙68中，从出口引导叶片48、49后流的高压侧向前侧的低压侧产生动作气体的泄漏气流69，因此，存在产生压力比下降、由泄漏气流69混入主流时主流紊乱引起的压缩机绝热效率下降的问题。对于该点，在本改变例中，通过将出口引导叶片48、49置换为增长了叶片弦长的一级静叶片52，能够增加间隙68的流道长。因此，能够减少泄漏气流69的流量，减少压力比或压缩机绝热效率的下降的情况。
[0111]另外，即使在本实施例的结构中，也能进行在第一实施例中作为第二个改变例说明的叶片的安装位置的改变、作为第三个改变例说明的向串联叶片或分割叶片的改变。在该场合，即使在第二实施例的改变中，也能期待与在第一实施例中说明的结构相同的效果。
[0112]作为第二实施例的轴流压缩机的派生形式，如图19所示，也能够采用在周向连结了多个及在轴向连结了多级出口引导叶片48、49而成的一体式护罩72。通过采用连结所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片的前侧的一体式护罩72，即使图17所示的出口引导叶片48、49具有多级的场合，与在各级分别安装护罩62a、62b的结构相比，能够增加护罩与气体通路的内周侧的间隙68的流道长。由此，能够减少泄漏气流69的流量，减少压力比及压缩机绝热效率的下降的情况。
[0113](实施例三)
[0114]使用图20说明本发明的第三实施例。另外，由于轴流压缩机整体的基本结构、动作原理与第一实施例或第二实施例相同，因此，对重复的部分省略详细的说明。
[0115]本实施例的燕尾槽51假想与第一实施例及第二实施例的燕尾槽51相同，具备只用于将出口引导叶片48、49的多级嵌入一个燕尾槽51的充分的轴向的槽宽。另一方面，在本实施例中，具备分别支撑出口引导叶片48、49的各级的燕尾77、78，在旋转轴方向上排列的燕尾77、78 —起插入一个燕尾槽51。
[0116]并且，在沿旋转轴方向排列的燕尾77、78上，以相向的方式在分别互相对置的侧面形成燕尾键槽76a、76b。具体地说，前侧出口引导叶片燕尾77在轴流方向的后流侧具有燕尾键槽76a，后侧出口弓丨导叶片燕尾78在轴流方向的前侧具有燕尾键槽76b。并且，在使前后叶片的燕尾键槽76a、76b相对而形成的长方形的空间插入横跨燕尾键槽76a、76b的燕尾键75。
[0117]这样在本实施例的轴流压缩机中，通过出口引导叶片燕尾77、78利用燕尾槽51的凹型槽511a、511b和燕尾凸部771、781的嵌合、燕尾槽76a、76b和燕尾键75的嵌合而被保持，出口引导叶片48、49以不会落下的方式被支撑。
[0118]根据本实施例的结构，在燕尾槽形状51的轴向宽度的范围内，能任意地改变出口引导叶片燕尾77、78的轴向宽度。另外，燕尾槽形状51与第一实施例、第二实施例相同，因此，在进行出口引导叶片48、49的再设计、级数改变、安装位置改变的场合，也能够使用一体式燕尾50进一步确保设计自由度。另外，在本实施例中如图20(b)所示，通过使燕尾77、78的周向宽度不同，能够实现前侧出口引导叶片48和后侧出口引导叶片49的叶片个数不同的轴流压缩机。这样，在本实施例的结构中，也能提高叶片个数的自由度。
[0119](实施例4)
[0120]使用图21说明本发明的第四实施例。另外，轴流压缩机整体的基本结构、动作原理与第一至第三实施例相同，因此，对重复的部分省略详细的说明。
[0121]在本实施例中，多级出口引导叶片221、222分别安装于在侧面具有凸部421a及421b的燕尾42a，在侧面具有凸部421c、421d的燕尾42b上。即，出口引导叶片及燕尾与图9所示的比较例的出口引导叶片221、222及燕尾42a、42b相同。
[0122]另一方面，在本实施例的燕尾槽81的底面，为了嵌入衬垫键82，还形成被挖掘为T字型的衬垫键槽812，在衬垫键槽812中插入衬垫键82。另外，燕尾槽81具有用于在侧面嵌入燕尾的凸部421a、421d的凹部511a、511b。并且，燕尾42a、42b通过在凹部511a、511b中插入凸部421a、421d，在形成于衬垫键82与压缩机外壳20之间的空间插入凸部421b、421c，利用这些部件的嵌合安装在压缩机外壳20上。
[0123]另外，本实施例的衬垫键82以内周侧端的直径与气体通路的外周侧的直径相等的方式设计。具体地说，期望衬垫键82的内周面与气体通路的外周、即外壳的内周的差相对于气体通路的外径为0.5%以下。通过使衬垫键82的内周侧端的直径与气体通路的外周侧的直径相等，能够利用衬垫键82形成顺滑的气体通路。
[0124]作为具备本实施例的燕尾槽81的轴流压缩机的设计改变的一个例子，图22表示将出口引导叶片221、222改变为安装于在第一实施例中说明的一体式燕尾50上的静叶片48、49时的出口引导叶片周围的结构。如图22所示，即使在本实施例的结构中，也能使用一体式燕尾50，能够包括燕尾的形状而使静叶片容易地改变。因此，即使利用本实施例的结构，通过应用一体式燕尾50等，也能够确保进行静叶片的再设计、级数或安装位置的改变时的改变自由度。另外，也能使用在第二实施例中说明的一体式燕尾61或一体式护罩72的结构、使用在第三实施例中说明的燕尾77、78与燕尾键75的结构。
[0125]另外，作为能应用于本实施例的一体式燕尾的形状，如图23所示，也能够为在燕尾底面安装嵌入衬垫键槽812中的凸部86的燕尾83。在该场合，外壳与燕尾83的接触面积与图22所示的燕尾50相比大，因此，提高燕尾83及压缩机外壳80的可靠性。
[0126]另外，作为本实施例的派生形式，如图24所示，也能够在燕尾槽84的底面沿轴向设置多个衬垫键槽841a、841b、841c的结构。通过为本形状，在进行出口引导叶片221、222的再设计、级数或安装位置的改变的场合，能任意地选择嵌入衬垫键82的衬垫槽841，能将燕尾的轴向宽度调节为适当的宽度。
[0127]另外，作为本实施例的其他派生形式，如图25所示，使衬垫键85的内周侧的径向位置比气体通路大，利用前侧出口引导叶片燕尾87及后侧出口引导叶片燕尾88形成气体通路。在该场合，与图21所示的出口引导叶片结构相比，在能够缩短前后配置的叶片彼此的叶片间距离等方面，在进行叶片的再设计、级数或安装位置的改变时，能确保更高的改变自由度。
[0128](实施例五)
[0129]使用图26说明本发明的第五实施例。另外，轴流压缩机整体的基本结构或动作原理与第一实施例相同，因此，省略与重复的部分相关的详细说明。
[0130]在本实施例中，出口引导叶片48、49分别与第一级燕尾91a、91b形成为一体，通过第一级燕尾91a、91b安装在第二级燕尾92上。第二级燕尾92具有用于嵌入第一级燕尾91a、91b的燕尾槽922a、922b，通过第一级燕尾91a、91b保持出口引导叶片48、49。并且，第二级燕尾92安装在形成于外壳20上的燕尾槽93中。
[0131]这样，在本实施例中，通过安装了出口引导叶片48、49的第一级燕尾91从周向插入第二级燕尾92的燕尾槽922中，并且，第二级燕尾92从周向插入压缩机外壳20的燕尾槽93中，从而以不会落下的方式利用压缩机外壳20支撑出口引导叶片48、49。另外，在本实施例中，以具备两级燕尾槽922a、922b的第二级燕尾槽92为例进行说明，但可以为具备一级或多级燕尾槽922的第二级燕尾。
[0132]在图9所示的各级上将一个燕尾42a、42b直接嵌入在压缩机外壳43上加工的燕尾槽44中的比较例的轴流压缩机39中，在进行叶片的弦长的扩大、级数或安装位置的改变时，需要压缩机外壳43其本身的改造，因此需要大规模的加工作业。另外，由于需要分解轴流压缩机39并卸下外壳43，之后实施外壳43的加工，因此，需要使轴流压缩机39的运转长时间停止。
[0133]相对于此，根据具有将直接安装在上述静叶片的第一级燕尾插入第二级燕尾的燕尾槽中的燕尾结构的本实施例，例如即使以相对于运转条件的改变或附加的机构的设置的可靠性确保或已经设置的轴流压缩机的性能提高等为目的，进行静叶片的再设计、级数或安装位置的改变的场合，也不需要压缩机外壳自身的加工，只要适当地改变第二级燕尾92的形状即可。因此，轴流压缩机的静叶片的改变容易。
[0134]另外，只要在卸下压缩机外壳前预先设计、制造交换用第二级燕尾92、静叶片及第一级燕尾，则在分解轴流压缩机且卸下外壳20后，只要插入制造的第二级燕尾与第一级燕尾且安装静叶片的作业即可，因此，与在比较例的轴流压缩机39中进行同样的出口引导叶片再设计的场合相比，能够缩短运转停止期间。
[0135]另外，在本实施例中，以在静叶片前端没有护罩的叶片为例进行说明，但也能够为以在各级或多级中连结周向的多个静叶片的方式在静叶片的前侧安装护罩的结构。在该场合，与实施例二相同，能相对于不规则振动、叶片列颤动提高叶片的可靠性。
[0136]另外，在本实施例中，作为离子，列举了在第二级燕尾安装两级出口引导叶片的场合，但能为即使在静叶片最终级或其他静叶片中，也采用同样的二级层结构的燕尾。
[0137]如上所述，根据具备安装有所属的静叶片列不同的2以上的静叶片的燕尾槽的各实施例的结构，能使用称为在第一、第二实施例中说明的一体式燕尾50、61、在第三实施例中说明的燕尾键75、在第四实施例中说明的衬垫键82、在第五实施例中说明的第二级燕尾92的多种结构，将静叶片安装在压缩机外壳上，向各结构的置换也容易。因此，根据以上说明的各实施例的结构，能抑制以燕尾结构为起因的静叶片的改变自由度的限制，能提供改变静叶片的叶片形状、叶片安装位置或叶片级数时的限制比较小的轴流压缩机。
【权利要求】
1.一种轴流压缩机，其具备作为旋转轴的转子、安装在上述转子上的多个动叶片、覆盖上述转子及上述动叶片的压缩机外壳、以及安装在上述压缩机外壳上的多个静叶片，上述动叶片及上述静叶片分别沿上述旋转轴的周向配置多个而形成动叶片列及静叶片列，上述动叶片列及上述静叶片列沿上述旋转轴的轴向配置多列，该轴流压缩机的特征在于， 上述静叶片具备用于支撑叶片部的作为底座的燕尾，在上述压缩机外壳上形成用于插入上述燕尾而安装上述静叶片的、沿上述旋转轴的周向延伸的燕尾槽，在一个上述燕尾槽上安装所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片。
2.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于， 作为上述燕尾，具备以一体支撑所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片的燕尾。
3.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于， 具备连结在上述旋转轴的周向上邻接的上述静叶片的前侧的护罩。
4.根据权利要求3所述的轴流压缩机，其特征在于， 上述护罩是连结所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片的前侧的护罩。
5.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于， 在一个上述燕尾槽中，沿上述旋转轴的轴向插入多个上述燕尾， 在沿上述旋转轴的轴向排列的上述燕尾上，在分别互相对置的侧面上以相对的方式形成燕尾槽，并插入横跨相对的两个上述燕尾槽的燕尾键。
6.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于， 具备通过嵌入设在上述燕尾槽的底面的衬垫键槽，被支撑在上述压缩机外壳上的衬垫键， 在上述旋转轴的轴向，多个上述燕尾插入一个上述燕尾槽中，利用形成于上述衬垫键与上述压缩机外壳之间的空间和形成于上述燕尾的凸部的嵌合，多个上述燕尾安装在上述压缩机外壳上。
7.根据权利要求6所述的轴流压缩机，其特征在于， 在上述旋转轴的径向，上述衬垫键的内周侧端的直径与作为上述轴流压缩机的动作介质的流道的气体通路的外周侧的直径相等。
8.根据权利要求6所述的轴流压缩机，其特征在于， 在上述旋转轴的径向，上述衬垫键的内周侧端的直径比作为上述轴流压缩机的动作介质的流道的气体通路的外周侧的直径大， 插入一个上述燕尾槽的上述燕尾在上述衬垫键的内周侧端与上述轴流压缩机的气体通路外周之间的空间中延伸。
9.根据权利要求6所述的轴流压缩机，其特征在于， 沿上述旋转轴的轴向具备多个用于将上述衬垫键嵌入一个上述燕尾槽的底面的衬垫键槽。
10.根据权利要求1所述的轴流压缩机，其特征在于， 上述燕尾是下述结构:将直接安装在上述静叶片上的第一级燕尾插入第二级燕尾的燕尾槽中，该第二级燕尾形成有用于插入上述第一级燕尾而保持的第一级燕尾槽。
11.一种轴流压缩机，其具备作为旋转轴的转子、安装在上述转子上的多个动叶片、覆盖上述转子及上述动叶片的压缩机外壳、以及安装在上述压缩机外壳上的多个静叶片，上述动叶片及上述静叶片分别沿上述旋转轴的周向配置多个而形成动叶片列及静叶片列，上述动叶片列及上述静叶片列沿上述旋转轴的轴向配置多列，该轴流压缩机的特征在于， 具备用于支撑上述静叶片的作为底座的燕尾，在上述压缩机外壳上形成用于插入上述燕尾而安装上述静叶片的、沿上述旋转轴的周向延伸的燕尾槽， 在上述旋转轴的轴向具有多个上述燕尾的静叶片遍及上述燕尾槽地安装，该燕尾槽沿上述旋转轴的轴向设置多个。
12.—种燃气轮机,其特征在于， 具备:权利要求1所述的轴流压缩机；使由上述轴流压缩机压缩的压缩空气与燃料混合并燃烧的燃烧器；以及由在上述燃烧器中产生的燃烧气体驱动的汽轮机。
13.一种轴流压缩机的改造方法，该轴流压缩机为权利要求1所述的轴流压缩机，该轴流压缩机的改造方法的特征在于， 将安装在一个燕尾槽中的所属的静叶片列不同的两个以上的上述静叶片置换为增加了弦长及叶片厚度的一个以上的静叶片。
14.一种轴流压缩机的改造方法，该轴流压缩机为权利要求1所述的轴流压缩机，该轴流压缩机的改造方法的特征在于， 将安装在一个燕尾槽中的所属的静叶片列不同的两个以上的上述静叶片置换为使用以一体支撑多个静叶片的燕尾并使多个静叶片在旋转轴方向的前后接近地配置的串联叶片、或由前置叶片与安装在上述前置叶片的附近且叶片弦长相对于上述前置叶片短的叶片构成的分离叶片。
15.一种轴流压缩机的改造方法，该轴流压缩机为权利要求5所述的轴流压缩机，该轴流压缩机的改造方法的特征在于， 将插入一个燕尾槽中的多个上述燕尾改变为以一体支撑所属的静叶片列不同的两个以上的静叶片的燕尾。
16.一种轴流压缩机的改造方法，该轴流压缩机具备作为旋转轴的转子、安装在上述转子上的多个动叶片、覆盖上述转子及上述动叶片的压缩机外壳、安装在上述压缩机外壳上的多个静叶片、以及用于支撑上述静叶片的作为底座的燕尾，在上述压缩机外壳上具有用于插入上述燕尾而安装上述静叶片的、沿上述旋转轴的周向延伸的燕尾槽，在上述旋转轴的轴向上配置多列通过上述动叶片及上述静叶片分别在上述旋转轴的周向上配置多个而形成的动叶片列及静叶片列， 以切削对在上述旋转轴的旋转轴方向沿前后排列的上述燕尾槽进行分隔的燕尾槽间的隔壁，并使多个上述燕尾槽连通的方式改造外壳。
【文档编号】F01D9/02GK104343471SQ201410360668
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】武田洋树, 高桥康雄, 明连千寻 申请人:三菱日立电力系统株式会社