插通静叶片的空气通路的插入件、静叶片装置以及燃气轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种插通形成在静叶片中的空气通路的插入件、具备该插入件与静叶片的静叶片装置以及具备静叶片装置的燃气轮机。
【背景技术】
[0002]燃气轮机具备以轴线为中心而旋转的转子、覆盖该转子的壳体。转子具有转子轴、安装在该转子轴上的多个动叶片。另外，在壳体的内侧设置有多个静叶片。
[0003]静叶片具有:在相对于轴线的径向上延伸的叶片体、设置在叶片体的径向内侧的内侧护罩、设置在叶片体的径向外侧的外侧护罩。静叶片的叶片体配置在供燃烧气体通过的燃烧气体流路内。内侧护罩划定燃烧气体流路的径向内侧的位置。外侧护罩划定燃烧气体流路的径向外侧的位置。
[0004]燃气轮机的静叶片暴露在高温的燃烧气体中。因此，例如，在以下的专利文献I所记载的静叶片中形成有供冷却空气通过的空气通路。
[0005]专利文献1:日本专利第2580356号公报
[0006]在燃气轮机中，大多对与静叶片的内侧护罩相比靠径向内侧的空间即腔室的温度进行检测，且以该温度为规定温度以下的方式进行管理。因此，期望使腔室的温度稳定地成为规定温度以下。另外，在燃气轮机中，也期望有效地冷却静叶片从而提高静叶片的耐久性，并且尽可能地减少用于冷却该静叶片的空气的使用量。
【实用新型内容】
[0007]【实用新型要解决的课题】
[0008]因此，本实用新型的目的在于提供一种能够在抑制腔室温度的高温化并且提高静叶片的耐久性的同时，抑制冷却用的空气的使用量的技术。
[0009]【用于解决课题的手段】
[0010]作为用于实现所述目的的实用新型的一个方式的插入件插通燃气轮机中的静叶片的空气通路，所述空气通路从外侧护罩经由所述静叶片的叶片体向所述静叶片的内侧护罩贯通，所述插入件具有:大筒部，其在所述空气通路延伸的插通方向上延伸而形成为筒状，所述插通方向上的一端部从所述外侧护罩突出，所述插通方向上的另一端部位于所述空气通路内；小筒部，其在所述插通方向上延伸而形成为筒状，所述插通方向上的一端部连接于所述大筒部从而与所述大筒部连通，所述插通方向上的另一端部从所述内侧护罩突出，在所述大筒部的所述一端部上形成有向内部导入空气的空气入口，在所述大筒部的所述一端部与所述另一端部之间，形成有将流入所述大筒部的空气向与所述插通方向交叉的交叉方向吹出的空气吹出口，在所述小筒部的所述另一端部上形成有供流入所述大筒部的空气流出的空气出口，所述大筒部的流路面积在所述插通方向上的任意的位置均比所述小筒部的所述另一端部处的流路面积大。[0011 ] 外侧护罩的径向外侧的空间中的冷却空气的一部分从该插入件的空气入口流入插入件的大筒部内。流入插入件的大筒部的冷却空气的一部分从该大筒部的空气吹出口向交叉方向吹出。该冷却空气对划定静叶片的空气通路的通路形成面进行冲击冷却。由此，在该插入件中，从内侧对静叶片中容易被加热的部分进行冲击冷却，因此能够有效地冷却静叶片。另外，流入该插入件的大筒部内的冷却空气的一部分经由该插入件的小筒部而从该插入件的空气出口向腔室内流出。由此，在该插入件中，能够降低腔室的温度。
[0012]这里，在所述插入件中，可以采取如下的方式，S卩，具有凸缘部，所述凸缘部从所述大筒部的所述一端部向所述交叉方向突出，并限制所述插入件向所述内侧护罩侧的移动。
[0013]在该插入件中，能够使相对于静叶片的相对位置稳定。
[0014]在具有所述凸缘部的在所述插入件中，可以采取如下的方式，S卩，所述凸缘部具有向所述叶片体的正压面侧突出的正压面侧凸缘部、向所述叶片体的负压面侧突出的负压面侧凸缘部。
[0015]另外，在以上的任一所述插入件中，可以采取如下的方式，即，具有隔离部，所述隔离部在所述大筒部中从所述大筒部的除所述一端部以外的位置向所述交叉方向突出，且与划定所述空气通路的所述静叶片的通路形成面相接。
[0016]在该插入件中，能够将与划定空气通路的静叶片的通路形成面之间的间隔保持恒定。
[0017]在具有所述隔离部的所述插入件中，可以采取如下的方式，S卩，所述隔离部具有:以所述空气吹出口为基准而形成在所述大筒部的所述一端部侧的第一隔离部；以所述空气吹出口为基准而形成在所述大筒部的所述另一端部侧的第二隔离部。
[0018]在该插入件中，能够将空气吹出口与划定空气通路的静叶片的通路形成面之间的间隔保持恒定。
[0019]另外，在以上的任一所述插入件中，可以采取如下的方式，S卩，所述空气通路的所述外侧护罩中的开口的沿着所述叶片体的拱弧线的方向上的长度尺寸比所述叶片体的叶片厚度方向上的长度尺寸大，所述大筒部的沿着所述叶片体的拱弧线的方向上的长度尺寸比所述叶片体的叶片厚度方向上的长度尺寸大。
[0020]作为用于实现所述目的的实用新型的一个方式的静叶片装置具备:以上的任一所述插入件；在所述空气通路中插通有所述插入件的所述静叶片。
[0021]这里，在所述静叶片装置中，可以采取如下的方式，S卩，具备:温度计，其对以所述内侧护罩为基准而位于所述叶片体的相反侧的空间的温度即腔室温度进行检测；保护管，其覆盖所述温度计的周围，所述静叶片具有多个所述叶片体，所述保护管插通于形成在多个所述叶片体中的一个叶片体中的所述空气通路，所述插入件插通于形成在多个所述叶片体中的除所述一个叶片体以外的全部所述叶片体中的所述空气通路。
[0022]在具备所述温度计以及所述保护管的所述静叶片装置中，可以采取如下的方式，即，所述保护管具有:大筒部，其在所述插通方向上延伸而形成为筒状，所述插通方向上的一端部从所述外侧护罩突出，所述插通方向上的另一端部位于所述空气通路内；小筒部，其在所述插通方向上延伸而形成为筒状且插通于所述保护管的所述大筒部内，所述插通方向上的一端部从所述保护管的所述大筒部的所述一端部突出，所述插通方向上的另一端部从所述内侧护罩突出，所述保护管的所述大筒部具有与所述插入件的所述大筒部相同的形状且相同的尺寸。
[0023]在该静叶片装置中，能够实现形成保护管的大筒部的部件与形成插入件的大筒部的部件的共有化。
[0024]作为用于实现所述目的的实用新型的一个方式的燃气轮机具备:以上的任一所述静叶片装置；涡轮转子，其具有与通过所述静叶片装置的所述外侧护罩与所述内侧护罩之间的燃烧气体接触的动叶片；涡轮壳体，其覆盖所述涡轮转子，并且固定有所述静叶片。
[0025]【实用新型效果】
[0026]根据本实用新型的一个方式，能够在抑制腔室温度的高温化并且提高静叶片的耐久性的同时，抑制冷却用的空气的使用量。
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型的一实施方式中的燃气轮机的示意性的剖视图。
[0028]图2为本实用新型的一实施方式中的静叶片的立体图。
[0029]图3为图2的III向视图。
[0030]图4为图2的IV向视图。
[0031]图5为本实用新型的一实施方式中的静叶片的剖视图。
[0032]图6为本实用新型的一实施方式中的插入件的立体图。
[0033]附图标记说明
[0034]10:燃气轮机，11:燃气轮机转子，15:燃气轮机壳体，20:压缩机，21:压缩机转子，25:压缩机壳体，30:燃烧器，40:涡轮，41:涡轮转子，42:转子轴，43:动叶片列，44:动叶片，45:涡轮壳体，46:静叶片列，49:燃烧气体流路，50:静叶片，51:叶片体，52:前缘部，53:后缘部，54:负压面，55:正压面，60:内侧护罩，61:内侧护罩主体，62f:前端面，62b:后端面，63p:正压侧端面，63η:负压侧端面，64:气体通过面，65:内侧面，70:外侧护罩，71:外侧护罩主体，72f:前端面，72b:后端面，73p:正压侧端面，73η:负压侧端面，74:气体通过面，75:外侧面，80:空气通路，80a:第一空气通路，80b:第二空气通路，80c:第三空气通路，81:通路口，82:开口，83:叶片面喷出通路，85:盖，85a:第一盖，85b:第二盖，86a:保护管插通开口，86b:插入件插通开口，87:空气流出开口，100:插入件，101:大筒部，105:一端部，106:另一端部，107:空气入口，108:空气吹出口，111:小筒部，113:管部，114:连接部，115:—端部，116:另一端部，117:空气出口，118:凸缘部，118p:正压面侧凸缘部，118η:负压面侧凸缘部，119:隔离部，119a:第一隔离部，119b:第二隔离部，120:温度计，130:保护管，131:大筒部，132:一端部，133:另一端部，135:小筒部，136:一端部，137:另一端部，Da:轴向，Dau:上游侧，Dad:下游侧，Dc:周向，Dcr:交叉方向，Dr:径向，Dr1:径向内侧，Dro:径向外侧，D1:插通方向，A:空气，Ac:冷却空气，C:腔室，G:燃烧气体，CL:拱弧线
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对本实用新型的一实施