專(zhuān)利名稱(chēng)：冷卻通路用罩以及該罩的制造方法及燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻通路用罩以及該罩的制造方法及采用所述罩的燃?xì)廨啓C(jī)，所 述冷卻通路用罩形成用于供應(yīng)將燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪機(jī)動(dòng)翼冷卻的冷卻空氣的冷卻通路。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)由壓縮機(jī)、燃燒器和渦輪機(jī)構(gòu)成。壓縮機(jī)通過(guò)使從空氣吸入口吸入的空 氣壓縮從而使其成為高溫高壓的壓縮空氣。燃燒器通過(guò)對(duì)壓縮空氣供應(yīng)燃料而使其燃燒從 而形成高溫高壓的燃燒氣體。渦輪機(jī)在殼體內(nèi)交錯(cuò)地配置多個(gè)渦輪機(jī)靜翼以及渦輪機(jī)動(dòng)翼 而構(gòu)成，利用供應(yīng)給排氣通路的燃燒氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)動(dòng)翼，從而例如旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)與發(fā)電機(jī) 連結(jié)的轉(zhuǎn)子。并且，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的燃燒氣體被擴(kuò)散器(diffuser)轉(zhuǎn)換為靜壓并放出到大氣 中。在這樣構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)中，作用于渦輪機(jī)動(dòng)翼的燃燒氣體為高溫，通過(guò)從壓縮機(jī) 將壓縮空氣取出到外部，由外部冷卻器冷卻該空氣而形成冷卻空氣，并將其供應(yīng)給渦輪機(jī) 動(dòng)翼來(lái)進(jìn)行渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻。在將冷卻空氣從外部冷卻器供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼的情況下，設(shè)置冷卻通路。例如，考 慮由如下方式構(gòu)成，在將冷卻空氣從轉(zhuǎn)子的下游側(cè)導(dǎo)入最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路中， 沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸延伸至最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼的盤(pán)(disc)的中心部，從此處向徑外方向延伸 并通到最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼。但是，所述構(gòu)成中，由于冷卻通路從盤(pán)的中心部至最終段渦輪機(jī) 動(dòng)翼在徑向上較長(zhǎng)地延伸，所以使盤(pán)的強(qiáng)度下降，因此不優(yōu)選。因此，為了不使盤(pán)的強(qiáng)度下降，在圖6所示的冷卻通路5中，從盤(pán)35的中心部向徑 外方向延伸的第一通路51開(kāi)通到在盤(pán)35的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔(cavity) 53而形成，并且 與最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a連通且開(kāi)通到所述腔53的第二通路52被形成于固定最終段渦輪 機(jī)動(dòng)翼33a的盤(pán)35上。并且，在盤(pán)35的外周以連通各通路51、52的方式設(shè)置有封住腔53 的筒狀的冷卻通路用罩55。在所述構(gòu)成中，冷卻通路5分為第一通路51和第二通路52，由 于它們分別在徑向上被較短地形成，所以防止盤(pán)35的強(qiáng)度降低。但是，在如圖6所示那樣構(gòu)成冷卻通路5的情況下，以腔53為界，由于渦輪機(jī)的燃 燒氣體流的上游側(cè)(前側(cè))和下游側(cè)(后側(cè))的溫度差大，所以在渦輪機(jī)軸向上在腔53上 產(chǎn)生應(yīng)變。此外，轉(zhuǎn)子4的兩端由軸承支承，在離心力作用下轉(zhuǎn)子4的中央部向渦輪機(jī)徑向 變形，由此在構(gòu)成轉(zhuǎn)子4的盤(pán)35的外周存在的腔53的上游側(cè)和下游側(cè)會(huì)以在渦輪機(jī)軸向 上接近或者分離的方式變形。因此，需要給冷卻通路用罩55設(shè)置吸收這種由溫度差引起的 應(yīng)變或離心力引起的變形的功能。現(xiàn)有公知一種燃?xì)廨啓C(jī)，其為了吸收熱變形引起的伸展量，在向渦輪機(jī)軸向的滑 動(dòng)部分上設(shè)置密封材料(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。由此，如圖6所示，可以假想將冷卻通路 用罩55在渦輪機(jī)軸向上分割為上游側(cè)和下游側(cè)，在其間設(shè)置密封材料551以容許向渦輪機(jī) 軸向的滑動(dòng)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平11-229804號(hào)公報(bào)
但是，在圖6所示的冷卻通路用罩55中，由于設(shè)置密封材料551以容許滑動(dòng)，所以 在滑動(dòng)部分容易產(chǎn)生冷卻空氣泄露，在燃?xì)廨啓C(jī)的下游組合蒸汽產(chǎn)生裝置以及蒸汽渦輪機(jī) 的組合循環(huán)的情況下，其效率下降。而且，由于通過(guò)滑動(dòng)使得密封材料551磨損，所以需要 頻繁地更換該密封材料551，從而渦輪機(jī)的分解、裝配的工作成本增多，并且需要停止燃?xì)?輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于提供一種冷卻通路用罩以及該罩的制造 方法及燃?xì)廨啓C(jī)，可以降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要更換零件而可以長(zhǎng)期使用。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，在本發(fā)明的冷卻通路用罩中，冷卻通路用罩形成用于經(jīng)渦 輪機(jī)的盤(pán)內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路，其特征在于，所述冷卻通路用罩具有筒狀的覆蓋部和柔性部，所述覆蓋部在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在所述盤(pán)的外周呈 環(huán)狀設(shè)置的腔，其中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述第二通路相對(duì)于 所述腔從所述渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻部開(kāi)通，所述柔性部與所述覆蓋部一體形成，容許向所述渦輪機(jī)軸向的彎曲。該冷卻通路用罩通過(guò)柔性部在渦輪機(jī)軸向上彎曲，即使在腔上產(chǎn)生溫度差引起的 應(yīng)變或離心力引起的變形，也可以將其吸收。因此，與現(xiàn)有可想象的冷卻通路用罩相比，可 以降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要如密封材料那樣的更換零件而可以長(zhǎng)期使用。此外，在本發(fā)明的冷卻通路用罩中，其特征在于，所述柔性部是所述覆蓋部的周壁 向徑向外側(cè)鼓出，并且壁厚比所述覆蓋部的壁厚薄而形成的。該冷卻通路用罩由于柔性部向徑向外側(cè)鼓出，所以即使沿轉(zhuǎn)子的軸心插入，柔性 部也不成為妨礙，從而可以進(jìn)行向轉(zhuǎn)子一側(cè)安裝。此外，在本發(fā)明的冷卻通路用罩中，其特征在于，在所述鼓出部分上設(shè)置有排泄 孔。該冷卻通路用罩使由于凝結(jié)而在冷卻通路用罩內(nèi)附著的水滴不積聚在向徑向外 側(cè)鼓出的柔性部上而能夠排出。此外，在本發(fā)明的冷卻通路用罩中，其特征在于，所述柔性部是所述覆蓋部的周壁 向徑向外側(cè)延伸，并且壁厚比所述覆蓋部的壁厚薄而形成的。該冷卻通路用罩，由于覆蓋部的周壁延伸到徑向外側(cè)而形成柔性部，所以由于凝 結(jié)而附著在冷卻通路用罩內(nèi)的水滴不會(huì)積聚在柔性部上。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，在本發(fā)明的冷卻通路用罩的制造方法中，所述冷卻通路用 罩具有筒狀的覆蓋部，所述覆蓋部在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在渦輪 機(jī)的盤(pán)的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔，其中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述 第二通路從固定渦輪機(jī)動(dòng)翼的所述盤(pán)開(kāi)通到所述腔，所述冷卻通路用罩形成用于經(jīng)所述盤(pán) 內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給所述渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路，所述冷卻通路用罩的制造方法的特征在于，包括對(duì)固定在所述盤(pán)側(cè)的固定部進(jìn)行切削加工的工序；
接著，切削加工筒狀的內(nèi)周面，以在所述覆蓋部上一體形成允許向渦輪機(jī)軸向的 彎曲的柔性部的工序；接著，將所述固定部固定在規(guī)定的夾具上的工序；以及，接著，切削加工筒狀的外周面的工序。該冷卻通路用罩的制造方法，可以制造本發(fā)明的冷卻通路用罩。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，在本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)中，通過(guò)燃燒器將燃料供應(yīng)給由壓縮 機(jī)壓縮的壓縮空氣而使其燃燒，將燃燒氣體供應(yīng)給渦輪機(jī)從而得到動(dòng)力，其特征在于，
所述燃?xì)廨啓C(jī)具有冷卻通路用罩，在所述冷卻通路用罩形成用于經(jīng)所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪 機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路的方式下，所述冷卻通路用罩具有筒狀的覆蓋部，其在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在所述渦輪機(jī) 的盤(pán)的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔，其中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述第 二通路相對(duì)于所述腔從所述渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻部開(kāi)通，以及柔性部，所述柔性部與所述覆蓋部一體形成，容許向所述渦輪機(jī)軸向的彎曲。該燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)冷卻通路用罩的柔性部在渦輪機(jī)軸向上彎曲，即使在腔上產(chǎn)生溫 度差引起的應(yīng)變或離心力引起的變形，也可以將其吸收。因此，與現(xiàn)有可以想象的冷卻通路 用罩相比，降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要如密封材料那樣的更換零件而可以長(zhǎng)期使用。進(jìn)而，在本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)中，其特征在于，從燃?xì)廨啓C(jī)的下游側(cè)的渦輪機(jī)軸端經(jīng) 所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼。該燃?xì)廨啓C(jī)，不使用供應(yīng)給除最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼之外的高壓抽氣氣體，可以將低 壓抽氣氣體另外供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼。利用從轉(zhuǎn)子的下游側(cè)導(dǎo)入的冷卻空氣可靠地冷 卻最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼，并且可以提高燃?xì)廨啓C(jī)整體的效率。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在用于經(jīng)渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通 路中，降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要更換零件而可以長(zhǎng)期使用。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)的概略構(gòu)成圖；圖2是圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)的冷卻通路的概略構(gòu)成圖；圖3是形成圖2所示的冷卻通路的冷卻通路用罩的概略構(gòu)成圖；圖4是冷卻通路用罩的制造工序的概略圖；圖5是其他構(gòu)成的冷卻通路用罩的概略構(gòu)成圖；圖6是現(xiàn)有可想象的冷卻通路用罩的概略構(gòu)成圖。圖中1-壓縮機(jī)；2-燃燒器；3-渦輪機(jī)；31-渦輪機(jī)殼體；32-渦輪機(jī)靜翼；33-渦輪機(jī)動(dòng) 翼；33a-最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼；34-排氣室；34a-排氣擴(kuò)散器；35-盤(pán)；4-轉(zhuǎn)子；4a_平坦面； 4b-平坦面；4c-凹部；4'-夾具；41、42_軸承部；5-冷卻通路；51-第一通路；52-第二通 路；53-腔；54,54'-冷卻通路用罩；541-覆蓋部；542a-排泄孔；542-柔性部；543-固定 部；543a-平坦面；543b-卡合部；543c-螺栓；543d-螺栓孔；R-軸心。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的冷卻通路用罩以及冷卻通路用罩的制造方法及 燃?xì)廨啓C(jī)的適當(dāng)實(shí)施例。并且，本發(fā)明不限定于該實(shí)施例。圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)的概略構(gòu)成圖，圖2是圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)的 冷卻通路的概略構(gòu)成圖，圖3是形成圖2所示的冷卻通路的冷卻通路用罩的概略構(gòu)成圖。燃?xì)廨啓C(jī)，如圖1所示，由壓縮機(jī)1、燃燒器2和渦輪機(jī)3構(gòu)成。此外，在壓縮機(jī)1、 燃燒器2以及渦輪機(jī)3的中心部貫通配置轉(zhuǎn)子4。壓縮機(jī)1、燃燒器2以及渦輪機(jī)3沿轉(zhuǎn)子 4的軸心R從空氣或者燃燒氣體流的上游側(cè)(前側(cè))朝向下游側(cè)(后側(cè))依次并列設(shè)置。 并且，在以下的說(shuō)明中，所謂軸向?yàn)榕c軸心R平行的方向，所謂圓周方向?yàn)橐暂S心R為中心 的圓周方向，所謂徑向?yàn)榕c軸心R正交的方向。壓縮機(jī)1對(duì)空氣進(jìn)行壓縮而形成壓縮空氣。壓縮機(jī)1在具有吸入空氣的空氣吸入 口 11的壓縮機(jī)殼體12內(nèi)設(shè)置有壓縮機(jī)靜翼13以及壓縮機(jī)動(dòng)翼14。壓縮機(jī)靜翼13安裝在 壓縮機(jī)殼體12側(cè)并在圓周方向上并列設(shè)置有多個(gè)壓縮機(jī)靜翼13。此外，壓縮機(jī)動(dòng)翼14安 裝在壓縮機(jī)盤(pán)上并在圓周方向上并列設(shè)置有多個(gè)壓縮機(jī)動(dòng)翼14。這些壓縮機(jī)靜翼13和壓 縮機(jī)動(dòng)翼14沿軸向交替設(shè)置。燃燒器2通過(guò)對(duì)由壓縮機(jī)1壓縮的壓縮空氣供應(yīng)燃料，產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。 燃燒器2具有內(nèi)筒21、尾筒22及外筒23作為燃燒筒，內(nèi)筒21使壓縮空氣和燃料混合并使 其燃燒，尾筒22從內(nèi)筒21將燃燒氣體導(dǎo)向渦輪機(jī)3，外筒23覆蓋內(nèi)筒21的外周，將來(lái)自壓 縮機(jī)1的壓縮空氣導(dǎo)向內(nèi)筒21。相對(duì)于燃燒器殼體24在圓周方向上并列設(shè)置有多個(gè)(例 如16個(gè))該燃燒器2。渦輪機(jī)3利用由燃燒器2燃燒的燃燒氣體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。渦輪機(jī)3在渦輪機(jī)殼體 31內(nèi)設(shè)置有渦輪機(jī)靜翼32以及渦輪機(jī)動(dòng)翼33。渦輪機(jī)靜翼32安裝在渦輪機(jī)殼體31側(cè)并 在圓周方向上并列設(shè)置有多個(gè)渦輪機(jī)靜翼32。此外，渦輪機(jī)動(dòng)翼33被固定在以轉(zhuǎn)子4的軸 心R為中心的圓盤(pán)狀的盤(pán)35的外周并在圓周方向上并列設(shè)置有多個(gè)渦輪機(jī)動(dòng)翼33。這些 渦輪機(jī)靜翼32和渦輪機(jī)動(dòng)翼33沿軸向被多個(gè)交替設(shè)置。此外，在渦輪機(jī)殼體31的后側(cè)設(shè) 置有排氣室34，排氣室34具有與渦輪機(jī)3連續(xù)的排氣擴(kuò)散器34a。并且，渦輪機(jī)動(dòng)翼33沿軸向被多段(在本實(shí)施例中為4段)設(shè)置。并且，每個(gè)段 的盤(pán)35由螺栓(未圖示)固定，由此構(gòu)成轉(zhuǎn)子4的一部分。此外，在燃燒氣體流的下游側(cè) 即最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a中，該盤(pán)35向下游側(cè)延伸從而構(gòu)成轉(zhuǎn)子4的一部分(參照?qǐng)D2)。轉(zhuǎn)子4是將多個(gè)盤(pán)35以呈同心的方式重疊并通過(guò)主軸(spindle)螺栓56結(jié)合而 構(gòu)成。此外，轉(zhuǎn)子4的壓縮機(jī)1側(cè)的端部由軸承部41支承，排氣室34側(cè)的端部由軸承部42 支承，并且轉(zhuǎn)子4被設(shè)置成以軸心R為中心旋轉(zhuǎn)自如。并且，在轉(zhuǎn)子4的排氣室34側(cè)的端 部連結(jié)發(fā)電機(jī)(未圖示)的驅(qū)動(dòng)軸。這樣的燃?xì)廨啓C(jī)使從壓縮機(jī)1的空氣吸入口 11吸入的空氣通過(guò)多個(gè)壓縮機(jī)靜翼 13和壓縮機(jī)動(dòng)翼14并進(jìn)行壓縮，由此成為高溫高壓的壓縮空氣。對(duì)該壓縮空氣從燃燒器 2供應(yīng)燃料，由此產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣體。并且，該燃燒氣體通過(guò)渦輪機(jī)3的渦輪機(jī)靜翼 32和渦輪機(jī)動(dòng)翼33，由此驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)，通過(guò)給連結(jié)于該轉(zhuǎn)子4的發(fā)電機(jī)施加旋轉(zhuǎn)動(dòng)力 來(lái)進(jìn)行發(fā)電。并且，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)后的排氣氣體被排氣室34的排氣擴(kuò)散器34a轉(zhuǎn)換為靜壓，之后排出到大氣中。在這樣構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)中，由于作用于渦輪機(jī)動(dòng)翼33的燃燒氣體為高溫，所以在 燃?xì)廨啓C(jī)中，從壓縮機(jī)1將壓縮空氣取出到外部，該空氣由外部冷卻器(未圖示)冷卻而成 為冷卻空氣，將其供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼33，由此進(jìn)行渦輪機(jī)動(dòng)翼33的冷卻。但是，在公知的燃?xì)廨啓C(jī)中，在渦輪機(jī)的下游側(cè)的最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a中，通過(guò) 燃燒氣體的膨脹，該燃燒氣體的溫度下降至700°C，所以不進(jìn)行最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的冷 卻。但是，近年來(lái)，由于伴隨于燃?xì)廨啓C(jī)高效率化的高溫化，最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a也需要 冷卻。此外，在冷卻最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的情況下，在該最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的附近，由 于燃燒氣體膨脹使得壓力下降，所以從壓縮機(jī)1的中途部將同等壓力的空氣取出到外部， 并通過(guò)外部冷卻器(未圖示)形成冷卻空氣而供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a。將冷卻空氣從外部冷卻器(未圖示)供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的冷卻通路5 為這樣一種構(gòu)成從渦輪機(jī)的下游側(cè)(后側(cè))的渦輪機(jī)軸端經(jīng)轉(zhuǎn)子4將冷卻空氣供應(yīng)給最 終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a。該冷卻通路5，如圖2所示，從盤(pán)35的中心部向徑外方向(放射方 向)延伸的多個(gè)第一通路51開(kāi)通到沿盤(pán)35外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔53而形成。進(jìn)而，冷卻通 路5形成為，相對(duì)于腔53從各最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的冷卻部(用于冷卻最終段動(dòng)翼33a 的空間)開(kāi)通的多個(gè)第二通路52在固定最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a的盤(pán)35上向徑向(放射方 向)延伸形成。此外，在冷卻通路5上以連通各通路51、52的方式設(shè)有從盤(pán)35的外周封住 腔53的筒狀的冷卻通路用罩54。如圖3所示，冷卻通路用罩54具有覆蓋部541和柔性部542。覆蓋部541覆蓋腔 53的開(kāi)口，并且沿盤(pán)35的外周呈筒狀形成。此外，在覆蓋部541上設(shè)有用于將冷卻通路用罩54固定在盤(pán)35側(cè)的固定部543。 固定部543設(shè)置在覆蓋部541的筒狀的前端側(cè)和后端側(cè)，并設(shè)有分別與在盤(pán)35側(cè)朝向后方 的平坦面4a配合的平坦面543a。此外，固定部543設(shè)置有相對(duì)于盤(pán)35側(cè)在徑向卡合的卡 合部543b。前側(cè)的卡合部543b作為與朝向盤(pán)35側(cè)的徑向軸心側(cè)的平坦面4b配合的平坦 面而形成，后側(cè)的卡合部543b作為與在盤(pán)35側(cè)的平坦面4a上設(shè)置的凹部4c嵌合的突起而 形成。并且，固定部543的各平坦面543a與盤(pán)35側(cè)的平坦面4a配合，并且各卡合部543b 卡合于轉(zhuǎn)子4側(cè)的狀態(tài)下，通過(guò)螺栓543c將覆蓋部541的筒狀的前端側(cè)以及后端側(cè)固定在 盤(pán)35側(cè)。柔性部542與覆蓋部541 —體形成。該柔性部542是覆蓋部541的周壁向徑向外 側(cè)(從軸心R離開(kāi)的方向)鼓出并沿筒狀的圓周方向設(shè)置，并且壁厚形成得比覆蓋部541 的壁厚薄。即，柔性部542為膜板(diaphragm)構(gòu)造，被設(shè)置為可在軸向上彎曲。該柔性部 542的設(shè)置部位比固定覆蓋部541后側(cè)的固定部543的盤(pán)35側(cè)的部位更靠近徑向外側(cè)。此 外，在柔性部542的鼓出部分上設(shè)置有排泄孔542a。在柔性部542的圓周方向上設(shè)有多個(gè) (例如，4個(gè))該排泄孔542a。在所述的構(gòu)成中，冷卻通路5被分為第一通路51和第二通路52，由于各自在徑向 上被較短地形成，所以可以防止盤(pán)35的強(qiáng)度降低。在此，在圖2以及3所示那樣構(gòu)成的冷 卻通路5中，以腔53為界，渦輪機(jī)中燃燒氣體流的上游側(cè)(前側(cè))和下游側(cè)(后側(cè))的溫 度差大，因此在渦輪機(jī)軸向上在腔53上產(chǎn)生應(yīng)變。此外，轉(zhuǎn)子4的兩端由軸承部41、42支 承，在離心力作用下轉(zhuǎn)子4的中央部在徑向上變形，由此，在盤(pán)35的外周存在的腔53的上游側(cè)和下游側(cè)會(huì)以在渦輪機(jī)軸向上接近或者分離的方式變形。這一點(diǎn)，根據(jù)上述構(gòu)成的冷卻通路用罩54以及燃?xì)廨啓C(jī)，通過(guò)柔性部542在渦輪 機(jī)軸向上彎曲，由此即使在腔53上產(chǎn)生溫度差引起的應(yīng)變或離心力引起的變形，也可以將 其吸收。因此，與圖6所示的冷卻通路用罩55相比，降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要如密 封材料551那樣的更換零件而可以長(zhǎng)期使用。例如，在圖6所示的冷卻通路用罩55中，相對(duì) 于存在0. 013%的冷卻空氣的泄漏，在上述構(gòu)成的冷卻通路用罩54中，只有0. 003%的冷卻 空氣的泄漏，通過(guò)將冷卻空氣的泄漏抑制0. 010個(gè)百分點(diǎn)，從而可以提高組合循環(huán)的效率。此外，柔性部542被設(shè)計(jì)成與覆蓋部541的后側(cè)的固定部543被固定的盤(pán)35側(cè) 的部位相比更靠徑向外側(cè)，并且向徑向外側(cè)鼓出而形成。由此，當(dāng)將冷卻通路用罩54安裝 在盤(pán)35上時(shí)，即使從盤(pán)35的后側(cè)沿盤(pán)35的軸心R插入，柔性部542也不成為妨礙，并且可 以通過(guò)螺栓543c從盤(pán)35的后側(cè)進(jìn)行固定，可以容易進(jìn)行冷卻通路用罩54的安裝。并且，冷卻通路用罩54的內(nèi)周面被冷卻空氣冷卻，通過(guò)凝結(jié)使得冷卻空氣內(nèi)的水 蒸氣變?yōu)樗味街２⑶?，水滴積聚在柔性部542的鼓出部分。關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施例 中，由于在柔性部542的鼓出部分上設(shè)置排泄孔542a，所以可以將在冷卻通路用罩54的內(nèi) 周面附著的水滴從排泄孔542a排出。進(jìn)而，在上述的燃?xì)廨啓C(jī)中，從燃?xì)廨啓C(jī)的下游側(cè)的渦輪機(jī)軸端經(jīng)轉(zhuǎn)子4內(nèi)部將 冷卻空氣供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a。根據(jù)所述構(gòu)成，不使用被供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼 33a之外的高壓抽氣氣體，可以將低壓抽氣氣體另外供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a。利用從 轉(zhuǎn)子4的下游側(cè)導(dǎo)入的冷卻空氣可靠地冷卻最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼33a，并且可以提高燃?xì)廨?機(jī)整體的效率。圖4是冷卻通路用罩的制造工序的概略圖。并且，在圖4中表示筒狀的冷卻通路 用罩54的局部截面。首先，將由鍛造坯料形成的基材制成大致的筒狀，然后在其上切削加 工固定在盤(pán)35側(cè)的固定部543。固定部543除上述的平坦面543a以及卡合部543b之外， 還切削加工螺栓543c貫穿的螺栓孔543d(參照?qǐng)D4(a))。接著，切削加工筒狀的內(nèi)周面。在此，以一邊以軸心R(未圖示)為中心使基材旋 轉(zhuǎn)一邊在覆蓋部541上一體形成柔性部542的方式，切削加工覆蓋部541以及柔性部542 的內(nèi)周面(參照?qǐng)D4(b))。接著，由螺栓543c將固定部543固定在規(guī)定的夾具4'上。這里的夾具4'可以 為制造冷卻通路用罩專(zhuān)用的夾具，或者也可以為安裝冷卻通路用罩54的盤(pán)35本身(參照 圖 4(c))。接著，切削加工筒狀的外周面。在此，一邊以軸心R(未圖示)為中心使夾具4'旋 轉(zhuǎn)一邊切削加工覆蓋部541以及柔性部542的外周面(參照?qǐng)D4(d))。并且，在圖中未明示，但是在最后，切削加工排泄孔542a，由此制造冷卻通路用罩 54。根據(jù)所述的制造方法，可以制造上述的冷卻通路用罩54，尤其可以通過(guò)從鼓出的 內(nèi)周面首先切削加工柔性部542的薄壁部分，從而精度良好地制造。圖5是其他構(gòu)成的冷卻通路用罩的概略構(gòu)成圖。如圖5所示，其他的構(gòu)成的冷卻 通路用罩54'與圖3所示的冷卻通路用罩54在柔性部的構(gòu)成上不同。該柔性部542'在 覆蓋部541的前端側(cè)，在與盤(pán)35側(cè)非接觸的狀態(tài)下覆蓋部541的周壁向徑向外側(cè)延伸，并
8且壁厚形成得比覆蓋部541的壁厚薄。S卩，柔性部542'為波紋(bellows)構(gòu)造，被設(shè)計(jì)成 可在渦輪機(jī)軸向上彎曲。根據(jù)所述構(gòu)成的冷卻通路用罩54'以及燃?xì)廨啓C(jī)，通過(guò)柔性部542'在渦輪機(jī)軸 向上彎曲，即使在腔53上存在溫度差引起的應(yīng)變或離心力引起的變形，也將其吸收。因此， 與圖6所示的冷卻通路用罩55相比，降低冷卻空氣的泄漏，并且不需要密封材料551那樣 的更換零件而可以長(zhǎng)期使用。此外，由于不是如圖3所示的柔性部542那樣向徑向外側(cè)鼓 出的構(gòu)成，所以不會(huì)積聚凝結(jié)引起的水滴。因此，不需要排泄孔542a，也可以防止設(shè)置了排 泄孔542a所引起的微小的冷卻空氣的泄漏。根據(jù)冷卻空氣的性狀也可以應(yīng)用這種方式的 冷卻通路用罩54'。(工業(yè)上的可利用性)如以上那樣，本發(fā)明的冷卻通路用罩以及該罩的制造方法及燃?xì)廨啓C(jī)，在用于經(jīng) 渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路中，適合于降低冷卻空氣的泄 漏，并且不需要更換零件而可長(zhǎng)期使用。
權(quán)利要求
一種冷卻通路用罩，其形成用于經(jīng)渦輪機(jī)的盤(pán)內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路，其特征在于，所述冷卻通路用罩具有筒狀的覆蓋部和柔性部，所述覆蓋部在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在所述盤(pán)的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔，其中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述第二通路相對(duì)于所述腔從所述渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻部開(kāi)通，所述柔性部與所述覆蓋部一體形成，容許向所述渦輪機(jī)軸向的彎曲。
2.如權(quán)利要求1所述的冷卻通路用罩，其特征在于，所述柔性部是所述覆蓋部的周壁向徑向外側(cè)鼓出，并且壁厚比所述覆蓋部的壁厚薄而 形成的。
3.如權(quán)利要求2所述的冷卻通路用罩，其特征在于， 在所述鼓出部分設(shè)置有排泄孔。
4.如權(quán)利要求1所述的冷卻通路用罩，其特征在于，所述柔性部是所述覆蓋部的周壁向徑向外側(cè)延伸，并且壁厚比所述覆蓋部的壁厚薄而 形成的。
5.一種冷卻通路用罩的制造方法，所述冷卻通路用罩具有筒狀的覆蓋部，所述覆蓋部 在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在渦輪機(jī)的盤(pán)的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔，其 中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述第二通路從固定渦輪機(jī)動(dòng)翼的所述 盤(pán)開(kāi)通到所述腔，所述冷卻通路用罩形成用于經(jīng)所述盤(pán)內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給所述渦輪機(jī) 動(dòng)翼的冷卻通路，所述冷卻通路用罩的制造方法的特征在于， 包括對(duì)固定在所述盤(pán)側(cè)的固定部進(jìn)行切削加工的工序；接著，切削加工筒狀的內(nèi)周面，以在所述覆蓋部上一體形成允許向渦輪機(jī)軸向的彎曲 的柔性部的工序；接著，將所述固定部固定在規(guī)定的夾具上的工序；以及， 接著，切削加工筒狀的外周面的工序。
6.一種燃?xì)廨啓C(jī)，通過(guò)燃燒器將燃料供應(yīng)給由壓縮機(jī)壓縮的壓縮空氣而使其燃燒，將 燃燒氣體供應(yīng)給渦輪機(jī)從而得到動(dòng)力，其特征在于，所述燃?xì)廨啓C(jī)具有冷卻通路用罩，在所述冷卻通路用罩形成用于經(jīng)所述渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給渦輪機(jī)動(dòng) 翼的冷卻通路的方式下，所述冷卻通路用罩具有筒狀的覆蓋部，其在互相連通第一通路以及第二通路的方式下封住在所述渦輪機(jī)的盤(pán) 的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔，其中所述第一通路相對(duì)于所述腔從所述盤(pán)內(nèi)部開(kāi)通，所述第二通 路相對(duì)于所述腔從所述渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻部開(kāi)通，以及柔性部，所述柔性部與所述覆蓋部一體形成，容許向所述渦輪機(jī)軸向的彎曲。
7.如權(quán)利要求6所述的燃?xì)廨啓C(jī)，其特征在于，從燃?xì)廨啓C(jī)的下游側(cè)的渦輪機(jī)軸端經(jīng)所述轉(zhuǎn)子內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼。
全文摘要
提供一種冷卻通路用罩(54)，其形成用于經(jīng)渦輪機(jī)的盤(pán)(35)內(nèi)部將冷卻空氣供應(yīng)給最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路(5)，并且具有筒狀的覆蓋部(541)，其在互相連通第一通路(51)以及第二通路(52)的方式下封住腔(53)，所述第一通路(51)相對(duì)于在盤(pán)(35)的外周呈環(huán)狀設(shè)置的腔(53)從盤(pán)(35)內(nèi)部開(kāi)通，所述第二通路(52)相對(duì)于腔(53)從最終段渦輪機(jī)動(dòng)翼的冷卻通路開(kāi)通；以及柔性部(542)，其與覆蓋部(541)一體形成，容許向渦輪機(jī)軸向的彎曲。
文檔編號(hào)F02C7/00GK101970802SQ20098010894
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者橋本真也, 荒瀨謙一 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社