[发明专利]轴流式涡轮压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有以旋转轴线为中心设置的环形的压缩机通道的轴流式涡轮压缩机，所述压缩机通道在径向外侧由通道壁定界并且在所述压缩机通道中可组装成环的动叶片设置成可围绕转动轴线转动地支承，其中动叶片的端部自由的尖部分别在形成间隙的情况下对置于通道壁并且通道壁在尖部的轴向部段中至少部分地具有壁结构部（还已知为机匣处理部），并且其中在通道壁中设有抽气通道的抽气口，用于抽取在压缩机通道中流动的介质。

背景技术

例如从GB 2158879A中已知前面所描述的装置。机匣处理部设置在位于上游的动叶片排上方的壳体侧的通道壁上，并且用于抽取空气的抽气部位安置在置于所述抽气部位下游的动叶片排上。此外，在抽气通道中设有阀，以便依据运行状态来抽取不同量的压缩机空气。两种措施实现一定程度地调节用于高压缩比的压缩机的运行，而在此没有出现如喘振或者分离现象（Surge）的不期望的压缩机现象。然而，缺点为，前述的扩展方案对于燃气轮机的部分负荷运行证实为是不足够的。

发明内容

因此，本发明的目的为，提供一种轴流式涡轮压缩机，其中通过更有效地避免不期望的压缩机现象来进一步改进运行范围。

本发明的其他的目的为，提供一种具有根据本发明的轴流式涡轮压缩机的燃气轮机，所述燃气轮机尤其在部分负载运行时避免了不允许地高的排放。

本发明所基于的目的借助一种轴流式涡轮压缩机来实现。有利的改进形式和扩展方案在下文中说明。

根据本发明提出，将抽气口安置在壁结构部中。因此，不仅提出在轴流式涡轮压缩机之内同时地应用机匣处理部和对压缩机空气的进行抽取，而且还局部地，即在轴流式涡轮压缩机的单个的动叶片排的区域中进行所述组合。因此，能够避免压缩空气的阻塞和因此在后续的压缩机级中的在空气动力学方面不利地高的压缩比，这尽可能地避免了不期望的压缩机现象的形成。通过根据本发明的组合，能够尤其简单地并且根据运行状态来匹配所涉及的压缩机级的喘振极限。在静止的燃气轮机中使用轴流式涡轮压缩机时，这实现尤其低的部分负载运行，而没有在此超过排放极限。在应用在燃气轮机中时，能够特别是通过抽取压缩机空气将对于部分负载而言相对少的空气量导入到燃烧室中，由此最小化CO排放。因此，目的明确地将空气从压缩机中抽出，使得没有出现如能够在传统的排气阀中出现的不希望的流体动力学效应。此外，在机匣处理部中设有的空气抽取还辅助壁结构部本身的作用，使得机匣处理部与在其中没有安置有抽气口的机匣处理部相比能够更加节约空间地构成。

根据有利的第一改进形式，壁结构部的大小和/或形状能够改变，并且由此能够至少部分地露出抽气口。所述扩展方案以简单的结构实现轴流式涡轮压缩机的总共三种运行状态：

1.轴流式涡轮压缩机在没有机匣处理部和没有抽取压缩机空气的情况下运行，优选在全负载的情况下运行，

2.轴流式涡轮压缩机仅借助机匣处理部运行，但是此外没有抽取压缩机空气，优选在高的部分负载的情况下运行，和

3.轴流式涡轮压缩机在同时抽取压缩机空气的情况下借助机匣处理部运行，优选在低的部分负载的情况下运行。

因此，在大小和形状方面可调整的机匣处理部不仅仅起到调整壁结构部的作用，而同时还用作用于接通或者断开压缩机空气抽气的调整机构。这还实现了尤其节约空间的结构。

当借助于移动的插入件能改变壁结构部的大小和/或形状并且将抽气口安置在容纳插入件的凹槽的侧壁中时，能够在结构上尤其简单地实现前述扩展方案。插入件能够构成为能沿着凹槽移动的栓塞。根据栓塞的位置完全地封闭凹槽（对于第一运行状态），借助继续封闭的抽气口仅部分地封闭凹槽（对于第二运行状态）或者打开凹槽以及抽气口（对于第三运行状态）。就此而言，以简单和可靠的方式能够单独地通过沿着栓塞的容纳所述栓塞的凹槽移动所述栓塞在前述的三种运行状态之间来回切换。

适宜地，抽气通道能在流动出口侧与排放空气系统和/或冷却空气系统连接。

同样适宜的是，每个动叶片环设有多个抽气口。在该情况下，在轴流式涡轮压缩机的圆周上来看，从所述压缩机通道均匀地抽取在压缩机通道中流动的介质，所述介质大多为空气。尤其有利的是，燃气轮机具有之前所描述的结构方式的根据本发明的轴流式涡轮压缩机，由此燃气轮机能够尤其低排放地在低的部分负载情况下运行。

附图说明

根据附图中的优选的实施例详细地阐明本发明的其他的优点、特征和特性。通过根据本发明的所示出的装置的特征的有利的组合得到适当的扩展方案。其示出：