[发明专利]透平动叶片叶尖间隙控制装置及包含其的燃气轮机

说明书

本发明的透平动叶片叶尖间隙控制装置包括：透平壳体，引导燃烧气体流动；致动环，能够旋转地安装于所述透平壳体的外侧；多个透平动叶片，能够旋转地安装于所述透平壳体内部；多个环形片块，安装成围绕所述多个透平动叶片的前端部并且和该前端部之间具有预设间隙；多个旋转轴，一端部连接到所述多个环形片块，另一端部则沿半径方向延伸到所述透平壳体的外部；连杆件，凭借所述致动环的圆周方向旋转运动而使所述旋转轴旋转；及推顶件，设于所述旋转轴的内侧端部，凭借所述旋转轴的旋转而使所述环形片块往半径方向内侧移动。

技术领域

本发明揭示一种透平动叶片叶尖间隙控制装置及包含其的燃气轮机。

背景技术

轮机是一种利用蒸汽、气体之类的压缩性流体的流动以冲击力或反动力获得旋转力的机械装置，有利用蒸汽的蒸汽轮机及利用高温燃气的燃气轮机等。

燃气轮机主要包括压气机、燃烧室及透平。所述压气机具备导入空气的空气导入口，压气机外壳内以交替方式配置了多个压气机静叶片与压气机动叶片。

燃烧室对所述压气机所压缩的压缩空气供应燃料并且利用燃烧装置点火而生成高温高压燃烧气体。

透平在透平外壳内交替配置了多个透平静叶片与透平动叶片。而且，以贯穿压气机、燃烧室、透平及排气室的中心部的方式配置了转子。

转子被轴承支持两端部而得以旋转。而且，转子上固定有多个轮盘而得以连接各个动叶片的同时还在排气室侧的端部连接发电机等的驱动轴。

该燃气轮机由于没有诸如四冲程内燃机的活塞之类的往复运动机构而不具备活塞-气缸之类的相互摩擦部位因而使得润滑油的消耗极少，从而大幅减少了往复运动特征之一的振幅，具有得以进行高速运动的优点。

下面简单说明燃气轮机的运行。压气机所压缩的空气和燃料混合后燃烧而产生高温燃烧气体，如此产生的燃烧气体则喷射到透平侧。喷射的燃烧气体在通过所述透平静叶片及透平动叶片时产生旋转力，由此使所述转子旋转。

此时，透平壳体与动叶片之间形成有由叶尖间隙(Tip clearance)定义的间隙。叶尖间隙增大到一定程度以上时，不做工而在透平壳体与动叶片之间泄漏的燃烧气体量增加，使得燃气轮机整体效率下降。与此相反，叶尖间隙减小到一定程度以下时，会发生动叶片刮擦透平壳体内墙的问题。因此，将透平的叶尖间隙调节在一定程度是和提升燃气轮机性能有密切关系的。

现有技术文献

专利文献

注册专利公报第10-1957590号

发明内容

本发明的目的是提供一种透平动叶片叶尖间隙控制装置及包含其的燃气轮机，其通过使安装在透平壳体外部的致动环旋转而使沿着圆周方向配置于透平壳体内的多个环形片块一次性地全体移动，从而能够控制多个透平动叶片全体的叶尖间隙。

为了达到所述目的，本发明的透平动叶片叶尖间隙控制装置包括：透平壳体，引导燃烧气体流动；致动环，能够旋转地安装于所述透平壳体的外侧；多个透平动叶片，能够旋转地安装于所述透平壳体内部；多个环形片块，安装成围绕所述多个透平动叶片的前端部并且和该前端部之间具有预设间隙；多个旋转轴，一端部连接到所述多个环形片块，另一端部则沿半径方向延伸到所述透平壳体的外部；连杆件，凭借所述致动环的圆周方向旋转运动而使所述旋转轴旋转；及推顶件，设于所述旋转轴的内侧端部，凭借所述旋转轴的旋转而使所述环形片块往半径方向内侧移动。

所述致动环可以凭借安装在所述透平壳体外侧的致动器而在预设角度范围进行正转和反转。

所述连杆件可以在所述致动环与所述多个旋转轴外侧端之间以对所述旋转轴及致动环呈偏心的方式连接。

在所述旋转轴的外侧端可设有偏心件，该偏心件和所述旋转轴以一起旋转的方式结合，并且沿垂直于所述旋转轴的方向延伸并且在端部以能够旋转的方式连接所述连杆件。