本發(fā)明涉及一種燃?xì)鉁u輪機(jī)的冷卻裝置、具備該冷卻裝置的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備、冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。本發(fā)明依據(jù)2014年5月22日向日本提出申請的日本專利特愿2014-106265號，主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用在此作為參考。

背景技術(shù)：

燃?xì)鉁u輪機(jī)具備：壓縮機(jī)，其壓縮空氣生成壓縮空氣；燃燒器，其使燃料在該壓縮空氣中燃燒生成燃燒氣體；以及，渦輪機(jī)，其利用燃燒氣體驅(qū)動。壓縮機(jī)具有：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子，其以軸線為中心旋轉(zhuǎn)；以及，壓縮機(jī)缸體，其以可旋轉(zhuǎn)方式覆蓋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子。渦輪機(jī)具有：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其以軸線為中心旋轉(zhuǎn)；以及，渦輪機(jī)缸體，其以可旋轉(zhuǎn)方式覆蓋渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的動葉片徑向外側(cè)端和渦輪機(jī)缸體的內(nèi)周面之間需有規(guī)定的間隙(以下將該間隙稱為葉尖間隙)。從渦輪機(jī)效率出發(fā)，優(yōu)選該葉尖間隙盡可能的小。

但是，燃?xì)鉁u輪機(jī)停止后，相對于暴露在外部空氣中的渦輪機(jī)缸體，配置在渦輪機(jī)缸體內(nèi)的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度很難下降。因此，燃?xì)鉁u輪機(jī)停止后，相對于渦輪機(jī)缸體單位時間的熱膨脹量的減少量，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子單位時間的熱膨脹量的減少量較少。從而，燃?xì)鉁u輪機(jī)停止后，葉尖間隙暫時變窄。如果在該狀態(tài)下起動燃?xì)鉁u輪機(jī)，受到作用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的離心力影響，動葉片徑向外側(cè)端的位置向徑向外側(cè)發(fā)生位移，因此，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的動葉片和渦輪機(jī)缸體的內(nèi)周面可能會發(fā)生接觸。

因此，以下專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，在燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時，通過鼓風(fēng)機(jī)升壓從燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體抽出的空氣并將該空氣輸送至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)來冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，通過如此冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，擴(kuò)大燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時的葉尖間隙，避免渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的動葉片和渦輪機(jī)缸體的內(nèi)周面發(fā)生接觸。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開平11-050809號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，雖然在燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時對渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻，但從開始冷卻到葉尖間隙擴(kuò)大為止存在時間差，因此可能導(dǎo)致葉尖接觸。

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可在燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時確保葉尖間隙的技術(shù)。

技術(shù)方案

作為解決所述問題的本發(fā)明一方式的冷卻裝置具有可相對于燃?xì)鉁u輪機(jī)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，并且具備：

高溫部件冷卻系統(tǒng)，其將所述燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體內(nèi)的空氣從所述缸體抽出后通過所述壓縮機(jī)升壓，并將所述空氣導(dǎo)至構(gòu)成所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的部件中與燃燒氣體接觸的高溫部件；轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，其從所述缸體抽出所述缸體內(nèi)的空氣，并將所述空氣導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的轉(zhuǎn)子；連結(jié)系統(tǒng)，其在停止向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，將通過所述壓縮機(jī)升壓的所述空氣導(dǎo)至所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)。

該冷卻裝置中，向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可通過高溫部件冷卻系統(tǒng)，用從缸體內(nèi)抽出的空氣冷卻高溫部件。此外，該冷卻裝置中，向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可通過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，用從缸體內(nèi)抽出的空氣冷卻轉(zhuǎn)子。而且，該冷卻裝置中，即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，也可將通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣經(jīng)過連結(jié)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)輸送至轉(zhuǎn)子。由此，該冷卻裝置中，即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間也可冷卻轉(zhuǎn)子。

此處，所述冷卻裝置中，所述高溫部件冷卻系統(tǒng)設(shè)有所述壓縮機(jī)，也可以具有高溫部件冷卻用管線，其從所述缸體抽出所述缸體內(nèi)的空氣并將所述空氣導(dǎo)至所述高溫部件；所述連結(jié)系統(tǒng)也可以具有：連結(jié)管線，其在所述高溫部件冷卻用管線中連接至比所述壓縮機(jī)的設(shè)置位置更靠近所述高溫部件側(cè)的位置，并將通過所述壓縮機(jī)升壓后的所述空氣導(dǎo)至所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)；連結(jié)控制閥，其設(shè)在所述連結(jié)管線上；以及控制裝置，其在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間關(guān)閉所述連結(jié)控制閥，在停止供給燃料期間打開所述連結(jié)控制閥。

該冷卻裝置中，向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，連結(jié)控制閥關(guān)閉，因此，通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣不流經(jīng)連結(jié)管線，而僅流至高溫部件冷卻用管線。從而，該冷卻裝置中，在向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可將通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣有效地輸送至高溫部件。

此外，具有所述控制裝置的所述冷卻裝置中，所述高溫部件冷卻系統(tǒng)在所述高溫部件冷卻用管線中具有高溫部件冷卻控制閥，其設(shè)在比所述連結(jié)管線連接的位置更靠近所述高溫部件側(cè)的位置，所述控制裝置也可以在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間打開所述高溫部件冷卻控制閥，在停止供給燃料期間關(guān)閉所述高溫部件冷卻控制閥。

該冷卻裝置中，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，高溫部件冷卻控制閥關(guān)閉，因此，通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣不流經(jīng)高溫部件冷卻用管線的高溫部件側(cè)，而僅流至連結(jié)管線。從而，該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可將通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣經(jīng)過連結(jié)系統(tǒng)有效地輸送至轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)。

具有所述控制裝置的以上任一所述冷卻裝置中，所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)具有：轉(zhuǎn)子冷卻用管線，其從所述缸體抽出所述缸體內(nèi)的空氣，并將所述空氣導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子冷卻控制閥，其設(shè)在所述轉(zhuǎn)子冷卻用管線上，所述連結(jié)管線在所述轉(zhuǎn)子冷卻用管線中連接至比所述轉(zhuǎn)子冷卻控制閥的設(shè)置位置更靠近所述轉(zhuǎn)子側(cè)的位置，所述控制裝置也可以在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間打開所述轉(zhuǎn)子冷卻控制閥，在停止供給燃料期間關(guān)閉所述轉(zhuǎn)子冷卻控制閥。

該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣經(jīng)過連結(jié)管線流入轉(zhuǎn)子冷卻用管線。該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，在轉(zhuǎn)子冷卻用管線中設(shè)在比與連結(jié)管線的連接位置更靠近缸體側(cè)位置的轉(zhuǎn)子冷卻控制閥關(guān)閉，因此，從連結(jié)管線流入轉(zhuǎn)子冷卻用管線的空氣不流經(jīng)缸體側(cè)，而僅流經(jīng)轉(zhuǎn)子側(cè)。從而，該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可將通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣有效地輸送至轉(zhuǎn)子。

具有所述控制裝置的以上任一所述冷卻裝置中，所述控制裝置在停止向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料后到預(yù)先規(guī)定的時間為止的冷卻所需期間內(nèi)，如果沒有暫時驅(qū)動所述壓縮機(jī)并在所述冷卻所需期間內(nèi)再次開始向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料，則也可以經(jīng)過所述冷卻所需期間后，停止所述壓縮機(jī)。

該冷卻裝置中，可限制壓縮機(jī)的驅(qū)動時間，因此，可抑制用于驅(qū)動壓縮機(jī)的能耗。

具有所述控制裝置的以上任一所述冷卻裝置中，所述高溫部件冷卻系統(tǒng)具有：吸氣管線，其在所述高溫部件冷卻用管線中連接至比所述壓縮機(jī)的設(shè)置位置更靠近所述缸體側(cè)的位置，并吸入空氣；過濾器，其用于去除通過所述吸氣管線的空氣中的異物；吸氣控制閥，其在所述吸氣管線中設(shè)在比所述過濾器更靠近與所述高溫部件冷卻用管線的連接位置側(cè)的位置，所述控制裝置也可以在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間關(guān)閉所述吸氣控制閥，在停止供給燃料期間打開所述吸氣控制閥。

該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可將低于缸體內(nèi)空氣溫度的空氣導(dǎo)入高溫部件冷卻系統(tǒng)，將該空氣通過壓縮機(jī)升壓后輸送至轉(zhuǎn)子。由此，該冷卻裝置中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可高效冷卻轉(zhuǎn)子。

作為解決所述問題的本發(fā)明一方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，其具備：

以上任一所述冷卻裝置；以及所述燃?xì)鉁u輪機(jī)。

作為解決所述問題的本發(fā)明一方式的冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，具有可相對于燃?xì)鉁u輪機(jī)獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)，并且具備：

高溫部件冷卻系統(tǒng)，其將所述燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體內(nèi)的空氣從所述缸體抽出后通過所述壓縮機(jī)升壓，并將所述空氣導(dǎo)至構(gòu)成所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的部件中與燃燒氣體接觸的高溫部件；轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，其從所述缸體抽出所述缸體內(nèi)的空氣，并將所述空氣導(dǎo)至所述燃?xì)鉁u輪機(jī)的轉(zhuǎn)子，所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法執(zhí)行以下工序：高溫部件冷卻工序，其在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間驅(qū)動所述壓縮機(jī)，將來自所述高溫部件冷卻系統(tǒng)的空氣供給至所述高溫部件來冷卻所述高溫部件；第一轉(zhuǎn)子冷卻工序，其在向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，將來自所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)的空氣供給至所述轉(zhuǎn)子來冷卻所述轉(zhuǎn)子；第二轉(zhuǎn)子冷卻工序，其在停止向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間驅(qū)動所述壓縮機(jī)，經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)將通過所述壓縮機(jī)升壓后的空氣供給至所述轉(zhuǎn)子來冷卻所述轉(zhuǎn)子。

根據(jù)該運(yùn)轉(zhuǎn)方法，向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可通過高溫部件冷卻系統(tǒng)，用從缸體內(nèi)抽出的空氣冷卻高溫部件。此外，根據(jù)該運(yùn)轉(zhuǎn)方法，向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，可通過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)執(zhí)行的第一轉(zhuǎn)子冷卻工序，用從缸體內(nèi)抽出的空氣冷卻轉(zhuǎn)子。而且，根據(jù)該運(yùn)轉(zhuǎn)方法，即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間，也可通過執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序，將通過高溫部件冷卻系統(tǒng)的壓縮機(jī)升壓后的空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)輸送至轉(zhuǎn)子。由此，根據(jù)該運(yùn)轉(zhuǎn)方法，即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料期間也可冷卻轉(zhuǎn)子。

此處，所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序中，也可以促進(jìn)通過所述壓縮機(jī)升壓后的空氣流入所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，抑制通過所述壓縮機(jī)升壓后的空氣流入所述高溫部件。

此外，以上任一所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序中，關(guān)于通過所述壓縮機(jī)升壓且流入所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)的空氣流，也可以抑制其流入所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)內(nèi)的所述缸體側(cè)，促進(jìn)其流入所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)內(nèi)的所述轉(zhuǎn)子側(cè)。

此外，以上任一所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，所述高溫部件冷卻工序中，也可以抑制通過所述壓縮機(jī)升壓后的空氣流入所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，促進(jìn)通過所述壓縮機(jī)升壓后的空氣流入所述高溫部件。

此外，以上任一所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在停止向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料后到預(yù)先規(guī)定的時間為止的冷卻所需期間內(nèi)，如果至少暫時驅(qū)動所述壓縮機(jī)并執(zhí)行所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序，在所述冷卻所需期間內(nèi)再次開始向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料，則結(jié)束所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序，執(zhí)行所述高溫部件冷卻工序和所述第一轉(zhuǎn)子冷卻工序；如果在所述冷卻所需期間內(nèi)沒有再次開始向所述燃?xì)鉁u輪機(jī)供給燃料，則經(jīng)過所述冷卻所需期間后，也可以停止所述壓縮機(jī)，結(jié)束所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序。

以上任一所述冷卻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，所述第二轉(zhuǎn)子冷卻工序中，也可以通過所述壓縮機(jī)將空氣吸入所述高溫部件冷卻系統(tǒng)內(nèi)，并經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)將所述空氣供給至所述轉(zhuǎn)子。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明一方式，可在燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時確保葉尖間隙。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃?xì)鉁u輪機(jī)的主要部分剖切的整體側(cè)面圖。

圖2是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃?xì)鉁u輪機(jī)的主要部分截面圖。

圖3是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的冷卻裝置結(jié)構(gòu)的說明圖。

圖4是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的燃燒筒的截面圖。

圖5是圖4的V-V線截面圖。

圖6是本發(fā)明所涉及的-實(shí)施方式中的燃燒筒的主要部分剖切立體圖。

圖7是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的各種冷卻工序的時序圖。

圖8是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的第一改進(jìn)例中的冷卻裝置結(jié)構(gòu)的說明圖。

圖9是表示本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式的第二改進(jìn)例中的冷卻裝置結(jié)構(gòu)的說明圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的實(shí)施方式及其改進(jìn)例。

“實(shí)施方式”

以下，關(guān)于本發(fā)明所涉及的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的一實(shí)施方式，參照圖1～圖7進(jìn)行說明。

本實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備如圖1所示，具備燃?xì)鉁u輪機(jī)10，以及對該燃?xì)鉁u輪機(jī)10的部分結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行冷卻的冷卻裝置60。

燃?xì)鉁u輪機(jī)10具有：壓縮機(jī)20，其壓縮空氣；燃燒器30，其在由壓縮機(jī)20壓縮的空氣中使燃料燃燒并生成燃燒氣體；以及渦輪機(jī)50，其利用燃燒氣體進(jìn)行驅(qū)動。

壓縮機(jī)20如圖2所示，具有：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21，其以軸線Ar為中心旋轉(zhuǎn)；壓縮機(jī)缸體25，其以可旋轉(zhuǎn)方式覆蓋壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21；以及多個靜葉片段26。另外，以下將軸線Ar的延伸方向稱為軸線方向Da，將該軸線方向Da的壓縮機(jī)側(cè)稱為上流側(cè)，將渦輪機(jī)側(cè)稱為下游側(cè)。此外，將以該軸線Ar為中心的圓周方向僅稱為圓周方向Dc，將相對于軸線Ar垂直的方向稱為徑向Dr。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21具有：轉(zhuǎn)子軸22，其沿該軸線Ar向軸線方向Da延伸；以及多個動葉片段23，其安裝在該轉(zhuǎn)子軸22上。多個動葉片段23沿軸線方向Da并排排列。各動葉片段23都由多個動葉片23a在周向Dc上排列構(gòu)成。在多個動葉片段23的各個下游側(cè)，配置有靜葉片段26。各靜葉片段26設(shè)在壓縮機(jī)缸體25的內(nèi)側(cè)。各靜葉片段26都由多個靜葉片26a在周向Dc上排列構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子軸22的徑向外周側(cè)和壓縮機(jī)缸體25的徑向內(nèi)周側(cè)之間，沿軸線方向Da配置有靜葉片26a和動葉片23a區(qū)域的環(huán)狀空間形成空氣壓縮流路29，其在流通空氣的同時將其壓縮。

渦輪機(jī)50具有：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51，其以軸線Ar為中心旋轉(zhuǎn)；渦輪機(jī)缸體55，其以可旋轉(zhuǎn)方式覆蓋渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51；以及多個靜葉片段56。渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51具有：轉(zhuǎn)子軸52，其沿該軸線Ar向軸線方向Da延伸；以及多個動葉片段53，其安裝在該轉(zhuǎn)子軸52上。多個動葉片段53沿軸線方向Da并排排列。各動葉片段53都由多個動葉片53a在周向Dc上排列構(gòu)成。在多個動葉片段53的各個上游側(cè)，配置有靜葉片段56。各靜葉片段56設(shè)在渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)側(cè)。各靜葉片段56都由多個靜葉片56a在周向Dc上排列構(gòu)成。渦輪機(jī)缸體55具有：構(gòu)成其外殼的筒狀的渦輪機(jī)缸體主體55a；以及固定在其內(nèi)側(cè)的多個分割環(huán)55b。多個分割環(huán)55b都設(shè)在多個靜葉片段56之間的位置。因此，在各分割環(huán)55b的徑向內(nèi)側(cè)，配置有動葉片段53。在轉(zhuǎn)子軸52的外周側(cè)和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周側(cè)之間，沿軸線方向Da配置有靜葉片56a和動葉片53a區(qū)域的環(huán)狀空間形成燃燒氣體流路59，其流通來自燃燒器30的燃燒氣體G。轉(zhuǎn)子軸52形成流通冷卻空氣的冷卻空氣流路52p。此外，各動葉片53a上形成有與轉(zhuǎn)子軸52的冷卻空氣流路52p連通的冷卻空氣流路53p。在動葉片53a上形成的冷卻空氣流路53p的一端在動葉片53a的表面開口。也就是說，在動葉片53a上形成的冷卻空氣流路53p與燃燒氣體流路59連通。

壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51位于同一條軸線Ar上，并相互連接構(gòu)成燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子11。該燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子11上，例如，連接著未圖示的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。此外，壓縮機(jī)缸體25和渦輪機(jī)缸體55相互連接構(gòu)成燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體15?？諝鈮嚎s流路29和燃燒氣體流路59在軸線方向Da上分離。在燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體15中，軸線方向Da的空氣壓縮流路29和燃燒氣體流路59之間形成中間缸體16。燃燒器30安裝在該中間缸體16上。

燃燒器30如圖2和圖3所示，具有：燃燒筒(或尾筒)41，其將高溫高壓的燃燒氣體輸送至渦輪機(jī)50的燃燒氣體流路59內(nèi)；以及燃料供給器31，其向該燃燒筒41內(nèi)供給燃料和壓縮空氣。燃燒供給器31具有多個噴嘴32，其向燃燒筒41內(nèi)噴射燃料。各噴嘴32連接有燃料管線34。燃料管線34上設(shè)有燃料流量調(diào)節(jié)閥35，其調(diào)節(jié)向多個噴嘴32供給的燃料的流量。燃燒器30還具有冷卻空氣歧管46，其位于燃燒筒41的外周側(cè)，固定在渦輪機(jī)50的燃燒氣體流路59側(cè)。在冷卻空氣歧管46和燃燒筒41的外周側(cè)之間形成積壓冷卻空氣的空間。

如圖4～圖6所示，燃燒筒41的結(jié)構(gòu)為：具有外周壁板41o和內(nèi)周壁板41i。外周壁板41o和內(nèi)周壁板41i通過銅焊等接合。外周壁板41o和內(nèi)周壁板41i中，在一方的壁板上形成較長的多個槽42，其向遠(yuǎn)離另一方側(cè)的方向凹陷，并且位于燃燒筒41中心軸的延伸方向上。在該槽42的內(nèi)表面和另一方壁板的表面之間形成流通冷卻空氣的冷卻空氣流路43。在外周壁板41o設(shè)有冷卻空氣歧管46的位置形成多個入口孔44，其從冷卻空氣流路43貫通至冷卻空氣歧管46內(nèi)的空間。此外，外周壁板41o中，在冷卻空氣歧管46的上游側(cè)區(qū)域跨越該區(qū)域內(nèi)的整周形成多個出口孔45，其從冷卻空氣流路43貫通至燃燒筒41外側(cè)的中間缸體16的內(nèi)側(cè)。另外，此處的上游側(cè)是指相對于燃燒器30的上游側(cè)，是指相對于燃燒筒41存在燃料供給器31的一側(cè)。

壓縮機(jī)20吸入外部空氣，在通過空氣壓縮流路29的過程中壓縮該空氣。被壓縮的空氣即壓縮空氣從壓縮機(jī)20的空氣壓縮流路29流入中間缸體16內(nèi)。該壓縮空氣經(jīng)過燃燒器30的燃料供給器31，被供給至燃燒筒41內(nèi)。從燃燒供給器31的多個噴嘴32向燃燒筒41內(nèi)噴射燃料。該燃料在燃燒筒41內(nèi)的壓縮空氣中燃燒。燃燒后生成燃燒氣體G，該燃燒氣體G從燃燒筒41流入渦輪機(jī)50的燃燒氣體流路59內(nèi)。該燃燒氣體G通過燃燒氣體流路59，從而渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51旋轉(zhuǎn)。

如上所述，燃?xì)鉁u輪機(jī)10的結(jié)構(gòu)部件中，燃燒筒41、動葉片53a、靜葉片56a、分割環(huán)55b等均與高溫的燃燒氣體G接觸。因此，燃燒筒41、動葉片53a、靜葉片56a、分割環(huán)55b等構(gòu)成高溫部件。

冷卻裝置60如圖3所示，具有：高溫部件冷卻系統(tǒng)70，其將中間缸體16內(nèi)的空氣從該中間缸體16內(nèi)抽出，冷卻該空氣后升壓并導(dǎo)至燃燒筒41；轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80，其將中間缸體16內(nèi)的空氣從該中間缸體16內(nèi)抽出，冷卻該空氣后導(dǎo)至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的轉(zhuǎn)子軸52；連結(jié)系統(tǒng)90，其將高溫部件冷卻系統(tǒng)70內(nèi)的空氣導(dǎo)至轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80。

高溫部件冷卻系統(tǒng)70具有高溫部件冷卻用管線71，其將中間缸體16內(nèi)的壓縮空氣從該中間缸體16內(nèi)抽出，并將該空氣導(dǎo)至設(shè)在燃燒筒41上的冷卻空氣歧管46中。該高溫部件冷卻系統(tǒng)70還具有設(shè)在該高溫部件冷卻用管線71中的冷卻器A76、增壓壓縮機(jī)77以及高溫部件冷卻控制閥78。

冷卻器A76無特殊限制，只要能夠冷卻從中間缸體16抽出的壓縮空氣即可。具體而言，冷卻器A76例如可以是使用水等冷卻介質(zhì)冷卻壓縮空氣的水冷式冷卻器，也可以是用風(fēng)扇等送風(fēng)至壓縮空氣流通的管線來冷卻壓縮空氣的空冷式冷卻器。增壓壓縮機(jī)77對從中間缸體16抽出的壓縮空氣進(jìn)行升壓。該增壓壓縮機(jī)77可相對于燃?xì)鉁u輪機(jī)10獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，該增壓壓縮機(jī)77在燃?xì)鉁u輪機(jī)10停止時也可運(yùn)轉(zhuǎn)。

高溫部件冷卻用管線71具有：缸體-冷卻器A管線72，其連接中間缸體16和冷卻器A76；冷卻器A-壓縮機(jī)管線73，其連接冷卻器A76和增壓壓縮機(jī)77的吸入口；壓縮機(jī)-缸體管線74，其連接增壓壓縮機(jī)77的排出口和中間缸體16；缸體內(nèi)A管線75，其連接壓縮機(jī)-缸體管線74和燃燒筒41中設(shè)置的冷卻空氣歧管46。高溫部件冷卻控制閥78設(shè)在壓縮機(jī)-缸體管線74中。中間缸體16內(nèi)的壓縮空氣可經(jīng)過缸體-冷卻器A管線72、冷卻器A-壓縮機(jī)管線73、壓縮機(jī)-缸體管線74以及缸體內(nèi)A管線75流入冷卻空氣歧管46內(nèi)。

轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80具有轉(zhuǎn)子冷卻用管線81，其將中間缸體16內(nèi)的壓縮空氣從該中間缸體16內(nèi)抽出，并將該空氣導(dǎo)至渦輪機(jī)50的轉(zhuǎn)子軸52。并且該轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80還具有設(shè)在該轉(zhuǎn)子冷卻用管線81中的冷卻器B86、慣性過濾器87以及轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88。

冷卻器B86與冷卻器A76相同，無特殊限制，只要能夠冷卻從中間缸體16抽出的壓縮空氣即可，例如，可以是水冷式冷卻器，也可以是空冷式冷卻器。慣性過濾器87在內(nèi)部形成彎曲的流路，具有利用慣性捕捉想要直向前進(jìn)的空氣中的異物的部分。另外，此處使用的過濾器也可以不為這種慣性過濾器。此外，過濾器不是轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80所必需部件，也可以省略。

轉(zhuǎn)子冷卻用管線81具有：缸體-冷卻器B管線82，其連接中間缸體16和冷卻器B86；冷卻器B-過濾器管線83，其連接冷卻器B86和慣性過濾器87；過濾器-缸體管線84，其連接慣性過濾器87和中間缸體16；缸體內(nèi)B管線85，其連接過濾器-缸體管線84和渦輪機(jī)50的轉(zhuǎn)子軸52。轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88設(shè)在缸體-冷卻器管線上。缸體內(nèi)B管線85連接至渦輪機(jī)50的轉(zhuǎn)子軸52上形成的所述冷卻空氣流路52p。

連結(jié)系統(tǒng)90具有：連結(jié)管線91，其將高溫部件冷卻用管線71中的空氣導(dǎo)至轉(zhuǎn)子冷卻用管線81中；連結(jié)控制閥98，其設(shè)在該連結(jié)管線91中。連結(jié)管線91的一端連接至壓縮機(jī)-缸體管線74中的增壓壓縮機(jī)77和高溫部件冷卻控制閥78之間的位置。此外，連結(jié)管線91的另一端連接至冷卻器B-過濾器管線83。連結(jié)系統(tǒng)90還具有控制連結(jié)控制閥98動作的控制裝置100。

控制裝置100具有：主控制部101，其輸入來自外部的負(fù)載指令和來自各種傳感器的信號等；燃料控制部102，其根據(jù)來自主控制部101的指示，控制燃料流量調(diào)節(jié)閥35的開度；壓縮機(jī)控制部104，其控制增壓壓縮機(jī)77的動作；閥控制部105，其控制冷卻裝置60的各控制閥78、88、98的動作。該控制裝置100的閥控制部105不僅控制所述連結(jié)控制閥98的動作，還控制高溫部件冷卻控制閥78、轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88的動作。該閥控制部105和壓縮機(jī)控制部104構(gòu)成冷卻裝置60中的各驅(qū)動設(shè)備(各控制閥和增壓壓縮機(jī)77)的控制裝置103。

接下來對以上說明的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的動作進(jìn)行說明。

燃?xì)鉁u輪機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時，如上所述，壓縮機(jī)20壓縮空氣生成壓縮空氣。

控制裝置100的主控制部101根據(jù)負(fù)載指令和來自各傳感器的信號，規(guī)定供給至燃料供給器31的多個噴嘴32的燃料流量。燃料控制部102規(guī)定與主控制部101規(guī)定的燃料流量相應(yīng)的燃料流量調(diào)節(jié)閥35的閥開度，并將表示該閥開度的信號發(fā)送至燃料流量調(diào)節(jié)閥35。燃料流量調(diào)節(jié)閥35根據(jù)該信號驅(qū)動，并調(diào)節(jié)為信號所表示的閥開度。結(jié)果，主控制部101所規(guī)定流量的燃料被供給至多個噴嘴32。

壓縮機(jī)20生成的壓縮空氣經(jīng)過中間缸體16內(nèi)流入燃燒器30。燃燒器30的燃料供給器31將該壓縮空氣輸送至燃燒筒41內(nèi)。而且，燃料供給器31的多個噴嘴32將經(jīng)過燃料流量調(diào)節(jié)閥35獲得的燃料噴射至燃燒筒41內(nèi)。該燃料在燃燒筒41內(nèi)的壓縮空氣中燃燒。燃燒后生成燃燒氣體G，該燃燒氣體G從燃燒筒41流入渦輪機(jī)50的燃燒氣體流路59內(nèi)。該燃燒氣體G通過燃燒氣體流路59，從而渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51旋轉(zhuǎn)。

該燃?xì)鉁u輪機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時，高溫部件冷卻系統(tǒng)70的高溫部件冷卻控制閥78根據(jù)來自閥控制部105的指示打開，連結(jié)系統(tǒng)90的連結(jié)控制閥98根據(jù)來自閥控制部105的指示關(guān)閉。此外，該燃?xì)鉁u輪機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時，高溫部件冷卻系統(tǒng)70的增壓壓縮機(jī)77通過來自壓縮機(jī)控制部104的指示驅(qū)動。因此，中間缸體16內(nèi)的部分壓縮空氣被抽出后，經(jīng)過高溫部件冷卻系統(tǒng)70的缸體-冷卻器A管線72流入冷卻器A76，并在此處被冷卻。冷卻后的壓縮空氣作為冷卻空氣，經(jīng)過冷卻器A-壓縮機(jī)管線73流入增壓壓縮機(jī)77內(nèi)，并在此處進(jìn)一步升壓。該冷卻空氣經(jīng)過壓縮機(jī)-缸體管線74以及缸體內(nèi)A管線75流入燃燒器30的冷卻空氣歧管46內(nèi)。

流入冷卻空氣歧管46內(nèi)的冷卻空氣CA如圖6所示，經(jīng)過燃燒筒41的入口孔44，通過燃燒筒41的冷卻空氣流路43，從該燃燒筒41的出口孔45返回至中間缸體16內(nèi)。通過冷卻器A76冷卻后的壓縮空氣即冷卻空氣CA在通過燃燒筒41的冷卻空氣流路43的過程中，與燃燒筒41進(jìn)行熱交換并冷卻燃燒筒41。

冷卻燃燒筒41的壓縮空氣如上所述，從中間缸體16內(nèi)抽出并通過增壓壓縮機(jī)77升壓后，經(jīng)過燃燒筒41的冷卻空氣流路43返回至中間缸體16內(nèi)。

燃?xì)鉁u輪機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88根據(jù)來自閥控制部105的指示打開。因此，中間缸體16內(nèi)的部分壓縮空氣被抽出后，經(jīng)過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的缸體-冷卻器B管線82流入冷卻器B86，并在此處被冷卻。冷卻后的壓縮空氣作為冷卻空氣，經(jīng)過冷卻器B-過濾器管線83流入慣性過濾器87內(nèi)，并在此處去除異物。該冷卻空氣經(jīng)過過濾器-缸體管線84和缸體內(nèi)B管線85，流入渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的轉(zhuǎn)子軸52上形成的冷卻空氣流路52p。冷卻空氣在流經(jīng)轉(zhuǎn)子軸52的冷卻空氣流路52p的過程中，與轉(zhuǎn)子軸52進(jìn)行熱交換并冷卻轉(zhuǎn)子軸52。冷卻空氣還流入在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的多個動葉片53a中分別形成的冷卻空氣流路53p。冷卻空氣在流經(jīng)該動葉片53a的冷卻空氣流路53p的過程中，與動葉片53a進(jìn)行熱交換并冷卻動葉片53a。冷卻動葉片53a后的冷卻空氣從該冷卻空氣流路53p流入燃燒氣體流路59內(nèi)，并混入燃燒氣體G中。

如上所述，向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料的燃?xì)鉁u輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如圖7所示，來自高溫部件冷卻系統(tǒng)70的冷卻空氣被供給至作為高溫部件的燃燒筒41來冷卻燃燒筒41(S1：高溫部件冷卻工序)，同時，來自轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的冷卻空氣被供給至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51來冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51(S2：第一轉(zhuǎn)子冷卻工序)。

主控制部101根據(jù)來自外部的負(fù)載指令等，對燃料控制部102指示停止燃料供給的同時，通知閥控制部105停止燃料供給。燃料控制部102接受該指示后，對燃料流量調(diào)節(jié)閥35發(fā)送表示閥開度0的信號。也就是說，燃料控制部102對燃料流量調(diào)節(jié)閥35指示關(guān)閉閥門。結(jié)果，燃料流量調(diào)節(jié)閥35關(guān)閉，燃料供給器31的多個噴嘴32不再流通燃料。

此外，閥控制部105從主控制部101接收停止燃料供給的通知后，對高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88指示關(guān)閉閥門的同時，對連結(jié)控制閥98指示打開閥門。結(jié)果，高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88關(guān)閉，連結(jié)控制閥98打開。因此，中間缸體16內(nèi)的部分空氣被抽出后，經(jīng)過高溫部件冷卻系統(tǒng)70的缸體-冷卻器A管線72流入冷卻器A76，并在此處被冷卻。冷卻后的空氣作為冷卻空氣，經(jīng)過冷卻器A-壓縮機(jī)管線73流入增壓壓縮機(jī)77內(nèi)，并在此處升壓。該冷卻空氣經(jīng)過部分壓縮機(jī)-缸體管線74、連結(jié)系統(tǒng)90的連結(jié)管線91，流入轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的慣性過濾器87內(nèi)，并在此處去除異物。該冷卻空氣經(jīng)過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的過濾器-缸體管線84和缸體內(nèi)B管線85，流入渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的轉(zhuǎn)子軸52上形成的冷卻空氣流路52p。冷卻空氣在流經(jīng)該轉(zhuǎn)子軸52的冷卻空氣流路52p的過程中，與轉(zhuǎn)子軸52進(jìn)行熱交換并冷卻轉(zhuǎn)子軸52。冷卻空氣還經(jīng)過在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的多個動葉片53a中分別形成的冷卻空氣流路53p，流入燃燒氣體流路59內(nèi)。

在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，不生成燃燒氣體G，而且，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子21和渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51實(shí)質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，中間缸體16內(nèi)的壓力和燃燒氣體流路59的壓力實(shí)質(zhì)上與大氣壓相同。因此，本實(shí)施方式中，在停止燃料供給的狀態(tài)下，從中間缸體16內(nèi)抽出部分壓縮空氣并通過增壓壓縮機(jī)77升壓后，輸送至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51來冷卻該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51(S3：第二轉(zhuǎn)子冷卻工序)。

在停止向該燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料的狀態(tài)下，如上所述，由于高溫部件冷卻控制閥78關(guān)閉，因此，通過高溫部件冷卻系統(tǒng)70的增壓壓縮機(jī)77升壓后的冷卻空氣不輸送至燃燒器30的冷卻空氣歧管46。也就是說，如果停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，則高溫部件冷卻工序(S1)結(jié)束。此外，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料的狀態(tài)下，如上所述，由于轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88關(guān)閉，因此，中間缸體16內(nèi)的空氣不經(jīng)過轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的缸體-冷卻器B管線82流入冷卻器B86。也就是說，如果停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，則第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)也結(jié)束。

也就是說，如果停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，則如圖7所示，高溫部件冷卻工序(S1)和第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)結(jié)束，第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)開始。

在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，不生成燃燒氣體G的狀態(tài)下，相對于暴露在外部空氣中的渦輪機(jī)缸體55，配置在渦輪機(jī)缸體55內(nèi)的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的溫度難以下降。因此，停止向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51供給燃料后，相對于渦輪機(jī)缸體55單位時間的熱膨脹量的減少量，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51單位時間的熱膨脹量的減少量要少。從而，停止向渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51供給燃料后，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的動葉片53a的徑向外側(cè)端和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周面即分割環(huán)55b的內(nèi)周面的間隔，也就是葉尖間隙C暫時變窄。如此，如果在葉尖間隙C變窄的狀態(tài)下起動燃?xì)鉁u輪機(jī)10，受到作用于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的離心力影響，動葉片53a的徑向外側(cè)端的位置向徑向外側(cè)發(fā)生位移，因此，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的動葉片53a和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周面可能會發(fā)生接觸。

因此，本實(shí)施方式中，即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，不生成燃燒氣體G的狀態(tài)下，仍通過高溫部件冷卻系統(tǒng)70的增壓壓縮機(jī)77升壓從中間缸體16抽出的空氣，并將該空氣輸送至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51內(nèi)來冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51。

但是，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，如果經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的冷卻所需期間，則渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51和渦輪機(jī)缸體55充分冷卻，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51和渦輪機(jī)缸體55幾乎不存在溫度差。因此，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，如果經(jīng)過預(yù)先規(guī)定的冷卻所需期間，則葉尖間隙C要大于冷卻所需期間內(nèi)不冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51時的葉尖間隙C，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的動葉片53a和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周面不會接觸。

本實(shí)施方式中，從停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料到預(yù)先規(guī)定的冷卻所需期間內(nèi)，如上所述，將從中間缸體16抽出的空氣輸送至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51內(nèi)來冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51。因此，如圖7所示，該冷卻所需期間內(nèi)，即使燃?xì)鉁u輪機(jī)10起動并再次開始向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，也就是說即使燃?xì)鉁u輪機(jī)10熱啟動，也可以抑制渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的動葉片53a和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周面接觸。

如圖7所示，冷卻所需期間T內(nèi)，如果燃?xì)鉁u輪機(jī)10起動，并再次開始向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，則第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)結(jié)束，第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)和高溫部件冷卻工序(S1)再次開始。也就是說，再次開始向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，根據(jù)來自閥控制部105的指示，高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88打開，連結(jié)控制閥98關(guān)閉。

此外，本實(shí)施方式中，如果在冷卻所需期間T內(nèi)，在燃?xì)鉁u輪機(jī)10不起動的狀態(tài)下經(jīng)過冷卻所需期間T，則主控制部101通知壓縮機(jī)控制部104經(jīng)過了冷卻所需期間T。壓縮機(jī)控制部104在接收到該通知后使增壓壓縮機(jī)77停止。結(jié)果，如果在冷卻所需期間T內(nèi)，在燃?xì)鉁u輪機(jī)10不起動的狀態(tài)下經(jīng)過冷卻所需期間T，則第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)也結(jié)束。

如上所述，本實(shí)施方式中，從停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后到冷卻所需期間T內(nèi)，對渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51進(jìn)行冷卻，因此，即使在該冷卻所需期間T內(nèi)執(zhí)行熱啟動來起動燃?xì)鉁u輪機(jī)10，也可抑制渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的動葉片53a和渦輪機(jī)缸體55的內(nèi)周面接觸。因此，本實(shí)施方式中，可進(jìn)一步縮小穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時的葉尖間隙C，并可提高燃?xì)鉁u輪機(jī)10的效率。

假設(shè)高溫部件冷卻系統(tǒng)70和轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80已經(jīng)設(shè)置在燃?xì)鉁u輪機(jī)10上時，通過新設(shè)置連結(jié)系統(tǒng)90可構(gòu)成本實(shí)施方式的冷卻裝置60，因此，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，可執(zhí)行渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的冷卻。因此，本實(shí)施方式中，與停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后另外設(shè)置渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的冷卻裝置相比，更能抑制設(shè)備成本。

“第一改進(jìn)例”

關(guān)于以上說明的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的實(shí)施方式的第一改進(jìn)例，參照圖8進(jìn)行說明。

本改進(jìn)例的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備變更了上述實(shí)施方式的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備中的冷卻裝置60的一部分。

本改進(jìn)例的冷卻裝置60a中的高溫部件冷卻系統(tǒng)70a在上述實(shí)施方式的高溫部件冷卻系統(tǒng)70中追加了吸入空氣的吸氣管線61、去除通過吸氣管線61的空氣中的異物的過濾器62、設(shè)在吸氣管線61中的吸氣控制閥68。

吸氣管線61的一端敞開放置于空氣中，另一端連接至冷卻器A-壓縮機(jī)管線73。過濾器62設(shè)在該吸氣管線61上。此外，吸氣控制閥68在吸氣管線61中，設(shè)在與冷卻器A-壓縮機(jī)管線73的連接位置和過濾器62之間。吸氣控制閥68通過控制裝置100的閥控制部105控制。

本改進(jìn)例中，向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料期間，閥控制部105與上述實(shí)施方式相同，對高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88指示打開閥門的同時，對連結(jié)控制閥98指示關(guān)閉閥門。而且，本改進(jìn)例中，閥控制部105對吸氣控制閥68指示關(guān)閉閥門。結(jié)果，高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88打開，連結(jié)控制閥98和吸氣控制閥68關(guān)閉。因此，向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料期間，與上述實(shí)施方式相同，中間缸體16內(nèi)的壓縮空氣通過高溫部件冷卻系統(tǒng)70a抽出并冷卻后，該壓縮空氣作為冷卻空氣被供給至燃燒筒41。此外，中間缸體16內(nèi)的壓縮空氣通過轉(zhuǎn)子卻系統(tǒng)80抽出并冷卻后，該壓縮空氣作為冷卻空氣被供給至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51。也就是說，本改進(jìn)例中，在向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料期間，也與上述實(shí)施方式相同，執(zhí)行高溫部件冷卻工序(S1)和第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)。

此外，本改進(jìn)例中，如果停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料，則閥控制部105與上述實(shí)施方式相同，對高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88指示關(guān)閉閥門的同時，對連結(jié)控制閥98指示打開閥門。而且，本改進(jìn)例中，閥控制部105對吸氣控制閥68指示打開閥門。結(jié)果，高溫部件冷卻控制閥78和轉(zhuǎn)子冷卻控制閥88關(guān)閉，連結(jié)控制閥98和吸氣控制閥68打開。因此，本改進(jìn)例中，空氣經(jīng)過過濾器62和吸氣管線61，作為冷卻空氣被吸入增壓壓縮機(jī)77并升壓。之后，通過增壓壓縮機(jī)77升壓后的冷卻空氣與上述實(shí)施方式相同，經(jīng)過連結(jié)系統(tǒng)90的連結(jié)管線91、轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)80的慣性過濾器87、過濾器-缸體管線84和缸體內(nèi)B管線85被供給至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51。

即使在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，外部空氣的溫度也低于中間缸體16內(nèi)的空氣溫度。因此，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料期間，即使將外部空氣導(dǎo)入高溫部件冷卻系統(tǒng)70a，也可以冷卻渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51。

如上所述，本改進(jìn)例中，通過將外部空氣導(dǎo)入高溫部件冷卻系統(tǒng)70a，并將該外部空氣作為冷卻空氣供給至渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51，實(shí)現(xiàn)第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。

高溫部件冷卻系統(tǒng)70a的冷卻器A76例如在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，無法冷卻中間缸體16內(nèi)的空氣時，可像本改進(jìn)例一樣，通過將外部空氣作為渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的冷卻介質(zhì)導(dǎo)入，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子51的冷卻。

另外，本改進(jìn)例中，冷卻器A-壓縮機(jī)管線73中，在與吸氣管線61的連接位置和冷卻器A76之間，或在缸體-冷卻器A管線72中也可以再設(shè)置第二吸氣控制閥。該第二吸氣控制閥在吸氣管線61中設(shè)置的吸氣控制閥68即第一吸氣控制閥68關(guān)閉時打開，在第一吸氣控制閥68打開時關(guān)閉。如此，通過設(shè)置第二吸氣控制閥，增壓壓縮機(jī)77在第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)中經(jīng)過吸氣管線61僅吸入外部空氣。此外，也可以設(shè)置三通閥代替第一吸氣控制閥68和第二吸氣控制閥。

“第二改進(jìn)例”

關(guān)于以上說明的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的實(shí)施方式的第二改進(jìn)例，參照圖9進(jìn)行說明。

上述實(shí)施方式及第一改進(jìn)例的高溫部件冷卻系統(tǒng)冷卻燃?xì)鉁u輪機(jī)10的高溫部件中的燃燒筒41。但是，高溫部件冷卻系統(tǒng)也可以冷卻其他高溫部件。

例如，如圖9所示，冷卻裝置60b的高溫部件冷卻系統(tǒng)70b也可以冷卻多個靜葉片56a。此時，高溫部件冷卻系統(tǒng)70b的高溫部件冷卻用管線71b連接至渦輪機(jī)50的多個靜葉片56a。靜葉片56a上形成有流通冷卻空氣的冷卻空氣流路56p。高溫部件冷卻用管線71b連接至該冷卻空氣流路56p。該冷卻空氣流路56p在靜葉片56a的表面開口。也就是說，在靜葉片56a上形成的冷卻空氣流路56p與燃燒氣體流路59連通。因此，本改進(jìn)例中，可以冷卻作為高溫部件的靜葉片56a。

另外，本改進(jìn)例中，例如，可以考慮到通過使用蒸汽的方法等冷卻燃燒筒41。此外，本改進(jìn)例中，將冷卻空氣排放至燃燒氣體流路59中，但也可以回收冷卻空氣。

此外，高溫部件冷卻系統(tǒng)也可以冷卻圖2所示的分割環(huán)55b。而且，高溫部件冷卻系統(tǒng)還可以冷卻各種高溫部件中的多種高溫部件。

“其他改進(jìn)例”

以上實(shí)施方式及改進(jìn)例中，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料的同時，立即停止高溫部件冷卻工序(S1)和第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)，同時執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。但是，在停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料的同時，停止高溫部件冷卻工序(S1)和第一轉(zhuǎn)子冷卻工序(S2)后，也可以空開時間間隔后執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。

此外，以上實(shí)施方式及改進(jìn)例中，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料后，在冷卻所需期間T內(nèi)，如果燃?xì)鉁u輪機(jī)10未起動，則繼續(xù)執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。但是，在冷卻所需期間T內(nèi)，也可以斷續(xù)執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。此外，停止向燃?xì)鉁u輪機(jī)10供給燃料時，也可以僅在預(yù)定再次熱啟動時執(zhí)行第二轉(zhuǎn)子冷卻工序(S3)。

工業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明所涉及的一方式，可在燃?xì)鉁u輪機(jī)起動時確保葉尖間隙。

符號說明

10：燃?xì)鉁u輪機(jī)

11：燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子

15：燃?xì)鉁u輪機(jī)缸體

16：中間缸體(或缸體)

20：壓縮機(jī)

21：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子

25：壓縮機(jī)缸體

30：燃燒器

31：燃料供給器

41：燃燒筒(尾筒或高溫部件)

43：冷卻空氣流路

46：冷卻空氣歧管

50：渦輪機(jī)

51：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子

52：轉(zhuǎn)子軸

52p：冷卻空氣流路

53：動葉片段

53a：動葉片

53p：冷卻空氣流路

55：渦輪機(jī)缸體

55a：渦輪機(jī)缸體主體

55b：分割環(huán)

56：靜葉片段

56a：靜葉片

56p：冷卻空氣流路

60、60a、60b：冷卻裝置

61：吸氣管線

62：過濾器

68：吸氣控制閥(第一吸氣控制閥)

70、70a、70b：高溫部件冷卻系統(tǒng)

71、71b：高溫部件冷卻用管線

76：冷卻器A

77：增壓壓縮機(jī)(或僅為壓縮機(jī))

78：高溫部件冷卻控制閥

80：轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)

81：轉(zhuǎn)子冷卻用管線

86：冷卻器B

87：慣性過濾器

88：轉(zhuǎn)子冷卻控制閥

90：連結(jié)系統(tǒng)

91：連結(jié)管線

98：連結(jié)控制閥

100：控制裝置

101：主控制部

102：燃料控制部

104：壓縮機(jī)控制部

105：閥控制部