压缩空气的旁通阀及燃气轮机 【技术领域】
本发明涉及在把由压气机压缩的空气导入燃烧室的过程中把一部分空气旁通的旁通阀和安装该旁通阀的燃气轮机。
背景技术
在燃气轮机中，在把由压气机压缩的空气导入燃烧室的过程中通过把一部分空气旁通，而实现起动时状态的稳定和调节输出功率。这样的操作靠设置在压缩空气流路的旁通阀实施。
图7表示现有的旁通阀和其周围的结构。在图中，附图标记1是燃烧室尾筒、2是作为燃烧室尾筒1的分支设置的旁通管、3是设在旁通管2上的旁通阀。燃烧室尾筒1围绕图中未示出的主涡轮轴的周围设置多个，旁通管2相对这些多个燃烧室尾筒1分别设置。
旁通阀3的构造如图8所示的模式。在该图中附图标记4是堵塞环状间隔配置的压缩空气地导入口，即旁通管2的端部而设置的框架，5与各旁通管2的排列形成同样环状的栅格板，6是设置在栅格板5的内周侧与框架4形成一体的内侧导轨部，7是设在栅格板5上与内侧导轨部6接触并辅助栅格板5转动的多个导向辊。
在框架4，形成多个与各旁通管2的端部连通的第一开口4a，在栅格板5，在与第一开口4a对应的位置形成多个与各个第一开口4a连通的第二开口5a。
在该旁通阀3中，由图中未示出的作动器向栅格板5施加切线方向的力并使其转动时，在各旁通管2相对第一开口4a栅格板5上的第二开口5a的配置变化，两个开口4a、5a重复部分的面积也变化。即是，通过使栅格板5转动，在所有的旁通管2上可以使旁通的压缩空气流量改变。
然而，在具有上述构造的现有的旁通阀3上，在燃气轮机起动运转和运转停止时，由于在框架4和栅格板5之间产生的热收缩的差，使栅格板5的转动不能顺利进行。例如在起动运转时受到高温的压缩空气加热的框架4比栅格板5先发生伸长(热膨胀)，其结果，栅格板5侧的导向辊7受发生伸长的内侧导轨部6的按压而形成影响顺利转动程度的过份的紧密接触。
另外，在运转停止时，不暴露在压缩空气中的框架4比栅格板5先冷却收缩，其结果，导向辊7不能由内侧导轨部6支持，导向辊7产生晃动使转动不稳定。
另外，当栅格板在不能顺利转动的状态下，使作动器动作，而使栅格板转动，有可能在栅格板上产生偏倚的变形。
本发明就是鉴于上述问题而开发的，其目的是不拘于燃气轮机的运转状态，都可以使栅格板顺利转动，从而使旁通阀正常工作。
【发明内容】
作为解决上述问题的方式，本发明采用具有下述构成的压缩空气的旁通阀和燃气轮机。
即是，本发明的旁通阀是在把由压气机压缩的空气导入燃烧室的过程中把一部分空气旁通。其包括：框架，其设置为以堵塞环状配置的多个压缩空气导入口，并形成与该燃烧室尾筒连通的多个第一开口；栅格板，其环状为与多个燃烧室尾筒同样的形成，在对应第一开口的位置形成多个第二开口，并在自身圆周方向可转动地支承；内例导轨部和外侧导轨部，其与框架成为一体设置在该栅格板的内周侧和外周侧；多个导向辊，其设在栅格板上，对应工作状况与内侧导轨部或外侧导轨部中的任一个接触并辅助栅格板转动。
最好在上述压缩空气的旁通阀上，在处于没操作压缩空气的旁通操作前的状态，在内侧导轨部与多个导向辊之间和在外侧导轨部与多个导向辊之间都设置间隙。
另外，本发明的燃气轮机具有形成上述构成的压缩空气的旁通阀。
在本发明，导向辊对应工作状况与内侧导轨部或外侧导轨部接触，在与其任一个接触时沿其转动并辅助栅格板转动。
另外，由于在内侧导轨部与多个导向辊之间和在外侧导轨部与多个导向辊之间都设置间隙，例如在燃气轮机起动运转时，即使由高温的压缩空气使框架比栅格板先发生伸长，由伸长使内侧导轨部的直径扩大，而可以消除与各导向辊间的间隙，因此内侧导轨部与各个导向辊不会受到强行的负荷而接触。为此，栅格板沿着内侧导轨部顺利转动。另外，在运转停止时，即使框架比栅格板先遇冷收缩，由该收缩使外侧导轨部的直径缩小，而可以消除外侧导轨部与各导向辊间的间隙，因此外侧导轨部与各导向辊不会有无用的间隙而接触。为此，栅格板沿着外侧导轨部顺利转动。
【附图说明】
图1是表示本发明旁通阀的实施方式的图，可以详细看到成环状的旁通阀的一部分的俯视图；
图2是沿图1中II-II线的剖面图；
图3是沿图1中III-III线的剖面图；
图4是表示燃气轮机起动前旁通阀状态的说明图；
图5是表示起动运转时旁通阀状态的说明图；
图6是表示运转停止时旁通阀状态的说明图；
图7是表示现有的旁通阀和周围构造的侧剖面图；
图8是表示旁通阀构造的模式俯视图。
【具体实施方式】
以下结合图1到图6说明本发明的实施方式。
本发明的旁通阀的结构如图1所示。附图标记10是环状分开配置的压缩空气的导入口，也就是为堵塞旁通管2的端部而设置的框架，11是形成与旁通管2的排列同样环状的栅格板，12是设置在栅格板11的内周侧与框架4形成一体的内侧导轨部，13是设置在栅格板11的外侧与框架10形成一体的外侧导轨部，14是设在栅格板11上与内侧导轨部12或外侧导轨部13接触，而辅助栅格板5转动的多个导向辊。
在框架10，形成多个与各旁通管2的前端连通的圆形第一开口10a，在栅格板11，在与各个第一开口10a对应的位置形成多个与各个第一开口10a连通的圆形第二开口11a。
各导向辊14，如图2所示，可自由转动地被支撑在垂直设置在栅格板11的轴部15上。在燃气轮机处于动作前的状态时，在内侧导轨部12与各导向辊14之间和在外侧导轨部13与各导向辊14之间都设置间隙Si、So。
在栅格板11上设置将板自体向框架10侧靠压的装置。该靠压装置，如图3所示，具有：与栅格板11的框架侧相反的侧面接触转动，具有容许栅格板11转动的车轮16的转向架部17；将转向架部17按压到框架10侧的板簧部18；在垂直于栅格板11方向设置，支撑转向架部17的棒状部19；插入棒状部19，限制转向架部17只在垂直于栅格板11的方向移动的导向孔20。该靠压装置用于在收缩旁通阀的开度时防止作用在栅格板11上的振动。
对上述构成的旁通阀的动作状态，以下分为燃气轮机起动运转时，正常运转时，运转停止时的模式表示进行说明。
首先，在框架10(包括内侧导轨部12，外侧导轨部13)和栅格板11同时处于起动前的冷态，如图4所示，在内侧导轨部12与各导向辊14之间和在外侧导轨部13与各导向辊14之间分别存在间隙Si、So。另外，实际上由于栅格板11因其自身重量而下降，所以在栅格板11的下部导向辊14与外侧导轨部13接触，在上部导向辊14与内侧导轨部12接触。
(起动运转时)
燃气轮机起动时，在框架10和栅格板11同时处于冷态高温压缩空气流入旁通阀周围，框架10受高温的压缩空气加热产生伸长。结果如图5所示，由其伸长内侧导轨部12的直径扩大，与各导向辊14之间的间隙Si变窄。此时，由于间隙Si的大小是考虑到框架10的热膨胀而预先设定的，所以各导向辊14不会承受强行的负荷而与内侧导轨部12接触。从而，栅格板11沿内侧导轨部12顺利转动。
另外，此时由于外侧导轨部13与内侧导轨部12同样扩大直径，所以不会发生与导向辊14的干涉，不妨碍栅格板11的顺利转动。
(正常运转时)
燃气轮机进入正常运转后，由于框架10和栅格板11同时受热产生伸长，所以内侧导轨部12和外侧导轨部13与各导向辊14之间的关系与图4相同(实际尺寸根据“伸长”的程度有若干不同)。
(运转停止时)
使燃气轮机停止而使输出功率下降时，在旁通阀周围的压缩空气流入量减少，同时空气温度也下降。这样从框架10和栅格板11同时产生伸长状态的框架10首先冷却收缩。其结果，如图6所示，由其收缩外侧导轨部13直径缩小，与各导向辊14之间的间隙So变窄。此时，间隙So的尺寸由于是考虑到框架10的热膨胀而预先设定的，所以各导向辊14不会承受强行的负荷而与外侧导轨部13接触。从而栅格板11沿外侧导轨部13顺利转动。
另外，此时由于内侧导轨部12与外侧导轨部13同样缩小直径，所以不会发生与导向辊14的干涉，不会成为妨碍栅格板11的顺利转动的原因。
这样，采用上述构成的旁通阀，可以防止成为起动运转时的问题的导向辊14和内侧导轨部12的过度紧密接触使栅格板11可顺利转动，由此旁通阀可以正常动作。
另外，可以防止成为运转停止时的问题的在导向辊14和外侧导轨部13之间的晃动使栅格板11可顺利转动，由此旁通阀可以正常动作。