(57)【要約】  動翼のエネルギー変換効率の高いガスタービンを提供する。  空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮器から吐出された空気が供給されて燃料を燃焼する燃焼器と、前記燃焼器からの燃焼ガスが供給されるタービンを備え、前記タービンが、静翼と、前記静翼の下流に位置する動翼と、前記動翼の外周側に位置し前記燃焼ガスの流路の外周壁を形成するケーシングシュラウドを備えたガスタービンにおいて、前記ケーシングシュラウドは、前記燃焼ガスの流路側表面に溝を有するコーティングを備え、前記溝が、前記コーティングの上流端から前記静翼の流出角の±１０度の範囲内に伸びていることを特徴とする。
2012160586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮器から吐出された空気が供給されて燃料を燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器からの燃焼ガスが供給されるタービンを備え、
前記タービンが、静翼と、前記静翼の下流に位置する動翼と、前記動翼の外周側に位置し前記燃焼ガスの流路の外周壁を形成するケーシングシュラウドを備えたガスタービンにおいて、
前記ケーシングシュラウドは、前記燃焼ガスの流路側表面に溝を有するコーティングを備え、前記溝が、前記コーティングの上流端から前記静翼の流出角の±１０度の範囲内に伸びていることを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
請求項１のガスタービンにおいて、
前記タービンが、第一の静翼と、前記第一の静翼の下流に位置する動翼と、前記動翼の下流に位置する第二の静翼とを有し、
前記ケーシングシュラウドが、前記コーティングの上流端から前記第一の静翼の流出角の±１０度の範囲内の角度に伸びる第一の溝と、
前記コーティングの下流端へ前記第二の静翼の流入角の±１０度の範囲内に伸びる第二の溝を有することを特徴とするガスタービン。
【請求項３】
請求項２のガスタービンにおいて、
前記第一の溝と前記第二の溝をつなぐ中間溝を有することを特徴とするガスタービン。
【請求項４】
請求項３のガスタービンにおいて、
前記中間溝が、曲率の変化が不連続である屈曲部を有することを特徴とするガスタービン。
【請求項５】
請求項４のガスタービンにおいて、
前記屈曲部の前後の溝が成す角が９０度であることを特徴とするガスタービン。
【請求項６】
請求項１−５の何れかのガスタービンにおいて、
前記溝の深さが、前記動翼と前記ケーシングシュラウドとの間隙長さと同じであることを特徴とするガスタービン。
【請求項７】
請求項１−６の何れかのガスタービンにおいて、
前記溝は、その終端部に向かって浅くなっていく形状であることを特徴とするガスタービン。
【請求項８】
請求項１−７の何れかのガスタービンにおいて、
前記溝の終端面が、溝の底部に垂直であることを特徴とするガスタービン。
【請求項９】
空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮器から吐出された空気が供給されて燃料を燃焼する燃焼器と、
前記燃焼器からの燃焼ガスが供給されるタービンを備え、
前記タービンが、動翼と、前記動翼の下流に位置する静翼と、前記動翼の外周側に位置し前記燃焼ガスの流路の外周壁を形成するケーシングシュラウドを備えたガスタービンにおいて、
前記ケーシングシュラウドは、前記燃焼ガスの流路側表面に溝を有するコーティングを備え、前記溝が、前記コーティングの下流端へ前記静翼の流入角の±１０度の範囲内に伸びていることを特徴とするガスタービン。
【請求項１０】
ガスパス面にコーティングを施すケーシングシュラウドの改造方法において、
ケーシングシュラウドに対応して設置される動翼の上下流に設置される静翼の流入角または流出角に基づいて前記コーティングに溝を設けることを特徴とするケーシングシュラウドの改造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転翼とそれに対向するケーシングシュラウドを有するターボ機械に係る。例えばガスタービンのタービンにおいて、回転翼に対向するケーシングシュラウドの形状に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのタービンは、作動ガスが有する圧力エネルギーを膨張させることによって運動エネルギーに変換し、その運動エネルギーが高まった作動ガスに動翼に対して仕事をさせて回転動力を発生させる。【０００３】
一般的に回転軸に固定された動翼とその対向面に設置されたケーシングシュラウドとの間には半径方向に間隙が存在する。可能な限り大量の作動ガスに動翼に対して仕事をさせるためには、この間隙は小さいほど良いとされる。【０００４】
しかしながら間隙を小さくしすぎると、動翼とケーシングシュラウドが接触する可能性があるため、接触した場合にもガスタービンの部品が破損しないようにケーシングシュラウドの作動ガス流路表面にコーティングをする例が特許文献１に示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ケーシングシュラウド壁面に沿って動翼に流入した作動ガスが、動翼が通過する際にその一部が剥ぎ取られ、動翼の主流側に巻き込まれるという現象がある。この現象の結果、動翼のガスが有する運動エネルギーを回転動力に変換する効率が低下することが懸念される。【０００７】
本発明の課題は、動翼のエネルギー変換効率の高いガスタービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮器から吐出された空気が供給されて燃料を燃焼する燃焼器と、前記燃焼器からの燃焼ガスが供給されるタービンを備え、前記タービンが、静翼と、前記静翼の下流に位置する動翼と、前記動翼の外周側に位置し前記燃焼ガスの流路の外周壁を形成するケーシングシュラウドを備えたガスタービンにおいて、前記ケーシングシュラウドは、前記燃焼ガスの流路側表面に溝を有するコーティングを備え、前記溝が、前記コーティングの上流端から前記静翼の流出角の±１０度の範囲内に伸びていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、動翼のエネルギー変換効率の高いガスタービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図２】図１を別の矢視から見た概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図４】図３中の溝を含む断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係るケーシングシュラウドの形状を表す概略図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態を適用したガスタービンの全体構成を表す回路図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態を適用したガスタービンの構造を表す概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ガスタービンでは、動翼とそれに対向するケーシングシュラウドとの半径方向の間隙は小さいほど良い。動翼とケーシングシュラウドの間隙を流れる作動ガスの挙動は複雑であり、そのメカニズムを解明するために継続的に研究がされている。
【００１２】
作動ガスの挙動のひとつとして、ケーシングシュラウド壁面に沿って動翼に流入した作動ガスが、動翼が通過する際にその一部が剥ぎ取られ動翼の主流側に巻き込まれるという現象がある。巻き込まれたガスは渦を形成し下流に流れるに従って成長することが分かっている。この渦によりガスの全圧損失が増大し、動翼のガスが有する運動エネルギーを回転動力に変換する効率が低下する。
【００１３】
以下説明する各実施例に係るガスタービンは、この巻き込まれる作動ガスの量を低減し、形成される渦の規模を小さくすることによってガスの全圧損失の増大を緩和し、前記した動翼のエネルギー変換効率を向上させることができる。また、ケーシングシュラウド壁面に沿って動翼から流出する作動ガスの流れの角度を、下流に配置された静翼の流入角と同じにすることによって、作動ガスが該静翼に沿って流れることによってガスの全圧損失を低減することもできる。また、コーティングの量を減らすことにより材料費を削減するとともに、接触時に部品に作用する衝撃を小さくして信頼性を向上させることもできる。
【００１４】
（１）第１の実施の形態
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図９は第一の実施の形態であるケーシングシュラウドを適用したガスタービンの概略回路図である。本ガスタービンは、主として空気を圧縮する圧縮機１１と、この圧縮機１１から吐出された空気が供給されて燃料を燃焼する燃焼器１２と、燃焼器１２からの燃焼ガスが供給されるタービン１３および負荷１５により構成されている。本実施例においては、負荷１５は発電機である。該圧縮機１１，該燃焼器１２，タービン１３および発電機１５は同一回転軸１４で連結されている。
【００１６】
圧縮機１１は大気Ａを吸い込み、所定の圧力まで圧縮する。圧縮された大気Ｂは下流に配置された燃焼器１２に導かれ、燃料Ｃを燃焼させるために使用される。燃焼によって生成した高温かつ高圧の燃焼ガスＤは、下流に配置されたタービン１３に導かれる。該タービン１３において燃焼ガスＤは膨張仕事をし、回転軸１４に回転動力が発生する。発生した動力の一部が圧縮機１１を駆動するために消費され、損失を除いた残りの動力が発電機１５への入力となり電力に変換される。燃焼ガスＤは膨張仕事により温度と圧力が低下して排ガスＥとなり、煙突（図示せず）を通して大気へ放出される。
【００１７】
ここで、図１０を用いてタービン１３の動作を詳しく説明する。図１０は、図９に示した圧縮機１１，燃焼器１２及びタービン１３を、回転軸１４を含む平面で切った部分断面図である。図９と図１０において同一符号の要素は同じ要素を指している。
【００１８】
タービン１３は、燃焼ガスＤの流れに沿って、第１段静翼２１ｎ，第１段動翼２１ｂ，第２段静翼２２ｎ，第２段動翼２２ｂ，第３段静翼２３ｎ，第３段動翼２３ｂ，第４段静翼２４ｎ及び第４段動翼２４ｂを具備している。以後、燃焼ガスＤの流れの方向を基準として、図１０の左側を上流側、右側を下流側とよぶ。
【００１９】
複数枚の第１段静翼２１ｎが周方向に沿って適当な部材を介してケーシング２５に固定されている。同様に複数枚の第２段静翼２２ｎ，第３段静翼２３ｎ及び第４段静翼２４ｎが適当な部材を介してケーシング２５に固定されている。
【００２０】
また、複数枚の第１段動翼２１ｂが周方向に沿って適当な部材を介して回転軸１４に植え込まれている。同様に複数枚の第２段動翼２２ｂ，第３段動翼２３ｂ及び第４段動翼２４ｂが適当な部材を介して回転軸１４に植え込まれている。
【００２１】
第１段動翼２１ｂ外周側には第１段ケーシングシュラウド３１が複数個円環状にケーシング２５に固定されている。同様に第２段動翼２２ｂ外周側には第２段ケーシングシュラウド３２が、第３段動翼２３ｂ外周側には第３段ケーシングシュラウド３３が、第４段動翼２４ｂ外周側には第４段ケーシングシュラウド３４がケーシング２５に固定されている。これらのケーシングシュラウドは、燃焼ガスＤの流路の外周壁を形成している。なお、前記動翼２１ｂから２４ｂは回転体であり、前記ケーシングシュラウド３１から３４は静止体であるため両者の間には半径方向に間隙が存在する。一般的に、この間隙が小さいほどタービン性能が良くなる傾向にある。
【００２２】
ここで、図１に図１０中の矢視Ｆから見た第１段静翼２１ｎ，第１段動翼２１ｂ，第２段静翼２２ｎ及び第１段ケーシングシュラウド３１を示す。図１と図１０において同一符号の要素は同一要素である。
【００２３】
燃焼ガスＤは前記した静翼及び動翼を通過する際に膨張し速さが増す。動翼は燃焼ガスＤの流れの向きを変える形状になっており、流れの向きを変えることによって動翼は燃焼ガスＤから力を受ける。その結果、動翼が植え込まれた回転軸１４に回転動力が発生する。
【００２４】
ここで、更に図２を用い、図１と図２を用いて本発明である第１段ケーシングシュラウド３１について説明する。図２は図１中の矢視Ｈあるいは図１０中の矢視Ｇから見た第１段ケーシングシュラウド３１と第１段動翼２１ｂの部分図である。図１と図２と図１０において同一符号の要素は同一要素である。
【００２５】
第１段ケーシングシュラウド３１の内周側主流ガス流路面にはコーティング４１が形成されている。一般にこのコーティング４１は第１段動翼２１ｂよりも軟らかい材料であり、ガスタービンの運転中に第１段ケーシングシュラウド３１と第１段動翼２１ｂが接触してもその衝撃力は小さく、コーティング４１のみが削られて第１段動翼２１ｂやその他のガスタービン本体の破損には至らないようにする目的で施工されていることが多い。衝撃力は小さいものの接触したという情報はガスタービンが備えている回転軸振動計によって検出され、振動が大きい場合にはガスタービンをすぐに停止することができる。
【００２６】
本実施例に示す第１段ケーシングシュラウド３１の内周側ガスパス面のコーティング４１には、溝４２が形成されている。溝の深さは第１段ケーシングシュラウド３１と第１段動翼２１ｂの半径方向間隙と同じ程度である。溝の深さは浅すぎると効果は少ない。また、深ければ深いほど良いということでもなく、ある深さ以上では効果はほとんど変わらなくなってくる。溝の深さを動翼とケーシングシュラウドとの間隙長さと同じであるようにすれば、不必要な製作性の悪化，コストの高騰を起こすことなく、高い効果を得ることができる。
【００２７】
溝４２の上流部は第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅと同じ角度である。また、下流部は第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じ角度である。中間部は上流部と下流部の溝が滑らかに接続するように形成されている。なお、前記した溝４２の角度は±１０度の違いを許容するものとする。この範囲は、ガスタービン翼の性能についてインシデンス特性を見て±１０％の設計を実際の運用範囲としていることによる。
【００２８】
以下、本実施例の第１段ケーシングシュラウド３１の動作について説明する。
【００２９】
第１段静翼２１ｎを出た燃焼ガスＤは、下流に配置された第１段動翼２１ｂに流入する。流入する流れの角度は第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとほぼ同じである。このガスの速さが設計通りである場合、第１段動翼２１ｂから見た相対速度も設計通りとなり、第１段動翼２１ｂの流入角２１ｂｉと同じ角度で流入することになる。ところで、壁面近くの流れは粘性の影響で速さが遅くなり境界層を形成している。これにより第１段動翼２１ｂから見た相対速度は設計値と異なる。すなわち、第１段動翼２１ｂの流入角２１ｂｉと異なる角度でガスが流入する。流入角２１ｂｉと異なる角度でガスが流入すると第１段動翼２１ｂに流れが沿っていないことが原因で全圧損失が増大する。更に流れが剥離した場合にはさらに大きな全圧損失となることが知られている。
【００３０】
第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１の間隙に流入した作動ガスは、ガス流路壁面に沿って流れているが、第１段動翼２１ｂが通過する際に流れの一部が剥ぎ取られて、第１段動翼２１ｂガス流路の内周側に巻き込まれる現象が起こることが知られている。巻き込まれた作動ガスは第１段動翼２１ｂガス流路を流れる際に渦を形成し、全圧損失を増大させている。
【００３１】
本実施例では、ケーシングシュラウド３１が、燃焼ガスＤの流路側表面に溝４２を有するコーティング４１を備え、この溝４２が、コーティング４１の上流端から第１段静翼２１ｎの流出角の±１０度の範囲内に伸びている。このような第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１の間隙に流入した作動ガスの一部が、第１段ケーシングシュラウド３１に形成された溝４２に押しやられるため第１段動翼２１ｂの内周側に巻き込む作動ガス量が小さくなる。巻き込まれたガスは下流に流れるに従って渦を形成するが、この渦が小さくなる。渦が小さくなると第１段動翼２１ｂの全圧損失が低減される。この溝４２は前記したように上流に配置された第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとしているため流れがこの溝４２に沿っているために導入されやすい。
【００３２】
また、溝がコーティング４１の下流端へ第２段静翼２２ｎの流入角の±１０度の範囲内に伸びている。溝４２の下流側は下流に配置された第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じにしているため第２段静翼２２ｎに沿って作動ガスが流入することになり全圧損失を低く抑えることができる。
【００３３】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００３４】
本実施例のように、第一の静翼である第１段静翼２１ｎの流出角の±１０度の範囲内に伸びる第一の溝４２Ａと、第二の静翼である第２段静翼２２ｎの流入角の±１０度の範囲内に伸びる第二の溝４２Ｂとを両方有しても良い。さらに、第一の溝４２Ａと第二の溝４２Ｂとをつなぐ中間溝４４を備えることにより、溝の製作性を向上させることができる。
【００３５】
以上述べた本実施例のケーシングシュラウド３１は、ケーシングシュラウド３１のガスパス面にコーティング４１を施す改造により得ることができる。この際、ケーシングシュラウド３１に対応して設置される第１段動翼２１ｂの上下流に設置される第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅまたは第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉに基づいてコーティング４１に溝を設けることにより得ることができる。溝は、コーティングに掘ってもよいし、マスキングを利用してコーティング塗布時に形成されるようにしてもよい。
【００３６】
（２）第２の実施の形態
次に、図示した第２の実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００３７】
図３に第２の実施例である第１段ケーシングシュラウド３１Ａを示す。該第１段ケーシングシュラウド３１Ａは、第１実施例に示した第１段ケーシングシュラウド３１と置換し得るものである。
【００３８】
第１段ケーシングシュラウド３１Ａの主流ガス流路面にはコーティング４１が形成されており、そのコーティング４１に溝４２Ａが形成されている。溝の深さは第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ａの間隙と同程度である。溝４２Ａは軸方向中間位置まで形成されている。図４に図３中の断面Ｊを示す。図４に示すように溝４２Ａの深さは軸方向に従って徐々に浅くなり、最終的には主流ガス流路面と同じになる。このように溝をその終端部に向かって浅くなっていく形状にすると、溝を流れたガスを主流に滑らかに合流させることができる。さらに溝の製作性が良く、コーティングもはがれにくくなる。一方、この部分での圧力損失をあえて高くしたい場合には、溝４２Ａの出口部に溝の底に対して垂直な壁を設けるようにすれば良い。溝の終端面を、溝の底部に垂直であるようにして圧力損失を大きくすれば、この部分でのリークを抑制できる効果が得られる。
【００３９】
第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ａの間隙に流入した作動ガスは、ガス流路壁面に沿って流れているが、第１段動翼２１ｂが通過する際に流れの一部が剥ぎ取られて、第１段動翼２１ｂガス流路の内周側に巻き込まれる現象が起こることが知られている。巻き込まれた作動ガスは第１段動翼２１ｂガス流路を流れる際に渦を形成し、全圧損失を増大させている。
【００４０】
本実施例では、第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ａの間隙に流入した作動ガスの一部が、第１段ケーシングシュラウド３１Ａに形成された溝４２Ａに押しやられるため第１段動翼２１ｂの内周側に巻き込む作動ガス量が小さくなる。巻き込まれたガスは下流に流れるに従って渦を形成するが、この渦が小さくなる。渦が小さくなると第１段動翼２１ｂの全圧損失が低減される。この溝４２Ａは前記したように上流に配置された第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとしているため流れがこの溝４２Ａに沿っているために導入されやすい。
【００４１】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。
【００４２】
また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００４３】
（３）第３の実施の形態
次に、図示した第３の実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００４４】
図５に第３の実施例である第１段ケーシングシュラウド３１Ｂを示す。該第１段ケーシングシュラウド３１Ｂは、第１実施例に示した第１段ケーシングシュラウド３１と置換し得るものである。
【００４５】
第１段ケーシングシュラウド３１Ｂの主流ガス流路面にはコーティング４１が形成されており、そのコーティング４１に溝４２Ｂが形成されている。溝の深さは第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ｂの間隙と同程度である。溝４２Ｂは軸方向中間位置から下流端まで形成されている。溝４２Ｂの深さは主流ガス流路面から軸方向に従って徐々に深くなる。
【００４６】
本実施例では、溝４２Ｂの下流側の角度は下流に配置された第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じにしているため第２段静翼２２ｎに沿って作動ガスが流入することになり全圧損失を低く抑えることができる。
【００４７】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。
【００４８】
また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００４９】
（４）第４の実施の形態
次に、図示した第４の実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００５０】
図６に第４の実施例である第１段ケーシングシュラウド３１Ｃを示す。該第１段ケーシングシュラウド３１Ｃは、第１実施例に示した第１段ケーシングシュラウド３１と置換し得るものである。
【００５１】
本実施例に示す第１段ケーシングシュラウド３１Ｃは、前記した第２実施例と第３実施例を組み合わせた形状となっており、コーティング４１に溝４２Ａおよび溝４２Ｂが形成されている。
【００５２】
本実施例では、第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ｃの間隙に流入した作動ガスの一部が、第１段ケーシングシュラウド３１Ｃに形成された溝４２Ａに押しやられるため第１段動翼２１ｂの内周側に巻き込む作動ガス量が小さくなる。巻き込まれたガスは下流に流れるに従って渦を形成するが、この渦が小さくなる。渦が小さくなると第１段動翼２１ｂの全圧損失が低減される。この溝４２Ａは前記したように上流に配置された第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとしているため流れがこの溝４２Ａに沿っているために導入されやすい。
【００５３】
また、溝４２Ｂの下流側は下流に配置された第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じにしているため第２段静翼２２ｎに沿って作動ガスが流入することになり全圧損失を低く抑えることができる。
【００５４】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。
【００５５】
また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００５６】
（５）第５の実施の形態
次に、図示した第５の実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００５７】
図７に第５の実施例である第１段ケーシングシュラウド３１Ｄを示す。該第１段ケーシングシュラウド３１Ｄは、第１実施例に示した第１段ケーシングシュラウド３１と置換し得るものである。
【００５８】
本実施例に示す第１段ケーシングシュラウド３１Ｄは、前記した第１実施例と第５実施例を組み合わせた形状となっており、コーティング４１に溝４２および溝４２Ｂが形成されている。
【００５９】
本実施例では、第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ｄの間隙に流入した作動ガスの一部が、第１段ケーシングシュラウド３１Ｄに形成された溝４２に押しやられるため第１段動翼２１ｂの内周側に巻き込む作動ガス量が小さくなる。巻き込まれたガスは下流に流れるに従って渦を形成するが、この渦が小さくなる。渦が小さくなると第１段動翼２１ｂの全圧損失が低減される。この溝４２Ａは前記したように上流に配置された第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとしているため流れがこの溝４２に沿っているために導入されやすい。
【００６０】
また、溝４２Ｂの下流側は下流に配置された第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じにしているため第２段静翼２２ｎに沿って作動ガスが流入することになり全圧損失を低く抑えることができる。
【００６１】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。
【００６２】
また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００６３】
（６）第６の実施の形態
次に、図示した第６の実施例について説明する。図８に第６の実施例である第１段ケーシングシュラウド３１Ｅを示す。該第１段ケーシングシュラウド３１Ｅは、第１実施例に示した第１段ケーシングシュラウド３１と置換し得るものである。
【００６４】
本実施例に示す第１段ケーシングシュラウド３１Ｅは、溝４２Ｅの上流部は第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅと同じ角度である。また、下流部は第２段静翼２２の流入角４２ｎと同じ角度である。溝４２の角度は±１０度の違いを許容するものとする。
【００６５】
中間部である中間溝４４は上流部の溝に対して９０度の角度をなすように形成されており、下流部の溝に対しては滑らかに接続するように形成されている。このように中間溝４４に曲率の変化が不連続である屈曲部を設けると屈曲部分での圧力損失を大きくできる。圧力損失を大きくすると、この部分のリークを抑制する効果が得られる。この効果は屈曲部の前後の溝の成す角を９０度にすることで最大となる。屈曲部が９０度であると製作性も最も高くなる。ここで屈曲部とは、曲率の変化が不連続である部分を指すものとする。
【００６６】
本実施例では、第１段動翼２１ｂと第１段ケーシングシュラウド３１Ｅの間隙に流入した作動ガスの一部が、第１段ケーシングシュラウド３１Ｅに形成された溝４２Ｅに押しやられるため第１段動翼２１ｂの内周側に巻き込む作動ガス量が小さくなる。巻き込まれたガスは下流に流れるに従って渦を形成するが、この渦が小さくなる。渦が小さくなると第１段動翼２１ｂの全圧損失が低減される。この溝４２Ａは前記したように上流に配置された第１段静翼２１ｎの流出角２１ｎｅとしているため流れがこの溝４２に沿っているために導入されやすい。
【００６７】
また、溝４２Ｅの下流側は下流に配置された第２段静翼２２ｎの流入角２２ｎｉと同じにしているため第２段静翼２２ｎに沿って作動ガスが流入することになり全圧損失を低く抑えることができる。
【００６８】
また、コーティング４１の範囲が全面に施工した場合に比べて小さくなるため、第１段動翼２１ｂが接触した場合の衝撃が小さくなりガスタービンの信頼性が向上する。
【００６９】
また、コーティング剤の量を減らすことができ材料費を削減することが可能となる。
【００７０】
なお、本発明につき、ガスタービンのタービンに適用した例を紹介したが、回転軸に固定されている動翼とそれに対向するケーシングシュラウドを有する回転機械に適用することが可能である。例えば、ガスタービンの圧縮機や蒸気タービンにも適用することが可能であり、同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
２１ｎ  第１段静翼
２１ｎｅ  第１段静翼流出角
２１ｂ  第１段動翼
２１ｂｉ  第１段動翼流入角
２２ｎ  第２段静翼
２２ｎｉ  第２段静翼流入角
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ  ケーシングシュラウド
３１ｉ  溝の上流端流入角
３１ｅ  溝の下流端流出角
４１  コーティング
４１Ａ，４２Ｂ，４２Ｅ  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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