(57)【要約】【課題】圧縮機の静翼翼列の嵌合部の摩耗を抑制することができるガスタービン圧縮機の出口翼列を提供する。【解決手段】ガスタービン圧縮機５７の出口翼列３であって、タービンケーシング１の内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リング５と、タービン回転軸を包囲するインナーバレル４の凹溝１１にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リング７と、先端側が外リング５に、根元側が内リング７に連結された複数の静翼６と、タービンケーシング１と外リング５の間に設けられ、外リング５よりも熱膨張率の高い材質で形成されたスペーサ１４とを備えている。【選択図】図４
2011163184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン圧縮機の出口翼列であって、
タービンケーシングの内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リングと、
タービン回転軸を包囲するインナーバレルの凹部にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リングと、
先端側が前記外リングに、根元側が前記内リングに連結された複数の静翼と、
前記タービンケーシングと前記外リングの間に設けられ、前記外リングよりも熱膨張率の高い材質で形成されたスペーサと
を備えたことを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項２】
ガスタービン圧縮機の出口翼列であって、
タービンケーシングの内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リングと、
タービン回転軸を包囲するインナーバレルの凹部にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リングと、
先端側が前記外リングに、根元側が前記内リングに連結された複数の静翼と、
前記インナーバレルと前記内リングの間に設けられ、前記内リングよりも熱膨張率の高い材質で形成されたスペーサと
を備えたことを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項３】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記スペーサがリング状に形成されていることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項４】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記スペーサがタービン周方向に部分的に配設されていることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項５】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記外リングが、前記静翼に接続する本体部と、前記タービンケーシングに嵌合する嵌合部とに分割されていることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項６】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記内リングが、前記静翼に接続する本体部と、前記インナーバレルに嵌合する嵌合部とに分割されていることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項７】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記内リングが、タービン径方向に深さを有し周方向に延びるスリットを有していることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項８】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記外リング及び前記内リングの前記タービンケーシング及び前記インナーバレルとの各対向部に表面硬化処理を施したことを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項９】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記外リングが、タービン径方向に深さを有しタービン軸方向に延びるスリットを有していることを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【請求項１０】
請求項１又は２のガスタービン圧縮機の出口翼列において、前記内リングの周方向に隣接するパーツ間に弾性部材を配設したことを特徴とするガスタービン圧縮機の出口翼列。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスタービン圧縮機の出口翼列に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン設備において、圧縮機の静翼翼列は、扇形セグメントを周方向に複数個連結することで円環状に構成され、タービンケーシングとインナーバレルとの間に軸方向に複数段落設置されている。各静翼翼列の扇形セグメントは、静翼の先端側を外リングに、根元側を内リングにそれぞれ固定した構成である（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９４９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスタービン設備の圧縮機の場合、圧縮空気を整流して燃焼装置へ導入するために出口部に複数段落の静翼翼列（以下、出口翼列と記載する）を備える場合がある。こうした圧縮機出口部の静翼の扇型セグメントは、外周側では外リングに備わるフックがタービンケーシングのフック溝に、内周側では内リングがインナーバレルにそれぞれ嵌合する。
【０００５】
しかしながら、扇形セグメントとタービンケーシングやインナーバレルとの各嵌合部には組立性を考慮した一定の組立間隙を要する。そのため、運転中の圧縮空気の流体力によって周方向への回転力や軸方向への押し付け力、また回転軸の回転振動による外力を受け、扇形セグメントの嵌合部が間隙内を移動することによりタービンケーシングやインナーバレルとの摩擦により、外リングや内リングが摩耗する。また、摩耗が進展すると間隙寸法の増大により扇形セグメントの動きが大きくなるため更なる摩耗を招来する。
【０００６】
本発明の目的は、圧縮機の静翼翼列の嵌合部の摩耗を抑制することができるガスタービン圧縮機の出口翼列を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、ガスタービン圧縮機の出口翼列であって、タービンケーシングの内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リングと、タービン回転軸を包囲するインナーバレルの凹部にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リングと、先端側が前記外リングに、根元側が前記内リングに連結された複数の静翼と、前記タービンケーシングと前記外リングの間に設けられ、前記外リングよりも熱膨張率の高い材質で形成されたスペーサとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、ガスタービン圧縮機の出口翼列であって、タービンケーシングの内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リングと、タービン回転軸を包囲するインナーバレルの凹部にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リングと、先端側が前記外リングに、根元側が前記内リングに連結された複数の静翼と、前記インナーバレルと前記内リングの間に設けられ、前記内リングよりも熱膨張率の高い材質で形成されたスペーサとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記スペーサがリング状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記スペーサがタービン周方向に部分的に配設されていることを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１又は第２の発明において、前記外リングが、前記静翼に接続する本体部と、前記タービンケーシングに嵌合する嵌合部とに分割されていることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第１又は第２の発明において、前記内リングが、前記静翼に接続する本体部と、前記インナーバレルに嵌合する嵌合部とに分割されていることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第１又は第２の発明において、前記内リングが、タービン径方向に深さを有し周方向に延びるスリットを有していることを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、第１又は第２の発明において、前記外リング及び前記内リングの前記タービンケーシング及び前記インナーバレルとの各対向部に表面硬化処理を施したことを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、第１又は第２の発明において、前記外リングが、タービン径方向に深さを有しタービン軸方向に延びるスリットを有していることを特徴とする。
【００１６】
第１０の発明は、第１又は第２の発明において、前記内リングの周方向に隣接するパーツ間に弾性部材を配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、圧縮機の静翼翼列の嵌合部の摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のガスタービン圧縮機の出口翼列を適用するガスタービンの一構成例の部分側断面図である。
【図２】（ａ）ガスタービン圧縮機の出口部の拡大側断面図、及び（ｂ）図２（ａ）中のII−II矢視による断面図である。
【図３】（ａ）本発明の第１実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントの基本構造をタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図３（ａ）中の矢印III方向から見た図である。
【図４】（ａ）本発明の第１実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図４（ａ）中の矢印IV方向から見た図である。
【図５】（ａ）本発明の第２実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図５（ａ）中の矢印Ｖ方向から見た図である。
【図６】（ａ）本発明の第３実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図６（ａ）中の矢印VI方向から見た図である。
【図７】（ａ）本発明の第４実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図７（ａ）中の矢印VII方向から見た図である。
【図８】（ａ）本発明の第５実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図８（ａ）中の矢印VIII方向から見た図である。
【図９】（ａ）本発明の第６実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図９（ａ）中の矢印IX方向から見た図である。
【図１０】（ａ）本発明の第７実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図１０（ａ）中の矢印Ｘ方向から見た図である。
【図１１】（ａ）本発明の第８実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）本発明の第８実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列に備えられた弾性部材の斜視図である。
【図１２】（ａ）本発明の第９実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、及び（ｂ）図１２（ａ）中の矢印XII方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は本発明のガスタービン圧縮機の出口翼列を適用するガスタービンの一構成例の部分側断面図である。
【００２１】
図１に示したガスタービンは、空気２ａを圧縮する軸流型圧縮機５７と、軸流型圧縮機６１からの圧縮空気２ｂを燃料とともに燃焼する燃焼装置５４と、燃焼装置５４からの燃焼ガスで駆動するタービン５２とを備えている。軸流型圧縮機５７とタービン５２の回転軸（ロータ）５５は同軸上に連結されていて、タービンケーシング１の内部に収容している。
【００２２】
タービン５２は、回転軸５５と、回転軸５５の内周部に設けた動翼５１と、タービンケーシング１の内周部に設けた静翼５０とを有している。動翼５１及び静翼５０はタービン回転方向に複数設けられて環状の翼列を形成し、動翼５１と静翼５０の翼列が軸方向に交互に設置されている。
【００２３】
空気圧縮機５３は、回転軸５５と、回転軸５５の外周部に設けた空気圧縮機動翼５６と、タービンケーシング１の内周部に設けた空気圧縮機静翼５３を備えている。空気圧縮機動翼５６及び空気圧縮機静翼５３はタービン回転方向に複数設けられて環状の翼列を形成し、空気圧縮機動翼５６と空気圧縮機静翼５３の翼列が軸方向に交互に設置されている。
【００２４】
回転軸５５が回転すると、軸流型圧縮機５７に空気２ａが吸い込まれて旋回しながら圧縮される。軸流型圧縮機５７で生成された高温高圧の圧縮空気２ｂは、軸流型圧縮機５７の出口部に設けた圧縮機出口翼列３によって軸方向の流れに整流されて燃焼装置５４へ導入される。なお、軸流型圧縮機５７からの圧縮空気２ｂ（又は圧縮途中の空気）は、ガスタービン各所に高温部材の冷却用空気として抽気される。
【００２５】
燃焼装置５４では圧縮空気２ｂとともに燃料を燃焼して１３００℃程度の燃焼ガスＨを生成し、タービン５２に供給する。タービン５２に供給された燃焼ガスＨは、各段落で静翼５０を経て動翼５１に噴射され、これによりタービン５２が駆動する。タービン５２を駆動した燃焼ガスＨは６５０℃程度の排気ガスとして、煙道部を構成する排気ディフューザ（図示せず）を介して外部へ放出される。そして、特に図示していないが、回転軸５５には発電機等の負荷機器のロータが連結されていて、上記のようにして得られた回転軸５５の回転動力によって負荷機器が駆動する。またガスタービン全体は外部へ与える熱影響の遮断や防音のためガスタービンエンクロージャー（図示せず）で覆われている。
【００２６】
図２（ａ）は軸流型圧縮機５７の出口部の拡大側断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のII−II矢視による断面図である。
【００２７】
前述したように、軸流型圧縮機５７の出口部には、圧縮空気２の旋回流を軸方向に平行に整流して燃焼装置５４へ導入するために、円環状に構成された圧縮機出口翼列３が備えられている。この圧縮機出口翼列３は、タービンケーシング１の内周部にタービン周方向に挿入されて嵌合する外リング５と、回転軸５５を包囲するインナーバレル４の凹部にタービン周方向に挿入されて嵌合する内リング７と、先端側が外リング５に、根元側が内リング７に連結された複数の静翼（整流翼）６とを備えている。本実施形態において、この圧縮機出口翼列３は、扇型セグメントを周方向に複数個並べて円環状に構成されている。すなわち、外リング５、内リング７とも周方向に複数のパーツに分割されており、扇形セグメントは、外リング５及び内リング７の径方向に対向する各パーツを複数の静翼６で連結した構成である。圧縮機出口翼列３は、軸流圧縮機５７の最終段の圧縮機動翼５６より後流において、圧縮空気２の流路上に静翼６が臨むように軸方向に複数段設置されている。各段の圧縮機出口翼列３はいずれも同様の構成である。
【００２８】
図３（ａ）は本実施形態の出口翼列の扇形セグメントの基本構造をタービン軸方向から見た図、図３（ｂ）はこれを図３（ａ）中の矢印III方向から見た図である。
【００２９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、静翼６の先端部（外周側）には翼ダブテール部９が設けられており、この翼ダブテール部９が軸方向（組み上がった状態における軸方向）から外リング５の内周部に周方向に一定間隔で設けたダブテール溝に嵌合され、嵌合後はかしめて外リング５から抜け出さないように固定される。外リング５は、外周部に外リングフック８を有しており、この外リングフック８がタービンケーシング１に設けたフック溝１３に周方向から挿入されることで、タービンケーシング１に嵌合している。静翼６の根元部（内周側）は内リング７の外周部に溶接によって固定されている。内リング７は、インナーバレル４の外周部に設けた円環状の凹溝１１に嵌合している。内リング７は、静翼６に加わる圧縮空気２ｂの流体力を減衰させるために、周方向に隣接する分割パーツ間に一定のギャップ１２を設けている。静翼６は、このギャップ１２の範囲で周方向に変位可能である。外リング５と内リング７はそれぞれフック溝１３と凹溝１１内にほぼ面一に収まり、圧縮空気２ｂの流れを乱さないようになっている。
【００３０】
ここで、タービンケーシング１のフック溝１３、インナーバレル４の凹溝１１は、組み立て性への配慮からそれぞれ外リング５、内リング７よりも大き目に形成されている。タービンケーシング１のフック溝１３と外リングフック８との間には例えば０．１ｍｍ程度、インナーバレル４の凹溝１１と内リング７との間には例えば２ｍｍ程度の間隙が介在しており、圧縮機出口翼列３はタービンケーシング１及びインナーバレル４に対して若干のガタツキを有している。したがって、運転中の圧縮空気２ｂの流体力により、周方向への回転力や軸方向への押し付け力、また回転軸５５の回転振動による外力を受け、扇形セグメントが軸方向や径方向、周方向に間隙寸法内で移動する結果、図３（ｂ）に示したようにタービンケーシング１やインナーバレル４との間に摩擦力が発生し、外リングフック８や外リング５の軸方向を向いた面５ａ，５ｂ、内リング７の軸方向を向いた面７ａ，７ｂ等に摩耗Ａ，Ｂ，Ｃが生じる。また、摩耗Ａ−Ｃが進展すると、扇形セグメントの移動量の増加から摩耗はさらに進行する。特にタービンケーシング１のフック溝１３には、フック溝１３を機械加工するための加工用逃げ溝１０が外周側に形成されるため、外リングフック８の部摩Ａが進展すると扇形セグメントの径方向へのガタツキが増大し、圧縮機出口翼部３は径方向へ変位し易くなり、これが他の摩耗Ｂ，Ｃを加速させる要因となる。
【００３１】
また、ガスタービンエンクロージャー（図示せず）内のタービンケーシング１の外周側の雰囲気温度が約８０℃となるのに対し、軸流圧縮機５７には約４５０℃の圧縮空気２ｂが流れるため、この温度差によって軸流圧縮機５７部分のタービンケーシング１の断面は楕円形状の熱変形する傾向にある（図２の二点鎖線参照）。これによってタービンケーシング１の熱変形による外力が外リング５に加わり、外リングフック８とタービンンケーシング１のフック溝１３との間に強い接触力が発生する。このことも外リングフック８の摩耗促進の要因となり得る。
【００３２】
こうして摩耗Ａ−Ｃが発生すると、メンテナンスの度に外リング５及び内リング７の形状を溶接補修によって復元する必要が生じる。この溶接補修は多大な労力及び時間を要する煩わしい作業であるのみならず、その溶接量によって熱変形量が著しくなると外リング５や内リング７の原型復帰ができなくなり、ガスタービンの経済性を悪化させる。
【００３３】
また、外リングフック８が摩滅した場合は、圧縮機出口翼列３の扇形セグメントのタービンケーシング１に対する係合が解かれ、正規の位置に扇形セグメントを保持することができなくなる。その結果、圧縮空気２ｂが適切に整流されなくなると、圧縮空気２ｂの所定の性状が得られなくなり、ガスタービンの性能を低下させることにもなる。また、圧縮空気２ｂが適切に整流されないまま燃焼装置５４に導入されると、燃焼に異常を来たす恐れがありガスタービンの信頼性も低下する。
【００３４】
このように、圧縮機出口翼列３の外リング５及び内リング７の摩耗はプラントの信頼性や経済性の面で大きな問題となる。
【００３５】
そこで、本実施形態では、こうして圧縮機出口翼列３に発生する摩耗を次に説明する方策によって抑制し、ガスタービン部品の機能低下や溶接補修作業の発生を抑制し、ガスタービンの信頼性及び経済性の向上を図っている。
【００３６】
図４（ａ）は本発明の第１実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図４（ｂ）はこれを図４（ａ）中の矢印IV方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００３７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示したように、本実施形態では、タービンケーシング１にフック溝１３を加工するための前述した加工用逃げ溝１０にスペーサ１４を設けてある。スペーサ１４は、外リング５よりも熱膨張率が高い材質（アルミニウム等）で形成されていて、外リング５の外周部に固定ネジ１５で取り付けられ、タービンケーシング１と外リング５の間に配設されている。スペーサ１４は、外リング５に対して溶接等の他の方法で固定しても良いし、外リング５に固定せず、加工用逃げ溝１０内に単に収容された状態としても良い。スペーサ１４の厚みはフック溝１３との境界からとった加工用逃げ溝１０のタービン径方向の深さ寸法と同等であり、タービン軸方向の寸法は加工用逃げ溝１０のそれよりも若干小さい程度である。
【００３８】
また、本実施形態のスペーサ１４はリング状に形成されている。このとき、スペーサ１４を扇形セグメントに固定せず、扇形セグメントに先行してタービンケーシング１に組み入れる場合には、スペーサ１４を一体のリング状の部材としても良いし、タービンケーシング１と同様に上下反割れ構造としても良いが、扇形セグメントとともにタービンケーシング１に組み入れる場合には、例えば各扇形セグメントに対応する複数のパーツに分割して扇形セグメントに固定する構成が好ましい。また、特に図示していないが、スペーサ１４及び外リング５にいわゆるインロー構造を設け、両者の位置関係を高精度に再現できる構成とすることもできる。
【００３９】
本実施形態によれば、圧縮機出口翼列３に流入する圧縮空気２ｂが約４５０℃の高温であるため、外リング５の外周側に加工用逃げ溝１０の径方向深さと同等の厚さの突起物であるスペーサ１４を設けたことにより、スペーサ１４がタービン径方向に熱膨張することによって扇形セグメントを内周側に押さえつけられる。その結果、扇形セグメントのタービン径方向への変位が拘束されることから、扇形セグメントのタービンケーシング１又はインナーバレル４との嵌合部分の摩耗の進展を抑制することができる。また、スペーサ１４が外リング５に固定されている場合、スペーサ１４がタービン軸方向に熱膨張して加工用逃げ溝１０内で拘束されたときには、併せて扇形セグメントのタービン軸方向への変位を拘束することもでき、扇形セグメントの摩耗の進展がより抑制される。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、外リング５の外周部に外リング５よりも熱膨張し易いスペーサ１４を設けたことにより、圧縮空気２ｂの流体力や回転軸５５の回転振動に起因する扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。このように扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制できることから、定期検査時の溶接補修作業の発生又は補修溶接量を抑制することができ、ガスタービンの経済性を向上させることができる。また、外リングフック８の摩滅を抑制できるので、圧縮機出口翼列３の位置ずれを抑制することができる。これによって圧縮空気２ｂの整流効果の低下を抑制することができるので、ガスタービンの信頼性の低下も抑制される。
【００４１】
また、基本構造であるタービンケーシング１のフック溝１３に付随して形成される加工用逃げ溝１０にスペーサ１４を収容配置する簡単な構成であるため、既存プラントに容易に適用できる点もメリットである。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図５（ａ）は本発明の第２実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図５（ｂ）はこれを図５（ａ）中の矢印Ｖ方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態が第１実施形態と相違する点は、図に示したように、スペーサ１４Ａがリング状に繋がっておらず、外リング５の外周部に部分的に設けられている点である。スペーサ１４Ａの周方向の寸法や間隔は特に限定されないが、図５（ａ）では、スペーサ１４Ａの周方向の寸法を静翼６の周方向１ピッチ程度、間隔を静翼６の周方向３ピッチ程度とした場合を例示している。スペーサ１４Ａの断面形状等、その他の構成については第１実施形態と同様である。
【００４４】
本実施形態によれば、第１実施形態と実質同様の効果が得られることの他、スペーサ１４Ａを外リング１の外周部に部分的に設ける構成としたことにより、第１実施形態に比べ、スペーサ１４Ａの材料費を削減することができるとともに、スペーサ１４Ａの重量が減少することで着脱の労力を軽減することもできる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
図６（ａ）は本発明の第３実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図６（ｂ）はこれを図６（ａ）中の矢印VI方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、外リング５Ａが、静翼６に例えば溶接で接続された本体部５Ａａと、タービンケーシング１に嵌合する嵌合部５Ａｂとに分割されている点である。
【００４７】
嵌合部５Ａｂは固定ネジ１５のように容易に脱着が可能な方法で本体部５Ａａに取り付けられている。本体部５Ａａと嵌合部５Ａｂの境界の位置は特に限定されないが、互いに必要十分な強度を確保する。本実施形態では本体部５Ａａ及び嵌合部５Ａｂとも断面が矩形状になるように分割されている。また、本体部５Ａａ及び嵌合部５Ａｂにいわゆるインロー構造を設け、両者の位置関係を高精度に再現できる構成とすることもできる。スペーサ１４（第２実施形態のスペーサ１４Ａでも良い）は、外リング５Ａの嵌合部５Ａｂの外周部に位置し、嵌合部５Ａｂとともに本体部５Ａａに取り付けられている。その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態において外リング５を本体部と嵌合部に分割しても良い。
【００４８】
本実施形態によれば、前述した実施形態と実質同様の効果が得られる他、外リング５Ａの嵌合部５Ａｂを分割構造としたことにより、嵌合部５Ａｂに摩耗が発生したとしても、摩耗部分を溶接補修する必要はなく、嵌合部５Ａｂのみを交換すれば原型復帰することができるので、原型復帰の労力をより軽減することができ、ガスタービンの経済性を向上させることができる。また、摩耗減肉部に対する溶接補修のように熱変形を伴わないので、復元精度も高いくガスタービンの信頼性も向上する。
【００４９】
＜第４実施形態＞
図７（ａ）は本発明の第４実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図７（ｂ）はこれを図７（ａ）中の矢印VII方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、内リング７Ａが、静翼６に溶接等によって接続された本体部１７と、インナーバレル４の凹溝１１に嵌合する嵌合部１８とに分割されている点である。
【００５１】
嵌合部１８は固定ネジ２５のように容易に脱着が可能な方法で本体部１７に取り付けられている。本体部１７と嵌合部１８の境界の位置は特に限定されないが、互いに必要十分な強度を確保する。本実施形態では本体部１７が断面矩形の形状をしているのに対し、嵌合部１８は本体部１７のタービン軸方向の両側の面と内周側の面を覆うようにコの字状に形成されている。また、本体部１７及び嵌合部１８にいわゆるインロー構造を設け、両者の位置関係を高精度に再現できる構成とすることもできる。その他の構成は第３実施形態と同様であるが、第１又は第２実施形態において内リング７を本体部と嵌合部に分割しても良い。
【００５２】
本実施形態においても、外リング５の外周側に設けたスペーサ１４（或いは１４Ａ）によって前述した各実施形態と同様に扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。加えて、内リング７Ａの嵌合部１８を本体部１７に対して着脱できる構造としたことにより、嵌合部１８に摩耗が発生したとしても、摩耗部分を溶接補修する必要はなく、嵌合部１８のみを交換すれば原型復帰することができるので、原型復帰の労力をより軽減することができ、ガスタービンの経済性を向上させることができる。また、摩耗減肉部に対する溶接補修のように熱変形を伴わないので、復元精度も高いくガスタービンの信頼性も向上する。
【００５３】
＜第５実施形態＞
図８（ａ）は本発明の第５実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図８（ｂ）はこれを図８（ａ）中の矢印VIII方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、タービン径方向に深さを有し周方向に延びる環状のスリット１９が内リング７Ｂに備えられている点である。
【００５５】
スリット１９の深さや幅（溝幅）は特に限定されないが、内リング７Ｂのタービン軸方向を向いた面が凹溝１１の対向面に強く押し付けられた際に、スリット１９のタービン軸方向外側の面を構成する部位が折損しないように配慮する必要がある。また、本実施形態では内リング７Ｂの外周面にスリット１９を設けた場合を例示しているが、内周面にタービン径方向外側に深さを持つスリットとしても良い。その他の構成は、前述した実施形態と同様である。その他の構成は第３実施形態と同様であるが、第１、第２又は第４実施形態においてスリット１９を形成することもできる。
【００５６】
本実施形態においても、外リング５Ａの外周側に設けたスペーサ１４（或いは１４Ａ）によって前述した各実施形態と同様に扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。加えて、内リング７Ｂにスリット１９を設けたので、仮に扇形セグメントがタービン軸方向に変位して、インナーバレル４の凹溝１１の内壁と内リング７との間に強い接触力が作用したとしても、スリット１９のタービン軸方向の壁面を構成する部位が撓むことによって接触力が減衰する。したがって、内リング７Ｂの摩耗発生をより効果的に抑制することができる。
【００５７】
＜第６実施形態＞
図９（ａ）は本発明の第６実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図９（ｂ）はこれを図９（ａ）中の矢印IX方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、外リング５及び内リング７Ｂのタービンケーシング１及びインナーバレル４との各対向部に表面硬化処理を施した点である。
【００５９】
すなわち、本実施形態では、タービンケーシング１のフック溝１３の内壁面に接触し得る外リング５Ａの外壁面、及びインナーバレル４の凹溝１１の内壁面に接触し得る内リング７Ｂの外壁面に硬化処理（例えば窒化処理）を施して表面硬化層２０（太線で図示）を形成してある。表面硬化層２０を形成する部位は、例えば先に図３（ｂ）で説明した摩耗Ａ−Ｃが生じ得る箇所である。その他の構成は第５実施形態と同様であるが、第１−第４実施形態において表面硬化層２０を形成することもできる。
【００６０】
本実施形態においても、外リング５Ａの外周側に設けたスペーサ１４（或いは１４Ａ）によって前述した各実施形態と同様に扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。加えて、表面硬化層２０を設けて外リング５Ａ及び内リング７Ｂのタービンケーシング１やインナーバレル４との接触部の表面硬度を上昇させることで、タービンケーシング１とインナーバレル４との組立間隙を変更することなく、表面硬化層２０が内場合に比べて外リング５Ａや内リング７Ｂの摩耗をより効果的に抑制することができる。
【００６１】
＜第７実施形態＞
図１０（ａ）は本発明の第７実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図１０（ｂ）はこれを図１０（ａ）中の矢印Ｘ方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、タービン径方向に深さを有しタービン軸方向に延びるスリット２１が外リング５Ｂの隣接する静翼６間に備えられている点である。
【００６３】
スリット２１は、外リング５Ｂの内周面にタービン径方向の外側に延びるように設けられており、本実施形態の場合、外リング５Ｂが本体部５Ｂａと嵌合部５Ｂｂに分割されているので、各スリット２１は本体部５Ｂａに設けられている。スリット２１の深さや幅（溝幅）は特に限定されないが、外リング５Ｂに周方向に強い圧縮力が作用した際に、外リング５Ｂ（本実施形態の場合、本体部５Ｂａ）が折損しないように配慮する必要がある。その他の構成は第５実施形態と同様であるが、第１−第４又は第６実施形態においてスリット２１を形成することもできる。
【００６４】
本実施形態においても、外リング５Ｂの外周側に設けたスペーサ１４（或いは１４Ａ）によって前述した各実施形態と同様に扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。加えて、外リング５Ｂにスリット２１を設けたので、仮にタービンケーシング１の熱変形等によって扇形セグメントがタービン周方向に変位し、扇形セグメント間に強い接触力が作用したとしても、外リング２１の周方向への圧縮が許容され接触力が減衰する。したがって、外リング５Ｂの摩耗発生をより効果的に抑制することができる。
【００６５】
＜第８実施形態＞
図１１（ａ）は本発明の第８実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図１１（ｂ）は本発明の第８実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列に備えられた弾性部材の斜視図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、内リング７Ｂの周方向に隣接するパーツ間（ギャップ１２）に弾性部材２２を配設した点である。
【００６７】
弾性部材２２は、内リング７Ｂ間で圧縮された場合に周方向に復元力を発揮する手段であり、コイルスプリング等の各種ばねを適宜使用することができるが、本実施形態ではくの字状に屈曲した鋼板（ダンピングプレート）を例示している。弾性部材２２は溶接等の方法によって自己の伸縮動作を阻害しないように一方の内リング７Ｂの端面に固定され、圧縮機流路に脱落しないようにしてある。その他の構成は第５実施形態と同様であるが、第１−第４、第６又は第７実施形態において弾性部材２２を設けることもできる。
【００６８】
本実施形態においても、外リング５Ａの外周側に設けたスペーサ１４（或いは１４Ａ）によって前述した各実施形態と同様に扇形セグメントの嵌合部の摩耗を抑制することができる。加えて、内リング７Ｂのギャップ１２に弾性部材２２を設けたことにより、圧縮空気２ｂの流体力の影響により内リング７が周方向に変位しようとした場合に、弾性部材２２でこれを許容しつつ内リング７Ｂへの強い接触力の作用を抑制することができる。
【００６９】
＜第９実施形態＞
図１２（ａ）は本発明の第９実施形態に係るガスタービン圧縮機の出口翼列の扇形セグメントをタービン軸方向から見た図、図１２（ｂ）はこれを図１２（ａ）中の矢印XII方向から見た図である。既出図面と同様の部分には既出図面で使用したのと同様の符号を付して説明を省略する。
【００７０】
本実施形態が既出の実施形態と相違する点は、インナーバレル４と内リング７の間にスペーサ１４を設けた点である。
【００７１】
本実施形態では、タービンケーシング１の加工用逃げ溝１０ではなく、インナーバレル４の凹溝１１内にスペーサ１４を配設し、スペーサ１４をインナーバレル４と内リング７の間に介在させている。スペーサ１４は、内リング７に対して固定ネジ１５等で固定しても良いが、本実施形態では固定していない。スペーサ１４の厚みは、例えば内リング７の内周面に周方向に延ばした凹溝１６の深さ（タービン径方向寸法）と同等であり、タービン軸方向の寸法は凹溝１６のそれよりも若干小さい程度である。本実施形態では図示していないが、加工用逃げ溝１０と凹溝１１の双方にスペーサ１４を設けることも考えられる。その他の構成は第１実施形態と同様であるが、第２−第８実施形態においてスペーサ１４をインナーバレル４側に設けることもできる。
【００７２】
本実施形態のように、スペーサ１４をインナーバレル４側に設けた場合でも、スペーサ１４の熱膨張により扇形セグメントをタービン径方向外側に付勢して拘束することができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、以上の第１−第９実施形態は、任意に組み合わせることができることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１            タービンケーシング
２ｂ          圧縮空気
３            圧縮機出口翼部
４            インナーバレル
５，５Ａ，Ｂ  外リング
５Ａａ，Ｂａ  本体部
５Ａｂ，Ｂｂ  嵌合部
６            静翼
７            内リング
８            外リングフック
１１          凹溝
１２          ギャップ
１３          フック溝
１４，１４Ａ  スペーサ
１７          本体部
１８          嵌合部
１９          スリット
２０          表面硬化層
２１          スリット
２２          弾性部材
５５          回転軸
５７          空気圧縮機
Ａ−Ｃ        摩耗部
【図１】
2011163184.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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