(57)【要約】【課題】溶接部などの接合部に応力が集中することを抑制可能な、タービン車室を提供する。【解決手段】実施形態のタービン車室は、車室本体とラッパリブと備える。車室本体は、蒸気が蒸気入口部を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸に沿って蒸気が側方へ流れる。ラッパリブは、車室本体の外周面において、回転軸に沿った方向に延在しており、Ｒ形状部を含む切欠きが形成されている。【選択図】図１
2015175307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気が蒸気入口部を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸に沿って前記蒸気が側方へ流れる車室本体と、
前記車室本体の外周面において、前記回転軸に沿った方向に延在しているラッパリブと
を備え、
前記ラッパリブは、Ｒ形状部を含む切欠きが形成されている、
タービン車室。
【請求項２】
前記ラッパリブは、
前記車室本体の上半部の真上において、鉛直方向に立つように設けられている上半真上ラッパリブ
を含み、
前記上半真上ラッパリブは、第１の切欠きと、前記回転軸に沿った方向において前記第１の切欠きよりも下流側に設けられた第２の切欠きとが、前記切欠きとして形成されており、
前記第１の切欠きは、前記回転軸の径方向において外側が開口しており、
前記第２の切欠きは、前記回転軸の径方向において内側が開口している、
請求項１に記載のタービン車室。
【請求項３】
前記第１の切欠きは、前記Ｒ形状部の直径よりも、開口している端部の幅が小さく、
前記第２の切欠きは、前記Ｒ形状部の直径よりも、開口している端部の幅が小さい、
請求項２に記載のタービン車室。
【請求項４】
前記ラッパリブは、
前記車室本体の上半部において鉛直方向に対して傾斜した方向に立つように設けられている上半斜めラッパリブ
を含み、
前記上半斜めラッパリブは、第３の切欠きと、前記回転軸に沿った方向において前記第３の切欠きよりも下流側に設けられた第４の切欠きとが、前記切欠きとして形成されており、
前記第３の切欠きは、前記回転軸の径方向において外側が開口しており、
前記第４の切欠きは、前記回転軸の径方向において内側が開口している、
請求項１から３のいずれかに記載のタービン車室。
【請求項５】
前記第３の切欠きは、前記Ｒ形状部の直径と、開口している端部の幅とが互いに同じであり、
前記第４の切欠きは、前記Ｒ形状部の直径よりも、開口している端部の幅が小さい、
請求項４に記載のタービン車室。
【請求項６】
前記ラッパリブは、
前記車室本体の下半部に設けられている下半ラッパリブ
を含み、
前記下半ラッパリブは、第５の切欠きが、前記切欠きとして形成されており、
前記第５の切欠きは、前記回転軸の径方向において外側が開口している、
請求項１から５のいずれかに記載のタービン車室。
【請求項７】
前記車室本体は、前記蒸気入口部を介して上方から内部に流入した蒸気が、前記タービンロータの回転軸に沿った方向において、互いに対向する一方の側方と他方の側方とのそれぞれに流れる、
請求項１から６のいずれかに記載のタービン車室。
【請求項８】
前記蒸気入口部の内部において、前記回転軸の方向に沿って延在すると共に、前記回転軸の径方向に立つように設けられている上半ガイドプレート
を有し、
前記上半ガイドプレートは、Ｒ形状を含む第６の切欠きが形成されており、
前記第６の切欠きは、前記回転軸の径方向において内側が開口している、
請求項７に記載のタービン車室。
【請求項９】
前記第６の切欠きは、前記Ｒ形状部の直径と、開口している端部の幅とが互いに同じである、
請求項８に記載のタービン車室。
【請求項１０】
蒸気が蒸気入口部を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸に沿って前記蒸気が側方へ流れる車室本体と、
前記蒸気入口部の内部において、前記回転軸方向に沿って延在すると共に、前記回転軸の径方向に立つように設けられている上半ガイドプレート
を有し、
前記上半ガイドプレートは、Ｒ形状を含む切欠きが形成されている、
タービン車室。
【請求項１１】
内部車室と、
前記内部車室を収容する外部車室と
を備え、
前記内部車室は、前記車室本体と前記ラッパリブと前記上半ガイドプレートとを有する、
請求項９または１０に記載のタービン車室。
【請求項１２】
タービンの運転中に、蒸気が蒸気入口部を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸に沿って前記蒸気が側方へ流れる車室本体と、
前記車室本体の外周面において、前記回転軸に沿った方向に延在している補強リブと
を備え、
前記補強リブは、
前記回転軸に沿った方向において凹むように凹部が形成された凹型補強リブと、
前記回転軸に沿った方向に延在しており、一端部が前記凹部に挿入されている凸型補強リブと
を含み、
前記タービンの運転を停止しているときには、前記回転軸に沿った方向および前記回転軸の径方向において、前記凸型補強リブの一端部と前記凹部の内面との間にギャップが形成され、
前記タービンの運転中には、前記回転軸に沿った方向において、前記凸型補強リブの一端部と前記凹部の内面とが互いに接触する、
タービン車室。
【請求項１３】
内部車室と、
前記内部車室を収容する外部車室と
を備え、
前記内部車室は、前記車室本体と前記補強リブを有し、
前記車室本体は、前記蒸気入口部を介して上方から内部に流入した蒸気が、前記タービンロータの回転軸に沿った方向において、互いに対向する一方の側方と他方の側方とのそれぞれに流れる、
請求項１２に記載のタービン車室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、タービン車室に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、タービンロータを内部に収容するタービン車室（タービンケーシング）を有し、蒸気がタービン車室の内部に作動流体として供給されることによって、タービンロータが回転する。そして、そのタービンロータの回転によって、たとえば、発電機が駆動して、発電が行われる。
【０００３】
蒸気タービンのうち、低圧タービンでは、高圧タービン等で仕事を行って圧力が低下した低圧蒸気が作動流体として供給されるため、ダブルフロー型（複流排気型）が主に採用されている。また、低圧タービンを構成するタービン車室は、２重ケーシング構造が主に採用されている。（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００４】
上記の低圧タービンにおいて、タービン車室は、内部車室と外部車室とを有し、静翼（ノズル）と動翼（タービン羽根）とによって構成されるタービン段落が内部車室に収容され、その内部車室が外部車室に収容される。この低圧タービンでは、内部車室の内部に上方から流入した蒸気が、タービンロータの回転軸に沿った方向において、互いに対向する一方の側方と他方の側方とのそれぞれに流れる。そして、その一方の側方と他方の側方とのそれぞれに並ぶ複数段のタービン段落において、蒸気が、順次、膨張して仕事を行うことによって、タービンロータが回転する。そして、内部車室において一方の側端と他方の側端とのそれぞれから流出した蒸気は、内部車室と外部車室との間に形成された排気通路を流れる。その後、その蒸気は、タービン車室の下方に位置する復水器へ排出される。
【０００５】
以下より、上述した先行技術に係る低圧タービンにおいて、タービン車室を構成する内部車室について、説明する。
【０００６】
［Ａ］タービン車室（内部車室）
図７，図８は、先行技術に係るダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室の概要を示す図である。図７は、横断面図であり、図８は、縦断面図である。
【０００７】
図７では、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）に沿った第１の水平方向ｘとによって規定される第１の鉛直面（ｘｚ面）を示している。
【０００８】
これに対して、図８では、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）において第１の水平方向ｘに直交する第２の水平方向ｙとによって規定される第２の鉛直面（ｙｚ面）のうち、図７のＸ１−Ｘ１部分を示している。
【０００９】
図７，図８に示すように、内部車室１Ｊは、車室本体１０と、蒸気入口部２０と、上半真上ラッパリブ１１１Ｊと、上半斜めラッパリブ１１２Ｊと、下半ラッパリブ１２１Ｊと、上半ガイドプレート２０１Ｊとを有する。各部は、金属材料を用いて形成されている。
【００１０】
内部車室１Ｊを構成する各部について、順次、説明する。
【００１１】
［Ａ−１］車室本体１０
内部車室１Ｊにおいて、車室本体１０は、車室本体上半部１１と車室本体下半部１２とを備えている。車室本体１０は、車室本体上半部１１と車室本体下半部１２とを組み合わせることによって構成されている。
【００１２】
車室本体１０のうち、車室本体上半部１１は、鉛直方向ｚにおいて車室本体１０を２つに分割したときに上側に位置する部分である。これに対して、車室本体下半部１２は、鉛直方向ｚにおいて車室本体１０を２つに分割したときに下側に位置する部分である。
【００１３】
車室本体１０は、上述したように、タービンロータ（図示省略）を内部空間に収容する。ここでは、車室本体１０において、タービンロータは、回転軸ＡＸが第１の水平方向ｘに沿うように軸受（図示省略）に回転可能に支持される。車室本体１０においては、蒸気が蒸気入口部２０を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸ＡＸに沿って蒸気が側方へ流れる。
【００１４】
車室本体１０は、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において、中心を軸にして対称であり、中心（蒸気入口側）から側方（蒸気出口側）へ向かうに伴って外径および内径が大きくなるように形成されている（図７参照）。
【００１５】
具体的には、車室本体１０は、第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂと第１円筒形状部１４ａと第２円筒形状部１４ｂとを含む。
【００１６】
第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂとのそれぞれは、外形が円錐台形状の管状体であって、その管状体の中心軸が回転軸ＡＸと同軸である。第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂとのそれぞれは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において対称になるように設けられている。
【００１７】
第１テーパー形状部１３ａは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、一方の側へ向かう方向ＡＸ１において外径および内径が大きくなっている。これに対して、第２テーパー形状部１３ｂは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、他方の側へ向かう方向ＡＸ２において外径および内径が大きくなっている。第１テーパー形状部１３ａおよび第２テーパー形状部１３ｂは、外周面が、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に対して傾斜している。
【００１８】
また、第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂとの間には、ストラット３０が複数設置されている。ストラット３０は、棒状の補強部材であって、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に延在するように設置されている。
【００１９】
第１円筒形状部１４ａと第２円筒形状部１４ｂとのそれぞれは、円筒形状の管状体であり、中心軸が回転軸ＡＸと同軸である。第１円筒形状部１４ａと第２円筒形状部１４ｂとのそれぞれは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において、対称になるように設けられている。また、第１円筒形状部１４ａと第２円筒形状部１４ｂとのそれぞれは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において、第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂとの両者が間に介在している。
【００２０】
第１円筒形状部１４ａは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、一方の側へ向かう方向ＡＸ１において、第１テーパー形状部１３ａに並んでいる。第１円筒形状部１４ａは、第１テーパー形状部１３ａよりも外径および内径が大きくなっている。これに対して、第２円筒形状部１４ｂは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、他方の側へ向かう方向ＡＸ２において、第２テーパー形状部１３ｂに並んでいる。第２円筒形状部１４ｂは、第２テーパー形状部１３ｂよりも外径および内径が大きくなっている。
【００２１】
なお、図示を省略しているが、車室本体１０の内部に収容するタービンロータは、複数の動翼（図示省略）が回転方向（図示省略）に配列された動翼列（図示省略）を複数備えており、その複数の動翼列が回転軸方向ＡＸに配列される。また、車室本体１０の内周面には、複数の静翼（図示省略）が回転方向に配列された静翼列が複数設置されており、その複数の静翼列が回転軸方向ＡＸに配列される。そして、車室本体１０は、静翼と動翼とによって構成されるタービン段落を内部に複数収容する。
【００２２】
［Ａ−２］蒸気入口部２０
内部車室１Ｊにおいて、蒸気入口部２０は、外形が円錐台形状である管状体を含み、その管状体の中心軸が鉛直方向ｚに沿うように設けられている。蒸気入口部２０は、鉛直方向ｚにおいて、上方から下方へ向かうに伴って、外径および内径が小さくなる部分を含むように形成されている。
【００２３】
蒸気入口部２０は、車室本体１０の上側に設けられている。また、蒸気入口部２０は、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において車室本体１０の中心に位置している。ここでは、蒸気入口部２０は、車室本体１０の上側において、第１テーパー形状部１３ａと第２テーパー形状部１３ｂとの間に位置しており、下端部が車室本体１０に連結されている。
【００２４】
なお、図示を省略しているが、蒸気入口部２０の上端部には、たとえば、クロスオーバー管（図示省略）が連結されている。
【００２５】
［Ａ−３］上半真上ラッパリブ１１１Ｊ
内部車室１Ｊにおいて、上半真上ラッパリブ１１１Ｊは、補強部材であって、車室本体１０の上半部において外周面に設置されている。上半真上ラッパリブ１１１Ｊは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に直線状に延在する板状体である。上半真上ラッパリブ１１１Ｊは、車室本体１０の上半部の真上において、鉛直方向ｚに立つように設置されている。
【００２６】
上半真上ラッパリブ１１１Ｊのうち、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において車室本体１０の中心側に位置する一方の側端部は、蒸気入口部２０に連結されている。ここでは、その一方の側端部は、蒸気入口部２０の外周面と同様に、鉛直方向ｚに対して傾斜しており、蒸気入口部２０の外周面に溶接されている。
【００２７】
上半真上ラッパリブ１１１Ｊのうち、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において車室本体１０の中心よりも外側に位置する他方の側端部は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その他方の側端部は、鉛直方向ｚに沿っており、車室本体１０を構成する第１円筒形状部１４ａと第２円筒形状部１４ｂとのそれぞれにおいて、蒸気入口部２０に対面する面に溶接されている。
【００２８】
上半真上ラッパリブ１１１Ｊにおいて、鉛直方向ｚの下側に位置する下端部であって、車室本体１０の中心よりも外側に位置する一の部分は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その一の部分は、鉛直方向ｚおよび水平面（ｘｙ面）に対して傾斜しており、車室本体１０を構成する第１テーパー形状部１３ａまたは第２テーパー形状部１３ｂの外周面に溶接されている。
【００２９】
なお、上半真上ラッパリブ１１１Ｊの下端部のうち、車室本体１０の中心側に位置する他の部分は、水平面（ｘｙ面）に沿っており、車室本体１０との間に空間ＳＰが介在している。また、上半真上ラッパリブ１１１Ｊの上端部は、水平面（ｘｙ面）に沿っている。
【００３０】
［Ａ−４］上半斜めラッパリブ１１２Ｊ
内部車室１Ｊにおいて、上半斜めラッパリブ１１２Ｊは、補強部材であって、車室本体１０の上半部において外周面に設置されている（図８参照）。
【００３１】
図９は、先行技術に係るダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜めラッパリブを拡大して示す図である。図９では、鉛直方向ｚに対して傾斜した傾斜方向ｚ１と、第１の水平方向ｘとによって規定される傾斜面（ｘｚ１面）であって、図８のＡ−Ａ部分を示している。
【００３２】
図９に示すように、上半斜めラッパリブ１１２Ｊは、上半真上ラッパリブ１１１Ｊと同様に、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に直線状に延在する板状体である。上半斜めラッパリブ１１２Ｊは、上半真上ラッパリブ１１１Ｊと異なり、回転軸ＡＸの径方向のうち、鉛直方向ｚに対して傾斜した方向ｚ１に立つように設置されている。
【００３３】
上半斜めラッパリブ１１２Ｊのうち、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において車室本体１０の中心側に位置する一方の側端部、および、他方の側端部は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その一方の側端部および他方の側端部のそれぞれは、車室本体１０において回転軸ＡＸに沿った方向で互いに対面する面のそれぞれに溶接されている。図示を省略しているが、上半斜めラッパリブ１１２Ｊのうち、一方の側端部は、車室本体１０の中心部分において回転軸ＡＸの径方向に立つ面に溶接されている。これに対して、他方の側端部は、車室本体１０の外側部分に設けられた第１円筒形状部１４ａおよび第２円筒形状部１４ｂのうち、回転軸ＡＸの径方向に立つ面に溶接されている。
【００３４】
上半斜めラッパリブ１１２Ｊのうち、車室本体１０の中心よりも外側に位置する他方の側端部側であって、傾斜方向ｚ１の下側に位置する一の部分は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その一の部分は、水平面（ｘｙ面）に対して傾斜しており、車室本体１０を構成する第１テーパー形状部１３ａまたは第２テーパー形状部１３ｂの外周面に溶接されている。
【００３５】
なお、上半斜めラッパリブ１１２Ｊのうち、車室本体１０の中心側に位置する一方の側端部側であって、傾斜方向ｚ１の下側に位置する他の部分は、車室本体１０との間に空間ＳＰが介在している。また、上半斜めラッパリブ１１２Ｊの上端部は、水平面（ｘｙ面）に沿っている。
【００３６】
［Ａ−５］下半ラッパリブ１２１Ｊ
内部車室１Ｊにおいて、下半ラッパリブ１２１Ｊは、補強部材であって、車室本体１０の下半部において外周面に設置されている（図７，図８参照）。
【００３７】
下半ラッパリブ１２１Ｊは、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において直線状に延在する板状体である。下半ラッパリブ１２１Ｊは、回転軸ＡＸの径方向に立つように設置されている。
【００３８】
下半ラッパリブ１２１Ｊのうち、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）において車室本体１０の中心側に位置する一方の側端部、および、他方の側端部は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その一方の側端部および他方の側端部のそれぞれは、車室本体１０のうち、回転軸ＡＸに沿った方向で互いに対面する面のそれぞれに溶接されている。具体的には、下半ラッパリブ１２１Ｊにおいて、一方の側端部は、車室本体１０の中心部分において回転軸ＡＸの径方向に立つ面に溶接されている。これに対して、下半ラッパリブ１２１Ｊにおいて、他方の側端部は、車室本体１０の外側部分に設けられた第１円筒形状部１４ａまたは第２円筒形状部１４ｂのうち、回転軸ＡＸの径方向に立つ面に溶接されている。
【００３９】
下半ラッパリブ１２１Ｊのうち、回転軸ＡＸの内側に位置する部分（図７では、鉛直方向ｚにおいて上側に位置する部分）は、車室本体１０に連結されている。ここでは、その回転軸ＡＸの内側に位置する部分は、水平面（ｘｙ面）に対して傾斜しており、車室本体１０を構成する第１テーパー形状部１３ａまたは第２テーパー形状部１３ｂの外周面に溶接されている。
【００４０】
なお、下半ラッパリブ１２１Ｊのうち、回転軸ＡＸの外側に位置する部分（図７では、鉛直方向ｚにおいて下側に位置する部分）は、内側に位置する部分と同様に、水平面（ｘｙ面）に対して傾斜している。
【００４１】
［Ａ−６］上半ガイドプレート２０１Ｊ
内部車室１Ｊにおいて、上半ガイドプレート２０１Ｊは、補強部材であって、蒸気入口部２０の内部に設置されている（図７参照）。具体的には、上半ガイドプレート２０１Ｊは、蒸気入口部２０を構成する円錐台形状の管状体において、下端側に配置されている。
【００４２】
上半ガイドプレート２０１Ｊは、上半真上ラッパリブ１１１Ｊ等と同様に、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に延在する板状体である。上半ガイドプレート２０１Ｊは、上半真上ラッパリブ１１１Ｊと同様に、車室本体１０の上半部の真上において、鉛直方向ｚに立つように設置されている。
【００４３】
上半ガイドプレート２０１Ｊのうち、回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）に並ぶ、一方の側端部、および、他方の側端部は、鉛直方向ｚに対して傾斜した部分を含み、蒸気入口部２０の内周面に溶接されて連結されている。また、その一方の側端部と他方の側端部とのそれぞれには、半円形状の切欠き２１０Ｊが形成されている。
【００４４】
なお、上半ガイドプレート２０１Ｊにおいて、上端部と下端部とのそれぞれは、水平面（ｘｙ面）に沿っている。
【００４５】
［Ｂ］蒸気の流れについて
以下より、上述した内部車室１Ｊを有するダブルフロー型の低圧タービンに関して、蒸気の流れを説明する。
【００４６】
上記の低圧タービンでは、上方から蒸気入口部２０の内部に流入した蒸気が、内部車室１Ｊの内部空間に流入する。内部車室１Ｊの内部空間では、タービンロータ（図示省略）の回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、一方の側へ向かう方向ＡＸ１と、他方の側へ向かう方向ＡＸ２とのそれぞれに、蒸気が流れる。そして、一方の側へ向かう方向ＡＸ１に並ぶ複数段のタービン段落と、他方の側へ向かう方向ＡＸ２に並ぶ複数段のタービン段落とのそれぞれにおいて、蒸気が順次膨張して仕事を行う。これにより、内部車室１Ｊの内部において、タービンロータが回転する。そして、内部車室１Ｊから流出した蒸気は、内部車室１Ｊと外部車室（図示省略）との間に形成された排気通路を流れた後に、タービン車室の下方に位置する復水器（図示省略）へ排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開２００４−３５３６２９号公報（図１２など）
【特許文献２】特開２０１１−２３１６９１号公報（図１３など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４８】
蒸気タービンの運転中には、タービン車室は、蒸気の入口側と出口側との間において、温度差および圧力差が生ずる。特に、低圧タービンに設置される内部車室においては、蒸気の入口側と出口側との間における温度差および圧力差が大きい。このため、タービン車室においては、変形が生じる。具体的には、入口側は、出口側よりも、回転軸の径方向に大きく膨らむと共に、軸方向に伸びる。
【００４９】
車室の変形を抑制するために、補強部材が設置されている。具体的には、蒸気入口部の剛性を高めるために、上述したように、上半ガイドプレートが設置されている。また、初段のタービン段落において静翼を嵌合する部分について、回転軸に沿った方向の距離を一定に保持させるために、ストラットが設置されている。さらに、車室本体において、蒸気の入口側と出口側との間を拘束するために、各部にラッパリブが設置されている。ガイドプレートなどの補強部材は、溶接によって、車室本体などに接合されている。
【００５０】
ガイドプレートなどの補強部材において、ビードの間、および、コーナー部分などの溶接部は、応力が集中する。このため、蒸気タービンを起動する時、停止する時、および、負荷を変動させる時に、熱応力が溶接部へ繰り返し印加されることによって、溶接部に割れが生じる場合がある。たとえば、上半ガイドプレートにおいて内径側に位置する溶接部や、ストラットの溶接部などにおいて、割れが生じて破損する場合がある。その結果、溶接部の割れが発生に起因して、位置ずれが生ずる場合がある。たとえば、静翼を嵌合する部分が軸方向においてズレる場合がある。この他に、車室本体上半部と車室本体下半部とのそれぞれにおいて、水平フランジに設けられた締結穴の位置がズレる場合がある。
【００５１】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、溶接部などの接合部に応力が集中することを抑制可能な、タービン車室を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００５２】
実施形態のタービン車室は、車室本体とラッパリブと備える。車室本体は、蒸気が蒸気入口部を介して上方から内部に流入し、内部に収容したタービンロータの回転軸に沿って蒸気が側方へ流れる。ラッパリブは、車室本体の外周面において、回転軸に沿った方向に延在しており、Ｒ形状部を含む切欠きが形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、第１実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜めラッパリブを拡大して示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態に係るタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜め補強リブを拡大して示す図である。
【図７】図７は、先行技術に係るダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室の概要を示す図である。
【図８】図８は、先行技術に係るダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室の概要を示す図である。
【図９】図９は、先行技術に係るダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜めラッパリブを拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００５５】
＜第１実施形態＞
［Ａ］タービン車室の構成
図１，図２は、第１実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【００５６】
図１と図２とのそれぞれにおいては、図７と図８とのそれぞれと同様に、ダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室の概要を示している。
【００５７】
図１は、図７と同様に、横断面図であり、図２は、図８と同様に、縦断面図である。
【００５８】
つまり、図１では、図７と同様に、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）に沿った第１の水平方向ｘとによって規定される第１の鉛直面（ｘｚ面）を示している。
【００５９】
これに対して、図２では、図８と同様に、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）において第１の水平方向ｘに直交する第２の水平方向ｙとによって規定される第２の鉛直面（ｙｚ面）のうち、図７のＸ１−Ｘ１部分を示している。
【００６０】
本実施形態の内部車室１は、図１，図２に示すように、車室本体１０と、蒸気入口部２０と、上半真上ラッパリブ１１１と、上半斜めラッパリブ１１２と、下半ラッパリブ１２１と、上半ガイドプレート２０１とを有する。
【００６１】
本実施形態では、上半真上ラッパリブ１１１と、上半斜めラッパリブ１１２と、下半ラッパリブ１２１と、上半ガイドプレート２０１とのそれぞれの構成の一部が、図７などに示す内部車室１Ｊの場合と異なっている。
【００６２】
本実施形態は、これらの点、および、これらに関連する点を除き、図７などに示す内部車室１Ｊの場合と同様である。このため、本実施形態において、上記内容と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００６３】
本実施形態の内部車室１において、図７などに示す内部車室１Ｊの場合と異なる部分などに関して、順次、説明する。
【００６４】
［Ａ−１］上半真上ラッパリブ１１１
内部車室１において、上半真上ラッパリブ１１１は、図１，図２に示すように、車室本体１０の外周面において、回転軸ＡＸに沿った方向に直線状に延在していると共に、車室本体１０の上半部の真上において鉛直方向ｚに立つように設けられている。上半真上ラッパリブ１１１は、補強部材であって、車室本体１０の上半部において、車室本体１０の中心（蒸気の入口側）と両側部（蒸気の出口側）との間を補強している。上半真上ラッパリブ１１１は、図７，図８の場合と同様に、車室本体１０と蒸気入口部２０とのそれぞれに溶接で接合されている。
【００６５】
本実施形態において、上半真上ラッパリブ１１１は、図７の場合と異なり、２つの切欠きＫ１１，Ｋ１２が形成されている。
【００６６】
２つの切欠きＫ１１，Ｋ１２のうち、一方の切欠きＫ１１（第１の切欠き）は、上半真上ラッパリブ１１１において、車室本体１０の中心側（蒸気入口側）に形成されており、上端部が開口している。つまり、一方の切欠きＫ１１は、回転軸ＡＸの径方向において外側が開口している。ここでは、一方の切欠きＫ１１は、Ｒ形状部Ｋ１１ａとテーパー形状部Ｋ１１ｂとによって構成されており、形状がＣ字状であって、Ｒ形状部Ｋ１１ａの直径よりも、切欠き端の幅が小さくなるように形成されている。
【００６７】
具体的には、一方の切欠きＫ１１において、Ｒ形状部Ｋ１１ａは、半円状であって、円弧側が直径側よりも下方に位置している。Ｒ形状部Ｋ１１ａは、たとえば、半径が６０〜１００ｍｍになるように、曲線状に形成されている。テーパー形状部Ｋ１１ｂは、Ｒ形状部Ｋ１１ａよりも上方に位置している。
【００６８】
また、一方の切欠きＫ１１において、テーパー形状部Ｋ１１ｂは、台形状であって、下方の幅がＲ形状部Ｋ１１ａの直径と同じであって、上方へ向かうに伴って幅が狭くなっている。テーパー形状部Ｋ１１ｂは、対称であって、蒸気入口部２０の外周面と同様に、対称軸が鉛直方向ｚに対して傾斜するように形成されている。
【００６９】
２つの切欠きＫ１１，Ｋ１２のうち、他方の切欠きＫ１２（第２の切欠き）は、上半真上ラッパリブ１１１において、車室本体１０の中心よりも外側（蒸気出口側）に形成されており、下端部が開口している。つまり、この他方の切欠きＫ１２は、回転軸ＡＸに沿った方向において、上記した一方の切欠きＫ１１よりも下流側に設けられていると共に、回転軸ＡＸの径方向において内側が開口している。ここでは、この他方の切欠きＫ１２は、Ｒ形状部Ｋ１２ａとテーパー形状部Ｋ１２ｂとによって構成されており、形状がＣ字状であって、Ｒ形状部Ｋ１２ａの直径よりも、切欠き端の幅が小さくなるように形成されている。
【００７０】
具体的には、他方の切欠きＫ１２において、Ｒ形状部Ｋ１２ａは、半円状であって、円弧側が直径側よりも上方に位置している。Ｒ形状部Ｋ１２ａは、たとえば、半径が６０〜１００ｍｍになるように、曲線状に形成されている。
【００７１】
また、他方の切欠きＫ１２において、テーパー形状部Ｋ１２ｂは、Ｒ形状部Ｋ１２ａよりも下方に位置している。テーパー形状部Ｋ１２ｂは、台形状であって、上方の幅がＲ形状部Ｋ１２ａの直径と同じであり、下方へ向かうに伴って幅が狭くなっている。また、テーパー形状部Ｋ１２ｂは、対称であって、対称軸が鉛直方向ｚに対して傾斜するように形成されている。
【００７２】
［Ａ−２］上半斜めラッパリブ１１２
内部車室１において、上半斜めラッパリブ１１２は、図２に示すように、車室本体１０の上半部において、鉛直方向ｚに対して傾斜した方向ｚ１に立つように設置されている。上半斜めラッパリブ１１２は、上半真上ラッパリブ１１１と同様に、補強部材であって、車室本体１０の上半部において、車室本体１０の中心（蒸気の入口側）と両側部（蒸気の出口側）との間を補強している。上半斜めラッパリブ１１２は、図８の場合と同様に、車室本体１０に溶接で接合されている。
【００７３】
図３は、第１実施形態に係るタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜めラッパリブを拡大して示す図である。
【００７４】
図３では、図９と同様に、鉛直方向ｚに対して傾斜した傾斜方向ｚ１と、第１の水平方向ｘとによって規定される傾斜面（ｘｚ１面）であって、図２のＡ−Ａ部分を示している。
【００７５】
本実施形態において、上半斜めラッパリブ１１２は、図３に示すように、図９の場合と異なり、２つの切欠きＫ２１，Ｋ２２が形成されている。
【００７６】
２つの切欠きＫ２１，Ｋ２２のうち、一方の切欠きＫ２１（第３の切欠き）は、上半斜めラッパリブ１１２において、車室本体１０の中心側（蒸気入口側）に形成されており、上端部が開口している。つまり、この一方の切欠きＫ２１は、回転軸ＡＸの径方向において外側が開口している。ここでは、一方の切欠きＫ２１は、Ｒ形状部Ｋ２１ａと矩形形状部Ｋ２１ｂとによって構成されており、形状がＵ字状であって、Ｒ形状部Ｋ２１ａの直径と、開口している切欠き端の幅とが、互いに同じになるように形成されている。
【００７７】
具体的には、一方の切欠きＫ２１において、Ｒ形状部Ｋ２１ａは、半円状であって、円弧側が直径側よりも下方に位置している。Ｒ形状部Ｋ２１ａは、たとえば、半径が６０〜１００ｍｍになるように、曲線状に形成されている。
【００７８】
また、一方の切欠きＫ２１において、矩形形状部Ｋ２１ｂは、Ｒ形状部Ｋ２１ａよりも上方に位置している。矩形形状部Ｋ２１ｂは、長方形状であって、横幅がＲ形状部Ｋ２１ａの直径と同じである。
【００７９】
２つの切欠きＫ２１，Ｋ２２のうち、他方の切欠きＫ２２（第４の切欠き）は、上半斜めラッパリブ１１２において、車室本体１０の中心よりも外側（蒸気出口側）に形成されており、下端部が開口している。つまり、他方の切欠きＫ２２は、回転軸ＡＸに沿った方向において一方の切欠きＫ２１よりも下流側に設けられており、回転軸ＡＸの径方向において内側が開口している。ここでは、この他方の切欠きＫ２２は、Ｒ形状部Ｋ２２ａとテーパー形状部Ｋ２２ｂとによって構成されており、Ｃ字形状であって、Ｒ形状部Ｋ２２ａの直径よりも切欠き端の幅が小さくなるように形成されている。
【００８０】
この他方の切欠きＫ２２において、Ｒ形状部Ｋ２２ａは、半円状であって、円弧側が直径側よりも上方に向くように設けられている。Ｒ形状部Ｋ２２ａは、たとえば、半径が６０〜１００ｍｍになるように、曲線状に形成されている。
【００８１】
この他方の切欠きＫ２２において、テーパー形状部Ｋ２２ｂは、Ｒ形状部Ｋ２２ａよりも下方に位置している。テーパー形状部Ｋ２２ｂは、台形状であって、上方の幅がＲ形状部Ｋ２２ａの直径と同じであって、下方へ向かうに伴って幅が狭くなっている。また、テーパー形状部Ｋ２２ｂは、対称であって、対称軸が鉛直方向ｚに対して傾斜するように形成されている。
【００８２】
［Ａ−３］下半ラッパリブ１２１
内部車室１において、下半ラッパリブ１２１は、補強部材であって、図１，図２に示すように、車室本体１０の下半部に設置されている。下半ラッパリブ１２１は、図７，図８の場合と同様に、車室本体１０に溶接で接合されている。
【００８３】
本実施形態において、下半ラッパリブ１２１は、図１に示すように、図７の場合と異なり、切欠きＫ３１（第５の切欠き）が形成されている。
【００８４】
この切欠きＫ３１は、下半ラッパリブ１２１において、車室本体１０の中心側（蒸気入口側）に形成されており、下端部が開口している。つまり、この切欠きＫ３１は、回転軸ＡＸの径方向において外側が開口している。ここでは、この切欠きＫ３１は、Ｒ形状部Ｋ３１ａと三角形状部Ｋ３１ｂとによって構成されており、形状がＵ字状である。
【００８５】
この切欠きＫ３１において、Ｒ形状部Ｋ３１ａは、半円状であって、回転軸ＡＸの径方向において円弧側が直径側よりも内側（図１の場合には、上側）に位置している。Ｒ形状部Ｋ３１ａは、たとえば、半径が１００〜１３０ｍｍになるように、曲線状に形成されている。
【００８６】
この切欠きＫ３１において、三角形状部Ｋ３１ｂは、回転軸ＡＸの径方向においてＲ形状部Ｋ３１ａよりも外側（図１の場合には、下側）に位置している。三角形状部Ｋ３１ｂは、直角三角形状であって、Ｒ形状部Ｋ３１ａの直径と幅が同じ辺に対して直交する辺が、回転軸ＡＸの径方向（図１の場合には、鉛直方向ｚ）に沿っている。
【００８７】
［Ａ−４］上半ガイドプレート２０１
内部車室１において、上半ガイドプレート２０１は、補強部材であって、図１，図２に示すように、蒸気入口部２０の内部に設置されており、蒸気入口部２０の剛性を高めている。具体的には、上半ガイドプレート２０１は、図７，図８の場合と同様に、蒸気入口部２０を構成する円錐台形状の管状体において、下端側に配置されており、蒸気入口部２０の内周面に溶接で接合されている。
【００８８】
本実施形態において、上半ガイドプレート２０１は、図１に示すように、図７の場合と異なり、切欠きＫ４１（第６の切欠き）が更に形成されている。
【００８９】
この切欠きＫ４１は、上半ガイドプレート２０１において、下側に形成されており、下端部が開口している。つまり、この切欠きＫ４１は、回転軸ＡＸの径方向において内側が開口している。ここでは、この切欠きＫ４１は、Ｒ形状部Ｋ４１ａと矩形形状部Ｋ４１ｂとによって構成されており、形状がＵ字状であって、Ｒ形状部Ｋ４１ａの直径と、開口している切欠き端の幅とが、互いに同じになるように形成されている。
【００９０】
この切欠きＫ４１において、Ｒ形状部Ｋ４１ａは、半円状であって、円弧側が直径側よりも上側に位置している。
【００９１】
また、この切欠きＫ４１において、矩形形状部Ｋ４１ｂは、Ｒ形状部Ｋ４１ａよりも下側に位置している。矩形形状部Ｋ４１ｂは、長方形状であって、幅がＲ形状部Ｋ４１ａの直径と同じである。
【００９２】
なお、上半ガイドプレート２０１の切欠きＫ４１については、下端の幅が、Ｒ形状部Ｋ４１ａの直径よりも大きくてもよい（たとえば、Ｒ形状部Ｋ４１ａの直径に対して、１．５倍である）。
【００９３】
［Ｂ］蒸気の流れについて
上述した内部車室１を有するダブルフロー型の低圧タービンに関して、蒸気の流れを説明する。
【００９４】
上述した内部車室１を有する低圧タービンについて運転を行ったときには、図７の場合と同様に、蒸気が作動流体として供給され、タービンロータ（図示省略）が回転する（図１参照）。
【００９５】
具体的には、上方から蒸気入口部２０の内部に流入した蒸気が、内部車室１を構成する車室本体１０の内部空間に流入する。その内部空間では、タービンロータ（図示省略）の回転軸ＡＸに沿った方向（第１の水平方向ｘ）のうち、一方の側へ向かう方向ＡＸ１と、他方の側へ向かう方向ＡＸ２とのそれぞれに、蒸気が流れる。そして、一方の側へ向かう方向ＡＸ１に並ぶ複数段のタービン段落と、他方の側へ向かう方向ＡＸ２に並ぶ複数段のタービン段落とのそれぞれにおいて、蒸気が順次膨張して仕事を行う。これにより、内部車室１の内部において、タービンロータが回転する。そして、内部車室１から流出した蒸気は、内部車室１と外部車室（図示省略）との間に形成された排気通路を流れた後に、タービン車室の下方に位置する復水器（図示省略）へ排出される。
【００９６】
［Ｃ］応力の作用について
上述した内部車室１において作用する応力に関して説明する。
【００９７】
上記のようにタービンの運転を行っている場合には、上半真上ラッパリブ１１１と上半斜めラッパリブ１１２と下半ラッパリブ１２１とのそれぞれのラッパリブ、および、上半ガイドプレート２０１には、引張応力が作用する。これに対して、ストラット３０には、圧縮応力が作用する。
【００９８】
一方で、タービンの運転を停止した場合には、上半真上ラッパリブ１１１と上半斜めラッパリブ１１２と下半ラッパリブ１２１とのそれぞれのラッパリブ、および、上半ガイドプレート２０１には、圧縮応力が作用する。これに対して、ストラット３０には、引張応力が作用する。
【００９９】
このため、上述したように、先行技術（図１などを参照）においては、上半真上ラッパリブ１１１Ｊなどの補強部材において、溶接部などの接合部に割れが生じる場合がある。
【０１００】
しかし、本実施形態では、上半真上ラッパリブ１１１には、Ｒ形状部Ｋ１１ａ，Ｋ１２ａを含む切欠きＫ１１，Ｋ１２が形成されている。上半斜めラッパリブ１１２には、Ｒ形状部Ｋ２１ａ，Ｋ２２ａを含む切欠きＫ２１，Ｋ２２が形成されている。下半ラッパリブ１２１には、Ｒ形状部Ｋ３１ａを含む切欠きＫ３１が形成されている。上半ガイドプレート２０１には、Ｒ形状部Ｋ４１ａを含む切欠きＫ４１が形成されている。
【０１０１】
このため、本実施形態においては、上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材は、内部車室１において引張応力と圧縮応力とが作用する方向に適度な弾性を有し、Ｒ形状部（Ｋ１１ａなど）で応力が分散するので、ひずみの発生を抑制することができる。
【０１０２】
したがって、本実施形態では、内部車室１の剛性を容易に最適化することが可能であり、上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材において、溶接部などの接合部に応力が集中することを減少することができる。
【０１０３】
［Ｄ］応力解析結果
本実施形態において、各補強部材の溶接部に作用する応力について、解析モデルを用いて求めた。ここでは、出力が３００ＭＷ級であって、入口における低圧蒸気の温度が３６０℃級である起動条件において、本実施形態の場合と先行技術の場合とのそれぞれについて、応力を解析して求めた。
【０１０４】
解析したところ、先行技術におけるストラット３０（図７など参照）の溶接部に対して、本実施形態におけるストラット３０（図１など参照）の溶接部では、圧縮応力が、４１％であった。先行技術における上半真上ラッパリブ１１１Ｊ（図７などを参照）および上半斜めラッパリブ１１２Ｊ（図８など参照）の溶接部に対して、本実施形態における上半真上ラッパリブ１１１（図１などを参照）および上半斜めラッパリブ１１２（図２などを参照）の溶接部は、引張応力が、４３％であった。先行技術における下半ラッパリブ１２１Ｊ（図７など参照）の溶接部に対して、本実施形態における下半ラッパリブ１２１（図１などを参照）の溶接部は、引張応力が、３８％であった。先行技術における上半ガイドプレート２０１Ｊ（図７など参照）の溶接部に対して、本実施形態における上半ガイドプレート２０１（図１など参照）の溶接部は、圧縮応力が、４２％であった。
【０１０５】
上記の解析結果から判るように、本実施形態は、先行技術（図７などを参照）の場合よりも、各補強部材の溶接部に作用する応力が小さい。つまり、本実施形態では、各補強部材の溶接部に、大きな応力が繰り返し集中して作用することを抑制可能である。その結果、上述したように、本実施形態では、各補強部材の溶接部に割れなどの破損が生ずることを効果的に抑制することができる。
【０１０６】
［Ｅ］変形例
上記の実施形態では、上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材に、Ｒ形状部（Ｋ１１ａ等）を含む切欠き（Ｋ１１等）を、１つ、または、２つ、形成する場合について説明したが、これに限らない。切欠き（Ｋ１１等）を設ける数については、必要に応じて、任意に設定可能である。その他、上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材の切欠き（Ｋ１１等）において、開口している端部の向きに関しても、必要に応じて、任意に設定可能である。
【０１０７】
上記の実施形態では、２重ケーシング構造のタービン車室のうち、内部車室１に、上述した上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材を設けているが、これに限らない。２重ケーシング構造でなく、たとえば、単一のケーシングに、上述した上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材を設けてもよい。
【０１０８】
上記の実施形態では、ダブルフロー型のタービン車室に、上述した上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材を設けているが、これに限らない。ダブルフロー型でなく、シングルフロー型（単流排気式）の場合に、上述した上半真上ラッパリブ１１１などの補強部材を設けてもよい。
【０１０９】
＜第２実施形態＞
［Ａ］構成
図４，図５は、第２実施形態に係るタービン車室の概要を示す図である。
【０１１０】
図４と図５とのそれぞれにおいては、図１と図２とのそれぞれと同様に、ダブルフロー型の低圧タービンにおいて、２重ケーシング構造のタービン車室を構成する内部車室の概要を示している。
【０１１１】
図４は、図１と同様に、横断面図であり、図５は、図２と同様に、縦断面図である。
【０１１２】
つまり、図４では、図１と同様に、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）に沿った第１の水平方向ｘとによって規定される第１の鉛直面（ｘｚ面）のうち、図５のＹ１−Ｙ１部分を示している。
【０１１３】
これに対して、図５では、図２と同様に、鉛直方向ｚと、水平面（ｘｙ面）において第１の水平方向ｘに直交する第２の水平方向ｙとによって規定される第２の鉛直面（ｙｚ面）のうち、図４のＸ１−Ｘ１部分を示している。
【０１１４】
本実施形態の内部車室１ｂは、図４，図５に示すように、車室本体１０と、蒸気入口部２０と、上半ガイドプレート２０１とを有する。
【０１１５】
本実施形態の内部車室１ｂは、第１実施形態の場合と異なり、上半真上ラッパリブ１１１と、上半斜めラッパリブ１１２と、下半ラッパリブ１２１とについては、設けられていない（図１，図２参照）。これらに代わって、本実施形態の内部車室１ｂは、上半真上補強リブ１１３と上半斜め補強リブ１１４と下半補強リブ１２２とを備える。
【０１１６】
本実施形態は、これらの点、および、これらに関連する点を除き、図１などに示す内部車室１の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記内容と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１１７】
本実施形態の内部車室１ｂにおいて、図１などに示す内部車室１の場合と異なる部分などに関して、順次、説明する。
【０１１８】
［Ａ−１］上半真上補強リブ１１３
内部車室１ｂにおいて、上半真上補強リブ１１３は、図４，図５に示すように、車室本体１０の外周面において、回転軸ＡＸに沿った方向に延在している。上半真上補強リブ１１３は、車室本体１０の上半部の真上に設けられている。上半真上補強リブ１１３は、補強部材であって、車室本体１０の上半部において、車室本体１０の中心（蒸気の入口側）と両側部（蒸気の出口側）との間を補強している。
【０１１９】
上半真上補強リブ１１３は、図４，図５に示すように、凹型補強リブ４１と、凸型補強リブ４２とを有する。
【０１２０】
上半真上補強リブ１１３のうち、凹型補強リブ４１は、回転軸ＡＸに沿った方向において凹むように凹部４１Ｃが形成されている。凹型補強リブ４１は、回転軸ＡＸに沿った方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する側端部が、蒸気入口部２０の外周面に溶接で接合されている。
【０１２１】
上半真上補強リブ１１３のうち、凸型補強リブ４２は、棒状体であって、回転軸ＡＸに沿った方向に延在するように形成されている。凸型補強リブ４２は、回転軸ＡＸに沿った方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する一方の側端部が、凹型補強リブ４１の凹部４１Ｃに挿入されており、他方の側端部が、車室本体１０に溶接で接合されている。
【０１２２】
上半真上補強リブ１１３では、タービンの運転を停止しているときには、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向において、凸型補強リブ４２の側端部と、凹型補強リブ４１に形成された凹部４１Ｃの内面との間にギャップが形成されている。ここでは、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向のそれぞれにおいて、蒸気の入口側と出口側との間で車室本体１０が伸びた時の伸び差以上になるように、ギャップが形成されている。
【０１２３】
これに対して、タービンの運転中には、回転軸ＡＸに沿った方向において、凸型補強リブ４２の側端部と、凹型補強リブ４１の凹部４１Ｃとが互いに近付いて接触する。
【０１２４】
［Ａ−２］上半斜め補強リブ１１４
内部車室１ｂにおいて、上半斜め補強リブ１１４は、上半真上補強リブ１１３と同様に、図４，図５に示すように、車室本体１０の外周面において、回転軸ＡＸに沿った方向に延在している。上半斜め補強リブ１１４は、車室本体１０の上半部に設けられている。上半斜め補強リブ１１４は、補強部材であって、車室本体１０の上半部において、車室本体１０の中心（蒸気の入口側）と両側部（蒸気の出口側）との間を補強している。
【０１２５】
図６は、第２実施形態に係るタービン車室を構成する内部車室のうち、上半斜め補強リブを拡大して示す図である。
【０１２６】
図６では、図３と同様に、鉛直方向ｚに対して傾斜した傾斜方向ｚ１と、第１の水平方向ｘとによって規定される傾斜面（ｘｚ１面）であって、図５のＡ−Ａ部分を示している。
【０１２７】
上半斜め補強リブ１１４は、図６に示すように、凹型補強リブ５１と、凸型補強リブ５２とを有する。
【０１２８】
上半斜め補強リブ１１４のうち、凹型補強リブ５１は、回転軸ＡＸに沿った方向において凹むように凹部５１Ｃが形成されている。凹型補強リブ５１は、その回転軸ＡＸに沿った方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する側端部が、車室本体１０に溶接で接合されている。
【０１２９】
上半斜め補強リブ１１４のうち、凸型補強リブ５２は、棒状体であって、回転軸ＡＸに沿った方向に延在するように形成されている。凸型補強リブ５２は、回転軸ＡＸに沿った方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する一方の側端部が、凹型補強リブ５１の凹部５１Ｃに挿入されており、一方の側端部が、車室本体１０に溶接で接合されている。
【０１３０】
上半斜め補強リブ１１４では、上半真上補強リブ１１３と同様に、タービンの運転を停止しているときには、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向において、凸型補強リブ５２の側端部と、凹型補強リブ５１に形成された凹部５１Ｃの内面との間にギャップが形成されている。ここでは、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向のそれぞれにおいて、蒸気の入口側と出口側との間で車室本体１０が伸びた時の伸び差以上になるように、ギャップが形成されている。
【０１３１】
これに対して、タービンの運転中には、回転軸ＡＸに沿った方向において、凸型補強リブ５２の側端部と、凹型補強リブ５１の凹部５１Ｃとが互いに近付いて接触する。
【０１３２】
［Ａ−３］下半補強リブ１２２
内部車室１ｂにおいて、下半補強リブ１２２は、図４，図５に示すように、車室本体１０の外周面において、回転軸ＡＸに対して傾斜した方向に延在している。下半補強リブ１２２は、車室本体１０の下半部に設けられている。下半補強リブ１２２は、補強部材であって、車室本体１０の下半部において、車室本体１０の中心（蒸気の入口側）と両側部（蒸気の出口側）との間を補強している。
【０１３３】
下半補強リブ１２２は、図４，図５に示すように、凹型補強リブ６１と、凸型補強リブ６２とを有する。
【０１３４】
下半補強リブ１２２のうち、凹型補強リブ６１は、回転軸ＡＸに対して傾斜した方向において凹むように凹部６１Ｃが形成されている。凹型補強リブ６１は、その回転軸ＡＸに対して傾斜した方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する側端部が、車室本体１０に溶接で接合されている。
【０１３５】
下半補強リブ１２２のうち、凸型補強リブ６２は、棒状体であって、回転軸ＡＸに対して傾斜した方向に延在するように形成されている。凸型補強リブ６２は、回転軸ＡＸに対して傾斜した方向において、中心側（蒸気入口側）に位置する一方の側端部が、凹型補強リブ６１の凹部６１Ｃに挿入されており、他方の側端部が、車室本体１０に溶接で接合されている。
【０１３６】
下半補強リブ１２２では、タービンの運転を停止しているときには、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向において、凸型補強リブ６２の側端部と、凹型補強リブ６１に形成された凹部６１Ｃの内面との間にギャップが形成されている。ここでは、回転軸ＡＸに沿った方向および回転軸ＡＸの径方向のそれぞれにおいて、蒸気の入口側と出口側との間で車室本体１０が伸びた時の伸び差以上になるように、ギャップが形成されている。
【０１３７】
これに対して、タービンの運転中には、凸型補強リブ６２の側端部と、凹型補強リブ６１の凹部６１Ｃとが互いに近付いて接触する。
【０１３８】
［Ｂ］応力の作用について
上述した内部車室１ｂにおいて作用する応力に関して説明する。
【０１３９】
タービンの運転を行っている場合には、上半真上補強リブ１１３と上半斜め補強リブ１１４と下半補強リブ１２２と上半ガイドプレート２０１とのそれぞれには、引張応力が作用する。これに対して、ストラット３０には、圧縮応力が作用する。
【０１４０】
このため、上述したように、上半真上補強リブ１１３は、タービンの運転中には、回転軸ＡＸに沿った方向において、凸型補強リブ４２の側端部と、凹型補強リブ４１の凹部４１Ｃとが互いに近付いて接触する。また、上半斜め補強リブ１１４は、タービンの運転中には、回転軸ＡＸに沿った方向において、凸型補強リブ５２の側端部と、凹型補強リブ５１の凹部５１Ｃとが互いに近付いて接触する。同様に、下半補強リブ１２２は、タービンの運転中には、凸型補強リブ６２の側端部と、凹型補強リブ６１の凹部６１Ｃとが互いに近付いて接触する。
【０１４１】
このように、本実施形態においては、上半真上補強リブ１１３などの補強部材は、内部車室１ｂにおいて引張応力と圧縮応力とが作用する方向において、ひずみの発生を抑制することができる。
【０１４２】
したがって、本実施形態では、内部車室１ｂの剛性を容易に最適化することが可能であり、上半真上補強リブ１１３などの補強部材において、溶接部などの接合部に応力が集中することを減少することができる。
【０１４３】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１４４】
１，１ｂ…内部車室、１０…車室本体、１１…車室本体上半部、１２…車室本体下半部、２０…蒸気入口部、３０…ストラット、４１…凹型補強リブ、４１Ｃ…凹部、４２…凸型補強リブ、５１…凹型補強リブ、５１Ｃ…凹部、５２…凸型補強リブ、６１…凹型補強リブ、６１Ｃ…凹部、６２…凸型補強リブ、１１１…上半真上ラッパリブ、１１２…上半斜めラッパリブ、１１３…上半真上補強リブ、１１４…上半斜め補強リブ、１２１…下半ラッパリブ、１２２…下半補強リブ、２０１…上半ガイドプレート
【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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