(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内を延びるロータ軸と、
前記ハウジングに固定された複数の静翼と、
前記ロータ軸に固定された複数の動翼と、
前記動翼と前記ハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを調整可能な隙間調整装置とを備え、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに固定され、前記ロータ軸の周方向に配列された複数の電磁石と、
前記電磁石が発生する電磁力によって前記ロータ軸の径方向に変位可能に前記複数の動翼の先端部にそれぞれ取り付けられ、前記ロータ軸の径方向での変位量に応じて、前記翼端隙間の大きさを調整可能な複数の可動部と、
を含む
ことを特徴とする回転機械。
【請求項２】
前記複数の可動部の各々は、
前記動翼の先端部と前記ロータ軸の径方向に対向する径方向外壁と、
前記径方向外壁に連なり、前記動翼の先端部と前記ロータ軸の軸方向に対向する一対の側壁と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械。
【請求項３】
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各々と前記複数の動翼の先端部の各々との間に配置された少なくとも１つの弾性部材を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の回転機械。
【請求項４】
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各径方向外壁に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石を更に含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転機械。
【請求項５】
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに取り付けられ、前記翼端隙間の大きさを計測可能な少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサの計測結果に基づいて、前記複数の電磁石が発生する電磁力を調整可能な制御装置と、
を更に含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転機械。
【請求項６】
前記複数の電磁石は、前記ロータ軸の軸方向に相互に離間した２つの列をなして前記ロータ軸の周方向に配列され、
前記少なくとも１つのセンサは、前記ロータ軸の軸方向にて前記２つの列の間に配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の回転機械。
【請求項７】
前記少なくとも１つのセンサは、前記ロータ軸の周方向に配列された複数のセンサを含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンやガスタービン等の回転機械は、通常、静止部と回転部との間の隙間、例えば、動翼と動翼を囲繞する部材との間の隙間や静翼とロータ軸との間の隙間、における流体の流れを制限可能なシール装置を備えている。
例えば、特許文献１が開示する回転機械用のシール装置は、変形部位を有し、第１範囲と第２範囲の圧力差に応じてシール隙間の幅を自動的に調整可能に構成されている。
また、特許文献２が開示するターボ回転機械の自動調整シールは、可動シールリングを有し、可動シールリングが、定格運転時には作動流体によって径方向内方に押圧されてシール隙間の幅を自動的に調整可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５２０５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−９７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１が開示する回転機械用のシール装置や特許文献２が開示するターボ回転機械の自動調整シールによれば、シール隙間の幅を受動的に調整可能ではあるが、シール隙間の幅を能動的に調整することはできない。
また、特許文献１や特許文献２は、回転部と静止部との間の隙間に配置されたシール装置によって形成されるシール隙間の幅を調整することを開示しているものの、回転部と静止部との間の隙間の幅を調整することまでは開示していない。
【０００５】
上述した事情に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、ロータ軸の径方向にて動翼の外側に形成される回転部と静止部の間の翼端隙間の大きさを、回転部の外径を能動的に変化させることにより可変である回転機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
ハウジングと、
前記ハウジング内を延びるロータ軸と、
前記ハウジングに固定された複数の静翼と、
前記ロータ軸に固定された複数の動翼と、
前記動翼と前記ハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを調整可能な隙間調整装置とを備え、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに固定され、前記ロータ軸の周方向に配列された複数の電磁石と、
前記電磁石が発生する電磁力によって前記ロータ軸の径方向に変位可能に前記複数の動翼の先端部にそれぞれ取り付けられ、前記ロータ軸の径方向での変位量に応じて、前記翼端隙間の大きさを調整可能な複数の可動部と、
を含む。
【０００７】
上記構成（１）によれば、電磁石が発生する電磁力によってロータ軸の径方向にて可動部を変位させることで、動翼とハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを能動的に調整可能である。このため、回転機械の運転状況に応じて翼端隙間の大きさを調整可能である。
【０００８】
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
前記複数の可動部の各々は、
前記動翼の先端部と前記ロータ軸の径方向に対向する径方向外壁と、
前記径方向外壁に連なり、前記動翼の先端部と前記ロータ軸の軸方向に対向する一対の側壁と、
を有する。
上記構成（２）によれば、ロータ軸の径方向にて径方向外壁が複数の電磁石の各々と対向可能であり、電磁石が発生した電磁力によって、可動部を径方向外側に向かって吸引可能である。そして、径方向外壁が吸引されると、一対の側壁も径方向外側に向かって変位し、これら径方向外壁及び一対の側壁によって、翼端隙間の大きさを縮小可能である。
【０００９】
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（２）において、
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各々と前記複数の動翼の先端部の各々との間に配置された少なくとも１つの弾性部材を更に含む。
上記構成（３）によれば、可動部と動翼の先端部との間に配置された弾性部材によって、電磁石の電磁力が発生していないときの可動部の位置を決定することができるとともに、電磁石が発生した電磁力の大きさに応じて、翼端隙間の大きさを決定することができる。
【００１０】
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（２）又は（３）において、
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各径方向外壁に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石を更に含む。
上記構成（４）によれば、可動部の径方向外壁に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石によって、電磁石の電磁力によって可動部に作用する吸引力を増大可能である。また、永久磁石を用いた場合、永久磁石と電磁石との間の吸引力のみならず、斥力を利用して、翼端隙間の大きさを調整可能である。
【００１１】
（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（４）の何れか１つにおいて、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに取り付けられ、前記翼端隙間の大きさを計測可能な少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサの計測結果に基づいて、前記複数の電磁石が発生する電磁力を調整可能な制御装置と、
を更に含む。
上記構成（５）によれば、制御装置が、センサの計測結果に基づいて電磁石が発生する電磁力を調整可能であるので、例えば回転機械の運転状況等に応じて、翼端隙間の大きさを調整可能である。
【００１２】
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（５）において、
前記複数の電磁石は、前記ロータ軸の軸方向に相互に離間した２つの列をなして前記ロータ軸の周方向に配列され、
前記少なくとも１つのセンサは、前記ロータ軸の軸方向にて前記２つの列の間に配置されている。
上記構成（６）によれば、複数の電磁石が２つの列をなして配列され、２つの列の間にセンサが配置されているので、複数の電磁石により可動部を径方向外側に向かってバランス良く吸引可能であるとともに、センサによって翼端隙間の大きさを確実に計測可能である。
【００１３】
（７）幾つかの実施形態では、上記構成（５）又は（６）において、
前記少なくとも１つのセンサは、前記ロータ軸の周方向に配列された複数のセンサを含む。
上記構成（７）によれば、複数のセンサの計測結果に応じて各電磁石の電磁力を調整することによって、ロータ軸の周方向位置に応じて翼端隙間の大きさを調整可能である。この結果として、例えば、翼端隙間の大きさをロータ軸の周方向にて均一にすることができ、ロータ軸の振動を抑制可能である。また例えば、複数のセンサの測定結果に基づいてロータ軸の振動を検出したとき、振動を抑制するように各電磁石の電磁力を調整することができる。更に例えば、ロータ軸は、自重によって撓むことがあるが、複数のセンサの測定結果に基づいてロータ軸の撓みを検出したとき、撓みを抑制するように各電磁石の電磁力を調整することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ロータ軸の径方向にて動翼の外側に形成される回転部と静止部の間の翼端隙間の大きさを、回転部の外径を能動的に変化させることにより可変である回転機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るタービンの概略的な構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のタービンの一部を拡大して概略的に示す縦断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略的な断面図である。
【図４】図２中の領域ＩＶの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生しているときの状態を示す図である。
【図５】図２中の領域ＩＶの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生していないときの状態を示す図である。
【図６】図３中の領域ＶＩの概略的な横断面図である。
【図７】他の一実施形態に係るタービンの図４に相当する縦断面図である。
【図８】他の一実施形態に係るタービンの図４に相当する縦断面図である。
【図９】他の一実施形態に係るタービンの図４に相当する縦断面図である。
【図１０】図９のタービンにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。
【図１１】他の一実施形態に係るタービンにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。
【図１２】図１１に示した永久磁石の配列を用いたときの電磁石の制御例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るタービン１Ａの概略的な構成を示す縦断面図である。図２は、タービン１Ａの一部を拡大して概略的に示す縦断面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う概略的な断面図である。図４は、図２中の領域ＩＶの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生していないときの状態を示す図である。図５は、図２中の領域ＩＶの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生しているときの状態を示す図である。図６は、図３中の領域ＶＩの概略的な横断面図である。図７は、他の一実施形態に係るタービン１Ｂの図４に相当する縦断面図である。図８は、他の一実施形態に係るタービン１Ｃの図４に相当する縦断面図である。図９は、他の一実施形態に係るタービン１Ｄの図４に相当する縦断面図である。図１０は、図９のタービン１Ｄにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。図１１は、他の一実施形態に係るタービン１Ｅにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。図１２は、タービン１Ｅにおける電磁石の制御例を説明するための図である。
なお、以下の説明では、タービン１Ａ〜１Ｅを一括してタービン１とも称する。
【００１８】
図１に示したように、タービン１は、例えばコンバインドサイクル発電に適用可能な蒸気タービンであり、発電機３に接続されている。タービン１は、蒸気を利用してトルクを発生させ、発電機３はタービン１が出力したトルクを利用して発電する。
【００１９】
タービン１は、ハウジング（車室）５と、ロータ軸７と、ハウジング５に固定された静翼列と、ロータ軸７に固定された複数の動翼列とを有する。ロータ軸７は、ジャーナル軸受装置９，１０及びスラスト軸受装置１１によって、水平軸の回りで回転可能に支持され、ロータ軸７の少なくとも一部は、例えば筒形状のハウジング５内を延びている。ロータ軸７の一端側に、発電機３が接続されている。
【００２０】
ハウジング５とロータ軸７との間には筒状の内部流路１２が形成され、内部流路１２に複数の静翼列及び動翼列が配置される。各静翼列は、ロータ軸７の周方向に配列された複数の静翼１４からなり、各静翼１４はハウジング５に対して固定されている。各動翼列は、ロータ軸７の周方向に配列された複数の動翼１５からなり、各動翼１５は、ロータ軸７に対して固定されている。各静翼列では、蒸気の流れが加速され、各動翼列では、蒸気のエネルギがロータ軸７の回転エネルギに変換される。
【００２１】
つまり、タービン１は、大別すると、静止部１７と、静止部１７に対し相対回転可能な回転部１９とを有しており、ハウジング５及び静翼１４は静止部１７を構成し、ロータ軸７及び動翼１５は回転部１９を構成している。
なお、タービン１は、高圧タービン２０、中圧タービン２２及び低圧タービン２４を含んでいるが、高圧タービン２０、中圧タービン２２及び低圧タービン２４のいずれも、静止部１７と、静止部１７に対し相対回転可能な回転部１９とを有している。
【００２２】
図２〜図９に示したように、タービン１は、隙間調整装置２６を有している。隙間調整装置２６は、動翼１５とハウジング５との間に存する隙間（翼端隙間）ＥＧの大きさを調整可能である。なお、翼端隙間ＥＧは、ロータ軸７の径方向にて動翼１５とハウジング５との間に形成される隙間である。
【００２３】
隙間調整装置２６は、複数の電磁石２８、及び、複数の可動部３０を有している。
複数の電磁石２８は、それぞれハウジング５に固定され、ロータ軸７の周方向に配列されている。電磁石２８は、例えば、コア３２、及び、コア３２に巻回されたコイル３４によって構成され、コイル３４に通電することによって電磁力（磁束）を発生可能である。
【００２４】
複数の可動部３０は、電磁石２８が発生する電磁力によってロータ軸７の径方向に変位可能に複数の動翼１５の先端部３１にそれぞれ取り付けられている。具体的には、可動部３０と対向するハウジング５の領域に、複数の電磁石２８は取り付けられている。そして、複数の可動部３０は、ロータ軸７の径方向での各可動部３０の変位量に応じて、翼端隙間ＥＧの大きさを調整可能である。
【００２５】
上記構成によれば、電磁石２８が発生する電磁力によって、ロータ軸７の径方向にて可動部３０を変位させることで、動翼１５とハウジング５との間に存する翼端隙間ＥＧの大きさを能動的に調整可能である。このため、タービン１の運転状況に応じて翼端隙間ＥＧの大きさを調整可能である。
なお、可動部３０は回転部１９の一部を構成しており、ロータ軸７の径方向にて可動部３０を能動的に変位させることによって、回転部１９の外径を変化させることができ、これにより、翼端隙間ＥＧの大きさを調整することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、図４〜図９に示したように、複数の可動部３０の各々は、動翼１５の先端部３１とロータ軸７の径方向に対向する径方向外壁３６を有する。そして、図４、図５、及び、図７〜図９に示したように、複数の可動部３０の各々は、径方向外壁３６に連なり、動翼１５の先端部３１とロータ軸７の軸方向に対向する一対の側壁（軸方向側壁）３８を有する。
【００２７】
上記構成によれば、ロータ軸７の径方向にて径方向外壁３６が複数の電磁石２８の各々と対向可能であり、電磁石２８が発生した電磁力によって、可動部３０を径方向外側に向かって吸引可能である。そして、径方向外壁３６が吸引されると、一対の側壁３８も径方向外側に向かって変位し、これら径方向外壁３６及び一対の側壁３８によって、翼端隙間ＥＧの大きさを縮小可能である。
【００２８】
例えば、動翼１５の先端部３１は、動翼１５の翼本体と一体に形成されたシュラウドリング４０によって構成される。複数の動翼１５がロータ軸７の周方向に配列された状態では、動翼１５の配列に対応して、複数のシュラウドリング４０がロータ軸７の周方向に配列される。
また例えば、径方向外壁３６は、ロータ軸７の周方向に沿って湾曲した板形状を有し、径方向外壁３６の外面が、翼端隙間ＥＧの内周側を規定する。
更に例えば、一対の側壁３８は、それぞれ扇形の板形状を有し、対向する動翼１５の先端部３１の側面に対し、ロータ軸７の径方向に摺動自在に配置されている。
【００２９】
幾つかの実施形態では、可動部３０の各々は、図６に示したように、径方向外壁３６及び側壁３８に連なり、動翼１５の先端部３１とロータ軸７の周方向に対向する一対の側壁（周方向側壁）４２を有する。例えば、一対の側壁４２は、対向する動翼１５の先端部３１の側面に対し、ロータ軸７の径方向に摺動自在に配置されている。この場合、可動部３０は、動翼１５の先端部３１に対し、ロータ軸７の径方向に摺動自在に嵌合されたカップ形状を有する。
【００３０】
幾つかの実施形態では、図４〜図９に示したように、隙間調整装置２６は、複数の可動部３０の各々と複数の動翼１５の先端部３１の各々との間に配置された少なくとも１つの弾性部材４４を更に含む。弾性部材４４は、電磁石２８が発生した電磁力の大きさに応じて、可動部３０が、ロータ軸７の径方向に変位することを許容するように配置されている。
上記構成によれば、可動部３０と動翼１５の先端部３１との間に配置された弾性部材４４によって、電磁石２８の電磁力が発生していないときの可動部３０の位置を決定することができるとともに、電磁石２８が発生した電磁力の大きさに応じて、翼端隙間ＥＧの大きさを決定することができる。
【００３１】
例えば、弾性部材４４は、金属製のばねによって構成される。ばねとしては、図４〜図６、図８及び図９に示したように引っ張りコイルばね４４ａや、図７に示したように圧縮コイルばね４４ｂや、図示しない板ばねを用いることができる。
例えば、引っ張りコイルばね４４ａを用いる場合、図４〜図６、図８及び図９に示したように、動翼１５の先端部３１及び可動部３０のうち一方又は両方に渡って空洞部４６を設け、空洞部４６に配置された引っ張りコイルばね４４ａによって、動翼１５の先端部と可動部３０とをロータ軸７の径方向に連結すればよい。
より具体的には、図４〜図６、図８及び図９に示したように、動翼１５の先端部３１に凹部４６ａを設け、凹部４６ａに配置された引っ張りコイルばね４４ａによって、凹部４６ａの底と径方向外壁３６をロータ軸７の径方向に連結すればよい。
【００３２】
また例えば、圧縮コイルばね４４ｂを用いる場合、図７に示したように、動翼１５の先端部３１及び可動部３０のうち一方又は両方に渡って空洞部４８を設け、空洞部４８に配置された圧縮コイルばね４４ｂによって、可動部３０をロータ軸７の径方向内側に向かって付勢すればよい。
より具体的には、図７に示したように、動翼１５の先端部３１に外向きフランジ５０を設け、可動部３０に内向きフランジ５２を設ければよい。外向きフランジ５０と内向きフランジ５２は、ロータ軸７の径方向にて相互に対向し、外向きフランジ５０と内向きフランジ５２との間に形成された空洞部４８に圧縮コイルばね４４ｂを配置すればよい。
【００３３】
幾つかの実施形態では、ロータ軸７の定格回転時（例えば３６００ｒｐｍのとき）に、ロータ軸７の停止時と比べて、引っ張りコイルばね４４ａの伸び量が零になるように、引っ張りコイルばね４４ａは構成される。つまり、ロータ軸７の定格回転時に可動部３０に作用する遠心力と同程度の引っ張り力が、ロータ軸７の停止時に可動部３０に作用するように、引っ張りコイルばね４４ａは構成される。
幾つかの実施形態では、ロータ軸７の定格回転時に、ロータ軸７の停止時と比べて、引っ張りコイルばね４４ａの伸び量が大きくなるように、引っ張りコイルばね４４ａは構成される。
【００３４】
幾つかの実施形態では、隙間調整装置２６は、図９〜図１１に示したように、複数の可動部３０の各径方向外壁３６に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石５４を更に含む。永久磁石５４は、電磁石２８と対向可能な径方向外壁３６の領域に取り付けられている。例えば、永久磁石５４の外面及び径方向外壁３６の外面が面一となるように、径方向外壁３６に溝又は穴が形成され、永久磁石５４はこれら溝又は穴に配置される。
上記構成によれば、可動部３０の径方向外壁３６に取り付けられた少なくとも１つの永久磁石５４によって、電磁石２８の電磁力によって可動部３０に作用する吸引力を増大可能である。また、永久磁石５４を用いた場合、永久磁石５４と電磁石２８との間の吸引力のみならず、斥力を利用して、翼端隙間ＥＧの大きさを調整可能である。
なお、永久磁石５４の形状は特に限定されることはないが、例えば、各永久磁石５４は、自身のＮ極及びＳ極がロータ軸７の径方向に配列されるように構成される。
【００３５】
幾つかの実施形態では、可動部３０の径方向外壁３６全体が永久磁石によって構成される。
上記構成によっても、可動部３０の径方向外壁３６全体が永久磁石によって構成されていることで、電磁石２８の電磁力によって可動部３０に作用する吸引力を増大可能である。
【００３６】
幾つかの実施形態では、隙間調整装置２６は、図４〜図９に示したように、少なくとも１つのセンサ５６、及び、制御装置５８を有する。
センサ５６は、ハウジング５に取り付けられ、翼端隙間ＥＧの大きさを計測可能である。センサ５６は、例えば、光学式のセンサであり、翼端隙間ＥＧの大きさに応じた計測結果を出力可能である。
【００３７】
制御装置５８は、例えばコンピュータ及び電源等によって構成され、センサ５６の計測結果に基づいて、複数の電磁石２８が発生する電磁力を調整可能である。すなわち、制御装置５８は、翼端隙間ＥＧの大きさが所望の大きさになるように、電磁石２８への電流の供給量、及び、必要に応じて電磁石２８に供給される電流の方向を調整可能である。
【００３８】
上記構成よれば、制御装置５８が、センサ５６の計測結果に基づいて電磁石２８が発生する電磁力を調整可能であるので、例えばタービン１の運転状況等に応じて、翼端隙間ＥＧの大きさを調整可能である。
【００３９】
幾つかの実施形態では、複数の電磁石２８は、図４、図５、及び、図７〜図９に示したように、ロータ軸７の軸方向に相互に離間した２つの列をなしてロータ軸７の周方向に配列されている。そして、少なくとも１つのセンサ５６は、ロータ軸７の軸方向にて電磁石２８の２つの列の間に配置されている。
【００４０】
上記構成によれば、複数の電磁石２８が２つの列をなして配列され、２つの列の間にセンサ５６が配置されているので、複数の電磁石２８により可動部３０を径方向外側に向かってバランス良く吸引可能であるとともに、センサ５６によって翼端隙間ＥＧの大きさを確実に計測可能である。
【００４１】
幾つかの実施形態では、複数の電磁石２８が２つの列をなすように配列されるのに対応して、複数の永久磁石５４は、図１０及び図１１に示したように、ロータ軸７の軸方向に相互に離間した２つの列をなすように配列される。この場合、ロータ軸７の軸方向にて、電磁石２８の２つの列の位置と永久磁石５４の２つの列の位置が一致させられる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、図１０に示したように、複数の永久磁石５４は、同一の極がロータ軸７の径方向外側を向くように配置される。
幾つかの実施形態では、図１１に示したように、複数の永久磁石５４は、ロータ軸７の周方向にて、径方向外側を向いている極が交互に反対になるように配置される。
上記構成によれば、図１２に示したように、ロータ軸７の回転角に対応して、電磁石２８の磁極を交番させることで、つまり、電磁石２８に供給される電流の向きを変化させることで、ロータ軸７の径方向外方に向かって可動部３０を吸引しながら、ロータ軸７の回転方向前方に向かって可動部３０を吸引することができる。このため、電磁石２８の電磁力により、動翼１５を円滑に回転させることができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つのセンサ５６は、ロータ軸７の周方向に配列された複数のセンサ５６を含む。
上記構成によれば、複数のセンサ５６の計測結果に応じて各電磁石２８の電磁力を調整することによって、ロータ軸７の周方向位置に応じて翼端隙間ＥＧの大きさを調整可能である。この結果として、例えば、翼端隙間ＥＧの大きさをロータ軸７の周方向にて均一にすることができ、ロータ軸７の振動を抑制可能である。また例えば、複数のセンサ５６の測定結果に基づいてロータ軸７の振動を検出したとき、振動を抑制するように各電磁石２８の電磁力を調整することができる。更に例えば、ロータ軸７は、自重によって撓むことがあるが、複数のセンサ５６の測定結果に基づいてロータ軸７の撓みを検出したとき、撓みを抑制するように各電磁石２８の電磁力を調整することができる。なお、この場合、電磁力によって、可動部３０及び弾性部材４４を介して、ロータ軸７に撓みを補正するような力を作用させることで、ロータ軸７の撓みを間接的に抑制することができる。
【００４４】
幾つかの実施形態では、図８に示したように、翼端隙間ＥＧに少なくとも１つのシールフィン６０が配置されていてもよい。
シールフィン６０は、環板形状を有し、シールフィン６０の内周縁が、シール隙間ＳＧを存して、ロータ軸７の径方向にて可動部３０と対向する。
上記構成によれば、電磁石２８の電磁力を調整することによって、シール隙間ＳＧの大きさを調整することができる。
なお、シールフィン６０を翼端隙間ＥＧに配置する場合、シールフィン６０は、例えば、台座６２を介してハウジング５に固定可能である。そしてこの場合、必要に応じて、台座６２を貫通して翼端隙間ＥＧの大きさを計測可能に、センサ５６を配置してもよい。あるいは、台座６２を貫通して、可動部３０と対向するように電磁石２８を配置してもよい。
【００４５】
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
【００４６】
例えば、本発明を適用するタービンは、コンバインドサイクル発電に適用可能なタービンに限定されることはない。また、本発明を適用するタービンは、蒸気タービンに限定されず、ガスタービンであってもよい。また更に、本発明は、タービン以外の回転機械にも適用可能である。従って、作動流体は蒸気に限定されることはない。
また例えば、隙間調整装置２６は、複数の動翼列のうちいずれの動翼列にも適用可能であるが、動翼１５の伸び量が相対的に大きい最終段落の動翼列に適用するのが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ａ〜１Ｅ    タービン
３          発電機
５          ハウジング（車室）
７          ロータ軸
９，１０    ジャーナル軸受装置
１１        スラスト軸受装置
１２        内部流路
１４        静翼
１５        動翼
１７        静止部
１９        回転部
２０        高圧タービン
２２        中圧タービン
２４        低圧タービン
２６        隙間調整装置
２８        電磁石
３０        可動部
３１        動翼の先端部
３２        コア
３４        コイル
３６        径方向外壁
３８        側壁（軸方向側壁）
４０        シュラウドリング
４２        側壁（周方向側壁）
４４        弾性部材
４４ａ      引っ張りコイルばね
４４ｂ      圧縮コイルばね
４６        空洞部
４６ａ      凹部
４８        空洞部
５０        外向きフランジ
５２        内向きフランジ
５４        永久磁石
５６        センサ
５８        制御装置
６０        シールフィン
６２        台座
ＥＧ        翼端隙間
ＳＧ        シール隙間
【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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【図１１】
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【図１２】
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