(57)【要約】【課題】隔壁の取外し及び組み付けを容易化することができるガスタービン及びこれに用いる隔壁体を提供する。【解決手段】互いの回転軸間が遮断された２つのタービンロータ１，２を有するガスタービンにおいて、タービンロータ１，２の回転軸であるタービンディスク５，６間を遮断する隔壁体８と、この隔壁体８を保持するものであって、タービンロータ１，２間に位置する静翼１５の内周側に、周方向に複数のセグメントに分割して設けられたダイヤフラム１６とを備える。【選択図】  図１
2005002935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタービンロータを有するガスタービンにおいて、
前記複数のタービンロータの回転軸間を遮断する隔壁体と、
この隔壁体を保持するものであって、前記複数のタービンロータ間に位置する静翼の内周側に、周方向に複数に分割して設けられた隔壁支持手段と
を備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項２】
複数のタービンロータを有するガスタービンにおいて、
前記複数のタービンロータの回転軸間を遮断する隔壁体と、
この隔壁体を保持するものであって、前記複数のタービンロータ間に位置する静翼の内周側に、周方向に複数に分割して設けられ、かつ少なくとも前記隔壁体との間に間隙を有する隔壁支持手段と
を備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項３】
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記隔壁支持手段は、前記静翼の内周側に設けたダイヤフラムであることを特徴とするガスタービン。
【請求項４】
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記隔壁体を、高圧側に突出するように湾曲させたことを特徴とするガスタービン。
【請求項５】
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記隔壁体は、複数の隔壁と、これら複数の隔壁を保持する隔壁保持手段とを備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項６】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記隔壁保持手段は、一体構造の隔壁保持リングを備えていることを特徴とするガスタービン。
【請求項７】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記隔壁保持手段は、一体構造の隔壁保持リングと、この隔壁保持リングとの間に前記隔壁を保持する複数の押さえ板とを備えることを特徴とするガスタービン。
【請求項８】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記複数の隔壁間に冷却空気を導入することを特徴とするガスタービン。
【請求項９】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記複数の隔壁のうちの少なくとも１枚のほぼ中心部に、前記隔壁間に導入した冷却空気を噴出可能なノズル部を設けたことを特徴とするガスタービン。
【請求項１０】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記隔壁保持リング及び前記隔壁支持手段の互いの対向端部を、前記隔壁支持手段を介して導かれる冷却空気をシールするシール構造としたことを特徴とするガスタービン。
【請求項１１】
請求項１０記載のガスタービンにおいて、前記シール構造は、前記隔壁支持手段及び隔壁保持リングの互いの対向端部に設けた複数のシール壁を、互いに間隙を介して係合させた構造であることを特徴とするガスタービン。
【請求項１２】
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記隔壁支持手段に、前記隔壁体を水平方向から支持する係合手段を設け、前記隔壁体の垂直方向位置を固定することにより、前記隔壁体の全周に亘って前記隔壁支持手段との間に間隙を確保したことを特徴とするガスタービン。
【請求項１３】
請求項１記載のガスタービンにおいて、前記隔壁体と前記タービンロータとの間隙をシールする少なくとも１つのシール手段を備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項１４】
請求項５記載のガスタービンにおいて、前記複数の隔壁間を連結する少なくとも１つのリブを備えたことを特徴とするガスタービン。
【請求項１５】
請求項１４記載のガスタービンにおいて、前記リブに、前記隔壁体の前後空間を連通する貫通孔を設けたことを特徴とするガスタービン。
【請求項１６】
複数のタービンロータを有するガスタービンに設けられ、前記複数のタービンロータの回転軸間を遮断する隔壁体において、
前記複数のタービンロータ間に位置する静翼の内周側に周方向に複数に分割して設けられた隔壁支持手段によって支持されていることを特徴とする隔壁体。
【請求項１７】
複数のタービンロータを有するガスタービンに設けられ、前記複数のタービンロータの回転軸間を遮断する隔壁体において、
前記複数のタービンロータ間に位置する静翼の内周側に周方向に複数に分割して設けられた隔壁支持手段によって支持され、かつ前記隔壁支持手段との間に間隙を有するように形成されたことを特徴とする隔壁体。
【請求項１８】
請求項１６記載の隔壁体において、複数の隔壁と、これら複数の隔壁を保持する隔壁保持手段とを備えたことを特徴とする隔壁体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のタービンロータを有するガスタービン及びそのタービンロータの回転軸間を遮断する隔壁体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数のタービンロータを備えたガスタービンにおいては、隣り合うタービンロータの回転軸同士が離間しているため、タービンケーシング内には、これら回転軸間を遮断する隔壁が設けてある（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−３５８０７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、隔壁には、高温高圧の作動流体或いは冷却空気に曝されるために、その熱的影響により径方向に熱延びが発生する。上記特許文献１の記載技術においては、隣り合うタービンロータ間に位置する静翼の内周側に隔壁を嵌合し密着固定しているため、隔壁は熱延びによる高い圧縮応力を受けて損傷する可能性がある。隔壁が損傷した場合、その損傷した隔壁を復旧するためには組立分解の作業を要するが、特許文献１の記載技術においては、隔壁が静翼に密着固定されているため、隔壁の取外し及び組付けが難しく、この作業に多大な労力及び時間を要する。更に静翼や隔壁の製作精度によっては、隔壁の組付けや取外し自体が困難な可能性もある。
【０００５】
本発明の目的は、隔壁の取外し及び組み付けを容易化することができるガスタービン及びこれに用いる隔壁体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数のタービンロータを有するガスタービンにおいて、タービンロータの回転軸間を遮断する隔壁を支持する隔壁支持手段を、周方向に複数に分割する。また、好ましくは、隔壁支持手段と隔壁との間に間隙を設ける。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図面を用いて説明する。
本発明のガスタービンは、タービン内に複数のタービンロータを有し、燃焼器にて圧縮機からの圧縮空気を燃料とともに燃焼して生成した燃焼ガスにより、各タービンロータを回転させ回転動力を得るものである。高圧側のタービンロータは、圧縮機ロータと連結され、高圧側のタービンロータで得られた回転動力は、圧縮機の駆動力として用いられる。一方、低圧側のタービンロータは、例えば発電機ロータ等に連結され、発電機ロータと連結した場合には、低圧側のタービンロータで得られた回転動力は電気エネルギーに変換される。このように、複数のタービンロータを設けることにより、圧縮機や発電機等を異なる回転数で回転させることが可能となり、タービンロータを分割しない１軸のガスタービンに比して、エネルギーロスを低減させることができるようになっている。
【０００８】
図１は、本実施形態のガスタービンの要部構造を表すタービンの軸方向の垂直断面図である。図１に示すように、本実施形態のガスタービンは、いわゆる二軸式ガスタービンであり、互いに回転軸が離間し異なる回転数で回転可能な高圧側タービンロータ１及び低圧側タービンロータ２の２つのタービンロータを備えている。これらタービンロータ１，２は、それぞれ回転軸を構成するとともに外周部に複数の動翼３，４を放射状に備えるタービンディスク５，６を少なくとも１段づつ備えた回転体であって、ガスパス７を流れる燃焼器（図示せず）からの燃焼ガスによって回転駆動する。そして、高圧側タービンロータ１は圧縮機ロータ（図示せず）に、低圧側タービンロータ２は発電機ロータ（図示せず）にそれぞれ連結されており、高圧側タービンロータ１で得られた回転動力は圧縮機の動力として用いられ、低圧側タービンロータ２で得られた回転動力は電気エネルギーに変換されるようになっている。
【０００９】
高圧側タービンロータ１及び低圧側タービンロータ２の互いのタービンディスク（回転軸）５，６間は離間しているが、これらタービンディスク５，６間は、隔壁体８により遮断されており、タービンディスク５，６間の流体の漏れが防止され、高圧側と低圧側の適正な圧力差が確保されている。隔壁体８は、複数（本実施形態では２枚）の隔壁１０，１１を備えており、これら隔壁１０，１１と、これら隔壁１０，１１を保持する隔壁保持手段１２（後述）とで構成されている。但し、隔壁を１枚とした場合には、隔壁保持手段１２は省略可能であり、単に１枚の隔壁が隔壁体を構成することになる。隔壁１０，１１は、ともに一体構造であり、高圧側（図１中左側）に突出するように湾曲している。また、下流側の隔壁１１は、本実施形態においては、高圧側に湾曲した部分を更に中心に向かって低圧側に湾曲させており、ほぼ中心に位置する湾曲部先端を軸方向に向けて開口させノズル部１３を形成している。
【００１０】
また、隔壁体８は、高圧側タービンロータ１及び低圧側タービンロータ２の間に位置する静翼１５の内側に、隔壁支持手段としてのダイヤフラム１６を介し保持されている。静翼１５は、周方向に複数に分割されたセグメントパーツからなり、ケーシング１７の内壁にその外輪１５ａを嵌合させて取り付けてある。ケーシング１７は、上下２分割された半割り構造である。ダイヤフラム１６は、周方向に複数のセグメントに分割されており、各セグメントがそれぞれ静翼１５の内輪１５ｂに嵌合し、全体として環状を形成している。これらダイヤフラム１６の各セグメント間は、パッキン（図示せず）によってシールされている。
【００１１】
上記隔壁保持手段１２は、一体成型された全周１リング構造の隔壁保持リング２０と押さえ板２１，２２とで構成されている。押さえ板２１，２２は、それぞれ隔壁保持リング２０の上流側及び下流側の側面に、隔壁取付ボルト２３によって固定されている。この隔壁保持手段１２に対し、隔壁１０，１１は、隔壁保持リング２０の内周側部分を介することで互いに間隙を持って配置され、隔壁保持リング２０と押さえ板２１，２２との間に創出された空間内にそれぞれの外周部が収容された状態で保持されている（詳細は後述）。
【００１２】
本実施形態において、隔壁１０，１１間の隔壁間空間２５には、冷却空気が導入されるようになっている。図の簡略化のために図１では特に図示していなかったが、ここで冷却空気の流路構造について説明すると、実際には、例えば図２に示したように、まず、ケーシング１７は、周壁２６と、この周壁２６の内壁に軸方向に間欠的に設けたシュラウド２７とで構成されている。静翼１５の外輪１５ａは、シュラウド２７のうちの静翼１５を挟んで軸方向に隣り合う２つのシュラウド２７ａ，２７ｂによって支持されており、周壁２６、シュラウド２７ａ，２７ｂ、及び静翼外輪１５ａによって、キャビティ２８が形成されている。周壁２６には、このキャビティ２８に連通するように冷却空気導入孔２９が設けられている。この冷却空気導入孔２９は、冷却空気配管（図示せず）を介し、圧縮機（図示せず）の圧縮空気流路（図示せず）に設けた抽気スリット（図示せず）と連通している。一方、上記キャビティ２８は、静翼１５を径方向に貫通して設けた静翼内流路３０を介しダイヤフラム１６内のキャビティ３１に連通している。ダイヤフラム１６及び隔壁保持リング２０には、径方向に延びる冷却空気流通孔３２，３３が設けられており、これら冷却空気流通孔３２，３３を介して、キャビティ３１が隔壁間空間２５に連通している。
【００１３】
上記流路構造により、抽気スリット（図示せず）から抽気された所要圧力の圧縮空気が、冷却空気配管（図示せず）→冷却空気導入孔２９→キャビティ２８→静翼内流路３０→キャビティ３１→冷却空気流通孔３２→冷却空気流通孔３３→隔壁間空間２５という経路で導かれ、最終的に隔壁１１の中心部に設けたノズル部１３を介し、低圧側タービンロータ２側に噴出するようになっている。本実施形態においては、低圧側タービンロータ２の初段ディスク６に中心孔３４を設けているため、ノズル部１３から噴出された冷却空気は、初段ディスク６に沿った径方向外側への流れと、中心孔３４を通って低圧側タービンロータ２の内部に侵入する流れとに分岐し、低圧側タービンロータ２を冷却するようになっている（起動時には暖気するようになっている）。
【００１４】
図３は、上記隔壁保持手段１２の近傍の拡大図である。但し、この図３を含め、以下に説明する各図においては、図の簡略化のために上記に説明した冷却空気の流路構造を図示省略してある。
【００１５】
この図３に示すように、ダイヤフラム１６の隔壁保持リング２０との対向端部には、互いにほぼ平行な位置関係の２枚のシール壁３７，３８が軸方向（図２中左右方向）に並設してある。これらシール壁３７，３８及びこれらシール壁３７，３８間の溝３９は、周方向に隣り合うダイヤフラム１６のもの同士が連続して環状に形成される。同様に、隔壁保持リング２０のダイヤフラム１６との対向端部にも、互いにほぼ平行な位置関係の２枚のシール壁４０，４１が軸方向（図２中左右方向）に並設してあり、これらシール壁４０，４１間に環状の溝４２を形成している。
【００１６】
隔壁保持リング２０は、その下流側シール壁４１の厚み（軸方向寸法）Ｌ１がダイヤフラム１６のシール壁３７，３８間の距離（溝３９の軸方向寸法）Ｌ２よりも小さく、溝３９に対し軸方向に間隙（Ｌ２−Ｌ１）を持って係合している。同時に、ダイヤフラム１６の上流側シール壁３７は、その厚み（軸方向寸法）Ｌ３が隔壁保持リング２０のシール壁４０，４１間の距離（溝４２の軸方向寸法）Ｌ４よりも小さく、溝４２に対し軸方向に間隙（Ｌ４−Ｌ３）を持って係合している。また、シール壁３７，３８の上流側側面間の距離（Ｌ２＋Ｌ３）は、シール壁４０，４１の下流側側面間の距離（Ｌ１＋Ｌ４）と同じか僅かに小さい。
【００１７】
前述した如く、ダイヤフラム１６及び隔壁保持リング２０には、冷却空気流通孔３２，３３（図２参照）が設けられているため冷却空気のリークが問題となるが、本実施形態においては、上記したダイヤフラム１６及び隔壁保持リング２０の互いの対向部の係合構造が、冷却空気流通孔３２，３３を流通する冷却空気をシールするシール構造をなしている。隔壁体８は、前後差圧による荷重を受け低圧側（つまり図３中右側）に移動するため、図４に示すように、隔壁保持リング２０のシール壁４１がダイヤフラム１６のシール壁３８に当接し、冷却空気の低圧側への漏れが防止される。このとき、同時に、隔壁保持リング２０のシール壁４０が、ダイヤフラム１６のシール壁３７に当接、若しくは近接することによって、高圧側への冷却空気の漏れも極力防止される。
【００１８】
また、隔壁体８は、ダイヤフラム１６に嵌合した状態で、ダイヤフラム１６に対して径方向に間隙を持った状態で支持されている。すなわち、隔壁保持リング２０のシール壁４１の先端とダイヤフラム１６の溝３９の底面との間には間隙ａ１が設けられており、同時に、ダイヤフラム１６のシール壁３７の先端と隔壁保持リング２０の溝４２の底面との間には間隙ａ２が設けられている。
【００１９】
このように、本実施形態において、隔壁保持リング２０とダイヤフラム１６との間には径方向に間隙ａ１，ａ２が設けられているため、単に上記シール構造によって隔壁保持リング２０とダイヤフラム１６とを嵌合させただけでは、それら間隙分だけ（厳密にはａ１，ａ２のうち小さい方の寸法だけ）、隔壁保持リング２０、言い換えれば隔壁体８が下がった状態となってしまう。そこで、本実施形態においては、以下に説明するような支持構造により隔壁体８を支持している。
【００２０】
図５（ａ）は本実施形態におけるタービンの鉛直方向中心部の水平断面を上から見た状態を表す水平断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）中のｂ−ｂ断面による部分断面図である。
これら図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、タービンの鉛直方向中心部付近においては、ダイヤフラム１６に対し、径方向内側に突出するように、取付ボルト４４によって係合手段としてのサポート４５が固定してある。それに対し、隔壁保持リング２０には、サポート４５に対向する位置、すなわち鉛直方向中心部付近の外周部は、サポート４５に係合する切欠き部４６が設けられている。サポート４５は、周方向に分割されているダイヤフラム１６の分割部分に取付けても良いし、サポート４５が取付け可能な程度の切欠き部をダイヤフラム１６に設けておき、この切欠き部に取付ける構造としても良く、隔壁体８の重量を受けるのに十分な強度を確保できる構造であれば、その取付構造の態様に特別な限定はない。また、切欠き部４６の径方向寸法は、サポート４５の径方向寸法に応じて、サポート４５との間に所要の間隙ａ３を有するように設定する。
【００２１】
上記構造により、隔壁体８は、その隔壁保持リング２０の切欠き部４６がサポート４５と係合し合うことにより、サポート４５に載置される形でサポート４５によって水平方向から支持されている。これにより、隔壁体８は、落ち込むことなく、中心位置がほぼケーシングの中心に位置合わせされた状態で支持され、その結果、全周に亘ってダイヤフラム１６との間に間隙を確保した状態で支持されている。
【００２２】
図３に戻り、前述した如く、上記隔壁１０，１１は、それぞれ隔壁保持リング２０と押さえ板２１，２２との間に創出された空間に納まった形で保持されている。具体的に説明すると、まず、押さえ板２１，２２には、図３に示すように切欠き部４７，４８がそれぞれ設けられており、これら切欠き部４７，４８によって、隔壁保持リング２０との間に空間が創出されている。これらの空間の幅、すなわち切欠き部４７，４８の軸方向幅は、それぞれ対応する隔壁１０，１１の厚みよりも大きく、隔壁１０，１１は、切欠き部内で軸方向（図３中左右方向）に間隙ａ４，ａ５を持って納まっている。
【００２３】
また、押さえ板２１，２２の切欠き部４７，４８により創出された空間の底部４７ａ，４８ａと隔壁１０，１１の外周部との間には、間隙ａ６，ａ７が存在する。隔壁１０，１１の中心と隔壁保持リング２０の互いの中心が重なった状態が図３に図示した状態であるとすると、押さえ板２１，２２の切欠き部４７，４８の底部４７ａ，４８ａは、隔壁１０，１１の外周部よりも、それぞれ間隙ａ６，ａ７の分だけ半径の大きな円周上に位置している。この円周上に底部４７ａ，４８ａをつなぐ軌跡がほぼ一致していれば、押さえ板２１，２２は、必ずしも一体のリング状の部材である必要はなく、周方向に複数に分割されていても良いし、また分割構造とした場合、周方向に隣り合うもの同士が離間していても構わない。但し、押さえ板２１，２２から隔壁１０，１１が逸脱しないよう、切欠き部の径方向長さは、それぞれ間隙ａ６，ａ７の２倍より大きく設定する必要がある。
【００２４】
このように、本実施形態において、隔壁１０，１１と隔壁保持手段１２との間には間隙ａ４〜ａ７が存在しているが、図４に示すように、隔壁１０，１１は、前後差圧によって下流側に動き、それぞれ隔壁保持リング２０、押さえ板２２の切欠き部４８の側壁に押し付けられ、冷却空気流通孔３３（図２参照）から導かれる冷却空気のリークが防止される。
【００２５】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、タービン組立時における隔壁１０，１１の組付け手順を模式的に表した図である。
本実施形態において隔壁１０，１１を組付ける場合には、まず、ケーシング１７の下側半分を据え付け、これに下半分側の静翼１５及びダイヤフラム１６の各セグメントを組み付けておく。静翼１５及びダイヤフラム１６を組み付けてからケーシング１７を設置しても構わない。また、これと前後して、本実施形態においては複数（２枚）の隔壁１０，１１を用いるので、隔壁１０，１１を隔壁保持手段１２により保持させ、組み付け前に予め隔壁体８を組立てておく。
【００２６】
続いて、図６（ａ）に示すように、予め組立ておいた隔壁体８を上部から下ろし、隔壁保持リング２０のシール壁４１をダイヤフラム１６の溝３９に挿入するようにして、隔壁体８を下半のケーシング１７に組付けたダイヤフラム１６に組み入れる。その後、図６（ｂ）に示すように、予め上半静翼１５、ダイヤフラム１６を取付けた状態の上半ケーシング１７を、隔壁保持リング２０のシール壁４１にダイヤフラム１６の溝３９を上から被せて係合させ、上下のケーシング１７を締結する。なお、分解は、以上と逆の手順により行う。
【００２７】
次に、本実施形態により得られる作用効果を順次説明する。
（１）組立分解の容易化
前述したように、高圧側タービンロータ１及び低圧側タービンロータ２の回転軸間を遮断する隔壁体８は、隔壁保持手段としてのダイヤフラム１６に係合し、保持されている。仮に、このダイヤフラム１６が、全周一体構造であった場合、隔壁保持リング２０及びダイヤフラム１６の製作精度によっては、図６のように隔壁体８をケーシング１７に組み入れることは容易な作業ではない。それに対し、本実施形態において、ダイヤフラム１６は、周方向に複数のセグメントに分割されており、セグメント同士の間に拘束がないので、組み入れられる（又は取外される）隔壁体８の形状や動きに応じ、各セグメントが隔壁体８に競り合いながら軸方向に追従して動くことができる。これにより、隔壁体８の組み入れ又は取外しが容易になり、隔壁体８が損傷した場合でも、組立分解の作業に要する時間や労力を大きく軽減し、短時間のうちに復旧することができるので、稼働効率の向上にも寄与する。
【００２８】
また、本実施形態のように隔壁を複数枚設ける場合、複数の隔壁を１枚１枚ケーシングに組入れていては、隔壁の取外しや組み入れ作業の負担は、隔壁の枚数に比例して増大する。そこで、本実施形態においては、複数（本例では２枚）の隔壁１０，１１を共通の隔壁保持手段２１によって保持し一体の隔壁体８を構成しているので、組入れ前に予め別の場所で隔壁体８を組上げておけば、複数の隔壁を、隔壁１枚を組み入れる場合と変わらない労力で組み入れることができる。勿論、分解の際も、隔壁体８をユニットで取外すことにより、１枚分の作業で複数の隔壁を取外すことができる。このように、複数の隔壁を用いる場合であっても、効率良く組入れ分解の作業を行うことができる。
【００２９】
更に、本実施形態においては、図３で説明したように、隔壁体８及びダイヤフラム１６の間、隔壁保持手段１２及び隔壁１０，１１との間に、軸方向に間隙を設けている。これにより、隔壁体８及びダイヤフラム１６、並びに、隔壁保持手段１２及び隔壁１０，１１を極簡単に係合させることができる。これによっても、組立性及び分解性を飛躍的に向上させることができる。
【００３０】
（２）隔壁の破損防止
ケーシング１７、静翼１５、隔壁体８等は、燃焼ガスや圧縮空気等からの熱的影響を受けるので、仮にこれらを隙間無く嵌合し密着固定した場合、又はボルト締結や溶接等によって剛に固定した場合、各々の径方向の熱伸びが拘束されてしまう。その結果、大きな熱応力が発生し、変形、損傷に至る可能性がある。それに対し、本実施形態では、先に図３で説明したように、隔壁体８をダイヤフラム１６に間隙を持って係合させることにより、隔壁体８を拘束することなく保持させることができる。
【００３１】
静翼１５及びダイヤフラム１６は、ケーシング１７との取り合い点を基点として熱の影響によって径方向内側に延び、逆に隔壁体８は径方向外側に延びようとするが、本実施形態においては、想定される温度環境に応じて、ダイヤフラム１６及び隔壁体８の熱延びを拘束しないようにその間の間隙寸法を設定することにより、この間隙によってダイヤフラム１６、隔壁保持リング２０等の熱延びを許容することができる。これにより、隔壁体８や、ダイヤフラム１６、静翼１５等に作用する熱応力を飛躍的に軽減させることができ、隔壁体８は勿論のこと、ダイヤフラム１６や静翼１５の損傷を防止することもできる。
【００３２】
このとき、単に隔壁体８の周囲に間隙を持たせてダイヤフラム１６に係合させた場合、隔壁体８がその間隙分だけ落ち込んでしまうが、図５で説明したように隔壁体８を水平方向かた支持する構造とすることにより、隔壁体８の上下位置を固定し隔壁体８の全周に亘って均一な間隙を確保することができる。これにより、隔壁体８の熱延びを全周に亘って均一に許容することができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、隔壁体８は、隔壁保持手段１２と隔壁１０，１１とからなる構造物であるため、この隔壁体８自体も、隔壁保持手段１２と隔壁１０，１１との熱延び量の違いから、互いの径方向の熱延びを拘束するような連結構造とすると損傷に至る可能性がある。そこで、図３で説明したように、隔壁体８自体の構造においても、隔壁保持手段１２と隔壁１０，１１との間に径方向の間隙ａ６，ａ７を確保しているので、同じように隔壁体８自体の損傷を防止することができる。
【００３４】
更に、本実施形態においては、隔壁１０，１１そのものが、高圧側に突出するように湾曲して形成されているため、前後差圧により下流側（低圧側）に作用する荷重に対する耐強度を向上させることができる。また、同時に、この湾曲形状によって、隔壁１０，１１の熱延びを幾らか軸方向に逃がすことができる。これによっても、隔壁１０，１１を損傷し難くすることができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、隔壁体８の損傷を抑制することができ、それだけ隔壁体８の復旧に伴うタービンの分解組立作業の頻度を低下させることができる。その結果、ガスタービンの稼働率を大きく向上させることできる。
【００３６】
（３）冷却性能の確保
本実施形態においては、２枚の隔壁１０，１１を用いることにより、それら隔壁１０，１１間に冷却空気を導入する構造となっている。前述したように、ケーシング１７の外側から導入された冷却空気は、静翼１５、ダイヤフラム１６を通り、隔壁間空間１２に導入され、回転中心付近に設けたノズル部１３を介し放出される。ノズル部１３を介し放出された冷却空気は、遠心力の作用によって、低圧側タービンロータ２の初段タービンディスク６に沿って径方向外側を流れるため、初段タービンディスク６を均一に冷却することができる。また、ノズル部１３は、冷却空気を軸方向に噴出させる形状であるため、冷却空気を初段ディスク６の中心孔３４を介し低圧側タービンロータ２の内部へも供給することができる。これにより、良好な冷却性能を確保することができるとともに、起動時の暖気状態も良好にすることができる。
【００３７】
（４）シール性の確保
本実施形態においては、隔壁体８とダイヤフラム１６との間に間隙を設けているため、これらの係合部からの冷却空気漏れ、或いは高圧側から低圧側への流体の漏れが生じる可能性がある。そこで、先に図３及び図４で説明したように、ダイヤフラム１６に設けたシール壁３７，３８と、隔壁保持リング２０に設けたシール壁４０，４１とを互いに係合させるシール構造を設けたことにより、前後差圧により隔壁体８に作用する荷重を利用して、隔壁体８とダイアフラム１６との係合部からの流体の漏れを確実に防止することができる。同様に、隔壁体８そのものにおいても、隔壁保持手段１２と隔壁１０，１１との間に間隙が存在するが、図３及び図４で説明したように、同じく隔壁１０，１１に作用する前後差圧を利用してこの間隙からの流体の漏れを防止することができる。このように、本実施の形態によれば、間隙を設け組立性の向上や損傷の防止を図りつつも、その間隙からの流体の漏れのシール性を確保している。
【００３８】
なお、上記のように、組立性向上や破損防止の効果を得る限りにおいては、シール壁４０は省略可能である。そこで、仮にシール壁４０を省略した場合を考えると、図４に示したように隔壁体８は前後差圧によって低圧側に移動するため、低圧側への冷却空気漏れは防止されるが、シール壁３７，４１間の間隙が大きくなるため、高圧側への冷却空気の漏れが発生する。溝３９の軸方向幅を小さくすれば漏れは小さくなるが、逆に間隙が狭くなって組立性を損なう。そこで、本実施の形態においては、図４に示すように、隔壁保持リング２０の外周部を２つに分岐させ、シール壁４０を設けたことにより、組立性を損なうことなく、高圧側への冷却空気の漏れも極力防止することができる。このように、隔壁体８とダイヤフラム１６の双方の対向端部を分岐構造とし、それらを係合させるシール構造とすることで、組立性、耐熱強度を向上させつつも、十分なシール性を確保することができる。
【００３９】
なお、本発明のガスタービン及び隔壁体は、以上説明した態様に限定されることなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。要は、隔壁体を、周方向に分割された隔壁支持手段によって保持していれば良い。
以下に、図７〜図９を用い、本発明の変形例を幾つか説明する。
【００４０】
▲１▼変形例１
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ケーシング１７を半割り構造とせず、筒状の一体構造とした場合に有効な構成例を示す図である。但し、これら図７（ａ）及び図７（ｂ）において、先の各図と同様の部分又は同様の部分に相当する部分には同符号を付し説明を省略する。
【００４１】
一体構造のケーシングを用いた場合、先に図６で説明したように隔壁体を上から差し込むことができない。そこで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１６のシール壁３７、及び隔壁保持リング２０のシール壁４０，４１を省略するとともに、隔壁保持リング２０及びシール壁３７の対応箇所に貫通孔５０及びボルト穴５１を設け、図７（ａ）のように、ダイヤフタム１６のシール壁３８に隔壁保持リング２０の外周部を低圧側から重ね合わせ、取付ボルト５２により締結する構造としている。この構成により、ケーシングが開放できない場合でも、隔壁体８を軸方向から挿入し組み入れることができるようになっている。その他の構成は、上記した第１の実施形態と同様である。
【００４２】
本変形例においても、ダイヤフラム１６を周方向に分割することにより、ダイヤフラム１６の各セグメントが互いに拘束し合うことなく、静翼１５との間の遊びの範囲で独立して可動であるため、貫通孔５０及びボルト穴５１の位置合わせが容易となる。したがって、良好な組立性及び分解性を確保することができる。
【００４３】
▲２▼変形例２
図８は、隔壁体の強度を向上させ前後差圧を調整可能とした構成例を示す図である。但し、この図８において、先の各図と同様の部分又は同様の部分に相当する部分には同符号を付し説明を省略する。
【００４４】
本変形例においては、図８に示すように、隔壁１０，１１間をリブ５３により連結している。これにより、隔壁体８の強度を向上させることができる。また、図８のように、リブ５３に貫通孔５４を設け、隔壁１０，１１の前後空間を連通させることにより、貫通孔５４を介して高圧側から低圧側へと流体の一部をバイパスさせることができる。その他の構成は上記第１実施形態の同様である。
【００４５】
本変形例によっても、第１実施形態の同様の効果を得るとともに、リブ５３の数を調整することにより、隔壁体８の強度を所要値に調整することができる。また、それらリブ５３の貫通孔５４の開口径や穿設数を要求に応じて変えることにより、隔壁体８の前後差圧を必要に応じて調整することができる。
【００４６】
▲３▼変形例３
図９は、隔壁体８とこれに隔てられたタービンロータ１，２との間隙からの冷却空気の漏れを抑制した構成例を示した図である。但し、この図９において、先の各図と同様の部分又は同様の部分に相当する部分には同符号を付し説明を省略する。
【００４７】
本変形例においては、隔壁１０，１１に支持部５５，５６を設け、これらにそれぞれ径方向に対向するように（外側での内側でも構わない）、タービンディスク５，６にも支持部５７，５８を設けている。そして、対向する支持部５５，５７間、支持部５６，５８間をそれぞれシール５９，６０によってシールしている。本例では、シール５９にハニカムシール、シール６０にブラシシールを用いた例を図示したが、シールの種類を特に限定する必要はない。また、隔壁体８の前後両側にシール構造を設けなくても良く、いずれか一方のみにシール構造を設けても構わない。その他の構成は、上記第１実施形態と同様であり、本変形例においても上記同様の効果を得ることができるとともに、必要に応じ、ノズル部１３からの冷却空気の径方向への流れを遮断することができる。
【００４８】
なお、以上説明した実施形態及び各変形例において、隔壁体８をダイヤフラム１６により保持する例を説明してきたが、本発明の本質的効果である組立分解の容易性を獲得する限りにおいてはこれに限られず、隔壁支持手段は、周方向に複数に分割されていれば、例えば静翼１５等のような他の支持構造物であっても構わない。また、隔壁を２枚設けた例を説明したが、３枚以上でも良い。また、前述したように隔壁は１枚でも良く、この場合は、隔壁保持手段１２を省略して隔壁単体で隔壁体を構成することができる。更に、隔壁支持手段と隔壁体との互いの対向部に設けたシール壁は必ずしも２枚に限定されず、３枚以上設けても構わない。また、隔壁を複数設けた場合であっても、本発明の本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも隔壁間に冷却空気を導入する必要はない。また、低圧側タービンロータ２の初段ディスク６に必ずしも中心孔３４を設ける必要はない。また、ノズル部１３を下流側の隔壁１１に設けたが、これに限られず、上流側の隔壁１０に設け、高圧側タービンロータ１を冷却する構成としても良いし、隔壁１０，１１の両方にノズル部１３を設ける構成としても構わない。これらの場合も、上記同様の効果を得る。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、隔壁の組入れ分解の作業を容易化することができ、また隔壁の熱延びを許容することにより、隔壁等の破損を防止することができる。したがって、復旧作業に伴う労力及び時間を低減し、可動率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスタービンの第１実施形態の要部構造を表すタービンの軸方向の垂直断面図である。
【図２】本発明のガスタービンの第１実施形態の要部構造を表すタービンの軸方向の垂直断面図である。
【図３】本発明のガスタービンの第１実施形態における隔壁保持手段近傍の詳細構造を表す断面図である。
【図４】本発明のガスタービンの第１実施形態における隔壁保持手段近傍の詳細構造を表す断面図である。
【図５】本発明のガスタービンの第１実施形態の要部構造を表すタービンの上下中心付近の水平断面図、及びこの図中のｂ−ｂ断面による断面図である。
【図６】本発明のガスタービンの第１実施形態における隔壁体の組立手順を表す図である。
【図７】本発明のガスタービンの第１変形例の要部構造を表す図である。
【図８】本発明のガスタービンの第２変形例の要部構造を表す図である。
【図９】本発明のガスタービンの第３変形例の要部構造を表す図である。
【符号の説明】
１，２  タービンロータ
５，６  タービンディスク（回転軸）
８  隔壁体
１０，１１  隔壁
１２  隔壁保持手段
１３  ノズル部
１５  静翼
１６  ダイヤフラム（隔壁支持手段）
２０  隔壁保持リング
２１，２２  押さえ板
３７，３８，４０，４１  シール壁
４５  サポート（係合手段）
５３  リブ
５４  貫通孔
５９，６０  シール（シール手段）
ａ１〜ａ７  間隙
【図１】
2005002935.tif 000003
【図２】
2005002935.tif 000004
【図３】
2005002935.tif 000005
【図４】
2005002935.tif 000006
【図５】
2005002935.tif 000007
【図６】
2005002935.tif 000008
【図７】
2005002935.tif 000009
【図８】
2005002935.tif 000010
【図９】
2005002935.tif 000011