(57)【要約】【課題】蒸気によりノズルダイヤフラム外輪ひさし部の上流側が侵食され、フィンが脱落しかけたとしてもその部分だけ、侵食されたセグメントをひさし部から外して新しいセグメントに交換することにより、フィンの更新を容易に行うことが可能となる蒸気タービンを提供することを目的とする。【解決手段】本実施形態では、シール部を構成するフィンを備え、前記ノズルダイヤフラム外輪ひさし部の上流側に着脱可能に取り付けられるセグメントを備えた蒸気タービンを提供することにより上記目的を達成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周表面に複数の動翼が固定されたタービンロータと、
前記外周表面の半径方向外側に配置されて、作動流体である作動蒸気を軸方向に流通させ
る蒸気流路を形成するノズル板をケーシングに固定するために設けられ外輪と内輪とを有
するノズルダイヤフラムと、
前記ノズルダイヤフラムの外輪から前記動翼先端に向かって突き出たノズルダイヤフラム
外輪ひさし部と、
このひさし部と、前記動翼先端との間のもれ蒸気をシールするためのシール部と
を備える蒸気タービンであって、
前記シール部を構成するフィンを備え、前記ノズルダイヤフラム外輪ひさし部の上流側に
、前記ロータの回転方向と同方向に着脱可能に取り付けられるセグメント、
を備えることを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前記セグメントに含まれるフィンを、前記セグメントと同じ素材から一体削り出し加工に
て成形されたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記セグメントが前記ノズルダイヤフラム外輪から脱落するのを防止するために、前記セ
グメントおよび前記ノズルダイヤフラム外輪にフック構造を有することを特徴とする請求
項１に記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記セグメントが前記ノズルダイヤフラム外輪から脱落するのを防止するために、前記セ
グメントをノズルダイヤフラム外輪にボルトによって固定する構造を有することを特徴と
する請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記セグメントを、前記ノズルダイヤフラム外輪に比べて、耐食性の高い材料としたこと
を特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記セグメントを、多段落を抱え込んだノズルダイヤフラムの上流側段落に設けた構造と
することを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンのノズルダイヤフラム外輪のひさし部と動翼先端との間のシール
部の構造を改善した蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、蒸気タービンの動翼先端部とノズルダイヤフラム外輪のひさしとの間には径方向
に間隙があり、この間隙を通過する蒸気流量が多いと性能の低下につながる。そのため、
この間隙を通過する蒸気流量を低減するため、ノズルダイヤフラム外輪または動翼先端、
もしくは双方にフィンを設置した構造をとる。
【０００３】
このノズルダイヤフラム外輪側のフィンの設置方法として、ノズルダイヤフラム外輪にフ
ィン材がおさまる程度の幅を持つ溝を切り、その溝にフィン材を直接植え込む方法と、ノ
ズルダイヤフラム外輪にダブテール溝を切り、そのダブテール溝にフィン形状をもつリン
グを挿入する方法がある。
【０００４】
また、一般に蒸気タービン内を通過する蒸気には酸化スケール、湿り蒸気の場合は湿分、
地熱タービンにおいてはガス分等、浸食や腐食の原因となる様々な異物が含まれる。上記
の間隙においてもこれらの異物の含まれた蒸気が流れており、また、フィンの最上流側は
旋回や滞留が発生しやすい部位でもあるため、他の部位よりも浸食が進みやすい傾向があ
る。フィン自体が浸食されて当初の機能を果たせなくなる可能性だけでなく、ノズルダイ
ヤフラム外輪とフィンは別体のため、この部位での浸食が進むと植え込んだフィンやリン
グの脱落を引き起こす可能性がある。脱落が起きた場合、脱落した箇所から下流側におい
て重大な損傷や事故につながる可能性がある。そのため、この部位での浸食が発見された
場合、脱落を防止する対策を取るか、脱落する前にフィンを取り除く等の対処が必要とな
る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１４４０２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１４１１３号公報
【特許文献３】実開平２−９９２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
浸食や腐食への対策として、当該部位に対して耐浸食性材料からなる皮膜層によるコーテ
ィングを行う例（特許文献１，特許文献２）や、フィンを植え込む部位にのみ耐浸食性材
料を使用する例（特許文献３）などが知られている。
【０００７】
しかし、耐浸食性材料を使用している部位や層より深く浸食が進んだ場合、フィンの脱落
につながる恐れがある。ノズルダイヤフラム外輪自体を耐浸食性材料で製作することも可
能だが、コストが非常に高くなる。
【０００８】
また、浸食が進んだ際、現状の構造ではフィンの脱落を防止する対策を取ることは難しく
、フィンの除去を行うことが多いが、フィンを除去した場合、著しいタービンの性能低下
につながる。よって、浸食が進んだ場合でも元の状態に補修、復旧できる構造が望ましい
。特に蒸気が遠心力により直接あたる蒸気流れの上流側の侵食が激しく、この部分での対
策がのぞまれる。
【０００９】
本発明は、これらの課題を解決し、最小限の部品交換、コストのみで補修が可能となるノ
ズルダイヤフラムを備えた蒸気タービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、外周表面に複数の動翼が固定されたタービンロー
タと、前記外周表面の半径方向外側に配置されて、作動流体である作動蒸気を軸方向に流
通させる蒸気流路を形成するノズル板をケーシングに固定するために設けられ外輪と内輪
とを有するノズルダイヤフラムと、前記ノズルダイヤフラムの外輪から前記動翼先端に向
かって突き出たノズルダイヤフラム外輪ひさし部と、このひさし部と、前記動翼先端との
間のもれ蒸気をシールするためのシール部とを備える蒸気タービンであって、前記シール
部を構成するフィンを備え、前記ノズルダイヤフラム外輪ひさし部の上流側に、前記ロー
タの回転方向と同方向に着脱可能に取り付けられるセグメントを備える蒸気タービンを提
供することにより上記目的を達成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蒸気によりノズルダイヤフラム外輪ひさし部の上流側が侵食され、フィ
ンが脱落しかけたとしてもその部分だけ、侵食されたセグメントをひさし部から外して新
しいセグメントに交換することにより、フィンの更新を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示す耐食セグメントを有するノズルダイヤフラム
【図２】本発明の実施形態において、多段落を抱え込んだノズルダイヤフラムにおける耐食セグメント有するノズルダイヤフラム
【図３】本発明の実施形態において、ノズルダイヤフラムの水平継手面における耐食セグメントの回り止め構造をもつノズルダイヤフラム
【図４】本発明の実施形態において、フック構造を備えた耐食セグメントを備えるノズルダイヤフラム
【図５】本発明の実施形態において、ノズルダイヤフラム外輪に耐食セグメントをボルトで固定するノズルダイヤフラム
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を以下に図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明により提案する構造とした場合のノズルダイヤフラムおよび動翼、ロータの
概略図である。図１に示すように、ノズルダイヤフラム外輪３のひさしにおいて浸食の厳
しい、最上流側フィン２ａから上流側の部位の一部を別体とし、交換可能な耐食セグメン
ト１を設けた構造としている。耐食セグメント１は耐食性部材から構成され、周方向に沿
って複数に分割されている。
【００１５】
ノズルダイヤフラム外輪３はケーシングに固定され、一体の大型部品のため、ノズルダイ
ヤフラム外輪３に直接設置するフィン２は、ノズルダイヤフラム外輪３から一体削り出し
加工にて成形することは困難である。
【００１６】
これに対して、耐食セグメント１はノズルダイヤフラム外輪３に対して交換可能な部品で
あるため、１枚ないし複数枚のフィンは、耐食セグメントから一体削り出し加工にて成形
することが容易であり、耐食セグメント１と一体のフィン２について脱落の恐れをなくす
ことができる。
【００１７】
この耐食セグメント１に対して補修が必要と判断されるほどの浸食が進んだ場合には、耐
食セグメント１のみを交換することで浸食される前の状態に容易に復旧することが可能と
なる。
【００１８】
この交換及び復旧は、ノズルダイヤフラム外輪３が複数に分割されているとから、耐食セ
グメント１を、ノズルダイヤフラム外輪３の分割面から外部への取り出し及び挿入のみで
容易に可能である。
【００１９】
また、この耐食セグメント１の材料をノズルダイヤフラム外輪３とは異なる材料とし、対
スケール、対湿分、対ガス分等、使用される状況や浸食の要因に対して耐食性をもつ材料
とすることで、より長期間の継続使用が期待できる。そして、ノズルダイヤフラム外輪３
に比べて耐食性の高い材料で耐食セグメントを構成すれば、ノズルダイヤフラム外輪３は
従来の材料で済ますことが可能となる。
【００２０】
図２は本発明を、１つのノズルダイヤフラム外輪３に対し複数のノズル板４を抱えこむよ
うにして設置した構造のノズルダイヤフラムに適用した場合の概略図である。一つのノズ
ルダイヤフラム外輪に対し複数のノズル板が設置された構造の場合、上流側段落のフィン
に浸食が認められたとき、段落間のスペースが狭いため補修および復旧は非常に困難とな
る。しかし、本発明の構造とした場合、浸食を受けた耐食セグメント１を周方向外側に抜
き取り、新しい耐食セグメント１を外部から挿入、交換することで容易に復旧することが
可能である。
【００２１】
この耐食セグメント１は、組立時及び分解時に脱落しないようノズルダイヤフラム水平継
手面にて周方向への移動を抑制する必要があり、この固定はコーキングにて実施する。コ
ーキングによる固定ができない場合、図３のように回り止めのための当板８をボルト９に
よって固定する等の構造が必要となる。
【００２２】
また、組立時および分解時の脱落をさらに抑制する方法として、図４のようなＬ字型また
はＴ字型のフック形状を耐食セグメント１及びノズルダイヤフラム外輪３に設ける方法や
、スペースに余裕がある場合は図５のように耐食セグメント１をノズルダイヤフラム外輪
３に対してボルト１０によって固定する方法がある。ボルトにて固定する場合、周方向へ
の移動も抑制されるため、水平継手面に対して固定のための方策を取る必要はない。
【００２３】
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したも
のであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規
な蒸気タービンは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明
した蒸気タービンの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、
変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲
や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・耐食セグメント、２ａ・・・最上流側フィン、２ｂ・・・下流側フィン、３・・
・ノズルダイヤフラム外輪、４・・・ノズル板、５・・・ノズルダイヤフラム内輪、６・
・・・動翼、７・・・ロータ、８・・・当板、９・・・回り止め用ボルト、１０・・・耐
食セグメント固定用ボルト
【図１】
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【図２】
2017172382.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017172382.tif 000006
【図５】
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