特許 5852249 ガスタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852249

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】ガスタービン

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/28 20060101AFI20160114BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20160114BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20160114BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20160114BHJP

   F01D 11/08 20060101ALI20160114BHJP

   F01D 9/04 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/28 A

   F01D25/00 M

   F02C7/00 E

   F02C7/18 E

   F01D11/08

   F01D9/04

【請求項の数】17

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2014-532726(P2014-532726)

(86)(22)【出願日】2012年12月27日

(86)【国際出願番号】JP2012083983

(87)【国際公開番号】WO2014033972

(87)【国際公開日】20140306

【審査請求日】2014年11月28日

(31)【優先権主張番号】特願2012-190008(P2012-190008)

(32)【優先日】2012年8月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】堤 栄一

(72)【発明者】

【氏名】荒瀬 謙一

(72)【発明者】

【氏名】森本 仁志

(72)【発明者】

【氏名】尾▲崎▼ 太一

【審査官】 齊藤 公志郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１５１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１８５７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５０３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２７７９２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００９７８９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０４４５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／２８

Ｆ０１Ｄ ９／０４

Ｆ０１Ｄ １１／０８

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ ２５／２８

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｆ０２Ｃ ７／１８

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸線を中心として回転するロータ本体、及び該回転軸線が延びている軸方向に並んで該ロータ本体に固定されている複数の動翼段を有するロータと、複数の動翼段のそれぞれの上流側に配置されている複数の静翼段と、該ロータを覆うと共に複数の該静翼段が内周側に取り付けられているケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、前記回転軸線を中心として環状を成し、一つの前記動翼段及び一つの前記静翼段を覆う複数の翼環部と、前記回転軸線を中心として環状を成し、前記翼環部の内周側で且つ前記動翼段の外周側であって、複数の前記静翼段の相互間に配置される複数の分割環と、前記静翼段の上流側又は下流側に配置される前記分割環を取り付けるための複数の遮熱環と、を備えているガスタービンにおいて、
前記軸方向で互いに隣り合っている二以上の前記翼環部は一体形成された合体翼環を成し、
複数の前記遮熱環のうちで所定遮熱環には、前記分割環と前記静翼段とのうちで該所定遮熱環の上流側に配置された上流側部材が取り付けられると共に、該分割環と該静翼段とのうちで該所定遮熱環の下流側に存在する下流側部材が取り付けられ、
前記ケーシングは、さらに、
前記所定遮熱環の上流側に配置されて、前記翼環部に取り付けられ、該所定遮熱環と前記上流側部材とのうちの少なくとも一方の被押付部材を下流側に押す押付部材を備えているガスタービン。

【請求項2】

請求項１に記載のガスタービンにおいて、
前記ケーシングは、軸方向の上流側から下流側に向かって、前記押付部材、前記所定遮熱環および前記翼環部のうち前記所定遮熱環の外周面より更に径方向の内側に延びる下流側壁の順に配置された構造を備え、前記所定遮熱環を軸方向から前記押付部材および前記下流側壁で挟む構造を備えているガスタービン。

【請求項3】

請求項２に記載のガスタービンにおいて、
前記翼環部は、前記所定遮熱環の上流側に隣接して、前記所定遮熱環の外周面より更に径方向内側に伸びる上流側壁を備え、前記上流側壁には前記押付部材が軸方向に貫通可能な貫通溝が設けられているガスタービン。

【請求項4】

請求項２に記載のガスタービンにおいて、
前記ケーシングには、前記翼環部の内周側の前記所定遮熱環の軸方向の上流側であって、前記所定遮熱環の外周面を上面として径方向の内側に環状の空間が形成されているガスタービン。

【請求項5】

請求項４に記載のガスタービンにおいて、
前記所定遮熱環には、前記所定遮熱環の上流側に配置されている前記押付部材が径方向に摺動可能なガイド部が形成され、
前記翼環部の内周側には、径方向外側に向かって凹み、前記所定遮熱環が入り込むと共に前記押付部材が入り込む遮熱環溝が形成され、
前記押付部材は、径方向内側から前記遮熱環溝に入れられて、前記翼環部に取り付けられているガスタービン。

【請求項6】

請求項５に記載のガスタービンにおいて、
前記押付部材には、軸方向下流側に突出して前記所定遮熱環の前記ガイド部と係合するガイド突起部が形成され、
前記所定遮熱環における径方向外側の部分であって、前記遮熱環溝に入り込む被取付部の径方向の頂部厚さが、前記遮熱環溝における軸方向の最大溝幅より、少なくとも前記ガイド突起部の軸方向の長さだけ短いガスタービン。

【請求項7】

請求項５又は６に記載のガスタービンにおいて、
前記遮熱環溝の上流側面には、径方向外側に向かうに連れて次第に下流側に向かう傾斜面が形成されているガスタービン。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記所定遮熱環は、複数の遮熱片を有し、複数の遮熱片は、周方向に並んで環状を成すことで該所定遮熱環を構成し、
複数の前記遮熱片には、それぞれ、前記押付部材で前記周方向を向く面に対向して、該押付部材の該周方向の相対移動を規制する周方向対向面が形成されているガスタービン。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記上流側部材は、複数の上流側部材片を有し、前記複数の上流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、
前記複数の上流側部材片には、それぞれ、前記押付部材で前記周方向を向く面に対向して、前記押付部材の前記周方向の相対移動を規制する周方向対向面が形成されているガスタービン。

【請求項10】

請求項１から８のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記上流側部材は、複数の上流側部材片を有し、複数の上流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、
前記所定遮熱環に対する前記上流側部材片の前記周方向の相対移動を規制する周方向規制部材を備え、
前記所定遮熱環及び前記上流側部材片には、それぞれ、前記周方向規制部材の互い異なる部分が入り込み、該周方向規制部材の前記周方向の相対移動を規制する凹部が形成されているガスタービン。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記下流側部材は、複数の下流側部材片を有し、複数の下流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、
前記合体翼環に対する前記下流側部材片の前記周方向の相対移動を規制する周方向規制部材を備え、
前記合体翼環及び前記下流側部材片には、それぞれ、前記周方向規制部材の互い異なる部分が入り込み、該周方向規制部材の前記周方向の相対移動を規制する凹部が形成されているガスタービン。

【請求項12】

請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記押付部材は、ボルト頭部と、一方の端部が該ボルト頭部に固定され、少なくとも他方の端部側に雄ネジが形成されている軸部と、を有するボルトにより、前記翼環部に取り付けられ、
前記押付部材、前記翼環部、及び前記所定遮熱環には、それぞれ前記軸方向に貫通して互いに連通し、前記ボルトの軸部が入り込む貫通孔が形成され、
前記押付部材と前記翼環部とのうちの一方の前記貫通孔の内周面には、前記ボルトの前記雄ネジが螺合する雌ネジが形成されているガスタービン。

【請求項13】

請求項１から１１のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記押付部材は、ボルト頭部と、一方の端部が該ボルト頭部に固定され、少なくとも他方の端部側に雄ネジが形成されている軸部と、を有するボルトにより、前記翼環部に取り付けられ、
前記ボルトの前記軸部が前記押付部材及び前記翼環部に係合するガスタービン。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記上流側部材と前記所定遮熱環との間を、前記軸方向に弾性変形してシールするパッキンと、前記下流側部材と前記所定遮熱環との間を、該軸方向に弾性変形してシールするパッキンと、のうちの少なくとも一方のパッキンを備えているガスタービン。

【請求項15】

請求項１から１４のいずれか一項に記載のガスタービンにおいて、
前記二以上の翼環部のうち、第一翼環部には、複数の静翼段のうちの第一静翼段を構成する複数の第一静翼が取り付けられ、前記第一翼環部より下流側に配置されている第二翼環部には、前記第一静翼段よりも下流側に配置される第二静翼段を構成する複数の第二静翼が取り付けられ、
前記所定遮熱環は、複数の前記分割環のうち、前記第一静翼段と前記第二静翼段との間に配置される第一分割環の下流側部を前記第二翼環部に取り付けると共に、前記第二静翼の外側シュラウドにおける上流側部を前記第二翼環部に取り付ける第二上流側遮熱環を含み、
前記第二上流側遮熱環における前記上流側部材は前記第一分割環であり、前記下流側部材は前記第二静翼段であるガスタービン。

【請求項16】

請求項１５に記載のガスタービンにおいて、
前記所定遮熱環は、複数の前記分割環のうち、前記第二静翼段の下流側に配置される第二分割環の上流側部を前記第二翼環部に取り付けると共に、前記第二静翼の外側シュラウドにおける下流側部を前記第二翼環部に取り付ける第二下流側遮熱環を含み、
前記第二下流側遮熱環における前記上流側部材は前記第二静翼段であり、前記下流側部材は前記第二分割環であるガスタービン。

【請求項17】

請求項１５又は１６に記載のガスタービンにおいて、
前記所定遮熱環は、前記第一分割環の上流側部を前記第一翼環部に取り付けると共に、前記第一静翼の外側シュラウドにおける下流側部を前記第一翼環部に取り付ける第一下流側遮熱環を含み、
前記第一下流側遮熱環における前記上流側部材は前記第一静翼段であり、前記下流側部材は前記第一分割環であるガスタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータ及びこのロータを覆うケーシングを備えているガスタービンに関し、特に、ガスタービンのケーシングの構造に関する。
本願は、２０１２年８月３０日に日本に出願された特願２０１２−１９０００８号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、回転軸線を中心として回転するロータ本体、及び軸方向に並んでロータ本体に固定されている複数の動翼段を有するロータと、複数の動翼段のそれぞれの上流側に配置されている複数の静翼段と、ロータを覆うと共に複数の該静翼段が内周側に取り付けられているケーシングと、を備えている。

【0003】

ガスタービンのケーシングの構造については、以下の特許文献１に記載されている。このケーシングは、回転軸線を中心として環状を成す複数の翼環を備えている。各翼環は、一つの動翼段及びこの動翼段の上流側に配置されている静翼段を覆う。このケーシングは、さらに、回転軸線を中心として環状を成している。また、ケーシングは、翼環の内周側で且つ動翼の外周側であって、複数の静翼段の相互間に配置される複数の分割環と、回転軸線を中心として環状を成し、静翼や分割環を翼環の内周側に取り付けるための遮熱環と、を備えている。

【0004】

第一静翼段を構成する複数の静翼の外側シュラウドにおける下流側部は、その下流側に配置されている第一遮熱環を介して、第一段用の翼環に取り付けられている。また、第一静翼段の下流側に配置されている分割環は、その上流側部が第一遮熱環を介して第一段用の翼環に取り付けられ、その下流側部が第二遮熱環に取り付けられている。第二遮熱環の下流側には、この第二遮熱環を上流側に押す押付部材としての固定リングが配置されている。この固定リングは、第一段用の翼環の下流端にボルトにより固定されている。

【0005】

第一静翼段を構成する複数の静翼の外側シュラウドにおける下流側部と第一遮熱環との間、第一遮熱環と分割環との間、及び、分割環と第二遮熱環との間には、軸方向に弾性変形して両者間をシールする弾性メタルパッキンが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−１５１００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年、ガスタービンの第一静翼段及び第二静翼段を一体化して、一体化した翼環と動翼との間のクリアランスを制御して、ガスタービンの性能をより一層向上させる方法が採用されている。

【0008】

上記特許文献１に記載のガスタービンのケーシングでは、上流側の部品から順次下流側の部品を組み付け、最終的に、最下流側の固定リングをボルトにより上流側に移動固定することで、各部品間の弾性メタルパッキンを圧縮しつつ、各部品を上流側に押付けて固定している。

【0009】

しかしながら、第一段用の翼環と第二段用の翼環とを一体的にすると、一体になった翼環の軸方向中央近傍に配置する遮熱環（例えば、第一静翼と第二静翼との間の第一分割環と、第二静翼との境に位置する遮熱環）を組み付ける際に、この遮熱環を軸方向又は周方向から組み込んで、この遮熱環を翼環に固定することが難しい。

【0010】

すなわち、従来技術では、第一段用の翼環と第二段用の翼環とを一体的にすると、遮熱環、分割環及び静翼等を軸方向又は周方向から組み付けることが難しく、ケーシングの組立が困難であるという問題点がある。

【0011】

そこで、本発明は、複数の翼環部を一体化したケーシングの組立性を確保することができるガス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】

【0012】

上記問題点を解決するための発明に係るガスタービンは、
回転軸線を中心として回転するロータ本体、及び該回転軸線が延びている軸方向に並んで該ロータ本体に固定されている複数の動翼段を有するロータと、複数の動翼段のそれぞれの上流側に配置されている複数の静翼段と、該ロータを覆うと共に複数の該静翼段が内周側に取り付けられているケーシングと、を備え、
前記ケーシングは、前記回転軸線を中心として環状を成し、一つの前記動翼段及び一つの前記静翼段を覆う複数の翼環部と、前記回転軸線を中心として環状を成し、前記翼環部の内周側で且つ前記動翼段の外周側であって、複数の前記静翼段の相互間に配置される複数の分割環と、前記静翼段の上流側又は下流側に配置される前記分割環を取り付けるための複数の遮熱環と、を備えているガスタービンにおいて、
前記軸方向で互いに隣り合っている二以上の前記翼環部は一体形成された合体翼環を成し、
複数の前記遮熱環のうちで所定遮熱環には、前記分割環と前記静翼段とのうちで該所定遮熱環の上流側に配置された上流側部材が取り付けられると共に、該分割環と該静翼段とのうちで該所定遮熱環の下流側に存在する下流側部材が取り付けられ、
前記ケーシングは、さらに、
前記所定遮熱環の上流側に配置されて、前記翼環部に取り付けられ、該所定遮熱環と前記上流側部材とのうちの少なくとも一方の被押付部材を下流側に押す押付部材と、
を備えている。

【0013】

当該ガスタービンによれば、複数の翼環部が一体形成されて合体翼環を成しても、所定遮熱環および上流側部材又は下流側部材を軸方向に押してパッキンのシール性が維持される。また所定遮熱環および上流側部材又は下流側部材を軸方向又は周方向から翼環部へ組付けることが容易になり、ケーシング全体の組立が容易になる。

【0014】

前記ケーシングは、軸方向の上流側から下流側に向かって、前記押付部材、前記所定遮熱環および前記翼環部のうち前記所定遮熱環の外周面より更に径方向の内側に延びる下流側壁の順に配置された構造を備え、前記所定遮熱環を軸方向から前記押付部材および前記下流側壁で挟む構造を備えていてもよい。

【0015】

この場合、軸方向の上流側から押付部材と下流側壁で所定遮熱環を挟み、所定遮熱環が押付部材により軸方向の下流側に押され、所定遮熱環が翼環部に押し付けられるので、所定遮熱環と上流側部材または下流側部材の間に挿入されたパッキンを圧縮することができる。また所定遮熱環の軸方向の位置が固定されるので、ガスタービンの安定運転が可能である。

【0016】

前記翼環部は、前記所定遮熱環の軸方向の上流側に隣接して、前記所定遮熱環の外周面より更に径方向内側に伸びる上流側壁を備え、前記上流側壁には前記押付部材が軸方向に貫通する貫通溝が設けられていてもよい。

【0017】

この場合、上流側壁に設けられた貫通溝を介して、押付部材を軸方向の上流側から挿入して、遮熱環に押付けることができる。従って、押付部材の軸方向からの取付けが容易になり、上流側から遮熱環を下流側壁に押付けることができ、パッキンのシール性が維持できる。

【0018】

また、前記ケーシングには、前記翼環部の内周側の前記所定遮熱環の軸方向の上流側であって、前記所定遮熱環の外周面を上面として径方向の内側に環状の空間が形成されていてもよい。

【0019】

この場合、所定遮熱環の軸方向の上流側で翼環部の径方向の内側であって、遮熱環の外周面から径方向の内側に環状の空間が設けられているので、所定遮熱環および押付部材を軸方向から容易に取り付けることができる。

【0020】

また、前記所定遮熱環には、前記所定遮熱環の上流側に配置されている前記押付部材が径方向に摺動可能なガイド部が形成され、前記翼環部の内周側には、径方向外側に向かって凹み、前記所定遮熱環が入り込むと共に前記押付部材が入り込む遮熱環溝が形成され、
前記押付部材は、径方向内側から前記遮熱環溝に入れられて、前記翼環部に取り付けられていてもよい。

【0021】

この場合、前記押付部材には、軸方向下流側に突出して前記所定遮熱環の前記ガイド部と係合するガイド突起部が形成され、前記所定遮熱環における径方向外側の部分であって、前記遮熱環溝に入り込む被取付部の径方向の頂部厚さの寸法が、前記遮熱環溝における軸方向の最大溝幅の寸法より、少なくとも前記ガイド突起部の軸方向の長さ分短くてもよい。

【0022】

この場合、所定遮熱環の被取付部の軸方向頂部厚さが、少なくとも遮熱環溝の軸方向の最大溝幅より頂部突起の軸方向突出長さだけ短くしてあれば、所定遮熱環を軸方向から着脱できるので、所定遮熱環と上流側部材または下流側部材との間のパッキンを軸方向から挿入でき、挿入時にパッキンの表面を損傷するおそれがない。

【0023】

また、前記遮熱環溝の上流側壁には、径方向外側に向かうに連れて次第に下流側に向かう傾斜面が形成されていてもよい。

【0024】

この場合、押付部材を遮熱環溝に押し入れる過程で、移動ガイド部としての傾斜面により、押付部材は径方向外側に移動しつつ下流側に移動させることができるので、押付部材の遮熱環への押付力が一層大きくなり、パッキンのシール性能が更に向上する。

【0025】

また、前記ガスタービンにおいて、前記所定遮熱環は、複数の遮熱片を有し、前記複数の遮熱片は、周方向に並んで環状を成すことで該所定遮熱環を構成し、前記複数の前記遮熱片には、それぞれ、前記押付部材で前記周方向を向く面に対向して、該押付部材の該周方向の相対移動を規制する周方向対向面が形成されていてもよい。

【0026】

当該ガスタービンでは、遮熱片の押付部材に対する周方向の相対移動が規制されるため、押付部材を翼環部（合体翼環）に固定することで、遮熱片の周方向の位置決めを行うことができる。

【0027】

また、前記ガスタービンにおいて、前記上流側部材は、複数の上流側部材片を有し、複数の上流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、複数の上流側部材片には、それぞれ、前記押付部材で前記周方向を向く面に対向して、前記押付部材の前記周方向の相対移動を規制する周方向対向面が形成されていてもよい。

【0028】

当該ガスタービンでは、上流側部材片が押付部材に対する周方向の移動が規制されるため、押付部材を翼環部に固定することで、上流側部材片の周方向の位置決めを行うことができる。

【0029】

また、前記ガスタービンにおいて、前記上流側部材は、複数の上流側部材片を有し、複数の上流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、前記所定遮熱環に対する前記上流側部材片の前記周方向の相対移動を規制する周方向規制部材を備え、前記所定遮熱環及び前記上流側部材片には、それぞれ、前記周方向規制部材の互い異なる部分が入り込み、該周方向規制部材の前記周方向の相対移動を規制する凹部が形成されていてもよい。

【0030】

当該ガスタービンでは、周方向規制部材を所定遮熱環の凹部及び上流側部材片の凹部に入れることで、所定遮熱環に対する上流側部材片の周方向の位置決めを行うことができる。

【0031】

また、前記ガスタービンにおいて、前記下流側部材は、複数の下流側部材片を有し、複数の下流側部材片は、周方向に並んで環状を成し、前記翼環部に対する前記下流側部材片の前記周方向の相対移動を規制する周方向規制部材を備え、前記翼環部及び前記下流側部材片には、それぞれ、前記周方向規制部材の互い異なる部分が入り込み、該周方向規制部材の前記周方向の相対移動を規制する凹部が形成されていてもよい。

【0032】

当該ガスタービンでは、周方向規制部材を翼環部の凹部及び下流側部材片の凹部に入れることで、翼環部に対する下流側部材片の周方向の位置決めを行うことができる。

【0033】

また、前記押付部材は、ボルト頭部と、一方の端部が該ボルト頭部に固定され、少なくとも他方の端部側に雄ネジが形成されている軸部と、を有するボルトにより、前記翼環部に取り付けられ、前記押付部材、前記翼環部、及び前記所定遮熱環には、それぞれ前記軸方向に貫通して互いに連通し、前記ボルトの軸部が入り込む貫通孔が形成され、
前記押付部材と前記翼環部とのうちの一方の前記貫通孔の内周面には、前記ボルトの前記雄ネジが螺合する雌ネジが形成されていてもよい。

【0034】

当該ガスタービンでは、押付部材と翼環部とのうちの一方の貫通孔の内周面に形成されている移動ガイド部としての雌ネジに、固定具であるボルトを捻じ込むことにより、押付部材を下流側に移動させつつ、押付部材及び所定遮熱環を合体翼環（翼環部）に固定することができる。

【0035】

また、前記押付部材は、ボルト頭部と、一方の端部が該ボルト頭部に固定され、少なくとも他方の端部側に雄ネジが形成されている軸部と、を有するボルトにより、前記翼環部に取り付けられ、前記ボルトの前記軸部が前記押付部材及び前記翼環部に係合してもよい。

【0036】

また、前記ガスタービンにおいて、前記上流側部材と前記所定遮熱環との間を、前記軸方向に弾性変形してシールするパッキンと、前記下流側部材と前記所定遮熱環との間を、該軸方向に弾性変形してシールするパッキンと、のうちの少なくとも一方のパッキンを備えていてもよい。

【0037】

当該ガスタービンでは、所定遮熱環又は上流側部材が下流側に移動する過程で、所定遮熱環と下流側部材又は上流側部材との間のパッキンが軸方向に弾性変形して、所定遮熱環と下流側部材又は上流側部材との間がシールされる。したがって、当該ガスタービンでは、パッキンをわざわざ軸方向に弾性変形させる手間を省くことができるので、容易に組み立てることができる。

【0038】

また、前記ガスタービンにおいて、前記二以上の翼環部のうち、第一翼環部には、複数の静翼段のうちの第一静翼段を構成する複数の第一静翼が取り付けられ、前記第一翼環部より下流側に配置されている第二翼環部には、前記第一静翼段よりも下流側に配置される第二静翼段を構成する複数の第二静翼が取り付けられ、
前記所定遮熱環は、複数の前記分割環のうち、前記第一静翼段と前記第二静翼段との間に配置される第一分割環の下流側部を前記第二翼環部に取り付けると共に、前記第二静翼の外側シュラウドにおける上流側部を前記第二翼環部に取り付ける第二上流側遮熱環を含み、前記上流側部材は前記第一分割環であり、前記下流側部材は前記第二静翼段であってもよい。

【0039】

この場合、前記所定遮熱環は、複数の前記分割環のうち、前記第二静翼段の下流側に配置される第二分割環の上流側部を前記第二翼環部に取り付けると共に、前記第二静翼の外側シュラウドにおける下流側部を前記第二翼環部に取り付ける第二下流側遮熱環を含み、前記上流側部材は前記第二静翼段であり、前記下流側部材は前記第二分割環であってもよい。

【0040】

さらに、前記所定遮熱環は、前記第一分割環の上流側部を前記第一翼環部に取り付けると共に、前記第一静翼の外側シュラウドにおける下流側部を前記第一翼環部に取り付ける第一下流側遮熱環を含み、前記上流側部材は前記第一静翼段であり、前記下流側部材は前記第一分割環であってもよい。

【発明の効果】

【0041】

本発明では、合体翼環であっても、ケーシングを容易に組み立てることができる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンの要部を切り欠いた全体側面図である。

【図2】本発明に係る第一実施形態におけるガスタービンの要部断面図である。

【図3】本発明に係る第一実施形態における合体翼環周りの断面図である。

【図4】図３におけるＩＶ部拡大図である。

【図5】図３におけるＶ部拡大図である。

【図6】図４におけるＶＩ矢視図である。

【図7】図４におけるＶII矢視図である。

【図8】図５におけるＶIII矢視図である。

【図9A】本発明に係る第一実施形態における第二上流側押付部材の正面図である。

【図9B】本発明に係る第一実施形態における第二上流側押付部材の側面図である。

【図10】本発明に係る第一実施形態における押付部材周りの分解斜視図である。

【図11】本発明に係る第二実施形態におけるガタービンの要部断面図である。

【図12】図１１におけるＸII部拡大図である。

【図13】図１２中の左側部分である第一下流側取付部周りの拡大図である。

【図14】図１２中の右側部分である第二上流側取付部周りの拡大図である。

【図15】本発明に係る第二実施形態における第一下流側押付部材及び第一下流側遮熱片の分解斜視図である。

【図16】本発明に係る第二実施形態における第二下流側押付部材及び第二下流側遮熱片の分解斜視図である。

【図17】図１２におけるＸＶII矢視図である。

【図18】図１１におけるＸＶIII矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

以下、本発明に係るガスタービンの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0044】

「第一実施形態」
まず、本発明に係る第一実施形態としてのガスタービンについて、図１〜図１０を参照して説明する。

【0045】

本実施形態のガスタービンは、図１に示すように、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１と、燃料供給源からの燃料を圧縮空気に混合して燃焼させ、燃焼ガスを生成する複数の燃焼器２と、燃焼ガスにより駆動するタービン３と、を備えている。

【0046】

タービン３は、ケーシング４と、このケーシング４内で回転するロータ５とを備えている。ロータ５は、ロータ５の回転で発電する発電機（図示されていない。）と接続されている。なお、以下では、ロータ５の回転中心となる回転軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、回転軸線Ａｒに対する径方向Ｄｒで、回転軸線Ａｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉ、回転軸線Ａｒから遠ざかる側を径方向外側Ｄｒｏとする。さらに、燃焼ガスの流れの軸方向Ｄａにおける上流側及び軸方向Ｄａにおける下流側を、単に、上流側、下流側ということにする。

【0047】

ロータ５は、回転軸線Ａｒを中心として、軸方向Ｄａに延びているロータ本体６と、軸方向Ｄａに並んでロータ本体６に固定されている複数の動翼段８と、を備えている。各動翼段８は、いずれも、回転軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼９を有している。ロータ本体６は、各動翼段８毎に、動翼段８を構成する複数の動翼９が固定されるロータディスク７を有している。ロータ本体６は、この各動翼段８毎のロータディスク７が軸方向Ｄａに並んで相互に接続されている。

【0048】

ケーシング４の内周側には、軸方向Ｄａに並んだ複数の静翼段１０が固定されている。各静翼段１０は、いずれも、いずれかの動翼段８の上流側に配置されている。各静翼段１０は、回転軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼１１を有している。

【0049】

ケーシング４は、図２及び図３に示すように、翼環部２０と分割環３０と遮熱環４０と押付部材５０とボルト６０と遮蔽板９０を備えている。翼環部２０は、各段の静翼１１及び動翼９を覆い、環状に形成された部材である。分割環３０は、翼環部２０の内周側で且つ動翼９の外周側であって、複数の静翼段１０の相互間に環状に配置された部材である。遮熱環４０は、静翼１１や分割環３０を翼環部２０に取り付けるための環状に形成された部材である。押付部材５０は、遮熱環４０を下流側に押す部材であり、押付部材５０を翼環部２０にボルト（固定具）６０で固定する。遮蔽板９０は、分割環３０の外周側であって翼環部２０の内周側に配置される。また、ケーシング４は、翼環部２０の外周を覆う環状の車室（不図示）を備えている。

【0050】

各静翼１１は、径方向Ｄｒに延びる静翼本体１２と、この静翼本体１２の径方向外側Ｄｒｏに設けられている外側シュラウド１３と、この静翼本体１２の径方向内側Ｄｒｉに設けられている内側シュラウド１８と、を有している。

【0051】

外側シュラウド１３は、その上流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる上流側脚１４（図３）と、その下流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる下流側脚１６と、を有している。上流側脚１４の径方向外側端部には、上流側に向かって突出している上流側突起１５が形成されている。また、下流側脚１６の径方向外側端部には、下流側に向かって突出している下流側突起１７が形成されている。

【0052】

各動翼９（図２）は、径方向Ｄｒに延びる動翼本体９ｘと、この動翼本体９ｘの径方向内側Ｄｒｉに設けられているプラットホーム９ｙと、このプラットホーム９ｙの径方向内側Ｄｒｉに設けられている翼根（不図示）と、を有している。動翼９は、翼根がロータディスク７に埋め込まれて、このロータディスク７に固定されている。

【0053】

静翼１１の内側シュラウド１８と外側シュラウド１３との間、及び動翼９のプラットホーム９ｙとこれに径方向Ｄｒで対向する分割環３０との間は、燃焼器２からの高温高圧の燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路Ｐを成している。

【0054】

複数の静翼段１０のうちで最上流の第一静翼段１０ａを構成する複数の第一静翼１１ａは、複数の翼環部２０のうちの第一翼環部２０ａに取り付けられている。また、第一静翼段１０ａの下流側に配置される第二静翼段１０ｂを構成する複数の第二静翼１１ｂは、複数の翼環部２０のうちの第二翼環部２０ｂに取り付けられている。これら第一翼環部２０ａと第二翼環部２０ｂとは、一体形成されて合体翼環２０ｘ（翼環部２０）を成している。

【0055】

翼環部２０には、第一静翼段１０ａを構成する複数の第一静翼１１ａ、第二静翼段１０ｂを構成する複数の第二静翼１１ｂの他、第一静翼段１０ａと第二静翼段１０ｂとの間に配置される第一分割環３０ａと、第二静翼段１０ｂの下流側に配置される第二分割環３０ｂとが取り付けられる。さらに、翼環部２０は、固定ブロック４９と第一下流側遮熱環４０ａと第二上流側遮熱環４０ｂと第二下流側遮熱環４０ｃと第三遮熱環４０ｄを備えている。固定ブロック４９は、第一静翼１１ａの外側シュラウド１３の上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第一下流側遮熱環４０ａは、第一静翼１１ａの外側シュラウド１３の下流側部及び第一分割環３０ａの上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第二上流側遮熱環４０ｂは、第一分割環３０ａの下流側部及び第二静翼１１ｂの外側シュラウド１３の上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第二下流側遮熱環４０ｃは、第二静翼１１ｂの外側シュラウド１３の下流側部及び第二分割環３０ｂの上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第三遮熱環４０ｄは、第二分割環３０ｂの下流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。

【0056】

第一下流側遮熱環４０ａ、第二上流側遮熱環４０ｂ、第二下流側遮熱環４０ｃ及び第三遮熱環４０ｄの翼環部２０への取り付けには、これらの遮熱環４０を下流側へ押す前述の押付部材５０と、これを翼環部２０に固定するための固定具としてのボルト６０とが用いられる。

【0057】

翼環部２０の第一翼環部２０ａの内周側には、第一静翼１１ａ用の固定ブロック４９が取り付けられる第一上流側取付部２１ｅと、第一下流側遮熱環４０ａ及び第一下流側押付部材５０ａが取り付けられる第一下流側取付部２１ａとが形成されている。また、翼環部２０の第二翼環部２０ｂの内周側には、第二上流側遮熱環４０ｂ及び第二上流側押付部材５０ｂが取り付けられる第二上流側取付部２１ｂと、第二下流側遮熱環４０ｃ及び第二下流側押付部材５０ｃが取り付けられる第二下流側取付部２１ｃと、第三遮熱環４０ｄ及び第三押付部材５０ｄが取り付けられる第三取付部２１ｄと、が形成されている。第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃ及び第三取付部２１ｄは、いずれも、翼環部２０から径方向内側Ｄｒｉに突出している。また、各取付部は、上流側から下流側に向かって、第一上流側取付部２１ｅ、第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃ、第三取付部２１ｄの順で並んでいる。

【0058】

図４および図５に示すように、第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃについては、各遮熱環４０を間に挟んで、遮熱環４０に隣接させて、軸方向の上流側及び下流側に、翼環部２０から遮熱環４０の外周面より更に径方向内側Ｄｒｉに向かって延びる凸状の上流側壁２３及び下流側壁２５が配置されている。すなわち、第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃにおいて、上流側壁２３及び下流側壁２５は、翼環部２０から径方向内側Ｄｒｉに延びる環状の凸状物を形成し、両者に挟まれて形成された遮熱環空間に、遮熱環４０が周方向Ｄｃに挿入される。すなわち、翼環部２０は、各遮熱環４０が軸方向から上流側壁２３と下流側壁２５により挟まれた構造を有する。また、周方向Ｄｃに挿入される各遮熱環４０の径方向外側Ｄｒｏに向く外周面は、翼環部２０の内周側に接触している。この翼環部２０の径方向内側Ｄｒｉに向く内周面が、各遮熱環４０の外周面に接する遮熱環溝２２を形成している。

【0059】

第一分割環３０ａ及び第二分割環３０ｂを含む各分割環３０は、複数の分割片３１（図３）を有している。複数の分割片３１は、回転軸線Ａｒに対する周方向Ｄｃに並んで環状を成すことで分割環３０を構成する。

【0060】

各分割片３１は、図３〜図５に示すように、周方向Ｄｃに広がる分割片本体３２と、この分割片本体３２の上流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる上流側脚３４と、この分割片本体３２の下流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる下流側脚３６と、を有している。上流側脚３４の径方向外側端部には、上流側に向かって突出している上流側突起３５が形成されている。また、下流側脚３６の径方向外側端部には、下流側に向かって突出している下流側突起３７が形成されている。

【0061】

第一分割環３０ａを構成する複数の第一分割片３１ａにおける下流側脚３６には、図４及び図７に示すように、上流側から下流側に凹んで第二上流側押付部材５０ｂの一部が入り込む押付部材溝３６ｓが形成されている。なお、図７は、図４におけるＶII矢視図であるが、第一遮蔽板９０ａは図示されていない。また、第二静翼段１０ｂを構成する複数の第二静翼１１ｂにおける下流側脚１６には、図５及び図８に示すように、上流側から下流側に凹んで第二下流側押付部材５０ｃの一部が入り込む押付部材溝１６ｓが形成されている。なお、図８は、図５におけるＶIII矢視図であるが、翼環部２０は図示されていない。各押付部材溝３６ｓ，１６ｓには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面３６ｔ，１６ｔが形成されている。また、図５に示すように、第二分割環３０ｂを構成する複数の第二分割片３１ｂにおける下流側突起３７には、下流側から上流側に凹んだピン溝３７ｓが形成されている。

【0062】

各遮熱環４０は、複数の遮熱片４１を有している。複数の遮熱片４１は、回転軸線Ａｒに対して周方向Ｄｃに並んで環状を成すことで遮熱環４０を構成する。各遮熱片４１は、静翼１１及び／又は分割片３１が取り付けられる内側環取付部４２と、この内側環取付部４２に対して径方向外側Ｄｒｏに位置し、翼環部２０に取り付けられる被取付部４７と、を有している。被取付部４７には、軸方向Ｄａに貫通し、ボルト６０の軸部６２が挿通される貫通孔４８が形成されている。

【0063】

第一下流側遮熱環４０ａを構成する複数の第一下流側遮熱片４１ａの内側環取付部４２には、図４に示すように、その上流側から下流側に凹んで、第一静翼１１ａの下流側突起１７が入り込む第一静翼取付溝４６ａが形成されている。さらに、この第一下流側遮熱片４１ａの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第一分割環３０ａを構成する第一分割片３１ａの上流側突起３５が入り込む第一分割環取付溝４５ａが形成されている。また、第一下流側遮熱片４１ａの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第一分割環上流側パッキン７０ａが入り込むパッキン溝４３が形成されている。

【0064】

また、第一下流側遮熱片４１ａの被取付部４７には、図４及び図６に示すように、上流側から下流側に凹んで第一下流側押付部材５０ａの一部が入り込む押付部材溝４７ｓが形成されている。押付部材溝４７ｓには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面４７ｔが形成されている。なお、図６は、図４におけるＶI矢視図である。

【0065】

第二上流側遮熱環４０ｂを構成する複数の第二上流側遮熱片４１ｂの内側環取付部４２には、その上流側から下流側に凹んで、第一分割片３１ａの下流側突起３７が入り込む第一分割環取付溝４５ｂと、その上流側から下流側に凹んで、第一分割環下流側パッキン７０ｂが入り込むパッキン溝４３とが形成されている。さらに、この第二上流側遮熱片４１ｂの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第二静翼１１ｂの上流側突起１５が入り込む第二静翼取付溝４６ｂと、その下流側から上流側に凹んで、第二静翼上流側パッキン７１ｂが入り込むパッキン溝４４とが形成されている。

【0066】

また、第二上流側遮熱片４１ｂの被取付部４７には、図４及び図７に示すように、上流側から下流側に凹んで第二上流側押付部材５０ｂの一部が入り込む押付部材溝４７ｓが形成されている。押付部材溝４７ｓには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面４７ｔが形成されている。

【0067】

第二下流側遮熱環４０ｃを構成する複数の第二下流側遮熱片４１ｃの内側環取付部４２には、図５に示すように、その上流側から下流側に凹んで、第二静翼１１ｂの下流側突起１７が入り込む第二静翼取付溝４６ｃと、その上流側から下流側に凹んで、第二静翼下流側パッキン７１ｃが入り込むパッキン溝４４とが形成されている。さらに、この第二下流側遮熱片４１ｃの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第二分割片３１ｂの上流側突起３５が入り込む第二分割環取付溝４５ｃと、その下流側から上流側に凹んで、第二分割環上流側パッキン７０ｃが入り込むパッキン溝４３が形成されている。

【0068】

また、第二下流側遮熱片４１ｃの被取付部４７には、図５及び図８に示すように、上流側から下流側に凹んで第二下流側押付部材５０ｃの一部が上流側から入り込む押付部材溝４７ｓが形成されている。押付部材溝４７ｓには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面４７ｔが形成されている。

【0069】

第三遮熱環４０ｄを構成する複数の第三遮熱片４１ｄの内側環取付部４２には、その上流側から下流側に凹んで、第二分割片３１ｂの下流側突起３７が入り込む第二分割環取付溝４５ｄと、その上流側から下流側に凹んで、第二分割環下流側パッキン７０ｄが入り込むパッキン溝４３が形成されている。さらに、この内側環取付部４２には、下流側から上流側に貫通するピン孔４２ｓが形成されている。

【0070】

第一下流側押付部材５０ａには、図４及び図６に示すように、第一下流側遮熱片４１ａの被取付部４７における押付部材溝４７ｓに入り込む遮熱環規制部５１と、この遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉに位置し、第一静翼１１ａの下流側脚１６に接触する静翼押付部５２と、を有している。遮熱環規制部５１には、軸方向Ｄａに貫通し、第一下流側遮熱片４１ａの貫通孔４８と連通する貫通孔５３が形成されている。第一下流側押付部材５０ａの貫通孔５３及び第一下流側遮熱片４１ａの貫通孔４８は、いずれも、第一下流側ボルト６０ａの軸部６２が挿通される孔を成している。

【0071】

第二上流側押付部材５０ｂは、図４、図７及び図９Ａ，Ｂに示すように、遮熱環規制部５１と分割環押付部５２ｂと分割環規制部５７ｂを有する。遮熱環規制部５１は、第二上流側遮熱片４１ｂの被取付部４７における押付部材溝４７ｓに入り込む部材である。分割環押付部５２ｂは、第一分割片３１ａにおける下流側脚３６の上流側面に接触する部材である。分割環規制部５７ｂは、第一分割片３１ａの押付部材溝３６ｓに入り込む部材である。分割環押付部５２ｂは、遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉに位置している。また、分割環規制部５７ｂは、遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉであって、分割環押付部５２ｂより下流側に位置している。遮熱環規制部５１には、軸方向Ｄａに貫通し、第二上流側遮熱片４１ｂの貫通孔４８と連通する貫通孔５３が形成されている。この貫通孔５３の内周面に雌ネジ（移動ガイド部）５４が形成されている。第二上流側押付部材５０ｂの貫通孔５３及び第二上流側遮熱片４１ｂの貫通孔４８は、いずれも第二上流側ボルト６０ｂの軸部６２が挿通される孔を成している。さらに、この遮熱環規制部５１には、上流側から下流側に向かって凹んで、第一遮蔽板９０ａの下流端が入り込む遮蔽板溝５５が形成されている。

【0072】

第二下流側押付部材５０ｃには、図５及び図８に示すように、遮熱環規制部５１と静翼押付部５２と静翼規制部５７ｃを有する。遮熱環規制部５１は、第二下流側遮熱片４１ｃの被取付部４７における押付部材溝４７ｓに入り込む部材である。静翼押付部５２は、遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉに位置し、第二静翼１１ｂの下流側脚１６の上流側面に接触する部材である。静翼規制部５７ｃは、第二静翼１１ｂの押付部材溝１６ｓに入り込む部材である。静翼押付部５２は、遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉに位置している。また、静翼規制部５７ｃは、遮熱環規制部５１より径方向内側Ｄｒｉであって、静翼押付部５２より下流側に位置している。遮熱環規制部５１には、軸方向Ｄａに貫通し、第二下流側遮熱片４１ｃの貫通孔４８と連通する貫通孔５３が形成されている。この貫通孔５３の内周面に雌ネジ（移動ガイド部）５４が形成されている。第二下流側押付部材５０ｃの貫通孔５３及び第二下流側遮熱片４１ｃの貫通孔４８は、いずれも第二下流側ボルト６０ｃの軸部６２が挿通される孔を成している。

【0073】

第三押付部材５０ｄは、翼環部２０の第三取付部２１ｄにおける上流側の面に接触する翼環接触部５１ｄと、この翼環接触部５１ｄより径方向内側Ｄｒｉに位置し、第二分割環３０ｂの下流側脚３６に接触する分割環押付部５２ｄと、を有している。翼環接触部５１ｄには、軸方向Ｄａに貫通し、第三遮熱片４１ｄの貫通孔４８と連通する貫通孔５３が形成されている。貫通孔５３の内周面に雌ネジ５４が形成されている。第三押付部材５０ｄの貫通孔５３及び第三遮熱片４１ｄの貫通孔４８は、いずれも第三ボルト６０ｄの軸部６２が挿通される孔を成している。

【0074】

翼環部２０の第一下流側取付部２１ａには、図４に示すように、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第一下流側押付部材５０ａの遮熱環規制部５１及び第一下流側遮熱片４１ａの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。すなわち、第一下流側遮熱片４１ａを挟んで軸方向の上流側及び下流側には、第一下流側遮熱片４１ａに隣接して、第一下流側遮熱片４１ａの径方向外側Ｄｒｏに向く外周面４１ａｔより更に径方向の内側Ｄｒｉへ凸状に延びる環状の上流側壁２３および下流側壁２５が形成されている。また、軸方向で上流側壁２３および下流側壁２５に挟まれて、翼環部２０の内周側に溝状の遮熱環溝２２が形成されている。

【0075】

遮熱環溝２２を形成する上流側壁２３及び下流側壁２５には、軸方向Ｄａに貫通し、第一下流側押付部材５０ａの貫通孔５３及び第一下流側遮熱片４１ａの貫通孔４８と連通する貫通溝２３ｓおよび貫通孔２６が形成されている。また、下流側壁２５の貫通孔２６は、第一下流側ボルト６０ａの軸部６２の先端側に形成されている雄ネジに螺合可能な第一下流側ナット（移動ガイド部）６５が入り込む孔を成している。

【0076】

この第一下流側取付部２１ａの下流側壁２５の上流側面は、第一下流側遮熱片４１ａにおける被取付部４７の下流側面と対向し、この第一下流側遮熱片４１ａの下流側への相対移動を規制する軸方向対向面２５ｔを成している。

【0077】

翼環部２０の第二上流側取付部２１ｂには、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第二上流側押付部材５０ｂの遮熱環規制部５１及び第二上流側遮熱片４１ｂの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。すなわち、第二上流側遮熱片４１ｂを挟んで軸方向の上流側及び下流側には、第二上流側遮熱片４１ｂに隣接して、第二上流側遮熱片４１ｂの径方向外側Ｄｒｏに向く外周面４１ｂｔより更に径方向の内側Ｄｒｉへ凸状に延びる環状の上流側壁２３および下流側壁２５が形成されている。軸方向で上流側壁２３および下流側壁２５に挟まれて、翼環部２０の内周側に溝状の遮熱環溝２２が形成されているのは、第一下流側取付部２１ａ周りの構造と同様である。

【0078】

この遮熱環溝２２の下流側壁２５には、軸方向Ｄａに貫通し、第二上流側押付部材５０ｂの貫通孔５３及び第二上流側遮熱片４１ｂの貫通孔４８と連通する貫通孔２６が形成されている。この下流側壁２５の貫通孔２６は、第二上流側押付部材５０ｂの貫通孔５３及び第二上流側遮熱片４１ｂの貫通孔４８と共に、第二上流側ボルト６０ｂの軸部６２が挿通される孔を成している。

【0079】

この第二上流側取付部２１ｂの下流側壁２５の上流側面は、第二上流側遮熱片４１ｂにおける被取付部４７の下流側面と対向し、この第二上流側遮熱片４１ｂの下流側への相対移動を規制する軸方向対向面２５ｔを成している。

【0080】

翼環部２０の第二下流側取付部２１ｃには、図５に示すように、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第二下流側押付部材５０ｃの遮熱環規制部５１及び第二下流側遮熱片４１ｃの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。すなわち、第二下流側遮熱片４１ｃを挟んで軸方向の上流側及び下流側には、第二下流側遮熱片４１ｃに隣接して、第二下流側遮熱片４１ｃの径方向外側Ｄｒｏに向く外周面４１ｃｔより更に径方向の内側Ｄｒｉへ凸状に延びる環状の上流側壁２３および下流側壁２５が形成されている。軸方向で上流側壁２３および下流側壁２５に挟まれて、翼環部の内周側に溝状の遮熱環溝２２が形成されているのは、第一下流側取付部２１ａ周りの構造と同様である。

【0081】

この遮熱環溝２２の下流側壁２５には、軸方向Ｄａに貫通し、第二下流側押付部材５０ｃの貫通孔５３及び第二下流側遮熱片４１ｃの貫通孔４８と連通する貫通孔２６が形成されている。この下流側壁２５の貫通孔２６は、第二下流側押付部材５０ｃの貫通孔５３及び第二下流側遮熱片４１ｃの貫通孔４８と共に、第二下流側ボルト６０ｃの軸部６２が挿通される孔を成している。

【0082】

この第二下流側取付部２１ｃの下流側壁２５の上流側面は、第二下流側遮熱片４１ｃにおける被取付部４７の下流側面と対向し、この第二下流側遮熱片４１ｃの下流側への相対移動を規制する軸方向対向面２５ｔを成している。

【0083】

翼環部２０の第三取付部２１ｄには、軸方向Ｄａに貫通し、第三押付部材５０ｄの貫通孔５３及び第三遮熱片４１ｄの貫通孔４８と連通する貫通孔２６が形成されている。この第三取付部２１ｄの貫通孔２６は、第三押付部材５０ｄの貫通孔５３及び第三遮熱片４１ｄの貫通孔４８と共に、第三ボルト６０の軸部６２が挿通される孔を成している。

【0084】

翼環部２０の第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃにおける各押付部材の軸方向の上流側には、各押付部材を搬入して、軸方向の上流側から各押付部材を取り付けるための空間８０が設けられている。空間８０は、翼環部の内周側と各段静翼又は分割環の外周面で囲まれた環状の空間として形成されている。

【0085】

なお、以上で説明した各パッキンは、いずれも、軸方向Ｄａに弾性変形可能な弾性メタルパッキンである。

【0086】

次に、図４、図６及び図１０を用いて、第一下流側取付部２１ａ（第一下流側押付部材５０ａ）周りの取付構造を説明する。
第一下流側遮熱片４１ａの軸方向Ｄａの上流側に配置された上流側壁２３には、第一下流側押付部材５０ａが軸方向に挿通可能な貫通溝２３ｓが、周方向Ｄｃに複数個形成されている。貫通溝２３ｓは、上流側壁２３の周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面２３ｔに挟まれた押付部材空間８０ａとして形成され、径方向内側Ｄｒｉの方向は全面が開口している。押付部材空間８０ａは、空間８０に連通している。

【0087】

また、前述のように、第一下流側遮熱片４１ａの軸方向Ｄａの上流側部分であって、周方向Ｄｃおよび軸方向Ｄａの貫通溝２３ｓに対応する位置には、第一下流側押付部材５０ａの軸方向Ｄａの下流側端部（遮熱環規制部５１）が軸方向Ｄａの下流側に向かって入り込む押付部材溝４７ｓが形成されている。

【0088】

第二上流側取付部２１ｂ周りの取付構造についても、第一下流側取付部２１ａと同様の構造である。すなわち、図４及び図７に示すように、第二上流側遮熱片４１ｂの軸方向Ｄａに隣接して上流側壁２３および下流側壁２５が形成され、その間に遮熱環溝２２が形成されている。第二上流側遮熱片４１ｂの径方向外側Ｄｒｏに向く外周面４１ｂｔが、翼環部２０に形成された遮熱環溝２２に嵌めこまれている。

【0089】

また、上流側壁２３には、第二上流側押付部材５０ｂが軸方向Ｄａに挿通可能な貫通溝２３ｓが、周方向Ｄｃに複数個形成されている。貫通溝２３ｓは、上流側壁２３の周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面２３ｔに挟まれた押付部材空間８０ａとして形成され、径方向内側Ｄｒｉの方向は全面が開口している。

【0090】

また、第二上流側遮熱片４１ｂの上流側部分であって、周方向Ｄｃおよび軸方向Ｄａの貫通溝２３ｓに対応する位置には、第二上流側押付部材５０ｂの軸方向の下流側端部（遮熱環規制部５１）が軸方向Ｄａの下流側に向かって入り込む押付部材溝４７ｓが形成されている。

【0091】

第二下流側取付部２１ｃ周りの取付構造についても、第一下流側取付部２１ａ及び第二上流側取付部２１ｂと同様の構造である。すなわち、図５及び図８に示すように、第二下流側遮熱片４１ｃの軸方向Ｄａに隣接して上流側壁２３および下流側壁２５が形成され、第二下流側遮熱片４１ｃの径方向外側Ｄｒｏに向く外周面４１ｃｔが翼環部２０に形成された遮熱環溝２２に嵌めこまれている。

【0092】

また、上流側壁２３に設けられた第二下流側押付部材５０ｃを軸方向Ｄａに挿通可能な貫通溝２３ｓの構造および第二下流側遮熱片４１ｃに設けられた押付部材溝４７ｓの構造も第一下流側取付部２１ａ周りの構造と同様である。

【0093】

また、本実施形態における第一下流側取付部２１ａ、第二上流側取付部２１ｂ、第二下流側取付部２１ｃにおいて、軸方向Ｄａの上流側に押付部材を配置して、押付部材と翼環部（下流側壁２５）との間に遮熱環を挟んで軸方向Ｄａから翼環部にボルト締結で固定している。軸方向Ｄａの上流側から下流側に向けて、押付部材、遮熱環および翼環部の順番に並べて、軸方向から翼環部に固定する理由は、間に挟んだパッキンが常にバネ力を保持した状態で取付けられているので、パッキンの復元力により遮熱環が軸方向Ｄａに移動しないよう、正規の位置に遮熱環を保持する必要があるからである。このようにすれば、運転時と停止時で遮熱環の位置が常に固定され、ガスタービンの安定運転が維持できる。

【0094】

また、本実施形態において、所定遮熱環は、第一下流側遮熱環４０ａ、第二上流側遮熱環４０ｂ、及び第二下流側遮熱環４０ｃである。また、第一下流側遮熱環４０ａに対する上流側部材が第一静翼段１０ａであり、下流側部材が第一分割環３０ａである。第二上流側遮熱環４０ｂに対する上流側部材が第一分割環３０ａであり、下流側部材が第二静翼段１０ｂである。また、第二下流側遮熱環４０ｃに対する上流側部材が第二静翼段１０ｂであり、下流側部材が第二分割環３０ｂである。

【0095】

次に、ケーシング４、特に、翼環部２０の内側に取り付ける各部材の組立手順について説明する。

【0096】

まず、図３及び図４に示すように、翼環部２０の第一下流側取付部２１ａの貫通孔２６に、翼環部２０の一部としての第一下流側ナット６５（移動ガイド部）を組み込む（ステップ１）。

【0097】

次に、翼環部２０の第二上流側取付部２１ｂにおける遮熱環溝２２に、所定遮熱環である第二上流側遮熱環４０ｂを構成する第二上流側遮熱片４１ｂを周方向Ｄｃから挿入する。第二上流側押付部材５０ｂを、第二上流側遮熱環４０ｂの上流側の空間８０及び貫通溝２３ｓを介して軸方向Ｄａから取付ける。次に、第二上流側ボルト６０ｂで軸方向Ｄａから第二上流側遮熱片４１ｂ及び第二上流側押付部材５０ｂを固定する。さらに、第二上流側押付部材５０ｂの遮熱環規制部５１を第二上流側遮熱片４１ｂの押付部材溝４７ｓに取付ける。

【0098】

なお、上述のように、第二上流側ボルト６０ｂで、第二上流側遮熱片４１ｂ等を取付ける際、第一分割片３１ａの下流側突起３７を第二上流側遮熱片４１ｂの第一分割環取付溝４５ｂに差し込む。さらに、第一分割環下流側パッキン７０ｂを第二上流側遮熱片４１ｂのパッキン溝４３に周方向Ｄｃから挿入し、第二上流側ボルト６０ｂで同時に固定する。第二上流側ボルト６０ｂで締付ける過程で、第二上流側押付部材５０ｂが軸方向下流側に第二上流側遮熱片４１ｂを押し付け、パッキン７０ｂが軸方向Ｄａに圧縮されて、パッキン７０ｂのシール性が維持される。

【0099】

次に、翼環部２０の第一下流側取付部２１ａにおける遮熱環溝２２に、第一分割環上流側パッキン７０ａを取り付けた第一下流側遮熱片４１ａを周方向Ｄｃから挿入する。第一下流側押付部材５０ａを、第一下流側遮熱環４０ａの上流側の空間８０及び貫通溝２３ｓを介して軸方向Ｄａから取付ける。さらに、第一下流側ボルト６０ａにより軸方向Ｄａから第一下流側遮熱片４１ａ及び第一下流側押付部材５０ａを固定する。この際、第一下流側押付部材５０ａの遮熱環規制部５１を第一下流側遮熱片４１ａの押付部材溝４７ｓに入れる。

【0100】

第二上流側取付部２１ｂと同様に、第一下流側ボルト６０ａで締付ける過程で、第一下流側押付部材５０ａが軸方向下流側に第一下流側遮熱片４１ａを押し付け、パッキン７０ａが軸方向Ｄａに圧縮されて、パッキン７０ａのシール性が維持される。

【0101】

次に、第一遮蔽板９０ａを組み込む。

【0102】

次に、図３及び図５に示すように、翼環部２０の第二下流側取付部２１ｃにおける遮熱環溝２２に第二下流側遮熱片４１ｃを周方向Ｄｃから挿入する。第二下流側押付部材５０ｃを、第二下流側遮熱環４０ｃの上流側の空間８０及び貫通溝２３ｓを介して軸方向Ｄａから取付けて、第二下流側ボルト６０ｃにより軸方向Ｄａから固定する。さらに、第二下流側押付部材５０ｃの遮熱環規制部５１を第二下流側遮熱片４１ｃの押付部材溝４７ｓに入れる。

【0103】

次に、図３〜図５に示すように、第二静翼上流側パッキン７１ｂ及び第二静翼下流側パッキン７１ｃを取り付けた第二静翼１１ｂを第二上流側遮熱片４１ｂと第二下流側遮熱片４１ｃとの間に周方向Ｄｃから組み込み、第二下流側ボルト６０ｃにより固定する。第二下流側ボルト６０ｃで締付ける過程で、第二下流側押付部材５０ｃが軸方向下流側に第二下流側遮熱片４１ｃを押し付け、パッキン７１ｃが軸方向Ｄａに圧縮されて、パッキン７０ｃのシール性が維持される。

【0104】

次に、翼環部２０の第三取付部２１ｄの上流側に第三押付部材５０ｄを組込む。

【0105】

次に、第二遮蔽板９０ｂを組み込む。

【0106】

次に、第二分割片３１ｂの上流側突起３５を第二下流側遮熱片４１ｃの第二分割環取付溝４５ｃに差し込むと共に、第二分割環上流側パッキン７０ｃを第二下流側遮熱環４０ｃのパッキン溝４３に軸方向Ｄａから押し込む。続いて、第二分割環下流側パッキン７０ｄを取り付けた第三遮熱片４１ｄを第三取付部２１ｄの軸方向Ｄａの下流側から組込む。さらに、第三ボルト６０ｄを軸方向Ｄａから挿入して、第二分割片３１ｂ、第三遮熱片４１ｄ及び第三押付部材５０ｄを固定する。これにより、第三ボルト６０ｄで締付ける過程で、第三遮熱片４１ｄ及び第二分割片３１ｂが軸方向の上流側に押されて、パッキン７０ｃ，７０ｄが圧縮され、パッキン７０ｃ，７０ｄのシール性が維持される。

【0107】

以上のように、本実施形態では、第一静翼１１ａが取り付けられる第一翼環部２０ａと第二静翼１１ｂが取り付けられる第二翼環部２０ｂとが一体形成された翼環部２０を成しているので、合体翼環全体としての高精度のクリアランス制御が可能となり、タービンの性能が一層向上する。

【0108】

また、本実施形態では、翼環部２０の軸方向Ｄａ中央近傍に配置する第一分割環３０ａの組立過程において、第一分割環３０ａ等に適用するパッキンを軸方向Ｄａに圧縮しながら、第一分割環３０ａ等を翼環部２０に固定することができる。第一分割片３１ａ等を翼環部２０に取り付ける際、所定遮熱環４０毎に、押付部材５０を所定遮熱環４０の上流側に配置し、これら押付部材５０をボルト６０の操作により下流側に押付けるようにしたからである。

【0109】

「第二実施形態」
次に、本発明に係る第二実施形態としてのガスタービンについて、図１１〜図１８を参照して説明する。

【0110】

本実施形態のガスタービンは、第一実施形態における翼環部２０（合体翼環２０ｘ）及びこの翼環部２０に対する各種取付部品の構成が異なるもので、その他の構成は第一実施形態と基本的に同一である。そこで、以下では、本実施形態の翼環部２０（合体翼環２０ｙ）、及びこの翼環部２０（合体翼環２０ｙ）に対する各種取付部品について説明する。

【0111】

本実施形態の翼環部２０には、図１１に示すように、第一実施形態と同様、第一静翼段１０ａを構成する複数の第一静翼１１ａと、第二静翼段１０ｂを構成する複数の第二静翼１１ｂと、第一静翼段１０ａと第二静翼段１０ｂとの間に配置される第一分割環３０ａと、第二静翼段１０ｂの下流側に配置される第二分割環３０ｂとが取り付けられる。さらに、翼環部２０には、第一実施形態と同様、固定ブロック４９と、第一下流側遮熱環４０ｆと、第二上流側遮熱環４０ｇと、第二下流側遮熱環４０ｈと、第三遮熱環４０ｉが取り付けられる。すなわち、固定ブロック４９は、第一静翼１１ａの外側シュラウド１３の上流側部を翼環部２０に取り付けるため部材である。第一下流側遮熱環４０ｆは、第一静翼１１ａの外側シュラウド１３の下流側部及び第一分割環３０ａの上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第二上流側遮熱環４０ｇは、第一下流側遮熱環４０ｆと、第一分割環３０ａの下流側部及び第二静翼１１ｂの外側シュラウド１３の上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第二下流側遮熱環４０ｈは、第二静翼１１ｂの外側シュラウド１３の下流側部及び第二分割環３０ｂの上流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。第三遮熱環４０ｉは、第二分割環３０ｂの下流側部を翼環部２０に取り付けるための部材である。

【0112】

本実施形態では、第一下流側遮熱環４０ｆ及び第二上流側遮熱環４０ｇの翼環部２０への取り付けの際には、これらの遮熱環４０ｆ，４０ｇを下流側へ押す押付部材５０ｆ，５０ｇと、これを翼環部２０に固定するための固定具としてのボルト６０ｆ，６０ｇとが用いられる。

【0113】

翼環部２０の第一翼環部２０ｆの内周側には、第一実施形態と同様、第一静翼１１ａ用の固定ブロック４９が取り付けられる第一上流側取付部２１ｊと、第一下流側遮熱環４０ｆ及び第一下流側押付部材５０ｆが取り付けられる第一下流側取付部２１ｆとが形成されている。また、翼環部２０の第二翼環部２０ｇの内周側には、第二上流側遮熱環４０ｇ及び第二上流側押付部材５０ｇが取り付けられる第二上流側取付部２１ｇと、第二下流側遮熱環４０ｈが取り付けられる第二下流側取付部２１ｈと、第三遮熱環４０ｉが取り付けられる第三取付部２１ｉと、が形成されている。各取付部は、第一実施形態と同様、上流側から下流側に向かって、第一上流側取付部２１ｊ、第一下流側取付部２１ｆ、第二上流側取付部２１ｇ、第二下流側取付部２１ｈ、第三取付部２１ｉの順で並んでいる。

【0114】

なお、図１２〜図１４に示すように、第一下流側取付部２１ｆ及び第二上流側取付部２１ｇについては、翼環部２０の内周側から径方向の外側Ｄｒｏに向かって凹んだ遮熱環溝２２が形成されている。各遮熱環は径方向外側Ｄｒｏに向く外周面が遮熱環溝２２に径方向の内側Ｄｒｉから当接するように配置されている。また、各遮熱環に隣接して軸方向Ｄａの下流側には、翼環部２０から遮熱環の外周面から更に径方向内側に向かって延びる凸状の下流側壁２５が形成されている。

【0115】

また、径方向で翼環部２０の内周側と静翼段又は分割環の外周面との間には、環状の空間８０が形成されている。遮熱環溝２２の上流側面２５ｆとその軸方向Ｄａの下流側に配置された遮熱環の被取付部４７との間には、環状の押付部材空間８０ａが形成され、空間８０に連通している。押付部材は、空間８０を介して押付部材空間８０ａに径方向の内側Ｄｒｉから挿入され、径方向内側Ｄｒｉから翼環部２０に固定される。

【0116】

これにより、軸方向Ｄａの上流側から下流側に向けて、押付部材、遮熱環および下流側壁の順に配置され、遮熱環を間に挟んで、軸方向から押付部材と下流側壁で遮熱環を挟み込む構造が形成されている。

【0117】

第一分割環３０ａ及び第二分割環３０ｂは、第一実施形態と同様、複数の分割片３１ａ，３１ｂを有して構成されている。また、各分割片３１ａ，３１ｂも、図１２及び図１８に示すように、周方向Ｄｃに広がる分割片本体３２と、この分割片本体３２の上流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる上流側脚３４と、この分割片本体３２の下流側部から径方向外側Ｄｒｏに延びる下流側脚３６と、を有している。上流側脚３４の径方向外側端部には、上流側に向かって突出している上流側突起３５が形成されている。また、下流側脚３６の径方向外側端部には、下流側に向かって突出している下流側突起３７が形成されている。

【0118】

第一分割環３０ａを構成する複数の第一分割片３１ａにおける下流側突起３７、および第二分割環３０ｂを構成する複数の第二分割片３１ｂにおける下流側突起３７には、それぞれ、上流側から下流側に貫通するピン溝３７ｕが形成されている。また、第二静翼段１０ｂを構成する複数の第二静翼１１ｂにおける上流側突起１５には、下流側から上流側に貫通する規制部材溝１５ｕが形成されている。

【0119】

また、各遮熱環４０ｆ，４０ｇ，４０ｈ，４０ｉも、第一実施形態と同様、複数の遮熱片４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ，４１ｉを有して構成されている。各遮熱片４１ｆ，４１ｇ，４１ｈ，４１ｉは、静翼１１及び／又は分割片３１が取り付けられる内側環取付部４２と、内側環取付部４２に対して径方向外側Ｄｒｏに位置し、翼環部２０に取り付けられる被取付部４７と、を有している。

【0120】

第一下流側遮熱環４０ｆを構成する複数の第一下流側遮熱片４１ｆの内側環取付部４２には、図１２、図１３及び図１５に示すように、その上流側から下流側に凹んで、第一静翼１１ａの下流側突起１７が入り込む第一静翼取付溝４２ｆが形成されている。さらに、この第一下流側遮熱片４１ｆの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第一分割片３１ａの上流側突起３５が入り込む第一分割環取付溝４５ｆと、その下流側から上流側に凹んで、第一分割環上流側パッキン７０ａが入り込むパッキン溝４３が形成されている。また、この第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７には、上流側から下流側に向かって凹み、径方向Ｄｒに延びて、第一下流側押付部材５０ｆの一部が入り込んで径方向Ｄｒに摺動可能なガイド溝部４８ｆが形成されている。このガイド溝部４８ｆには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面４８ｔ（図１５）が形成されている。さらに、この被取付部４７には、下流側に向かって突出し、第一下流側遮熱片４１ｆの翼環部２０に対する径方向Ｄｒの位置を規制する頂部突起４９ｆが形成されている。

【0121】

第二上流側遮熱環４０ｇを構成する複数の第二上流側遮熱片４１ｇの径方向の内側環取付部４２には、図１２、図１４及び図１６に示すように、その上流側から下流側に凹んで、第一分割片３１ａの下流側突起３７が入り込む第一分割環取付溝４５ｇが形成されている。また、その上流側から下流側に凹んで、第一分割環下流側パッキン７０ｂが入り込むパッキン溝４３が形成されている。さらに、この第二上流側遮熱片４１ｇの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第二静翼上流側パッキン７１ｂが入り込むパッキン溝４４が形成されている。第一分割環取付溝４５ｇには、その周方向Ｄｃの一部に、第一分割環取付溝４５ｇの溝底から下流側に凹むピン穴４５ｕ（図１４）が形成されている。また、この第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７にも、第一下流側遮熱片４１ｆと同様、上流側から下流側に向かって凹み、径方向Ｄｒに延びて、第二上流側押付部材５０ｇの一部が入り込んで径方向Ｄｒに摺動可能なガイド溝部４８ｇが形成されている。このガイド溝部４８ｇには、周方向Ｄｃで互いに対向する一対の周方向対向面４８ｔ（図１６）が形成されている。さらに、この被取付部４７には、下流側に向かって突出し、第二上流側遮熱片４１ｇの翼環部２０に対する径方向Ｄｒの位置を規制する頂部突起４９ｇが形成されている。

【0122】

第二下流側遮熱環４０ｈを構成する複数の第二下流側遮熱片４１ｈの内側環取付部４２には、図１８に示すように、その上流側から下流側に凹んで、第二静翼１１ｂの下流側突起１７が入り込む第二静翼取付溝４６ｈと、その上流側から下流側に凹んで、第二静翼下流側パッキン７１ｃが入り込むパッキン溝４４が形成されている。さらに、この第二下流側遮熱片４１ｈの内側環取付部４２には、その下流側から上流側に凹んで、第二分割片３１ｂの上流側突起３５が入り込む第二分割環取付溝４５ｈと、その下流側から上流側に凹んで、第二分割環上流側パッキン７０ｃが入り込むパッキン溝４３が形成されている。また、この第二下流側遮熱片４１ｈの被取付部４７の上流側には、その上流側から下流側に向かって突出する突起４９ｈが形成され、被取付部４７の下流側には、その下流側から上流側に向かって突出する突起４９ｈが形成されている。これらの突起４９ｈは、いずれも、第二下流側遮熱片４１ｈの翼環部２０に対する径方向Ｄｒの位置を規制するものである。また、被取付部４７の下流側に設けられ、下流側から上流側に向かって突出する突起４９ｈには、下流側から上流側に向かって凹むピン溝４９ｕが形成されている。

【0123】

第三遮熱環４０ｉを構成する複数の第三遮熱片４１ｉの内側環取付部４２には、その上流側から下流側に凹んで、第二分割片３１ｂの下流側突起３７が入り込む第二分割環取付溝４５ｉと、その上流側から下流側に凹んで、第二分割環下流側パッキン７０ｄが入り込むパッキン溝４３が形成されている。第二分割環取付溝４５ｉには、その周方向の一部に、第二分割環取付溝４５ｉの溝底から下流側に凹むピン穴４５ｕが形成されている。また、この第三遮熱片４１ｉの被取付部４７には、軸方向Ｄａに貫通し、第三ボルト６０ｉの軸部６２及びこの軸部６２に装着されたスリーブ６７が挿通される貫通孔４８が形成されている。

【0124】

第一下流側押付部材５０ｆには、図１３及び図１５に示すように、その下流側から上流側に凹み、第一下流側遮熱片４１ｆのガイド溝部４８ｆに入り込むガイド突起部５２ｆと、径方向Ｄｒに貫通して、第一下流側ボルト６０ｆの軸部６２が挿通可能な貫通孔５３が形成されている。

【0125】

第二上流側押付部材５０ｇには、図１４及び図１６に示すように、第一下流側押付部材５０ｆと同様、その下流側から上流側に凹み、第二上流側遮熱片４１ｇのガイド溝部４８ｇに入り込むガイド突起部５２ｇと、径方向Ｄｒに貫通して、第二上流側ボルト６０ｇの軸部６２が挿通可能な貫通孔５３とが形成されている。

【0126】

翼環部２０の第一下流側取付部２１ｆには、図１３及び図１５に示すように、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第一下流側押付部材５０ｆ及び第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。また、この第一下流側取付部２１ｆには、遮熱環溝２２の溝底から径方向外側Ｄｒｏに向かって延び、第一下流側ボルト６０ｆの雄ネジ６３が螺合可能な雌ネジ穴２３ｆが形成されている。さらに、第一下流側取付部２１ｆには、遮熱環溝２２の下流側壁から下流側に向かって凹み、第一下流側遮熱片４１ｆの頂部突起４９ｆが入り込む側壁溝２４ｆが形成されている。なお、遮熱環溝２２の上流側面２５ｆには、径方向外側Ｄｒｏに向かうに連れて次第に下流側に向かう傾斜面が、第一下流側押付部材５０ｆの移動ガイド部として形成されていてもよい。

【0127】

ここで、第一下流側押付部材５０ｆの下流側面５６ｆと第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７の上流側面４６ｆとは、互いに接触している。この第一下流側押付部材５０ｆは、この接触面を介して、第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７を下流側に押しながら、雌ネジ穴２３ｆに螺合するボルト６０ｆで、第一下流側取付部２１ｆに固定される。これにより、軸方向Ｄａの上流側から下流側に向かって、第一下流側押付部材５０ｆ、第一下流側遮熱片４１ｆおよび下流側壁２５の順に配置され、第一下流側遮熱片４１ｆを軸方向Ｄａから第一下流側押付部材５０ｆおよび下流側壁２５で挟み込む構造を形成する。その結果、第一下流側押付部材５０ｆが、第一下流側遮熱片４１ｆを軸方向Ｄａの下流側に押付け、第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７が軸方向Ｄａの下流側に押されて、パッキン溝４３に配置されたパッキン７０ａが軸方向Ｄａに圧縮され、パッキン７０ａのシール性が維持される。

【0128】

また、図１５に示すように、第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７及び頂部突起４９ｆが、遮熱環溝２２および側壁溝２４ｆに径方向Ｄｒ及び軸方向Ｄａから着脱可能とするためには、被取付部４７の上流側面４６ｆと遮熱環溝２２の上流側面２５ｆの間の軸方向Ｄａの隙間Ｄが、頂部突起４９ｆの軸方向の突出長さ（Ｌ３）より大きく形成されていることが必要である。言い換えると、被取付部４７の径方向外側であって軸方向の頂部厚さ（Ｌ２）が、少なくとも遮熱環溝２２の軸方向Ｄａの最大溝幅（Ｌ１）より頂部突起４９ｆの軸方向突出長さ（Ｌ３）を差し引いた溝幅より小さく形成されている必要がある。このような形状を選定すれば、第一下流側遮熱片４１ｆ（被取付部４７）を遮熱環溝２２に空間８０および押付部材空間８０ａを介して径方向内側Ｄｒｉから挿入し、更に軸方向下流側に移動させ、頂部突起４９ｆを軸方向Ｄａから側壁溝２４ｆに挿入することが可能となり、軸方向Ｄａから第一下流側遮熱片４１ｆの着脱が可能となる。また、逆に分解の際は軸方向Ｄａから第一下流側遮熱片４１ｆを取り外すことも可能となる。なお、押付部材空間８０ａの軸方向Ｄａの幅は、少なくとも隙間Ｄより大きくすることが望ましい。

【0129】

翼環部２０の第二上流側取付部２１ｇには、図１４及び図１６に示すように、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第二上流側押付部材５０ｇ及び第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。また、この第二上流側取付部２１ｇには、この遮熱環溝２２の溝底から径方向外側Ｄｒｏに向かって延び、第二上流側ボルト６０ｇの雄ネジ６３が螺合可能な雌ネジ穴２３ｇが形成されている。さらに、この第二上流側取付部２１ｇには、この遮熱環溝２２の下流側壁から下流側に向かって凹み、第二上流側遮熱片４１ｇの頂部突起４９ｇが入り込む側壁溝２４ｇが形成されている。なお、遮熱環溝２２の上流側面２５ｇには、径方向外側Ｄｒｏに向かうに連れて次第に下流側に向かう傾斜面が、第二上流側押付部材５０ｇの移動ガイド部として形成されていてもよい。

【0130】

ここで、第二上流側遮熱環４０ｇの遮熱環溝２２は、径方向Ｄｒに２段階に切り込まれた溝２２ｏ，２２ｉで形成されている。外側遮熱環溝２２ｏは、径方向Ｄｒの外側に配置され、第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７が、径方向外側の面で外側遮熱環溝２２ｏの底面に接する。また、外側遮熱環溝２２ｏより径方向内側には、外側遮熱環溝２２ｏの上流側に隣接して、内側遮熱環溝２２ｉが形成されている。内側遮熱環溝２２ｉの径方向内周面には、上述の貫通孔５３が径方向に形成されている。内側遮熱環溝２２ｉの上流側面２５ｇｉは、前述の外側遮熱環溝２２ｏの上流側面２５ｇｏと共に、遮熱環溝２２の前述の上流側面２５ｇを形成する。なお、第二上流側遮熱環４０ｇの遮熱環溝２２は、２段に形成された溝ではなく、第一下流側遮熱環４０ｆの遮熱環溝２２と同様に、軸方向Ｄａの幅を広げた１つの溝で形成してもよい。

【0131】

第一下流側押付部材５０ｆと同様に、第二上流側押付部材５０ｇにおいても、この第二上流側押付部材５０ｇの下流側面５６ｇと第二上流側遮熱片４１ｇの上流側面４６ｇとは、互いに接触している。第二上流側押付部材５０ｇは、この接触面を介して、第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７を下流側に押しながら、雌ネジ穴２３ｇに螺合するボルト６０ｇで、第二上流側取付部２１ｇに固定される。これにより、第一下流側取付部２１ｆは、軸方向Ｄａの上流側から下流側に向かって、第一下流側押付部材５０ｆ、第一下流側遮熱片４１ｆおよび下流側壁２５の順に配置され、上流側に第一下流側押付部材５０ｆおよび下流側に下流側壁２５を配置して、第一下流側遮熱片４１ｆを軸方向Ｄａから挟み込む構造となる。また、第二上流側取付部２１ｇも同様に、第二上流側押付部材５０ｇ、第二上流側遮熱片４１ｇおよび下流側壁２５の順に配置され、上流側に第二上流側押付部材５０ｇおよび下流側に下流側壁２５を配置して、第二上流側遮熱片４１ｇを軸方向Ｄａから挟み込む構造となる。その結果、第一下流側押付部材５０ｆが、第一下流側遮熱片４１ｆを軸方向Ｄａの下流側に押付け、第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７が軸方向Ｄａの下流側に押されて、パッキン溝４４に配置されたパッキン７１ｂが軸方向Ｄａに圧縮され、パッキン７１ｂのシール性が維持される。

【0132】

また、図１６に示すように、第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７及び頂部突起４９ｇが、外側遮熱環溝２２ｏおよび側壁溝２４ｇに径方向Ｄｒ及び軸方向Ｄａから着脱可能とするためには、被取付部４７の上流側面４６ｇｉと外側遮熱環溝２２ｏの径方向外側の上流側面２５ｇｏの間の隙間Ｄが、頂部突起４９ｇの軸方向の突出長さ（Ｌ３）より大きく形成されていることが必要である。言い換えると、被取付部４７の径方向外側であって軸方向Ｄａの頂部厚さ（Ｌ２）が、少なくとも外側遮熱環溝２２ｏの軸方向Ｄａの最大溝幅（Ｌ１）より頂部突起４９ｇの軸方向突出長さ（Ｌ３）を差し引いた溝幅より小さく形成されている必要がある。このような形状を選定すれば、被取付部４７を外側遮熱環溝２２ｏに径方向内側から挿入し、頂部突起４９ｇを軸方向Ｄａから側壁溝２４ｇに挿入することが可能となる。また、逆に取外しの際は、軸方向Ｄａから第二上流側遮熱片４１ｇの被取付部４７を取り外すことも可能となる。なお、遮熱環溝２２が、径方向Ｄｒに２段階に切り込まれた溝ではなく、第一下流側遮熱環４０ｆと同様に、軸方向Ｄａの幅を広げた１つの溝で形成されている場合は、上述の説明は、外側遮熱環溝２２ｏを遮熱環溝２２と置き換えることができる。

【0133】

さらに、図１４及び図１７に示すように、この第二上流側取付部２１ｇであって、周方向Ｄｃ及び軸方向Ｄａで第二静翼１１ｂの規制部材溝（凹部）１５ｕと同じ位置には、下流側から上流側に貫通する規制部材溝（凹部）２１ｕが形成されている。これら第二静翼１１ｂの規制部材溝１５ｕ及び第二上流側取付部２１ｇの規制部材溝２１ｕには、周方向規制部材９５が入られる。第二上流側取付部２１ｇには、この規制部材溝２１ｕにおける下流側の開口を塞ぐ規制部材受け板９７がボルト９６により固定されている。

【0134】

翼環部２０の第二下流側取付部２１ｈには、図１８に示すように、径方向内側Ｄｒｉから径方向外側Ｄｒｏに向かって凹み、第二下流側遮熱片４１ｈの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。この遮熱環溝２２の上流側壁及び下流側壁には、第二下流側遮熱片４１ｈの突起が入り込む側壁溝２４ｈが形成されている。

【0135】

翼環部２０の第三取付部２１ｉには、径方向外側Ｄｒｏ及び上流側に向かって凹み、第三遮熱片４１ｉの被取付部４７が入り込む遮熱環溝２２が形成されている。この遮熱環溝２２の上流側壁には、ここから上流側に向かって凹み第三ボルト６０ｄの雄ネジ６３が螺合可能な雌ネジ穴２３ｉが形成されている。さらに、この遮熱環溝２２の上流側壁には、第二下流側取付部２１ｈの遮熱環溝２２にまで貫通するピン孔２４ｕが形成されている。

【0136】

なお、本実施形態において、所定遮熱環は、第一下流側遮熱環４０ｆ、及び第二上流側遮熱環４０ｇである。また、第一下流側遮熱環４０ｆに対する上流側部材が第一静翼段１０ａであり、下流側部材が第一分割環３０ａである。また、第二上流側遮熱環４０ｇに対する上流側部材が第一分割環３０ａであり、下流側部材が第二静翼段１０ｂである。

【0137】

次に、ケーシング４、特に、翼環部２０の内側に取り付ける各部材の組立手順について説明する。

【0138】

まず、図１８に示すように、翼環部２０の第二下流側取付部２１ｈにおける遮熱環溝２２に、第二下流側遮熱片４１ｈの被取付部４７を周方向Ｄｃから差し込む。そして、第三取付部２１ｉの遮熱環溝２２の上流側壁２３から第二下流側取付部２１ｈの遮熱環溝２２にまで貫通するピン孔２４ｕに、ピン（周方向規制部材）６０ｈを下流側から入れて、このピン６０ｈの上流端部を第二下流側遮熱片のピン溝４９ｕに差し込む。この結果、この第二下流側遮熱片４１ｈは、ピン６０ｈにより周方向Ｄｃの移動が拘束される。

【0139】

次に、第二分割片３１ｂの上流側突起３５を第二下流側遮熱片４１ｈの第二分割環取付溝４５ｈに軸方向Ｄａから差し込むと共に、第二分割環上流側パッキン７０ｃを第二下流側遮熱片４１ｈのパッキン溝４３に軸方向Ｄａから差し込む。

【0140】

次に、翼環部２０の第三取付部２１ｉにおける遮熱環溝２２に、第二分割環下流側パッキン７０ｄが取り付けられている第三遮熱片４１ｉを差し込む。

【0141】

次に、第二分割片３１ｂのピン溝（凹部）３７ｕ及び第三遮熱片４１ｉのピン穴（凹部）４５ｕに、これらの上流側からピン（周方向規制部材）６５ｉを差し込み、第三遮熱片４１ｉに対する第二分割片３１ｂの周方向Ｄｃの移動を拘束する。

【0142】

続いて、スリーブ６７が装着されている第三ボルト６０ｉを第三遮熱片４１ｉの貫通孔４８に挿通させ、第三取付部２１ｉの雌ネジ穴２３ｉに捻じ込んで、この第三遮熱片４１ｉを第三取付部２１ｉに固定する。

【0143】

次に、第二静翼１１ｂの下流側突起１７を第二下流側遮熱片４１ｈの第二静翼取付溝４６ｈに差し込むと共に、第二静翼下流側パッキン７１ｃを第二下流側遮熱片４１ｈのパッキン溝４４に軸方向Ｄａから差し込む。

【0144】

次に、図１４及び図１７に示すように、第二上流側取付部２１ｇに規制部材受け板９７をボルト９８で固定する。続いて、第二静翼１１ｂの規制部材溝（凹部）１５ｕ及び第二上流側取付部２１ｇの規制部材溝（凹部）２１ｕに、周方向規制部材９５を上流側から入れる。そして、周方向規制部材９５の貫通孔９５ａを経て、規制部材受け板９７の雌ネジ９７ａにボルト９６を捻じ込み、周方向規制部材９５を固定する。

【0145】

次に、第二上流側取付部２１ｇの遮熱環溝２２に、第二上流側押付部材５０ｇを径方向内側から差し込むと共に、第二上流側遮熱片４１ｇを軸方向下流側に当接させながら、第二上流側押付部材５０ｇを第二上流側ボルト６０ｇで第二上流側取付部２１ｇに固定する。この際、第二上流側押付部材５０ｇのガイド突起部５２ｇを第二上流側遮熱片４１ｇのガイド溝部４８ｇに挿入する。そして、第二上流側押付部材５０ｇの貫通孔５３に第二上流側ボルト６０ｇの軸部６２を挿通させ、遮熱環溝２２の溝底に形成されている雌ネジ穴２３ｇに捻じ込み、この第二上流側押付部材５０ｇを径方向外側Ｄｒｏから固定する。

【0146】

第二上流側遮熱片４１ｇが下流側に押されている過程で、第二静翼上流側パッキン７１ｂが軸方向Ｄａに圧縮され、第二上流側遮熱片４１ｇと第二静翼１１ｂとの間がシールされる。さらに、第二静翼１１ｂが第二上流側遮熱片４１ｇにより下流側に押され、第二静翼下流側パッキン７１ｃ（図１８）が軸方向Ｄａに圧縮され、第二静翼１１ｂと第二下流側遮熱片４１ｈとの間がシールされる。

【0147】

次に、第一分割片３１ａの下流側突起３７を第二上流側遮熱片４１ｇの第一分割環取付溝４５ｇに差し込むと共に、第一分割環下流側パッキン７０ｂを第二上流側遮熱片４１ｇのパッキン溝４３に差し込む。

【0148】

次に、第一分割片３１ａのピン溝（凹部）３７ｕおよび第二上流側遮熱片４１ｇのピン穴（凹部）４５ｕに、これらの上流側からピン（周方向規制部材）６５ｇを差し込み、第二上流側遮熱片４１ｇに対する第一分割片３１ａの周方向Ｄｃの移動を拘束する。

【0149】

次に、図１３に示すように、翼環部２０の第一下流側取付部２１ｆにおける遮熱環溝２２に、第一分割環上流側パッキン７０ａが取り付けられた第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７を差し込む。

【0150】

次に、第一下流側取付部２１ｆの遮熱環溝２２に、第一下流側押付部材５０ｆを差し込むと共に、この第一下流側押付部材５０ｆを第一下流側ボルト６０ｆで第一下流側取付部２１ｆに固定する。この際、第一下流側押付部材５０ｆのガイド突起部５２ｆを第一下流側遮熱片４１ｆのガイド溝部４８ｆに入れると共に、第一下流側押付部材５０ｆの下流側面５６ｆを第一下流側遮熱片４１ｆの被取付部４７の上流側面４６ｆを軸方向Ｄａで接触させて、第一下流側押付部材５０ｆで第一下流側遮熱片４１ｆを軸方向下流側に押す。

【0151】

第一下流側遮熱片４１ｆが下流側に押されている過程で、第一分割環上流側パッキン７０ａが軸方向Ｄａに圧縮され、第一下流側遮熱片４１ｆと第一分割片３１ａとの間がシールされる。さらに、第一分割片３１ａが第一下流側遮熱片４１ｆにより下流側に押され、第一分割環下流側パッキン７０ｂが軸方向Ｄａに圧縮され、第一分割片３１ａと第二上流側遮熱片４１ｇとの間がシールされる。また、第一下流側ボルト６０ｆの捻じ込みにより、第一分割片３１ａの径方向Ｄｒ及び軸方向Ｄａの位置決めも完了する。

【0152】

最後に、第一静翼１１ａの下流側突起１７を第一下流側遮熱環４０ｆの第一静翼取付溝４２ｆに差し込むと共に、翼環部２０の第一上流側取付部２１ｊに固定ブロック４９（図１１）を固定する。

【0153】

以上のように、本実施形態でも、第一実施形態と同様、第一静翼１１ａが取り付けられる第一翼環部２０ｆと第二静翼１１ｂが取り付けられる第二翼環部２０ｇとが一体形成され翼環部２０（合体翼環２０ｙ）を成しているので、合体翼環全体としての高精度のクリアランス制御が可能となり、タービンの性能が一層向上する。

【0154】

また、本実施形態でも、第一実施形態と同様、翼環部２０の軸方向Ｄａ中央近傍に配置する第一分割環３０ａや第二静翼１１ｂに対するパッキンを組立過程において軸方向Ｄａに圧縮しながら、この第一分割環３０ａや第二静翼１１ｂをこの翼環部２０に固定することができる。

【0155】

また、本実施形態では、翼環部２０に取り付ける複数の部品を軸方向Ｄａに移動させて組み込むことができるので、第一実施形態よりも部品を翼環部２０に容易に組み込むことができる。

【0156】

また、本実施形態では、第一実施形態に比較して、パッキン類を軸方向からパッキン溝に挿入できるので、パッキン取付時のパッキン表面の損傷を防止できる。

【0157】

また、以上の各実施形態の翼環部２０は、いずれも、二段分の静翼１１が取り付けられるものであるが、さらに多くの段数の静翼１１を取り付けるようにしてもよい。また、ここでの翼環部２０は、最上流の第一静翼段１０ａを含む複数の静翼段１０を取り付けるものであるが、第一静翼段１０ａよりも下流側の複数の静翼段を取り付けるものであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0158】

本発明は、ロータ及びこのロータを覆うケーシングを備えているガスタービンに関し、特に、ガスタービンのケーシングの構造に関する。本発明によれば、複数の翼環部を一体化したケーシングの組立性を確保することができる。

【符号の説明】

【0159】

３：タービン、４：ケーシング、５：ロータ、６：ロータ本体、７：ロータディスク、８：動翼段、９：動翼、１０：静翼段、１０ａ：第一静翼段、１０ｂ：第二静翼段、１１：静翼、１１ａ：第一静翼、１１ｂ：第二静翼、２０：翼環部、２０ａ，２０ｆ：第一翼環部、２０ｂ，２０ｇ：第二翼環部、２０ｘ，２０ｙ：合体翼環、２１ａ，２１ｆ：第一下流側取付部、２１ｂ，２１ｇ：第二上流側取付部、２１ｃ，２１ｈ：第二下流側取付部、２１ｄ，２１ｉ：第三取付部、２２：遮熱環溝、２３ｓ：貫通溝、２３：上流側壁、２５：下流側壁、２５ｆ，２５ｇ：上流側面、３０：分割環、３０ａ：第一分割環、３０ｂ：第二分割環、３１：分割片、３１ａ：第一分割片、３１ｂ：第二分割片、４０：遮熱環、４０ａ，４０ｆ：第一下流側遮熱環、４０ｂ，４０ｇ：第二上流側遮熱環、４０ｃ,４０ｈ：第二下流側遮熱環、４０ｄ，４０ｉ：第三遮熱環、４１：遮熱片、４１ａ，４１ｆ：第一下流側遮熱片、４１ｂ，４１ｇ：第二上流側遮熱片、４１ｃ,４１ｈ：第二下流側遮熱片、４１ｄ，４１ｉ：第三遮熱片、４６ｆ，４６ｇ：上流側面、４７ｓ：押付部材溝、４８ｆ，４８ｇ：ガイド突起部、４９ｆ，４９ｇ：頂部突起、５０：押付部材、５０ａ，５０ｆ：第一下流側押付部材、５０ｂ，５０ｇ：第二上流側押付部材、５０ｃ：第二下流側押付部材、５０ｄ：第三押付部材、５４：雌ネジ（移動ガイド部）、５６ｆ，５６ｇ：下流側面、６０：ボルト（固定具）、６０ａ，６０ｆ：第一下流側ボルト、６０ｂ，６０ｇ：第二上流側ボルト、６０ｃ：第二下流側ボルト、６０ｄ，６０ｉ：第三ボルト、６０ｈ：ピン、６５：第一下流側ナット（移動ガイド部）、７０ａ：第一分割環上流側パッキン、７０ｂ：第一分割環下流側パッキン、７０ｃ：第二分割環上流側パッキン、７０ｄ：第二分割環下流側パッキン、７１ｂ：第二静翼上流側パッキン、７１ｃ：第二静翼下流側パッキン、８０：空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】