特許 6192990 軸流タービン

(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】6192990

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】軸流タービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 11/08 20060101AFI20170828BHJP

   F01D 5/20 20060101ALI20170828BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20170828BHJP

【ＦＩ】

   F01D11/08

   F01D5/20

   F16J15/447

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-114803(P2013-114803)

(22)【出願日】2013年5月31日

(65)【公開番号】特開2014-234714(P2014-234714A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2016年4月1日

(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】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】福島 久剛

(72)【発明者】

【氏名】柴田 貴範

(72)【発明者】

【氏名】瀬川 清

(72)【発明者】

【氏名】李 宏元

【審査官】 稲葉 大紀

(56)【参考文献】

【文献】 欧州特許出願公開第０２０９６２６２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１２８２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５０３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６２４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３６０３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ １／００−１１／２４

Ｆ１６Ｊ１５／４０−１５／４５３

１５／５４−１５／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能に支承されたタービンロータと、
該タービンロータに固定されたタービン動翼と、
該タービン動翼の先端部に設けられたシュラウドと、
該シュラウドと間隙を空けて対向する静止部と、
前記シュラウドの外周側壁面と前記静止部との間の漏れ流路に、ロータ径方向に突出するように設けられた径方向シールフィンとを備える軸流タービンであって、
前記シュラウドの下流側壁面と前記静止部との間の漏れ流路にロータ軸方向に突出して前記シュラウドの外周側壁面より半径方向内側に位置する軸方向シールフィンを備え、前記シュラウドと前記静止部の間の漏れ流路内に、前記シュラウドの下流側壁面、前記静止部、漏れ流路内の最下流側に設けられた前記径方向シールフィン、および前記軸方向シールフィンで囲まれたキャビティ部を形成したことを特徴とする軸流タービン。

【請求項2】

請求項１に記載の軸流タービンであって、
前記静止部は、軸流タービンの運転状態に応じて、前記軸方向シールフィンをロータ軸方向に移動させるための駆動手段を備えることを特徴とする軸流タービン。

【請求項3】

請求項１または２に記載の軸流タービンであって、
前記軸方向シールフィンと前記シュラウドの間の間隙幅をＣａ、前記径方向シールフィンと前記シュラウドの間の間隙幅をＣｒと定義したとき、Ｃｒ≦Ｃａ≦３Ｃｒであること特徴とする軸流タービン。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の軸流タービンであって，
前記キャビティ部に、前記静止部に支持され、ロータ軸方向に延伸するリブを配置したことを特徴とする軸流タービン。

【請求項5】

請求項２、請求項２を引用する請求項３または請求項２を引用する請求項４に記載の軸流タービンであって、
前記駆動手段は、前記静止部内に形成された溝内に設けられ、蒸気圧を受けて径方向に移動する受圧ヘッド、該受圧ヘッドに押動されてロータ軸方向に移動するフィン支持部材、および該フィン支持部材を前記受圧ヘッドによる押動方向と反対方向に付勢する付勢手段を具備し、
前記軸方向シールフィンは、前記フィン支持部材に支持されていることを特徴とする軸流タービン。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の軸流タービンであって，
前記軸方向シールフィンと対向する前記シュラウドの下流側壁面にアブレイダブル材をコーティングしたことを特徴とする軸流タービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電プラントなどに用いられるガスタービンや蒸気タービンなどの軸流タービンに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境負荷低減の観点から、発電プラントの更なる発電効率向上が求められており、タービンの更なる高性能化が重要な課題になっている。タービン性能の支配的因子として、段落損失、排気損失、機械損失などが挙げられるが、特に、段落損失を低減することが性能向上に対し最も効果的であると考えられている。この段落損失には様々なものがあるが、大別して（１）翼形状そのものに起因する翼型損失、（２）翼間流路を横断する流れに起因する二次流れ損失、（３）作動流体が翼間流路外へと漏えいすることにより生じる漏れ損失、などがある。このうち（３）の漏れ損失は、（ａ）漏れ流れとして主流以外の経路を流れることにより，蒸気の持つエネルギーが有効利用されなくなることによるバイパス損失，（ｂ）主流から外れた漏れ流れが，ふたたび主流に流入する際に生ずる混合損失，および（ｃ）再流入した漏れ流れが下流翼列と干渉することによって生ずる干渉損失などからなる。すなわち、漏れ流れ量の低減を実現するとともに、漏れ流れを損失なく主流へと戻すことが重要である。

【0003】

これまで、（３）の漏れ損失を低減するために、動翼先端シュラウドとケーシングに埋設されたシールフィンの間隙に代表されるような静止部と回転部の間隙を小さくすることで漏れ損失を小さく抑えることが試みられてきた。しかしながら、この間隙を小さくしすぎると静止部と回転部の接触の危険性が増すため、ある程度の間隙を設けなければならないことが課題となっていた。特に、軸方向シールフィンに関してはタービン起動時にロータとケーシングの温度の違いにより熱膨張量が異なるため、想定していた間隙と異なる間隙が生じる可能性があり、接触の危険性が高まることが課題となっていた。

【0004】

このような課題に対し，特許文献１では，動翼先端側の漏れ流路に，静止部から軸方向に摺動可能な軸方向シールフィンおよび軸方向シールフィンを軸方向に駆動する駆動装置を設置する技術が提案されている。この軸方向シールフィンおよび駆動装置により，接触の危険性を低減することができるため、静止部と回転部の間隙を適切な広さに設定することができ，径方向シールフィンを省略しても漏れ損失を十分に小さく抑えることができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭６１−２５０３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、タービン静翼の後縁から流出した主流蒸気は、下流のタービン動翼に流入した際、動翼によって流れ方向を転向されて下流に流出する。一方、タービン動翼先端側を迂回する漏れ流れは、軸方向に複数枚設けられた径方向シールフィンを通過する際に縮流され、全圧が低下するとともに軸流速度が増加するが、周方向速度は各運動量保存則により、静翼を流出した際の周方向速度成分をほぼ維持したまま漏れ流路を通過する。すなわち、漏れ流れは漏れ流路において転向させられることなく流出するため、動翼下流側で蒸気主流と合流する際に流れ角のミスマッチが生じる。この流れ角のミスマッチにより、蒸気主流と漏れ流れが合流する際に生じる混合損失が助長される。しかしながら、前記従来技術では、漏れ流れと蒸気主流の合流時における流れ角のミスマッチに関する課題については特に考慮されていない。

【0007】

そこで、本発明は，漏れ流れ量を抑えることでバイパス損失を低減するとともに、漏れ流れと蒸気主流の合流時における流れ角のミスマッチを緩和することで混合損失を低減することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、回転可能に支承されたタービンロータと、該タービンロータに固定されたタービン動翼と、該タービン動翼の先端部に設けられたシュラウドと、該シュラウドと間隙を空けて対向する静止部と、シュラウドの外周側壁面と前記静止部との間の漏れ流路に、ロータ径方向に突出するように設けられた径方向シールフィンとを備える軸流タービンにおいて、シュラウドの下流側壁面と静止部との間の漏れ流路にロータ軸方向に突出する軸方向シールフィンを備え、シュラウドと静止部の間の漏れ流路内に、シュラウド、静止部、漏れ流路内の最下流側に設けられた径方向シールフィン、および軸方向シールフィンで囲まれたキャビティ部を形成したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば，漏れ流れ量を抑えることでバイパス損失を低減するとともに、漏れ流れの周方向速度成分を低減し、漏れ流れと蒸気主流の合流時における流れ角のミスマッチを緩和して混合損失の低減することができ、効果的に漏れ損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施例に係る蒸気タービン段落部の要部構造を概略的に表す断面図である。

【図2】本発明の一実施例に係る翼先端側における翼間および漏れ流れの状況を表す説明図である。

【図3】本発明の一実施例に係る動翼先端漏れ流路形状を概略的に表す拡大断面図である。

【図4】本発明の一実施例に係る動翼先端漏れ流路形状を概略的に表す拡大断面図である。

【図5】本発明の一実施例に係る軸方向シールフィンの間隙広さが動翼流出角分布に与える影響を表すグラフである。

【図6】本発明の一実施例に係る軸方向シールフィンの間隙広さが動翼損失係数分布に与える影響を表すグラフである。

【図7】本発明の一実施例に係る混合損失と軸および径方向シールフィン間隙比の関係を表すグラフである。

【図8】本発明の別の実施例に係る動翼先端漏れ流路形状を概略的に表す拡大断面図である。

【図9】本発明の別の実施例に係る動翼先端下流側のキャビティ内の流れの状況を表す説明図である。

【図10】本発明の別の実施例に係る軸方向シールフィンの間隙広さが動翼流出角分布に与える影響を表すグラフである。

【図11】本発明の別の実施例に係る軸方向シールフィンの間隙広さが動翼損失係数分布に与える影響を表すグラフである。

【図12】本発明の別の実施例に係る動翼先端漏れ流路形状を概略的に表す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を用いて説明する。なお、各図面を通して、同等の構成要素には同一の符号を付してある。なお、以下に説明する各実施例は、本発明を蒸気タービン動翼に適用した例である。本発明の作動原理は、作動媒体が異なるガスタービンであっても同様であり、本特許は軸流タービン一般に適用することが可能である。また、本発明の構造の理解を容易にするため、一部寸法を誇張して示している。

【実施例1】

【0012】

本発明の第１の実施例について説明する。図１は，本実施例に係る蒸気タービン段落構造を概略的に示す断面図である。図１に示すように、本実施例に係る蒸気タービンのタービン段落は、タービンロータ３の周方向に複数枚設置されたタービン動翼５と、ダイヤフラム外輪１とダイヤフラム内輪２の間にタービン周方向に複数枚設置されたタービン静翼４とから構成される。タービン動翼５のタービン半径方向外周側の先端にはシュラウド６が設けられている。また、タービン動翼５の先端側に設けられたシュラウド６の外周側壁面と、外周側壁面と対向する静止部との間には回転体と静止部との間隙を最小化し、漏れ流れを抑制するための径方向シールフィン７がロータ軸方向に複数枚設けられている。また、シュラウド６の下流側壁面と、下流側壁面に対向する静止部との間には軸方向シールフィン８が設けられており、シュラウド６と、静止部と、漏れ流路内の最下流側に設けられた径方向シールフィン７との間にキャビティ９を形成している。さらに、軸方向シールフィン８はそれを軸方向に駆動するための駆動装置に接続されており、軸方向に駆動可能なように構成されている。
作動流体である蒸気主流１２は、タービン動翼５の蒸気流れ方向上流に設けられたタービン静翼４から流出し、流出した主流蒸気１２の大半はタービン動翼５に流入し、一部は、静止部と回転体であるシュラウド６の間に形成された漏れ流路へと流入する。そして、漏れ流れ１３として複数枚の径方向シールフィン７を通過した後、タービン動翼５の下流において主流蒸気１２と再合流する。蒸気タービンは、タービン動翼５の上流側に設けられたタービン静翼から流出した蒸気主流１２を、タービン動翼５に流入させることでタービン動翼５とともにタービンロータ３を回転させ、タービンロータの端部に接続する発電機（図示せず）を介して回転エネルギーと電気エネルギーを変換することで発電を行うものである。そのため、タービン動翼５を迂回し漏れ流路を通過した漏れ流れ１３は、タービンロータ３の回転エネルギーへと変換されないため、損失となる。

【0013】

図２にタービン動翼先端側から見たときの翼形状および速度三角形を示す。図２において符号１７で表した破線は動翼周速度を表す。タービン静翼４の後縁から絶対速度１５で流出した主流蒸気１２は相対速度１６としてタービン動翼に流入する。その後、タービン動翼５で転向され相対速度１９として流出する。この時、流れは軸方向に近い流れ絶対速度１８に転向されており、タービン動翼でエネルギーが回収された分、圧力、温度が低下し、次段へと流入する。

【0014】

一方、タービン動翼５を迂回する漏れ流れ１３は、軸方向に複数枚設けられた径方向シールフィン７を通過する際に縮流され、全圧が低下するとともに軸流速度が増加するが、周方向速度は各運動量保存則により、タービン静翼４を流出した際の周方向速度成分をほぼ維持したまま漏れ流路を通過する。すなわち、図２に示されるように、漏れ流れ１３は漏れ流路において転向させられることなく流出し、蒸気主流１２と合流する際に流れ角のミスマッチが生じる。この流れ角のミスマッチにより、蒸気主流１２と漏れ流れ１３が合流する際に生じる混合損失が助長される。

【0015】

本実施例の構成、動作の詳細を説明する。

【0016】

本発明の漏れ流路形状の拡大図を図３に示す。ダイヤフラム外輪１と動翼のシュラウド６の間に，軸方向に複数枚の径方向シールフィン７が設けられている。径方向シールフィン７は，タービンの回転軸を中心とした回転対称な断面形状を有し，先端部が鋭角な楔形状となっている。径方向シールフィン７とシュラウド６の外周側壁面の間には，静止部と回転部の接触を防ぐため，間隙幅Ｃｒが設けられている。漏れ流れ１３はこの間隙を通過する際に縮流膨張され、速度エネルギーが熱拡散することで全圧が低下する。この縮流膨張現象が漏れ流れへの抵抗となり漏れ流れ量を低減することができる。本実施例の場合，径方向シールフィン７はダイヤフラム外輪１に固定され，その先端部が動翼のシュラウド６側に向けられた構造をしているが，逆に，径方向シールフィン７をシュラウド６に固定し，その先端部をダイヤフラム外輪１側に向けて設置しても効果は変わらない。また、本実施例の場合、シュラウド外周側壁面の形状はステップ状をしているが、フラット状など他の形状であっても本発明の効果は変わらない。

【0017】

径方向シールフィン７の下流側には，軸方向シールフィン８が設けられている。軸方向シールフィン８は、シュラウドの下流側壁面と静止部との間の漏れ流路にロータ軸方向に突出するフィンである。軸方向シールフィン８は、シュラウド６、静止部、および漏れ流路内の最下流側に設けられた径方向シールフィン７とキャビティ９を形成しており、キャビティに流入した漏れ流れ１３は２対の強い循環流２０を形成する。漏れ流れ１３はキャビティ内で循環する過程において壁面から粘性の影響を受け周方向速度成分が減衰される。径方向シールフィンを設けずキャビティを形成しない場合は漏れ流れと蒸気主流が強く干渉し流れが乱れるため、本実施例に示すような強い２対の循環流を形成することができない。さらに本実施例に比べ径方向シールフィン分の面積も減少するため、漏れ流れの旋回速度成分を十分に減衰することができない。そのため、本実施例では、漏れ流れ１３がキャビティ９から流出し蒸気主流１２と合流する際には、流れ角のミスマッチが緩和されており、混合損失を効果的に低減することが可能である。さらに、軸方向シールフィン８は高圧の蒸気主流１２がキャビティ９内に逆流することを防止する効果も備えており、この効果により、より一層の混合損失低減が可能である。

【0018】

さらに、本実施例では、軸方向シールフィン８が、それを駆動するための受圧ヘッド１０と弾性体１１を有する駆動装置に接続されている。駆動装置は、静止部に形成された溝
２３内に設けられており、蒸気圧を受けて径方向に移動する受圧ヘッド１０と、受圧ヘッド１０に押動されてロータ軸方向に移動するフィン支持部材２４と、フィン支持部材２４を受圧ヘッドによる押動方向と反対方向に付勢する付勢手段である弾性体１１からなる。
受圧ヘッド１０は、ロータ中心軸を中心にして円環状に連なるセグメント構造体であり、溝２３内を半径方向に往復運動するピストンの役割を果たす。受圧ヘッド内周側のフィン支持部材との接触面１０ａは、ロータ軸方向に勾配を有する。

【0019】

フィン支持部材２４は、円環状の部材であり、接触面１０ａと平行な接触面２４ａを有する。受圧ヘッド１０とフィン支持部材２４が、軸方向に傾斜する接触面１０ａと接触面２４ａで接触することで、受圧ヘッド１０からの押力の作用方向が、軸方向の押力としてフィン支持部材に作用する。フィン支持部材２４の軸方向他方の端部と溝２３との間には、弾性体１１が設けられており、この弾性体１１はフィン支持部材２４もしくは溝壁面に固定されている。さらにフィン支持部材２４の内周側には、内周方向に突出する凸部が形成されている。凸部は溝２３の蒸気主流路側の開口部に突出して、凸部先端で軸方向シールフィン８を支持している。

【0020】

駆動装置は、タービン起動時に、上流段から抽気する、もしくはボイラから直接、配管を通すなどして得た高圧蒸気１４の蒸気力を、受圧ヘッド１０を介して軸方向の力として変換することで軸方向シールフィンを軸方向に駆動し、軸方向シールフィン８とシュラウド６の間隙幅Ｃａを広げることができる。そのため、起動時のタービンロータとケーシングの温度差に伴う熱膨張量の違いにより間隙幅Ｃａが狭まったとしても、シュラウド６と軸方向シールフィン８は接触することなく安全に起動することができる。定常運転状態に入った際に蒸気の供給を止めることで、軸方向シールフィン８に接続されている弾性体１１の反力により軸方向間隙幅Ｃａをタービン停止時と同等の値まで狭めることができる。すなわち、駆動装置を用いて軸方向シールフィンの間隙幅Ｃａを制御可能であり、常に適切な軸方向間隙幅Ｃａを維持することができるため、より一層の漏れ流れ損失の低減が可能である。

【0021】

なお、本実施例は駆動装置を径方向に作用する蒸気圧を駆動源として軸方向シールフィンを軸方向に駆動させる構造を示しているが、本発明は、タービンロータやケーシングの線膨張係数よりも大きな線膨張係数を有する金属の伸縮力や形状記憶合金の元形状に戻ろうとする反力を駆動源とする駆動装置など、他の駆動機構であっても同様の効果を得られるものであり、本発明の効果は駆動機構に左右されるものではない。

【0022】

したがって、本実施例により、漏れ流れ量を抑えることでバイパス損失を低減するとともに、主流のキャビティへの流れ込み防止や、周方向速度成分の除去による漏れ流れと蒸気主流の合流時における流れ角のミスマッチの抑制により混合損失の低減することができ、効果的に漏れ損失を低減することができる。

【0023】

さらに、漏れ流れと蒸気主流の合流時における流れ角のミスマッチの抑制により翼高さ方向の流れ角の分布が一様化され、結果的に後段静翼へ向かう流れを翼高さ方向に整流化することができる。その結果、干渉損失を低減することができ、効果的に漏れ流れ損失を低減することができる。

【0024】

ところで、図４に示すように、タービン停止時の軸方向シールフィンの間隙Ｃａの広さを広く設定しすぎた場合、高圧の主流蒸気１２の逆流を防ぐことができず混合損失を十分に低減することができない可能性がある。また、軸方向間隙Ｃａが広い場合、キャビティ９が半開放領域となり、循環流２０を形成することなく蒸気主流１２へと再合流し、十分に周方向速度成分を除去することができず、混合損失低減効果を十分に得られない可能性がある。図５に軸方向シールフィンの間隙の影響による動翼下流の絶対流出角分布の違いを示す。流出角は，軸方向を基準とし，軸方向速度に対し周方向速度が大きくなるにつれ，流れ角の絶対値が９０度に近づくことになる。前述したように，軸方向シールフィンを設けることで、本来、静翼で与えられた強い周方向速度成分を残したまま再合流する漏れ流れについても，循環流の効果により，周方向速度成分を抑えた状態で動翼下流の主流と合流させることができる。この結果，翼端部近傍の流れ角分布に関しても，軸方向流出に近づけることができ，また，翼先端近傍における流れ角分布の変化も抑えられるため，主流と漏れ流れの混合で生じる混合損失が小さくなる。この効果は、図５に示されるように、軸方向シールフィンの間隙を狭くした場合に顕著である。その結果、図６に示されるように、漏れ流れと主流の混合損失を含めた動翼部損失が翼先端部分で低下させることができ，本発明を適用した段の段効率が向上する。

【0025】

その一方で、タービン停止時の軸方向シールフィンの間隙Ｃａの広さを狭く設定しすぎた場合、定常運転時のシュラウドと軸方向シールフィンが接触する危険性が高まる。さらに、本発明において、軸方向シールフィンの主な効果は漏れ流れ量の削減ではなく、主流蒸気の逆流防止や漏れ流れの周方向速度成分除去による混合損失の低減である。そのため、径方向シールフィンの間隙幅Ｃｒほど間隙を狭める必要はない。図７に複数の軸方向間隙幅Ｃａの条件で数値解析を実施し得られた、混合損失と軸および径方向シールフィン間隙比のグラフを示す。ここで、間隙比は軸方向シールフィン間隙Ｃａを径方向シールフィン間隙Ｃｒで無次元化したものである。図７に示されるように、間隙比Ｃａ／Ｃｒが約３．０以下であれば混合損失を効果的に低減することができ、それ以上の間隙比とした場合は徐々に混合損失低減効果が失われ、間隙比が約９．０以上では軸方向シールフィンの混合損失低減効果を殆ど得ることができない。

【0026】

以上の結果より、軸方向シールフィン間隙幅をＣｒ≦Ｃａ≦３Ｃｒとなるように構成することが効果的であると言える。

【実施例2】

【0027】

本発明の別の実施例を図８に示す。本実施例は、径方向シールフィン７と軸方向シールフィン８の間のキャビティ９にリブ２１を設けた場合である。本実施例の構成、動作の詳細を実施例１と異なる点を中心に説明する。

【0028】

図９に動翼先端下流側のキャビティ内の流れの状況を示す。実施例１で述べたように、主流から漏れ流路へと流入した漏れ流れ１３は殆ど周方向速度成分を失うことなく漏れ流路を通過する。その後にキャビティ９へと流入し、循環流２０を形成し壁面からの粘性の影響を受けながら周方向速度成分が減衰される。本実施例では、そのキャビティ内にさらに周方向速度を減速させるリブ２１を設けている。リブ２１は、キャビティ内をロータ軸方向に延伸する薄板で、静止部に固定されている。また図９に示すように、リブ２１は周方向に動翼と同じ周方向ピッチ（すなわちリブ枚数は動翼と同じ）で等間隔に設置されている。なお、リブの設置方向は、ロータ軸方向に沿って設置しても良いが、蒸気主流と同じ方向に向けてロータ軸方向に対して周方向に傾斜させて配置しても良い。傾斜させて配置することで、漏れ流れを蒸気主流と同じ方向に向けることができ、より効果を得られる。

【0029】

キャビティ内に流入した漏れ流れ１３はリブ２１に衝突し軸方向に転向させられるとともに、循環流２０を形成する。その結果、漏れ流れ１３を軸方向流出させることが可能となり、さらに混合損失を低減させることができる。

【0030】

図１０にリブの有無による動翼下流の絶対流出角分布の違いを示す。リブを設けた場合、周方向速度成分をほぼ０にすることができ、翼先端近傍における流れ角分布の変化もより一層抑えられることができる。そのため，主流と漏れ流れの混合で生じる混合損失が小さくなる。その結果、図６に示されるように、漏れ流れと主流の混合損失を含めた動翼部損失が翼先端部分で低下させることができ，本発明を適用した段の段効率が向上する。さらに、翼先端近傍においても一様な流出分布を維持することができるため、次段へのインシデンスも改善される。その結果、次段での段効率も向上させることができる。

【0031】

本実施例では、動翼と同じ周方向ピッチ（すなわちリブ枚数は動翼と同じ）で等間隔に設置されているとしたが，静翼で与えられる周方向速度によっては，動翼枚数よりも減らしても，本特許と同様な効果を発揮することが可能である。

【実施例3】

【0032】

本発明の別の実施例を図１０に示す。本実施例は、シュラウド６の軸方向シールフィン８に対向する下流側壁面にアブレイダブル材２２をコーティングした場合である。本実施例の構成、動作の詳細を実施例１および実施例２と異なる点を中心に説明する。

【0033】

実施例１で述べたように、軸方向シールフィン８の主な効果は漏れ流れ量の削減ではないのだが、軸方向シールフィン８と対向するシュラウド６との接触による危険性を回避しつつ、より軸方向シールフィンの間隙Ｃａを狭めることができれば、漏れ流れ量も削減することができるため、バイパス損失の低減に繋がる。もちろん、高圧な蒸気主流の逆流をさらに効果的に防ぐことができるため、混合損失も低減することができる。本実施例では、シュラウド６の軸方向シールフィン８と対向する面にアブレイダブル材２２を軸方向間隙幅Ｃａが狭くなるようにコーティングしている。アブレイダブル材は切削性に優れた材料であり、定常運転時にタービン動翼が軸方向に振動し軸方向シールフィンと接触した場合でも、接触部のアブレイダブル材が切削されるだけで軸方向シールフィン８やシュラウド６が破損することはない。そのため、本実施例の適用により更なる漏れ損失の低減が可能であり、段効率の向上に繋がる。

【符号の説明】

【0034】

１ ダイヤフラム外輪
２ ダイヤフラム内輪
３ タービンロータ
４ タービン静翼
５ タービン動翼
６ シュラウド
７ 径方向シールフィン
８ 軸方向シールフィン
９ キャビティ
１０ 受圧ヘッド
１０ａ 接触面
１１ 弾性体
１２ 蒸気主流
１３ 漏れ流れ
２０ 循環流
２１ リブ
２２ アブレイダブル材
２３ 溝
２４ フィン支持部材
２４ａ 接触面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】