特許 6203090 排気室入口側部材、排気室、ガスタービンおよび最終段タービン動翼取出方法

(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】6203090

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】排気室入口側部材、排気室、ガスタービンおよび最終段タービン動翼取出方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/30 20060101AFI20170914BHJP

   F02C 7/00 20060101ALI20170914BHJP

   F01D 25/24 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/30 B

   F01D25/30 A

   F01D25/30 C

   F02C7/00 D

   F02C7/00 E

   F02C7/00 B

   F01D25/24 R

【請求項の数】13

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-52157(P2014-52157)

(22)【出願日】2014年3月14日

(65)【公開番号】特開2015-175287(P2015-175287A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2016年12月6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】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】橋本 拓郎

(72)【発明者】

【氏名】脇 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】橋本 真也

【審査官】 佐藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０３５３９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１２８６８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−０８３１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１４９１０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／００、２４−２６、３０

Ｆ０２Ｃ ７／００

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、
当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、
前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、
前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、
前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、
を備え、
周方向に上半部と下半部とに分割された排気室の入口側に設けられる排気室入口側部材であって、
該排気室入口側部材は、軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼の基端部に対して軸方向下流側の対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように前記回転軸廻りに環状に形成され、かつ周方向に分割されて前記内側ディフューザに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする排気室入口側部材。

【請求項2】

周方向において少なくとも上半部材と下半部材とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載の排気室入口側部材。

【請求項3】

前記ストラットの間に形成された前記燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割されていることを特徴とする請求項１または２に記載の排気室入口側部材。

【請求項4】

少なくとも前記最終段タービン動翼における翼根部の軸方向寸法よりも大きい軸方向寸法に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の排気室入口側部材。

【請求項5】

径方向内側において前記内側ディフューザに対して軸方向で締結される軸方向締結手段と、
径方向内側において周方向に分割された分割部材の相互間が周方向に締結される周方向締結手段と、
径方向外側から各前記締結手段に通じるように形成された開口部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の排気室入口側部材。

【請求項6】

軸方向下流側の端部において、径方向内側に突出して環状に形成された鍔部が設けられ、該鍔部の径方向内周端には前記ストラットの周方向位置に対応した位置に前記鍔部の周方向に沿った切欠き部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の排気室入口側部材。

【請求項7】

軸方向上流側において径方向内側に突出して設けられて周方向に複数の開口穴が配列された調整板を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の排気室入口側部材。

【請求項8】

前記調整板の突出端に設けられて径方向内側の空間をシールする封止部を有することを特徴とする請求項７に記載の排気室入口側部材。

【請求項9】

回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、
前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、
前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、
前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、
請求項１〜８のいずれか一つに記載の排気室入口側部材と、
を備えることを特徴とする排気室。

【請求項10】

圧縮機で圧縮した圧縮空気に燃焼器で燃料を供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスをタービンに送って回転軸の回転動力を得て、前記タービンの下流側に至る燃焼ガスを排気室から排出するガスタービンにおいて、
請求項９に記載の排気室が適用されることを特徴とするガスタービン。

【請求項11】

回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、
当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、
前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、
前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、
前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、
を備える排気室が設けられたガスタービンにおける軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼を取り出す最終段タービン動翼取出方法であって、
前記排気室の上半部を取り外す工程と、
最終段タービン動翼の基端部に軸方向下流側で対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように、前記回転軸廻りに環状に形成されて周方向において少なくとも上半部材と下半部材に分割された排気室入口側部材のうちの下半部材を、前記排気室の下半部における前記内側ディフューザから取り外す工程と、
前記排気室入口側部材の前記下半部材を前記排気室の開放部分から取り出す工程と、
前記排気室入口側部材を取り外すことで軸方向下流側が開放された全ての前記最終段タービン動翼のうちの周方向の所定位置にある前記最終段タービン動翼を軸方向にスライド移動させ、各前記最終段タービン動翼を取り外す工程と、
取り外された前記最終段タービン動翼を前記排気室の上半部の開放部分から取り出す工程と、
を含むことを特徴とする最終段タービン動翼取出方法。

【請求項12】

回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、
当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、
前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、
前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、
前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、
を備え、周方向に上半部と下半部とに分割された排気室が設けられたガスタービンにおける軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼を取り出す最終段タービン動翼取出方法であって、
最終段タービン動翼の基端部に対して軸方向下流側で対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように、前記回転軸廻りに環状に形成されて前記ストラットの間に形成された前記燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割された排気室入口側部材を、前記内側ディフューザから取り外す工程と、
前記複数に分割された排気室入口側部材を、前記ストラットの間の燃焼ガス通路を通じて取り外す工程と、
前記最終段タービン動翼をスライド移動させ、各前記最終段タービン動翼を取り出す工程と、
取り外された前記最終段タービン動翼を前記ストラットの間であって前記燃焼ガス通路を通じて取り出す工程と、
を含むことを特徴とする最終段タービン動翼取出方法。

【請求項13】

前記排気室入口側部材は、径方向内側において前記内側ディフューザに対して軸方向で締結される軸方向締結手段と、径方向内側において周方向に分割された分割部材の相互間が周方向に締結される周方向締結手段と、径方向外側から各前記締結手段に通じるように形成された開口部と、を有しており、
前記排気室入口側部材を前記内側ディフューザから取り外す工程では、前記開口部を通して径方向外側から各前記締結手段を操作することを特徴とする請求項１１または１２に記載の最終段タービン動翼取出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンの排気室入口側部材、ガスタービンの排気室、ガスタービンおよびガスタービンの最終段タービン動翼取出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンとにより構成されている。圧縮機は、空気取入口から取り込まれた空気を圧縮させることで高温・高圧の圧縮空気とする。燃焼器は、圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガスとする。タービンは、ケーシング内の通路に複数のタービン静翼およびタービン動翼が交互に配設されて構成されており、前記通路に供給された燃焼ガスによりタービン動翼が駆動されることで、発電機に連結されたロータ（回転軸）を回転駆動する。タービンを駆動した燃焼ガスは、排気室において排気ガスとして大気に放出される。

【0003】

従来、例えば、特許文献１に記載のガスタービンは、排気室の冷却構造について示されている。排気室は、ガスタービンの最終段タービン動翼に対して燃焼ガスの流れ方向で回転軸の軸方向下流側に配置され、車室壁とストラットとを備える。車室壁は、排気室の外形を形成するように筒状に形成されている。ストラットは、車室壁の径方向内側において周方向に複数配置され、回転軸を支持する軸受部が収容される軸受カバーに接続されている。また、排気室は、車室壁の径方向内側に配置された筒状の外側ディフューザと、軸受カバーの径方向外側に配置された筒状の内側ディフューザとが設けられている。外側ディフューザは、燃焼ガスの流れ方向の軸方向上流側となる入口が、最終段タービン動翼に向けて配置されている。内側ディフューザは、軸方向上流側となる入口が、最終段タービン動翼の基端部（翼根部）に向けて配置されている。また、外側ディフューザおよび内側ディフューザは、ストラットが貫通し、当該ストラットの外周を覆うストラットカバーで貫通穴が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−５７３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示されるガスタービンにおいて、最も軸方向下流側にある最終段タービン動翼は、その先端部にチップシュラウドが備えられ、周方向に隣接するタービン動翼のチップシュラウド同士が互いに噛み合った構造として、翼振動を抑えている。また、タービン動翼は、その基端部においてタービンディスクに対して軸方向下流側から軸方向上流側に挿し込まれて取り付けられている。また、最終段タービン動翼をタービンから取り出す場合は、周方向に隣接する翼との間のクリアランスを拡げて、軸方向下流側に移動させることで、タービン動翼が１枚ずつタービンディスクから取り外される。一方、最終段タービン動翼の軸方向下流側にある排気室は、内側ディフューザが最終段タービン動翼の基端部に対向して軸方向下流側に配置されているが、最終段タービン動翼と内側ディフューザとの間の軸方向のスペースは大きくない。そのため、内側ディフューザの軸方向上流側端の周方向に、一箇所だけ切欠き部を設け、その切欠き部を利用して翼を軸方向下流側に引き出して、最終段タービン動翼を１枚ずつ取り外している。

【0006】

ところで、近年では、最終段タービン動翼のチップシュラウドの形状によっては、上述のように最終段タービン動翼を１枚ずつ移動させてタービンディスクから取り外すことが困難な場合がある。このような場合、全ての最終段タービン動翼を少しずつ周方向および軸方向に同時に移動させて、最終段タービン動翼の全体を軸方向下流側に押し出すようにタービンディスクから取り外す必要がある。しかし、最終段タービン動翼が内側ディフューザの上流端と干渉して、最終段タービン動翼のタービンからの取り出しが出来ないという問題があった。

【0007】

本発明は上述した課題を解決するものであり、最終段タービン動翼を容易に取り出すことのできる排気室入口側部材、排気室、ガスタービンおよび最終段タービン動翼取出方法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】

【0008】

上述の目的を達成するために、第１の発明の排気室入口側部材は、回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、を備え、周方向に上半部と下半部とに分割された排気室の入口側に設けられる排気室入口側部材であって、該排気室入口側部材は、軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼の基端部に対して軸方向下流側の対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように前記回転軸廻りに環状に形成され、かつ周方向に分割されて前記内側ディフューザに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする。

【0009】

この排気室入口側部材によれば、内側ディフューザから取り外されて各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼であっても、全ての最終段タービン動翼を少しずつ軸方向の下流側にスライド移動させて取り外すことができる。この結果、タービンから最終段タービン動翼を容易に取り出すことができる。

【0010】

また、第２の発明の排気室入口側部材は、第１の発明において、周方向において少なくとも上半部材と下半部材とに分割されていることを特徴とする。

【0011】

この排気室入口側部材によれば、少なくとも上半部材と下半部材とに分割されていることで、排気室入口側部材を取り外すことができる。この結果、少なくとも排気室入口側部材を取り外すことにより、取り外し部品点数を少なくして、最終段タービン動翼を取り出すための作業時間を減少することができる。

【0012】

また、第３の発明の排気室入口側部材は、第１または第２の発明において、前記ストラットの間に形成された前記燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割されていることを特徴とする。

【0013】

この排気室入口側部材によれば、ストラットの間であって燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割されていることで、排気室を開放することなく、燃焼ガス通路を通して排気室の軸方向下流側から取り出すことができる。すなわち、排気室を残して排気室入口側部材および最終段タービン動翼を取り出すことができる。この結果、取り外し部品の部品点数をさらに少なくして、最終段タービン動翼を取り出すための作業時間をさらに減少することができる。

【0014】

また、第４の発明の排気室入口側部材は、第１〜第３のいずれか一つの発明において、少なくとも前記最終段タービン動翼における翼根部の軸方向寸法よりも大きい軸方向寸法に形成されていることを特徴とする。

【0015】

この排気室入口側部材によれば、内側ディフューザから取り外されて各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放した場合、当該最終段タービン動翼を軸方向下流側にスライド移動させる領域を確保でき、最終段タービン動翼の取り出しを確実に行うことができる。

【0016】

また、第５の発明の排気室入口側部材は、第１〜第４のいずれか一つの発明において、径方向内側において前記内側ディフューザに対して軸方向で締結される軸方向締結手段と、径方向内側において周方向に分割された分割部材の相互間が周方向に締結される周方向締結手段と、径方向外側から各前記締結手段に通じるように形成された開口部と、を有することを特徴とする。

【0017】

この排気室入口側部材によれば、軸方向締結手段および周方向締結手段が径方向内側に配置されており、排気室入口側部材を取り外す場合は、開口部を介して径方向外側から各締結手段を操作する。この結果、外側ディフューザと内側ディフューザとの間の燃焼ガス通路側に突出する部材がないため、タービンの運転時に燃焼ガス流に悪影響を与える事態を防ぐことができる。

【0018】

また、第６の発明の排気室入口側部材は、第１〜第５のいずれか一つの発明において、軸方向下流側の端部において、径方向内側に突出して環状に形成され、軸方向締結手段を取付ける鍔部を有し、該鍔部の径方向内周端には前記ストラットの周方向位置に対応して切欠き部を有することを特徴とする。

【0019】

この排気室入口側部材によれば、ストラットカバー内を流れる冷却空気の流れが、排気室入口側部材に乱されることなく燃焼ガス通路に排出されるので、タービンの運転時に燃焼ガス流に悪影響を与える事態を防ぐことができる。

【0020】

また、第７の発明の排気室入口側部材は、第１〜第６のいずれか一つの発明において、軸方向上流側において径方向内側に突出して設けられて周方向に複数の開口穴が配列された調整板を有することを特徴とする。

【0021】

この排気室入口側部材によれば、調整板の開口穴により、ストラットカバー内を流れる冷却空気が、周方向に均一な流れを形成して燃焼ガス通路に排出されるので、燃焼ガス流を乱すことはない。

【0022】

また、第８の発明の排気室入口側部材は、第７の発明において、前記調整板の突出端に設けられて径方向内側の空間をシールする封止部を有することを特徴とする。

【0023】

この排気室入口側部材によれば、封止部により、燃焼ガス通路を流れる燃焼ガスの一部が軸受部側に侵入する事態を防止することで、軸受部への燃焼ガスの影響を防ぐことができる。

【0024】

上述の目的を達成するために、第９の発明の排気室は、回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、第１〜第８のいずれか一つの発明の排気室入口側部材と、を備えることを特徴とする。

【0025】

この排気室によれば、排気室入口側部材を内側ディフューザから取り外して各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼であっても、全ての最終段タービン動翼を取り外すことができる。この結果、最終段タービン動翼をタービンから容易に取り出すことができる。

【0026】

上述の目的を達成するために、第１０の発明のガスタービンは、圧縮機で圧縮した圧縮空気に燃焼器で燃料を供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスをタービンに送って回転軸の回転動力を得て、前記タービンの下流側に至る燃焼ガスを排気室から排出するガスタービンにおいて、第９の発明の排気室が適用されることを特徴とする。

【0027】

このガスタービンによれば、排気室入口側部材を内側ディフューザから取り外して各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼であっても、全ての最終段タービン動翼を軸方向の下流側に取り外すことができる。この結果、短期間で最終段タービン動翼を容易に取り出しまたは取付けることができる。このため、最終段タービン動翼を定期検査するための作業時間を減少することができ、ガスタービンの稼働停止時間を減少させることができる。

【0028】

上述の目的を達成するために、第１１の発明の最終段タービン動翼取出方法は、回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、を備え、周方向に上半部と下半部とに分割された排気室が設けられたガスタービンにおける軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼を取り出す最終段タービン動翼取出方法であって、前記排気室の上半部を取り外す工程と、最終段タービン動翼の基端部に軸方向下流側で対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように、前記回転軸廻りに環状に形成されて周方向において少なくとも上半部材と下半部材に分割された排気室入口側部材のうちの下半部材を、前記排気室の下半部における前記内側ディフューザから取り外す工程と、前記排気室入口側部材の前記下半部材を前記排気室の開放部分から取り出す工程と、前記排気室入口側部材を取り外すことで軸方向下流側が開放された全ての前記最終段タービン動翼のうちの周方向の所定位置にある前記最終段タービン動翼を軸方向にスライド移動させ、各前記最終段タービン動翼を取り外す工程と、取り外された前記最終段タービン動翼を前記排気室の上半部の開放部分から取り出す工程と、を含むことを特徴とする。

【0029】

この最終段タービン動翼取出方法によれば、排気室入口側部材を内側ディフューザから取り外して各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放することで、全ての最終段タービン動翼を取り外すことができる。この結果、最終段タービン動翼をタービンから容易に取り出すことができる。

【0030】

また、第１２の発明の最終段タービン動翼取出方法は、回転軸廻りに複数設けられているとともに前記回転軸が延在する軸方向に複数段設けられて前記回転軸とともに回転するタービン動翼を備えるタービンに対し、当該タービンの下流側に隣接して配置されて前記回転軸の軸線を中心として円筒状に形成された車室壁と、前記車室壁の内周面に沿って設けられて前記回転軸廻りに環状に形成された外側ディフューザと、前記外側ディフューザの径方向の内側に配置されて前記外側ディフューザとの間で燃焼ガス通路を形成する環状の内側ディフューザと、前記外側ディフューザと前記内側ディフューザの間で周方向に複数配置されて前記回転軸の軸受部を覆う環状の軸受カバーと前記車室壁の間を接続するストラットと、を備え、周方向に上半部と下半部とに分割された排気室が設けられたガスタービンにおける軸方向の最も下流側に配置された最終段タービン動翼を取り出す最終段タービン動翼取出方法であって、最終段タービン動翼の基端部に対して軸方向下流側で対向する位置において前記内側ディフューザの一部を形成するように、前記回転軸廻りに環状に形成されて前記ストラットの間に形成された前記燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割された排気室入口側部材を、前記内側ディフューザから取り外す工程と、前記複数に分割された排気室入口側部材を、前記ストラットの間の燃焼ガス通路を通じて取り外す工程と、前記最終段タービン動翼をスライド移動させ、各前記最終段タービン動翼を取り出す工程と、取り外された前記最終段タービン動翼を前記ストラットの間であって前記燃焼ガス通路を通じて取り出す工程と、を含むことを特徴とする。

【0031】

この最終段タービン動翼取出方法によれば、排気室入口側部材を内側ディフューザから取り外して各最終段タービン動翼における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼であっても、全ての最終段タービン動翼を少しずつ軸方向の下流側にスライド移動させて取り外すことができる。しかも、この最終段タービン動翼取出方法によれば、ストラットの間に形成された燃焼ガス通路を通過し得る大きさで周方向において複数に分割された排気室入口側部材を、内側ディフューザから取り外し、取り外された最終段タービン動翼をストラットの間であって燃焼ガス通路を通じて取り出すことができる。この結果、排気室全体を開放せずに最終段タービン動翼を容易に取り出すことができる。

【0032】

また、第１３の発明の最終段タービン動翼取出方法は、第１１または第１２の発明において、前記排気室入口側部材は、径方向内側において前記内側ディフューザに対して軸方向で締結される軸方向締結手段と、径方向内側において周方向に分割された分割部材の相互間が周方向に締結される周方向締結手段と、径方向外側から各前記締結手段に通じるように形成された開口部と、を有しており、前記排気室入口側部材を前記内側ディフューザから取り外す工程では、前記開口部を通して径方向外側から各前記締結手段を操作することを特徴とする。

【0033】

この最終段タービン動翼取出方法によれば、軸方向締結手段および周方向締結手段が径方向内側に配置されており、排気室入口側部材を取り外す場合は、開口部を介して径方向外側から各締結手段を操作する。この結果、外側ディフューザと内側ディフューザとの間の燃焼ガス通路側に突出する部材がないため、タービンの運転時に燃焼ガス流に悪影響を与える事態を防ぐことができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、最終段タービン動翼を容易に取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るガスタービンにおける排気室の断面図である。

【図3】図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視図である。

【図4A】図４Ａは、チップシュラウドを示す概略図である。

【図4B】図４Ｂは、タービン動翼の位置関係を示す図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態１に係るガスタービンにおける排気室入口側部材の斜視図である。

【図6】図６は、本発明の実施形態１に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法のフローチャートである。

【図7】図７は、本発明の実施形態１に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態１に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【図9】図９は、本発明の実施形態１に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【図10】図１０は、本発明の実施形態２に係るガスタービンにおける排気室入口側部材の斜視図である。

【図11】図１１は、本発明の実施形態２に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法のフローチャートである。

【図12】図１２は、本発明の実施形態２に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【図13】図１３は、本発明の実施形態２に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0037】

図１は、本実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。

【0038】

ガスタービン１００は、図１に示すように、圧縮機１０１と燃焼器１０２とタービン１０３と排気室１３４と回転軸であるロータ１０４と、により構成されている。また、ガスタービン１００は、冷却空気の流れ方向の上流側から下流側に向かって、ロータ１０４の中心である軸線Ｒに沿って、圧縮機１０１、燃焼器１０２、タービン１０３および排気室１３４の順番に配置されている。なお、以下の説明において、軸方向とは軸線Ｒに沿って延在して軸線Ｒに平行な方向をいい、径方向とは軸線Ｒに直交する方向をいい、周方向とは軸線Ｒを中心として径方向に直交する周方向を言う。

【0039】

圧縮機１０１は、空気を圧縮して圧縮空気を生成するものである。圧縮機１０１は、空気を取り込む空気取入口１１１を有した圧縮機ケーシング１１２内に圧縮機静翼１１３および圧縮機動翼１１４が設けられている。圧縮機静翼１１３は、圧縮機ケーシング１１２側に取り付けられて周方向に複数配置されている。また、圧縮機動翼１１４は、ロータ１０４側に取り付けられて周方向に複数配置されている。これら圧縮機静翼１１３と圧縮機動翼１１４とは、軸方向に交互に設けられている。

【0040】

燃焼器１０２は、圧縮機１０１で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給することで、高温・高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器１０２は、車室ケーシング１２４に配置され、回転軸であるロータ１０４廻りに環状に複数（例えば１６個）配置されている。

【0041】

タービン１０３は、燃焼器１０２で生成した燃焼ガスにより回転動力を生じるものである。タービン１０３は、車室ケーシング１３１内にタービン静翼１３２およびタービン動翼１３３が設けられている。タービン静翼１３２は、車室ケーシング１３１側に取り付けられて周方向に複数配置されている。また、タービン動翼１３３は、ロータ１０４側に取り付けられて周方向に複数配置されている。これらタービン静翼１３２とタービン動翼１３３とは、軸方向に沿って交互に設けられている。

【0042】

ロータ１０４は、圧縮機１０１側の端部が軸受部１４１により支持され、排気室１３４側の端部が軸受部１４２により支持されて、軸線Ｒを中心として回転自在に設けられている。そして、ロータ１０４は、圧縮機１０１側の端部に発電機（図示せず）の駆動軸が連結されている。

【0043】

このようなガスタービン１００は、圧縮機１０１の空気取入口１１１から取り込まれた空気が、複数の圧縮機静翼１１３と圧縮機動翼１１４とを通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。この圧縮空気に対し、燃焼器１０２において燃料が混合されて燃焼されることで高温・高圧の燃焼ガスが生成される。そして、この燃焼ガスがタービン１０３のタービン静翼１３２とタービン動翼１３３とを通過することでロータ１０４が回転駆動される。このロータ１０４に連結された発電機に回転動力を付与することで発電を行う。そして、ロータ１０４を回転駆動した後の燃焼ガスは、排気室１３４で排気ガスとして系外に排出される。

【0044】

図２は、本実施形態に係るガスタービンにおける排気室の断面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視図である。

【0045】

図２および図３に示すように、排気室１３４は、その外形をなす車室壁１を有する。排気室１３４は、車室壁１の径方向内側に配置される軸受カバー２と、車室壁１と軸受カバー２とを連結するストラット３と、を備えている。また、排気室１３４は、車室壁１の内周面に沿って設けられる外側ディフューザ４と、さらにその径方向内側に配置され、軸受カバー２の外周面に沿って設けられる内側ディフューザ５と、これら外側ディフューザ４と内側ディフューザ５とを連結するとともにストラット３の外周を覆うストラットカバー６と、を備えている。

【0046】

車室壁１は、軸線Ｒを中心としてロータ１０４廻りに環状に形成された円筒形状をなし、排気室１３４の外形を形成する部材である。車室壁１は、車室ケーシング１３１の下流側にて軸方向に隣接して配置されている。

【0047】

軸受カバー２は、車室壁１の径方向内側に配置され、軸線Ｒを中心としてロータ１０４廻りに環状に形成された円筒形状をなす部材である。軸受カバー２は、上記ロータ１０４の軸受部１４２を内部に収容して軸受部１４２を支持する。

【0048】

ストラット３は、その一端３Ａが軸受カバー２の外周面に結合され、その他端３Ｂが車室壁１に結合されている。即ち、車室壁１と軸受カバー２とが、ストラット３によって連結されている。このストラット３は、一端３Ａから他端３Ｂに径方向外側に向かうに従って軸線Ｒ回りの接線方向に傾くように延在しており、周方向に一定間隔をあけて複数（本実施形態では６個）設けられている。

【0049】

外側ディフューザ４は、車室壁１の径方向内側において、車室壁１の内周面に沿って設けられており、軸線Ｒを中心としてロータ１０４廻りに環状に形成された略円筒形状をなす部材である。また、外側ディフューザ４は、上記ストラット３が貫通されている。

【0050】

内側ディフューザ５は、軸受カバー２の径方向外側において、軸受カバー２の外周面に沿って設けられており、軸線Ｒを中心としてロータ１０４廻りに環状に形成された略円筒形状をなす部材である。また、内側ディフューザ５は、上記ストラット３が貫通されている。この内側ディフューザ５と、外側ディフューザ４で囲まれた円筒状の空間は、燃焼ガスを通過させる燃焼ガス通路Ｇを形成し、ディフューザとして、ロータ１０４を回転駆動した後の燃焼ガスの動圧を静圧に変換する機能を備える。

【0051】

ストラットカバー６は、ストラット３の外周を覆う部材であり、排気室１３４の外部から冷却空気を取り込んで、ストラット３の外周に冷却空気を流して、ストラット３を冷却する機能を有する。ストラット３を冷却した冷却空気は、軸受カバー２等の内部部材を冷却して、燃焼ガス通路Ｇへ排出される。なお、本実施形態においてストラット３は６個配置され、それぞれストラットカバー６により覆われて外側ディフューザ４と内側ディフューザ５とを連結する。このため、図３に示すように、外側ディフューザ４と内側ディフューザ５との間の燃焼ガス通路Ｇは、隣接するストラットカバー６同士の間にもそれぞれ形成される。

【0052】

このように構成された排気室１３４は、軸線Ｒを基準として水平面で上半部１３４Ａと下半部１３４Ｂとに２分割して形成されている（図３参照）。また、タービン１０３において最も軸方向の下流側に配置された最終段タービン動翼１３３に対し、外側ディフューザ４の上流側端が最終段タービン動翼１３３の先端部のチップシュラウドに対向し、内側ディフューザ５の上流側端が最終段タービン動翼１３３の基端部（翼根部）に対向している。最終段タービン動翼１３３は、基端部の径方向内側の部材がロータ１０４に一体に形成されたタービンディスク１０４ａに取り付けられている。以下においては、チップシュラウドを備えた最終段タービン動翼の取外しおよび取付け方法について、チップシュラウドの構造との関係で説明する。

【0053】

図４Ａは、組み立てられた状態のチップシュラウドを示す概略図であり、図４Ｂは、タービン動翼を取り外す過程でのタービン動翼の位置関係を示す図である。図４Ａに示すように、周方向に隣接するタービン動翼１３３は、翼先端部において、隣接するチップシュラウド１３３ｂ同士が、周方向の隣接する分割面１３３ｃで、所定の隙間を設けてかぎ状に噛み合わされて取り付けられ、分割面１３３ｃの軸方向の中央部には、軸方向に対して傾きを有して、チップシュラウド１３３ｂ同士が接触する当り面１３３ｄが形成されている。

【0054】

図４Ａに示すように、最終段タービン動翼１３３によっては、当り面１３３ｄの接触長さを保持するため、周方向最大クリアランスＣＬより大きい当り面周方向長さＬを設ける場合がある。なお、周方向最大クリアランスＣＬとは、隣接する翼の基端部（翼根部１３３ａ）同士を、周方向で互いに離間する方向に、翼根部１３３ａのクリアランス分だけわずかに移動させ、隣接するチップシュラウド１３３ｂの分割面１３３ｃに形成される最大クリアランスをいう。このような翼の場合、図４Ｂに示すように、翼根部１３３ａのクリアランスの調整により周方向最大クリアランスＣＬを保持できても、当り面１３３ｄの一部において隣接するチップシュラウド１３３ｂ同士が干渉して、翼の取り出し方向に翼が抜けない場合がある。なお、翼の取り出し方向は、ロータ１０４の軸方向に対して一定の傾きを有している。

【0055】

このような場合、基準の最終段タービン動翼１３３に対して、基準の翼から周方向に離間する方向に、所定のタービン動翼１３３を当り面１３３ｄに沿って移動させる。この操作により、所定のタービン動翼１３３は、周方向に最大クリアランスＣＬ分だけ移動し、軸方向下流側に軸方向移動距離ＬＷだけ移動する。隣接するタービン動翼１３３を次々に同様の操作で移動させ、周方向の全周に配置されたタービン動翼１３３を移動させることにより、翼の基端部（翼根部１３３ａ）からの取り出しが可能となる。すなわち、タービン動翼１３３の軸方向移動距離ＬＷの累積長さが、翼根部軸方向幅Ｗ（軸方向寸法）を越えるまで、タービン動翼１３３を次々に移動すれば、翼根部軸方向幅Ｗを越えて軸方向下流側に移動できるタービン動翼１３３は、最終段タービン動翼の基端部（翼根部１３３ａ）から取り外すことができる。従って、少なくとも周方向に配置された最終段タービン動翼１３３に関して、基準の翼から周方向に１周して隣接する最終段タービン動翼１３３の軸方向移動距離ＬＷの累積長さが、翼根部軸方向幅Ｗ（軸方向寸法）を越えていれば、全ての最終段タービン動翼１３３の取り出しが可能となる。つまり、各タービン動翼１３３を当り面１３３ｄに沿って少しずつ軸方向および周方向に移動させ、タービン動翼１３３の全体を軸方向の下流側方向に押し出すように移動させれば、翼の取り出しが可能となる。このように、チップシュラウド１３３ｂの当り面１３３ｄに沿って、タービン動翼１３３を周方向および軸方向に移動する操作をスライド移動と呼ぶ。

【0056】

なお、各タービン動翼のスライド移動の際、ロータ（回転軸）１０４を回転させて所定位置（例えば、周方向で最も高くなる位置）に最終段タービン動翼を移動させ、所定位置でタービン動翼のスライド移動を行ってもよい。

【0057】

［実施形態１］
本実施形態では、タービンディスク１０４ａから最終段タービン動翼１３３を取り外すための排気室入口側部材、排気室、ガスタービンおよび最終段タービン動翼の取外しおよび取出方法について説明する。

【0058】

まず、本実施形態の排気室入口側部材について説明する。図５は、本実施形態に係るガスタービンにおける排気室入口側部材の斜視図である。

【0059】

排気室入口側部材１０は、図２に示すように、内側ディフューザ５の上流側端部として設けられ、内側ディフューザ５に対して着脱可能に構成されている。本実施形態において、排気室入口側部材１０は、軸線Ｒを中心としてロータ１０４廻りに環状に形成された円筒形状をなす部材である。そして、排気室入口側部材１０は、排気室１３４における燃焼ガス（排気ガス）の流れの入口であり、かつタービン１０３からの燃焼ガスの流れの出口となる部分で、環状に形成されていることから入口環ともいう。この排気室入口側部材１０は、その軸方向寸法（幅）が、最終段タービン動翼１３３における翼根部１３３ａの軸方向寸法よりも大きく形成されている。

【0060】

排気室１３４は、ロータ（回転軸）１０４の軸線Ｒを基準として環状に形成され、上半部１３４Ａと下半部１３４Ｂとに水平面で２分割して形成されている（図２および図３参照）。また、図５に示すように、排気室入口側部材１０もロータ（回転軸）１０４の軸線Ｒを基準として環状に形成され、水平面で上半部材１０Ａと下半部材１０Ｂとに２分割して形成されている。

【0061】

上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、図５に示すように、相互の分割部分において周方向締結手段２０により締結されている。周方向締結手段２０は、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂにおいて、軸方向に沿って延在し径方向内側に突出するリブ１０ａに対して周方向に沿って貫通するボルト、ナットで構成される。そして、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、周方向締結手段（ボルト、ナット）２０により各リブ１０ａが締結されて環状に連結される。

【0062】

また、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、図２〜図３、図５に示すように、内側ディフューザ５に対して軸方向締結手段２１により締結されている。すなわち、図２および図３に示すように、内側ディフューザ５側の軸方向上流側端において周方向に沿って径方向内側に突出するリブ（鍔部）５ｂが設けられ、排気室入口側部材１０側の軸方向下流端においてリブ５ｂに軸方向で対向するように、周方向に沿って径方向内側に突出するリブ１０ｂが設けられている。軸方向締結手段２１は、ボルト、ナットで構成されている。リブ５ｂ，１０ｂに穿孔されたボルト孔に軸方向に沿って貫通するボルトを挿通して、ナットでリブ５ｂ，１０ｂを締結する。その結果、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、軸方向締結手段（ボルト、ナット）２１により内側ディフューザ５に連結される。

【0063】

また、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、図５に示すように、周方向締結手段２０や軸方向締結手段２１に径方向外側からアクセスできるように開口部１０ｃが形成されている。この開口部１０ｃは、ガスタービン１００の運転時では蓋部材（図示せず）により閉塞される。

【0064】

また、図３に示すように、内側ディフューザ５に取付けられたリブ（鍔部）５ｂの径方向内周端には、ストラット３の周方向の位置に対応して、リブ５ｂの周方向に沿って、径方向内周端から径方向外側に凹む切欠き部５ｈが形成されている。また、図５に示すように、リブ５ｂの軸方向上流側に隣接するリブ１０ｂには、径方向内周端で周方向に沿って、切欠き部５ｈの周方向の位置に対応する位置に、切欠き部１０ｈが形成されている。リブ５ｂとリブ１０ｂを軸方向締結手段２１で締結した場合、切欠き部５ｈと切欠き部１０ｈとは、ほぼ同じ大きさの軸方向に貫通する切欠きとなる。ストラット３の周方向の位置に対応して、切欠き部５ｈおよび切欠き部１０ｈが設けられるので、ストラットカバー６内を流れる冷却空気が、排気室入口側部材１０に向かって軸方向上流側に流れる過程で、リブ５ｂおよびリブ１０ｂに妨げられることなく、切欠き部５ｈおよび切欠き部１０ｈを流れるので、冷却空気の流れが乱されることはない。

【0065】

このように、内側ディフューザ５に連結された排気室入口側部材１０の上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂは、図２に示すように内側ディフューザ５の一部として内側ディフューザ５の上流側端部を構成し、外側ディフューザ４とともに燃焼ガス通路Ｇを形成して、ガスタービン１００の排気室１３４を構成する。

【0066】

また、排気室入口側部材１０は、図２および図５に示すように、調整板１０ｄを有する。調整板１０ｄは、軸方向上流側において径方向内側に突出してロータ１０４廻りに環状に設けられ、周方向に複数の開口穴１０ｅが配列されている。また、排気室入口側部材１０は、封止部１０ｆを有する。封止部１０ｆは、調整板１０ｄの突出端に設けられて、内側ディフューザ５の径方向内側に設けられた軸受カバー２に連結されているカバー部材２ａに当接することで径方向内側の空間をシールするものである。調整板１０ｄは、ストラット３の外周を流れる冷却空気が燃焼ガス通路Ｇに排出する際、冷却空気量を絞る機能を有する。これにより、燃焼ガス通路Ｇのガス圧が周方向に変動しても、開口穴１０ｅから排出する冷却空気量がある程度絞られるので、燃焼ガス中に排出する冷却空気量が周方向で変動することはなく、燃焼ガスの流れが乱れるのを防止できる。また、封止部１０ｆは、内側ディフューザ５の軸受部１４２側への燃焼ガスの侵入を防止する。

【0067】

次に、本実施形態の最終段タービン動翼取出方法について説明する。図６は、本実施形態に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法のフローチャートである。また、図７〜図９は、本実施形態に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【0068】

上述した構成において、排気室入口側部材１０は、最終段タービン動翼１３３を取り出す際に内側ディフューザ５から取り外される。

【0069】

最初に、周方向締結手段（ボルト、ナット）２０を取り外し、排気室入口側部材１０の上半部材１０Ａと下半部材１０Ｂとの連結を切り離す（ステップＳ１）。

【0070】

続いて、排気室１３４の上半部１３４Ａを下半部１３４Ｂから切り離し、排気室１３４の上半車室を開放する（ステップＳ２）。具体的には、図２および図７に示すように、排気室１３４の上半部１３４Ａであって、図２に示す状態から、上述した車室壁１、外側ディフューザ４、ストラット３、ストラットカバー６、内側ディフューザ５、軸受カバー２、および軸受部１４２を取り外す。図７は、上半車室を開放した状態を示している。排気室入口側部材１０の上半部材１０Ａは、内側ディフューザ５と一体に取り外されてもよく、軸方向締結手段２１であるボルトを取り外して内側ディフューザ５から切り離してもよい。このとき、排気室１３４の下半車室が据え付けられている状態であり、下半車室の車室壁１、外側ディフューザ４、ストラット３、ストラットカバー６、内側ディフューザ５、軸受カバー２、および軸受部１４２は、下半部１３４Ｂに組み付けられたままの状態である。従って、ロータ１０４は回転可能に支持されている。

【0071】

続いて、図７において、下半部材１０Ｂを内側ディフューザ５に固定する図５で示す軸方向締結手段（ボルト、ナット）２１を取り外し、図８に示すように、図７に示す排気室入口側部材１０の下半部材１０Ｂを内側ディフューザ５から切り離して排気室１３４の下半部１３４Ｂから取り外す（ステップＳ３）。図８の一点鎖線で囲った部分は、ステップＳ３の該当箇所を示す。内側ディフューザ５から切り離した排気室入口側部材１０の下半部材１０Ｂは、軸線Ｒを中心にして周方向に回転させ、開放した排気室１３４の上半車室から抜き出す。

【0072】

これにより、全ての最終段タービン動翼１３３および最終段タービン動翼１３３の翼根部１３３ａの下流側が、当該翼根部１３３ａの軸方向寸法よりも大きく開放されて最終段タービン動翼１３３を軸線Ｒに沿って軸方向下流側にスライド移動することが可能になる。従って、図４Ａ、図４Ｂおよび図９に示すように、図８に示す状態から全ての最終段タービン動翼１３３を少しずつ軸線Ｒに沿って下流側にスライド移動させ、タービンディスク１０４ａの基端部から取り外す（ステップＳ４）。図９の一点鎖線で囲った部分は、ステップＳ４の該当箇所を示す。そして、最終段タービン動翼１３３を軸方向の下流側に取り外す（ステップＳ５）。引き抜かれた最終段タービン動翼１３３は、開放した排気室１３４の上半車室から取り出される。

【0073】

なお、最終段タービン動翼１３３をタービンディスク１０４ａに取り付ける場合は、上記工程を逆の順番に行えばよい。

【0074】

この排気室入口側部材１０によれば、内側ディフューザ５から取り外されて各最終段タービン動翼１３３における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部（チップシュラウド１３３ｂ）同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼１３３であっても、全ての最終段タービン動翼１３３を少しずつ軸方向の下流側にスライド移動させ、タービンディスク１０４ａの基端部から取り外すことができる。この結果、排気室１３４全体を取り外すことなく上半部１３４Ａのみを取り外すことにより、最終段タービン動翼１３３を容易に取り出すことができる。

【0075】

また、本実施形態の排気室入口側部材１０は、分解、組立が容易なように、周方向において少なくとも上半部材１０Ａと下半部材１０Ｂとに分割されている。

【0076】

この排気室入口側部材１０によれば、排気室１３４の上半部１３４Ａを取り外す際、上半部材１０Ａを一体として取り外すことが可能である。この結果、排気室１３４の上半部１３４Ａとともに排気室入口側部材１０の上半部材１０Ａを取り外し、その後に残された排気室１３４の下半部１３４Ｂから排気室入口側部材１０の下半部材１０Ｂを取り外すことができる。従って、取り外し部品点数を少なくして、最終段タービン動翼１３３を取り出すための作業時間を減少することができる。

【0077】

また、本実施形態の排気室入口側部材１０の軸方向幅は、少なくとも最終段タービン動翼１３３における翼根部１３３ａの軸方向寸法（翼根部軸方向幅Ｗ）よりも大きい軸方向寸法に形成されている。

【0078】

この排気室入口側部材１０によれば、内側ディフューザ５から取り外されて各最終段タービン動翼１３３の軸方向下流側を開放した場合、当該最終段タービン動翼１３３を軸方向下流側にスライド移動させる領域を確保でき、最終段タービン動翼１３３の取り出しを確実に行うことができる。

【0079】

また、本実施形態の排気室入口側部材１０は、内側ディフューザ５の径方向内側において内側ディフューザ５に対して軸方向で締結される軸方向締結手段２１と、径方向内側において周方向に分割された相互間が締結される周方向締結手段２０と、径方向外側から各締結手段に通じるように（アクセスできるように）形成された開口部１０ｃと、を有する。

【0080】

この排気室入口側部材１０によれば、軸方向締結手段２１および周方向締結手段２０が内側ディフューザ５の径方向内側に配置されており、排気室入口側部材１０を取り外す場合は、開口部１０ｃを介して径方向外側から各締結手段を操作する。この結果、軸方向締結手段２１および周方向締結手段２０が、内側ディフューザ５より径方向内側に配置され、燃焼ガス通路Ｇ内に障害物が存在しないため、燃焼ガスの流れを乱すことはなく、タービン１０３の運転時に悪影響を与える事態を防ぐことができる。

【0081】

［実施形態２］
本実施形態は、上述した実施形態１に対し、最終段タービン動翼１３３を容易に取り出す効果をより顕著に得るためのものである。従って、本実施形態では、上述した実施形態１と同一の部分に同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１から改良された部分にのみ新たな符号を付して説明する。

【0082】

まず、本実施形態の排気室入口側部材について説明する。図１０は、本実施形態に係るガスタービンにおける排気室入口側部材の斜視図である。

【0083】

排気室入口側部材１０は、ロータ１０４廻りに環状に形成され、ストラット３（ストラットカバー６）の間であって燃焼ガス通路Ｇを通過し得る大きさで周方向において複数に分割されている。本実施形態では、排気室入口側部材１０は、回転軸の軸線Ｒを基準として水平面で上半部材１０Ａと下半部材１０Ｂとに２分割して形成され、かつ上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂがそれぞれ３等分されて、周方向において６等分の分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃとして形成されている。

【0084】

分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、図１０に示すように、相互の分割部分において周方向締結手段２０により締結されている。周方向締結手段２０は、各分割部材において、軸方向に沿って延在し径方向内側に突出するリブ１０ａに対して周方向に沿って貫通するボルト、ナットで構成される。そして、分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、周方向締結手段（ボルト、ナット）２０により各リブ１０ａが締結されて環状に連結される。

【0085】

また、分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、図２および図１０に示すように、内側ディフューザ５に対して軸方向締結手段２１により締結されている。図２に示すように、軸方向締結手段２１は、ボルト、ナットで構成され、内側ディフューザ５側において周方向に沿って径方向内側に突出するリブ（鍔部）５ｂと、排気室入口側部材１０側においてリブ５ｂに軸方向で対向するように、周方向に沿って径方向内側に突出するリブ１０ｂに対して軸方向に沿って貫通する軸方向締結手段（ボルト、ナット）２１により構成される。そして、分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、軸方向締結手段（ボルト、ナット）２１によりリブ５ｂおよびリブ１０ｂが締結されて内側ディフューザ５に連結される。また、分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、図１０に示すように、周方向締結手段２０や軸方向締結手段２１に対して径方向外側からアクセスできるように開口部１０ｃが形成されている。この開口部１０ｃは、ガスタービン１００の運転時では蓋部材（図示せず）により閉塞される。

【0086】

このように、内側ディフューザ５に連結された排気室入口側部材１０の分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃは、図２に示すように内側ディフューザ５の一部として内側ディフューザ５の上流側端部を構成し、外側ディフューザ４とともに燃焼ガス通路Ｇを形成して、ガスタービン１００の排気室１３４を構成する。

【0087】

なお、実施形態１と同様に、本実施形態の排気室入口側部材の場合でも、内側ディフューザ５の軸方向の上流端に設けられたリブ（鍔部）５ｂの軸方向上流側に隣接する排気室入口側部材１０のリブ１０ｂには、径方向内周端で周方向に沿って、切欠き部１０ｈが形成されている。切欠き部１０ｈの周方向の位置は、切欠き部５ｈの周方向の位置に対応すし、ストラット３の周方向の位置に対応するのは、実施形態１と同様である。

【0088】

次に、本実施形態の最終段タービン動翼取出方法について説明する。図１１は、本実施形態に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法のフローチャートである。また、図１２および図１３は、本実施形態に係るガスタービンにおける最終段タービン動翼の取外し方法の工程図である。

【0089】

上述した構成において、排気室入口側部材１０は、最終段タービン動翼１３３を取り出す際に内側ディフューザ５から取り外される。

【0090】

最初に、図２および図１２に示すように、周方向締結手段（ボルト、ナット）２０および軸方向締結手段（ボルト、ナット）２１を取り外し、図２に示す排気室入口側部材１０である分割部材１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃを内側ディフューザ５から取り外し、ストラット３（ストラットカバー６）の間を通して排気室１３４の軸方向下流側から取り出す（ステップＳ２１）。図１２の一点鎖線で囲った部分は、ステップＳ２１の該当箇所を示す。この際、排気室１３４の車室を構成する車室壁１、外側ディフューザ４、ストラット３、ストラットカバー６、内側ディフューザ５、軸受カバー２、および軸受部１４２はそのまま排気室１３４内に残されており、車室は開放されない。このため、ロータ１０４を回転可能に支持した状態を維持することができる。

【0091】

これにより、全ての最終段タービン動翼１３３および最終段タービン動翼１３３の翼根部１３３ａの下流側が、当該翼根部１３３ａの軸方向寸法よりも大きく開放されて最終段タービン動翼１３３を軸線Ｒに沿って下流側にスライド移動することが可能になる。従って、図１３に示すように、図１２に示す状態から全ての最終段タービン動翼１３３を少しずつ軸線Ｒに沿って軸方向下流側にスライド移動させ（ステップＳ２２）、少なくとも基準翼に対して周方向に一廻りした基準翼に隣接するタービン動翼１３３は、タービンディスク１０４ａの基端部から取り外すことが出来る（ステップＳ２３）。図１３の一点鎖線で囲った部分は、ステップＳ２２の該当箇所を示す。この場合、前述したように、最終段タービン動翼１３３は、周方向で相互に隣接する先端部（チップシュラウド１３３ｂ）同士が噛み合って配置されているが、翼根部１３３ａのクリアランスを調整して、チップシュラウド１３３ｂの翼当り面１３３ｄに沿って翼を少しずつスライド移動させ、次々に隣接する翼のスライド移動を行うことにより、タービン動翼１３３の基端部からの取外しが出来る。引き抜かれた最終段タービン動翼１３３は、ストラット３（ストラットカバー６）の間の燃焼ガス通路Ｇを通して排気室１３４の軸方向下流側から取り出される。

【0092】

なお、最終段タービン動翼１３３をタービンディスク１０４ａに取り付ける場合は、上記工程を逆の順番に行えばよい。

【0093】

この排気室入口側部材１０によれば、内側ディフューザ５から取り外されて各最終段タービン動翼１３３における軸方向下流側を開放することで、周方向で相互に隣接する先端部（チップシュラウド１３３ｂ）同士が噛み合って配置されている最終段タービン動翼１３３であっても、全ての最終段タービン動翼１３３を少しずつ軸方向の下流側にスライド移動させ、タービンディスク１０４ａの基端部から取り外すことができる。この結果、排気室１３４を開放することなく最終段タービン動翼１３３を容易に取り出すことができる。

【0094】

また、本実施形態の排気室入口側部材１０は、ロータ（回転軸）１０４廻りに環状に形成されてストラット３の間であって燃焼ガス通路Ｇを通過し得る大きさで、周方向において複数に分割されている。

【0095】

この排気室入口側部材１０によれば、ストラット３の間であって燃焼ガス通路Ｇを通過し得る大きさで、周方向において複数に分割されていることで、排気室１３４を開放することなく、燃焼ガス通路Ｇを通して排気室１３４の軸方向下流側から取り出すことができる。すなわち、排気室１３４を残して排気室入口側部材１０および最終段タービン動翼１３３を取り出すことができる。この結果、取り外し部品の部品点数を実施形態１よりもさらに少なくして、最終段タービン動翼１３３を取り出すための作業時間をさらに減少することができる。

【0096】

なお、上記の実施形態は、上半部材１０Ａおよび下半部材１０Ｂをそれぞれ周方向に３分割、排気室入口側部材１０の全体で６分割した例で説明したが、この例に限られない。少なくとも排気室入口側部材１０の全体で周方向に３分割以上とする例であれば、同様な考え方が適用できる。また、排気室入口側部材１０が、周方向に複数（３個以上）に分割する構造を除き、他の構造は、実施形態１と同様であり、作用、効果も実施形態１と同様である。

【符号の説明】

【0097】

１ 車室壁
２ 軸受カバー
３ ストラット
４ 外側ディフューザ
５ 内側ディフューザ
５ｂ リブ（鍔部）
５ｈ 切欠き部
６ ストラットカバー
１０ 排気室入口側部材
１０Ａ 上半部材
１０Ｂ 下半部材
１０ａ リブ
１０ｂ リブ
１０ｃ 開口部
１０ｄ 調整板
１０ｅ 開口穴
１０ｆ 封止部
１０ｈ 切欠き部
１０Ａａ，１０Ａｂ，１０Ａｃ，１０Ｂａ，１０Ｂｂ，１０Ｂｃ 分割部材
２０ 周方向締結手段
２１ 軸方向締結手段
１００ ガスタービン
１０１ 圧縮機
１０２ 燃焼器
１０３ タービン
１０４ ロータ（回転軸）
１３３ 最終段タービン動翼
１３３ａ 翼根部（基端部）
１３３ｂ チップシュラウド
１３３ｃ 分割面
１３３ｄ 当り面
１３４ 排気室
１３４Ａ 上半部
１３４Ｂ 下半部
１４２ 軸受部
Ｇ 燃焼ガス通路
Ｒ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】