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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024120505
(43)【公開日】2024-09-05
(54)【発明の名称】タービンおよび遮熱装置
(51)【国際特許分類】
F01D 9/04 20060101AFI20240829BHJP
F01D 25/00 20060101ALI20240829BHJP
F02C 7/00 20060101ALI20240829BHJP
F01D 11/00 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
F01D9/04
F01D25/00 X
F02C7/00 D
F01D25/00 M
F01D11/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027337
(22)【出願日】2023-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】千葉 皓太
(72)【発明者】
【氏名】岩井 章吾
(72)【発明者】
【氏名】猪亦 麻子
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 祥史
(72)【発明者】
【氏名】野口 太郎
【テーマコード（参考）】
3G202
【Ｆターム（参考）】
3G202GA13
3G202GB03
3G202KK15
(57)【要約】
【課題】破損の防止を容易に実現可能であると共に、遮熱ピースの間におけるシール特性を向上可能なタービン等を提供する。
【解決手段】実施形態のタービンは、タービンロータの外周面のうち静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースがタービンロータの回転方向に配置される遮熱部材を有する。複数の遮熱ピースのそれぞれは、回転方向において前方側に位置する前方端面と、回転方向において後方側に位置する後方端面とを含み、前方端面と後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、前方端面と後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられている。凸部は、遮熱ピースと一体的に形成されている。複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、凸部が凹部に収容されることによって、複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされる。
【選択図】図２
【解決手段】実施形態のタービンは、タービンロータの外周面のうち静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースがタービンロータの回転方向に配置される遮熱部材を有する。複数の遮熱ピースのそれぞれは、回転方向において前方側に位置する前方端面と、回転方向において後方側に位置する後方端面とを含み、前方端面と後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、前方端面と後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられている。凸部は、遮熱ピースと一体的に形成されている。複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、凸部が凹部に収容されることによって、複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーシングと、
前記ケーシングに収容されており、回転軸に沿った軸方向に作動媒体が流れることによって回転するタービンロータと、
前記ケーシングの内部に設置されている静翼および前記タービンロータの外周面に設置されている動翼を含むタービン段落と、
を備え、前記タービン段落が前記軸方向において複数設けられているタービンであって、
前記タービンロータの外周面のうち前記静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースが前記タービンロータの回転方向に配置される遮熱部材
を有し、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれは、
前記回転方向において前方側に位置する前方端面と、
前記回転方向において後方側に位置する後方端面と
を含み、
前記前方端面と前記後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、
前記前方端面と前記後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられ、
前記凸部は、前記遮熱ピースと一体的に形成されており、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされるように構成されている、
タービン。
前記ケーシングに収容されており、回転軸に沿った軸方向に作動媒体が流れることによって回転するタービンロータと、
前記ケーシングの内部に設置されている静翼および前記タービンロータの外周面に設置されている動翼を含むタービン段落と、
を備え、前記タービン段落が前記軸方向において複数設けられているタービンであって、
前記タービンロータの外周面のうち前記静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースが前記タービンロータの回転方向に配置される遮熱部材
を有し、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれは、
前記回転方向において前方側に位置する前方端面と、
前記回転方向において後方側に位置する後方端面と
を含み、
前記前方端面と前記後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、
前記前方端面と前記後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられ、
前記凸部は、前記遮熱ピースと一体的に形成されており、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされるように構成されている、
タービン。
【請求項2】
前記遮熱部材は、
前記タービンロータの外周面に形成された被係合溝ＴＲに内側部分が係合される脚部と、
前記脚部の外側部分に位置する遮熱板と
を有し、
前記脚部は、前記軸方向において上流側に位置する上流側空間と下流側に位置する下流側空間とを前記脚部が区画するように構成されており、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記上流側空間と前記下流側空間との間をシールし、前記上流側空間から前記下流側空間への冷却流体の漏洩を防止するように構成されている、
請求項１に記載のタービン。
前記タービンロータの外周面に形成された被係合溝ＴＲに内側部分が係合される脚部と、
前記脚部の外側部分に位置する遮熱板と
を有し、
前記脚部は、前記軸方向において上流側に位置する上流側空間と下流側に位置する下流側空間とを前記脚部が区画するように構成されており、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記上流側空間と前記下流側空間との間をシールし、前記上流側空間から前記下流側空間への冷却流体の漏洩を防止するように構成されている、
請求項１に記載のタービン。
【請求項3】
前記複数の遮熱ピースのそれぞれは、
前記脚部を構成する脚部ピースと、
前記遮熱板を構成する遮熱板ピースと
を含み、
前記凸部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記一方の面に設けられた第１の凸部と
前記脚部ピースにおいて前記一方の面に設けられた第２の凸部と
を含み、
前記凹部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記他方の面に設けられた第１の凹部と
前記脚部ピースにおいて前記他方の面に設けられた第２の凹部と
を含み、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記第１の凸部が前記第１の凹部に収容されると共に、前記第２の凸部が前記第２の凹部に収容されるように構成されている、
請求項２に記載のタービン。
前記脚部を構成する脚部ピースと、
前記遮熱板を構成する遮熱板ピースと
を含み、
前記凸部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記一方の面に設けられた第１の凸部と
前記脚部ピースにおいて前記一方の面に設けられた第２の凸部と
を含み、
前記凹部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記他方の面に設けられた第１の凹部と
前記脚部ピースにおいて前記他方の面に設けられた第２の凹部と
を含み、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記第１の凸部が前記第１の凹部に収容されると共に、前記第２の凸部が前記第２の凹部に収容されるように構成されている、
請求項２に記載のタービン。
【請求項4】
前記第１の凸部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第１の径方向凸部と、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第１の軸方向凸部と
を含み、
前記第１の凹部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第１の径方向凹部と、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第１の軸方向凹部と
を含む、
請求項３に記載のタービン。
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第１の径方向凸部と、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第１の軸方向凸部と
を含み、
前記第１の凹部は、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第１の径方向凹部と、
前記遮熱板ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第１の軸方向凹部と
を含む、
請求項３に記載のタービン。
【請求項5】
前記第１の凸部は、前記第１の径方向凸部を複数含み、当該複数の第１の径方向凸部が前記軸方向に間を隔てて並ぶように設けられ、
前記第１の凹部は、前記第１の径方向凹部を複数含み、当該複数の第１の径方向凹部が前記軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている、
請求項４に記載のタービン。
前記第１の凹部は、前記第１の径方向凹部を複数含み、当該複数の第１の径方向凹部が前記軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている、
請求項４に記載のタービン。
【請求項6】
前記第２の凸部は、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第２の径方向凸部と、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第２の軸方向凸部と
を含み、
前記第２の凹部は、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第２の径方向凹部と、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第２の軸方向凹部と
を含む、
請求項３から５のいずれかに記載のタービン。
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第２の径方向凸部と、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第２の軸方向凸部と
を含み、
前記第２の凹部は、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの径方向に延在する第２の径方向凹部と、
前記脚部ピースにおいて前記タービンロータの軸方向に延在する第２の軸方向凹部と
を含む、
請求項３から５のいずれかに記載のタービン。
【請求項7】
前記第２の凸部は、前記第２の軸方向凸部を複数含み、当該複数の第２の軸方向凸部が前記径方向に間を隔てて並ぶように設けられ、
前記第２の凹部は、前記第２の軸方向凹部を複数含み、当該複数の第２の軸方向凹部が前記径方向に間を隔てて並ぶように設けられている、
請求項６に記載のタービン。
前記第２の凹部は、前記第２の軸方向凹部を複数含み、当該複数の第２の軸方向凹部が前記径方向に間を隔てて並ぶように設けられている、
請求項６に記載のタービン。
【請求項8】
ケーシングと、前記ケーシングに収容されており、回転軸に沿った軸方向に作動媒体が流れることによって回転するタービンロータと、前記ケーシングの内部に設置されている静翼および前記タービンロータの外周面に設置されている動翼を含むタービン段落とを備え、前記タービン段落が前記軸方向において複数設けられているタービンにおいて遮熱を行うための遮熱装置であって、
前記タービンロータの外周面のうち前記静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースが前記タービンロータの回転方向に配置される遮熱部材
を有し、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれは、
前記回転方向において前方側に位置する前方端面と、
前記回転方向において後方側に位置する後方端面と
を含み、
前記前方端面と前記後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、
前記前方端面と前記後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられ、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされるように構成されている、
遮熱装置。
前記タービンロータの外周面のうち前記静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースが前記タービンロータの回転方向に配置される遮熱部材
を有し、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれは、
前記回転方向において前方側に位置する前方端面と、
前記回転方向において後方側に位置する後方端面と
を含み、
前記前方端面と前記後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、
前記前方端面と前記後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられ、
前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、前記凸部が前記凹部に収容されることによって、前記複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされるように構成されている、
遮熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、タービンおよび遮熱装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンなどのタービンを備える発電プラントにおいては、発電効率の向上のために、タービンの入口に供給される作動媒体の温度が高くなっている。このため、タービンにおいては、タービンロータや動翼等の部材を高温の作動媒体から保護し、強度を維持するために、遮熱装置が設けられている。
【0003】
遮熱装置は、例えば、タービンロータの外周面のうち静翼に対面する部分に設けられる遮熱部材であって、遮熱部材は、例えば、複数の遮熱ピースがタービンロータの回転方向に配置されることで構成される。そして、遮熱部材とタービンロータとの間に介在する空間に冷却流体を導入することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許４４６０４７１号
【特許文献2】特許３０４０６５６号
【特許文献3】ＷＯ２０１６－１４２９８２
【特許文献4】特開２００８－１５１００７号公報
【特許文献5】特開２０１１－０３８４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
［Ａ］タービン段落の構成
図８Ａは、関連技術に係るタービンにおいて、タービン段落が設けられた部分の要部を示す図である。図８Ａでは、鉛直面（ｘｚ面）の一部断面を模式的に示しており、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に直交する方向が第２水平方向ｙである。図８Ａにおいては、作動媒体Ｍの流れ方向に関して太い矢印で示しており、左側が上流側Ｕｓであって右側が下流側Ｄｓである。
図８Ａは、関連技術に係るタービンにおいて、タービン段落が設けられた部分の要部を示す図である。図８Ａでは、鉛直面（ｘｚ面）の一部断面を模式的に示しており、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に直交する方向が第２水平方向ｙである。図８Ａにおいては、作動媒体Ｍの流れ方向に関して太い矢印で示しており、左側が上流側Ｕｓであって右側が下流側Ｄｓである。
【0006】
［Ａ－１］タービンロータ４３
タービン４において、タービンロータ４３は、ケーシング４１に収容されており、回転軸ＡＸに沿った軸方向に作動媒体Ｍが流れることによって回転方向Ｒに回転するように構成されている。タービンロータ４３は、ロータ本体部４３１にロータディスク４３２が設けられている。ロータ本体部４３１は、回転軸ＡＸに沿って延在している。ロータディスク４３２は、ロータ本体部４３１の外周面において凸状に突き出るように複数設けられている。複数のロータディスク４３２は、回転軸ＡＸに沿った軸方向（ｘ）において間を隔てて配置されている。そして、ロータディスク４３２の外周面に動翼４６が設けられている。
タービン４において、タービンロータ４３は、ケーシング４１に収容されており、回転軸ＡＸに沿った軸方向に作動媒体Ｍが流れることによって回転方向Ｒに回転するように構成されている。タービンロータ４３は、ロータ本体部４３１にロータディスク４３２が設けられている。ロータ本体部４３１は、回転軸ＡＸに沿って延在している。ロータディスク４３２は、ロータ本体部４３１の外周面において凸状に突き出るように複数設けられている。複数のロータディスク４３２は、回転軸ＡＸに沿った軸方向（ｘ）において間を隔てて配置されている。そして、ロータディスク４３２の外周面に動翼４６が設けられている。
【0007】
［Ａ－２］動翼４６
動翼４６は、タービンロータ４３の径方向において内側（図８Ａでは下側）に植込部４６１が設けられている。植込部４６１は、ロータディスク４３２の外周面に嵌合されている。
動翼４６は、タービンロータ４３の径方向において内側（図８Ａでは下側）に植込部４６１が設けられている。植込部４６１は、ロータディスク４３２の外周面に嵌合されている。
【0008】
［Ａ－３］静翼４５
静翼４５は、ケーシング４１の内周面に設置されている。静翼４５は、タービンロータ４３の径方向において内側にダイヤフラム内輪４５１が設けられている。ダイヤフラム内輪４５１の内周面には、シールフィン４５１ｆが設けられている。
静翼４５は、ケーシング４１の内周面に設置されている。静翼４５は、タービンロータ４３の径方向において内側にダイヤフラム内輪４５１が設けられている。ダイヤフラム内輪４５１の内周面には、シールフィン４５１ｆが設けられている。
【0009】
［Ａ－４］遮熱部材５０
そして、タービンロータ４３の外周面のうち静翼４５に対面する部分には、遮熱部材５０が遮熱装置として設けられている。ここでは、遮熱部材５０は、タービンロータ４３を構成するロータ本体部４３１の外周面においてダイヤフラム内輪４５１の内周面に対面する部分に支持されている。遮熱部材５０は、ケーシング４１の内部において作動媒体が流れる主流路と、タービンロータ４３との間を遮断しており、作動媒体の熱からタービンロータ４３を保護するために設けられている。
そして、タービンロータ４３の外周面のうち静翼４５に対面する部分には、遮熱部材５０が遮熱装置として設けられている。ここでは、遮熱部材５０は、タービンロータ４３を構成するロータ本体部４３１の外周面においてダイヤフラム内輪４５１の内周面に対面する部分に支持されている。遮熱部材５０は、ケーシング４１の内部において作動媒体が流れる主流路と、タービンロータ４３との間を遮断しており、作動媒体の熱からタービンロータ４３を保護するために設けられている。
【0010】
遮熱部材５０は、遮熱板５１と脚部５２とを備えており、タービンロータ４３の径方向において外側から内側へ（図８Ａでは上側から下側へ）向かうに伴って、遮熱板５１と脚部５２とが順次設けられている。
【0011】
遮熱部材５０において、遮熱板５１は、タービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿って延在する部分を含む。遮熱板５１は、遮熱板５１の外周面とダイヤフラム内輪４５１の内周面との間に隙間が介在していると共に、遮熱板５１の内周面とロータ本体部４３１の外周面との間に空間ＳＰが介在するように設置されている。
【0012】
遮熱部材５０において、脚部５２は、タービンロータ４３の径方向に延在している。ロータ本体部４３１の外周面においてダイヤフラム内輪４５１の内周面に対面する部分には、被係合溝ＴＲが形成されており、脚部５２において径方向の内側部分が被係合溝ＴＲに係合されている。脚部５２は、例えば、軸方向に挿入されることで、被係合溝ＴＲに係合されるように構成されている。この他に、脚部５２は、例えば、回転方向Ｒに挿入されることで、被係合溝ＴＲに係合されるように構成されていてもよい。
【0013】
ここでは、脚部５２は、遮熱板５１の内周面とロータ本体部４３１の外周面との間に介在する空間ＳＰを、軸方向において上流側Ｕｓに位置する上流側空間ＳＵと、軸方向において下流側Ｄｓに位置する下流側空間ＳＤとに区画するように構成されている。
【0014】
上流側空間ＳＵには、冷却流体ＣＦが導入される。ここでは、例えば、タービンロータ４３に形成された導入口から冷却流体ＣＦが導入される。この他に、上流側空間ＳＵに導入された冷却流体ＣＦは、脚部５２と被係合溝ＴＲとの間に介在する隙間を経由して、下流側空間ＳＤが導入される。上流側空間ＳＵおよび下流側空間ＳＤに導入された冷却流体ＣＦは、遮熱板５１と植込部４６１との間を介して、作動媒体が流れる主流路に吹き出る。これにより、作動媒体が上流側空間ＳＵおよび下流側空間ＳＤに流入することを防止している。
【0015】
図８Ｂは、関連技術に係るタービンにおいて、遮熱部材５０が設けられた部分を示す図である。図８Ｂでは、遮熱部材５０において、タービンロータ４３の回転軸ＡＸが直交する鉛直面（ｙｚ面）であって、図８Ａに示すｘ１－ｘ１部分の断面を模式的に示している。
【0016】
遮熱部材５０は、図８Ｂに示すように、複数の遮熱ピース５００を含む。複数の遮熱ピース５００は、タービンロータ４３の回転方向Ｒにおいて遮熱部材５０を分割した部品である。遮熱ピース５００は、回転方向Ｒに沿った円弧形状であって、複数の遮熱ピース５００が回転方向Ｒに並ぶように配置されることで遮熱部材５０がリング状に構成される。
【0017】
遮熱ピース５００は、遮熱板ピース５１０と脚部ピース５２０とを含む。遮熱ピース５００の遮熱板ピース５１０がタービンロータ４３の回転方向Ｒに複数配置されることによって、遮熱部材５０の遮熱板５１を構成する。そして、遮熱ピース５００の脚部ピース５２０がタービンロータ４３の回転方向Ｒに複数配置されることによって、遮熱部材５０の脚部５２を構成する。
【0018】
複数の遮熱ピース５００のそれぞれは、図８Ｂに示すように、回転方向Ｒにおいて前方側Ｆｗに位置する前方端面ＳＦと、回転方向Ｒにおいて後方側Ｂｗに位置する後方端面ＳＢとを含む。
【0019】
図８Ａに示す遮熱ピース５００では、後方端面ＳＢが図示されている。図８Ａに示すように、遮熱ピース５００の後方端面ＳＢには、凹部Ｒ５１と凹部Ｒ５２とが形成されている。凹部Ｒ５１には、シールピン６１が内部に収容されており、凹部Ｒ５２には、シールピン６２が内部に収容されている。シールピン６１およびシールピン６２は、回転方向Ｒに並ぶ複数の遮熱ピース５００の間を密封するために設置されている。
【0020】
図８Ｃは、関連技術に係るタービンにおいて、遮熱部材５０の一部を拡大して示す図である。図８Ｃでは、遮熱部材５０においてタービンロータ４３の回転軸ＡＸが直交する鉛直面（ｙｚ面）のうち、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。ここでは、遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。図８Ｃにおいて、横方向は、実質的に回転方向Ｒであって、左側が回転方向Ｒの前方側Ｆｗであり、右側が回転方向Ｒの後方側Ｂｗである。図８Ｃにおいて、縦方向は、実質的に径方向に相当する。
【0021】
図８Ｃに示すように、一対の遮熱板ピース５１０の間には、図８Ａに示したシールピン６１が介在している。シールピン６１は、例えば、円柱形状の棒状体である。ここでは、一対の遮熱板ピース５１０のうち、回転方向Ｒの前方側Ｆｗに位置する遮熱板ピース５１０の後方端面ＳＢに凹部Ｒ５１０が形成されており、その凹部Ｒ５１０の内部にシールピン６１が収容されている。図示を省略しているが、図８Ａに示した他のシールピン６２もシールピン６１と同様な形状であって、他のシールピン６２もシールピン６１と同様に凹部Ｒ５２０に収容されている。
【0022】
［Ｂ］課題
タービンの運転時、遮熱ピース５００のそれぞれには、タービンロータ４３の回転に伴って径方向に大きな遠心力が加わる。このため、一の遮熱ピース５００の前方端面ＳＦと、その一の遮熱ピース５００の前方側Ｆｗに位置する他の遮熱ピース５００の後方端面ＳＢとの間の隙間が広がる。この隙間が故障等に起因して想定を超えて広くなった場合、上記の関連技術では、シールピン６１が凹部Ｒ５１から脱落し、シールピン６２が凹部Ｒ５２から脱落する可能性がある。その結果、破損等が生ずる可能性がある。
タービンの運転時、遮熱ピース５００のそれぞれには、タービンロータ４３の回転に伴って径方向に大きな遠心力が加わる。このため、一の遮熱ピース５００の前方端面ＳＦと、その一の遮熱ピース５００の前方側Ｆｗに位置する他の遮熱ピース５００の後方端面ＳＢとの間の隙間が広がる。この隙間が故障等に起因して想定を超えて広くなった場合、上記の関連技術では、シールピン６１が凹部Ｒ５１から脱落し、シールピン６２が凹部Ｒ５２から脱落する可能性がある。その結果、破損等が生ずる可能性がある。
【0023】
また、タービンの運転時に加わる遠心力によって、シールピン６１は、図８Ｃに示すように、凹部Ｒ５１の内部において径方向の外側に移動する。これにより、凹部Ｒ５１の内部には、上流側空間ＳＵと下流側空間ＳＤとの間を連通する連通路ＬＣが形成される場合がある。これに伴い、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが流れる流量が多くなる場合がある。つまり、遮熱ピース５００の間におけるシール特性が低下する場合がある。その結果、タービンの性能が低下する場合がある。
【0024】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、破損の防止を容易に実現可能であると共に、遮熱ピースの間におけるシール特性を向上し、タービンの性能向上を容易に実現可能な、タービンおよび遮熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0025】
実施形態のタービンは、ケーシングと、ケーシングに収容されており、回転軸に沿った軸方向に作動媒体が流れることによって回転するタービンロータと、ケーシングの内部に設置されている静翼およびタービンロータの外周面に設置されている動翼を含むタービン段落と、を備え、タービン段落が軸方向において複数設けられている。実施形態のタービンは、タービンロータの外周面のうち静翼に対面する部分において、複数の遮熱ピースがタービンロータの回転方向に配置される遮熱部材を有する。複数の遮熱ピースのそれぞれは、回転方向において前方側に位置する前方端面と、回転方向において後方側に位置する後方端面とを含み、前方端面と後方端面とのうち一方の面には、凸部が設けられ、前方端面と後方端面とのうち他方の面には、凹部が設けられている。凸部は、遮熱ピースと一体的に形成されている。複数の遮熱ピースのそれぞれの間において、凸部が凹部に収容されることによって、複数の遮熱ピースのそれぞれの間がシールされる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
＜第１実施形態＞
【0028】
［Ａ］タービンの構成
図１は、第１実施形態に係るタービンの要部を一例として示す図である。
図１は、第１実施形態に係るタービンの要部を一例として示す図である。
【0029】
図１は、鉛直面（ｘｚ面）の一部断面を示しており、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に直交する方向が第２水平方向ｙである。また、図１では、タービン４を流れる作動媒体の流れに関して太い矢印で示しており、左側が上流側Ｕｓであって右側が下流側Ｄｓである。
【0030】
図１に示すように、タービン４は、ケーシング４１とタービンロータ４３とを備えている。タービン４は、例えば、多段式であって、複数のタービン段落４７が設けられている。タービン４は、例えば、ガスタービンである。
【0031】
タービン４を構成する各部について順次説明する。
【0032】
ケーシング４１は、例えば、内部ケーシング４１ａと外部ケーシング４１ｂとを有する二重構造であって、外部ケーシング４１ｂが内部に内部ケーシング４１ａを収容している。ケーシング４１において、内部ケーシング４１ａの内周面には、静翼４５が設置されている。静翼４５は、タービンロータ４３の回転方向Ｒ（周方向）に複数が配置されており、複数の静翼４５が静翼翼列を構成している。静翼翼列は、複数段であって、複数段の静翼翼列がタービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿った軸方向（第１水平方向ｘ）に並んでいる。
【0033】
タービンロータ４３は、円柱状の棒状体であって、回転軸ＡＸが第１水平方向ｘに延在している。タービンロータ４３は、ケーシング４１の内部に収容されており、回転軸ＡＸに沿った軸方向に作動媒体が流れることによって回転するように支持されている。タービンロータ４３は、外周面に動翼４６が設置されている。動翼４６は、タービンロータ４３の回転方向Ｒに複数が配置されており、複数の動翼４６が動翼翼列を構成している。動翼翼列は、静翼翼列と同様に、複数段であって、複数段の動翼翼列がタービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿った軸方向（ｘ）に沿って並んでいる。つまり、静翼翼列と動翼翼列とで構成されたタービン段落４７は、複数段落であって、複数段落のタービン段落４７が回転軸ＡＸに沿った軸方向に並ぶように設けられている。
【0034】
タービン４には、燃焼器（図示省略）から作動媒体として供給される燃焼ガスをケーシング４１の内部に導入するために、例えば、ガス供給管４１１とインレットスリーブ４２１とノズルボックス４２２とが設置されている。ガス供給管４１１は、外部ケーシング４１ｂの外部に設けられている。インレットスリーブ４２１は、内部ケーシング４１ａと外部ケーシング４１ｂとを貫通するように設けられている。ノズルボックス４２２は、内部ケーシング４１ａの内部に設けられている。
【0035】
タービン４において、作動媒体は、ガス供給管４１１とインレットスリーブ４２１とノズルボックス４２２とを順次流れた後に、タービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿った軸方向（ｘ）に流れる。このとき、作動媒体は、回転軸ＡＸに沿った軸方向（ｘ）に並ぶ複数段のタービン段落４７のそれぞれにおいて膨張して仕事を行う。これにより、タービンロータ４３が回転方向Ｒへ回転する。作動媒体は、最終のタービン段落４７を通過した後は、排気管４１２を介してケーシング４１の外部へ排出される。
【0036】
［Ｂ］タービン段落の構成
図２は、第１実施形態に係るタービンにおいて、タービン段落が設けられた部分の要部を示す図である。
図２は、第１実施形態に係るタービンにおいて、タービン段落が設けられた部分の要部を示す図である。
【0037】
図２では、図８Ａと同様に、鉛直面（ｘｚ面）の一部断面を模式的に示している。図２に示すように、本実施形態に係るタービンでは、上記した関連技術の場合（図８Ａ参照）と同様に、遮熱部材５０が遮熱装置として設けられている。遮熱部材５０は、遮熱板５１と脚部５２とを備えている。遮熱部材５０は、上記した関連技術の場合（図８Ｂ参照）と同様に、複数の遮熱ピース５００が回転方向Ｒに並ぶように配置されている。複数の遮熱ピース５００のそれぞれは、回転方向Ｒにおいて前方側Ｆｗに位置する前方端面ＳＦと、回転方向Ｒにおいて後方側Ｂｗに位置する後方端面ＳＢとを含む（図８Ｂ参照）。図２に示す遮熱ピース５００では、後方端面ＳＢが図示されている。
【0038】
図３Ａは、第１実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、後方端面ＳＢを模式的に示す図である。図３Ｂは、第１実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、前方端面ＳＦを模式的に示す図である。図３Ｃは、第１実施形態の遮熱部材５０において、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。図３Ｃでは、図８Ｃと同様に、遮熱ピース５００において遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。
【0039】
図２、図３Ａ、図３Ｂ、および、図３Ｃに示すように、本実施形態に係るタービンは、遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００の一部が、上記した関連技術の場合（図８Ａ、図８Ｃ参照）と異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した関連技術の場合と同様であるため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0040】
本実施形態の遮熱ピース５００は、図２、図３Ａ、図３Ｂ、および、図３Ｃに示すように、後方端面ＳＢに凸部Ｔ５０が設けられていると共に、前方端面ＳＦに凹部Ｒ５０が設けられている。ここでは、凸部Ｔ５０は、遮熱ピース５００と一体的に形成されている。
【0041】
【0042】
凸部Ｔ５０は、図３Ａに示すように、第１の凸部Ｔ５１と第２の凸部Ｔ５２とを含むＴ字状である。凸部Ｔ５０において、第１の凸部Ｔ５１は、遮熱板ピース５１０の前方端面ＳＦに設けられている。第１の凸部Ｔ５１は、タービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿った軸方向に延在している。凸部Ｔ５０において、第２の凸部Ｔ５２は、脚部ピース５２０の前方端面ＳＦに設けられている。第２の凸部Ｔ５２は、タービンロータ４３の径方向に延在しており、第２の凸部Ｔ５２において径方向の外側に位置する部分が第１の凸部Ｔ５１に接続するように構成されている。
【0043】
凹部Ｒ５０は、図３Ｂに示すように、第１の凹部Ｒ５１と第２の凹部Ｒ５２とを含むＴ字状である。凹部Ｒ５０において、第１の凹部Ｒ５１は、遮熱板ピース５１０の後方端面ＳＢに設けられている。第１の凹部Ｒ５１は、第１の凸部Ｔ５１と同様に、タービンロータ４３の回転軸ＡＸに沿った軸方向に延在している。凹部Ｒ５０において、第２の凹部Ｒ５２は、脚部ピース５２０の後方端面ＳＢに設けられている。第２の凹部Ｒ５２は、第２の凸部Ｔ５２と同様に、タービンロータ４３の径方向に延在しており、第２の凹部Ｒ５２において径方向の外側に位置する部分が第１の凹部Ｒ５１に接続するように構成されている。
【0044】
そして、図３Ｃに示すように、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間において、凸部Ｔ５０が凹部Ｒ５０に収容されるように構成されている。具体的には、凸部Ｔ５０を構成する第１の凸部Ｔ５１が、凹部Ｒ５０を構成する第１の凹部Ｒ５１に収容される。図示を省略しているが、第１の凸部Ｔ５１と第１の凹部Ｒ５１との関係と同様に、凸部Ｔ５０を構成する第２の凸部Ｔ５２が、凹部Ｒ５０を構成する第２の凹部Ｒ５２に収容される。つまり、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００のうち、一の遮熱ピース５００（第１の遮熱ピース）の後方端面ＳＢにおいて回転方向Ｒに突き出る凸部Ｔ５０が、その一の遮熱ピース５００の後方側Ｂｗに位置する他の遮熱ピース５００（第２の遮熱ピース）の前方端面ＳＦにおいて回転方向Ｒに凹んだ凹部Ｒ５０に収容される。
【0045】
なお、本実施形態では、例えば、遮熱ピース５００の本体について削り出し加工を施すことで、凸部Ｔ５０および凹部Ｒ５０が形成される。この他に、遮熱ピース５００の本体とは別に、凸部Ｔ５０を構成する部材を準備し、遮熱ピース５００の本体に凸部Ｔ５０を構成する部材を溶接などで接合してもよい。
【0046】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態のタービンにおいて、遮熱装置として設置される遮熱部材５０は、複数の遮熱ピース５００のそれぞれの間において、凸部Ｔ５０が凹部Ｒ５０に収容される。これにより、本実施形態の遮熱部材５０は、複数の遮熱ピース５００のそれぞれの間がシールされる。
以上のように、本実施形態のタービンにおいて、遮熱装置として設置される遮熱部材５０は、複数の遮熱ピース５００のそれぞれの間において、凸部Ｔ５０が凹部Ｒ５０に収容される。これにより、本実施形態の遮熱部材５０は、複数の遮熱ピース５００のそれぞれの間がシールされる。
【0047】
本実施形態では、関連技術と異なり、シールピン６１，６２（図８Ａ参照）が設けられておらず、凸部Ｔ５０が遮熱ピース５００と一体的に形成されている。このため、タービン４の運転時に複数の遮熱ピース５００のそれぞれに大きな遠心力が加わり、複数の遮熱ピース５００の間に介在する隙間の幅が広がっても、本実施形態では、関連技術のシールピン６１，６２（図８Ａ参照）と異なり、凸部Ｔ５０は脱落しない。その結果、本実施形態では、破損等の発生を防止可能である。
【0048】
また、本実施形態では、凸部Ｔ５０は、関連技術のシールピン６１，６２（図８Ａ参照）と異なり、タービンの運転時に遠心力が加わっても、凹部Ｒ５１の内部において移動しない。このため、本実施形態では、凹部Ｒ５１の内部において上流側空間ＳＵと下流側空間ＳＤとの間を連通する連通路が存在する場合であっても、連通路の断面積が一定であるので、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが流れる流量が変動しない。つまり、本実施形態では、タービンの運転時においても遮熱ピース５００の間におけるシール特性が低下しない。また、本実施形態では、タービンにおいて作動媒体が流れる主流路へ複数の遮熱ピース５００の間から冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。その結果、本実施形態では、タービンの性能の低下を防止可能である。
【0049】
［Ｄ］変形例
上記の実施形態では、回転方向に隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００において、一の遮熱ピース５００（第１の遮熱ピース）の後方端面ＳＢに凸部Ｔ５０が設けられ、その一の遮熱ピース５００の後方側Ｂｗに位置する他の遮熱ピース５００（第２の遮熱ピース）の前方端面ＳＦに凹部Ｒ５０が設けられている場合について説明しているが、これに限らない。一の遮熱ピース５００の後方端面ＳＢに凹部Ｒ５０が設けられ、他の遮熱ピース５００の前方端面ＳＦに凸部Ｔ５０が設けられていてもよい。複数の遮熱ピースのそれぞれは、回転方向に隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００において対面する後方端面ＳＢと前方端面ＳＦとのうち、一方の面に凸部が設けられ、他方の面に凹部が設けられていればよい。
上記の実施形態では、回転方向に隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００において、一の遮熱ピース５００（第１の遮熱ピース）の後方端面ＳＢに凸部Ｔ５０が設けられ、その一の遮熱ピース５００の後方側Ｂｗに位置する他の遮熱ピース５００（第２の遮熱ピース）の前方端面ＳＦに凹部Ｒ５０が設けられている場合について説明しているが、これに限らない。一の遮熱ピース５００の後方端面ＳＢに凹部Ｒ５０が設けられ、他の遮熱ピース５００の前方端面ＳＦに凸部Ｔ５０が設けられていてもよい。複数の遮熱ピースのそれぞれは、回転方向に隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００において対面する後方端面ＳＢと前方端面ＳＦとのうち、一方の面に凸部が設けられ、他方の面に凹部が設けられていればよい。
【0050】
＜第２実施形態＞
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図４Ａは、第２実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、後方端面ＳＢを模式的に示す図である。図４Ｂは、第２実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、前方端面ＳＦを模式的に示す図である。
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図４Ａは、第２実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、後方端面ＳＢを模式的に示す図である。図４Ｂは、第２実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、前方端面ＳＦを模式的に示す図である。
【0051】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、本実施形態では、遮熱ピース５００の一部が、上記した第１実施形態の場合（図３Ａおよび図３Ｂ参照）と異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した第１実施形態の場合と同様であるため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0052】
【0053】
本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０は、図４Ａに示すように、第１の凸部Ｔ５１と第２の凸部Ｔ５２とを含む。しかし、本実施形態では、第１の凸部Ｔ５１は、第１実施形態の場合と異なり、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。
【0054】
図４Ａに示すように、第１の径方向凸部Ｔ５１１は、遮熱板ピース５１０においてタービンロータ４３の径方向に延在している。第１の径方向凸部Ｔ５１１は、径方向において、第２の凸部Ｔ５２と並ぶように形成されている。これに対して、第１の軸方向凸部Ｔ５１２は、遮熱板ピース５１０においてタービンロータ４３の軸方向に延在している。つまり、本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０は、十字状に形成されている。
【0055】
本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０は、図４Ｂに示すように、第１の凹部Ｒ５１と第２の凹部Ｒ５２とを含む。しかし、本実施形態では、第１の凹部Ｒ５１は、第１実施形態の場合と異なり、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。
【0056】
図４Ｂに示すように、第１の径方向凹部Ｒ５１１は、遮熱板ピース５１０においてタービンロータ４３の径方向に延在している。第１の径方向凹部Ｒ５１１は、径方向において、第２の凹部Ｒ５２と並ぶように形成されている。これに対して、第１の軸方向凹部Ｒ５１２は、遮熱板ピース５１０においてタービンロータ４３の軸方向に延在している。つまり、本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０は、十字状に形成されている。
【0057】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０を構成する第１の凸部Ｔ５１は、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。そして、本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０を構成する第１の凹部Ｒ５１は、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。このため、本実施形態では、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間の形状が、第１実施形態の場合よりも複雑であるため、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間を通過する冷却流体ＣＦは、圧力損失が増加する。その結果、本実施形態では、第１実施形態の場合よりも、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。
以上のように、本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０を構成する第１の凸部Ｔ５１は、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。そして、本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０を構成する第１の凹部Ｒ５１は、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。このため、本実施形態では、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間の形状が、第１実施形態の場合よりも複雑であるため、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間を通過する冷却流体ＣＦは、圧力損失が増加する。その結果、本実施形態では、第１実施形態の場合よりも、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。
【0058】
＜第３実施形態＞
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図５Ａは、第３実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、後方端面ＳＢを模式的に示す図である。図５Ｂは、第３実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、前方端面ＳＦを模式的に示す図である。
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図５Ａは、第３実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、後方端面ＳＢを模式的に示す図である。図５Ｂは、第３実施形態の遮熱部材５０を構成する遮熱ピース５００において、前方端面ＳＦを模式的に示す図である。
【0059】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本実施形態では、遮熱ピース５００の一部が、上記した第２実施形態の場合（図４Ａおよび図４Ｂ参照）と異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した第２実施形態の場合と同様であるため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0060】
【0061】
本実施形態の遮熱ピース５００において、図５Ａに示すように、第１の凸部Ｔ５１と第２の凸部Ｔ５２とを含む。
【0062】
本実施形態の凸部Ｔ５０において、第１の凸部Ｔ５１は、図５Ａに示すように、第２実施形態の場合と同様に、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。しかし、本実施形態では、第１の凸部Ｔ５１は、第２実施形態の場合と異なり、第１の径方向凸部Ｔ５１１を複数含む。複数の第１の径方向凸部Ｔ５１１は、第１の軸方向凸部Ｔ５１２と交差しており、軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0063】
本実施形態の凸部Ｔ５０において、第２の凸部Ｔ５２は、図５Ａに示すように、第２実施形態の場合と異なり、第２の径方向凸部Ｔ５２１と第２の軸方向凸部Ｔ５２２とを有する。第２の径方向凸部Ｔ５２１は、脚部ピース５２０においてタービンロータ４３の径方向に延在している。これに対して、第２の軸方向凸部Ｔ５２２は、脚部ピース５２０においてタービンロータ４３の軸方向に延在している。本実施形態では、第２の凸部Ｔ５２は、第２の軸方向凸部Ｔ５２２を複数含む。複数の第２の軸方向凸部Ｔ５２２は、第２の径方向凸部Ｔ５２１と交差しており、径方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0064】
本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０は、図５Ｂに示すように、第１の凹部Ｒ５１と第２の凹部Ｒ５２とを含む。
【0065】
本実施形態の凹部Ｒ５０において、第１の凹部Ｒ５１は、図５Ｂに示すように、第２実施形態の場合と同様に、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。しかし、本実施形態では、第１の凹部Ｒ５１は、第２実施形態の場合と異なり、第１の径方向凹部Ｒ５１１を複数含む。複数の第１の径方向凹部Ｒ５１１は、第１の軸方向凹部Ｒ５１２と交差しており、軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0066】
本実施形態の凹部Ｒ５０において、第２の凹部Ｒ５２は、図５Ｂに示すように、第２実施形態の場合と異なり、第２の径方向凹部Ｒ５２１と第２の軸方向凹部Ｒ５２２とを有する。第２の径方向凹部Ｒ５２１は、脚部ピース５２０においてタービンロータ４３の径方向に延在している。これに対して、第２の軸方向凹部Ｒ５２２は、脚部ピース５２０においてタービンロータ４３の軸方向に延在している。本実施形態では、第２の凹部Ｒ５２は、第２の軸方向凹部Ｒ５２２を複数含む。複数の第２の軸方向凹部Ｒ５２２は、第２の径方向凹部Ｒ５２１と交差しており、径方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0067】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０を構成する第１の凸部Ｔ５１は、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。そして、本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０を構成する第１の凹部Ｒ５１は、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。本実施形態では、第１の径方向凸部Ｔ５１１は、複数であって、その複数の第１の径方向凸部Ｔ５１１が軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。同様に、第１の径方向凹部Ｒ５１１は、複数であって、その複数の第１の径方向凹部Ｒ５１１が軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
以上のように、本実施形態の遮熱ピース５００において、凸部Ｔ５０を構成する第１の凸部Ｔ５１は、第１の径方向凸部Ｔ５１１と第１の軸方向凸部Ｔ５１２とを有する。そして、本実施形態の遮熱ピース５００において、凹部Ｒ５０を構成する第１の凹部Ｒ５１は、第１の径方向凹部Ｒ５１１と第１の軸方向凹部Ｒ５１２とを有する。本実施形態では、第１の径方向凸部Ｔ５１１は、複数であって、その複数の第１の径方向凸部Ｔ５１１が軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。同様に、第１の径方向凹部Ｒ５１１は、複数であって、その複数の第１の径方向凹部Ｒ５１１が軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0068】
更に、本実施形態では、凸部Ｔ５０を構成する第２の凸部Ｔ５２は、第２の径方向凸部Ｔ５２１と第２の軸方向凸部Ｔ５２２とを有し、凹部Ｒ５０を構成する第２の凹部Ｒ５２は、第２の径方向凹部Ｒ５２１と第２の軸方向凹部Ｒ５２２とを有する。第２の軸方向凸部Ｔ５２２は、複数であって、その複数の第２の軸方向凸部Ｔ５２２が径方向に間を隔てて並ぶように設けられている。同様に、第２の軸方向凹部Ｒ５２２は、複数であって、その複数の第２の軸方向凹部Ｒ５２２が径方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0069】
このため、本実施形態では、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間の形状が、第２実施形態の場合よりも複雑であるため、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間を通過する冷却流体ＣＦは、圧力損失が増加する。その結果、本実施形態では、第２実施形態の場合よりも、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。
【0070】
＜第４実施形態＞
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図６は、第４実施形態の遮熱部材５０において、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。図６では、図３Ｃと同様に、遮熱ピース５００において遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図６は、第４実施形態の遮熱部材５０において、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。図６では、図３Ｃと同様に、遮熱ピース５００において遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。
【0071】
図６に示すように、本実施形態では、遮熱板ピース５１０に形成された第１の凸部Ｔ５１の形状および第１の凹部Ｒ５１の形状が、上記した第１実施形態の場合（図３Ｃ参照）と異なっている。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した第１実施形態の場合と同様であるため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0072】
本実施形態では、図６に示すように、遮熱板ピース５１０に形成された第１の凸部Ｔ５１は、先端部分の形状が、第１実施形態の場合（図３Ｃ参照）と異なり、円弧状の曲面である。また、遮熱板ピース５１０に形成された第１の凹部Ｒ５１は、第１の凸部Ｔ５１の先端部分の形状と同様に、第１実施形態の場合（図３Ｃ参照）と異なり、円弧状の曲面である。
【0073】
図示を省略しているが、遮熱ピース５００において脚部５２を構成する一対の脚部ピース５２０に形成された第２の凸部Ｔ５２および第２の凹部Ｒ５２も、同様に構成されている。
【0074】
［Ｂ］まとめ
このため、本実施形態では、複数の遮熱ピース５００の間において凸部Ｔ５０を凹部Ｒ５０に容易に挿入することが可能であるため、複数の遮熱ピース５００から遮熱部材５０を容易に組み立てることができる。
このため、本実施形態では、複数の遮熱ピース５００の間において凸部Ｔ５０を凹部Ｒ５０に容易に挿入することが可能であるため、複数の遮熱ピース５００から遮熱部材５０を容易に組み立てることができる。
【0075】
＜第５実施形態＞
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図７は、第５実施形態の遮熱部材５０において、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。図７では、図３Ｃと同様に、遮熱ピース５００において遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。
［Ａ］遮熱ピース５００の構成
図７は、第５実施形態の遮熱部材５０において、回転方向Ｒに隣接して並ぶ一対の遮熱ピース５００の間を拡大して示している。図７では、図３Ｃと同様に、遮熱ピース５００において遮熱板５１を構成する一対の遮熱板ピース５１０の間の部分（図８ＢのＸ部分）を拡大して示している。
【0076】
図７に示すように、本実施形態では、遮熱板ピース５１０に形成された第１の凸部Ｔ５１および第１の凹部Ｒ５１が、上記した第１実施形態の場合（図３Ｃ参照）と異なり、複数である。この点、および、これに関連する点を除き、本実施形態は、上記した第１実施形態の場合と同様であるため、重複する部分に関しては、適宜、説明を省略する。
【0077】
本実施形態では、図７に示すように、遮熱板ピース５１０に形成された複数の第１の凸部Ｔ５１は、軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。また、遮熱板ピース５１０に形成された複数の第１の凹部Ｒ５１は、複数の第１の凸部Ｔ５１と同様に、軸方向に間を隔てて並ぶように設けられている。
【0078】
図示を省略しているが、遮熱ピース５００において脚部５２を構成する一対の脚部ピース５２０に形成された第２の凸部Ｔ５２および第２の凹部Ｒ５２も、複数であってもよい。
【0079】
［Ｂ］まとめ
これにより、本実施形態では、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間の形状が、第２実施形態の場合よりも複雑であるため、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間を通過する冷却流体ＣＦは、圧力損失が増加する。その結果、本実施形態では、第２実施形態の場合よりも、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。
これにより、本実施形態では、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間の形状が、第２実施形態の場合よりも複雑であるため、凸部Ｔ５０と凹部Ｒ５０との間に介在する隙間を通過する冷却流体ＣＦは、圧力損失が増加する。その結果、本実施形態では、第２実施形態の場合よりも、上流側空間ＳＵから下流側空間ＳＤへ冷却流体ＣＦが漏洩することを抑制可能である。
【0080】
＜その他＞
【0081】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0082】
４：タービン、４１：ケーシング、４１ａ：内部ケーシング、４１ｂ：外部ケーシング、４３：タービンロータ、４５：静翼、４６：動翼、４７：タービン段落、５０：遮熱部材、５１：遮熱板、５２：脚部、６１：シールピン、６２：シールピン、４１１：ガス供給管、４１２：排気管、４２１：インレットスリーブ、４２２：ノズルボックス、４３１：ロータ本体部、４３２：ロータディスク、４５１：ダイヤフラム内輪、４５１ｆ：シールフィン、４６１：植込部、５００：遮熱ピース、５１０：遮熱板ピース、５２０：脚部ピース、ＡＸ：回転軸、Ｂｗ：後方側、ＣＦ：冷却流体、Ｄｓ：下流側、Ｆｗ：前方側、ＬＣ：連通路、Ｍ：作動媒体、Ｒ：回転方向、Ｒ５０：凹部、Ｒ５１：第１の凹部、Ｒ５１：凹部、Ｒ５１０：凹部、Ｒ５１１：第１の径方向凹部、Ｒ５１２：第１の軸方向凹部、Ｒ５２：第２の凹部、Ｒ５２０：凹部、Ｒ５２１：第２の径方向凹部、Ｒ５２２：第２の軸方向凹部、ＳＢ：後方端面、ＳＤ：下流側空間、ＳＦ：前方端面、ＳＰ：空間、ＳＵ：上流側空間、Ｔ５０：凸部、Ｔ５１：第１の凸部、Ｔ５１１：第１の径方向凸部、Ｔ５１２：第１の軸方向凸部、Ｔ５２：第２の凸部、Ｔ５２１：第２の径方向凸部、Ｔ５２２：第２の軸方向凸部、ＴＲ：被係合溝、Ｕｓ：上流側、ｘ：第１水平方向、ｙ：第２水平方向、ｚ：鉛直方向、
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】