JP2012097601A

JP2012097601A - タービン及びタービンの製造方法

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Publication number: JP2012097601A
Application number: JP2010244290A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Onishi; 智之大西; Yuichiro Waki; 勇一朗脇; Shosei Yamashita; 匠生山下; Takaaki Matsuo; 尊昭松尾; Asaharu Matsuo; 朝春松尾
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: EP2634374A4; CN105386798A; US9551224B2; KR20130036346A; JP5546420B2; EP2634374A1; CN103097668B; CN103097668A; US20130149125A1; KR101503293B1; WO2012057309A1; CN105386798B; EP2634374B1

Abstract

【課題】タービン効率を向上させる。
【解決手段】回転自在に支持された軸体３０と、軸体３０の外周に複数設けられ、軸体３０の周方向に動翼列を構成する動翼部材と、軸体３０と前記動翼列とを囲うケーシングと、前記ケーシングの内周に設けられ、凹凸状となった断面が周方向に連続する内周部７２ａを含む外輪部材７２と、外輪部材７２の内周部７２ａに嵌合したシュラウド４３とシュラウド７２ａから径方向内方側に延びる静翼本体４２とをそれぞれ有し、前記周方向に複数設けられると共に互いに周方向に隣り合うシュラウド４３を近接させて静翼列を構成する静翼部材４１と、複数の静翼部材４１のうち少なくとも一部を連結すると共に、前記連結した静翼部材４１のシュラウド４３を前記軸方向一方側から被覆して前記互いに周方向に隣り合うシュラウド４３の間に形成されたシュラウド隙間を封止する板状部材７１を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、タービン及びタービンの製造方法に関するものである。

周知のように、蒸気タービンの一種として、ケーシングと、ケーシングの内部に回転自在に設けられた軸体と、ケーシングの内周部に固定配置された複数の静翼と、これら複数の静翼の下流側において軸体に放射状に設けられた複数の動翼とを備えたものがある。

下記特許文献１においては、静翼要素と外側シュラウド要素と内側シュラウド要素とを有する静翼部材と、内周に嵌合溝が形成されると共にケーシングに支持される外輪と、外周に嵌合溝が形成されると共にロータを囲う内輪とを用いて静翼構造環を構成している。具体的には、各静翼部材の外側シュラウド要素を外輪の嵌合溝に挿入嵌合させると共に、内側シュラウド要素を内輪の嵌合溝に挿入嵌合させることで、静翼要素を環状に保持させている。

特表２００３−５２５３８２号公報

しかしながら、従来のタービンにおいては、互いに周方向に隣接する外側シュラウドの間に隙間が形成されるので、この隙間から蒸気が動翼側に漏れてしまって損失が生じるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、タービン効率を向上させることを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るタービンは、回転自在に支持された軸体と、前記軸体の外周に複数設けられ、前記軸体の周方向に動翼列を構成する動翼部材と、前記軸体と前記動翼列とを囲うケーシングと、前記ケーシングの内周に設けられ、凹凸状となった断面が周方向に連続する内周部を含む外輪と、前記外輪の内周部に嵌合したシュラウドと前記シュラウドから径方向内方側に延びる静翼本体とをそれぞれ有し、前記周方向に複数設けられると共に互いに周方向に隣り合う前記シュラウドを近接させて静翼列を構成する静翼部材と、前記複数の静翼部材のうち少なくとも一部を連結すると共に、前記連結した静翼部材のシュラウドを前記軸方向一方側から被覆して前記互いに周方向に隣り合うシュラウドの間に形成されたシュラウド隙間を封止する板状部材を備えることを特徴とする。
この構成によれば、複数の静翼部材を連結すると共に、静翼部材のシュラウドを軸方向一方側から被覆してシュラウドの間に形成されたシュラウド隙間を封止するので、軸方向一方側からシュラウド隙間に向かう作動流体が板状部材に衝突してシュラウド隙間への流入が阻止される。これにより、板状部材に衝突した作動流体が静翼本体側に流れて作動流体の主流に合流する。従って、主流流量を増加させることができるので、タービン効率を向上させることができる。
また、板状部材が作動流体のシュラウド隙間への流入を阻止するので、静翼列内においてシュラウド隙間から主流側に流出する作動流体が殆どなくなる。これにより、静翼列内で主流の乱れが生じ難くなって静翼列から流出する主流の流れが設計されたものとなるので、タービン効率を向上させることができる。

また、前記板状部材は、周方向に連続して複数設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、板状部材が周方向に連続して複数設けられているので、周方向に亘って複数形成されるシュラウド隙間を封止することができる。

また、前記板状部材は、前記複数のシュラウドの全周に亘って設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、周方向に亘って複数形成される全てのシュラウド隙間を封止することができる。

また、前記内輪の内周部は、周方向に延びる溝状に形成され、前記板状部材は、前記シュラウド隙間のうち前記内輪の内周部から径方向内方側に露出した部分の少なくとも一部を封止していることを特徴とする。
この構成によれば、板状部材がシュラウド隙間のうち径方向内方側に露出した部分の少なくとも一部を封止するので、作動流体の主流に晒される部分が封止される。これにより、シュラウド隙間に流入する作動流体を効果的に低減することができる。

また、前記板状部材は、前記シュラウド隙間の全部を封止していることを特徴とする。
この構成によれば、板状部材がシュラウド隙間の全部を封止しているので、シュラウド隙間に流入する漏流を更に低減することができる。

また、本発明に係るタービンの製造方法は、回転自在に支持された軸体と、前記軸体の外周に複数設けられ、前記軸体の周方向に動翼列を構成する動翼部材と、前記軸体と前記動翼列とを囲うケーシングと、前記ケーシングの内周に設けられ、凹凸状となった断面が周方向に連続する内周部を含む外輪と、前記外輪の内周部に嵌合したシュラウドと前記シュラウドから径方向内方側に延びる静翼本体とをそれぞれ有し、前記周方向に複数設けられると共に互いに周方向に隣り合う前記シュラウドを近接させて静翼列を構成する静翼部材と、を備えるタービンの製造方法であって、予め複数の静翼部材と板状部材と前記外輪を構成する複数の外輪部材とを用意し、前記複数の静翼部材をグループ分けしてなる複数の静翼部材グループのうち、一に属する前記複数の静翼部材のシュラウドを前記板状部材で連結して一体化する連結工程と、前記板状部材で連結して一体化した前記複数の静翼部材のシュラウドを前記外輪部材の内周部に嵌合させて中間ユニットを製造する中間ユニット製造工程と、前記他の静翼部材グループに属する複数の静翼部材を前記外輪部材に嵌合させたユニットに対して、前記中間ユニットを接続する接続工程と、を備えることを特徴とする。
この方法によれば、タービン効率を向上させることができる構成を容易に得ることができる。
また、複数の静翼部材のシュラウドを板状部材で連結して一体化する連結工程と、連結して一体化した複数の静翼部材のシュラウドを外輪部材の内周部に嵌合させて中間ユニットを製造する中間ユニット製造工程とを有するので、一体化された複数の静翼部材が外輪の内周部に纏めて嵌合される。すなわち、従来のタービンの製造方法においては、静翼部材を外輪部材に組み込む際に、外輪部材の内周部に外側シュラウドを一つ一つ嵌め入れなければならないので、組み立てに労力を要するという問題があったが、上記構成によれば、複数の静翼部材を一つずつ外輪部材の内周部に嵌合させる労力を省略するので、組み立てを容易に行うことができる。

また、ユニットは、前記中間ユニットとして構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、ユニット構成時に、複数の静翼部材を一つずつ外輪部材の内周部に嵌合させる労力を省略するので、組み立てを更に容易に行うことができる。

本発明に係るタービンによれば、タービン効率を向上させることができる。
また、本発明に係るタービンの製造方法によれば、組み立て性を向上させることができる。

本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン１の概略構成断面図である。図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。図１における要部IIの拡大断面図である。図３におけるIII−III線矢視図である。本発明の第一実施形態に係る静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）の概略構成斜視図である。本発明の第一実施形態に係る静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）の第一の分解構成斜視図である。本発明の第一実施形態に係る静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）の第二の分解構成斜視図である。本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン２の静翼ユニット８０Ａの翼列図である。図８におけるIV−IV線矢視図である。本発明の第二実施形態に係る静翼ユニット８０Ａの要部断面図である。本発明の第三実施形態に係る蒸気タービン３の静翼ユニット８０Ｂの翼列図である。本発明の第三実施形態に係る弾性ピース９１Ｂの概略構成斜視図である。本発明の第三実施形態に係る蒸気タービン３の変形例８０Ｃの翼列図である。本発明の第四実施形態に係る蒸気タービン４の静翼ユニット８０Ｄの翼列図である。本発明の第五実施形態に係る蒸気タービン５の静翼ユニット８０Ｅの翼列図である。本発明の第六実施形態に係る蒸気タービン６の静翼ユニット８０Ｆの要部拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービン（タービン）１の概略構成断面図である。
蒸気タービン１は、ケーシング１０と、ケーシング１０に流入する蒸気Ｓの量と圧力を調整する調整弁２０と、ケーシング１０の内方に回転自在に設けられ、動力を図示しない発電機等の機械に伝達する軸体３０と、ケーシング１０の内周に配設された複数の静翼列４０と、軸体３０の外周に配列された複数の動翼列５０と、軸体３０を軸回りに回転可能に支持する軸受部６０と、を主たる構成としている。

ケーシング１０は、外部から内部空間を隔絶しており、その内部空間が気密に封止されている。このケーシング１０は、軸体３０及び動翼列５０を囲繞している。

調整弁２０は、ケーシング１０の内部に複数個取り付けられており、それぞれ図示しないボイラから蒸気Ｓが流入する調整弁室２１と、変位可能な弁体２２と、弁体２２が着座及び離間可能な弁座２３とを備えており、弁体２２が弁座２３から離れると蒸気流路が開いて、蒸気室２４を介して蒸気Ｓがケーシング１０の内部空間に流入する。

軸体３０は、軸本体３１と、この軸本体３１の外周から径方向に延出した複数のディスク３２とを備えている。この軸体３０は、回転エネルギーを、図示しない発電機等の機械に伝達するようになっている。

静翼列４０は、軸体３０を囲繞するように放射状に多数配置された静翼部材４１で構成されており（図２参照）、径方向外方側を外輪１１によって連結されていると共に径方向内方側を内輪１２によって連結されている（後述する。）。
この静翼列４０は、回転軸方向に間隔をあけて複数の段が形成されており、下流側に隣接する動翼列５０に蒸気Ｓを案内する。

動翼列５０は、軸体３０を囲繞するように放射状に多数配置された動翼部材５１によって構成されている。各動翼部材５１は、蒸気Ｓの主流が有する速度エネルギーを回転エネルギーに変換する動翼本体５２と、動翼本体５２の径方向先端部に形成されたチップシュラウド５３とを備えている。この動翼部材５１は、その径方向内方側がそれぞれ軸体３０のディスク３２の外周に強固に取り付けられている。
この動翼列５０は、各静翼列４０の下流側に設けられており、静翼列４０と一組一段とされている。つまり、蒸気タービン１は、蒸気Ｓの主流が静翼列４０と動翼列５０とを交互に流れるようになっている。以下の説明においては、軸体３０の回転軸方向を「軸方向」といい、軸方向における主流上流側を「軸方向一方側」といい、軸方向における主流下流側を「軸方向他方側」という。

軸受部６０は、ジャーナル軸受装置６１及びスラスト軸受装置６２を備えており、軸体３０を回転自在に支持している。

上記の蒸気タービン１においては、静翼列４０の取付構造として静翼ユニット７０が採用されている。
図２は図１におけるＩ−Ｉ線断面図であり、図３は要部IIの拡大断面図であり、図４は図３におけるIII−III線矢視図であり、図５は静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）の概略構成斜視図である。
静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）は、図２に示すように、静翼列４０毎に一対ずつ配設されて、その静翼列４０を構成する全ての静翼部材４１のうち半数の静翼部材４１からなる静翼部材グループＧＡ，ＧＢをそれぞれ保持している。
これら一対の静翼ユニット７０（７０Ａ，７０Ｂ）は、静翼部材グループＧ（ＧＡ，ＧＢ）に、板状部材７１と、外輪部材７２と、内輪部材７３とがそれぞれ組み付けられて構成される。

静翼部材４１は、図２及び図３に示すように、翼軸方向の基端から先端に向けて翼断面（図４参照）を小さくする静翼本体４２と、静翼本体４２の基端に接続された外側シュラウド（シュラウド）４３と、静翼本体４２の先端に接続された内側シュラウド４４とを備えている。
この静翼部材４１は、図３に示すように、先端側が軸体３０側に位置するように、静翼本体４２の翼軸方向を蒸気タービン１の径方向に向けており、図４に示すように、静翼本体４２の前後方向を軸方向に向けている。

外側シュラウド４３は、ブロック状に形成されており、図２に示すように、静翼本体４２の前後方向に見て（前縁４２ａ側から後縁４２ｂ側を見て）、静翼本体４２側が凹となった円弧帯形状に形成されており、その内周面４３ｘに静翼本体４２が連続している。

外側シュラウド４３は、図４に示すように、静翼本体４２の前縁４２ａ側に形成された前部４３ａと、静翼本体４２の後縁４２ｂ側に形成された後部４３ｂとが、中間部４３ｃで接続されている。
この外側シュラウド４３は、図４に示すように、翼軸方向（径方向）に交差する各断面において、前部４３ａ及び後部４３ｂが矩形状に形成されていると共に、前部４３ａに対して後部４３ｂが静翼本体４２の前縁４２ａから後縁４２ｂに向かう方向にずらされて位置しており、これら前部４３ａと後部４３ｂとを平行四辺形状に形成された中間部４３ｃが接続している。

この外側シュラウド４３の前端４３ｄには、図３に示すように、内周面４３ｘ側に形成された内周縁４３ｅと、内周縁４３ｅから外周に亘って形成されると共に内周縁４３ｅに対して相対的に窪んだ窪み部４３ｇとが、それぞれ前後方向に見て、円弧帯状に形成されている（図２参照）。
また、図３に示すように、外側シュラウド４３の後端４２ｈは、段状に形成されており、外周側において前後方向に突出した突出部４２ｉが形成されている。

内側シュラウド４４は、その外観形状が外側シュラウド４３と略相似形に形成されている。この内側シュラウド４４の内周部には、図３に示すように、静翼本体４２側に凹むと共に周方向に延びた嵌合溝４４ａが形成されている。

このような静翼部材４１は、図２に示すように、静翼部材グループＧ（ＧＡ，ＧＢ）毎に、互いの外側シュラウド４３と内側シュラウド４４とを突き合わせるようにして周方向に半環状に列設されている。そして、図４に示すように、周方向に相互に隣接する外側シュラウド４３においては、一方の一端面４２ｙを他方の他端面４２ｚに近接対向させて、周方向にシュラウド隙間Ｍを形成している。

板状部材７１は、図３に示すように、厚さ方向に見て円弧帯状に形成されており、その径方向寸法及び厚さ寸法が、各静翼部材４１の外側シュラウド４３の窪み部４３ｇの径方向寸法及び深さ寸法と略同一になっている。この板状部材７１は、半環状に列設した静翼部材４１の各窪み部４２ｇに嵌め込まれた状態で、各静翼部材４１の外側シュラウド４３にボルト止めされている。
このようにして、板状部材７１は、図２及び図４に示すように、各外側シュラウド４３を連結すると共に、図３に示すように、各静翼部材４１の外側シュラウド４３のうち窪み部４３ｇを被覆している。この板状部材７１は、半環状に列設した静翼部材４１に対して周方向に半ピッチずらされて設けられており、周方向一端の静翼部材４１（図２及び図５において符号４１Ｘを付す。）の外側シュラウド４３を周方向に半ピッチ分だけ露出させていると共に、周方向他端の静翼部材４１（図２及び図５において符号４１Ｙを付す。）の外側シュラウド４３から半ピッチ分だけ周方向に延出している。

外輪部材７２は、図２及び図５に示すように、半輪状に形成されている。
図３に示すように、外輪部材７２の内周部７２ａには、周方向に延びると共に断面輪郭が凹凸状（より具体的には、略矩形）となった半環状溝部７２ｂが形成されている。この半環状溝部７２ｂは、その溝深さ寸法が外側シュラウド４３の翼軸方向の寸法よりも小さく形成されている。そして、半環状溝部７２ｂは、半環状に列設した静翼部材４１と、各静翼部材４１がボルト止めされた板状部材７１との径方向外方側に嵌合して、図２及び図３に示すように、それぞれの径方向内方側を露出させている。

この外輪部材７２には、図１に示すように、軸体３０の軸方向他方側に向けて延びた半環状延出部７２ｄが形成されている（図５において不図示）。この半環状延出部７２ｄは、対をなす外輪部材７２の半環状延出部７２ｄと突き合わされて全体として環状をなし、動翼部材５１のチップシュラウド５３と対向している。

内輪部材７３は、図２に示すように、半輪状に形成されており、図３に示すように、外周部において径方向外方側に突出すると共に周方向に延びる凸部７３ａと、内周部においてそれぞれ径方向内方側に延出すると共に周方向に延びる複数のシールフィン部７３ｂ（図５において不図示）とを有している。
内輪部材７３は、図３に示すように、凸部７３ａが内側シュラウド４４の嵌合溝４４ａに嵌合することで内側シュラウド４４に支持されており、複数のシールフィン部７３ｂが軸体３０と微小間隙を形成している。

このような静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂは、一方の周方向両端部を、他方の周方向両端部に接続している。
より具体的には、図２に示すように、静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂのうち一方側の周方向一端における静翼部材４１Ｘが、他方側の周方向他端における静翼部材４１Ｙに突き合わされて、周方向にシュラウド隙間Ｍを形成している。そして、図２に示すように、これら静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂのうち、一方側の板状部材７１が半ピッチ分だけ露出させた外側シュラウド４３（静翼部材４１Ｘ）を、他方側の板状部材７１の半ピッチ分だけ周方向に延出した部分（静翼部材４１Ｙ側）が被覆している。
このようにして、静翼列４０を構成する複数の静翼部材４１のうち外側シュラウド４３の全周に亘って、板状部材７１が配設されている。

続いて、静翼ユニット７０及び蒸気タービン１の組立方法について、主に図６及び図７を用いて説明する。
まず、静翼部材グループＧ（ＧＡ，ＧＢ）毎に、図６に示すように、静翼部材４１を一つずつ板状部材７１に連結していく（連結工程）。例えば、静翼部材グループＧＡの静翼部材４１を板状部材７１にボルト止めしていく。なお、他の方法で固定してもよい。

この際、各静翼部材４１に予めボルト孔を穿孔すると共に、半環状に静翼部材４１を連接させた状態の各ボルト孔の位置に対応するように、板状部材７１に貫通孔を穿孔しておくことが望ましい。これにより、ボルト孔と貫通孔とを重ねることで、静翼部材４１と板状部材７１とを容易に位置決めすることができる。

このようにして、板状部材７１に連結された静翼部材４１は、半環状に列設された状態で一体化する。この際、互いに周方向に隣接する二つの静翼部材４１の間にシュラウド隙間Ｍが形成される（図４参照）。
同様に、例えば、静翼部材グループＧＢについてもの静翼部材４１を一つずつ板状部材７１にボルト止めする（連結工程）。

そして、図７に示すように、静翼部材４１の内側シュラウド４４の嵌合溝４４ａに、内輪部材７３の凸部７３ａを嵌合させる。
例えば、静翼部材グループＧＡ及び静翼部材グループＧＢのそれぞれついて、内輪部材７３を嵌合させる。

次に、図７に示すように、板状部材７１に静翼部材４１を組み付けた組付品の周方向一端を、外輪部材７２の半環状溝部７２ｂの周方向他端に挿入して、外側シュラウド４３と半環状溝部７２ｂとを嵌合させる（中間ユニット製造工程）。そして、図５に示すように、上述した組付品の周方向一端が外輪部材７２の周方向一端に到達するまで挿入して、静翼ユニット（中間ユニット）７０の組み立てを完了する。例えば、静翼部材グループＧＡ及び静翼部材グループＧＢのそれぞれついて、外輪部材７２を嵌合させて静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂの組み立てを完了する。なお、静翼部材グループＧに内輪部材７３を嵌合させる前に、外輪部材７２を嵌合させてもよい。また、上記組付品を外輪部材７２の半環状溝部７２ｂに対して径方向に挿入してもよい。

そして、図２に示すように、静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂ（外輪部材７２、内輪部材７３）の周方向両端部を接合する。
例えば、静翼ユニット７０Ａをケーシング１０の内壁面に固定した後に、軸体３０を配設し、この軸体３０を挟んで静翼ユニット７０Ｂを配設した後に静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂ（外輪部材７２、内輪部材７３）の周方向両端部を接合する。この際、静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂのうち、一方側の板状部材７１が半ピッチ分だけ露出させた外側シュラウド４３（静翼部材４１Ｘ）を、他方側の板状部材７１の半ピッチ分だけ周方向に延出した部分（静翼部材４１Ｙ側）が被覆するように組み付ける。その後、静翼ユニット７０Ｂをケーシング１０の内壁面に固定する。
このようにして、各段の静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂを接合することで、静翼列４０を構成していき、最終的に、蒸気タービン１の組み立てを完了する。

このようにして組み立てられた蒸気タービン１は、図２及び図４に示すように、シュラウド隙間Ｍが板状部材７１に被覆されて封止される。より具体的には、各静翼部材４１における外側シュラウド４３の窪み部４３ｇを、板状部材７１が被覆していることから、シュラウド隙間Ｍのうち半環状溝部７２ｂ内の部分と、半環状溝部７２ｂから外側に露出した部分の大半が板状部材７１によって封止される。
このため、静翼部材４１に向けて軸方向に流れた蒸気Ｓのうち、シュラウド隙間Ｍに向かう蒸気Ｓは、板状部材７１に衝突した後に静翼本体４２側に流れて蒸気Ｓの主流に合流する。そして、蒸気Ｓは、静翼本体４２によって流れ方向を変更されて、下流側の動翼列５０に流入する。

また、板状部材７１がシュラウド隙間Ｍのうち径方向内方側に露出した部分の大半を封止するので、蒸気Ｓの主流に晒された部分の大半が封止される。これにより、シュラウド隙間Ｍに流入する蒸気Ｓが大幅に低減される。
さらに、静翼列４０内においてシュラウド隙間Ｍから主流側に流出する蒸気Ｓが殆どなくなって、静翼列４０内で主流の乱れが生じずに、設計された角度で静翼列４０から流出した後に動翼列５０に流入する。

以上説明したように、本実施形態に係る蒸気タービン１によれば、複数の静翼部材４１を連結すると共に、静翼部材４１の外側シュラウド４３を軸方向一方側から被覆してシュラウド隙間Ｍを封止するので、軸方向一方側からシュラウド隙間Ｍに蒸気Ｓが向かったとしても板状部材７１に衝突してシュラウド隙間Ｍへの流入が阻止される。これにより、板状部材７１に衝突した蒸気Ｓが静翼本体４２側に流れて蒸気Ｓの主流に合流する。従って、主流流量を増加させることができるので、タービン効率を向上させることができる。
また、板状部材７１が蒸気Ｓのシュラウド隙間Ｍへの流入を阻止するので、静翼列４０内においてシュラウド隙間Ｍから主流側に流出する蒸気Ｓが殆どなくなる。これにより、静翼列４０内で主流の乱れが生じ難くなって静翼列４０から流出する主流の流れが設計されたものとなるので、タービン効率を向上させることができる。

また、板状部材７１が複数の外側シュラウド４３の全周に亘って設けられているので、周方向に亘って複数形成される全てのシュラウド隙間Ｍを封止することができる。
また、シュラウド隙間Ｍのうち径方向内方側に露出した部分の大半を板状部材７１が封止するので、蒸気Ｓの主流に晒される部分が封止される。これにより、シュラウド隙間Ｍに流入する蒸気Ｓを効果的に低減することができる。

また、本実施形態におけるタービンの製造方法によれば、タービン効率を向上させることができる蒸気タービン１の構成を容易に得ることができる。
また、本実施形態におけるタービンの製造方法によれば、静翼部材グループＧ（ＧＡ，ＧＢ）毎に、一体化された複数の静翼部材４１が外輪部材７２の半環状溝部７２ｂに纏めて嵌合される。すなわち、従来のタービンの製造方法においては、静翼部材４１を外輪部材７２に組み込む際に、外輪部材７２の半環状溝部７２ｂに静翼部材４１を一つ一つ嵌め入れなければならないので、組み立てに労力を要するという問題があったが、上記方法によれば、複数の静翼部材４１を一つずつ外輪部材７２の半環状溝部７２ｂに嵌合させる労力を省略するので、組み立てを容易に行うことができる。

また、複数の静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂを全周に配設して、静翼列４０を構成するので、組み立てを更に容易に行うことができる。

なお、上述した構成においては、各段に静翼ユニット７０Ａ，７０Ｂを配設して静翼列４０を構成したが、各段における静翼部材４１を三つ以上にグループ分けすると共にグループの数に対応して静翼ユニットを構成してもよい。
また、静翼ユニット７０Ａを一つだけ設けて、残りの部分（静翼ユニット７０Ｂに相当する部分）の板状部材７１を省略してもよい。

また、上述した構成においては、環状に配列された外側シュラウド４３の全周に板状部材７１を設けたが、周方向の一部のみに設けたとしても当該一部における蒸気Ｓの漏流を防止することが可能である。

また、上述した構成においては、内周縁４３ｅを板状部材７１で被覆せずに露出させたが、内周縁４３ｅを被覆してシュラウド隙間Ｍの全部を封止してもよい。この構成によれば、シュラウド隙間Ｍに流入する蒸気Ｓを更に低減することができる。

また、上述した構成においては、静翼部材グループＧＡ，ＧＢを各静翼列４０に属する静翼部材４１の半数でそれぞれ構成したが、その数は任意であって適宜調整することが可能である。この場合、外輪部材７２の周方向寸法を静翼部材４１の数に応じて適宜調整することが望ましい。

また、上述した構成においては、外輪部材７２に半環状溝部７２ｂを形成して外輪部材７２と外側シュラウド４３とを嵌合させたが、外側シュラウド４３に半環状溝部を形成して外輪部材７２と外側シュラウド４３とを嵌合させてもよい。

（第二実施形態）
図８は本発明の第二実施形態に係る蒸気タービン２の静翼ユニット８０Ａの翼列図であり、図９は図８におけるIV−IV線矢視図であり、図１０は静翼ユニット８０Ａの静翼部材４１Ａの概略斜視図である。なお、図８〜図１０において、図１〜図７と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、静翼ユニット８０Ａは、第一実施形態の静翼ユニット７０と比較して、板状部材７１が省略された点と、静翼部材４１の代わりに静翼部材４１Ａを備えている点とが、第一実施形態の静翼ユニット７０と異なる。
静翼部材４１Ａは、静翼部材４１とほぼ同様の構成であるが、外側シュラウド４３の一端面４２ｙのうち前部４３ａ側において、径方向（翼軸方向）に向けて矩形溝７３ｊが形成されており、この矩形溝７３ｊに熱膨張ピース９１Ａが嵌めこまれている。
熱膨張ピース９１Ａは、図８〜図１０に示すように、長手方向の交差断面が矩形になった棒状部材であり、静翼部材４１Ａよりも線膨張係数が高い材料で形成されている。

本実施形態によれば、高温の蒸気Ｓで熱膨張ピース９１Ａが昇温すると、熱膨張ピース９１Ａが周方向（接線方向）に熱膨張して、隣接する外側シュラウド４３の他端面４２ｚに密着する。これにより、シュラウド隙間Ｍを封止して蒸気Ｓの漏流を低減するので、タービン効率を向上させることができる。

（第三実施形態）
図１１は本発明の第三実施形態に係る蒸気タービン３の静翼ユニット８０Ｂの翼列図である。なお、図１１（及び図１２）において、図１〜図１０と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１１に示すように、静翼ユニット８０Ｂは、第二実施形態の静翼ユニット８０Ａと比較して、熱膨張ピース９１Ａを有する静翼部材４１Ａに代えて、弾性ピース９１Ｂを有する静翼部材４１Ｂを備える点で、第二実施形態の静翼ユニット８０Ａと異なる。

図１２は、弾性ピース９１Ｂの概略構成斜視図である。
図１２に示すように、弾性ピース９１Ｂは、長手方向断面がＣ字状となった棒状部材であり、弾性材料（例えば、バネ鋼等）によって形成されている。この弾性ピース９１Ｂは、図１１に示すように、径方向の開放部９１ｂを軸方向一方側（前側）に向けた状態で、矩形溝７３ｊに挿入されている。

本実施形態によれば、シュラウド隙間Ｍに流入した蒸気Ｓが弾性ピース９１Ｂの開放部９１ｂに流入することで、弾性ピース９１Ｂが外周側に拡がって、周方向に隣接する外側シュラウド４３の他端面４２ｚに密着する。これにより、シュラウド隙間Ｍを封止して蒸気Ｓの漏流を低減するので、タービン効率を向上させることができる。

なお、上述した構成においては、長手方向断面がＣ字状の弾性ピース９１Ｃを矩形溝７３ｊに挿入する構成にしたが、図１３に示すように、長手方向断面がＷ字状の弾性ピース９１Ｄを矩形溝７３ｊに挿入する構成にしてもよい。

（第四実施形態）
図１４は本発明の第四実施形態に係る蒸気タービン４の静翼ユニット８０Ｄの翼列図である。なお、図１４において、図１〜図１３と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１４に示すように、静翼ユニット８０Ｄは、第一実施形態の静翼ユニット７０と比較して、板状部材７１が省略されている点と、外側シュラウド８３を有する静翼部材４１Ｄを備える点で、第一実施形態の静翼ユニット７０と異なる。

外側シュラウド８３は、第一実施形態の外側シュラウド４３の一端面４２ｙ及び他端面４２ｚが径方向断面視で段状に形成されていたのに対して、一端面８２ｙ及び他端面８２ｚが径方向断面視でＮ状に形成されている点で異なる。
つまり、第一実施形態の外側シュラウド４３の一端面４２ｙ及び他端面４２ｚが、前部４３ａと後部４３ｂとを中間部４３ｃが前側から後側に穏やかに傾斜して接続していたのに対して、本実施形態の一端面８２ｙ及び他端面８２ｚは、図１４に示すように、中間部８３ｃが後側から前側に切り返されるように形成されて前部４３ａと後部４３ｂとを接続している。このため、シュラウド隙間Ｍには、中間部８３ｃが近接対向して画定された切返部８３ｄが形成されている。

本実施形態によれば、シュラウド隙間Ｍに切返部８３ｄが形成されているので、シュラウド隙間Ｍに流入した蒸気Ｓに対して切返部８３ｄが大きな流動抵抗として作用する。これにより、蒸気Ｓの漏流を低減して、タービン効率を向上させることができる。

（第五実施形態）
図１５は本発明の第五実施形態に係る蒸気タービン５の静翼ユニット８０Ｅの翼列図である。なお、図１５において、図１〜図１４と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示すように、静翼ユニット８０Ｅは、第一実施形態の静翼ユニット７０と比較して、板状部材７１が省略されている点と、外側シュラウド８５を有する静翼部材４１Ｅを備える点で、第一実施形態の静翼ユニット７０と異なる。

第一実施形態の一端面４２ｙ及び他端面４２ｚにおいては、中間部４３ｃが穏やかに傾斜して前部４３ａと後部４３ｂとを接続していたのに対して、外側シュラウド８５の一端面８５ｙ及び他端面８５ｚにおいては、図１５に示すように、軸方向に直交する直交面８５ｃが前部４３ａと後部４３ｂとを接続している。

また、周方向に隣接する二つの外側シュラウド８５は、一方の前部４３ａと他方の後部４３ｂとが軸方向に延びるボルト８６によって連結されて、一方の一端面８５ｙの直交面８５ｃと、他方の他端面８５ｃの直交面８５ｃとが軸方向に押圧されて密着している。

この構成によれば、周方向に隣接する二つの外側シュラウド８５のうち、一方の一端面８５ｙの直交面８５ｃと他方の他端面８５ｃとが密着してシュラウド隙間Ｍが封止される。これにより、蒸気Ｓの漏流を低減して、タービン効率を向上させることができる。

（第六実施形態）
図１６は本発明の第六実施形態に係る蒸気タービン６の静翼ユニット８０Ｆの要部拡大断面図である。なお、図１６において、図１〜図１５と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６に示すように、静翼ユニット８０Ｆは、第一実施形態の静翼ユニット７０と比較して、板状部材７１が省略されている点と、外輪部材７２の半環状溝部７２ｂの、軸方向一方側における縁部から径方向内方側に延びた延出部７２ｅを備える点で、第一実施形態の静翼ユニット７０と異なる。

延出部７２ｅは、半環状溝部７２ｂから外側に露出したシュラウド隙間Ｍの大半を被覆すると共に封止している。

この構成によれば、延出部７２ｅが、半環状溝部７２ｂから外側に露出したシュラウド隙間Ｍを封止するので、蒸気Ｓの漏流を低減してタービン効率を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した各実施形態においては、本発明を蒸気タービンに適用した実施形態について説明したが、ガスタービンに本発明を適用してもよい。

１，２，３，４，５，６…蒸気タービン
１０…ケーシング
１１…外輪
１２…内輪
３０…軸体
４０…静翼列
４１（４１Ｘ，４１Ｙ）…静翼部材
４２…静翼本体
４３…外側シュラウド（シュラウド）
５０…動翼列
５１…動翼部材
７０（７０Ａ，７０Ｂ）…静翼ユニット（中間ユニット）
７１…板状部材
７２…外輪部材
７２ａ…内周部
Ｇ（ＧＡ，ＧＢ）…静翼部材グループ
Ｍ…シュラウド隙間

Claims

回転自在に支持された軸体と、
前記軸体の外周に複数設けられ、前記軸体の周方向に動翼列を構成する動翼部材と、
前記軸体と前記動翼列とを囲うケーシングと、
前記ケーシングの内周に設けられ、凹凸状となった断面が周方向に連続する内周部を含む外輪と、
前記外輪の内周部に嵌合したシュラウドと前記シュラウドから径方向内方側に延びる静翼本体とをそれぞれ有し、前記周方向に複数設けられると共に互いに周方向に隣り合う前記シュラウドを近接させて静翼列を構成する静翼部材と、
前記複数の静翼部材のうち少なくとも一部を連結すると共に、前記連結した静翼部材のシュラウドを前記軸方向一方側から被覆して前記互いに周方向に隣り合うシュラウドの間に形成されたシュラウド隙間を封止する板状部材を備えることを特徴とするタービン。
前記板状部材は、周方向に連続して複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタービン。
前記板状部材は、前記複数のシュラウドの全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
前記内輪の内周部は、周方向に延びる溝状に形成され、
前記板状部材は、前記シュラウド隙間のうち前記内輪の内周部から径方向内方側に露出した部分の少なくとも一部を封止していることを特徴とする請求項１に記載のタービン。
前記板状部材は、前記シュラウド隙間の全部を封止していることを特徴とする請求項１又は２に記載のタービン。
回転自在に支持された軸体と、
前記軸体の外周に複数設けられ、前記軸体の周方向に動翼列を構成する動翼部材と、
前記軸体と前記動翼列とを囲うケーシングと、
前記ケーシングの内周に設けられ、凹凸状となった断面が周方向に連続する内周部を含む外輪と、
前記外輪の内周部に嵌合したシュラウドと前記シュラウドから径方向内方側に延びる静翼本体とをそれぞれ有し、前記周方向に複数設けられると共に互いに周方向に隣り合う前記シュラウドを近接させて静翼列を構成する静翼部材と、を備えるタービンの製造方法であって、
予め複数の静翼部材と板状部材と前記外輪を構成する複数の外輪部材とを用意し、
前記複数の静翼部材をグループ分けしてなる複数の静翼部材グループのうち、一に属する前記複数の静翼部材のシュラウドを前記板状部材で連結して一体化する連結工程と、
前記板状部材で連結して一体化した前記複数の静翼部材のシュラウドを前記外輪部材の内周部に嵌合させて中間ユニットを製造する中間ユニット製造工程と、
前記他の静翼部材グループに属する複数の静翼部材を前記外輪部材に嵌合させたユニットに対して、前記中間ユニットを接続する接続工程と、
を備えることを特徴とするタービンの製造方法。
前記ユニットは、前記中間ユニットとして構成されていることを特徴とする請求項６に記載のタービンの製造方法。