JP2015161222A - クリアランス調整装置、タービン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明のクリアランス調整装置は、電力消費を抑えつつ、十分なクリアランスを確保する。
【解決手段】クリアランス調整装置８０は、電流が供給されてオン状態となることで、分割環２０を、初期位置から、初期位置よりも径方向外周側に位置する離間位置に移動させる電磁石８１と、電磁石８１への電流の供給を調整制御する制御部８２と、を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、クリアランス調整装置、タービン装置に関する。

ガスタービンにおける運転効率を向上させるため、車室内に回転自在に設けられた動翼の外周端部と、その外周側に対向する分割環との間のクリアランスを適正に保つ必要がある。

ガスタービンが停止している場合と、定常運転している場合とでは、動翼、チップ、車室等、ガスタービンを構成する各部の温度が異なる。また、ガスタービンを構成する各部は、特に起動時に温度が上昇していく過程では、それぞれの部材の熱膨張係数、体積等に応じて、温度上昇度合いが異なる。このため、ガスタービンの運転状況に応じて、クリアランスが変動する。

そこで、ガスタービンに備えられた燃焼器を冷却するための蒸気を用いたクリアランスのコントロールが行われていた。具体的には、起動時には、動翼の外周側の翼環を予め蒸気によって加熱することによって、動翼の外周側の分割環を間接的に予熱して膨張させ、その内径を拡大させておく。これにより、ガスタービンが起動し、動翼を備えた動翼環の温度が燃焼ガスによって上昇し、その外径が拡大したときに、動翼と分割環との間のクリアランスが過少となるのを防ぐ。

ところで、近年、急速起動に対するニーズの対応などから蒸気を用いないガスタービンが要求されている。
そこで、特許文献１には、電磁石を用い、定常運転時に分割環を動翼側に接近させることで、分割環と動翼とのクリアランスを調整する構成が開示されている。

特開２０１０−２７６０１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成においては、定常運転時にクリアランスを常に適正に維持するため、電磁石に常時通電する必要があり、電力消費量が大きくなってしまう。また、起動時にクリアランスが狭まってしまった場合には、十分なクリアランスを確保できないおそれがある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電力消費を抑えつつ、十分なクリアランスを確保することができるクリアランス調整装置、タービン装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明に係るクリアランス調整装置は、タービン装置の動翼の先端にクリアランスを介して配置された分割環を径方向に移動させることで、前記クリアランスを調整するクリアランス調整装置であって、電流が供給されてオン状態となることで、前記分割環を初期位置から、前記初期位置よりも径方向外周側に位置する離間位置に移動させる電磁石と、前記電磁石への電流の供給を調整制御する制御部と、を備える。

このような構成によれば、制御部により電磁石に電流を供給し、電磁石をオン状態とすると、分割環が、初期位置から径方向外周側の離間位置に移動する。これにより、タービン装置の起動時等において、タービン装置の車室内の温度上昇にともなって動翼が膨張して外周側に拡径したときに、分割環とのクリアランスを確保することができる。
そして、電磁石への電流の供給は、分割環を離間位置に移動させるときのみである。したがって、タービン装置が定常運転状態等にあり、分割環を径方向外周側の離間位置に退避させる必要がないときには、電磁石に電流を供給する必要がない。

また、この発明に係るクリアランス調整装置において、前記電磁石は、前記分割環の径方向外周側に前記分割環と一体に設けられた遮熱環を径方向外周側に移動させることで、前記分割環を初期位置から前記離間位置に移動させるようにしてもよい。
これにより、電磁石は、分割環および遮熱環の外周側に配置することができる。したがって、電磁石にタービン装置内の燃焼ガスの熱影響が及ぶのを抑えることができる。

また、この発明に係るクリアランス調整装置において、前記分割環の周方向において互いに隣接する複数の前記分割環を一つの前記遮熱環で支持し、前記遮熱環を前記電磁石により移動させるようにしてもよい。
これにより、一つの電磁石で複数の分割環を同時に移動させることができ、低コスト化を図ることができる。

また、この発明に係るクリアランス調整装置において、前記電磁石は、前記タービン装置の車室に形成された固定壁に固定された第一の電磁石と、前記第一の電磁石に対して径方向外周側に対向配置される第二の電磁石と、を有し、前記第二の電磁石は、前記分割環または前記遮熱環の径方向外周側に配置された受圧部材に固定され、前記第一の電磁石と前記第二の電磁石との間に生じる斥力により、前記受圧部材を径方向外周側に変位させることによって、前記分割環を初期位置から前記離間位置に移動させるようにしてもよい。

このような構成によれば、電磁石を構成する第一の電磁石と第二の電磁石に電流を供給すると、第一の電磁石と前記第二の電磁石との間で、互いに反発する斥力を生じる。第一の電磁石は固定壁に固定されているため、前記の斥力により、第二の電磁石が径方向外周側に移動する。すると、第二の電磁石が移動しようとする力が受圧部材に伝達され、受圧部材が径方向外周側に移動する。受圧部材は、分割環または遮熱環に固定されているため、受圧部材の移動にともなって、分割環または遮熱環が径方向外周側に移動する。このようにして、分割環を初期位置から離間位置に移動させることができる。

さらに、前記受圧部材は、筒状なして前記固定壁を貫通して前記車室の径方向に沿って移動自在とされ、前記固定壁を介して径方向内周側の端部が前記分割環または前記遮熱環に固定された筒状部と、前記筒状部の径方向外周側の端部を閉塞し、前記第二の電磁石が固定される受圧部と、を備えるようにしてもよい。
これにより、第一の電磁石と前記第二の電磁石との間で生じた斥力により、第二の電磁石が径方向外周側に移動すると、受圧部材において受圧部が径方向外周側に押圧される。これによって、分割体または遮熱体に固定された筒状部が径方向外周側に移動し、分割環を初期位置から前記離間位置に移動させることができる。
ここで、受圧部材は、筒状部と受圧部とによって、第一の電磁石及び第二の電磁石を囲うことになる。これにより、第一の電磁石や第二の電磁石に金属粉等が付着するのを防ぐことができる。

また、前記筒状部内に、圧縮流体を送り込む流体供給手段を備えるようにしてもよい。
このように、筒状部内に圧縮流体を送り込み、筒状部内の圧力が筒状部の外側よりも高まると、差圧により、筒状部が径方向外周側に移動する。このようにして、圧縮流体によっても、分割環を初期位置から離間位置に移動させることができる。このような流体供給手段は、電磁石が正常に作動しなかった場合等に、分割環を移動させることができる。

また、この発明に係るクリアランス調整装置において、前記受圧部材を径方向内周側に変位させる方向の付勢力を生じさせる弾性部材を備えるようにしてもよい。
これにより、電磁石への電力の供給が遮断されたときに、弾性部材の付勢力によって受圧部材を径方向内周側に変位させ、分割環を初期位置に復帰させることができる。

また、この発明に係るクリアランス調整装置において、前記制御部は、前記タービン装置の起動時に、前記電磁石に電流を供給してオン状態とし、前記分割環を前記初期位置から離間位置に移動させ、前記タービン装置の定常運転時には、前記電磁石への電流供給を停止してオフ状態とするようにしてもよい。
このようにして、起動時のみ電磁石に電流を供給し、定常運転時においては電磁石への電力供給を停止することによって、電力消費を抑えることができる。

この発明に係るタービン装置は、上記したようなクリアランス調整装置を備えている。
このような構成とすることで、タービン装置の起動時等において、タービン装置の車室内の温度上昇にともない、動翼が膨張して外周側に拡径したときに、分割環とのクリアランスを調整して確保することができる。
また、電磁石への電流の供給は、分割環を離間位置に移動させるときのみであり、それ以外のときには、電磁石に電流を供給する必要がない。

この発明に係るクリアランス調整装置、タービン装置によれば、電力消費を抑えつつ、十分なクリアランスを確保することができる。

この発明の一実施形態に係るガスタービンの全体構成を示す模式図である。 ガスタービンのタービン部に設けられたクリアランス調整機構の構成を示す断面図である。 磁気アクチュエータの配置を示す図であって、車室の中心軸に直交する断面図である。 制御部におけるクリアランス調整機構の制御方法の流れを示す図である。 上記クリアランス調整機構の第一変形例を示す図である。 第一の電磁石及び第二の電磁石の冷却のために筒状部の内部に圧縮空気を送り込む場合の、制御部における制御の流れの一例を示す図である。 上記クリアランス調整機構の第三変形例を示す図である。

以下、この発明の一実施形態に係るクリアランス調整装置、タービン装置を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、ガスタービンの概略を示す全体構成図である。図２は、ガスタービン１のタービン部４に設けられたクリアランス調整機構８０の構成を示す断面図である。図３は、磁気アクチュエータの配置を示す図であって、翼環と同心状に設けられた車室の中心軸に直交する断面図である。
図１に示すように、ガスタービン（タービン装置）１は、燃焼用空気を圧縮する圧縮機２と、圧縮機２から送られてきた圧縮空気に燃料ＦＬを噴射して燃焼させ、燃焼ガスを発生させる燃焼器３と、この燃焼器３の燃焼ガスの流れ方向の下流側に設けられ、燃焼器３を出た燃焼ガスにより駆動されるタービン部４と、発電機６と、圧縮機２とタービン部４と発電機６を一体に連結する回転軸５と、を備えている。

図２に示すように、ガスタービン１のタービン部４は、タービン部４のケーシングである不図示の車室内に、静翼環７と、動翼環８とが、回転軸５（図１参照）の中心軸の軸方向に沿って交互に配列されている。

静翼環７は、車室に固定された円環状の環状体７ａと、環状体７ａの内周側に周方向に間隔をあけて設けられた複数の静翼７ｂと、を備えている。

動翼環８は、車室の中心軸周りに回動自在に設けられた回転軸５（図１参照）の外周部に設けられている。動翼環８は、回転軸５と一体に設けられた不図示の動翼ディスクと、動翼ディスクの外周部に周方向に間隔をあけて複数が設けられた動翼８ｂと、を備えている。

このようなタービン部４においては、燃焼器３で発生させた燃焼ガスＦＧを静翼環７及び動翼環８からなる翼列に供給する。すると、動翼環８が回転軸５とともに中心軸回りに回転する。この回転軸５の回転により、発電機６が駆動され、回転エネルギーが電力に変換される。

タービン部４には、動翼環８の外周側に、分割環２０が設けられている。分割環２０は、回転軸５の周方向に配置された複数の分割体２１により形成され、全体として回転軸５を中心とした環状体を形成している。

図２、図３に示すように、分割体２１は、動翼環８に対向する本体２２と、本体２２の背面２２ａに設けられたフック２３と、を一体に備えている。本体２２は、動翼環８に対向するチップ面２２ｂが、断面円弧状の湾曲面をなしている。

図２に示すように、車室内で車室中心軸と同心状に設けられた翼環９の内周面に、遮熱環３０が設けられている。分割環２０を構成する各分割体２１は、翼環９に遮熱環３０を介して翼環９に保持されている。遮熱環３０は、その内周面に、各分割体２１のフック２３が係合する係合溝３１を備えている。
遮熱環３０は、回転軸５の周方向に環状に配置された複数の遮熱環分割体３２により形成され、全体として回転軸５を中心とした環状体を形成している。ここで遮熱環分割体３２は、分割環２０の分割体２１のそれぞれに対応して同数が設けられている。

各遮熱環分割体３２は、翼環９の固定壁９２に形成された保持溝９１に保持されている。保持溝９１は、遮熱環分割体３２を、翼環９の径方向に移動可能に保持している。

分割環２０の各分割体２１は、クリアランス調整機構（クリアランス調整装置）８０を備えている。クリアランス調整機構８０は、分割体２１の位置を遮熱環分割体３２と一体に車室径方向に進退させることで、動翼環８の各動翼８ｂの先端と分割体２１の本体２２のチップ面２２ｂとの径方向のクリアランスＣを調整する。

クリアランス調整機構８０は、受圧部材８５と、磁気アクチュエータ（電磁石）８１と、バネ（弾性部材）８６と、制御部８２と、を備えている。

受圧部材８５は、円筒状または角筒状をなした筒状部８５ａと、筒状部８５ａの径方向外周側の一端を閉塞する受圧部８５ｂと、を備えている。この受圧部材８５は、筒状部８５ａが固定壁９２に形成された貫通孔９２ｈに挿通され、車室径方向に沿って移動自在とされている。受圧部８５ｂは、固定壁９２において、車室径方向外周側を向く側に配置されている。また、受圧部材８５の筒状部８５ａの径方向内周側の端部である基端部８５ｃは、遮熱環分割体３２の径方向外周側に一体に固定されている。

磁気アクチュエータ８１は、第一の電磁石８３Ａと、第二の電磁石８３Ｂと、を備えている。第一の電磁石８３Ａは、ガスタービン１の翼環９に形成された固定壁９２において、車室径方向外周側を向く面９２ａに固定されている。第二の電磁石８３Ｂは、第一の電磁石８３Ａに対して径方向外周側に対向配置され、受圧部材８５の受圧部８５ｂにステー８７を介して固定されている。
これら第一の電磁石８３Ａおよび第二の電磁石８３Ｂは、受圧部材８５の筒状部８５ａの内部に配置されている。

第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとは、電流が供給されると、互いに反発しあう斥力を生じるようになっている。第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂへの電流の供給は制御部８２により調整制御される。

また、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間には、バネ８６が設けられている。このバネ８６は、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとを互いに接近させる引張方向の付勢力を発揮する。

クリアランス調整機構８０は、さらに、筒状部８５ａの内部に、外部から圧縮空気を供給する圧縮空気供給管（流体供給手段）８８を備えている。圧縮空気供給管８８は、圧縮空気供給源との間に不図示の開閉弁を備えている。この開閉弁の開閉動作は、制御部８２により制御される。
開閉弁を開き、圧縮空気供給管８８から筒状部８５ａの内部に圧縮空気（圧縮流体）を送り込み、受圧部８５ｂと固定壁９２の面９２ａとで囲まれた筒状部８５ａ内の空間の圧力が筒状部８５ａ外よりも高まると、筒状部８５ａ内外の差圧により、筒状部８５ａが径方向外周側に移動する。このようにして、圧縮空気供給管８８は、圧縮空気を送り込むことで、分割環２０の分割体２１を初期位置から離間位置に移動させる方向の力を発揮させることができる。

制御部８２により、磁気アクチュエータ８１を構成する第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂに電流を供給すると、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間で、互いに反発する斥力を生じる。第一の電磁石８３Ａは固定壁９２に固定されているため、前記の斥力により、第二の電磁石８３Ｂが径方向外周側に移動する。すると、第二の電磁石８３Ｂが移動しようとする力が受圧部材８５の受圧部８５ｂに伝達され、受圧部材８５が径方向外周側に移動する。受圧部材８５の筒状部８５ａは、基端部８５ｃで遮熱環分割体３２と固定されているため、受圧部材８５の移動にともなって、遮熱環分割体３２が径方向外周側に移動する。このようにして、分割環２０の分割体２１を、動翼８ｂの先端に近接した初期位置から、初期位置よりも径方向外周側に離間した離間位置に移動させることができる。これにより、クリアランスＣが拡がる。

制御部８２により、磁気アクチュエータ８１を構成する第一の電磁石８３Ａ、第二の電磁石８３Ｂへの電流供給を遮断すると、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間の斥力が消失する。すると、バネ８６の引張力によって、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとが接近し、受圧部材８５が車室径方向内周側に移動する。このようにして、分割環２０の分割体２１を、離間位置から初期位置に復帰させ、クリアランスＣを小さくすることができる。

制御部８２は、ガスタービン１の起動時に、磁気アクチュエータ８１に電流を供給してオン状態とし、分割環２０の分割体２１を初期位置から離間位置に移動させる。これにより、ガスタービン１の車室の温度上昇にともない、動翼８ｂが膨張して外周側に拡径したときに、分割環２０の分割体２１とのクリアランスＣを調整して確保することができる。
また、制御部８２は、起動時に、分割環２０の分割体２１と動翼８ｂとが最も接近するタイミングを過ぎた後には、磁気アクチュエータ８１への電流供給を停止してオフ状態とする。これにより、ガスタービン１の定常運転時には、磁気アクチュエータ８１への電流供給を停止したオフ状態が維持される。

図４は、上記したような制御部８２におけるクリアランス調整機構８０の制御方法の流れを示す図である。
この図４に示すように、ガスタービン１が起動されると、制御部８２は、起動信号を取り込み、制御を開始する（ステップＳ１０１）。
制御部８２は、制御開始後、ガスタービン１の回転数、負荷、動翼環８をはじめとする各部の温度等の情報を取り込み、ガスタービン１の動翼環８が回転しているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

動翼環８の回転が確認されたら、磁気アクチュエータ８１に電流を供給し、オン状態とする（ステップＳ１０３）。
磁気アクチュエータ８１は、電流の供給により、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間で、互いに反発する斥力を生じる。これにより、受圧部材８５が径方向外周側に移動し、分割環２０の分割体２１が、初期位置から離間した離間位置に移動し、クリアランスＣが拡大される。

制御部８２は、続いて、磁気アクチュエータ８１が正常に作動しているか否かを確認する（ステップＳ１０４）。

磁気アクチュエータ８１が正常に作動していれば、続いて、ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達したか否かを確認する（ステップＳ１０５）。ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達するまでは、ステップＳ１０４、Ｓ１０５を繰り返す。
ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達したら、動翼環８の温度が、予め定めた定常温度、すなわち、ガスタービン１が定常負荷状態にあるときの翼環温度に到達したか否かを確認する（ステップＳ１０６）。

そして、動翼環８の温度が定常温度に到達したら、ガスタービン１の起動が完了し、定常運転に移行したものとし、磁気アクチュエータ８１への電流供給を遮断する（ステップＳ１０７）。すると、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間の斥力が消失する。第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂは、バネ８６の引張力によって互いに接近し、受圧部材８５が車室径方向内周側に移動する。これにより、分割体２１が離間位置から初期位置に復帰する。
この後は、ガスタービン１の起動時の制御を終了し、定常運転状態での制御に移行する。

なお、上記のステップＳ１０４において、磁気アクチュエータ８１が正常に作動していないと判定された場合には、不図示の開閉弁を開き、圧縮空気供給管８８により、外部の圧縮空気供給源から圧縮空気を供給（挿入）する（ステップＳ１１１）。圧縮空気供給管８８から筒状部８５ａの内部に圧縮空気を送り込み、筒状部８５ａ内の圧力が筒状部８５ａ外よりも高まると、筒状部８５ａ内外の差圧により、筒状部８５ａが径方向外周側に移動する。このようにして、分割環２０の分割体２１を初期位置から離間位置に移動させる。

圧縮空気供給管８８から圧縮空気を供給し始めたら、制御部８２は、ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達したか否かを確認する（ステップＳ１１２）。ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達するまでは、ステップＳ１１１、Ｓ１１２を繰り返し、圧縮空気の供給を継続する。
そして、ガスタービン１の負荷が定常負荷に到達したら、動翼環８の温度が、予め定めた定常温度、すなわち、ガスタービン１が定常負荷状態にあるときの翼環温度に到達したか否かを確認する（ステップＳ１１３）。

そして、動翼環８の温度が定常温度に到達したら、ガスタービン１の起動が完了し、定常運転に移行したものとし、圧縮空気供給管８８からの圧縮空気の供給を遮断する（ステップＳ１１４）。すると、受圧部材８５内の圧力が下がり、受圧部材８５が車室径方向内周側に移動する。これにより、分割体２１が離間位置から初期位置に復帰し、クリアランスＣが狭まる。
この後は、ガスタービン１の起動時の制御を終了し、定常運転状態での制御に移行する。

上述したクリアランス調整機構８０及びこれを備えるガスタービン１によれば、制御部８２により磁気アクチュエータ８１に電流を供給し、磁気アクチュエータ８１をオン状態とすると、分割環２０の分割体２１が、初期位置から径方向外周側の離間位置に移動する。これにより、ガスタービン１の起動時等において、ガスタービン１の車室内の温度上昇にともない、動翼８ｂが膨張して外周側に拡径したときに、クリアランスＣが狭くなりすぎてしまうことを抑えて分割環２０の分割体２１とのクリアランスＣを調整して確保することができる。
また、磁気アクチュエータ８１への電流の供給は、分割環２０の分割体２１を離間位置に移動させるときのみである。したがって、ガスタービン１が定常運転状態等にあり、分割環２０の分割体２１を径方向外周側の離間位置に退避させる必要がないときには、磁気アクチュエータ８１に電流を供給する必要がない。
その結果、上記クリアランス調整機構８０及びこれを備えるガスタービン１によれば、電力消費を抑えつつ、十分なクリアランスＣを確保することが可能となる。

また、クリアランス調整機構８０において、磁気アクチュエータ８１は、分割環２０の分割体２１の径方向外周側に設けられた遮熱環分割体３２を径方向外周側に移動させることで、分割環２０の分割体２１を初期位置から離間位置に移動させる。
これにより、磁気アクチュエータ８１は、分割環２０の分割体２１および遮熱環分割体３２の外周側に配置することができる。したがって、磁気アクチュエータ８１にガスタービン１内の燃焼ガスの熱影響が及ぶのを抑えることができる。

また、受圧部材８５は、筒状部８５ａと受圧部８５ｂとによって、第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂを囲うことになる。これにより、第一の電磁石８３Ａや第二の電磁石８３Ｂに金属粉等が付着するのを防ぐ防塵効果が得られる。

さらに、磁気アクチュエータ８１が正常に作動しない場合には、圧縮空気供給管８８により、受圧部材８５内に圧縮空気を送り込むようにした。これにより生じる受圧部材８５内外の差圧により、受圧部材８５を径方向外周側に移動させ、分割環２０の分割体２１を初期位置から離間位置に移動させることができる。このように、圧縮空気供給管８８による圧縮空気の供給は、磁気アクチュエータ８１が正常に作動しなかった場合等におけるバックアップ手段とすることができる。

さらに、クリアランス調整機構８０において、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの間にバネ８６が設けられている。
これにより、磁気アクチュエータ８１への電力の供給が遮断されたときに、バネ８６の付勢力によって受圧部材８５を径方向内周側に変位させ、分割環２０の分割体２１を初期位置に復帰させることができる。

（変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

（第一変形例）
上記実施形態では、クリアランス調整機構８０において、分割環２０の分割体２１のそれぞれを、遮熱環分割体３２を介して磁気アクチュエータ８１により移動させるようにしたが、これに限らない。
例えば、図５に示すように、分割環２０の分割体２１の周方向において互いに隣接する複数の分割環２０の分割体２１を一つの遮熱環分割体３２で支持し、遮熱環分割体３２を磁気アクチュエータ８１により移動させるようにしてもよい。
これにより、一つの磁気アクチュエータ８１で複数の分割環２０の分割体２１を移動させることができ、低コスト化を図ることができる。

（第二変形例）
上記実施形態では、磁気アクチュエータ８１が正常に作動しなかった場合に、圧縮空気供給管８８により筒状部８５ａの内部に圧縮空気を送り込むようにしたが、これに限らない。
例えば、圧縮空気を冷却媒体として利用するために、磁気アクチュエータ８１を構成する第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂの温度状況に応じて、温度が上がり過ぎた場合に圧縮空気供給管８８により筒状部８５ａの内部に圧縮空気を送り込むことによって、第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂを冷却する冷却媒体として利用することができる。

図６は、このように第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂの冷却のために筒状部８５ａの内部に圧縮空気を送り込む場合の、制御部８２における制御の流れの一例を示すものである。
この図６において、制御部８２におけるクリアランス調整機構８０の制御の全体的な流れは、図４に示したのと同様である。
筒状部８５ａの内部に圧縮空気を送り込むことによって、第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂを冷却するには、上記ステップＳ１０２においてロータの回転が確認されたら、磁気アクチュエータ８１に電流を供給し、オン状態とするとともに、圧縮空気供給管８８による筒状部８５ａへの圧縮空気（冷却空気）の導入を開始する（ステップＳ１０３’）。
これにより、筒状部８５ａの内部に送り込まれた圧縮空気により、第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂを冷却することができる。

そして、ステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６を経て、ガスタービン１の起動が完了し、定常運転に移行したら、磁気アクチュエータ８１への電流供給を遮断するとともに、圧縮空気供給管８８による受圧部材８５への圧縮空気の導入を停止する（ステップＳ１０７’）。

（第三変形例）
また、磁気アクチュエータ８１を、第一の電磁石８３Ａ及び第二の電磁石８３Ｂからなるようにしたが、これに限らない。分割体２１を移動させるために、より大きな力を発揮するには、例えば、図７に示すような構成としても良い。
図７は、磁気アクチュエータ８１の変形例を示すものである。
この図７に示すように、磁気アクチュエータ８１は、電磁石として、翼環９に形成されたステー部９５に固定したコア１０１にコイル１０２を設ける。そして、このコア１０１の下方に、金属板からなる可動板１０３を、車室径方向に移動自在に設ける。
さらに、このようなコイル１０２を備えたコア１０１と、可動板１０３とを、複数組備える。図７の例では、コア１０１と、可動板１０３とを、車室径方向に積層して設けている。複数の可動板１０３のうち、固定壁９２に近い側の可動板１０３を、連結部材８９を介して遮熱環分割体３２に一体に連結する。
そして、複数の可動板１０３を、連結プレート１０４によって一体に連結する。

このようにすると、複数個のコイル１０２で発生する磁力により、可動板１０３を車室径方向外方に引き寄せることができ、分割体２１を、より強い力で径方向外周側に移動させて、クリアランスＣを確実に調整することができる。

さらに、磁気アクチュエータ８１を、一つの遮熱環分割体３２に対して複数設けるようにしても良い。このような手法でも、磁気アクチュエータ８１において、分割体２１を移動させるために、より大きな力を発揮することができる。また、このように磁気アクチュエータ８１を、一つの遮熱環分割体３２に対して複数設けて圧縮流体を用いる場合には、周方向に隣接する磁気アクチュエータ毎に、密閉構造となるよう筒状部８５ａ内をシール等によって区画しておくことが好ましい。

（その他の変形例）
上記実施形態では、磁気アクチュエータ８１は、第一の電磁石８３Ａと、第二の電磁石８３Ｂと、を備え、第一の電磁石８３Ａと第二の電磁石８３Ｂとの斥力により、クリアランス調整を行うようにしたが、これに限らない。第一の電磁石８３Ａおよび第二の電磁石８３Ｂの一方を磁性体に代え、他方を電磁石としても良い。この場合、電磁石で発生する磁力により磁性体を吸引することで、上記実施形態と同様にしてクリアランス調整を行うことができる。

１ ガスタービン（タービン装置）
２ 圧縮機
３ 燃焼器
４ タービン部
５ 回転軸
６ 発電機
７ 静翼環
７ａ 環状体
７ｂ 静翼
８ 動翼環
８ｂ 動翼
９ 翼環
２０ 分割環
２１ 分割体
２２ 本体
２２ａ 背面
２２ｂ チップ面
２３ フック
２３ａ リブ
２３ｂ 突出部
３０ 遮熱環
３１ 係合溝
３２ 遮熱環分割体
８０ クリアランス調整機構（クリアランス調整装置）
８１ 磁気アクチュエータ（電磁石）
８２ 制御部
８３Ａ 第一の電磁石
８３Ｂ 第二の電磁石
８５ 受圧部材
８５ａ 筒状部
８５ｂ 受圧部
８５ｃ 基端部
８６ バネ（弾性部材）
８７ ステー
８８ 圧縮空気供給管（流体供給手段）
８９ 連結部材
９１ 保持溝
９２ 固定壁
９２ａ 固定壁の径方向外周側を向く面
９２ｈ 貫通孔
９５ ステー部
１０１ コア
１０２ コイル
１０３ 可動板
１０４ 連結プレート
１１０ カバー
Ｃ クリアランス

Claims (9)

1. タービン装置の動翼の先端にクリアランスを介して配置された分割環を径方向に移動させることで、前記クリアランスを調整するクリアランス調整装置であって、
   電流が供給されてオン状態となることで、前記分割環を初期位置から、前記初期位置よりも径方向外周側に位置する離間位置に移動させる電磁石と、
   前記電磁石への電流の供給を調整制御する制御部と、を備えるクリアランス調整装置。
2. 前記電磁石は、前記分割環の径方向外周側に前記分割環と一体に設けられた遮熱環を径方向外周側に移動させることで、前記分割環を初期位置から前記離間位置に移動させる請求項１に記載のクリアランス調整装置。
3. 前記分割環の周方向において互いに隣接する複数の前記分割環を一つの前記遮熱環で支持し、前記遮熱環を前記電磁石により移動させる請求項２に記載のクリアランス調整装置。
4. 前記電磁石は、前記タービン装置の車室に形成された固定壁に固定された第一の電磁石と、前記第一の電磁石に対して径方向外周側に対向配置される第二の電磁石と、を有し、
   前記第二の電磁石は、前記分割環または前記遮熱環の径方向外周側に配置された受圧部材に固定され、
   前記第一の電磁石と前記第二の電磁石との間に生じる斥力により、前記受圧部材を径方向外周側に変位させることによって、前記分割環を初期位置から前記離間位置に移動させる請求項２または３に記載のクリアランス調整装置。
5. 前記受圧部材は、
   筒状なして前記固定壁を貫通して前記車室の径方向に沿って移動自在とされ、前記固定壁を介して径方向内周側の端部が前記分割環または前記遮熱環に固定された筒状部と、
   前記筒状部の径方向外周側の端部を閉塞し、前記第二の電磁石が固定される受圧部と、を備える請求項４に記載のクリアランス調整装置。
6. 前記筒状部内に、圧縮流体を送り込む流体供給手段を備える請求項５に記載のクリアランス調整装置。
7. 前記受圧部材を径方向内周側に変位させる方向の付勢力を生じさせる弾性部材を備える請求項４から６の何れか一項に記載のクリアランス調整装置。
8. 前記制御部は、
   前記タービン装置の起動時に、前記電磁石に電流を供給してオン状態とし、前記分割環を前記初期位置から離間位置に移動させ、
   前記タービン装置の定常運転時には、前記電磁石への電流の供給を停止してオフ状態とする請求項１から７の何れか一項に記載のクリアランス調整装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のクリアランス調整装置を備えたタービン装置。

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