JP2018080629A - 蒸気タービン仕切板、蒸気タービン及び蒸気タービン仕切板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内輪と静翼を溶接せずに接合するとき、静翼を削り出し加工によって製作する場合において、余分な削り代を低減することを目的とする。【解決手段】蒸気タービン仕切板１は、車室に固定された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の外輪２を構成する複数の分割外輪２Ａと、ロータ軸側に設置された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の内輪４を構成する複数の分割内輪４Ａと、外輪２の内周端部と、内輪４の外周端部の間に支持され、翼３ｂが形成された静翼３と、分割内輪４Ａにおける蒸気流れ方向の下流側の面に設置され、分割内輪４Ａから静翼３側へ突出した突出部１２を有する複数の押え板１１と、静翼３における蒸気流れ方向の下流側の面において凹状に形成され、突出部１２と係止する凹部１４とを備え、静翼３に形成された分割内輪４Ａと接合する接合部３ａは、蒸気流れ方向の長さＬ１が、分割内輪４Ａの長さＬ３よりも短い。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸気タービン仕切板、蒸気タービン及び蒸気タービン仕切板の製造方法に関するものである。

蒸気タービンは、蒸気が通過する内部通路において、静翼と動翼が交互に複数段設置される。動翼は、ロータ軸と一体であり、蒸気圧力を受けて、ロータ軸を回転させる。動翼と動翼の間には、ノズルの役割を果たす静翼が設置された仕切板が設置される。仕切板は、静翼が設置された部分以外は、隔壁となっており、各動翼間の気密性が保たれる。図４及び図５に示すように、仕切板５１は、車室に固定されるリング状の板状部材である外輪５２と、ロータ軸側に設置されるリング状の板状部材である内輪５４と、外輪５２の内周端部と内輪５４の外周端部の間に設置される静翼５３などを備える。

下記の特許文献１では、内輪と静翼、及び、外輪と静翼が互いに嵌合して仕切板を構成し、溶接工程と焼鈍工程を省くという技術が開示されている。下記の特許文献２では、静翼を溶接せずに嵌合させて組み付けた場合、上下二分割した内輪又は外輪の接合面付近で、静翼にかかる荷重が他の部分に比べて大きくなるという端部効果を抑制する技術が開示されている。下記の特許文献３では、３６０°の内輪を構成する上下二分割の分割内輪同士を連結して、内輪の倒れを防止する技術が開示されている。

特許第４１３１７３９号公報 特許第４０７２１７７号公報 特開２００４−１７６５４８号公報

図４に示すように、従来、内輪５４と静翼５３の間、外輪５２と静翼５３の間には、溶接がリング状に全周方向にわたって施されていたため、溶接工程と焼鈍工程に多くの作業時間を要していた。溶接部分は、例えば図４中の符号Ｍで示されている部分である。また、火力発電に用いられる蒸気タービンでは、嵌め合わせによる溶接作業の軽減や省略が行われるものがある。例えば、図５に示すように、外輪５２と内輪５４との間で静翼５３を嵌め込み、これを移動しないように固定するため、押え板６１を用いる場合がある。押え板６１は、内輪５４側にボルト６５によって固定され、内輪５４側から静翼５３側へ径方向に突出した形状を有する。押え板６１の突出部６２は、静翼５３に形成された凹部６４と係止して、静翼５３の周方向の移動が拘束される。

図５に示すように、仕切板５１では、内輪５４の厚さ、すなわち、蒸気流れ方向の長さＬ_６が、静翼５３の翼５３ｂの蒸気流れ方向の長さＬ_５に比べて長い。これにより、仕切板５１の内輪５４の剛性を高めて、蒸気圧力による変形を抑制することができる。例えば、静翼５３の翼５３ｂの蒸気流れ方向の長さＬ_５に対して、内輪５４の蒸気流れ方向の長さＬ_６は、長くなっている。静翼５３は、下流側の動翼５に対して蒸気を効果的に噴射させるため、静翼５３の翼５３ｂは、静翼５３の蒸気流れ方向の長さＬ_４のうち上流側部分よりも略中央付近から下流側端部にかけて設けられる。

また一方では、図５に示すように、内輪５４と接合される静翼５３の接合部分であるインナーシュラウド５３ａにおいて、押え板６１を、仕切板５１の上流側に設置する際には、静翼５３の蒸気流れ方向の上流側において、押え板６１の突出部６２と係止できる凹部６４を形成しておく必要がある。そのため、静翼５３は、翼５３ｂとインナーシュラウド５３ａの間には蒸気流れ方向の下流側へと後退する段差部が設けられて、翼５３ｂは外周側（図５の紙面下方側）にあるインナーシュラウド５３ａが蒸気流れの上流側へ突出した形状を有する。

このように、この静翼５３は、翼５３ｂが、蒸気流れ方向の中央付近から下流側のみに長さＬ_５で形成されるのに対して、静翼５３のインナーシュラウド５３ａが、内輪５４との接合にあたっての接合長さは、内輪５４の蒸気流れ方向の長さＬ_６と同じになっている。すなわと、インナーシュラウド５３ａが、蒸気流れ方向の上流端側から下流端側の全てにわたって長さＬ_６で形成される。そのため、このような静翼５３を削り出し加工によって製作する場合、図５の破線によるハッチング部分（長さＬ_６と長さＬ_５の差に相当する部分）で示すように、翼５３ｂよりも蒸気流れ方向の上流側の部分を削り除去する加工をする必要があるため、余分な削り代を設けることになる。そのため、無駄な材料費や作業工数が発生するという問題がある。

また、地熱発電に用いられる蒸気タービンでは、地熱蒸気が蒸気タービンに供給され、蒸気タービンは、地熱蒸気によって駆動される。このとき、地熱蒸気に含まれるスケールＳが、上流側に設置された押え板６１やボルト６５で形成される小さな段差溝を起点にその周辺に蓄積されることがあり、静翼５３が閉塞したり腐食したりする要因の一つになるおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、内輪と静翼を溶接せずに接合するとき、静翼を削り出し加工によって製作する場合において、余分な削り代を低減することが可能な蒸気タービン仕切板、蒸気タービン及び蒸気タービン仕切板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の蒸気タービン仕切板、蒸気タービン及び蒸気タービン仕切板の製造方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る蒸気タービン仕切板は、車室に固定された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の外輪を構成する複数の外輪部材と、ロータ軸側に設置された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の内輪を構成する複数の内輪部材と、前記外輪の内周端部と、前記内輪の外周端部の間に支持され、翼が形成された静翼部材と、前記内輪部材における蒸気流れ方向の下流側の面に設置され、前記内輪部材から前記静翼部材側へ突出した突出部を有する複数の押え板と、前記静翼部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面において凹状に形成され、前記突出部と係止する凹部とを備え、前記静翼部材に形成された前記内輪部材と接合する接合部は、前記蒸気流れ方向の長さが、前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さよりも短いことを特徴とする。

この構成によれば、内輪部材における蒸気流れ方向の下流側の面には、内輪部材から静翼部材へ突出した突出部が設置されており、押え板の突出部は、静翼部材における蒸気流れ方向の下流側の面に形成された凹状の凹部と係止する。これにより、突出部が凹部と係止して、静翼部材の周方向の移動が拘束される。また、静翼部材には、内輪部材と接合する接合部が形成されており、静翼部材における接合部は、蒸気流れ方向の長さが、内輪部材の蒸気流れ方向の長さよりも短い。そして、内輪部材及び静翼部材は、蒸気流れ方向の下流側の蒸気流れ方向に交わる径方向の面において、突出部と凹部によって互いに係止されていることから、静翼部材における接合部の蒸気流れ方向の上流側端部は、内輪部材の蒸気流れ方向の上流側端部よりも下流側に位置する。したがって、内輪部材及び静翼部材が、蒸気流れ方向の上流側の面において互いに係止される場合に比べて、静翼部材における接合部の長さを短くすることができる。その結果、翼を含む静翼部材を形成する際に、蒸気流れ方向の接合部の長さと静翼部材の長さの差により生じる余分な削り代を低減できる。また、突出部と凹部が、蒸気流れ方向の下流側に位置することから、蒸気流れ方向の上流側に位置する場合に比べて、押え板やボルトで形成される小さな段差溝を起点にしたスケールが付着しにくい。

上記発明において、前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さは、前記接合部の前記蒸気流れ方向の長さの１．５倍から２．５倍でもよい。

上記発明において、前記突出部は、前記内輪の周方向に沿って、前記内輪部材に複数設置され、前記複数の押え板が設置される位置にそれぞれ対応して、複数の溝部が、前記内輪部材に形成され、複数の前記突出部が設置される位置にそれぞれ対応して、複数の前記凹部が、前記静翼部材に形成されてもよい。

この構成によれば、押え板の突出部と接合部の凹部が、前記内輪の周方向に沿って複数設置されることから、内輪部材と静翼部材が確実に固定され、静翼部材の周方向の移動が更に拘束される。

上記発明において、前記静翼部材は、前記翼の内周側で前記蒸気流れ方向の上流側に関し、前記接合部の端面と前記内輪の内周端面の間に段差部が設けられて、前記内輪の前記内周端面が、前記蒸気流れ方向の上流側へ突出した形状を有してもよい。

本発明に係る蒸気タービンは、ロータ軸と、前記ロータ軸に設置された動翼と、前記動翼に隣接して設置された、請求項１から４のいずれか１項に記載の蒸気タービン仕切板とを備える。

上記発明において、前記蒸気タービン仕切板は、衝動段に設置されることが望ましい。

上記発明において、蒸気タービンは、地熱蒸気が供給され、前記地熱蒸気の少なくとも一部を含む蒸気によって駆動されてもよい。

本発明に係る蒸気タービン仕切板の製造方法は、車室に固定された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の外輪を構成する複数の外輪部材と、ロータ軸側に設置された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の内輪を構成する複数の内輪部材と、前記外輪の内周端部と、前記内輪の外周端部の間に支持され、翼が形成された静翼部材とを備え、前記静翼部材に形成された前記内輪部材と接合する接合部は、蒸気流れ方向の長さが、前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さよりも短いことを特徴とする蒸気タービン仕切板の製造方法であって、前記内輪部材から前記静翼部材側へ突出した突出部を有する複数の押え板を、前記内輪部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面に形成された溝に設置するステップと、前記静翼部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面において凹状に形成された凹部に対して、前記突出部を係止させるステップとを備える。

本発明によれば、内輪と静翼を溶接せずに接合するとき、静翼を削り出し加工によって製作する場合において、余分な削り代を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの仕切板、動翼及びロータ軸を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの仕切板部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る蒸気タービンの押え板を示す斜視図である。 従来の蒸気タービンの仕切板の一例を示す縦断面図である。 従来の蒸気タービンの仕切板の他の例を示す縦断面図である。

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態に係る蒸気タービンは、図１に示すように、蒸気が通過する内部通路１０において、ロータ軸６の軸方向へ静翼（静翼部材）３と動翼５が交互に複数段設置される。各動翼５は、ロータ軸６と一体であり、蒸気の流れと圧力を受けて、ロータ軸６を回転させる。動翼５と動翼５の間には、複数枚の翼３ｂが配置された静翼３が設置された蒸気タービン仕切板１が設置される。複数ある各蒸気タービン仕切板１は、複数の静翼３が設置された部分以外は、隔壁となっており、動翼５間の気密性が保たれる。
なお、本実施形態に適用される蒸気は、水蒸気、地熱蒸気を少なくとも一部に含む蒸気であるが、有機ランキンサイクル（ＯＲＣ）発電システムにおける低沸点媒体の媒体蒸気等でもよい。

蒸気タービン仕切板１は、車室７に固定されるリング状の板状部材である外輪２と、ロータ軸６側に設置されるリング状の板状部材である内輪４と、外輪２の内周端部と内輪４の外周端部の間に設置される静翼３などを備える。本実施形態に係る蒸気タービン仕切板１は、例えば蒸気タービンの衝動段に設置される。

蒸気タービン仕切板１は、内輪４の内周側にロータ軸６が組み込まれる。そのため、蒸気タービン仕切板１は、組立や分解点検時の作業性を考慮して、本実施形態では上下２分割の半リング（１８０度リング）形状とされており、外輪２及び内輪４それぞれが２分割されている。

以下では、図２に示すように、蒸気タービン仕切板１が分割された、蒸気タービン仕切板１を構成する周方向１８０°分の半リング状の部材を仕切板部１Ａという。また、外輪２が分割された、外輪２を構成する周方向１８０°分の半リング状の部材を分割外輪２Ａ（又は外輪部材）といい、内輪４が分割された、内輪４を構成する周方向１８０°分の半リング状の部材を分割内輪４Ａ（又は内輪部材）という。

蒸気タービン仕切板１を組み立てる際には、一方の分割外輪２Ａの内周端部の溝部２ａに静翼３のアウターシュラウド３ｃを配置する。また、一方の分割内輪４Ａの外周端部の凸状の突起部４ａに静翼３のインナーシュラウド（接合部）３ａを配置する。そして、順次に複数の静翼３を配置していき、一方の仕切板部１Ａとする。同様にして、他方の分割外輪２Ａの内周端部と他方の分割内輪４Ａの外周端部に静翼３を順次配置して、他方の仕切板部１Ａとする。

その後、一方の仕切板部１Ａの分割外輪２Ａの外周端部を車室７の内壁面に固定した後、ロータ軸６を分割内輪４Ａの内周端部に配置する。そして、他方の仕切板部１Ａの分割内輪４Ａの内周端部がロータ軸６に対応するようにして、他方の仕切板部１Ａを配置して、他方の仕切板部１Ａの分割外輪の外周端部を車室７の内壁に固定する。つまり、二つの分割外輪２Ａ、及び、二つの分割内輪４Ａは、静翼３を挟持した状態で、蒸気タービン仕切板１が組み立てられることになる。

図２では、蒸気タービン仕切板１の下側半分の部分である仕切板部１Ａのみが示されており、この下側半分の仕切板部１Ａには、上側半分の部分である仕切板部（図示せず。）が配置される。

図２に示すように、分割外輪２Ａの内周端部には、その中心部に沿って溝部２ａが形成されている。つまり、分割外輪２Ａの内周端部にはその周面に沿って、径方向外側に延びる凹状の溝部２ａが形成されている。一方、分割内輪４Ａの外周端部には、その中心部に沿って突起部４ａが形成されている。つまり、分割内輪４Ａの外周端部にはその周面に沿って、径方向外側に延びる凸状の突起部４ａが形成されている。なお、図示はしないが、上側半分の仕切板部も同様にして、分割外輪２Ａの内周端部には溝部が形成され、分割内輪の外周端部には突起部が形成されている。そして、下側半分の仕切板部１Ａと上側半分の仕切板部とを連結した際には、分割外輪２Ａの溝部２ａ同士が連続し、分割内輪４Ａの突起部４ａ同士が連続することになる。

分割外輪２Ａと分割内輪４Ａとの間には、静翼３が配置される。つまり、複数の静翼３が周方向に沿って配列されることになる。静翼３は、インナーシュラウド３ａ、翼３ｂ、及びアウターシュラウド３ｃを有しており、翼３ｂはインナーシュラウド３ａ及びアウターシュラウド３ｃに挟持された状態となっている。蒸気流れが生じたとき、隣り合う二枚の翼３ｂの間に形成される隙間が、動翼５へ向かい蒸気を噴出すノズルとしての機能を果たす。

インナーシュラウド３ａの内周端部には、分割内輪４Ａの突起部４ａに嵌合する嵌合溝３ｄがその内周端部に沿って形成され、アウターシュラウド３ｃの外周端部には、分割外輪２Ａの溝部２ａに嵌合する嵌合突起３ｅがその外周端部に沿って形成されている。
また、分割内輪４Ａの平坦面４ｂは、上側半分の分割内輪の平坦部と連結される。

本実施形態に係る静翼３に形成されたインナーシュラウド３ａは、内輪４と接合する。内輪４における蒸気流れの下流側の面４ｃには、内輪４から静翼３へ径方向に突出した突出部１２が形成された押え板１１が複数箇所に設置されている。突出部１２は、静翼３のインナーシュラウド３ａにおける蒸気流れ方向の下流側の面３ｆに形成された凹部１４と係止する。押え板１１は、周方向に複数個所配置されている。本実施形態では、周方向１８０°分の半リング状の分割内輪４Ａに例えば３箇所配置されているが、この数に限定されなく、内輪４のサイズや静翼３のサイズなどから適宜に選定される。押え板１１の突出部１２が凹部１４と係止することにより、分割内輪４Ａに対する静翼３の周方向の移動が拘束される。

また、図１に示すように、押え板１１が蒸気流れ方向の下流側の面３ｆに形成されることから、蒸気流れ方向の上流側に位置する上流側端面３ｇに対しては、押え板１１の突出部１２との係止を考慮する必要がなくなる。従い、分割内輪４Ａに対して、静翼３の翼３ｂにおけるインナーシュラウド３ａの蒸気流れ方向の上流側端面３ｇは、分割内輪４Ａの蒸気流れ方向の上流側端面４ｄよりも下流側に位置することができる。

したがって、図５のような内輪５４と静翼５３のインナーシュラウド５３ａが、蒸気流れ方向の上流側の面５４ａ，５３ｃにおいて互いに係止される場合に比べて、インナーシュラウド３ａの長さＬ_１を短くすることができる。その結果、翼３ｂを含むインナーシュラウド３ａに対して、インナーシュラウド３ａと接する分割内輪４Ａの蒸気流れ方向の上流側に位置する上流側端面４ｄは、蒸気流れ方向の上流側へ突出した形状となる。

インナーシュラウド３ａの蒸気流れ方向の長さＬ_１は、内輪４の蒸気流れ方向の長さＬ_３よりも短く、静翼３の翼３ｂの蒸気流れ方向の長さＬ_２とほぼ同等である。そのため、静翼３を削り出し加工によって製作する際は、蒸気流れ方向のインナーシュラウド３ａの長さＬ_１と翼３ｂの長さＬ_１の差により生じる無駄な削り代が少ない。なお、内輪４の蒸気流れ方向の長さＬ_３は、例えば、静翼３のインナーシュラウド３ａの長さＬ_１及び翼３ｂの蒸気流れ方向の長さＬ_２に対して、１．５倍から２．５倍である。これにより、蒸気タービン仕切板１の内輪４の剛性を高めて、蒸気圧力による変形を抑制することができる。

上述のような蒸気タービン仕切板１を組み立てる際には、例えば、分割外輪２Ａが車室７の内壁面に固定される。この固定の際には、結合部（図示せず。）を車室７の内壁面及び分割外輪２Ａの外周端部に形成しておき、これらの結合部によって分割外輪２Ａを車室７の内壁面に固定する。その後、分割外輪２Ａの内周端部に沿って形成された溝部２ａに対して、静翼３のアウターシュラウド３ｃに形成された嵌合突起３ｅを嵌合させて、分割外輪２Ａの内周端部に沿って静翼３を配設する。また、分割内輪４Ａに形成された突起部４ａを、静翼３のインナーシュラウド３ａに形成された嵌合溝３ｄに嵌合させて配設する。順次に複数の静翼３のアウターシュラウド３ｃの嵌合突起３ｅを、分割外輪２Ａに嵌合させて配設して、また、分割内輪４Ａに形成された突起部４ａに、静翼３のインナーシュラウド３ａに形成された嵌合溝３ｄに嵌合させて配設することを行う。

このようにして、仕切板部１Ａを形成した後、蒸気タービンのロータ軸６が分割内輪４Ａの内周端部にシール部材（図示せず。）を介して配置される。その後、下側半分の分割内輪４Ａと上側半分の分割内輪とを連結する。この際、動翼５が配設されたロータ軸６は上側半分の分割内輪の内周端部に配置されることになる。

一方では、上側半分の分割内輪に対しても同様に行われ、上側半分の分割内輪４Ａの外周端部に形成された突起部４ａに対して、静翼３のインナーシュラウド３ａに形成された嵌合溝３ｄに嵌合させる。また、上側半分の分割外輪２Ａの内周端部に沿って形成された溝部２ａに対して静翼３のアウターシュラウド３ｃに形成された嵌合突起３ｅに嵌合させる。これにより、上側半分の仕切板部が形成される。これによって、蒸気タービン仕切板１が組み立てられることになる。

さらに、本実施形態では、内輪４の蒸気流れ下流側の面４ｃと、静翼３の蒸気流れ下流側の面３ｆには、複数の押え板１１が設置される
外輪２の内周端部と内輪４の外周端部の間には、複数の静翼３が周方向に列状に配置されている。押え板１１の突出部１２が静翼３に形成された凹部１４と係止することによって、静翼３の周方向の移動が拘束される。また、上側半分の仕切板部１Ａにも同様に、分割内輪４Ａと静翼３とは、突起部４ａとインナーシュラウド３ａの嵌合溝３ｄとの嵌合に加えて、押え板１１が設置されて突出部１２と凹部１４との係止がされている。その結果、組立や分解点検時において仕切板部１Ａを吊り上げたとき、分割内輪４Ａが位置ずれを生じたり、落下するのを防止することにも寄与する。

押え板１１は、図１に示すように、板状部材であり、内輪４に対して例えばボルト１５によって固定される。内輪４には、蒸気流れ下流側の面４ｃ側に、内周端部から外周に向けて凹状の溝部１３が形成されており、押え板１１が溝部１３内に設置される。溝部１３の深さは、押え板１１の厚さと略同一である。これにより、押え板１１が溝部１３内に設置されたとき、内輪４の面４ｃと押え板１１の外面が略同一面となる。

押え板１１には、図３に示すように、板厚方向に対して平行方向に貫通孔１６が形成されており、貫通孔１６内にボルト１５を挿入できる。本実施形態では１枚の押え板１１に対して、二つの貫通孔１６が形成され、２本のボルト１５で、押え板１１を内輪４（分割内輪４Ａ）に固定することによって、押え板１１自体の回動を防止して位置固定が確実にできる。内輪４の面４ｃには、２本のボルト１５の固定位置に対応して、溝部１３内に貫通孔１７が形成され、貫通孔１７にはネジ溝が形成されている。

また、押え板１１が配設される位置にある静翼３には、蒸気流れ方向の下流側の面３ｆ側に凹状の凹部１４が形成されており、押え板１１の突出部１２が凹部１４内に設置される。凹部１４の深さは、押え板１１の厚さと略同一である。これにより、押え板１１の突出部１２が凹部１４内に設置されたとき、蒸気流れ方向の下流側の面３ｆと押え板１１の外面が略同一面となる。

押え板１１の一端部側に形成された突出部１２は、内輪４に固定される側とは反対側になる外周側を向くように配設されている。突出部１２は、押え板１１が内輪４に固定されているとき、内輪４から静翼３側へと突出している。突出部１２の側面は、静翼３に形成された凹部１４の内壁面と接触し、突出部１２が凹部１４と係止する。

押え板１１は、各静翼３に対して１枚ずつ設置する必要はなく、図２に示すように、複数個の静翼３を間に挟んで、間隔を空けて配置される。本実施形態では、分割内輪４Ａに例えば３箇所配置されている。押え板１１は、内輪４の周方向に沿って、複数個が内輪４に設置される。複数の押え板１１が設置される位置に対応して、複数の凹部１４が静翼３に形成されている。これにより、突出部１２を有する押え板１１と凹部１４が、内輪４の周方向に沿って複数設置されることから、内輪４と静翼３が確実に固定され、静翼３の周方向の移動が更に拘束される。

押え板１１を設置する手順としては、まず、外輪２の内周端部に静翼３を固定配置し、内輪４の外周端部を静翼３に固定した後、溝部１３内に押え板１１を設置する。このとき、静翼３に形成された凹部１４内に、押え板１１の突出部１２を嵌合する。

そして、ボルト１５を貫通孔１６へ挿入して内輪４の貫通孔１７と螺合し、押え板１１を内輪４へ固定する。その結果、内輪４側から突出部１２が径方向に突出した状態で、突出部１２が、静翼３の凹部１４と係止する。

以上、本実施形態によれば、次の効果が得られる。
内輪４における蒸気流れ方向の下流側の面４ｃには、内輪４から静翼３へ径方向に突出した突出部１２が形成された押え板１１が設置されており、突出部１２は、静翼３における蒸気流れ方向の下流側の面３ｆに形成された凹部１４と係止する。これにより、突出部１２が凹部１４と係止して、静翼３の周方向の移動が拘束される。

また、静翼３には、内輪４と接合するインナーシュラウド３ａが形成されており、静翼３におけるインナーシュラウド３ａは、蒸気流れ方向の長さＬ_１が、内輪４の蒸気流れ方向の長さＬ_３よりも短い。これは、押え板１１が内輪４における蒸気流れ方向の下流側の面４ｃに配設されて、蒸気流れ方向の上流側に位置する上流側端面４ｄに配設する必要がない。このため、蒸気流れの上流側に関して、静翼３は、翼３ｂとインナーシュラウド３ａとこれに接する内輪４の間に段差部が設けられる。段差部は、翼３ｂの内周側にあるインナーシュラウド３ａに対して、内輪４の蒸気流れ方向の上流側に位置する上流側端面４ｄが蒸気流れの上流側へ突出した形状を有する。そして、内輪４及び静翼３は、蒸気流れ方向の下流側の面４ｃ，３ｆにおいて、突出部１２と凹部１４によって互いに係止されている。図１に示すように、静翼３におけるインナーシュラウド３ａの蒸気流れ方向の上流側端面３ｇは、内輪４の蒸気流れ方向の上流側に位置する上流側端面４ｄよりも下流側に位置する。

したがって、図５に示すように、内輪５４及び静翼５３が、押え板６１によって、蒸気流れ方向の上流側の面５４ａ，５３ｃにおいて互いに係止される場合に比べて、本実施形態では、静翼３におけるインナーシュラウド３ａの長さＬ_１を短くすることができる。その結果、翼３ｂを含む静翼３を削り出し加工によって製作する際に生じる余分な削り代を低減できる。また、押え板１１の突出部１２と凹部１４が、蒸気流れ方向の下流側に位置することから、図５に示すように、押え板６１が上流側に設置される場合に比べて、押え板１１の周囲にスケールが付着しにくい。特に、本実施形態に係る蒸気タービンを地熱発電に用いられる蒸気タービンに適用した場合、地熱蒸気が蒸気タービンに供給され、蒸気タービンは、地熱蒸気によって駆動される。このとき、押え板１１やボルト１５で形成される小さな段差溝を起点にして周囲にスケールが付着しにくくなり、静翼３が閉塞したり腐食したりすることを抑制できる。

１ ：蒸気タービン仕切板
１Ａ ：仕切板部
２ ：外輪
２Ａ ：分割外輪（外輪部材）
２ａ ：溝部
３ ：静翼（静翼部材）
３ａ ：インナーシュラウド（接合部）
３ｂ ：翼
３ｃ ：アウターシュラウド
３ｄ ：嵌合溝
３ｅ ：嵌合突起
３ｆ ：面
３ｇ ：上流側端面
４ ：内輪
４Ａ ：分割内輪（内輪部材）
４ａ ：突起部
４ｂ ：平坦面
４ｃ ：面
４ｄ ：上流側端面
５ ：動翼
６ ：ロータ軸
７ ：車室
１０ ：内部通路
１１ ：押え板
１２ ：突出部
１３ ：溝部
１４ ：凹部
１５ ：ボルト
１６ ：貫通孔
１７ ：貫通孔
５１ ：仕切板
５２ ：外輪
５３ ：静翼
５３ａ ：インナーシュラウド
５３ｂ ：翼
５３ｃ ：面
５４ ：内輪
５４ａ ：面
６１ ：押え板
６２ ：突出部
６４ ：凹部
６５ ：ボルト

Claims (8)

1. 車室に固定された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の外輪を構成する複数の外輪部材と、
   ロータ軸側に設置された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の内輪を構成する複数の内輪部材と、
   前記外輪の内周端部と、前記内輪の外周端部の間に支持され、翼が形成された静翼部材と、
   前記内輪部材における蒸気流れ方向の下流側の面に設置され、前記内輪部材から前記静翼部材側へ突出した突出部を有する複数の押え板と、
   前記静翼部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面において凹状に形成され、前記突出部と係止する凹部と、
   を備え、
   前記静翼部材に形成された前記内輪部材と接合する接合部は、前記蒸気流れ方向の長さが、前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さよりも短いことを特徴とする蒸気タービン仕切板。
2. 前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さは、前記接合部の前記蒸気流れ方向の長さの１．５倍から２．５倍である請求項１に記載の蒸気タービン仕切板。
3. 前記突出部は、前記内輪の周方向に沿って、前記内輪部材に複数設置され、
   前記複数の押え板が設置される位置にそれぞれ対応して、複数の溝部が、前記内輪部材に形成され、
   複数の前記突出部が設置される位置にそれぞれ対応して、複数の前記凹部が、前記静翼部材に形成される請求項１又は２に記載の蒸気タービン仕切板。
4. 前記静翼部材は、前記翼の内周側で前記蒸気流れ方向の上流側に関し、前記接合部の端面と前記内輪の内周端面の間に段差部が設けられて、前記内輪の前記内周端面が、前記蒸気流れ方向の上流側へ突出した形状を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気タービン仕切板。
5. ロータ軸と、
   前記ロータ軸に設置された動翼と、
   前記動翼に隣接して設置された、請求項１から４のいずれか１項に記載の蒸気タービン仕切板と、
   を備える蒸気タービン。
6. 前記蒸気タービン仕切板は、衝動段に設置される請求項５に記載の蒸気タービン。
7. 地熱蒸気が供給され、前記地熱蒸気の少なくとも一部を含む蒸気によって駆動される請求項５又は６に記載の蒸気タービン。
8. 車室に固定された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の外輪を構成する複数の外輪部材と、ロータ軸側に設置された板状部材であり、周方向に配置されてリング状の内輪を構成する複数の内輪部材と、前記外輪の内周端部と、前記内輪の外周端部の間に支持され、翼が形成された静翼部材とを備え、前記静翼部材に形成された前記内輪部材と接合する接合部は、蒸気流れ方向の長さが、前記内輪部材の前記蒸気流れ方向の長さよりも短いことを特徴とする蒸気タービン仕切板の製造方法であって、
   前記内輪部材から前記静翼部材側へ突出した突出部を有する複数の押え板を、前記内輪部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面に形成された溝に設置するステップと、
   前記静翼部材における前記蒸気流れ方向の下流側の面において凹状に形成された凹部に対して、前記突出部を係止させるステップと、
   を備える蒸気タービン仕切板の製造方法。
   

Images