JP6595926B2 - Rotating machine - Google Patents

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JP6595926B2 JP2016017887A JP2016017887A JP6595926B2 JP 6595926 B2 JP6595926 B2 JP 6595926B2 JP 2016017887 A JP2016017887 A JP 2016017887A JP 2016017887 A JP2016017887 A JP 2016017887A JP 6595926 B2 JP6595926 B2 JP 6595926B2
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俊郎 後藤
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/22Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Description

本開示は回転機械に関する。   The present disclosure relates to rotating machinery.

蒸気タービンやガスタービン等の回転機械は、通常、静止部と回転部との間の隙間、例えば、動翼と動翼を囲繞する部材との間の隙間や静翼とロータ軸との間の隙間、における流体の流れを制限可能なシール装置を備えている。
例えば、特許文献1が開示する回転機械用のシール装置は、変形部位を有し、第1範囲と第2範囲の圧力差に応じてシール隙間の幅を自動的に調整可能に構成されている。
また、特許文献2が開示するターボ回転機械の自動調整シールは、可動シールリングを有し、可動シールリングが、定格運転時には作動流体によって径方向内方に押圧されてシール隙間の幅を自動的に調整可能に構成されている。
A rotating machine such as a steam turbine or a gas turbine usually has a gap between a stationary part and a rotating part, for example, a gap between a moving blade and a member surrounding the moving blade, or between a stationary blade and a rotor shaft. A sealing device capable of restricting the flow of fluid in the gap is provided.
For example, a sealing device for a rotating machine disclosed in Patent Document 1 has a deformed portion, and is configured to be able to automatically adjust the width of a seal gap according to a pressure difference between a first range and a second range. .
Moreover, the automatic adjustment seal of the turbo rotating machine disclosed in Patent Document 2 has a movable seal ring, and the movable seal ring is pressed radially inward by the working fluid during rated operation to automatically increase the width of the seal gap. It is configured to be adjustable.

特表2002−520562号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-520562 特開2000−97352号公報JP 2000-97352 A

特許文献1が開示する回転機械用のシール装置や特許文献2が開示するターボ回転機械の自動調整シールによれば、シール隙間の幅を受動的に調整可能ではあるが、シール隙間の幅を能動的に調整することはできない。
また、特許文献1や特許文献2は、回転部と静止部との間の隙間に配置されたシール装置によって形成されるシール隙間の幅を調整することを開示しているものの、回転部と静止部との間の隙間の幅を調整することまでは開示していない。
According to the sealing device for a rotary machine disclosed in Patent Document 1 and the self-adjusting seal of a turbo rotating machine disclosed in Patent Document 2, the width of the seal gap can be passively adjusted, but the width of the seal gap is active. Cannot be adjusted.
Moreover, although patent document 1 and patent document 2 are disclosing adjusting the width | variety of the sealing clearance gap formed by the sealing device arrange | positioned in the clearance gap between a rotation part and a stationary part, a rotation part and stationary It does not disclose until the width of the gap between the parts is adjusted.

上述した事情に鑑み、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、ロータ軸の径方向にて動翼の外側に形成される回転部と静止部の間の翼端隙間の大きさを、回転部の外径を能動的に変化させることにより可変である回転機械を提供することにある。   In view of the circumstances described above, the object of at least one embodiment of the present invention is to determine the size of the blade tip clearance between the rotating part and the stationary part formed outside the rotor blade in the radial direction of the rotor shaft. An object of the present invention is to provide a rotating machine that is variable by actively changing the outer diameter of the rotating machine.

(1)本発明の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
ハウジングと、
前記ハウジング内を延びるロータ軸と、
前記ハウジングに固定された複数の静翼と、
前記ロータ軸に固定された複数の動翼と、
前記動翼と前記ハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを調整可能な隙間調整装置とを備え、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに固定され、前記ロータ軸の周方向に配列された複数の電磁石と、
前記電磁石が発生する電磁力によって前記ロータ軸の径方向に変位可能に前記複数の動翼の先端部にそれぞれ取り付けられ、前記ロータ軸の径方向での変位量に応じて、前記翼端隙間の大きさを調整可能な複数の可動部と、
を含む。
(1) A rotating machine according to at least one embodiment of the present invention includes:
A housing;
A rotor shaft extending through the housing;
A plurality of stationary blades fixed to the housing;
A plurality of blades fixed to the rotor shaft;
A gap adjusting device capable of adjusting the size of a blade tip gap existing between the moving blade and the housing;
The gap adjusting device includes:
A plurality of electromagnets fixed to the housing and arranged in a circumferential direction of the rotor shaft;
The blades are attached to the tip portions of the plurality of rotor blades so as to be displaceable in the radial direction of the rotor shaft by the electromagnetic force generated by the electromagnet. A plurality of movable parts adjustable in size;
including.

上記構成(1)によれば、電磁石が発生する電磁力によってロータ軸の径方向にて可動部を変位させることで、動翼とハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを能動的に調整可能である。このため、回転機械の運転状況に応じて翼端隙間の大きさを調整可能である。   According to the above configuration (1), the movable part is displaced in the radial direction of the rotor shaft by the electromagnetic force generated by the electromagnet, thereby actively increasing the size of the blade tip gap between the moving blade and the housing. It can be adjusted. For this reason, the magnitude | size of a blade tip clearance gap can be adjusted according to the driving | running state of a rotary machine.

(2)幾つかの実施形態では、上記構成(1)において、
前記複数の可動部の各々は、
前記動翼の先端部と前記ロータ軸の径方向に対向する径方向外壁と、
前記径方向外壁に連なり、前記動翼の先端部と前記ロータ軸の軸方向に対向する一対の側壁と、
を有する。
上記構成(2)によれば、ロータ軸の径方向にて径方向外壁が複数の電磁石の各々と対向可能であり、電磁石が発生した電磁力によって、可動部を径方向外側に向かって吸引可能である。そして、径方向外壁が吸引されると、一対の側壁も径方向外側に向かって変位し、これら径方向外壁及び一対の側壁によって、翼端隙間の大きさを縮小可能である。
(2) In some embodiments, in the configuration (1),
Each of the plurality of movable parts is
A radially outer wall facing the tip of the rotor blade and the radial direction of the rotor shaft;
A pair of side walls that are continuous with the radially outer wall and are opposed to the tip of the rotor blade in the axial direction of the rotor shaft;
Have
According to the configuration (2), the radial outer wall can face each of the plurality of electromagnets in the radial direction of the rotor shaft, and the movable part can be attracted radially outward by the electromagnetic force generated by the electromagnet. It is. When the radial outer wall is sucked, the pair of side walls are also displaced outward in the radial direction, and the size of the blade tip gap can be reduced by the radial outer wall and the pair of side walls.

(3)幾つかの実施形態では、上記構成(2)において、
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各々と前記複数の動翼の先端部の各々との間に配置された少なくとも1つの弾性部材を更に含む。
上記構成(3)によれば、可動部と動翼の先端部との間に配置された弾性部材によって、電磁石の電磁力が発生していないときの可動部の位置を決定することができるとともに、電磁石が発生した電磁力の大きさに応じて、翼端隙間の大きさを決定することができる。
(3) In some embodiments, in the configuration (2),
The gap adjusting device further includes at least one elastic member disposed between each of the plurality of movable parts and each of the tip parts of the plurality of moving blades.
According to the configuration (3), the position of the movable part when the electromagnetic force of the electromagnet is not generated can be determined by the elastic member disposed between the movable part and the tip of the moving blade. Depending on the magnitude of the electromagnetic force generated by the electromagnet, the size of the blade tip gap can be determined.

(4)幾つかの実施形態では、上記構成(2)又は(3)において、
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各径方向外壁に取り付けられた少なくとも1つの永久磁石を更に含む。
上記構成(4)によれば、可動部の径方向外壁に取り付けられた少なくとも1つの永久磁石によって、電磁石の電磁力によって可動部に作用する吸引力を増大可能である。また、永久磁石を用いた場合、永久磁石と電磁石との間の吸引力のみならず、斥力を利用して、翼端隙間の大きさを調整可能である。
(4) In some embodiments, in the configuration (2) or (3),
The gap adjusting device further includes at least one permanent magnet attached to each radially outer wall of the plurality of movable parts.
According to the configuration (4), the attraction force acting on the movable portion by the electromagnetic force of the electromagnet can be increased by the at least one permanent magnet attached to the radially outer wall of the movable portion. When a permanent magnet is used, the size of the blade tip gap can be adjusted using not only the attractive force between the permanent magnet and the electromagnet but also the repulsive force.

(5)幾つかの実施形態では、上記構成(1)乃至(4)の何れか1つにおいて、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに取り付けられ、前記翼端隙間の大きさを計測可能な少なくとも1つのセンサと、
前記少なくとも1つのセンサの計測結果に基づいて、前記複数の電磁石が発生する電磁力を調整可能な制御装置と、
を更に含む。
上記構成(5)によれば、制御装置が、センサの計測結果に基づいて電磁石が発生する電磁力を調整可能であるので、例えば回転機械の運転状況等に応じて、翼端隙間の大きさを調整可能である。
(5) In some embodiments, in any one of the configurations (1) to (4),
The gap adjusting device includes:
At least one sensor attached to the housing and capable of measuring the size of the tip clearance;
A control device capable of adjusting an electromagnetic force generated by the plurality of electromagnets based on a measurement result of the at least one sensor;
Is further included.
According to the configuration (5), since the control device can adjust the electromagnetic force generated by the electromagnet based on the measurement result of the sensor, the size of the blade tip clearance is determined according to, for example, the operating state of the rotating machine. Can be adjusted.

(6)幾つかの実施形態では、上記構成(5)において、
前記複数の電磁石は、前記ロータ軸の軸方向に相互に離間した2つの列をなして前記ロータ軸の周方向に配列され、
前記少なくとも1つのセンサは、前記ロータ軸の軸方向にて前記2つの列の間に配置されている。
上記構成(6)によれば、複数の電磁石が2つの列をなして配列され、2つの列の間にセンサが配置されているので、複数の電磁石により可動部を径方向外側に向かってバランス良く吸引可能であるとともに、センサによって翼端隙間の大きさを確実に計測可能である。
(6) In some embodiments, in the configuration (5),
The plurality of electromagnets are arranged in the circumferential direction of the rotor shaft in two rows spaced apart from each other in the axial direction of the rotor shaft,
The at least one sensor is disposed between the two rows in the axial direction of the rotor shaft.
According to the configuration (6), since the plurality of electromagnets are arranged in two rows and the sensor is arranged between the two rows, the movable portion is balanced radially outward by the plurality of electromagnets. The suction can be performed well, and the size of the blade tip gap can be reliably measured by the sensor.

(7)幾つかの実施形態では、上記構成(5)又は(6)において、
前記少なくとも1つのセンサは、前記ロータ軸の周方向に配列された複数のセンサを含む。
上記構成(7)によれば、複数のセンサの計測結果に応じて各電磁石の電磁力を調整することによって、ロータ軸の周方向位置に応じて翼端隙間の大きさを調整可能である。この結果として、例えば、翼端隙間の大きさをロータ軸の周方向にて均一にすることができ、ロータ軸の振動を抑制可能である。また例えば、複数のセンサの測定結果に基づいてロータ軸の振動を検出したとき、振動を抑制するように各電磁石の電磁力を調整することができる。更に例えば、ロータ軸は、自重によって撓むことがあるが、複数のセンサの測定結果に基づいてロータ軸の撓みを検出したとき、撓みを抑制するように各電磁石の電磁力を調整することができる。
(7) In some embodiments, in the configuration (5) or (6),
The at least one sensor includes a plurality of sensors arranged in a circumferential direction of the rotor shaft.
According to the configuration (7), by adjusting the electromagnetic force of each electromagnet according to the measurement results of the plurality of sensors, the size of the blade tip gap can be adjusted according to the circumferential position of the rotor shaft. As a result, for example, the size of the blade tip gap can be made uniform in the circumferential direction of the rotor shaft, and vibration of the rotor shaft can be suppressed. For example, when vibration of the rotor shaft is detected based on the measurement results of a plurality of sensors, the electromagnetic force of each electromagnet can be adjusted so as to suppress the vibration. Furthermore, for example, the rotor shaft may be bent by its own weight, but when detecting the bending of the rotor shaft based on the measurement results of a plurality of sensors, the electromagnetic force of each electromagnet may be adjusted so as to suppress the bending. it can.

本発明の少なくとも一実施形態によれば、ロータ軸の径方向にて動翼の外側に形成される回転部と静止部の間の翼端隙間の大きさを、回転部の外径を能動的に変化させることにより可変である回転機械が提供される。   According to at least one embodiment of the present invention, the size of the blade tip gap between the rotating part and the stationary part formed on the outer side of the rotor blade in the radial direction of the rotor shaft is set to the active diameter of the rotating part. A rotating machine is provided that is variable by changing to.

本発明の一実施形態に係るタービンの概略的な構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a schematic structure of a turbine concerning one embodiment of the present invention. 図1のタービンの一部を拡大して概略的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which expands and schematically shows a part of turbine of FIG. 図2中のIII−III線に沿う概略的な断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 図2中の領域IVの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生しているときの状態を示す図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the area | region IV in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows a state when the electromagnet is generating the electromagnetic force. 図2中の領域IVの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生していないときの状態を示す図である。It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the area | region IV in FIG. 2, Comprising: It is a figure which shows a state when an electromagnet is not generating the electromagnetic force. 図3中の領域VIの概略的な横断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a region VI in FIG. 3. 他の一実施形態に係るタービンの図4に相当する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view equivalent to FIG. 4 of the turbine which concerns on other one Embodiment. 他の一実施形態に係るタービンの図4に相当する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view equivalent to FIG. 4 of the turbine which concerns on other one Embodiment. 他の一実施形態に係るタービンの図4に相当する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view equivalent to FIG. 4 of the turbine which concerns on other one Embodiment. 図9のタービンにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a radially outer wall of a movable part in the turbine of FIG. 他の一実施形態に係るタービンにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。It is a figure which expand | deploys and shows the radial direction outer wall of the movable part in the turbine which concerns on other one Embodiment. 図11に示した永久磁石の配列を用いたときの電磁石の制御例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of control of an electromagnet when using the arrangement | sequence of the permanent magnet shown in FIG.

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
For example, expressions expressing relative or absolute arrangements such as “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” are strictly In addition to such an arrangement, it is also possible to represent a state of relative displacement with an angle or a distance such that tolerance or the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.

図1は、本発明の一実施形態に係るタービン1Aの概略的な構成を示す縦断面図である。図2は、タービン1Aの一部を拡大して概略的に示す縦断面図である。図3は、図2中のIII−III線に沿う概略的な断面図である。図4は、図2中の領域IVの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生していないときの状態を示す図である。図5は、図2中の領域IVの概略的な縦断面図であって、電磁石が電磁力を発生しているときの状態を示す図である。図6は、図3中の領域VIの概略的な横断面図である。図7は、他の一実施形態に係るタービン1Bの図4に相当する縦断面図である。図8は、他の一実施形態に係るタービン1Cの図4に相当する縦断面図である。図9は、他の一実施形態に係るタービン1Dの図4に相当する縦断面図である。図10は、図9のタービン1Dにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。図11は、他の一実施形態に係るタービン1Eにおける可動部の径方向外壁を展開して示す図である。図12は、タービン1Eにおける電磁石の制御例を説明するための図である。
なお、以下の説明では、タービン1A〜1Eを一括してタービン1とも称する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a turbine 1A according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view schematically showing a part of the turbine 1A. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of region IV in FIG. 2 and shows a state when the electromagnet does not generate electromagnetic force. FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a region IV in FIG. 2 and shows a state when the electromagnet generates an electromagnetic force. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of region VI in FIG. FIG. 7 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 4 of a turbine 1B according to another embodiment. FIG. 8 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 4 of a turbine 1C according to another embodiment. FIG. 9 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 4 of a turbine 1D according to another embodiment. FIG. 10 is a developed view of the radially outer wall of the movable part in the turbine 1D of FIG. FIG. 11 is a developed view of the radially outer wall of the movable part in the turbine 1E according to another embodiment. FIG. 12 is a diagram for explaining an example of control of an electromagnet in the turbine 1E.
In the following description, the turbines 1A to 1E are also collectively referred to as the turbine 1.

図1に示したように、タービン1は、例えばコンバインドサイクル発電に適用可能な蒸気タービンであり、発電機3に接続されている。タービン1は、蒸気を利用してトルクを発生させ、発電機3はタービン1が出力したトルクを利用して発電する。   As shown in FIG. 1, the turbine 1 is a steam turbine applicable to, for example, combined cycle power generation, and is connected to a generator 3. The turbine 1 generates torque using steam, and the generator 3 generates power using the torque output from the turbine 1.

タービン1は、ハウジング(車室)5と、ロータ軸7と、ハウジング5に固定された静翼列と、ロータ軸7に固定された複数の動翼列とを有する。ロータ軸7は、ジャーナル軸受装置9,10及びスラスト軸受装置11によって、水平軸の回りで回転可能に支持され、ロータ軸7の少なくとも一部は、例えば筒形状のハウジング5内を延びている。ロータ軸7の一端側に、発電機3が接続されている。   The turbine 1 has a housing (cabinet) 5, a rotor shaft 7, a stationary blade row fixed to the housing 5, and a plurality of blade rows fixed to the rotor shaft 7. The rotor shaft 7 is supported by the journal bearing devices 9 and 10 and the thrust bearing device 11 so as to be rotatable around a horizontal axis, and at least a part of the rotor shaft 7 extends in the cylindrical housing 5, for example. The generator 3 is connected to one end side of the rotor shaft 7.

ハウジング5とロータ軸7との間には筒状の内部流路12が形成され、内部流路12に複数の静翼列及び動翼列が配置される。各静翼列は、ロータ軸7の周方向に配列された複数の静翼14からなり、各静翼14はハウジング5に対して固定されている。各動翼列は、ロータ軸7の周方向に配列された複数の動翼15からなり、各動翼15は、ロータ軸7に対して固定されている。各静翼列では、蒸気の流れが加速され、各動翼列では、蒸気のエネルギがロータ軸7の回転エネルギに変換される。   A cylindrical internal flow path 12 is formed between the housing 5 and the rotor shaft 7, and a plurality of stationary blade rows and moving blade rows are arranged in the internal flow channel 12. Each stationary blade row includes a plurality of stationary blades 14 arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7, and each stationary blade 14 is fixed to the housing 5. Each moving blade row includes a plurality of moving blades 15 arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7, and each moving blade 15 is fixed to the rotor shaft 7. In each stationary blade row, the flow of steam is accelerated, and in each blade row, steam energy is converted into rotational energy of the rotor shaft 7.

つまり、タービン1は、大別すると、静止部17と、静止部17に対し相対回転可能な回転部19とを有しており、ハウジング5及び静翼14は静止部17を構成し、ロータ軸7及び動翼15は回転部19を構成している。
なお、タービン1は、高圧タービン20、中圧タービン22及び低圧タービン24を含んでいるが、高圧タービン20、中圧タービン22及び低圧タービン24のいずれも、静止部17と、静止部17に対し相対回転可能な回転部19とを有している。
In other words, the turbine 1 roughly includes a stationary part 17 and a rotating part 19 that can rotate relative to the stationary part 17, and the housing 5 and the stationary blade 14 constitute the stationary part 17, and the rotor shaft 7 and the rotor blade 15 constitute a rotating part 19.
The turbine 1 includes a high-pressure turbine 20, an intermediate-pressure turbine 22, and a low-pressure turbine 24, but all of the high-pressure turbine 20, the intermediate-pressure turbine 22, and the low-pressure turbine 24 are in relation to the stationary portion 17 and the stationary portion 17. And a rotating part 19 capable of relative rotation.

図2〜図9に示したように、タービン1は、隙間調整装置26を有している。隙間調整装置26は、動翼15とハウジング5との間に存する隙間(翼端隙間)EGの大きさを調整可能である。なお、翼端隙間EGは、ロータ軸7の径方向にて動翼15とハウジング5との間に形成される隙間である。   As illustrated in FIGS. 2 to 9, the turbine 1 includes a gap adjusting device 26. The gap adjusting device 26 can adjust the size of a gap (blade end gap) EG existing between the moving blade 15 and the housing 5. The blade tip gap EG is a gap formed between the moving blade 15 and the housing 5 in the radial direction of the rotor shaft 7.

隙間調整装置26は、複数の電磁石28、及び、複数の可動部30を有している。
複数の電磁石28は、それぞれハウジング5に固定され、ロータ軸7の周方向に配列されている。電磁石28は、例えば、コア32、及び、コア32に巻回されたコイル34によって構成され、コイル34に通電することによって電磁力(磁束)を発生可能である。
The gap adjusting device 26 has a plurality of electromagnets 28 and a plurality of movable parts 30.
The plurality of electromagnets 28 are each fixed to the housing 5 and arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7. The electromagnet 28 includes, for example, a core 32 and a coil 34 wound around the core 32, and can generate an electromagnetic force (magnetic flux) by energizing the coil 34.

複数の可動部30は、電磁石28が発生する電磁力によってロータ軸7の径方向に変位可能に複数の動翼15の先端部31にそれぞれ取り付けられている。具体的には、可動部30と対向するハウジング5の領域に、複数の電磁石28は取り付けられている。そして、複数の可動部30は、ロータ軸7の径方向での各可動部30の変位量に応じて、翼端隙間EGの大きさを調整可能である。   The plurality of movable portions 30 are respectively attached to the tip portions 31 of the plurality of moving blades 15 so as to be displaceable in the radial direction of the rotor shaft 7 by the electromagnetic force generated by the electromagnet 28. Specifically, a plurality of electromagnets 28 are attached to the region of the housing 5 that faces the movable portion 30. The plurality of movable parts 30 can adjust the size of the blade tip gap EG in accordance with the amount of displacement of each movable part 30 in the radial direction of the rotor shaft 7.

上記構成によれば、電磁石28が発生する電磁力によって、ロータ軸7の径方向にて可動部30を変位させることで、動翼15とハウジング5との間に存する翼端隙間EGの大きさを能動的に調整可能である。このため、タービン1の運転状況に応じて翼端隙間EGの大きさを調整可能である。
なお、可動部30は回転部19の一部を構成しており、ロータ軸7の径方向にて可動部30を能動的に変位させることによって、回転部19の外径を変化させることができ、これにより、翼端隙間EGの大きさを調整することができる。
According to the above configuration, the size of the blade tip clearance EG existing between the moving blade 15 and the housing 5 is obtained by displacing the movable portion 30 in the radial direction of the rotor shaft 7 by the electromagnetic force generated by the electromagnet 28. Can be actively adjusted. For this reason, the size of the blade tip gap EG can be adjusted according to the operating state of the turbine 1.
The movable part 30 constitutes a part of the rotating part 19, and the outer diameter of the rotating part 19 can be changed by actively displacing the movable part 30 in the radial direction of the rotor shaft 7. Thus, the size of the blade tip gap EG can be adjusted.

幾つかの実施形態では、図4〜図9に示したように、複数の可動部30の各々は、動翼15の先端部31とロータ軸7の径方向に対向する径方向外壁36を有する。そして、図4、図5、及び、図7〜図9に示したように、複数の可動部30の各々は、径方向外壁36に連なり、動翼15の先端部31とロータ軸7の軸方向に対向する一対の側壁(軸方向側壁)38を有する。   In some embodiments, as shown in FIGS. 4 to 9, each of the plurality of movable portions 30 has a radially outer wall 36 that faces the tip portion 31 of the rotor blade 15 and the rotor shaft 7 in the radial direction. . As shown in FIGS. 4, 5, and 7 to 9, each of the plurality of movable portions 30 is connected to the radial outer wall 36, so A pair of side walls (axial side walls) 38 facing each other are provided.

上記構成によれば、ロータ軸7の径方向にて径方向外壁36が複数の電磁石28の各々と対向可能であり、電磁石28が発生した電磁力によって、可動部30を径方向外側に向かって吸引可能である。そして、径方向外壁36が吸引されると、一対の側壁38も径方向外側に向かって変位し、これら径方向外壁36及び一対の側壁38によって、翼端隙間EGの大きさを縮小可能である。   According to the above configuration, the radial outer wall 36 can be opposed to each of the plurality of electromagnets 28 in the radial direction of the rotor shaft 7, and the movable portion 30 is moved radially outward by the electromagnetic force generated by the electromagnet 28. Suction is possible. When the radial outer wall 36 is sucked, the pair of side walls 38 are also displaced outward in the radial direction, and the size of the blade tip gap EG can be reduced by the radial outer wall 36 and the pair of side walls 38. .

例えば、動翼15の先端部31は、動翼15の翼本体と一体に形成されたシュラウドリング40によって構成される。複数の動翼15がロータ軸7の周方向に配列された状態では、動翼15の配列に対応して、複数のシュラウドリング40がロータ軸7の周方向に配列される。
また例えば、径方向外壁36は、ロータ軸7の周方向に沿って湾曲した板形状を有し、径方向外壁36の外面が、翼端隙間EGの内周側を規定する。
更に例えば、一対の側壁38は、それぞれ扇形の板形状を有し、対向する動翼15の先端部31の側面に対し、ロータ軸7の径方向に摺動自在に配置されている。
For example, the tip 31 of the moving blade 15 is constituted by a shroud ring 40 formed integrally with the blade body of the moving blade 15. In a state where the plurality of moving blades 15 are arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7, the plurality of shroud rings 40 are arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7 corresponding to the arrangement of the moving blades 15.
Further, for example, the radial outer wall 36 has a plate shape curved along the circumferential direction of the rotor shaft 7, and the outer surface of the radial outer wall 36 defines the inner circumferential side of the blade tip gap EG.
Further, for example, each of the pair of side walls 38 has a fan-shaped plate shape, and is slidable in the radial direction of the rotor shaft 7 with respect to the side surface of the tip 31 of the opposed moving blade 15.

幾つかの実施形態では、可動部30の各々は、図6に示したように、径方向外壁36及び側壁38に連なり、動翼15の先端部31とロータ軸7の周方向に対向する一対の側壁(周方向側壁)42を有する。例えば、一対の側壁42は、対向する動翼15の先端部31の側面に対し、ロータ軸7の径方向に摺動自在に配置されている。この場合、可動部30は、動翼15の先端部31に対し、ロータ軸7の径方向に摺動自在に嵌合されたカップ形状を有する。   In some embodiments, as shown in FIG. 6, each of the movable parts 30 is connected to the radial outer wall 36 and the side wall 38 and is opposed to the tip part 31 of the rotor blade 15 and the circumferential direction of the rotor shaft 7. Side wall (circumferential side wall) 42. For example, the pair of side walls 42 are disposed so as to be slidable in the radial direction of the rotor shaft 7 with respect to the side surface of the tip portion 31 of the opposed moving blade 15. In this case, the movable portion 30 has a cup shape that is slidably fitted in the radial direction of the rotor shaft 7 with respect to the tip portion 31 of the rotor blade 15.

幾つかの実施形態では、図4〜図9に示したように、隙間調整装置26は、複数の可動部30の各々と複数の動翼15の先端部31の各々との間に配置された少なくとも1つの弾性部材44を更に含む。弾性部材44は、電磁石28が発生した電磁力の大きさに応じて、可動部30が、ロータ軸7の径方向に変位することを許容するように配置されている。
上記構成によれば、可動部30と動翼15の先端部31との間に配置された弾性部材44によって、電磁石28の電磁力が発生していないときの可動部30の位置を決定することができるとともに、電磁石28が発生した電磁力の大きさに応じて、翼端隙間EGの大きさを決定することができる。
In some embodiments, as illustrated in FIGS. 4 to 9, the gap adjusting device 26 is disposed between each of the plurality of movable portions 30 and each of the tip portions 31 of the plurality of moving blades 15. At least one elastic member 44 is further included. The elastic member 44 is disposed so as to allow the movable portion 30 to be displaced in the radial direction of the rotor shaft 7 in accordance with the magnitude of the electromagnetic force generated by the electromagnet 28.
According to the above configuration, the position of the movable portion 30 when the electromagnetic force of the electromagnet 28 is not generated is determined by the elastic member 44 disposed between the movable portion 30 and the tip portion 31 of the rotor blade 15. In addition, the size of the blade tip gap EG can be determined according to the magnitude of the electromagnetic force generated by the electromagnet 28.

例えば、弾性部材44は、金属製のばねによって構成される。ばねとしては、図4〜図6、図8及び図9に示したように引っ張りコイルばね44aや、図7に示したように圧縮コイルばね44bや、図示しない板ばねを用いることができる。
例えば、引っ張りコイルばね44aを用いる場合、図4〜図6、図8及び図9に示したように、動翼15の先端部31及び可動部30のうち一方又は両方に渡って空洞部46を設け、空洞部46に配置された引っ張りコイルばね44aによって、動翼15の先端部と可動部30とをロータ軸7の径方向に連結すればよい。
より具体的には、図4〜図6、図8及び図9に示したように、動翼15の先端部31に凹部46aを設け、凹部46aに配置された引っ張りコイルばね44aによって、凹部46aの底と径方向外壁36をロータ軸7の径方向に連結すればよい。
For example, the elastic member 44 is configured by a metal spring. As the spring, a tension coil spring 44a as shown in FIGS. 4 to 6, 8, and 9, a compression coil spring 44b as shown in FIG. 7, or a leaf spring (not shown) can be used.
For example, when using the tension coil spring 44a, as shown in FIGS. 4 to 6, 8, and 9, the hollow portion 46 is formed over one or both of the tip portion 31 and the movable portion 30 of the moving blade 15. The distal end portion of the moving blade 15 and the movable portion 30 may be connected in the radial direction of the rotor shaft 7 by the tension coil spring 44 a provided and disposed in the cavity portion 46.
More specifically, as shown in FIGS. 4 to 6, 8, and 9, a recess 46 a is provided at the tip 31 of the moving blade 15, and the recess 46 a is formed by a tension coil spring 44 a disposed in the recess 46 a. The bottom and the radial outer wall 36 may be connected in the radial direction of the rotor shaft 7.

また例えば、圧縮コイルばね44bを用いる場合、図7に示したように、動翼15の先端部31及び可動部30のうち一方又は両方に渡って空洞部48を設け、空洞部48に配置された圧縮コイルばね44bによって、可動部30をロータ軸7の径方向内側に向かって付勢すればよい。
より具体的には、図7に示したように、動翼15の先端部31に外向きフランジ50を設け、可動部30に内向きフランジ52を設ければよい。外向きフランジ50と内向きフランジ52は、ロータ軸7の径方向にて相互に対向し、外向きフランジ50と内向きフランジ52との間に形成された空洞部48に圧縮コイルばね44bを配置すればよい。
Further, for example, when the compression coil spring 44 b is used, as shown in FIG. 7, a cavity portion 48 is provided over one or both of the tip portion 31 and the movable portion 30 of the moving blade 15, and is arranged in the cavity portion 48. What is necessary is just to urge the movable part 30 toward the radial inside of the rotor shaft 7 by the compressed coil spring 44b.
More specifically, as shown in FIG. 7, an outward flange 50 may be provided at the tip portion 31 of the moving blade 15, and an inward flange 52 may be provided at the movable portion 30. The outward flange 50 and the inward flange 52 oppose each other in the radial direction of the rotor shaft 7, and the compression coil spring 44 b is disposed in a cavity 48 formed between the outward flange 50 and the inward flange 52. do it.

幾つかの実施形態では、ロータ軸7の定格回転時(例えば3600rpmのとき)に、ロータ軸7の停止時と比べて、引っ張りコイルばね44aの伸び量が零になるように、引っ張りコイルばね44aは構成される。つまり、ロータ軸7の定格回転時に可動部30に作用する遠心力と同程度の引っ張り力が、ロータ軸7の停止時に可動部30に作用するように、引っ張りコイルばね44aは構成される。
幾つかの実施形態では、ロータ軸7の定格回転時に、ロータ軸7の停止時と比べて、引っ張りコイルばね44aの伸び量が大きくなるように、引っ張りコイルばね44aは構成される。
In some embodiments, the tension coil spring 44a is such that the amount of extension of the tension coil spring 44a is zero when the rotor shaft 7 is rated (for example, at 3600 rpm) compared to when the rotor shaft 7 is stopped. Is composed. That is, the tension coil spring 44 a is configured such that a tensile force that is about the same as the centrifugal force that acts on the movable portion 30 during the rated rotation of the rotor shaft 7 acts on the movable portion 30 when the rotor shaft 7 stops.
In some embodiments, the tension coil spring 44a is configured such that the extension amount of the tension coil spring 44a is larger at the rated rotation of the rotor shaft 7 than when the rotor shaft 7 is stopped.

幾つかの実施形態では、隙間調整装置26は、図9〜図11に示したように、複数の可動部30の各径方向外壁36に取り付けられた少なくとも1つの永久磁石54を更に含む。永久磁石54は、電磁石28と対向可能な径方向外壁36の領域に取り付けられている。例えば、永久磁石54の外面及び径方向外壁36の外面が面一となるように、径方向外壁36に溝又は穴が形成され、永久磁石54はこれら溝又は穴に配置される。
上記構成によれば、可動部30の径方向外壁36に取り付けられた少なくとも1つの永久磁石54によって、電磁石28の電磁力によって可動部30に作用する吸引力を増大可能である。また、永久磁石54を用いた場合、永久磁石54と電磁石28との間の吸引力のみならず、斥力を利用して、翼端隙間EGの大きさを調整可能である。
なお、永久磁石54の形状は特に限定されることはないが、例えば、各永久磁石54は、自身のN極及びS極がロータ軸7の径方向に配列されるように構成される。
In some embodiments, the gap adjusting device 26 further includes at least one permanent magnet 54 attached to each radial outer wall 36 of the plurality of movable parts 30 as shown in FIGS. 9 to 11. The permanent magnet 54 is attached to a region of the radial outer wall 36 that can face the electromagnet 28. For example, grooves or holes are formed in the radial outer wall 36 so that the outer surface of the permanent magnet 54 and the outer surface of the radial outer wall 36 are flush with each other, and the permanent magnet 54 is disposed in these grooves or holes.
According to the above configuration, the attraction force acting on the movable part 30 by the electromagnetic force of the electromagnet 28 can be increased by the at least one permanent magnet 54 attached to the radial outer wall 36 of the movable part 30. When the permanent magnet 54 is used, the size of the blade tip gap EG can be adjusted using not only the attractive force between the permanent magnet 54 and the electromagnet 28 but also the repulsive force.
The shape of the permanent magnet 54 is not particularly limited. For example, each permanent magnet 54 is configured such that its own N pole and S pole are arranged in the radial direction of the rotor shaft 7.

幾つかの実施形態では、可動部30の径方向外壁36全体が永久磁石によって構成される。
上記構成によっても、可動部30の径方向外壁36全体が永久磁石によって構成されていることで、電磁石28の電磁力によって可動部30に作用する吸引力を増大可能である。
In some embodiments, the entire radial outer wall 36 of the movable part 30 is constituted by a permanent magnet.
Also with the above configuration, the entire radial outer wall 36 of the movable portion 30 is formed of a permanent magnet, so that the attractive force acting on the movable portion 30 by the electromagnetic force of the electromagnet 28 can be increased.

幾つかの実施形態では、隙間調整装置26は、図4〜図9に示したように、少なくとも1つのセンサ56、及び、制御装置58を有する。
センサ56は、ハウジング5に取り付けられ、翼端隙間EGの大きさを計測可能である。センサ56は、例えば、光学式のセンサであり、翼端隙間EGの大きさに応じた計測結果を出力可能である。
In some embodiments, the gap adjustment device 26 includes at least one sensor 56 and a control device 58 as shown in FIGS.
The sensor 56 is attached to the housing 5 and can measure the size of the blade tip gap EG. The sensor 56 is an optical sensor, for example, and can output a measurement result corresponding to the size of the blade tip gap EG.

制御装置58は、例えばコンピュータ及び電源等によって構成され、センサ56の計測結果に基づいて、複数の電磁石28が発生する電磁力を調整可能である。すなわち、制御装置58は、翼端隙間EGの大きさが所望の大きさになるように、電磁石28への電流の供給量、及び、必要に応じて電磁石28に供給される電流の方向を調整可能である。   The control device 58 is configured by, for example, a computer and a power source, and can adjust the electromagnetic force generated by the plurality of electromagnets 28 based on the measurement result of the sensor 56. That is, the control device 58 adjusts the amount of current supplied to the electromagnet 28 and, if necessary, the direction of the current supplied to the electromagnet 28 so that the blade tip gap EG has a desired size. Is possible.

上記構成よれば、制御装置58が、センサ56の計測結果に基づいて電磁石28が発生する電磁力を調整可能であるので、例えばタービン1の運転状況等に応じて、翼端隙間EGの大きさを調整可能である。   According to the above configuration, since the control device 58 can adjust the electromagnetic force generated by the electromagnet 28 based on the measurement result of the sensor 56, the size of the blade tip clearance EG is determined according to, for example, the operation status of the turbine 1. Can be adjusted.

幾つかの実施形態では、複数の電磁石28は、図4、図5、及び、図7〜図9に示したように、ロータ軸7の軸方向に相互に離間した2つの列をなしてロータ軸7の周方向に配列されている。そして、少なくとも1つのセンサ56は、ロータ軸7の軸方向にて電磁石28の2つの列の間に配置されている。   In some embodiments, the plurality of electromagnets 28 are arranged in two rows spaced apart from one another in the axial direction of the rotor shaft 7, as shown in FIGS. 4, 5, and 7-9. They are arranged in the circumferential direction of the shaft 7. At least one sensor 56 is disposed between the two rows of electromagnets 28 in the axial direction of the rotor shaft 7.

上記構成によれば、複数の電磁石28が2つの列をなして配列され、2つの列の間にセンサ56が配置されているので、複数の電磁石28により可動部30を径方向外側に向かってバランス良く吸引可能であるとともに、センサ56によって翼端隙間EGの大きさを確実に計測可能である。   According to the above configuration, since the plurality of electromagnets 28 are arranged in two rows and the sensor 56 is disposed between the two rows, the movable portion 30 is moved radially outward by the plurality of electromagnets 28. The suction can be performed in a well-balanced manner, and the size of the blade tip gap EG can be reliably measured by the sensor 56.

幾つかの実施形態では、複数の電磁石28が2つの列をなすように配列されるのに対応して、複数の永久磁石54は、図10及び図11に示したように、ロータ軸7の軸方向に相互に離間した2つの列をなすように配列される。この場合、ロータ軸7の軸方向にて、電磁石28の2つの列の位置と永久磁石54の2つの列の位置が一致させられる。   In some embodiments, corresponding to the plurality of electromagnets 28 being arranged in two rows, the plurality of permanent magnets 54 is formed on the rotor shaft 7 as shown in FIGS. They are arranged so as to form two rows spaced apart from each other in the axial direction. In this case, the positions of the two rows of the electromagnets 28 and the positions of the two rows of the permanent magnets 54 are matched in the axial direction of the rotor shaft 7.

幾つかの実施形態では、図10に示したように、複数の永久磁石54は、同一の極がロータ軸7の径方向外側を向くように配置される。
幾つかの実施形態では、図11に示したように、複数の永久磁石54は、ロータ軸7の周方向にて、径方向外側を向いている極が交互に反対になるように配置される。
上記構成によれば、図12に示したように、ロータ軸7の回転角に対応して、電磁石28の磁極を交番させることで、つまり、電磁石28に供給される電流の向きを変化させることで、ロータ軸7の径方向外方に向かって可動部30を吸引しながら、ロータ軸7の回転方向前方に向かって可動部30を吸引することができる。このため、電磁石28の電磁力により、動翼15を円滑に回転させることができる。
In some embodiments, as shown in FIG. 10, the plurality of permanent magnets 54 are arranged such that the same pole faces the radially outer side of the rotor shaft 7.
In some embodiments, as shown in FIG. 11, the plurality of permanent magnets 54 are arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7 such that the poles facing radially outward are alternately opposite. .
According to the above configuration, as shown in FIG. 12, the direction of the current supplied to the electromagnet 28 is changed by alternating the magnetic poles of the electromagnet 28 according to the rotation angle of the rotor shaft 7. Thus, the movable portion 30 can be sucked forward in the rotational direction of the rotor shaft 7 while the movable portion 30 is sucked outward in the radial direction of the rotor shaft 7. For this reason, the moving blade 15 can be smoothly rotated by the electromagnetic force of the electromagnet 28.

幾つかの実施形態では、少なくとも1つのセンサ56は、ロータ軸7の周方向に配列された複数のセンサ56を含む。
上記構成によれば、複数のセンサ56の計測結果に応じて各電磁石28の電磁力を調整することによって、ロータ軸7の周方向位置に応じて翼端隙間EGの大きさを調整可能である。この結果として、例えば、翼端隙間EGの大きさをロータ軸7の周方向にて均一にすることができ、ロータ軸7の振動を抑制可能である。また例えば、複数のセンサ56の測定結果に基づいてロータ軸7の振動を検出したとき、振動を抑制するように各電磁石28の電磁力を調整することができる。更に例えば、ロータ軸7は、自重によって撓むことがあるが、複数のセンサ56の測定結果に基づいてロータ軸7の撓みを検出したとき、撓みを抑制するように各電磁石28の電磁力を調整することができる。なお、この場合、電磁力によって、可動部30及び弾性部材44を介して、ロータ軸7に撓みを補正するような力を作用させることで、ロータ軸7の撓みを間接的に抑制することができる。
In some embodiments, the at least one sensor 56 includes a plurality of sensors 56 arranged in the circumferential direction of the rotor shaft 7.
According to the above configuration, the size of the blade tip clearance EG can be adjusted according to the circumferential position of the rotor shaft 7 by adjusting the electromagnetic force of each electromagnet 28 according to the measurement results of the plurality of sensors 56. . As a result, for example, the size of the blade tip gap EG can be made uniform in the circumferential direction of the rotor shaft 7, and vibration of the rotor shaft 7 can be suppressed. For example, when the vibration of the rotor shaft 7 is detected based on the measurement results of the plurality of sensors 56, the electromagnetic force of each electromagnet 28 can be adjusted so as to suppress the vibration. Further, for example, the rotor shaft 7 may be bent by its own weight, but when detecting the bending of the rotor shaft 7 based on the measurement results of the plurality of sensors 56, the electromagnetic force of each electromagnet 28 is controlled so as to suppress the bending. Can be adjusted. In this case, the bending of the rotor shaft 7 is indirectly suppressed by applying a force that corrects the bending to the rotor shaft 7 via the movable portion 30 and the elastic member 44 by the electromagnetic force. it can.

幾つかの実施形態では、図8に示したように、翼端隙間EGに少なくとも1つのシールフィン60が配置されていてもよい。
シールフィン60は、環板形状を有し、シールフィン60の内周縁が、シール隙間SGを存して、ロータ軸7の径方向にて可動部30と対向する。
上記構成によれば、電磁石28の電磁力を調整することによって、シール隙間SGの大きさを調整することができる。
なお、シールフィン60を翼端隙間EGに配置する場合、シールフィン60は、例えば、台座62を介してハウジング5に固定可能である。そしてこの場合、必要に応じて、台座62を貫通して翼端隙間EGの大きさを計測可能に、センサ56を配置してもよい。あるいは、台座62を貫通して、可動部30と対向するように電磁石28を配置してもよい。
In some embodiments, as shown in FIG. 8, at least one seal fin 60 may be disposed in the blade tip gap EG.
The seal fin 60 has an annular plate shape, and the inner peripheral edge of the seal fin 60 faces the movable portion 30 in the radial direction of the rotor shaft 7 with a seal gap SG.
According to the above configuration, the size of the seal gap SG can be adjusted by adjusting the electromagnetic force of the electromagnet 28.
In the case where the seal fin 60 is disposed in the blade tip gap EG, the seal fin 60 can be fixed to the housing 5 via a pedestal 62, for example. In this case, if necessary, the sensor 56 may be arranged so as to be able to measure the size of the blade tip gap EG through the pedestal 62. Or you may arrange | position the electromagnet 28 so that the base 62 may be penetrated and the movable part 30 may be opposed.

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by changing the above-described embodiments and forms obtained by combining these forms.

例えば、本発明を適用するタービンは、コンバインドサイクル発電に適用可能なタービンに限定されることはない。また、本発明を適用するタービンは、蒸気タービンに限定されず、ガスタービンであってもよい。また更に、本発明は、タービン以外の回転機械にも適用可能である。従って、作動流体は蒸気に限定されることはない。
また例えば、隙間調整装置26は、複数の動翼列のうちいずれの動翼列にも適用可能であるが、動翼15の伸び量が相対的に大きい最終段落の動翼列に適用するのが好ましい。
For example, the turbine to which the present invention is applied is not limited to a turbine applicable to combined cycle power generation. Moreover, the turbine to which the present invention is applied is not limited to a steam turbine, and may be a gas turbine. Furthermore, the present invention is applicable to rotating machines other than turbines. Therefore, the working fluid is not limited to steam.
Further, for example, the gap adjusting device 26 can be applied to any of the plurality of moving blade rows, but is applied to the moving blade row in the last paragraph in which the moving amount of the moving blade 15 is relatively large. Is preferred.

1,1A〜1E タービン
3 発電機
5 ハウジング(車室)
7 ロータ軸
9,10 ジャーナル軸受装置
11 スラスト軸受装置
12 内部流路
14 静翼
15 動翼
17 静止部
19 回転部
20 高圧タービン
22 中圧タービン
24 低圧タービン
26 隙間調整装置
28 電磁石
30 可動部
31 動翼の先端部
32 コア
34 コイル
36 径方向外壁
38 側壁(軸方向側壁)
40 シュラウドリング
42 側壁(周方向側壁)
44 弾性部材
44a 引っ張りコイルばね
44b 圧縮コイルばね
46 空洞部
46a 凹部
48 空洞部
50 外向きフランジ
52 内向きフランジ
54 永久磁石
56 センサ
58 制御装置
60 シールフィン
62 台座
EG 翼端隙間
SG シール隙間
1,1A-1E Turbine 3 Generator 5 Housing (cabinet)
7 Rotor shafts 9 and 10 Journal bearing device 11 Thrust bearing device 12 Internal flow path 14 Stator blade 15 Rotor blade 17 Static portion 19 Rotating portion 20 High-pressure turbine 22 Medium-pressure turbine 24 Low-pressure turbine 26 Gap adjusting device 28 Electromagnet 30 Movable portion 31 Blade tip 32 Core 34 Coil 36 Radial outer wall 38 Side wall (Axial side wall)
40 shroud ring 42 side wall (circumferential side wall)
44 elastic member 44a tension coil spring 44b compression coil spring 46 cavity 46a recess 48 cavity 50 outward flange 52 inward flange 54 permanent magnet 56 sensor 58 controller 60 seal fin 62 base EG blade tip clearance SG seal clearance

Claims (7)

ハウジングと、
前記ハウジング内を延びるロータ軸と、
前記ハウジングに固定された複数の静翼と、
前記ロータ軸に固定された複数の動翼と、
前記動翼と前記ハウジングとの間に存する翼端隙間の大きさを調整可能な隙間調整装置とを備え、
前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに固定され、前記ロータ軸の周方向に配列された複数の電磁石と、
前記電磁石が発生する電磁力によって前記ロータ軸の径方向に変位可能に前記複数の動翼の先端部にそれぞれ取り付けられ、前記ロータ軸の径方向での変位量に応じて、前記翼端隙間の大きさを調整可能な複数の可動部と、
を含む
ことを特徴とする回転機械。
A housing;
A rotor shaft extending through the housing;
A plurality of stationary blades fixed to the housing;
A plurality of blades fixed to the rotor shaft;
A gap adjusting device capable of adjusting the size of a blade tip gap existing between the moving blade and the housing;
The gap adjusting device includes:
A plurality of electromagnets fixed to the housing and arranged in a circumferential direction of the rotor shaft;
The blades are attached to the tip portions of the plurality of rotor blades so as to be displaceable in the radial direction of the rotor shaft by the electromagnetic force generated by the electromagnet. A plurality of movable parts adjustable in size;
A rotating machine comprising:
前記複数の可動部の各々は、
前記動翼の先端部と前記ロータ軸の径方向に対向する径方向外壁と、
前記径方向外壁に連なり、前記動翼の先端部と前記ロータ軸の軸方向に対向する一対の側壁と、
を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の回転機械。
Each of the plurality of movable parts is
A radially outer wall facing the tip of the rotor blade and the radial direction of the rotor shaft;
A pair of side walls that are continuous with the radially outer wall and are opposed to the tip of the rotor blade in the axial direction of the rotor shaft;
The rotating machine according to claim 1, comprising:
前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各々と前記複数の動翼の先端部の各々との間に配置された少なくとも1つの弾性部材を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の回転機械。   The said clearance gap adjustment apparatus further contains at least 1 elastic member arrange | positioned between each of these movable parts, and each of the front-end | tip part of these moving blades. Rotating machine. 前記隙間調整装置は、前記複数の可動部の各径方向外壁に取り付けられた少なくとも1つの永久磁石を更に含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の回転機械。   The rotating machine according to claim 2, wherein the gap adjusting device further includes at least one permanent magnet attached to each radially outer wall of the plurality of movable parts. 前記隙間調整装置は、
前記ハウジングに取り付けられ、前記翼端隙間の大きさを計測可能な少なくとも1つのセンサと、
前記少なくとも1つのセンサの計測結果に基づいて、前記複数の電磁石が発生する電磁力を調整可能な制御装置と、
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の回転機械。
The gap adjusting device includes:
At least one sensor attached to the housing and capable of measuring the size of the tip clearance;
A control device capable of adjusting an electromagnetic force generated by the plurality of electromagnets based on a measurement result of the at least one sensor;
The rotating machine according to claim 1, further comprising:
前記複数の電磁石は、前記ロータ軸の軸方向に相互に離間した2つの列をなして前記ロータ軸の周方向に配列され、
前記少なくとも1つのセンサは、前記ロータ軸の軸方向にて前記2つの列の間に配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載の回転機械。
The plurality of electromagnets are arranged in the circumferential direction of the rotor shaft in two rows spaced apart from each other in the axial direction of the rotor shaft,
The rotating machine according to claim 5, wherein the at least one sensor is disposed between the two rows in an axial direction of the rotor shaft.
前記少なくとも1つのセンサは、前記ロータ軸の周方向に配列された複数のセンサを含むことを特徴とする請求項5又は6に記載の回転機械。   The rotating machine according to claim 5 or 6, wherein the at least one sensor includes a plurality of sensors arranged in a circumferential direction of the rotor shaft.
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