JP7051618B2 - 静翼セグメント、及び蒸気タービン - Google Patents

静翼セグメント、及び蒸気タービン Download PDF

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Description

本発明は、静翼セグメント、及び蒸気タービンに関する。
蒸気タービンの低圧段翼列では、湿り蒸気中で発生したドレンに起因する性能の劣化（湿り損失）や、ドレンが下流側に配置された動翼に衝突することで発生する動翼のエロージョンが発生しやすい。
このため、湿り蒸気中のドレンを除去する機構を備えた蒸気タービンが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、翼根リングの内壁の静翼翼根間に配置され、上流側から下流側に向かうにつれて深さが深くなるドレン用溝と、ドレン用溝の最下流の尾部に設けられ、翼根リングの内壁から外壁に向かう方向にドレンを排出するドレン排出穴（ドレン孔）と、が形成された翼根リングが開示されている。
実開平４－１２９８０３号公報
ところで、ドレン排出穴からの蒸気の流出を抑制する観点から、ドレン排出穴の径を小さくすることが好ましい。
しかしながら、特許文献１に開示されたドレン排出穴は、翼根リングを直接ドリル等で加工するため、ドレン排出穴の径を小さく加工することが困難であった。
このため、特許文献１に開示された技術では、ドレン排出穴からの蒸気の流出を抑制した上で、ドレンを効率良く排出することの可能な小さいドレン排出穴（ドレン孔）を形成することが困難であった。
そこで、本発明は、ドレン孔から蒸気の流出を抑制した上で、ドレンを効率良く排出することの可能な静翼セグメント、及び蒸気タービンを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る静翼セグメントは、軸線の周方向に延びる翼根リングと、前記翼根リングの内周面に、前記周方向に対して互いに間隔を空けて配置され、前記翼根リングの内周面から径方向内側に延びる複数の静翼と、ねじ本体、該ねじ本体の外周に形成されたおねじ部、及び前記ねじ本体の中央部を該ねじ本体の延在方向に貫通するドレン孔を有する止めねじと、を備え、前記翼根リングは、該翼根リングの内周面から径方向外側に延びる穴と、該穴の内周面に形成されためねじ部と、を有しており、前記止めねじは、前記めねじ部に螺合されており、前記翼根リングは、互いに隣り合う前記静翼間に位置する前記翼根リングの内周面に形成され、蒸気中で発生したドレンを溜めるドレン用凹部を有し、前記穴は、前記ドレン用凹部の底面から前記径方向外側に延びており、前記ドレン用凹部側に位置する前記ねじ本体の端面が前記穴の内側に配置されている。
本発明によれば、翼根リングの内周面から径方向外側に延びる穴に形成されためねじ部に螺合されるねじ本体と、ねじ本体の外周に形成されたおねじ部と、ねじ本体の延在方向に貫通するドレン孔と、を有する止めねじを備えることで、翼根リングに直接ドレン孔を形成する場合と比較して、直径の小さいドレン孔をねじ本体に形成することが可能となる。
これにより、ドレン孔からの蒸気の流出を抑制した上で、ドレン孔を介して、ドレンを効率良く排出することができる。
さらに、このように、蒸気中で発生したドレンを溜めるドレン用凹部を設けるとともに、ドレン用凹部の底面から径方向外側に延びる穴を形成することで、ドレン用凹部内のドレンをドレン孔に導くことが可能となる。これにより、ドレン孔を介して、ドレンを効率良く排出することができる。
また、本発明の一態様に係る静翼セグメントにおいて、前記ドレン用凹部は、前記翼根リングの周方向または該周方向に対して交差する方向に延びるドレン用溝であってもよい。
このように、ドレン用凹部として、翼根リングの周方向または周方向に対して交差する方向に延びるドレン用溝を用いることで、ドレン用凹部として溝ではない凹部を形成した場合と比較して、ドレンを効率良く溜めることができる。
また、本発明の一態様に係る静翼セグメントにおいて、前記翼根リングは、前記穴の径方向外側に配置された空間であるドレンチャンバーを有しており、前記穴は、前記ドレンチャンバーに連通していてもよい。
このように、穴がドレンチャンバーに連通することで、止めねじに形成されたドレン孔もドレンチャンバーに連通させることが可能となる。これにより、ドレン孔を介して、ドレンチャンバーにドレンを導くことができる。
また、本発明の一態様に係る静翼セグメントにおいて、前記めねじ部は、前記穴のうち、前記翼根リングの内周面側に形成されており、前記穴の延在方向における前記めねじ部の長さは、前記穴の長さよりも短く構成されており、前記翼根リングの内周面側に位置する前記止めねじの端には、該止めねじを前記めねじ部に螺合する際に使用する工具の先端が挿入可能で、かつ前記ドレン孔に連通する凹部が形成されていてもよい。
このように、穴のドレン用溝側にめねじ部を形成し、穴の延在方向におけるめねじ部の長さを穴の長さよりも短くし、さらに、翼根リングの内周面側に位置する止めねじの端に、止めねじを螺合する際に使用する工具の先端が挿入可能な凹部を形成することで、翼根リングの内周面側から工具を用いて、めねじ部に止めねじを螺合させることができる。
また、めねじ部を翼根リングの内周面側に位置する穴の一部に形成することで、穴のうち、めねじ部が形成されていない側の部分を止めねじの径方向外側の端の位置を規制するストッパーとして機能させることができる。
さらに、ドレン孔に連通するように凹部を形成することで、凹部を介してドレン孔にドレンを導くことができる。
また、本発明の一態様に係る静翼セグメントにおいて、前記止めねじ及び前記おねじ部の長さは、前記めねじ部の長さよりも短く、前記翼根リングは、前記ドレン用凹部の底面のうち、前記穴を区画する部分が前記穴の中心軸に向かう方向に塑性変形した塑性変形部を有し、前記塑性変形部は、前記径方向内側に配置された前記止めねじの端部に当接されていてもよい。
このように、止めねじ及びおねじ部の長さをめねじ部の長さよりも短くすることで、直径の小さいドレン孔の長さを短くすることが可能となる。これにより、ドレンがドレン孔を通過しやすくすることができる。
また、止めねじ及びおねじ部の長さをめねじ部の長さよりも短くすることで、翼根リングの内周面側に配置されたねじ本体の端面を穴の内側に配置することができる。
さらに、ドレン用凹部の底面のうち、穴を区画する部分が穴の中心軸に向かう方向に塑性変形した塑性変形部を設け、塑性変形部を径方向内側に配置された止めねじの端部に当接させることで、穴に対する止めねじの径方向内側の端の位置を規制することができる。
また、本発明の一態様に係る蒸気タービンは、上記静翼セグメントと、前記静翼セグメントの中央に形成された空間を貫通するように配置され、前記軸線を中心軸として回転する回転軸、及び該回転軸の周方向に互いに間隔を空けて該回転軸に設けられ、前記径方向外側に延びる複数の動翼を有するロータと、前記軸線を中心軸として筒状をなし、内周面に前記静翼セグメントが設けられたケーシングと、を備える。
本発明によれば、上記静翼セグメントを蒸気タービンが備えることで、ドレン孔からの蒸気の流出を抑制した上で、ドレンを効率良く排出することが可能となる。これにより、蒸気タービンの駆動状態を安定して良好な状態に保つことができる。
本発明によれば、ドレン孔からの蒸気の流出を抑制した上で、ドレンを効率良く排出することができる。
本発明の実施形態に係る蒸気タービンの概略構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す静翼セグメント及びケーシングを径方向内側から視た図であり、複数の静翼の翼本体を断面で示す図である。 図２に示す静翼セグメント及びケーシングのＡ１－Ａ２線方向の断面図である。 図３に示す静翼セグメントのうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大した断面図である。 図４に示す止めねじが螺合される前の翼根リングを示す断面図である。 図４に示す止めねじのみを示す断面図である。 図６に示す止めねじをＣ視した図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係る静翼セグメント及びケーシングを径方向内側から視た図であり、複数の静翼の翼本体を断面で示す図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係る静翼セグメント及びケーシングを径方向内側から視た図であり、複数の静翼の翼本体を断面で示す図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係る静翼セグメント及びケーシングを径方向内側から視た図であり、複数の静翼の翼本体を断面で示す図である。
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
（実施形態）
図１を参照して、本実施形態の蒸気タービン１０について説明する。図１において、Ｏは回転軸１１の軸線（以下、「軸線Ｏ」という）、Ｄａは回転軸１１の軸線Ｏが延びる方向（以下、「軸線方向Ｄａ」という）、Ｄｃは回転軸１１の軸線Ｏの周方向（以下、「周方向Ｄｃ」という）、Ｄｒは回転軸１１の径方向（以下、「径方向Ｄｒ」という）、矢印は蒸気Ｓの移動方向をそれぞれ示している。
蒸気タービン１０は、回転軸１１及び複数の動翼群１３を有するロータ１４と、ケーシング１６と、複数の静翼セグメント１９と、ジャーナル軸受２３と、スラスト軸受２５と、を有する。
回転軸１１は、軸線方向Ｄａに延びている。回転軸１１は、両端部がケーシング１６の外側に配置された状態で、一方の端部と他方の端部との間に位置する部分がケーシング１６内に収容されている。
動翼群１３は、回転軸１１の外周のうち、ケーシング１６内に収容された面に固定されている。動翼群１３は、回転軸１１の周方向Ｄｃに間隔をあけて配置された複数の動翼２８を有する。動翼群１３は、軸線方向Ｄａに間隔をあけて複数配置されている。
動翼２８は、翼本体３１と、動翼シュラウド３３と、を有する。翼本体３１は、回転軸１１の外周から径方向外側（径方向Ｄｒ外側）に向かって延びている。
動翼シュラウド３３は、翼本体３１の先端に設けられている。動翼シュラウド３３のコンタクト面は、周方向Ｄｃにおいて、互いに隣り合う位置に配置された別の動翼シュラウド３３のコンタクト面に対して当接されている。
ケーシング１６は、ケーシング本体４１と、蒸気供給管４２と、蒸気排出管４３とを有する。
ケーシング本体４１は、軸線方向Ｄａに延びる筒状とされた部材である。ケーシング本体４１は、複数の動翼群１３と、複数の動翼群１３が設けられた回転軸１１の一部を収容している。
蒸気供給管４２は、ケーシング本体４１の軸線方向Ｄａの一方の側に設けられている。蒸気供給管４２は、ケーシング本体４１内に蒸気Ｓを取り込むための蒸気導入口として機能する。
蒸気排出管４３は、ケーシング本体４１の軸線方向Ｄａの他方の側に設けられている。蒸気排出管４３は、ケーシング本体４１の外側に蒸気Ｓを排出する蒸気排出口として機能する。
複数の静翼セグメント１９は、ケーシング本体４１の内周面に沿って設けられている。複数の静翼セグメント１９は、軸線方向Ｄａに間隔をあけて配置されている。軸線方向Ｄａにおいて、互いに隣り合う静翼セグメント１９の間には、それぞれ１つの動翼群１３が配置されている。
ここで、図１～図７を参照して、静翼セグメント１９の具体的な構成について説明する。図２では、静翼４８の内部構造の図示を省略する。また、図２において、Ｄは図１に示す回転軸１１の回転方向、Ｗ１は軸線方向Ｄａにおけるドレン用溝６２の幅（以下、「幅Ｗ１」という）をそれぞれ示している。
図３において、Ｂは領域を示している。図４において、Ｒ１は穴６３の直径（以下、「直径Ｒ１」という）、Ｒ２はドレン孔７８の直径（以下、「直径Ｒ２」という）、Ｗ２は凹部７６の幅（以下、「幅Ｗ２」という）をそれぞれ示している。
図５において、Ｌ１は穴６３の延在方向におけるめねじ部６４の長さ、Ｌ２は穴６３の最も短い部分の長さ（以下、「長さＬ２」という）をそれぞれ示している。
図６において、Ｌ３は穴６３の延在方向におけるおねじ部７５の長さ、Ｌ４は止めねじ５６の長さ（以下、「長さＬ４」という）をそれぞれ示している。
なお、図１～図７において、同一構成部分には、同一符号を付す。
静翼セグメント１９は、翼根リング５３と、複数の静翼５５と、止めねじ５６と、複数の静翼シュラウド５７と、を有する。
翼根リング５３は、周方向Ｄｃに延びるリング状の部材である。翼根リング５３は、ケーシング本体４１の内周面４１ａのうち、ケーシング本体４１に形成されたドレン排出用流路４１Ａに対応する部分に嵌合されている。ドレン排出用流路４１Ａの一方の端は、ケーシング本体４１の内周面４１ａから露出されている。
翼根リング５３の内周面には、周方向Ｄｃに間隔を空けた状態で複数の静翼５５が嵌合するための溝が形成されている。
翼根リング５３は、翼根リング本体５８と、ドレンチャンバー５９と、連通穴６１と、ドレン用凹部であるドレン用溝６２と、穴６３と、めねじ部６４と、塑性変形部６５と、を有する。
翼根リング本体５８は、第１のリング状部材５８Ａと、第２のリング状部材５８Ｂと、が接合された構成とされている。
第１のリング状部材５８Ａは、リング形状とされた板材であり、軸線方向Ｄａ及び径方向Ｄｒに対して傾斜する傾斜面である内周面５８Ａａを有する。内周面５８Ａａは、翼根リング５３の内周面５３ａに対応する面である。
第２のリング状部材５８Ｂは、第１のリング状部材５８Ａの外周面側に接合されている。第２のリング状部材５８Ｂは、ケーシング本体４１の内周面側に嵌合されている。
第２のリング状部材５８Ｂは、第１のリング状部材５８Ａと対向する側にリング状の凹部５９Ａを有する。凹部５９Ａは、第１のリング状部材５８Ａと第２のリング状部材５８Ｂとが接合されることで、ドレンチャンバー５９となる。
ドレンチャンバー５９は、リング状とされた空間であり、第１のリング状部材５８Ａと第２のリング状部材５８Ｂとの間に形成されている。
連通穴６１は、ドレン排出用流路４１Ａの一方の端とドレンチャンバー５９との間に位置する第２のリング状部材５８Ｂを貫通するように形成されている。
これにより、連通穴６１は、ドレン排出用流路４１Ａの一方の端とドレンチャンバー５９とを連通させている。
ドレン用溝６２は、周方向Ｄｃにおいて互いに隣り合う静翼５５間に位置する第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａに形成されている。
ドレン用溝６２は、互いに隣り合う静翼５５の前縁５５Ａ側に配置された周方向Ｄｃに延びている。ドレン用溝６２は、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａからケーシング本体４１に凹んだ溝である。
軸線方向Ｄａにおけるドレン用溝６２の幅Ｗ１は、適宜設定することが可能であるが、例えば、１０．５ｍｍとすることができる。
このような構成とされたドレン用溝６２を有することで、湿り蒸気中で発生したドレンをドレン用溝６２内に溜めることができる。
穴６３は、ドレン用溝６２の底面６２ａから径方向外側に延びており、ドレンチャンバー５９に到達している。穴６３内に止めねじ５６が配置されていない状態（図５に示す状態）において、穴６３は、ドレン用溝６２とドレンチャンバー５９とを連通させている。
穴６３は、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａ側に存在し、かつドレン用溝６２内に導かれたドレンをドレンチャンバー５９内に導く。
穴６３の直径Ｒ１は、ドレン用溝６２の幅Ｗ１よりも小さくなるように構成されている。ドレン用溝６２の幅Ｗ１が１０．５ｍｍの場合、穴６３の直径Ｒ１は、例えば、８．５ｍｍとすることが可能である。
めねじ部６４は、止めねじ５６が螺合される部分であり、穴６３の内周面６３ａに形成されている。めねじ部６４は、穴６３のうち、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａ側に位置する部分のみに形成されている。つまり、めねじ部６４は、穴６３のうち、ドレンチャンバー５９側に位置する部分には形成されていない。
これにより、穴６３の延在方向におけるめねじ部６４の長さＬ１は、穴６３の長さＬ２よりも短くなっている。
このように、穴６３のうち、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａ側に位置する部分のみにめねじ部６４を形成することで、めねじ部６４に対して、翼根リング５３の内周面側から止めねじ５６を螺合させることが可能となる。これにより、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合する施工時において、ドレンチャンバー５９が該施行の邪魔になることを抑制できる。
また、穴６３のうち、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａ側に位置する部分のみにめねじ部６４を形成することで、穴６３のうち、ドレンチャンバー５９側に配置され、めねじ部６４が形成されていない部分を止めねじ５６の径方向外側への位置の規制を行うストッパーとして機能させることができる。
塑性変形部６５は、回転軸１１側に位置する穴６３（めねじ部６４）の端の周囲に設けられている。
塑性変形部６５は、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合させた後、ドレン用溝６２の底面６２ａのうち、穴６３（めねじ部６４）を区画する第１のリング状部材５８Ａが穴６３（めねじ部６４）の中心軸に向かう方向に塑性変形させることで形成する。
つまり、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合させる前の段階では、塑性変形部６５は、形成されていない。
塑性変形部６５は、例えば、ドレン用溝６２の底面６２ａのうち、穴６３（めねじ部６４）を区画する第１のリング状部材５８Ａをコーキング処理することで形成することが可能である。
塑性変形部６５は、めねじ部６４に止めねじ５６が螺合された状態において、径方向内側に配置された止めねじ５６の面取り部７４（止めねじ５６の端部）に当接されている。
このように、ドレン用溝６２の底面６２ａのうち、穴６３（めねじ部６４）を区画する第１のリング状部材５８Ａが穴６３（めねじ部６４）の中心軸に向かう方向に塑性変形した塑性変形部６５を設けるとともに、塑性変形部６５を止めねじ５６の面取り部７４に当接させることで、穴６３に対する止めねじ５６の径方向内側の端の位置を規制することができる。
複数の静翼５５は、周方向Ｄｃに間隔を空けた状態で第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａに配置されている。複数の静翼５５は、第１のリング状部材５８Ａの内周面５８Ａａから径方向内側に延びている。
静翼５５は、正圧面５５ａと、負圧面５５ｂと、前縁５５Ａと、後縁５５Ｂと、を有する。
負圧面５５ｂは、正圧面５５ａの反対側に配置されている。前縁５５Ａは、蒸気Ｓの流れ方向の上流側に配置されており、正圧面５５ａと負圧面５５ｂとを結んでいる。
後縁５５Ｂは、蒸気Ｓの流れ方向の下流側に配置されており、正圧面５５ａと負圧面５５ｂとを結んでいる。
止めねじ５６は、ねじ本体７１と、面取り部７３,７４と、おねじ部７５と、凹部７６と、ドレン孔７８と、を有する。
ねじ本体７１は、円柱状とされた部材である。ねじ本体７１は、一方の端に配置された平面である端面７１ａと、他方の端に配置された平面である端面７１ｂと、を有する。
面取り部７３は、一方の端の外周部に形成されている。面取り部７３は、端面７１ａに対して傾斜するリング状の傾斜面７３ａを有する。傾斜面７３ａは、端面７１ａを囲むように配置されている。
面取り部７４は、他方の端の外周部に形成されている。面取り部７４は、端面７１ｂに対して傾斜するリング状の傾斜面７４ａを有する。傾斜面７４ａは、端面７１ｂを囲むように配置されている。
おねじ部７５は、面取り部７３と面取り部７４との間に配置されたねじ本体７１の外周に形成されている。これにより、止めねじ５６の延在方向におけるおねじ部７５の長さＬ３は、止めねじ５６の長さＬ４よりも短い。
また、おねじ部７５の長さＬ３、及び止めねじ５６の長さＬ４は、めねじ部６４の長さＬ１よりも短くなるように構成されている。
このように、おねじ部７５の長さＬ３、及び止めねじ５６の長さＬ４をめねじ部６４の長さＬ１よりも短くすることで、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合した状態で、ねじ本体７１の端面７１ｂを穴６３の内側に配置することが可能となる。これにより、上述した塑性変形部６５が配置される領域を確保することができる。
凹部７６は、端面７１ｂから端面７１ａ側に凹むように、ねじ本体７１の端面７１ｂ側に形成されている。凹部７６は、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合させる際に使用する工具の先端（図示せず）が挿入可能な形状（工具の先端に対応する形状）とされている。
このように、翼根リング５３の内周面５３ａ側に位置する止めねじ５６の端に、止めねじ５６をめねじ部６４に螺合する際に使用する工具の先端が挿入可能な凹部７６を形成することで、翼根リング５３の内周面５３ａ側から工具を用いて、めねじ部６４に止めねじ５６を螺合させることができる。
なお、図４、図６、及び図７では、凹部７６の一例として、マイナスドライバー（工具の一例）の先端を挿入可能なマイナス溝を例に挙げて図示したが、凹部７６の形状は、使用する工具の先端の形状に応じて適宜選択することが可能である。
例えば、工具として、プラスドライバーを用いる場合には、凹部７６の形状を十字溝にすることが可能である。
ドレン孔７８は、凹部７６が形成されたねじ本体７１の中央部をねじ本体７１の延在方向に貫通するように形成されている。これにより、ドレン孔７８は、凹部７６に連通している。
ドレン孔７８は、ドレン用溝６２を介して、凹部７６内に導かれたドレンをドレンチャンバー５９に導くための孔である。
ドレン孔７８の直径Ｒ２は、凹部７６の幅Ｗ２よりも小さくなるように構成されている。ドレン孔７８の直径Ｒ２の大きさは、適宜設定することが可能であるが、例えば、３ｍｍとすることができる。直径Ｒ２が３ｍｍとされた孔は、翼根リング５３に直接加工することが困難な小さい孔である。
このように、ドレン孔７８の直径Ｒ２を小さくすることで、ドレン孔７８を介して、ドレンチャンバー５９側に蒸気が流出することを抑制できる。
上述したように、止めねじ５６の長さＬ４は、穴６３の長さＬ２よりも短くなるように構成されている。これにより、ドレン孔７８の長さは、穴６３の長さＬ２及び止めねじ５６の長さＬ４よりも短くなる。
このように、ドレン孔７８の長さを、穴６３の長さＬ２及び止めねじ５６の長さＬ４よりも短くすることで、ドレン孔７８の長さが短くなるため、ドレン孔７８を介して、凹部７６からドレンチャンバー５９にドレンを移動させやすくすることができる。
静翼シュラウド５７は、各静翼５５の先端に設けられている。静翼シュラウド５７のコンタクト面は、周方向Ｄｃにおいて、互いに隣り合う位置に配置された別の静翼シュラウド５７のコンタクト面に対して当接されている。
ジャーナル軸受２３は、回転軸１１の両端部をそれぞれ支持している。ジャーナル軸受２３は、径方向Ｄｒの荷重を支持する。
スラスト軸受２５は、回転軸１１の軸線方向Ｄａの一方側のみに配置されている。スラスト軸受２５は、軸線方向Ｄａから回転軸１１を支持している。
蒸気Ｓは、蒸気供給管４２を介して、ケーシング本体４１内に供給された後、回転軸１１の回転に伴って複数の静翼セグメント１９と複数の動翼群１３との隙間を通過し、蒸気排出管４３を介して、ケーシング１６の外部に排出される。
本実施形態の静翼セグメント１９によれば、翼根リング５３の内周面５３ａから径方向外側に延びる穴６３に形成されためねじ部６４に螺合されるねじ本体７１と、ねじ本体７１の外周に形成されたおねじ部７５と、ねじ本体７１の延在方向に貫通するドレン孔７８と、を有する止めねじ５６を備えることで、翼根リング５３に直接ドレン孔７８を形成する場合と比較して、直径の小さいドレン孔７８をねじ本体７１に形成することが可能となる。
これにより、ドレン孔７８からの蒸気Ｓの流出を抑制した上で、ドレン孔７８を介して、ドレンを効率良く排出することができる。
また、上記静翼セグメント１９を備えた蒸気タービン１０によれば、ドレン孔７８からの蒸気Ｓの流出を抑制した上で、ドレン孔７８を介して、ドレンを効率良く排出することが可能となる。これにより、蒸気タービン１０の駆動状態を安定して良好な状態に保つことができる。
次に、図８を参照して、本発明の実施形態の第１変形例に係る静翼セグメント８５について説明する。図８において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
第１変形例に係る静翼セグメント８５は、先に説明した静翼セグメント１９を構成するドレン用溝６２を構成要素から除いたこと以外は、静翼セグメント１９と同様に構成されている。
先に説明した図４に示すように、止めねじ５６には、ドレン孔７８と連通する凹部７６が形成されているため、凹部７６にドレンを溜めることが可能となる。
したがって、図２に示すドレン用溝６２が形成されていない場合でも、ドレン孔７８からの蒸気Ｓの流出を抑制した上で、ドレン孔７８を介して、ドレンを効率良く排出するという効果を実現できる。
なお、図８に示す穴６３及び止めねじ５６の数及び配置は、一例であって、これに限定されない。穴６３及び止めねじ５６の数及び配置は、適宜設定することが可能である。
次に、図９を参照して、本発明の実施形態の第２変形例に係る静翼セグメント９０について説明する。図９において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
第２変形例に係る静翼セグメント９０は、先に説明した静翼セグメント１９を構成するドレン用溝６２に替えてドレン用溝９１を有するとともに、ドレン用溝９１の両端のうち、静翼５５の後縁５５Ｂ側に位置する端に１つの穴６３を形成し、該穴６３のめねじ部６４に止めねじ５６を螺合させたこと以外は、静翼セグメント１９と同様に構成されている。
ドレン用溝９１は、周方向Ｄｃ及び軸線方向Ｄａに対して傾斜した方向に延びる溝である。ドレン用溝９１の両端のうち、静翼５５の後縁５５Ｂ側に位置する端に１つの穴６３を形成し、該穴６３内に止めねじ５６を配置させることで、前縁５５Ａから後縁５５Ｂに向かう方向にドレン用溝９１に沿って流れるドレンをドレン孔７８（図６参照）に効率良く導くことができる。
なお、ドレン用溝９１が延びる方向は、周方向Ｄｃに対して傾斜していればよく、図９に示すドレン用溝９１の延在方向に限定されない。また、図９では、ドレン用溝９１の底面に、１つの穴６３を形成し、この穴６３に止めねじ５６を配置させた場合を例に挙げて説明したが、穴６３及び止めねじ５６の数は、複数であってもよい。
次に、図１０を参照して、本発明の実施形態の第３変形例に係る静翼セグメント９５について説明する。図１０において、図８に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
第３変形例に係る静翼セグメント９５は、先に説明した静翼セグメント８５の構成に、さらに、ドレン用凹部９６を設けたこと以外は、静翼セグメント８５と同様に構成されている。
ドレン用凹部９６は、ケーシング本体４１A側に窪んだ円柱形状とされた凹部である。止めねじ５６は、ドレン用凹部９６の底面からケーシング本体４１Aに向かう方向に配置されている。
このような構成とされた静翼セグメント９５は、ドレン用凹部９６にドレンを溜めることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０…蒸気タービン
１１…回転軸
１３…動翼群
１４…ロータ
１６…ケーシング
１９，８５，９０，９５…静翼セグメント
２３…ジャーナル軸受
２５…スラスト軸受
２８…動翼
３１…翼本体
３３…動翼シュラウド
４１…ケーシング本体
４１ａ，５３ａ，５８Ａａ，６３ａ…内周面
４１Ａ…ドレン排出用流路
４２…蒸気供給管
４３…蒸気排出管
５３…翼根リング
５５…静翼
５５ａ…正圧面
５５Ａ…前縁
５５ｂ…負圧面
５５Ｂ…後縁
５６…止めねじ
５７…静翼シュラウド
５８…翼根リング本体
５８Ａ…第１のリング状部材
５８Ｂ…第２のリング状部材
５９…ドレンチャンバー
５９Ａ，７６…凹部
６１…連通穴
６２，９１…ドレン用溝
６２ａ…底面
６３…穴
６４…めねじ部
６５…塑性変形部
７１…ねじ本体
７１ａ，７１ｂ…端面
７３,７４…面取り部
７３ａ，７４ａ…傾斜面
７５…おねじ部
７８…ドレン孔
９６…ドレン用凹部
Ｂ…領域
Ｄ…回転方向
Ｄａ…軸線方向
Ｄｃ…周方向
Ｄｒ…径方向
Ｌ１～Ｌ４…長さ
Ｒ１，Ｒ２…直径
Ｓ…蒸気
Ｗ１，Ｗ２…幅

Claims (6)

  1. 軸線の周方向に延びる翼根リングと、
    前記翼根リングの内周面に、前記周方向に対して互いに間隔を空けて配置され、前記翼根リングの内周面から径方向内側に延びる複数の静翼と、
    ねじ本体、該ねじ本体の外周に形成されたおねじ部、及び前記ねじ本体の中央部を該ねじ本体の延在方向に貫通するドレン孔を有する止めねじと、
    を備え、
    前記翼根リングは、該翼根リングの内周面から径方向外側に延びる穴と、該穴の内周面に形成されためねじ部と、を有しており、
    前記止めねじは、前記めねじ部に螺合されており、
    前記翼根リングは、互いに隣り合う前記静翼間に位置する前記翼根リングの内周面に形成され、蒸気中で発生したドレンを溜めるドレン用凹部を有し、
    前記穴は、前記ドレン用凹部の底面から前記径方向外側に延びており、
    前記ドレン用凹部側に位置する前記ねじ本体の端面が前記穴の内側に配置されている
    静翼セグメント。
  2. 前記ドレン用凹部は、前記翼根リングの周方向または該周方向に対して交差する方向に延びるドレン用溝である請求項１記載の静翼セグメント。
  3. 前記翼根リングは、前記穴の径方向外側に配置された空間であるドレンチャンバーを有しており、
    前記穴は、前記ドレンチャンバーに連通している請求項１又は２記載の静翼セグメント。
  4. 前記めねじ部は、前記穴のうち、前記翼根リングの内周面側に形成されており、
    前記穴の延在方向における前記めねじ部の長さは、前記穴の長さよりも短く構成されており、
    前記翼根リングの内周面側に位置する前記止めねじの端には、該止めねじを前記めねじ部に螺合する際に使用する工具の先端が挿入可能で、かつ前記ドレン孔に連通する凹部が形成されている請求項１から３のうち、いずれか一項記載の静翼セグメント。
  5. 前記止めねじ及び前記おねじ部の長さは、前記めねじ部の長さよりも短く、
    前記翼根リングは、前記ドレン用凹部の底面のうち、前記穴を区画する部分が前記穴の中心軸に向かう方向に塑性変形した塑性変形部を有し、
    前記塑性変形部は、前記径方向内側に配置された前記止めねじの端部に当接されている請求項１又は２記載の静翼セグメント。
  6. 請求項１から５のうち、いずれか一項記載の静翼セグメントと、
    前記静翼セグメントの中央に形成された空間を貫通するように配置され、前記軸線を中心軸として回転する回転軸、及び該回転軸の周方向に互いに間隔を空けて該回転軸に設けられ、前記径方向外側に延びる複数の動翼を有するロータと、
    前記軸線を中心軸として筒状をなし、内周面に前記静翼セグメントが設けられたケーシングと、
    を備える蒸気タービン。
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