KR20150027204A - 축류 배기 터빈 - Google Patents

Abstract

증기 통로로부터 드레인을 원활하게 배출 가능하며, 또한 부품 교환에 있어서의 비용 저감 및 공간 절약화를 도모할 수 있는 축류 배기 터빈을 제공한다. 축류 배기 터빈(1)은 증기 통로 동익(12) 및 정익(14)이 배열되는 증기 통로(6)와, 증기 통로(6)의 하류측에 마련되며, 증기 통로(6)로부터의 증기를 터빈 축 방향을 따라서 배출하는 배기실(8)과, 증기 통로(6) 및 배기실(8)을 내부에 갖는 차실(10)과, 차실(10)의 내주측에 마련되며, 배기실(8)에 면하는 내측 격벽(30)을 구비하고, 차실(10)과 내측 격벽(30)과의 사이에, 증기 통로(6)로부터 회수된 드레인이 통과 가능한 드레인 유로(34)가 형성된 구성을 갖는다.

Description

축류 배기 터빈{AXIAL FLOW EXHAUST TURBINE}

본 발명은 블레이드열을 통과한 증기가 터빈 축 방향으로 배출되는 축류 배기 터빈에 관한 것이며, 특히 블레이드열이 배치된 증기 통로로부터 드레인을 배출하는 기구를 구비한 축류 배기 터빈에 관한 것이다.

증기 터빈의 저압단 블레이드열에서는, 습증기 중에서 발생한 드레인(물방울)에 기인하는 성능의 열화(습기 손실)나, 이 드레인이 터빈 부위에 충돌하는 드레인 어택에 기인하는 이로젼(erosion)이 문제시 되고 있다. 그 때문에, 습증기 중의 드레인을 터빈의 증기 통로로부터 배출하는 기구를 구비한 증기 터빈이 고안되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 정익이 보지되는 외륜에 둘레 방향을 따라서 슬릿을 마련한 구성이 개시되어 있으며, 이것에 의해 증기 중의 드레인이 슬릿으로부터 증기 통로 외부로 배출되도록 되어 있다.

여기서, 저압실의 하방에 복수기(steam condenser, 復水器)가 마련된 하방향 배기 터빈에서는, 저압실의 최종단 동익을 나온 증기는 플로우 가이드에 인도되며 하방으로 흐르고, 복수기에 흡인된다. 그 때문에, 예를 들면 특허문헌 1에 기재의 슬릿에 의해서 증기 통로로부터 회수된 드레인은, 저압 차실에 장착된 날개대에 드레인 배출용의 관통 구멍을 마련하는 것만으로도, 관통 구멍의 입구와 출구의 압력 차이에 의해 드레인이 복수기에 인도된다.

한편, 복수식의 증기 터빈으로서, 블레이드열을 통과한 증기를 터빈 축 방향으로 배출하는 축류 배기 터빈도 알려져 있다. 축류 배기 터빈은 배기 손실(배기에 의한 압손)을 낮게 억제할 수 있으므로, 에너지 효율을 높게 유지하는 것이 가능하며, 또한 복수기를 터빈 하부에 설치할 필요가 없으므로, 레이아웃의 면에서도 이점이 있다. 일반적으로, 축류 배기 터빈은, 동익 및 정익이 복수 배열된 블레이드열을 둘러싸는 차실의 블레이드열 출구측, 즉 터빈 축 방향 하류측에 배기실이 마련되어 있다. 통상, 배기실의 또한 축 방향 하류측에는 복수기가 마련되며, 배기실과 복수기가 연통하고 있다.

이러한 축류 배기 터빈에서는, 복수기가 축 방향에 배기실과 함께 배치되기 때문에, 증기 통로로부터 어떻게 하여 드레인을 배출할지 문제가 된다.

그래서, 특허문헌 2에는, 축류 배기 터빈에 적용한 드레인 흡인 장치로서 최종단 정익이 지지되는 날개대에 마련된 드레인 구멍과, 드레인 구멍에 연통하는 포켓을 구비하고, 포켓과 배기실을 복수의 배관으로 연통한 구성이 개시되어 있다. 이 장치에 의하면, 증기 통로 내의 드레인은 복수기에 접속된 배기실의 부압에 흡인되며, 드레인 구멍, 포켓 및 복수의 배관을 통과하여 배기실에 인도되며, 그대로 배기와 함께 복수기에 도달하도록 되어 있다.

일본 특허 공개 제 평7-42506 호 공보 일본 특허 공개 제 평10-18807 호 공보

그렇지만, 축류 배기 터빈에 있어서는 종래의 드레인 회수 기구를 이용하여도 증기 통로로부터 전체의 드레인을 회수하는 것은 어렵고, 일부의 드레인이 배기실에 증기 통로에 잔존하는 일이 있다. 그 때문에, 최종단의 바로 후류에 위치하는 배기실 벽면은 드레인의 충돌에 의해서 이로젼이 생길 우려가 있다. 통상, 배기실은 일체적으로 형성되므로, 배기실이 손상되었을 경우, 배기실 전체를 교환할 필요가 있다. 그 때문에, 이로젼 손상에 의한 보수 작업은 대규모가 되며, 비용도 커져 버린다.

또한, 특허문헌 2와 같이 정익의 드레인 유로와 배기실을 배관으로 접속하면, 배관이 차실 외부로 돌출되어 터빈 전체의 체격이 커져 버린다. 따라서, 터빈의 설치 공간을 넓게 확보할 수 있는 큰 건물이 필요하게 되어, 비용 증대의 요인이 된다.

본 발명의 적어도 어느 하나의 실시형태는, 상술의 사정을 감안하여, 증기 통로로부터 드레인을 원활하게 배출 가능하며, 또한 이로젼 발생시에 있어서의 보수 비용의 저감 및 공간 절약화를 도모할 수 있는 축류 배기 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 축류 배기 터빈은, 동익 및 정익이 배열되는 증기 통로와, 상기 증기 통로의 하류측에 마련되며, 상기 증기 통로로부터의 증기를 터빈 축 방향을 따라서 배출하는 배기실과, 상기 증기 통로 및 상기 배기실을 내부에 갖는 차실과, 상기 차실의 내주측에 마련되며, 상기 배기실에 면하는 내측 격벽을 구비하며, 상기 차실과 상기 내측 격벽과의 사이에, 상기 증기 통로로부터 회수된 드레인이 통과 가능한 드레인 유로가 형성되어 있다. 또한, 내측 격벽은 배기실의 전체에 걸쳐서 마련되어도 좋으며, 배기실에 대하여 부분적으로 마련되어도 좋다.

상기 축류 배기 터빈에 의하면, 차실의 내주측에 배기실에 면하는 내측 격벽을 마련하고 있으므로, 증기 중에 포함되는 드레인은 차실 내벽면에서가 아니라 그 내측에 배치되는 내측 격벽에 충돌하게 된다. 그 때문에 이로젼에 의한 손상은 내측 격벽에 그쳐, 차실 자체의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 보수시에 차실 전체를 교환할 필요가 없어지고, 내측 격벽만을 교환하면 되기 때문에 보수 작업이 용이해져, 보수에 드는 비용도 염가로 억제할 수 있다.

또한, 차실과 내측 격벽과의 사이에 형성되는 공간을 드레인 유로로서 이용하도록 하고 있으므로, 증기 통로로부터 회수된 드레인을 원활하게 배출 가능하다. 또한, 특허문헌 2와 같이 드레인을 인도하는 배관을 차실 외부에 마련할 필요가 없기 때문에 터빈의 공간 절약화가 도모되어, 레이아웃의 자유도도 향상시킬 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 축류 배기 터빈은, 상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 지지부를 추가로 구비하며, 상기 내측 격벽은 상기 복수의 지지부를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있어도 좋다.

이와 같이, 차실로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 지지부를 거쳐서 내측 격벽을 차실에 지지함으로써, 내측 격벽을 차실에 안정되게 지지 가능하다.

일 실시형태에 있어서, 상기 드레인은 인접하는 상기 지지부를 구성하는 지지 바아의 사이를 통과하여 상기 드레인 유로에 인도되도록 하여도 좋다.

이것에 의해, 증기 통로로부터 회수된 드레인을 드레인 유로로 인도하는 통로를 새롭게 마련할 필요가 없어져, 장치 구성의 간소화를 도모할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 축류 배기 터빈은, 상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 동시에, 상기 드레인이 통과 가능한 개구가 마련된 환상 부재를 추가로 구비하며, 상기 내측 격벽은 상기 환상 부재를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있어도 좋다.

상기 축류 배기 터빈에 의하면, 내측 격벽은 환상 부재를 거쳐서 차실에 대하여 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐서 지지되어 있으므로, 내측 격벽의 차실에의 보다 안정된 고정이 가능해진다. 또한, 환상 부재에는 드레인이 통과 가능한 개구가 마련되어 있으므로, 상기 통로로부터 회수된 드레인을 원활히 드레인 유로로 인도할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 차실측의 부재 및 상기 내측 격벽측의 부재 중 한쪽에, 상기 터빈 축 방향에 단차를 갖는 끼워맞춤 홈이 마련되며, 상기 차실측의 부재 및 상기 내측 격벽측의 부재 중 다른쪽에, 상기 끼워맞춤 홈에 끼워맞추는 돌출부가 마련되며, 상기 끼워맞춤 홈 및 상기 돌출부가 끼워맞추어져 있어도 좋다.

상기 축류 배기 터빈에서는, 차실측의 부재 및 내측 격벽측의 부재 중 한쪽에 마련된 끼워맞춤 홈과, 다른쪽에 마련된 돌출부를 끼워맞추도록 되어 있다. 이 때, 끼워맞춤 홈은 터빈 축 방향에 단차를 갖고 있으므로, 끼워맞춤 홈과 돌출부를 끼워맞추게 하는 것에 의해서, 내측 격벽의 차실에 대한 상대적인 터빈 축 방향에 있어서의 이동을 저지할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 차실은 수평 분할면에 있어서 분할 가능한 상반 차실과 하반 차실을 포함하며, 상기 내측 격벽은 수평 분할면에 있어서 분할 가능한 상반 격벽과 하반 격벽을 포함하며, 상기 수평 분할면에 있어서, 상기 상반 차실측의 부재와 상기 상반 격벽에 걸쳐서 형성된 제 1 키 홈과, 상기 하반 차실측의 부재와 상기 하반 격벽에 걸쳐서 형성된 제 2 키 홈에, 각각, 제 1 키 및 제 2 키가 끼워맞추어져 있어도 좋다.

상기 축류 배기 터빈에 의하면, 상반 차실측의 부재와 상반 격벽에 걸쳐서 형성되는 제 1 키 홈과, 하반 차실측의 부재와 하반 격벽에 걸쳐서 형성되는 제 2 키 홈을 마련하며, 이들 제 1 키 홈 및 제 2 키 홈에 각각 제 1 키, 제 2 키를 끼워맞추게 하는 것에 의해서, 상반 격벽 및 하반 격벽의 둘레 방향의 이동을 저지하는 것을 가능하게 하고 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 제 1 키는 상기 상반 차실측의 부재에 체결되며, 상기 제 1 키에 의해서 상기 상반 격벽의 하중을 지지하도록 하여도 좋다.

이것에 의해, 제 1 키를 거쳐서 상반 격벽을 상반 차실측의 부재로 지지하여, 상반 격벽의 낙하를 방지할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 상기 제 1 키 홈은 상류측의 상기 상반 격벽과 상기 상반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 상류측 제 1 키 홈과, 하류측의 상기 상반 격벽과 상기 상반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 하류측 제 1 키 홈으로 형성되며, 상기 상류측 제 1 키 홈에 상류측 제 1 키가 끼워맞추어지고, 상기 하류측 제 1 키 홈에 하류측 제 1 키가 끼워맞추어지며,

상기 제 2 키 홈은 상류측의 상기 하반 격벽과 상기 하반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 상류측 제 2 키 홈과, 하류측의 상기 하반 격벽과 상기 하반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 하류측 제 2 키 홈으로 형성되며, 상기 상류측 제 2 키 홈에 상류측 제 2 키 홈이 끼워지며, 상기 하류측 제 2 키 홈에 하류측 제 2 키가 끼워져 있어도 좋다.

이것에 의해, 내측 격벽이 차실에 대하여 보다 확실히 고정되며, 장기간에 걸쳐서 터빈의 안정된 운전이 가능하게 된다.

일 실시형태에 있어서, 상기 내측 격벽은 적어도 상기 터빈 축 방향에 수직인 면을 따라서 2개 이상의 세그먼트로 분할되어 있어도 좋다. 예를 들면, 상기 내측 격벽은 터빈 축 방향에 수직인 면으로 2분할되어 있어도 좋다.

이것에 의해, 손상을 받기 쉬운 쪽의 세그먼트(상류측 내측 격벽)의 교환이 용이하게 된다.

일 실시형태에 있어서, 상기 내측 격벽의 상기 세그먼트 중 상류측에 배치된 상류측 내측 격벽은 축 방향 하류측으로부터 상기 제 1 지지 구조에 착탈 가능하게 장착되어 있어도 좋다.

이것에 의해, 차실측에 상류측 내측 격벽을 장착하는 경우에 필요로 하는 지지 부재를 배기실 내에 마련할 필요가 없으며, 배기실 내의 증기류를 교란시킬 우려가 없다.

일 실시형태에 있어서, 상기 내측 격벽의 상기 세그먼트 중, 상기 상류측 내측 격벽에 대하여, 상기 증기 통로의 하류측에 배치된 하류측 내측 격벽은 상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 제 2 지지 구조를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있어도 좋다.

이것에 의해, 상류측 내측 격벽과는 분리해서, 하류측 내측 격벽을 단독으로 차실에 장착하거나 분리할 수 있으므로, 유지 보수가 용이하게 된다.

일 실시형태에 있어서, 상기 상류측 내측 격벽은 편심 구조를 구비한 2개의 부재를 포함한 위치 결정 부재를 구비하고 있어도 좋다.

이것에 의해, 상류측 내측 격벽의 차실에 대한 위치 결정이 용이하게 되며, 상류측 내측 격벽의 정확한 진원도(眞圓度)가 얻어져, 내측 격벽과 동익과의 사이의 클리어런스 조정이 용이하게 된다.

일 실시형태에 있어서, 상기 제 2 지지 구조는 상기 하류측 내측 격벽을 직경 방향에 관하여 위치 결정 가능한 조정판을 구비하고 있어도 좋다.

이것에 의해, 하류측 내측 격벽의 차실에 대한 직경 방향의 위치 조정이 가능해져, 배기실 내를 흐르는 증기류의 혼란을 저감할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 차실의 내주측에 배기실에 면하는 내측 격벽을 마련하고 있으므로, 이로젼에 의한 차실 자체의 손상을 방지할 수 있어서, 보수시에 차실 전체를 교환할 필요가 없다. 또한, 내측 격벽만을 교환하면 되기 때문에, 보수 작업이 용이해져, 보수에 드는 가격도 염가로 억제할 수 있다.

또한. 차실과 내측 격벽과의 사이에 형성되는 공간을 드레인 유로로서 이용하도록 하고 있으므로, 증기 통로로부터 회수된 드레인을 원활하게 배출 가능하며, 또한 터빈의 공간 절약화가 도모되어, 레이아웃의 자유도도 향상시킬 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 전체 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 축류 배기 터빈의 A-A선 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 축류 배기 터빈의 B-B선 단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 내측 격벽 주변을 도시하는 요부 단면도이다.
도 5는 제 1 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 상류측 지지 구조를 도시하는 도 2의 C부 확대도이다.
도 6은 도 5의 상류측 지지 구조를 D 방향에서 본 도면이다.
도 7은 도 6의 상류측 지지 구조에 대응한 하류측 지지 기구의 도면이다.
도 8은 제 2 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 전체 구성을 도시하는 단면도이다.
도 9는 제 2 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 내측 격벽 주변을 도시하는 요부 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시하는 상류측 내측 격벽의 위치 결정 구조를 도시하는 E부의 확대도이다.
도 11은 도 10에 도시하는 F-F선 단면도이다.
도 12는 도 9에 도시하는 축류 배기 터빈의 G-G선 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시하는 축류 배기 터빈의 H부 확대도이다.
도 14는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 따른 환상 부재를 도시하는 사시도이다.

이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 단, 이 실시형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명 예에 지나지 않는다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 상류측은 동익(12)측으로부터 배기실(8)측을 향하여 증기(S)가 흐르는 경우의 동익측(도 1의 지면 상에서 좌측)을 말하며, 하류측은 배기실측(도 1의 지면 상에서 우측)을 말한다. 또한, 터빈 축 방향은, 도 1에 도시하는 터빈 축(L)이 배치된 방향(배기실 상류측으로부터 하류측으로 증기(S)가 흐르는 방향)을 나타내며, 직경 방향은 터빈 축 방향에 대하여 수직인 방향을 말하고, 둘레 방향은 터빈 축(L) 주위로 회전하는 방향을 말한다.

[제 1 실시형태]

도 1은 제 1 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 전체 구성을 도시하는 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시하는 축류 배기 터빈의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시하는 축류 배기 터빈의 B-B선 단면도이며, 도 4는 축류 배기 터빈의 내측 격벽 주변을 도시하는 요부 단면도이다. 또한, 도 4는 도 1과 동일한 단면(연직 방향 단면)의 도면을 도시하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 축류 배기 터빈(1)은 로터(2)와, 로터(2)의 주위에 배치되는 블레이드열(4)과, 블레이드열(4)을 통과하는 증기 통로(6)와, 증기 통로(6)의 하류측에 마련되는 배기실(8)과, 증기 통로(6) 및 배기실(8)을 내부에 갖는 차실(10)을 갖는다.

로터(2)는 차실(10)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 로터(2)의 디스크(3)의 외주면에는 복수의 동익(12)이 마련되어 있으며, 이 복수의 동익(12)에 대향하도록 복수의 정익(14)이 로터(2)의 주위에 마련되며, 블레이드열(4)이 형성되어 있다. 동익(12)은 디스크(3)의 외주면으로부터 외측을 향하여 방사상으로 다수 마련되는 동시에, 터빈 축 방향(L)을 따라서 간격을 두고 복수단 장착되어 있다. 정익(14)은, 외측 슈라우드(16)(익근 링이라고도 함) 및 내측 슈라우드(18)에 의해서 그 양단측이 차실(10)에 지지되어 방사상으로 다수 마련되는 동시에, 터빈 축 방향(L)을 따라서 간격을 두고 복수단 장착되어 있다. 또한, 블레이드열(4)을 통과하는 공간, 즉 동익(12)과 정익(14)이 대향하는 공간은 증기(S)가 도 1의 화살표 방향으로 흐르는 증기 통로(6)로 되어 있다.

배기실(8)은 증기 통로(6)의 하류측에 마련되며, 증기 통로(6)로부터의 증기(S)를 터빈 축 방향(L)을 따라서 배출하기 위한 공간이다. 배기실(8)의 터빈 축 방향(L)의 하류측에는, 복수기(도시하지 않음)가 마련되며, 배기실(8)을 통과한 증기(S)는 복수기에 도입된다. 통상, 복수기는 진공 흡인되는 것에 의해서 부압으로 유지되고 있다.

차실(10)은 증기 통로(6) 및 배기실(8)을 형성하도록 마련되어 있다. 도 2에 도시하는 예에서는, 차실(10)은 수평 분할면(11)에 대해 상하로 분할된 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)을 구비하고, 이들이 플랜지(10A1, 10B1)에 의해서 서로 체결되는 것에 의해서 대략 밀폐 공간을 형성하고 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 블레이드열(4)이나 로터(2) 등의 터빈 내부 부재는 생략하고 있다.

또한, 차실(10)은, 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B) 중 적어도 한쪽의 배기실(8)을 형성하는 부위가, 터빈 축 방향(L)에 직교하는 면에 있어서 다른 부위와 분할되어 있어도 좋다. 일 실시형태로서 도 1 및 도 4에는 차실(10)이 터빈 축 방향(L)의 하류측을 향하여 확경된 형상을 갖고, 적어도 상반 차실(10A)이 터빈 축 방향(L)으로 분할된 구성을 도시하고 있다. 이 구성에서는, 차실(10)이, 터빈 축 방향(L)에 직교하는 연직 분할면(24)에서, 증기 통로(6)를 형성하는 제 1 케이싱(20)과, 배기실(8)을 형성하는 제 2 케이싱(22)으로 분할되어 있다. 그리고, 제 1 케이싱(20) 및 제 2 케이싱(22)의 분할면(24)측의 단부면끼리가 접촉되며, 볼트(25)에 의해서 제 1 케이싱(20) 및 제 2 케이싱(22)이 체결되어 있다. 또한, 차실(10)은, 분할면(24)보다 터빈 축 방향(L)의 하류측에서, 배기실(8)을 형성하는 제 2 케이싱(22)과, 복수기측의 제 3 케이싱(도시하지 않음)으로 추가로 분할되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 제 2 케이싱(22)의 상반 차실(10A)이 분리 가능하게 되며, 유지 보수 등을 목적으로 하여 케이싱 내부에 용이하게 액세스 가능하게 되어 있다. 또한, 차실(10)은 증기 통로(6) 및 배기실(8)을 형성하는 부위가 일체적으로 구성되어 있어도 좋다.

상술의 구성을 갖는 축류 배기 터빈(1)에서는, 증기 통로(6)에 도입된 증기(S)는 증기 통로(6)를 통과할 때에 팽창하여 속도가 증가하며, 로터(2)를 회전시킨 후, 배기실(8)에 유입한다. 여기서, 증기 통로(6)의 통과시, 증기(S)의 온도 및 압력은 강하하고 증기(S)는 습증기가 되어, 드레인이 발생한다. 이것에 의해, 저압단 블레이드열의 동익(12)이나 배기실(8) 입구측의 벽면 등의 터빈 부위가 이로젼 손상될 가능성이 있다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 드레인 배출 및 이로젼 손상 방지를 목적으로 하여, 다음에 설명하는 드레인 배출 기구를 마련하고 있다.

도 1 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 축류 배기 터빈(1)은, 차실(10(10A, 10B))의 내주측에 마련되며, 배기실(8)에 면하는 내측 격벽(30(30A, 30B))과, 차실(10)과 내측 격벽(30)과의 사이에 형성되는 드레인 유로(34)를 추가로 구비하고 있다.

일 실시형태에 있어서는, 내측 격벽(30)은 블레이드열(4)의 출구측, 즉 최종단 동익(12a)의 근방으로부터 배기실(8)에 걸쳐서 마련되어 있다. 이 때, 내측 격벽(30)은 배기실(8)의 전체에 걸쳐서 마련되어도 좋고, 배기실(8)에 대해서 부분적으로 마련되어도 좋다. 단, 내측 격벽(30)이 배기실(8)에 대하여 부분적으로 마련되는 경우에는, 해당 격벽(30)이 드레인 유로(34)로서도 기능하도록, 적어도 배기실(8)의 입구측에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 내측 격벽(30)은 터빈 축 방향(L)의 하류측을 향하여 확경된 형상을 갖고 있어도 좋다. 또한, 내측 격벽(30)의 보강을 목적으로 하여, 내측 격벽(30)의 외주면에, 터빈 축 방향(L)을 따라서 형성되는 리브(32)를 둘레 방향에 복수 마련하여도 좋다.

드레인 유로(34)에는, 증기 통로(6)에서 회수된 드레인이 도입된다. 또한, 증기 통로(6)에는, 해당 통로(6)내의 증기를 회수하여 드레인 유로(34)로 인도하는 증기 회수부가 마련되어도 좋다. 도 4에 증기 회수부의 일 예를 도시하고 있다. 이 예에서는, 증기 회수부로서 최종단 동익(12a)의 증기류 입단 외주측에 슬릿(60)을 마련하고 있다. 그리고, 외측 슈라우드(16)의 내벽에 집적한 드레인은 증기의 흐름에 의해 하류측으로 유동하며, 슬릿(60)으로부터 증기 통로(6) 외측으로 배출되며, 슬릿(60)에 연통한 드레인 유로(34)에 도입되도록 되어 있다. 또한, 증기 회수부로서 최종단 정익(14a)의 외측 슈라우드(16) 내에 드레인 구멍(62)을 마련하는 구성으로 하여도 좋다. 최종단 블레이드열 근방에서 발생한 드레인은 드레인 구멍(62)을 통하여 해당 구멍(62)의 외측에 형성된 환상 통로(64)에 인도되며, 환상 통로(64)로부터 해당 통로(64)에 연통하는 드레인 유로(34)에 도입되도록 되어 있다. 그리고, 증기 회수부로부터 드레인 유로(34)에 도입된 드레인은 드레인 유로(34)를 통과하며, 배기실(8)의 후류측에 배출된다.

본 실시형태에 의하면, 차실(10)의 내주측에 배기실(8)에 접하는 내측 격벽(30)을 마련하고 있으므로, 이로젼에 의한 차실(10) 자체의 손상을 방지할 수 있어서, 보수시에 차실(10) 전체를 교환할 필요가 없다. 또한, 내측 격벽(30)만을 교환하면 되기 때문에, 보수 작업이 용이해져, 보수에 드는 가격도 염가로 억제할 수 있다.

또한, 차실(10)과 내측 격벽(30)과의 사이에 형성되는 공간을 드레인 유로(34)로서 이용하도록 하고 있으므로, 증기 통로(6)로부터 회수된 드레인을 원활하게 배출 가능하며, 또한 터빈의 공간 절약화가 도모되어, 레이아웃의 자유도도 향상시킬 수 있다.

도 2 내지 도 7을 참조하여, 내측 격벽(30)의 지지 구조에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 도 5는 축류 배기 터빈의 상류측 지지 구조를 도시하는 도 2의 C부 확대도이며, 도 6은 도 5의 상류측 지지 구조를 D 방향에서 본 도면이며, 도 7은 도 6의 상류측 지지 구조에 대응한 하류측 지지 구조의 도면이다.

본 실시형태에 따른 축류 배기 터빈(1)은 내측 격벽(30)을 차실(10)측에 지지시키는 상류측 지지 구조(40(40A, 40B)), 하류측 지지 구조(50(50A, 50B))를 추가로 구비하고 있어도 좋다. 상류측 지지 구조(40)는 터빈 축 방향(L)의 상류측에 배치되며, 하류측 지지 구조(50)는 상류측 지지 구조(40)보다 하류측에 배치된다.

도 2에 도시하는 본 실시형태에서는, 상류측 지지 구조(40(40A, 40B))는 차실(10(10A, 10B))로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 지지 바아(41)를 갖고 있으며, 이들 복수의 지지부를 구성하는 지지 바아(41)를 거쳐서 내측 격벽(30(30A, 30B))이 차실(10)에 지지되도록 되어 있다. 지지 바아(41)는, 차실(10)과 내측 격벽(30) 사이에, 방사상으로 복수 마련되어 있다. 인접하는 지지 바아(41)의 사이에는 드레인이 통과 가능하도록 간극(36)이 마련되어 있어도 좋다.

도 3에 도시하는 본 실시형태에서는, 하류측 지지 구조(50(50A, 50B))는, 차실(10(10A, 10B))로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 지지 바아(51)를 갖고 있으며, 이들 복수의 지지 바아(51)를 거쳐서 내측 격벽(30(30A, 30B))이 차실(10)에 지지되도록 되어 있다. 지지 바아(51)는, 차실(10)과 내측 격벽(30)과의 사이에, 방사상으로 복수 마련되어 있다. 인접하는 지지 바아(51)의 사이에는 드레인이 통과 가능하도록 간극(38)이 마련되어 있어도 좋다.

상기 구성에 의해, 증기 통로(6)로부터 회수된 드레인을 드레인 유로(34)로 인도하는 통로를 새롭게 마련할 필요가 없어져, 장치 구성의 간소화가 도모된다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 내측 격벽(30)은 차실(10)에 대하여 착탈 가능하게 지지되어 있어도 좋다. 내측 격벽(30)이 착탈 가능한 축류 배기 터빈(1)의 일 실시형태로서 구체적으로 이하의 구성을 갖는다.

차실(10)은, 상술한 바와 같이, 수평 분할면(11)에 있어서 상반 차실(10A)과 하반 차실(10B)로 분할되어 있다. 마찬가지로, 내측 격벽(30)도 수평 분할면(31)에 있어서 상반 격벽(30A)과 하반 격벽(30B)으로 분할되어 있다.

여기로부터, 설명을 간략화하기 위해서, 도 2 내지 도 6에 도시하는 상반 차실(10A) 및 상반 격벽(30A)에 대해 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 상류측 지지 구조(40A)에 있어서, 지지 바아(41)의 격벽측 단부에는, 상반 차실(10A)에 대응한 반환상의 차실측 지지 부재(42A)가 장착되어 있다. 한편, 상반 격벽(30A)의 외주측에는, 상반 격벽(30A)에 대응한 반환상의 격벽측 지지 부재(45A)가 장착되어 있다. 그리고, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 차실측 지지 부재(42A) 및 격벽측 지지 부재(45A)에 걸쳐서 상류측 제 1 키 홈(44A)이 형성되어 있다. 상류측 제 1 키 홈(44A)에는 상류측 제 1 키(4A)가 끼워맞추어지며, 볼트(49A)에 의해서 차실측 지지 부재(42A)에 체결되어 있다. 이것에 의해, 상반 격벽(30A)은 상반 차실(10A)에 지지된다. 또한, 도 5에 있어서 일점쇄선으로 나타내는 부위는 하반의 상류측 지지 구조(40B)를 도시하고 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 하류측 지지 구조(50A)에 있어서, 지지 바아(51)의 격벽측 단부에는, 상반 차실(10A)에 대응한 반환상의 차실측 지지 부재(52A)가 장착되어 있다. 한편, 상반 격벽(30A)의 외주측에는, 상반 격벽(30A)에 대응한 반환상의 격벽측 지지 부재(55A)가 장착되어 있다. 그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상류측 지지 구조(40A)와 마찬가지로, 차실측 지지 부재(52A) 및 격벽측 지지 부재(55A)에 걸쳐서 제 1 키 홈(54A)이 형성되며, 하류측 제 1 키 홈(54A)에 하류측 제 1 키(58A)가 끼워맞추어져 있다. 또한, 볼트(59A)에 의해서 하류측 제 1 키(58A)가 차실측 지지 부재(52A)에 체결되는 것에 의해서, 상반 격벽(30A)은 상반 차실(10A)에 지지된다. 또한, 상반측에 있어서는, 제 1 키(48A, 58A)에 의해서 상반 격벽(30A)의 하중도 지지된다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 하반측의 상류측 지지 구조(40B)에 있어서도, 상기한 상반측과 마찬가지로, 차실측 지지 부재(42B) 및 격벽측 지지 부재(45B)에 걸쳐서 상류측 제 2 키 홈(44B)이 형성되며, 상류측 제 2 키 홈(44B)에 상류측 제 2 키(48B)가 끼워맞추어져 있다. 또한, 볼트(49B)(도 5 참조)에 의해서 상류측 제 2 키(48B)가 차실측 지지 부재(42B)에 체결되는 것에 의해서, 하반 격벽(30B)이 하반 차실(10B)에 지지된다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하반측의 하류측 지지 구조(50B)에 있어서도, 상기한 상반측과 마찬가지로, 차실측 지지 부재(52B) 및 격벽측 지지 부재(55B)에 걸쳐서 하류측 제 2 키 홈(54B)이 형성되며, 하류측 제 2 키 홈(54B)에 하류측 제 2 키(58B)가 끼워맞추어져 있다. 또한, 볼트(59B)에 의해서 하류측 제 2 키(58B)가 차실측 지지 부재(52B)에 체결되는 것에 의해서, 하반 격벽(30B)이 하반 차실(10B)에 지지된다.

상술의 구성에 의하면, 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)을 분리하여, 제 1 키(48A, 58A)를 제 1 키 홈(44A, 54A)으로부터 뽑는 동시에, 제 2 키(48B, 58B)를 제 2 키 홈(44B, 54B)으로부터 뽑는 것에 의해서, 상반 격벽(30A) 및 하반 격벽(30B)을 각각 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)로부터 용이하게 분리하는 것이 가능해진다. 또한, 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)을 분리한 상태에서, 제 1 키(48A, 58A) 및 제 2 키(48B, 58B)를 제 1 키 홈(44A, 54A) 및 제 2 키 홈(44B, 54B)에 각각 끼워맞추게 하여 볼트 체결한 후, 상반 차실(10A)과 하반 차실(10B)을 볼트 체결하는 것에 의해서, 상반 격벽(30A) 및 하반 격벽(30B)을 각각 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)에 용이하게 장착할 수 있게 된다.

또한, 상기 축류 배기 터빈(1)에 의하면, 제 1 키 홈(44A, 54A) 및 제 2 키 홈(44B, 54B)에 제 1 키(48A, 58A) 및 제 2 키(48B, 58B)를 각각 끼워맞추게 하는 것에 의해서, 상반 격벽(30A) 및 하반 격벽(30B)의 둘레 방향의 이동을 저지할 수 있게 되어 있다.

또한, 터빈 축 방향(L)의 상류측 및 하류측에 있어서, 제 1 키 홈(44A, 54A) 및 제 2 키 홈(44B, 54B)과 제 1 키(48A, 58A) 및 제 2 키(48B, 58B)를 이용하여, 상반 격벽(30A) 및 하반 격벽(30B)을 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)에 지지시키는 구성으로 했으므로, 내측 격벽에 대하여 차실이 보다 확실히 고정되어 장기간에 걸쳐서 터빈의 안정된 운전이 가능하게 된다.

또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상류측 지지 구조(40A)에 있어서, 상반측의 차실측 지지 부재(42A)에, 터빈 축 방향(L)에 단차를 갖는 끼워맞춤 홈(43A)을 마련하는 동시에, 상반측의 격벽측 지지 부재(45A)에, 끼워맞춤 홈(43A)에 끼워맞추는 돌출부(46A)를 마련하고, 끼워맞춤 홈(43A)과 돌출부(46A)를 끼워맞추게 하도록 하여도 좋다. 끼워맞춤 홈(43A) 및 돌출부(46A)는 예를 들면 반환상으로 형성된다.

마찬가지로, 하반측의 상류측 지지 구조(40B)에 있어서도, 차실측 지지 부재(42B) 및 격벽측 지지 부재(45B)에 끼워맞춤 홈(53A) 및 돌출부(56A)를 마련하여도 좋다. 또한, 터빈 축 방향(L)의 하류측의 하류측 지지 구조(50A, 50B)에도 동일한 구성을 채용하여도 좋다.

이와 같이, 끼워맞춤 홈(43A, 53A)과 돌출부(46A, 56A)를 끼워맞추게 하는 것에 의해서, 내측 격벽(30)의 차실(10)에 대한 상대적인 터빈 축 방향(L)에 있어서의 이동을 저지할 수 있다.

[제 2 실시형태]

다음에, 제 1 실시형태와는 상이한 내측 격벽을 구비한 축류 배기 터빈에 대해, 이하에 제 2 실시형태로 하여 설명한다. 본 실시형태는, 내측 격벽의 구조가 상이한 것을 제외하고, 다른 구조는 제 1 실시형태와 동일하다.

도 8은 제 2 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 전체 구성을 도시하는 단면도이며, 도 9는 본 실시형태에 따른 축류 배기 터빈의 내측 격벽 주변을 도시하는 주요부 단면도이다. 도 10은 도 9에 도시하는 상류측 내측 격벽의 위치 결정 구조를 도시하는 E부 확대도이며, 도 11은 도 10에 도시하는 F-F선 정면도이다.

또한, 제 1 실시형태와 동일한 구조 부품 등은 동일한 명칭, 부호를 이용하며, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태에서도, 차실(10)은, 상술한 바와 같이, 수평 분할면(11)에 있어서, 상반 차실(10A)과 하반 차실(10B)로 분할되어 있다. 따라서, 이하에 설명하는 각 구성, 부품 등에 부여하는 부호는 상반 차실의 경우는 숫자의 후에 「A」를 부여하고, 하반 차실의 경우는 숫자의 뒤에 「B」를 부여하여 구분한다. 이것을 부여하지 않고 숫자의 부호만으로 설명하는 경우는, 상반 차실에 대한 설명으로 하고, 하반 차실도 마찬가지라고 고려한다.

도 8 및 도 9에 있어서, 내측 격벽(100)이 축 방향에 직교하는 면에서 2개의 세그먼트(상류측 내측 격벽(110) 및 하류측 내측 격벽(120))로 분할되어 있는 점이 제 1 실시형태와 상이하다. 즉, 내측 격벽(100)은, 배기실(8)의 입구측에 마련된 상류측 내측 격벽(110)과, 그 가까운 하류측에 마련된 하류측 내측 격벽(120)으로 형성되어 있다. 증기 통로(6)로부터 배출되는 증기 드레인의 어택에 의해 손상을 받는 것은, 주로, 배기실(8)의 입구 부분이며, 격벽측 지지 부재(142) 주위의 상류측 내측 격벽(110)이다. 그에 반하여, 격벽측 지지 부재(142)보다 하류측 부분은 손상이 거의 생기지 않는다. 그래서, 배기실(8)의 입구부는 이로젼 등에 견딜 수 있는 내식재를 이용하며, 또한 착탈이 가능한 구조로 하고 있다. 즉, 배기실(8)의 입구부의 내측 격벽(100)을 축 방향에 직교하는 면으로 2분할하여, 배기실(8)의 입구측에 마련된 상류측 내측 격벽(110)과 그 가까운 하류측에 마련된 하류측 내측 격벽(120)으로 형성한다. 상류측 내측 격벽(110) 및 하류측 내측 격벽(120) 모두 착탈할 수 있는 구조로 하고 있다. 드레인 어택으로 손상되는 상류측 내측 격벽(110)은 내식재료가 이용된다. 그 하류측의 하류측 내측 격벽(120)은 손상이 경미하기 때문에, 일반 철제 재료를 이용하고 있다. 내측 격벽(100)을 상류측 내측 격벽(110)과 하류측 내측 격벽(120)으로 분할하여 착탈 가능한 구조로 하고 있는 이유는, 상류측 내측 격벽(110)의 교환을 용이하게 하기 위함이다. 유지 보수로 교환하는 것은 상류측 내측 격벽(110)이며, 하류측 내측 격벽(120)은 교환하지 않고 그대로 유용할 수 있다.

또한, 상류측 내측 격벽(110)의 하류측에 배치된 하류측 내측 격벽(120)은 터빈 축(L) 주위에 환상으로 배치되어 있다. 하류측 내측 격벽(120)의 직경방향 외측의 외주면의 상류측 단부 및 하류측 단부에는, 보강판(121)이 둘레 방향에 환상으로 배치되며, 하류측 내측 격벽(120)의 강성을 높이고 있다.

또한, 하류측 내측 격벽(120)의 하류측에는, 차실의 일부를 형성하는 내측 케이싱(101)이, 제 1 실시형태에서 설명한 구조와 마찬가지로, 지지 바아(102)를 거쳐서 차실(10A)의 내벽에 용접 등으로 고정되어 있다. 내측 케이싱(101)은 제 2 케이싱(22)(차실(10A))의 직경 방향의 내측에 배치되며, 터빈 축(L) 주위에 배기실(8)의 일부를 형성하도록 배치된다. 제 2 케이싱(22)과 내측 케이싱(101)으로 둘러싸인 환상 간극은 상류측에 배치된 제 2케이싱(22)과 내측 격벽(100)에 의해 둘러싸이고, 환상으로 형성되는 드레인 유로(34)에 연통하고 있다. 환상 간극은 드레인 유로의 일부를 형성하며, 증기 통로(6)에서 회수된 드레인을 배기실(8)의 하류측에 배출하는 통로의 역할을 수행하고 있다.

다음에, 상류측 내측 격벽(110)의 지지 구조를 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 상류측 내측 격벽(110)은 차실(10A)의 내측에 고정된 상류측 지지 구조(140)(제 1 지지 구조)를 거쳐서 차실(10A)에 지지되어 있다. 상류측 지지 구조(140)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 지지 바아(141)와 그 내측에 배치되며, 터빈 축(L) 주위에 환상으로 배치된 격벽측 지지 부재(142)를 포함한다. 상류측 내측 격벽(110)은 둘레 방향으로 본 단면이 L자 형상인 환상 부재이며, 적어도 수평 분할면(31)이며 둘레 방향으로 2분할되어 있다. 상류측 내측 격벽(110)은 격벽측 지지 부재(142)의 직경 방향 내측의 내주면 및 하류측 측면에 접하며, 터빈 축 방향(L)의 하류측으로부터 격벽측 지지 부재(142)에 고정되어 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 상류측 내측 격벽(110)은, 둘레 방향에서 보았을 경우 단면이 L자 형상이며, 배기실(8)측에 면하는 가이드부(111)와 가이드부(111)로부터 직경 방향 외측에 칼라 형상으로 돌출되는 서포트부(112)가 일체로 형성된 부재이다. 가이드부(111)는 직경 방향의 외주면에서 격벽측 지지 부재(142)의 내주면에 접하고 있다. 서포트부(112)는 가이드부(111)의 하류측에 배치되며, 가이드부(111)로부터 직경 방향의 외측을 향하여 입설하는 축 방향에 대하여 환상으로 형성된 부재이다.

상류측 내측 격벽(110)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 터빈 축 방향의 하류측으로부터 격벽측 지지 부재(142)에 볼트(143)로 나사 결합되어, 고정된다. 그 때문에, 상류측 내측 격벽(110)의 서포트부(112)에는, 볼트(143)가 관통삽입 가능한 볼트 구멍이 개구되며, 격벽측 지지 부재(142)의 서포트부(112)에 접하는 하류측 측면에는, 암나사 구멍이 형성되어 있다(도시하지 않음).

단, 상류측 내측 격벽(110)은 필요한 진원도를 유지하며, 동익(12)과의 사이의 클리어런스가 일정하게 되도록 조정하여, 장착되는 것이 바람직하다. 그 때문에, 상기 상류측 내측 격벽(110)을 고정하는 볼트 중 복수 개소(상류측 내측 격벽의 하나의 분할편에 대하여, 적어도 2개 이상)에 대해서는, 볼트 대신에, 위치 결정 기능을 구비한 내측 격벽 위치 결정 부재(150)로 상류측 내측 격벽(110)을 고정하고 있다. 이하에서는, 내측 격벽 위치 결정 부재(150)에 대하여 설명한다.

내측 격벽 위치 결정 부재(150)는 격벽측 지지 부재(142)에 대하여 상류측 내측 격벽(110)의 둘레 방향의 위치 결정을 하고, 상류측 내측 격벽(110)의 진원도를 유지하며, 동익(12)과 상류측 내측 격벽(110)의 내주면과의 사이의 클리어런스를 조정하기 위한 구조 부재이다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 상류측 내측 격벽(110)을 축 방향 하류측으로부터 격벽측 지지 부재(142)에 고정하기 위해서, 상류측 내측 격벽(110)의 서포트부(112)에, 내측 격벽 위치 결정 부재(150)(후술하는 부시(151))가 관통삽입 가능한 복수의 관통 구멍(113)이 축 방향으로 천공되어 있다. 또한, 격벽측 지지 부재(142)의 서포트부(112)에 접하는 하류측 측면에는, 내측 격벽 위치 결정 부재(150)(후술하는 편심 핀의 선단부(152b))가 끼워맞춤 가능한 복수의 선단부 구멍(142a)이 축 방향으로 천공되어 있다. 상류측 내측 격벽(110)은, 내측 격벽 위치 결정 부재(150)를 서포트부(112)의 관통 구멍(113) 및 격벽측 지지 부재(142)의 선단부 구멍(142a)에 끼워삽입되는 것에 의해서, 격벽측 지지 부재(142)에 축 방향의 하류측으로부터 고정된다.

내측 격벽 위치 결정 부재(150)는, 도 10 및 도 11에 도시하는 바와 같이, 부시(151) 및 편심 핀(152)으로 구성된다. 부시(151)는 원통 형상의 부재이며, 편심 핀(152)이 끼워삽입되는 핀 구멍(151a)을 갖는다. 편심 핀(152)은 원주 형상의 부재이며, 대직경의 본체부(153)와 본체부(153)보다 소직경의 선단부(154)로 이루어진다. 편심 핀(152)의 헤드부에는, 편심 핀(152)을 회동 가능하게 하기 위한 파지부(155)가 마련되어 있다. 부시(151)에 형성된 핀 구멍(151a)은 편심 핀(152)의 본체부만이 끼워삽입 가능한 내경을 갖고, 편심 핀(151)의 선단부(154)는 격벽측 지지 부재(142)의 하류측 측면에 형성된 선단부 구멍(142a)에 끼워삽입된다.

편심 핀(152)은, 선단부(154)의 중심(P1)과 본체부(153)의 중심(P2)이, 편심 핀(152)의 직경 방향에 길이(X)만큼 편심되어 형성되며, 본체부(153)와 선단부(154)가 일체화되어 하나의 편심 핀(152)이 형성되어 있다. 또한, 편심 핀(152)의 파지부(155)의 중심은 본체부(153)의 중심(P2)과 일치하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 부시(151)는 부시(151)의 내측에 형성된 핀 구멍(151a)의 중심(P2)과 부시(151)의 중심(P3)이 부시(151)의 직경 방향에 길이(Y)만큼 편심되어 형성되어 있다. 부시(151)의 터빈 축 방향의 하류측에서 본 외표면에는, 부시를 관통 구멍의 주위로 회전 가능하게 되도록, 적어도 2개의 조정 구멍(151b)이 마련되어 있다.

즉, 부시(151)에 개구한 핀 구멍(151a)의 중심(P2)은 부시(151)의 중심(P3)으로부터 길이(Y)만큼 편심되며, 편심 핀(151)의 본체부(153)의 중심(P2)과 선단부(154)의 중심(P1)은 길이(X)만큼 편심되어 있다. 또한, 편심 핀(152)의 본체부(153)는 부시(151)의 핀 구멍(151a)에 끼워맞추어져 있기 때문에, 편심 핀(152)의 본체부(153)의 중심(P2)과 부시(151)의 핀 구멍(151a)의 중심은 일치되어 있다. 이들, 2개의 편심 구조를 구비한 부재의 조합에 의해, 상류측 내측 격벽(110)의 격벽측 지지 부재(142)에 대한 정확한 위치 결정이 가능해진다.

즉, 도 11에 도시하는 예에서는, 부시(151)의 중심(P3)과 편심 핀(152)의 선단부(154)의 중심(P1)이 길이(X＋Y)만큼 편심되어 있다. 상류측 내측 격벽(110)의 진원도를 유지하기 위해서는, 편차(X＋Y)가 0이 되며, 중심(P1), 중심(P3)이 일치하는 것이 바람직하다.

도 11에 있어서, 부시(151)는 서포트부(112)에 대하여 관통 구멍(113)을 미끄럼 운동면으로 하여 회동 가능한 구조이다. 부시(151)가 회동함으로써, 편심 핀(152)의 본체부(153)의 중심(P2)은, 부시(151)의 중심(P3)을 중심으로 하여, 반경(Y)의 원호 형상의 궤적(C1)(도 11의 이점쇄선 원)을 그리며 이동한다. 또한, 부시(151)를 고정하고, 편심 핀(152)의 본체부(153)의 중심(P2)을 중심으로 하고, 편심 핀(152)을 부시(151)의 핀 구멍(151a)을 미끄럼 운동면으로 하여 회전시키면, 편심 핀(152)의 선단부(154)의 중심(P1)은, 본체부(153)의 중심(P2)을 중심으로 해서, 반경(X)의 원호 형상의 궤적(C2)(도 11의 점선 원)을 그리며 이동한다.

즉, 서포트부(112)에 대하여, 중심(P3) 주위로 부시(151)를 회동시키면서, 부시(151)에 대하여 편심 핀(152)을 본체부(153)의 중심(P2) 주위로 회동시키면, 편심 핀(152)의 선단부(154)의 중심(P1)은, 부시(151)의 중심(P3)을 중심으로 하여, 반경(X＋Y)의 원형 내를 이동한다.

즉, 상류측 내측 격벽(110)의 서포트부(112)의 관통 구멍(113)의 중심(부시(151)의 중심(P3))과 격벽측 지지 부재(142)의 선단부 구멍(142a)의 중심(선단부(154)의 중심(P1))의 사이의 거리가 길이(X＋Y)의 범위 내이면, 편심 구조를 구비한 2개의 부재의 조립에 의해, 양자간의 편차(중심(P1)과 중심(P3)의 차이)가 0이 되도록 위치 맞춤이 가능하다. 또한, 격벽측 지지 부재(142)와 상류측 내측 격벽(110)의 제작 오차를 고려하여, 부시(151)와 편심 핀(152)의 편심 길이(X, Y)를 선정하면 좋다.

이 동작에 의해, 부시(151)와 편심 핀(152)을 개별적으로 조작하여, 선단부(154)의 중심(P1)과 부시(151)의 중심(P3)이 일치하는 위치가 상류측 내측 격벽(110)의 정확한 위치가 된다. 복수의 내측 격벽 위치 결정 부재(150)의 위치 결정 동작을 실행하여, 상류측 내측 격벽(110)의 격벽측 지지 부재(142)에 대한 위치를 결정한 후, 다른 볼트(143)를 이용하여 상류측 내측 격벽(110)을 터빈 축 방향의 하류측으로부터 격벽측 지지 부재(142)에 장착하는 것에 의해, 상류측 내측 격벽(110)과 동익(12)의 클리어런스 조정이 종료된다. 상술한 바와 같이, 격벽 지지 부재(142)에 대하여, 상류측 내측 격벽(110)을 터빈 축 방향의 하류측으로부터, 볼트(143) 및 내측 격벽 위치 결정 부재(150) 등의 지지 부재로 고정하고 있으므로, 이들 지지 부재를 배기실측에 마련할 필요가 없다. 이 때문에, 배기실 내를 흐르는 증기류의 흐름이 지지 부재로 교란될 우려가 없어서, 터빈 효율이 저하하는 일은 없다.

다음에, 도 12 및 도 13을 이용하여, 하류측 지지 구조(160)(제 2 지지 구조)를 설명한다. 하류측 내측 격벽(120)은, 상술한 바와 같이, 수평 분할면(31)이며 둘레 방향으로 2분할된 구조이다. 도 13은 도 12에 도시하는 H부의 확대도이며, 하류측 내측 격벽(120)과 차실(10)과의 사이의 지지 구조를 도시하는 것이다. 하류측 내측 격벽(120)은, 그 외벽에 직경 방향의 외측으로 돌출되는 베이스판(161)을 구비하며, 하류측 지지 구조(160)를 거쳐서 차실(10)에 고정되어 있다. 상기 베이스판(161)은, 2분할된 상류측 내측 격벽(110)의 둘레 방향의 양 단부와 동일한 위치이며, 수평 분할면(31)에 대하여 평행이 되도록, 하류측 내측 격벽(120)의 직경 방향 외측에 고정되어 있다. 베이스판(161)에는, 하류측 내측 격벽(120)을 차실(10)측에 고정하는 볼트(162)가 관통 가능한 볼트 구멍(162a)이 형성되어 있다.

하류측 지지 구조(160)는, 차실(10)의 수평 분할면(31) 근방에서, 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)의 제 2 케이싱(22)의 직경 방향의 내측 근방에 장착된다. 하류측 지지 구조(160)는 제 2 케이싱(22)에 고정되는 차실 고정판(163)과, 베이스판(161)을 차실 고정판(163)에 체결하는 볼트(162)와 상기 베이스판(161)과 상기 차실 고정판(163)의 사이에 삽입되는 조정판(164)으로 구성된다. 차실 고정판(163)은 제 2 케이싱(22)의 내벽에 고정되며, 내벽으로부터 수평 분할면(31)에 대하여 평행이 되는 방향으로, 터빈 축 중심을 향하여 입설하는 판형상 부재이다. 차실 고정판(163)은 상기 볼트(162)가 나사 결합 가능한 암나사를 갖는 볼트 구멍(162a)을 구비한다. 조정판(164)은 차실 고정판(163)과 베이스판(161)의 사이에 삽입되며, 상류측 내측 격벽(110)의 내주면과 하류측 내측 격벽(120)의 내주면 및 내측 케이싱(101)의 내주면이 거의 면일이 되며 원활한 면이 형성되도록, 하류측 내측 격벽(120)의 직경 방향의 위치를 조정할 수 있다. 적절한 두께의 조정판을 선정하면, 각각의 내주면의 흐름 방향의 맞춤면의 요철을 수정하여, 배기실(8) 내를 흐르는 증기(S)의 흐름의 교란을 억제할 수 있다.

또한, 내측 격벽을 차실에 조립할 때는, 상반 차실(10A) 및 하반 차실(10B)을 분할하고 개방한 상태에서, 각각의 차실에 대하여 조립 장착한다. 우선, 내측 격벽 위치 결정 부재(150)를 이용하여, 격벽 지지 부재(142)에 대한 상류측 내측 격벽(110)의 정확한 위치를 결정하고, 편심 핀(152)으로 상류측 내측 격벽(110)을 격벽 지지 부재(142)에 고정한다. 다음에, 상류측 내측 격벽(110)을 격벽측 지지 부재(142)에 축 방향의 하류측으로부터 상류측을 향하여 볼트(143)로 체결하고, 장착한다. 상류측 내측 격벽(110)을 장착한 후, 하류측 내측 격벽(120)은 하류측 지지 구조(160)를 거쳐서 차실에 장착된다. 하류측 내측 격벽(120)은 차실 고정판(163)과 베이스판(161)에 형성된 볼트 구멍(162a)에 볼트(162)를 관통삽입시키고, 차실 고정판(163)에 마련한 암나사 구멍에 볼트(162)를 나사 결합시켜, 고정한다. 또한, 장착시에는, 차실 고정판(163)과 베이스판(161)의 사이에 적절한 두께의 조정판(164)을 삽입하여, 상류측 내측 격벽(110)과 하류측 내측 격벽(120)의 배기실측의 내주면이 면일이 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 하류측 내측 격벽(120)의 장착을 종료하면, 상반 차실(10A)과 하반 차실(10B)을 일체화하고, 플랜지 체결 볼트로 플랜지(10A1, 10B1)를 체결하여, 차실(10)의 조립을 종료한다. 차실의 분해는 조립의 반대의 순서로 실행하면 된다.

내측 격벽(100)을 교환할 때는, 하류측의 하류측 내측 격벽(120)을 분리하면, 상류측 내측 격벽(110)을 축 방향으로부터 용이하게 분리할 수 있다. 제 1 실시형태의 경우는, 내측 격벽 전체를 일시에 분리할 필요가 있지만, 본 실시형태의 경우는, 개별적으로 분리할 수 있으므로, 교환 작업이 용이하다. 또한, 유지 보수시에는, 상류측 내측 격벽(110)만 교환하면 되기 때문에, 제 1 실시형태의 경우보다 본 실시형태가 비용면에서 유리하다.

이상, 본 발명의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종의 개량이나 변형을 실행하여도 좋은 것은 말할 필요도 없다. 또한, 상술의 실시형태는 드레인이 모이기 쉬운 저압 차실에 매우 적합하게 적용 가능하지만, 다른 차실에 적용하여도 좋다.

상술의 실시형태에서는, 상류측 지지 구조(40A, 40B, 140) 및 하류측 지지 구조(50A, 50B, 160)를 거쳐서 내측 격벽(30, 100)을 지지하는 구성으로 했지만, 지지 구조는 터빈 축 방향(L)에 3개 이상 마련하여도 좋고, 지지 구조의 설치 개수 및 설치 위치는 상기 구성으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상술의 실시형태에서는, 내측 격벽(30, 100)이 지지 구조(40, 50, 140, 160)에 의해서 차실(10)에 지지되는 지지 구조를 갖는 예에 대하여 설명했지만, 다른 구성의 지지 구조에 의해서 내측 격벽(30, 100)이 차실(10)에 지지되도록 하여도 좋다.

예를 들면, 도 14에 도시하는 환상 부재(70)에 의해서, 내측 격벽(30, 100)이 차실(10)에 지지되도록 하여도 좋다. 여기서, 도 14는 환상 부재(70)를 도시하는 사시도이다. 또한, 환상 부재(70) 이외의 구성에 대해서는, 상술한 부호와 동일한 부호를 이용하여 설명한다. 환상 부재(70)는 상반측 반환상 부재(70A)와 하반측 반환상 부재(70B)로 구성되며, 어느 부재(70A, 70B)도 차실(10)측에 장착되며, 차실(10)로부터 내주측으로 돌출되어 설치된다. 환상 부재(70)에는 터빈 축 방향(L)으로 연통하는 개구(72)가 둘레 방향으로 복수 마련되어 있다. 내측 격벽(30, 100)은 이 환상 부재(70)를 거쳐서 차실(10)에 대하여 둘레 방향 전체 둘레에 걸쳐서 지지되므로, 내측 격벽(30, 100)의 차실(10)에의 보다 안정된 고정이 가능해진다.

1 : 축류 배기 터빈 2 : 로터
3 : 디스크 4 : 블레이드열
6 : 증기 통로 8 : 배기실
10 : 차실 10A : 상반 차실
10B : 하반 차실 12 : 동익
12a : 최종단 동익 14　: 정익
14a : 최종단 정익 30 : 내측 격벽
30A : 상반 격벽 30B : 하반 격벽
31 : 수평 분할면 32 : 리브
34 : 드레인 유로 36, 38 : 간극
40A, 40B, 140 : 상류측 지지 구조(제 1 지지 구조)
50A, 50B, 160 : 하류측 지지 구조(제 2 지지 구조)
41, 51 : 지지 바아
42A, 42B, 52A, 52B : 차실측 지지 부재
43A : 끼워맞춤 홈
44A, 54A : 제 1 키 홈(상류측 제 1 키 홈, 하류측 제 1 키 홈)
44B, 54B : 제 2 키 홈(상류측 제 2 키 홈, 하류측 제 2 키 홈)
45A, 45B, 55A, 55B, 142 : 격벽측 지지 부재
46A, 56A : 돌출부
48A, 58A : 제 1 키(상류측 제 1 키, 하류측 제 1 키)
48B, 58B : 제 2 키(상류측 제 2 키, 하류측 제 2 키)
49A, 59A, 49B, 59B, 143, 162 : 볼트
70 : 환상 부재
70A, 70B : 반환상 부재(상반측 반환상 부재, 하반측 반환상 부재)
72 : 개구 100 : 내측 격벽
101 : 내측 케이싱 102 : 지지 바아
110 : 상류측 내측 격벽 111 : 가이드부
112 : 서포트부 113 : 관통 구멍
120 : 하류측 내측 격벽 121 : 보강판
141 : 지지 바아 142a : 선단부 구멍
150 : 내측 격벽 위치 결정 부재 151 : 부시
151a : 핀 구멍 151b : 조정 구멍
152 : 편심 핀 153 : 본체부
154 : 선단부 155 : 파지부
161 : 베이스판 162a : 볼트 구멍
163 : 차실 고정판 164 : 조정판
165 : 보강 리브 P1 : 선단부 중심
P2 : 본체부 중심 P3 : 부시 중심

Claims (13)

1. 동익 및 정익이 배열되는 증기 통로와,
   상기 증기 통로의 하류측에 마련되며, 상기 증기 통로로부터의 증기를 터빈 축 방향을 따라서 배출하는 배기실과,
   상기 증기 통로를 형성하는 제 1 케이싱 및 상기 배기실을 형성하는 제 2 케이싱으로 형성되는 차실과,
   상기 차실의 상기 제 2 케이싱의 내주측에 마련되며, 상기 배기실에 면하는 내측 격벽을 구비하며,
   상기 차실의 상기 제 2 케이싱과 상기 내측 격벽과의 사이에, 상기 증기 통로로부터 회수된 드레인이 통과 가능한 트레인 통로가 형성되며,
   상기 내측 격벽은 상기 차실의 상기 제 2 케이싱에 착탈 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 복수의 지지부를 추가로 구비하고,
   상기 내측 격벽은 상기 복수의 지지부를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 드레인은, 인접하는 상기 지지부를 구성하는 지지 바아의 사이를 통과하여 상기 드레인 유로에 인도되는 것을 특징으로
   축류 배기 터빈.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 동시에, 상기 드레인이 통과 가능한 개구가 마련된 환상 부재를 추가로 구비하며,
   상기 내측 격벽은 상기 환상 부재를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 차실측의 부재 및 상기 내측 격벽측의 부재 중 한쪽에, 상기 터빈 축 방향에 단차를 갖는 끼워맞춤 홈이 마련되며, 상기 차실측의 부재 및 상기 내측 격벽측의 부재 중 다른쪽에, 상기 끼워맞춤 홈에 끼워맞추는 돌출부가 마련되며, 상기 끼워맞춤 홈 및 상기 돌출부가 끼워맞추어져 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 차실은 수평 분할면에 있어서 분할 가능한 상반 차실과 하반 차실을 포함하며,
   상기 내측 격벽은 수평 분할면에 있어서 분할 가능한 상반 격벽과 하반 격벽을 포함하며,
   상기 수평 분할면에 있어서, 상기 상반 차실측의 부재와 상기 상반 격벽에 걸쳐서 형성된 제 1 키 홈과, 상기 하반 차실측의 부재와 상기 하반 격벽에 걸쳐서 형성된 제 2 키 홈에, 각각, 제 1 키 및 제 2 키가 끼워맞추어져 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 1 키는 상기 상반 차실측의 부재에 체결되며, 상기 제 1 키에 의해서 상기 상반 격벽의 하중을 지지하도록 한 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 키 홈은 상류측의 상기 상반 격벽과 상기 상반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 상류측 제 1 키 홈과, 하류측의 상기 상반 격벽과 상기 상반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 하류측 제 1 키 홈으로 형성되며, 상기 상류측 제 1 키 홈에 상류측 제 1 키가 끼워맞추어지며, 상기 하류측 제 1 키 홈에 하류측 제 1 키가 끼워맞추어지며,
   상기 제 2 키 홈은 상류측의 상기 하반 격벽과 상기 하반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 상류측 제 2 키 홈과, 하류측의 상기 하반 격벽과 상기 하반 차실측 부재에 걸쳐서 배치되는 하류측 제 2 키 홈으로 형성되며, 상기 상류측 제 2 키 홈에 상류측 제 2 키가 끼워맞추어지며, 상기 하류측 제 2 키 홈에 하류측 제 2 키가 끼워맞추어져 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 내측 격벽은 적어도 상기 터빈 축 방향에 수직인 면을 따라서 2개 이상의 세그먼트로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는
   축류 배기 터빈.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 내측 격벽의 상기 세그먼트 중, 상기 증기 통로의 상류측에 배치된 상류측 내측 격벽은 제 2 케이싱 내측에 고정된 제 1 지지 구조를 거쳐서 차실에 착탈 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는
    축류 배기 터빈.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내측 격벽의 상기 세그먼트 중, 상기 상류측 내측 격벽에 대하여 상기 증기 통로의 하류측에 배치된 하류측 내측 격벽은 상기 차실로부터 내주측으로 돌출되는 제 2 지지 구조를 거쳐서 상기 차실에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는
    축류 배기 터빈.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 상류측 내측 격벽은 편심 구조를 구비한 2개의 부재를 포함하는 위치 결정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는
    축류 배기 터빈.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 지지 구조는 상기 하류측 내측 격벽을 직경 방향에 관하여 위치 결정 가능한 조정판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는
    축류 배기 터빈.

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