JP6380845B2 - Rotating machine - Google Patents

Description

本発明は、周方向に並ぶ複数の動翼で構成される動翼列を備える回転機械に関する。   The present invention relates to a rotary machine including a moving blade row composed of a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction.

回転機械の一種である蒸気タービンは、軸線を中心に回転するロータと、このロータを覆うケーシングと、を備えている。ロータは、軸線を中心として軸方向に延びているロータ軸と、このロータ軸に取り付けられている複数の動翼列と、を有する。動翼列は、軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼で構成されている。動翼は、軸線に対する径方向に延びる翼体と、翼体の径方向内側に設けられているプラットフォームと、このプラットフォームの径方向内側に設けられている翼根と、翼体の径方向外側に設けられている外側シュラウドと、を有する。プラットフォームの径方向外側と外側シュラウドの径方向内側との間には、蒸気が流れる。   A steam turbine, which is a kind of rotating machine, includes a rotor that rotates about an axis, and a casing that covers the rotor. The rotor includes a rotor shaft that extends in the axial direction around the axis, and a plurality of blade rows that are attached to the rotor shaft. The moving blade row is composed of a plurality of moving blades arranged in the circumferential direction with respect to the axis. The rotor blade includes a blade body extending in a radial direction with respect to an axis, a platform provided on a radially inner side of the blade body, a blade root provided on a radially inner side of the platform, and a radially outer side of the blade body. And an outer shroud provided. Steam flows between the radially outer side of the platform and the radially inner side of the outer shroud.

このような蒸気タービンでは、運転中、各動翼に蒸気からの励振力が作用する。このため、従来、蒸気タービンの運転中、周方向で隣り合う動翼の外側シュラウド相互を接触させている。この外側シュラウド相互の接触による摩擦力は、励振力による動翼の振動、すなわち動翼の振動応答を減衰させる。   In such a steam turbine, an excitation force from steam acts on each rotor blade during operation. For this reason, conventionally, the outer shrouds of the moving blades adjacent in the circumferential direction are brought into contact with each other during the operation of the steam turbine. The frictional force due to the contact between the outer shrouds attenuates the vibration of the moving blade due to the excitation force, that is, the vibration response of the moving blade.

以下の特許文献１では、蒸気タービン運転中に外側シュラウド相互に所定の摩擦力が生じるよう、蒸気タービン静止時における外側シュラウドの相互間の隙間寸法を厳格に管理している。また、この他、複数の動翼をロータ軸に組み付ける際に、周方向で隣り合う動翼の外側シュラウド相互を接触させておく技術もある。   In Patent Document 1 below, the gap size between the outer shrouds when the steam turbine is stationary is strictly controlled so that a predetermined frictional force is generated between the outer shrouds during operation of the steam turbine. In addition, when assembling a plurality of moving blades to the rotor shaft, there is a technique of bringing the outer shrouds of the moving blades adjacent in the circumferential direction into contact with each other.

特開平１１−０１３４０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-013401

上記特許文献１に記載の技術等では、蒸気タービンの運転中に動翼の振動応答を減衰させることができる。蒸気タービンの製造メーカーでは、運転中に動翼の振動応答を減衰させることのみならず、複数の動翼をロータ軸に組み付ける組付工数等の製造工数を抑えることが望まれている。   With the technique described in Patent Document 1, the vibration response of the moving blade can be attenuated during operation of the steam turbine. A manufacturer of a steam turbine is desired not only to attenuate the vibration response of the moving blade during operation, but also to reduce the number of manufacturing steps such as assembling steps for assembling a plurality of moving blades to the rotor shaft.

そこで、本発明は、製造工数を抑えつつも、動翼の振動応答を減衰させることができる回転機械を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the rotary machine which can attenuate the vibration response of a moving blade, suppressing a manufacturing man-hour.

上記目的を達成するための発明の第一態様としての回転機械は、
軸線を中心として回転するロータと、前記ロータを覆うケーシングと、前記ケーシングの外周側に配置されている磁石と、を備え、前記ロータは、前記軸線を中心として軸方向に延びているロータ軸と、前記軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼で構成される動翼列と、を有し、前記動翼における前記軸線に対する径方向の外側の外側端部は、導電性を有し、温度上昇に応じて前記周方向で隣り合う動翼の外側端部と接触可能に構成され、前記磁石は、前記動翼列を構成する複数の前記動翼の前記外側端部に磁場が形成されるよう、前記ケーシング中、前記軸方向で前記動翼列が存在する領域と重なる領域に設けられている。 The rotating machine as the first aspect of the invention for achieving the above object is:
A rotor that rotates about an axis; a casing that covers the rotor; and a magnet that is disposed on an outer peripheral side of the casing; and the rotor extends in an axial direction about the axis; A moving blade array composed of a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction with respect to the axis, and an outer end portion of the moving blade on the outer side in the radial direction with respect to the axis has conductivity and increases in temperature. And the magnet is configured to come into contact with the outer end of the moving blade adjacent in the circumferential direction, and the magnet forms a magnetic field at the outer end of the plurality of moving blades constituting the moving blade row. In the casing, the casing is provided in a region overlapping with a region where the blade row is present in the axial direction.

当該回転機械では、ロータが回転し始めると、磁石により形成される磁場内を動翼の外側端部が通過する。このため、ロータが回転し始めると、外側端部内には、周期的に変化する磁場が形成される。この外側端部には、磁場変化に伴って渦電流が発生する。よって、外側端部は、発熱し、この発熱による温度上昇で熱膨張する。この結果、外側端部の一部は、周方向で隣り合う動翼の外側端部の一部と接触する。   In the rotating machine, when the rotor starts to rotate, the outer end of the moving blade passes through the magnetic field formed by the magnet. For this reason, when the rotor starts to rotate, a magnetic field that periodically changes is formed in the outer end portion. An eddy current is generated at the outer end portion along with the magnetic field change. Accordingly, the outer end portion generates heat, and is thermally expanded due to a temperature rise due to the heat generation. As a result, a part of the outer end portion comes into contact with a part of the outer end portion of the moving blade adjacent in the circumferential direction.

従って、当該回転機械では、周方向で隣り合う外側端部相互の接触による摩擦力で、動翼の振動応答を減衰させることができる。   Therefore, in the rotating machine, the vibration response of the rotor blade can be attenuated by the frictional force caused by the contact between the outer ends adjacent in the circumferential direction.

また、当該回転機械では、複数の動翼をロータ軸に組み付ける際に、外側端部相互を接触させなくても、さらに、回転機械静止時における外側端部の相互間の隙間寸法を厳格に管理しなくても、ロータが回転し始めれば、外側端部相互を接触させることができる。よって、当該回転機械では、複数の動翼をロータ軸に組み付ける組付工数等の製造工数を抑えることができる。   In addition, in the rotary machine, when assembling multiple rotor blades to the rotor shaft, the gap between the outer ends when the rotary machine is stationary is strictly controlled without bringing the outer ends into contact with each other. Even if not, the outer ends can be brought into contact with each other as the rotor begins to rotate. Therefore, in the rotating machine, manufacturing man-hours such as an assembling man-hour for assembling a plurality of rotor blades to the rotor shaft can be suppressed.

上記目的を達成するための発明の第二態様としての回転機械は、
前記第一態様としての前記回転機械において、複数の前記動翼の前記外側端部に前記磁場が形成される第一状態と、複数の前記動翼の外側端部に前記磁場が形成されない第二状態とに切り替える切替器を備える。 A rotating machine as a second aspect of the invention for achieving the above object is:
In the rotating machine as the first aspect, a first state in which the magnetic field is formed at the outer end portions of the plurality of moving blades, and a second state in which the magnetic field is not formed at the outer end portions of the plurality of moving blades. A switcher for switching between states is provided.

磁石により外側端部に磁場形成している状態では、回転しているロータに対して、この回転を止めようとする力が作用する。また、一般的に、回転機械では、定格回転数時、動翼の振動応答が小さくなるよう設計されている。このため、多くの場合、回転機械の回転数を定格回転数まで上昇させる過程や、定格回転数から低下させる過程で、動翼の振動応答が大きくなる。よって、ロータが回転しているとき、外側端部に常時磁場を形成しておくよりも、動翼の振動応答が大きくなるときに、外側端部に磁場を形成する方が、回転機械の効率等の点から好ましい。   In a state where a magnetic field is formed at the outer end portion by the magnet, a force for stopping the rotation acts on the rotating rotor. In general, a rotating machine is designed so that the vibration response of the rotor blade is reduced at the rated rotational speed. For this reason, in many cases, the vibration response of the moving blade increases in the process of increasing the rotational speed of the rotating machine to the rated rotational speed or in the process of decreasing from the rated rotational speed. Therefore, when the rotor is rotating, it is more efficient to form a magnetic field at the outer end when the vibration response of the moving blade is larger than when a magnetic field is always formed at the outer end. From the point of view, it is preferable.

当該回転機械では、切替器を備えているので、動翼の振動応答が小さいときに、外側端部に磁場を形成せず、動翼の振動応答が大きいときに、外側端部に磁場を形成することができる。このため、当該回転機械では、動翼の振動応答を抑えつつも、回転機械の効率低下を抑えることができる。   Since the rotary machine is equipped with a switch, when the vibration response of the moving blade is small, no magnetic field is formed at the outer end, and when the vibration response of the moving blade is large, a magnetic field is formed at the outer end. can do. For this reason, in the said rotary machine, the efficiency fall of a rotary machine can be suppressed, suppressing the vibration response of a moving blade.

ここで、前記切替器を備える前記回転機械において、前記切替器は、前記動翼列と前記磁石との間に配置されている継鉄と、前記磁石と前記継鉄とで閉磁路が形成される閉状態と、前記磁石と前記継鉄とで開磁路が形成されている開状態との間で、前記継鉄に対して前記磁石を相対変位させる変位機構と、を有してもよい。   Here, in the rotary machine including the switch, the switch includes a yoke disposed between the moving blade row and the magnet, and a closed magnetic circuit is formed by the magnet and the yoke. A displacement mechanism that relatively displaces the magnet with respect to the yoke between a closed state and an open state in which an open magnetic path is formed by the magnet and the yoke. .

前記変位機構を備える前記回転機械において、前記切替器は、互いに間隔をあけて配置されている複数の前記継鉄を有し、複数の継鉄の相互間隔は、各継鉄と前記動翼との間の最少間隔より大きく、前記変位機構は、前記閉状態で、前記磁石の各磁極を複数の継鉄のうちの一の継鉄のみに対向させ、前記開状態で、前記磁石の各磁極をそれぞれ異なる継鉄に対向させてもよい。   In the rotary machine including the displacement mechanism, the switch includes a plurality of the yokes that are spaced apart from each other. The displacement mechanism is configured such that, in the closed state, the displacement mechanism causes each magnetic pole of the magnet to face only one of the plurality of yokes, and in the opened state, each magnetic pole of the magnet. May be opposed to different yokes.

また、前記第二態様としての前記回転機械において、前記磁石は、電磁石であり、前記切替器は、前記電磁石へ駆動電力を供給する電源回路を有してもよい。   In the rotating machine as the second aspect, the magnet may be an electromagnet, and the switch may include a power supply circuit that supplies driving power to the electromagnet.

また、前記切替器を有する、以上のいずれかの前記回転機械において、外部からの入力した前記ロータの回転数に応じて、前記切替器の動作を制御する制御器を備えてもよい。   In any of the above rotating machines having the switch, a controller for controlling the operation of the switch may be provided in accordance with the rotational speed of the rotor input from the outside.

前述したように、一般的に、回転機械の回転数を定格回転数まで上昇させる過程や、定格回転数から低下させる過程で、動翼の振動応答が大きくなる。このため、ロータの回転数に応じて、切替器の動作を制御することで、好ましいタイミングで動翼の振動応答を減衰させることができる。   As described above, generally, the vibration response of the moving blade increases in the process of increasing the rotational speed of the rotating machine to the rated rotational speed or in the process of decreasing from the rated rotational speed. For this reason, the vibration response of the moving blade can be attenuated at a preferable timing by controlling the operation of the switch according to the rotational speed of the rotor.

また、前記切替器を有する、以上のいずれかの前記回転機械において、前記動翼の前記外側端部の温度、又は前記外側端部の温度と相関性を有する温度である相関温度を検知する温度計と、前記温度計により検知された前記温度に応じて、前記切替器の動作を制御する制御器と、を備えてもよい。   Further, in any one of the above rotary machines having the switch, the temperature at which the temperature of the outer end of the moving blade or the correlation temperature that is correlated with the temperature of the outer end is detected. And a controller that controls the operation of the switch according to the temperature detected by the thermometer.

外側端部の周方向の膨張量は、大きすぎても小さくすぎても、動翼の振動応答を抑える効果が低くなる。言い換えると、外側端部の周方向の膨張量は、適切な大きさのとき、動翼の振動応答を抑える効果が高くなる。外側端部の周方向の膨張量は、相関温度とほぼ比例する。従って、相関温度が所定の範囲内のときには、振動応答減衰効果が高く、この範囲外のときに振動応答減衰効果が低くなる。このため、相関温度に応じて、切替器の動作を制御することで、動翼の振動応答を効果的に減衰させることができる。   Even if the expansion amount in the circumferential direction of the outer end portion is too large or too small, the effect of suppressing the vibration response of the rotor blade is reduced. In other words, when the expansion amount in the circumferential direction of the outer end portion is an appropriate size, the effect of suppressing the vibration response of the rotor blade is increased. The amount of expansion in the circumferential direction of the outer end is substantially proportional to the correlation temperature. Therefore, when the correlation temperature is within the predetermined range, the vibration response attenuation effect is high, and when it is outside this range, the vibration response attenuation effect is low. For this reason, the vibration response of a moving blade can be effectively attenuated by controlling the operation of the switch according to the correlation temperature.

また、以上のいずれかの前記回転機械において、前記外側端部は、本体と、導電性を有し、温度変化に対する前記周方向への伸長量が前記本体よりも大きい伸長部材と、を有し、前記外側端部は、温度上昇に伴う前記伸長部材の伸長により、周方向で隣り合う動翼の外側端部と接触してもよい。   Further, in any one of the above rotating machines, the outer end portion includes a main body and an extension member having conductivity and having a larger extension amount in the circumferential direction with respect to a temperature change than the main body. The outer end portion may come into contact with the outer end portion of the moving blade adjacent in the circumferential direction due to the extension of the extension member accompanying the temperature rise.

また、以上のいずれかの前記回転機械において、前記動翼列と前記磁石との間に、互いに間隔をあけて配置されている複数の継鉄を有し、前記磁石の各磁極は、それぞれ互いに異なる継鉄に対向し、複数の前記継鉄の相互間隔は、各継鉄と前記動翼との間の最少間隔より大きくてもよい。   Further, in any one of the above rotating machines, the rotating machine has a plurality of yokes arranged at intervals from each other between the moving blade row and the magnet, and the magnetic poles of the magnets are mutually connected. Opposing different yokes, the mutual interval between the plurality of yokes may be larger than the minimum interval between each yoke and the moving blade.

また、以上のいずれかの前記回転機械において、前記動翼は、前記径方向に延びる翼体と、前記翼体の前記径方向における外側端に設けられている外側シュラウドと、を有し、
前記外側シュラウドは、前記外側端部を成してもよい。 Further, in any one of the above rotating machines, the moving blade has a wing body extending in the radial direction, and an outer shroud provided at an outer end in the radial direction of the wing body,
The outer shroud may form the outer end.

また、以上のいずれかの前記回転機械において、前記ロータは、蒸気タービンロータであり、前記ケーシングは、蒸気タービンケーシングであってもよい。   In any one of the above rotating machines, the rotor may be a steam turbine rotor, and the casing may be a steam turbine casing.

本発明の一態様によれば、製造工数を抑えつつも、動翼の振動応答を減衰させることができる。   According to one aspect of the present invention, the vibration response of a moving blade can be attenuated while reducing the number of manufacturing steps.

本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンの模式的な断面図である。It is a typical sectional view of the steam turbine in a first embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第一実施形態における動翼列の斜視図である。It is a perspective view of the moving blade row | line | column in 1st embodiment which concerns on this invention. 図１におけるIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 本発明に係る第一実施形態における蒸気タービンの外周側部分の断面図である。It is sectional drawing of the outer peripheral side part of the steam turbine in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態で、外側シュラウド相互が接触していないときの径方向外側から見た動翼列を示す図である。It is a figure which shows the moving blade row | line seen from the radial direction outer side when outer shroud is not contacting in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第一実施形態で、外側シュラウド相互が接触しているときの径方向外側から見た動翼列を示す図である。It is a figure which shows the moving blade row | line seen from the radial direction outer side when outer shrouds are contacting in 1st embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態における蒸気タービンの外周側部分の断面図である。It is sectional drawing of the outer peripheral side part of the steam turbine in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態で、外側シュラウド相互が接触していないときの径方向外側から見た動翼列を示す図である。It is a figure which shows the moving blade row | line seen from the radial direction outer side when outside shroud is not contacting in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態で、外側シュラウド相互が接触しているときの径方向外側から見た動翼列を示す図である。It is a figure which shows the moving blade row | line seen from the radial direction outer side when outer shroud is contacting in 2nd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第二実施形態の変形例で、外側シュラウド相互が接触しているときの径方向外側から見た動翼列を示す図である。It is a modification of 2nd embodiment which concerns on this invention, and is a figure which shows the moving blade row | line seen from the radial direction outer side when outer shrouds are contacting. 本発明に係る第三実施形態における蒸気タービンの外周側部分の断面図である。It is sectional drawing of the outer peripheral side part of the steam turbine in 3rd embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第三実施形態で、磁場が形成さている第一状態のときの径方向外側から見た磁石及び切替器を示す図である。In 3rd embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the magnet and switch which were seen from the radial direction outer side in the 1st state in which the magnetic field is formed. 本発明に係る第三実施形態で、磁場が形成さていない第二状態のときの径方向外側から見た磁石及び切替器を示す図である。In 3rd embodiment which concerns on this invention, it is a figure which shows the magnet and switch which were seen from the radial direction outer side at the time of the 2nd state in which the magnetic field is not formed. 本発明に係る第四実施形態における蒸気タービンの外周側部分の断面図である。It is sectional drawing of the outer peripheral side part of the steam turbine in 4th embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第五実施形態における蒸気タービンの外周側部分の断面図である。It is sectional drawing of the outer peripheral side part of the steam turbine in 5th embodiment which concerns on this invention. シュラウド相関温度と振動応答減衰効果との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between shroud correlation temperature and a vibration response damping effect.

以下、本発明の各種実施形態及び変形例について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, various embodiments and modifications of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

「第一実施形態」
本発明に係る回転機械の第一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。 "First embodiment"
1st Embodiment of the rotary machine which concerns on this invention is described with reference to FIGS.

本実施形態の回転機械は、蒸気タービンである。この蒸気タービンは、図１に示すように、軸線Ａｒを中心として回転する蒸気タービンロータ（以下、単にロータとする）１０と、このロータ１０を回転可能に覆う蒸気タービンケーシング（以下、単にケーシングとする）３０と、ケーシング３０の外周側に配置されている複数の磁石４０と、を備えている。なお、以下では、軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａ、軸線Ａｒに対する周方向を単に周方向Ｄｃ、軸線Ａｒに対する径方向を単に径方向Ｄｒとする。また、軸方向Ｄａの一方側を上流側、軸方向Ｄａの他方側を下流側とする。   The rotating machine of this embodiment is a steam turbine. As shown in FIG. 1, this steam turbine includes a steam turbine rotor (hereinafter simply referred to as a rotor) 10 that rotates about an axis Ar, and a steam turbine casing (hereinafter simply referred to as a casing) that rotatably covers the rotor 10. 30) and a plurality of magnets 40 arranged on the outer peripheral side of the casing 30. In the following, the direction in which the axis Ar extends is referred to as an axial direction Da, the circumferential direction relative to the axis Ar is simply referred to as the circumferential direction Dc, and the radial direction relative to the axis Ar is simply referred to as the radial direction Dr. One side of the axial direction Da is the upstream side, and the other side of the axial direction Da is the downstream side.

ケーシング３０には、上流側部分にケーシング３０内に蒸気ＳＴを導く蒸気入口３１が形成され、下流側部分にはケーシング３０内を通った蒸気ＳＴを外部に排出する蒸気出口３２が形成されている。このケーシング３０は、磁性材料である、例えば、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、フェライト系ステンレス等で形成されている。   In the casing 30, a steam inlet 31 that guides the steam ST into the casing 30 is formed in the upstream portion, and a steam outlet 32 that discharges the steam ST that has passed through the casing 30 to the outside is formed in the downstream portion. . The casing 30 is made of a magnetic material such as Cr—Mo steel, Cr—Mo—V steel, or ferritic stainless steel.

ロータ１０は、軸線Ａｒを中心として軸方向Ｄａに延びているロータ軸１１と、軸方向Ｄａに並んでいる複数の動翼列１２と、を有する。複数の動翼列１２は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでロータ軸１１の外周に取り付けられている複数の動翼１３により構成されている。蒸気タービンは、さらに、各動翼列１２の上流側に配置されている静翼列３８を備えている。複数の静翼列３８は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでケーシング３０の内周に取り付けられている複数の静翼３９により構成されている。   The rotor 10 includes a rotor shaft 11 extending in the axial direction Da around the axis line Ar, and a plurality of blade rows 12 arranged in the axial direction Da. Each of the plurality of blade arrays 12 includes a plurality of blades 13 that are attached to the outer periphery of the rotor shaft 11 side by side in the circumferential direction Dc. The steam turbine further includes a stationary blade row 38 disposed on the upstream side of each blade row 12. Each of the plurality of stationary blade rows 38 includes a plurality of stationary blades 39 that are attached to the inner periphery of the casing 30 along the circumferential direction Dc.

動翼１３は、図２に示すように、径方向Ｄｒに延びている翼体１４と、翼体１４の径方向Ｄｒ内側に設けられているプラットフォーム１５と、このプラットフォーム１５の径方向Ｄｒ内側に設けられている翼根１６と、この翼体１４の径方向Ｄｒ外側に設けられている外側シュラウド１７と、を有する。外側シュラウド１７は、動翼１３の径方向外側端部を成す。外側シュラウド１７は、その温度が常温でロータ１０が停止している状態では、図５に示すように、周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７と非接触である。また、この外側シュラウド１７は、図６に示すように、温度上昇に伴う熱膨張により周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７の一部１８と接触するよう、その形状及びサイズが定められている。図２に示すように、プラットフォーム１５の径方向Ｄｒ外側と外側シュラウド１７の径方向Ｄｒ内側との間には、蒸気ＳＴが流れる。よって、プラットフォーム１５と外側シュラウド１７とは、蒸気ＳＴが流れる蒸気流路を画定する。この動翼１３は、導電性を有する、例えば、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ−Ｖ鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、Ｎｉ基合金等で形成されている。   As shown in FIG. 2, the moving blade 13 includes a blade body 14 extending in the radial direction Dr, a platform 15 provided inside the radial direction Dr of the blade body 14, and a radial direction Dr inside the platform 15. The blade root 16 is provided, and the outer shroud 17 is provided outside the blade body 14 in the radial direction Dr. The outer shroud 17 forms the radially outer end of the rotor blade 13. As shown in FIG. 5, the outer shroud 17 is not in contact with the outer shroud 17 of the adjacent moving blades 13 in the circumferential direction Dc when the temperature is normal temperature and the rotor 10 is stopped. Further, as shown in FIG. 6, the shape and size of the outer shroud 17 are determined so that the outer shroud 17 comes into contact with a part 18 of the outer shroud 17 of the adjacent moving blade 13 in the circumferential direction Dc due to thermal expansion accompanying a temperature rise. It has been. As shown in FIG. 2, steam ST flows between the outer side of the platform 15 in the radial direction Dr and the inner side of the outer shroud 17 in the radial direction Dr. Therefore, the platform 15 and the outer shroud 17 define a steam flow path through which the steam ST flows. The blade 13 is made of, for example, a conductive material such as Cr—Mo steel, Cr—Mo—W—V steel, ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, Ni-based alloy, or the like.

複数の磁石４０は、図１に示すように、複数の動翼列１２のうちいずれかの動翼列１２が存在する軸方向Ｄａの領域と重なる領域に配置されている。複数の磁石４０は、図３に示すように、ケーシング３０の外周側に、周方向Ｄｃに間隔をあけて配置されている。   As shown in FIG. 1, the plurality of magnets 40 are arranged in a region overlapping with the region in the axial direction Da where any one of the plurality of blade rows 12 is present. As shown in FIG. 3, the plurality of magnets 40 are arranged on the outer peripheral side of the casing 30 with an interval in the circumferential direction Dc.

磁石４０は、図４に示すように、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極がこの順序で周方向Ｄｃに並び、且つ各磁極が径方向Ｄｒ内側を向いて、動翼１３の外側シュラウド１７内に磁場Ｍが形成されるよう、ケーシング３０の外側に固定されている。   As shown in FIG. 4, the magnet 40 is arranged in the circumferential direction Dc in this order in the S pole, the N pole, and the S pole, and the magnetic poles are directed inward in the radial direction Dr, and inside the outer shroud 17 of the rotor blade 13. It is fixed to the outside of the casing 30 so that the magnetic field M is formed.

ロータ１０が回転し始めると、磁石４０により形成される磁場Ｍ内を外側シュラウド１７が通過する。このため、ロータ１０が回転し始めると、外側シュラウド１７内には、周期的に変化する磁場Ｍが形成される。この外側シュラウド１７には、磁場Ｍ変化に伴って渦電流が発生する。よって、外側シュラウド１７は、発熱し、この発熱による温度上昇で熱膨張する。この結果、外側シュラウド１７の一部は、図６に示すように、周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７の一部１８と接触する。   When the rotor 10 starts to rotate, the outer shroud 17 passes through the magnetic field M formed by the magnet 40. For this reason, when the rotor 10 starts to rotate, a magnetic field M that periodically changes is formed in the outer shroud 17. An eddy current is generated in the outer shroud 17 as the magnetic field M changes. Therefore, the outer shroud 17 generates heat and thermally expands due to a temperature rise due to the heat generation. As a result, a part of the outer shroud 17 comes into contact with a part 18 of the outer shroud 17 of the moving blade 13 adjacent in the circumferential direction Dc, as shown in FIG.

本実施形態では、以上のように、外側シュラウド１７相互の接触よる摩擦力で、動翼１３の振動応答を減衰させることができる。   In the present embodiment, as described above, the vibration response of the moving blade 13 can be attenuated by the frictional force caused by the contact between the outer shrouds 17.

また、本実施形態では、複数の動翼１３をロータ軸１１に組み付ける際に、周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７相互を接触させなくても、さらに、蒸気タービン静止時における外側シュラウド１７の相互間の隙間寸法を厳格に管理しなくても、ロータ１０が回転し始めれば、外側シュラウド１７相互を接触させることができる。よって、本実施形態では、複数の動翼１３をロータ軸１１に組み付ける組付工数等の製造工数を抑えることができる。   In this embodiment, when assembling the plurality of moving blades 13 to the rotor shaft 11, the outer shrouds 17 of the adjacent moving blades 13 in the circumferential direction Dc do not need to be in contact with each other. Even if the gap between the shrouds 17 is not strictly managed, the outer shrouds 17 can be brought into contact with each other if the rotor 10 starts to rotate. Therefore, in the present embodiment, manufacturing man-hours such as an assembling man-hour for assembling the plurality of rotor blades 13 to the rotor shaft 11 can be suppressed.

また、本実施形態では、蒸気タービンの静止系であるケーシング３０の外周側に磁石４０を設置しているので、蒸気タービンを容易にメインテナンスすることができる。   Moreover, in this embodiment, since the magnet 40 is installed in the outer peripheral side of the casing 30 which is a stationary system of a steam turbine, the steam turbine can be easily maintained.

「第二実施形態」
本発明に係る回転機械の第二実施形態について、図７〜図９を参照して説明する。 "Second embodiment"
A second embodiment of the rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態の回転機械も、蒸気タービンである。本実施形態の蒸気タービンは、外側シュラウドの構成のみが第一実施形態と異なっており、その他の構成は第一実施形態の蒸気タービンの構成と同様である。   The rotating machine of this embodiment is also a steam turbine. The steam turbine of this embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the outer shroud, and the other configurations are the same as the configuration of the steam turbine of the first embodiment.

本実施形態の外側シュラウド１７ａは、図７及び図８に示すように、第一実施形態の外側シュラウド１７と外観形状がほぼ同じシュラウド本体２１と、温度変化に対する周方向Ｄｃへの伸長量がシュラウド本体２１よりも大きい伸長部材２５と、を有する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the outer shroud 17 a of this embodiment has a shroud body 21 that has substantially the same external shape as the outer shroud 17 of the first embodiment, and a shroud that extends in the circumferential direction Dc with respect to temperature changes. An extension member 25 larger than the main body 21.

シュラウド本体２１には、周方向Ｄｃで互いに相反する側を向いている一対の側面２２ａ，２２ｂが形成されている。シュラウド本体２１の一対の側面２２ａ，２２ｂのうち、一方の側面２２ａには、他方の側面２２ｂ側に凹む、言い換えると周方向Ｄｃに凹む挿入凹部２３が形成されている。伸長部材２５は、この挿入凹部２３に挿入可能に柱状を成している。常温時における挿入凹部２３の深さと伸長部材２５の長手方向の長さは、ほぼ同じである。このため、シュラウド本体２１及び伸長部材２５が共に常温の際には、伸長部材２５のほぼ全体が挿入凹部２３内に収まる。また、常温時、挿入凹部２３の深さと伸長部材２５の長手方向の長さは、周方向Ｄｃで隣り合う外側シュラウド１７ａの本体相互間の隙間よりも大きい。   The shroud body 21 is formed with a pair of side surfaces 22a and 22b that face opposite sides in the circumferential direction Dc. Of the pair of side surfaces 22a and 22b of the shroud body 21, one side surface 22a is formed with an insertion recess 23 that is recessed toward the other side surface 22b, in other words, recessed in the circumferential direction Dc. The extending member 25 has a columnar shape so that it can be inserted into the insertion recess 23. The depth of the insertion recess 23 and the length of the elongated member 25 in the longitudinal direction at normal temperature are substantially the same. For this reason, when both the shroud main body 21 and the extending member 25 are at room temperature, almost the entire extending member 25 is accommodated in the insertion recess 23. Further, at normal temperature, the depth of the insertion recess 23 and the length of the extending member 25 in the longitudinal direction are larger than the gap between the main bodies of the outer shrouds 17a adjacent in the circumferential direction Dc.

伸長部材２５は、導電性を有し、且つ線膨張係数がシュラウド本体２１の線膨張係数よりも大きい材料で形成されている。このように、伸長部材２５は、その線膨張係数がシュラウド本体２１の線膨張係数よりも大きいため、温度変化に対する周方向Ｄｃへの伸長量がシュラウド本体２１よりも大きい。Ｃｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ−Ｖ鋼、フェライト系ステンレス鋼の線膨張係数は、温度にもよるが、１００℃以上の際、１０．０〜１３．５×１０^−６／℃である。これに対して、オーステナイト系ステンレス鋼の線膨張係数は、１００℃以上の際、１７．５〜２０．０×１０^−６／℃である。このため、例えば、シュラウド本体２１をＣｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｗ−Ｖ鋼、フェライト系ステンレス鋼で形成する場合、伸長部材２５をオーステナイト系ステンレス鋼で形成することができる。 The elongated member 25 is made of a material having conductivity and having a linear expansion coefficient larger than that of the shroud body 21. Thus, since the linear expansion coefficient of the extending member 25 is larger than the linear expansion coefficient of the shroud main body 21, the expansion amount in the circumferential direction Dc with respect to the temperature change is larger than that of the shroud main body 21. The coefficient of linear expansion of Cr-Mo steel, Cr-Mo-W-V steel, and ferritic stainless steel is 10.0-13.5 × 10 ⁻⁶ / ° C. at 100 ° C. or higher, although it depends on the temperature. is there. On the other hand, the linear expansion coefficient of austenitic stainless steel is 17.5 to 20.0 × 10 ⁻⁶ / ° C. when the temperature is 100 ° C. or higher. For this reason, for example, when the shroud main body 21 is formed of Cr-Mo steel, Cr-Mo-W-V steel, or ferritic stainless steel, the elongated member 25 can be formed of austenitic stainless steel.

本実施形態でも、上記第一実施形態と同様、ロータ１０が回転し始めると、外側シュラウド１７ａは、発熱による温度上昇で熱膨張する。外側シュラウド１７ａの伸長部材２５は、前述したように、シュラウド本体２１よりも、温度変化に対する周方向Ｄｃの伸長量が大きい。このため、伸長部材２５の一部が、図９に示すように、挿入凹部２３から周方向Ｄｃに突出し、周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７ａの一部と接触する。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the rotor 10 starts to rotate, the outer shroud 17a thermally expands due to a temperature rise due to heat generation. As described above, the extension member 25 of the outer shroud 17a has a larger extension amount in the circumferential direction Dc with respect to temperature change than the shroud main body 21. For this reason, as shown in FIG. 9, a part of the extending member 25 protrudes from the insertion recess 23 in the circumferential direction Dc and comes into contact with a part of the outer shroud 17a of the moving blade 13 adjacent in the circumferential direction Dc.

このため、本実施形態でも、上記第一実施形態と同様、製造工数を抑えつつも、動翼１３の振動応答を減衰させることができる。   For this reason, also in this embodiment, the vibration response of the moving blade 13 can be attenuated while suppressing the number of manufacturing steps as in the first embodiment.

「第二実施形態の変形例」
上記第二実施形態の変形例について、図１０を参照して説明する。 "Modification of the second embodiment"
A modification of the second embodiment will be described with reference to FIG.

上記第二実施形態では、柱状の伸長部材２５のみがシュラウド本体２１の挿入凹部２３に挿入されている。本変形例では、温度変化に対する周方向Ｄｃへの伸長量がシュラウド本体２１よりも大きい伸長部材２６と、この伸長部材２６の伸長により挿入凹部２３から一部が突出する突出部材２７とが、挿入凹部２３に挿入されている。よって、本変形例の外側シュラウド１７ｂは、挿入凹部２３が形成されているシュラウド本体２１と、伸長部材２６と、突出部材２７と、を有している。   In the second embodiment, only the columnar extending member 25 is inserted into the insertion recess 23 of the shroud body 21. In this modification, the extension member 26 whose extension amount in the circumferential direction Dc with respect to the temperature change is larger than that of the shroud main body 21 and the protrusion member 27 partially protruding from the insertion recess 23 by the extension of the extension member 26 are inserted. It is inserted into the recess 23. Therefore, the outer shroud 17b of this modification has the shroud main body 21 in which the insertion recessed part 23 is formed, the extending member 26, and the protruding member 27.

本変形例の伸長部材２６は、バイメタルで形成されている。すなわち、本変形例の伸長部材２６は、線膨張係数が異なる二つの金属板を張り合わせたものである。突出部材２７は、上記第二実施形態の伸長部材２６と同様に、シュラウド本体２１の挿入凹部２３に挿入可能に柱状を成している。この突出部材２７は、例えば、シュラウド本体２１と同じ材料で形成されている。   The extending member 26 of this modification is formed of bimetal. That is, the elongated member 26 of this modification is formed by bonding two metal plates having different linear expansion coefficients. The protruding member 27 has a columnar shape that can be inserted into the insertion recess 23 of the shroud main body 21 in the same manner as the extending member 26 of the second embodiment. The protruding member 27 is made of the same material as the shroud main body 21, for example.

本変形例でも、上記第二実施形態と同様、ロータ１０が回転し始めると、外側シュラウド１７ｂは、発熱による温度上昇で熱膨張する。外側シュラウド１７ｂの伸長部材２６は、前述したように、シュラウド本体２１よりも、温度変化に対する周方向Ｄｃの伸長量が大きい。このため、伸長部材２６の伸長により、突出部材２７の一部が、挿入凹部２３から周方向Ｄｃに突出し、周方向Ｄｃで隣り合う動翼１３の外側シュラウド１７ｂの一部と接触する。   Also in this modified example, as in the second embodiment, when the rotor 10 starts to rotate, the outer shroud 17b thermally expands due to a temperature rise due to heat generation. As described above, the extension member 26 of the outer shroud 17b has a larger extension amount in the circumferential direction Dc with respect to temperature change than the shroud main body 21. For this reason, due to the extension of the extension member 26, a part of the protruding member 27 protrudes from the insertion recess 23 in the circumferential direction Dc and comes into contact with a part of the outer shroud 17 b of the moving blade 13 adjacent in the circumferential direction Dc.

このため、本変形例でも、上記第一実施形態及び上記第二実施形態と同様、製造工数を抑えつつも、動翼１３の振動応答を減衰させることができる。   For this reason, also in this modification, the vibration response of the moving blade 13 can be attenuated while suppressing the number of manufacturing steps as in the first embodiment and the second embodiment.

また、本変形例では、突出部材２７は、線膨張係数がシュラウド本体２１の線膨張係数よりも大きい材料で形成されている必要がない。このため、本変形例では、蒸気に晒される突出部材２７をシュラウド本体２１と同一材料で形成することができる。但し、この突出部材２７を、線膨張係数がシュラウド本体２１の線膨張係数よりも大きい材料で形成してもよい。この場合、突出部材２７も伸長部材を形成することになる。   In the present modification, the protruding member 27 does not need to be formed of a material having a linear expansion coefficient larger than that of the shroud body 21. For this reason, in this modification, the protruding member 27 exposed to the steam can be formed of the same material as the shroud main body 21. However, the protruding member 27 may be formed of a material having a linear expansion coefficient larger than that of the shroud body 21. In this case, the protruding member 27 also forms an extending member.

なお、上記第一実施形態、上記第二実施形態及び本変形例では、磁性材料であるＣｒ−Ｍｏ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼、フェライト系ステンレス等でケーシング３０を形成している。しかしながら、透磁性の低いオーステナイト系ステンレス鋼、Ｎｉ基合金、Ｆｅ−Ｎｉ基合金等でケーシング３０を形成してもよい。この場合、ケーシング３０中で磁石４０と対向する領域の少なくとも一部を透磁性の高い材料で形成することが好ましい。   In the first embodiment, the second embodiment, and the present modification, the casing 30 is formed of a magnetic material such as Cr—Mo steel, Cr—Mo—V steel, or ferritic stainless steel. However, the casing 30 may be formed of austenitic stainless steel, Ni-based alloy, Fe—Ni-based alloy or the like having low magnetic permeability. In this case, it is preferable to form at least a part of the region facing the magnet 40 in the casing 30 with a material having high magnetic permeability.

「第三実施形態」
本発明に係る回転機械の第三実施形態について、図１１〜図１３を参照して説明する。 "Third embodiment"
A third embodiment of the rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施形態は、第一実施形態における蒸気タービンに、動翼列１２を構成する複数の動翼１３の外側シュラウド１７に磁石４０による磁場Ｍが形成されている第一状態（図１１及び図１２に示す）と、複数の動翼１３の外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されていない第二状態（図１３に示す）とに切り替える切替器５０を追加したものである。   In the present embodiment, in the steam turbine according to the first embodiment, the magnetic field M is formed by the magnet 40 on the outer shroud 17 of the plurality of rotor blades 13 constituting the rotor blade row 12 (FIGS. 11 and 12). And a switch 50 for switching to the second state (shown in FIG. 13) in which the magnetic field M is not formed on the outer shroud 17 of the plurality of rotor blades 13.

切替器５０は、ケーシング３０中で磁石４０と対向する領域を形成する磁気スリット５１と、磁気スリット５１に対して磁石４０を相対変位させる変位機構５４と、を有する。   The switch 50 includes a magnetic slit 51 that forms a region facing the magnet 40 in the casing 30, and a displacement mechanism 54 that relatively displaces the magnet 40 with respect to the magnetic slit 51.

磁気スリット５１は、継鉄５２と非磁性体５３とを交互に周方向Ｄｃに並べたものである。継鉄５２及び非磁性体５３は、いずれも、軸方向Ｄａに長い直方体形状を成している。継鉄５２の数は、磁石４０の磁極が数と同じ数である。よって、磁気スリット５１は、３つの継鉄５２を有する。継鉄５２と非磁性体５３とは、その長手方向の辺を含む面を周方向Ｄｃに向け、この面で相互に接合されている。周方向Ｄｃで隣り合う二つの継鉄５２の相互間隔、言い換えると、非磁性体５３の周方向Ｄｃの幅Ｗは、この磁気スリット５１の内周面と外側シュラウド１７の径方向外側面との間隔Ｓよりも大きい。また、継鉄５２の長手方向長さは、Ｓ極とＮ極とが並んでいる方向の磁石４０の長さ以上である。   The magnetic slit 51 is formed by alternately arranging the yoke 52 and the nonmagnetic material 53 in the circumferential direction Dc. Both the yoke 52 and the non-magnetic body 53 have a rectangular parallelepiped shape that is long in the axial direction Da. The number of the yokes 52 is the same as the number of magnetic poles of the magnet 40. Therefore, the magnetic slit 51 has three yokes 52. The yoke 52 and the nonmagnetic material 53 are joined to each other on this surface with the surface including the side in the longitudinal direction directed in the circumferential direction Dc. The distance between the two yokes 52 adjacent in the circumferential direction Dc, in other words, the width W in the circumferential direction Dc of the non-magnetic body 53 is the distance between the inner circumferential surface of the magnetic slit 51 and the radially outer surface of the outer shroud 17. It is larger than the interval S. Further, the longitudinal length of the yoke 52 is equal to or longer than the length of the magnet 40 in the direction in which the S pole and the N pole are aligned.

変位機構５４は、径方向Ｄｒに延びる仮想軸Ａｖ回りに磁石４０を回転させる機構である。この変位機構５４は、磁石４０に固定されている回転軸５５と、回転軸５５に固定されているリンク片５６と、軸線Ａｒを中心として環状を成しケーシング３０の外周側に配置されている可動環５７と、この可動環５７を軸線Ａｒを中心として回転させる駆動源５８と、を有する。   The displacement mechanism 54 is a mechanism that rotates the magnet 40 about a virtual axis Av extending in the radial direction Dr. The displacement mechanism 54 is arranged on the outer peripheral side of the casing 30 in a ring shape around the axis Ar, with a rotation shaft 55 fixed to the magnet 40, a link piece 56 fixed to the rotation shaft 55, and the axis Ar. The movable ring 57 has a drive source 58 that rotates the movable ring 57 about the axis Ar.

回転軸５５は、磁石４０の径方向Ｄｒ外側の面であって、Ｓ極とＮ極とが並んでいる方向での磁石４０の中心位置、本実施形態ではＮ極が存在する位置に固定されている。この回転軸５５の中心軸は、前述の仮想軸Ａｖである。回転軸５５は、ケーシング３０に対して、径方向Ｄｒ、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能で、仮想軸Ａｖ回りに回転可能にケーシング３０に取り付けられている。よって、磁石４０も、ケーシング３０に対して、径方向Ｄｒ、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能で、仮想軸Ａｖ回りに回転可能である。   The rotating shaft 55 is fixed to the surface on the outer side in the radial direction Dr of the magnet 40 and at the center position of the magnet 40 in the direction in which the S pole and the N pole are aligned, in this embodiment, the position where the N pole exists. ing. The central axis of the rotation shaft 55 is the above-described virtual axis Av. The rotating shaft 55 is attached to the casing 30 so as not to move in the radial direction Dr, the axial direction Da, and the circumferential direction Dc with respect to the casing 30 and to be rotatable about the virtual axis Av. Therefore, the magnet 40 is also immovable with respect to the casing 30 in the radial direction Dr, the axial direction Da, and the circumferential direction Dc, and can rotate about the virtual axis Av.

リンク片５６は、第一端部５６ａと第二端部５６ｂとを有し、第一端部５６ａから第二端部５６ｂに向かって長い部材である。このリンク片５６の第一端部５６ａは、回転軸５５に固定されている。よって、このリンク片５６も、ケーシング３０に対して、径方向Ｄｒ、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能で、仮想軸Ａｖ回りに回転可能である。リンク片５６の第二端部５６ｂには、リンク片５６の長手方向に長い長孔５６ｈが形成されている。   The link piece 56 has a first end portion 56a and a second end portion 56b, and is a long member from the first end portion 56a toward the second end portion 56b. A first end portion 56 a of the link piece 56 is fixed to the rotation shaft 55. Therefore, the link piece 56 is also immovable with respect to the casing 30 in the radial direction Dr, the axial direction Da, and the circumferential direction Dc, and is rotatable around the virtual axis Av. A long hole 56 h that is long in the longitudinal direction of the link piece 56 is formed in the second end portion 56 b of the link piece 56.

可動環５７には、周方向Ｄｃに並ぶ複数の歯５７ｇが形成れている。駆動源５８は、モータ５８ｍと、このモータ５８ｍの出力軸に固定されている歯車５８ｇと、を有する。この歯車５８ｇは、可動環５７の複数の歯５７ｇと噛み合う。よって、可動環５７は、ラックアンドピニオン機構のラックを成す。また、歯車５８ｇがこのラックアンドピニオン機構のピニオンを成す。可動環５７には、径方向Ｄｒに延びるピン５７ｐが固定されている。このピン５７ｐは、リンク片５６の長孔５６ｈに挿通されている。なお、ここでは、駆動源５８の一部として、モータ５８ｍを用いているが、この替りに、例えば、油圧シリンダ等を用いてもよい。   The movable ring 57 has a plurality of teeth 57g arranged in the circumferential direction Dc. The drive source 58 has a motor 58m and a gear 58g fixed to the output shaft of the motor 58m. The gear 58g meshes with the plurality of teeth 57g of the movable ring 57. Therefore, the movable ring 57 forms a rack of a rack and pinion mechanism. The gear 58g forms a pinion of the rack and pinion mechanism. A pin 57p extending in the radial direction Dr is fixed to the movable ring 57. The pin 57p is inserted through the long hole 56h of the link piece 56. Here, the motor 58m is used as a part of the drive source 58, but a hydraulic cylinder or the like may be used instead.

以上で説明した変位機構５４の複数の構成要素のうち、駆動源５８及び可動環５７は、一つの動翼列１２に対して設けられている複数の磁石４０で共有する構成要素である。一方、変位機構５４の複数の構成要素のうち、リンク片５６及び回転軸５５は、複数の磁石４０毎に必要な構成要素である。   Of the plurality of components of the displacement mechanism 54 described above, the drive source 58 and the movable ring 57 are components shared by the plurality of magnets 40 provided for one moving blade row 12. On the other hand, among the plurality of components of the displacement mechanism 54, the link piece 56 and the rotating shaft 55 are components necessary for each of the plurality of magnets 40.

駆動源５８が駆動して、歯車５８ｇが回転すると、可動環５７が軸線Ａｒを中心として回転する。リンク片５６の第二端部５６ｂは、この可動環５７の回転により、周方向Ｄｃ成分を有する方向に移動する。リンク片５６は、前述したように、ケーシング３０に対して、径方向Ｄｒ、軸方向Ｄａ及び周方向Ｄｃに移動不能で、仮想軸Ａｖ回りに回転可能である。このため、リンク片５６は、周方向Ｄｃ成分を有する方向への第二端部５６ｂの移動により、仮想軸Ａｖ回りに回転する。このリンク片５６の仮想軸Ａｖ回りの回転により、リンク片５６の第一端部５６ａが固定されている回転軸５５、及び、この回転軸５５が固定されている磁石４０が仮想軸Ａｖ回りに回転する。   When the drive source 58 is driven and the gear 58g rotates, the movable ring 57 rotates about the axis Ar. The second end portion 56 b of the link piece 56 moves in the direction having the circumferential direction Dc component by the rotation of the movable ring 57. As described above, the link piece 56 cannot move in the radial direction Dr, the axial direction Da, and the circumferential direction Dc with respect to the casing 30, and can rotate about the virtual axis Av. For this reason, the link piece 56 rotates around the virtual axis Av by the movement of the second end portion 56b in the direction having the circumferential direction Dc component. Due to the rotation of the link piece 56 around the virtual axis Av, the rotation shaft 55 to which the first end portion 56a of the link piece 56 is fixed, and the magnet 40 to which the rotation shaft 55 is fixed around the virtual axis Av. Rotate.

図１１及び図１２に示すように、磁石４０は、Ｓ極とＮ極とが並んでいる方向が周方向Ｄｃを向いている状態では、この磁石４０の各磁極は、それぞれ互いに異なる継鉄５２と対向している。このため、磁石４０の各磁極からの磁力線は、対応する継鉄５２を介して、外側シュラウド１７内を通る。よって、この状態では、磁石４０と継鉄５２とで、これらから磁力線が漏れ出る開磁路が形成されている。すなわち、この状態は、磁石４０と継鉄５２とで開磁路が形成されている開状態、言い換えると、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されている第一状態である。なお、二つの継鉄５２の相互間隔Ｗが、磁気スリット５１の内周面と外側シュラウド１７の径方向外側面との間隔Ｓ以下である場合、磁石４０の各磁極からの磁力線のほとんどが、磁極に対応する継鉄５２、この継鉄５２の隣接する継鉄５２を介して、他の磁極に戻ることになる。このため、開状態を確保するためには、二つの継鉄５２の相互間隔Ｗを、磁気スリット５１の内周面と外側シュラウド１７の径方向外側面との間隔Ｓより大きくする必要がある。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the magnet 40, when the direction in which the S pole and the N pole are aligned faces the circumferential direction Dc, the magnetic poles of the magnet 40 have different yokes 52. Is facing. For this reason, the magnetic lines of force from each magnetic pole of the magnet 40 pass through the outer shroud 17 through the corresponding yoke 52. Therefore, in this state, the magnet 40 and the yoke 52 form an open magnetic path through which magnetic lines of force leak. That is, this state is an open state in which an open magnetic path is formed by the magnet 40 and the yoke 52, in other words, a first state in which the magnetic field M is formed in the outer shroud 17. When the mutual interval W between the two yokes 52 is equal to or less than the interval S between the inner peripheral surface of the magnetic slit 51 and the radially outer surface of the outer shroud 17, most of the lines of magnetic force from each magnetic pole of the magnet 40 are It returns to another magnetic pole through the yoke 52 corresponding to the magnetic pole and the yoke 52 adjacent to the yoke 52. For this reason, in order to ensure an open state, it is necessary to make the mutual space | interval W of the two yokes 52 larger than the space | interval S of the internal peripheral surface of the magnetic slit 51, and the radial direction outer surface of the outer shroud 17.

また、図１３に示すように、磁石４０は、Ｓ極とＮ極とが並んでいる方向が軸方向Ｄａを向いている状態では、この磁石４０の各磁極は、一つの継鉄５２のみに対向している。このため、磁石４０の各磁極からの磁力線は、この一つの継鉄５２を介して、他の磁極に戻り、外側シュラウド１７内をほとんど通らない。よって、この状態では、磁石４０と継鉄５２とで開磁路が形成されている。すなわち、この状態は、磁石４０と継鉄５２とで閉磁路が形成されている閉状態、言い換えると、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されていない第二状態である。   Further, as shown in FIG. 13, in the magnet 40, when the direction in which the S pole and the N pole are aligned faces the axial direction Da, each magnetic pole of the magnet 40 is only on one yoke 52. Opposite. For this reason, the magnetic lines of force from each magnetic pole of the magnet 40 return to the other magnetic pole via this one yoke 52 and hardly pass through the outer shroud 17. Therefore, in this state, an open magnetic path is formed by the magnet 40 and the yoke 52. That is, this state is a closed state in which a closed magnetic path is formed by the magnet 40 and the yoke 52, in other words, a second state in which the magnetic field M is not formed in the outer shroud 17.

以上のように、本実施形態では、変位機構５４を駆動させることで、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されている第一状態と、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されていない第二状態とに切り替えることができる。   As described above, in the present embodiment, by driving the displacement mechanism 54, the first state in which the magnetic field M is formed on the outer shroud 17 and the second state in which the magnetic field M is not formed on the outer shroud 17. You can switch to

磁石４０により外側シュラウド１７に磁場Ｍを形成している状態では、回転しているロータ１０に対して、この回転を止めようとする力が作用する。また、一般的に、回転機械では、定格回転数時、動翼の振動応答が小さくなるよう設計されている。このため、多くの場合、回転機械の回転数を定格回転数まで上昇させる過程や、定格回転数から低下させる過程で、動翼の振動応答が大きくなる。よって、ロータ１０が回転しているときに、外側シュラウド１７に常時磁場Ｍを形成しておくよりも、動翼１３の振動応答が大きくなるときに、外側シュラウド１７に磁場Ｍを形成する方が、蒸気タービンの効率等の点から好ましい。   In a state where the magnetic field M is formed on the outer shroud 17 by the magnet 40, a force for stopping the rotation acts on the rotating rotor 10. In general, a rotating machine is designed so that the vibration response of the rotor blade is reduced at the rated rotational speed. For this reason, in many cases, the vibration response of the moving blade increases in the process of increasing the rotational speed of the rotating machine to the rated rotational speed or in the process of decreasing from the rated rotational speed. Therefore, when the rotor 10 is rotating, it is better to form the magnetic field M in the outer shroud 17 when the vibration response of the moving blade 13 becomes larger than to always form the magnetic field M in the outer shroud 17. From the viewpoint of the efficiency of the steam turbine, etc.

そこで、本実施形態では、変位機構５４を駆動させて、動翼１３の振動応答が大きくなるときに、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されている第一状態にし、動翼１３の振動応答が小さくなるときに、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されていない第二状態にする。よって、本実施形態では、動翼１３の振動応答を抑えつつも、蒸気タービンの効率低下を抑えることができる。   Therefore, in the present embodiment, when the displacement mechanism 54 is driven to increase the vibration response of the moving blade 13, the first state where the magnetic field M is formed in the outer shroud 17 is set, and the vibration response of the moving blade 13 is increased. When it becomes smaller, the outer shroud 17 is brought into the second state in which the magnetic field M is not formed. Therefore, in this embodiment, it is possible to suppress a reduction in efficiency of the steam turbine while suppressing the vibration response of the moving blade 13.

また、本実施形態では、一つの動翼列１２に対して設けられている複数の磁石４０毎の変位機構５４の一部の構成要素が複数の磁石４０で共有しているので、変位機構５４の簡素化を図ることができる。   Further, in the present embodiment, since some of the components of the displacement mechanism 54 for each of the plurality of magnets 40 provided for one moving blade row 12 are shared by the plurality of magnets 40, the displacement mechanism 54. Can be simplified.

本実施形態の変位機構５４は、径方向Ｄｒに延びる仮想軸Ａｖ回りに磁石４０を回転させるものである。しかしながら、変位機構は、磁石４０を周方向Ｄｃ又は軸方向Ｄａの移動させるものであってもよい。この場合、磁石４０の移動先で、磁石４０の各磁極が一つの継鉄のみに対向するよう、この継鉄を配置しておく。また、以上では、変位機構５４で磁石４０を変位させているが、変位機構で継鉄を変位させてもよい。   The displacement mechanism 54 of the present embodiment rotates the magnet 40 around a virtual axis Av extending in the radial direction Dr. However, the displacement mechanism may move the magnet 40 in the circumferential direction Dc or the axial direction Da. In this case, the yoke is arranged such that each magnetic pole of the magnet 40 faces only one yoke at the destination of the magnet 40. In the above, the magnet 40 is displaced by the displacement mechanism 54, but the yoke may be displaced by the displacement mechanism.

また、本実施形態は、第一実施形態の蒸気タービンに切替器５０を追加したものであるが、第二実施形態及びその変形例の蒸気タービンに、この切替器５０と同様の切替器を追加してもよい。   Moreover, although this embodiment adds the switch 50 to the steam turbine of 1st embodiment, the switch similar to this switch 50 is added to the steam turbine of 2nd embodiment and its modification. May be.

「第四実施形態」
本発明に係る回転機械の第四実施形態について、図１４を参照して説明する。 "Fourth embodiment"
A fourth embodiment of the rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIG.

本実施形態の蒸気タービンは、磁石として電磁石４０ａを採用し、動翼列１２を構成する複数の動翼１３の外側シュラウド１７に電磁石４０ａによる磁場Ｍが形成される第一状態と、複数の動翼１３の外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されない第二状態とに切り替える切替器５０ａとして電源回路５９を備えているものである。   The steam turbine of the present embodiment employs an electromagnet 40a as a magnet, and a first state in which a magnetic field M is formed by the electromagnet 40a on the outer shroud 17 of the plurality of blades 13 constituting the moving blade row 12, and a plurality of moving motions. A power supply circuit 59 is provided as a switch 50a for switching to a second state in which the magnetic field M is not formed on the outer shroud 17 of the blade 13.

電磁石４０ａは、以上の実施形態における永久磁石４０と同形状の鉄心４１と、この鉄心４１の一部に装着したコイル４２と、を有する。電源回路５９は、このコイル４２に電力を供給する。   The electromagnet 40 a includes the iron core 41 having the same shape as the permanent magnet 40 in the above embodiment, and the coil 42 attached to a part of the iron core 41. The power supply circuit 59 supplies power to the coil 42.

本実施形態では、動翼１３の振動応答が大きくなるときに、電源回路５９によりコイル４２に供給する電力をＯＮにして、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成される第一状態にする。また、動翼１３の振動応答が小さくなるときに、電源回路５９によりコイル４２に供給する電力をＯＮにして、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されていない第二状態にする。よって、本実施形態でも、第三実施形態と同様、動翼１３の振動応答を抑えつつも、蒸気タービンの効率低下を抑えることができる。   In the present embodiment, when the vibration response of the moving blade 13 is increased, the power supplied to the coil 42 by the power supply circuit 59 is turned on to enter the first state in which the magnetic field M is formed in the outer shroud 17. Further, when the vibration response of the moving blade 13 becomes small, the power supplied to the coil 42 by the power supply circuit 59 is turned on, so that the magnetic field M is not formed in the outer shroud 17. Therefore, also in the present embodiment, as in the third embodiment, it is possible to suppress the reduction in efficiency of the steam turbine while suppressing the vibration response of the moving blade 13.

なお、本実施形態では、外側シュラウド１７に形成される磁場Ｍの強度を高めるために、電磁石４０ａと動翼列１２との間に、上記第三実施形態で説明した磁気スリット５１を配置している。しかしながら、例えば、第一実施形態のように、この磁気スリット５１を配置しなくてもよい。また、上記第一実施形態、上記第二実施形態、及びこれらの変形例で、磁石４０と動翼列１２との間に、上記第三実施形態で説明した磁気スリット５１を配置してもよい。この場合、ケーシング３０を透磁性の低いオーステナイト系ステンレス鋼等で形成してもよい。   In the present embodiment, in order to increase the strength of the magnetic field M formed in the outer shroud 17, the magnetic slit 51 described in the third embodiment is disposed between the electromagnet 40a and the rotor blade row 12. Yes. However, for example, as in the first embodiment, the magnetic slit 51 may not be disposed. Further, in the first embodiment, the second embodiment, and the modifications thereof, the magnetic slit 51 described in the third embodiment may be disposed between the magnet 40 and the rotor blade row 12. . In this case, the casing 30 may be formed of austenitic stainless steel having low permeability.

また、第一実施形態、第二実施形態、及びこれらの変形例における磁石を、本実施形態と同様に電磁石にしてもよい。   Moreover, you may make the magnet in 1st embodiment, 2nd embodiment, and these modifications into an electromagnet similarly to this embodiment.

「第五実施形態」
本発明に係る回転機械の第五実施形態について、図１５及び図１６を参照して説明する。 "Fifth embodiment"
A fifth embodiment of the rotating machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 15 and 16.

本実施形態は、第四実施形態における蒸気タービンに、外側シュラウド１７の温度と相関性を有する温度であるシュラウド相関温度を検知する温度計６１と、シュラウド相関温度及び蒸気タービンの回転数に応じて電源回路５９を制御する制御器６０と、を追加したものである。   In this embodiment, the steam turbine in the fourth embodiment detects a shroud correlation temperature, which is a temperature having a correlation with the temperature of the outer shroud 17, and the shroud correlation temperature and the rotation speed of the steam turbine. A controller 60 for controlling the power supply circuit 59 is added.

温度計６１は、例えば、熱電対を有して構成されている。この温度計６１は、ケーシング３０中、軸方向Ｄａで動翼列１２が存在する位置に設けられている。この温度計６１は、その検知端がケーシング３０の内周側に露出している。よって、この温度計６１は、動翼列１２を構成する複数の動翼１３の外側シュラウド１７近傍の温度を検知することができる。言い換えると、この温度計６１は、動翼列１２を構成する複数の動翼１３の外側シュラウド１７の温度と正の相関性を有するシュラウド相関温度を検知することができる。なお、ここでは、温度計６１として熱電対を用いているが、温度を検知するものであれば如何なるものでもよく、例えば、放射温度計を用いてもよい。   The thermometer 61 has a thermocouple, for example. The thermometer 61 is provided in the casing 30 at a position where the moving blade row 12 exists in the axial direction Da. The detection end of the thermometer 61 is exposed on the inner peripheral side of the casing 30. Therefore, the thermometer 61 can detect the temperature in the vicinity of the outer shroud 17 of the plurality of moving blades 13 constituting the moving blade row 12. In other words, the thermometer 61 can detect the shroud correlation temperature having a positive correlation with the temperature of the outer shroud 17 of the plurality of moving blades 13 constituting the moving blade row 12. Here, although a thermocouple is used as the thermometer 61, any thermocouple can be used as long as it detects the temperature. For example, a radiation thermometer may be used.

外側シュラウド１７の周方向Ｄｃの膨張量は、大きすぎても小さくすぎても、動翼１３の振動応答を抑える効果が低くなる。言い換えると、外側シュラウド１７の周方向Ｄｃの膨張量は、適切な大きさのとき、動翼１３の振動応答を抑える効果が高くなる。外側シュラウド１７の周方向Ｄｃの膨張量は、シュラウド相関温度とほぼ比例する。従って、図１６に示すように、シュラウド相関温度が所定の範囲Ｔ内のときには、振動応答減衰効果が高く、この範囲Ｔ外のときに振動応答減衰効果が低くなる。   If the expansion amount in the circumferential direction Dc of the outer shroud 17 is too large or too small, the effect of suppressing the vibration response of the rotor blade 13 is reduced. In other words, when the expansion amount in the circumferential direction Dc of the outer shroud 17 is an appropriate size, the effect of suppressing the vibration response of the rotor blade 13 is enhanced. The expansion amount of the outer shroud 17 in the circumferential direction Dc is substantially proportional to the shroud correlation temperature. Therefore, as shown in FIG. 16, when the shroud correlation temperature is within a predetermined range T, the vibration response attenuation effect is high, and when it is outside this range T, the vibration response attenuation effect is low.

また、前述したように、回転機械の回転数を定格回転数まで上昇させる過程や、定格回転数から低下させる過程で、動翼の振動応答が大きくなる。このため、回転機械の回転数を定格回転数まで上昇させる過程中の所定の回転数範囲、及び、回転機械の回転数を定格回転数から低下させる過程中の所定の回転数範囲で、外側シュラウド１７に磁場Ｍが形成されている第一状態にすることが好ましい。   Further, as described above, the vibration response of the moving blade increases in the process of increasing the rotational speed of the rotating machine to the rated rotational speed or in the process of decreasing from the rated rotational speed. For this reason, the outer shroud is operated in a predetermined rotational speed range in the process of increasing the rotational speed of the rotary machine to the rated rotational speed and in a predetermined rotational speed range in the process of decreasing the rotational speed of the rotary machine from the rated rotational speed. 17 is preferably in the first state in which the magnetic field M is formed.

そこで、制御器６０は、シュラウド相関温度及び蒸気タービンの回転数に応じて電源回路５９を制御する。   Therefore, the controller 60 controls the power supply circuit 59 according to the shroud correlation temperature and the rotation speed of the steam turbine.

具体的に、制御器６０には、温度計６１で検知されるシュラウド相関温度に関して、振動応答減衰効果が高い予め定められた温度範囲が設定されている。さらに、制御器６０には、回転数計６２で検知される蒸気タービンの回転数に関して、動翼１３の振動応答が大きくなる予め定めた回転数範囲が設定されている。制御器６０は、回転数計６２で検知された回転数が予め定められた回転数範囲でなければ、電源回路５９をオンにしない。すなわち、制御器６０は、回転数計６２で検知された回転数が予め定められた回転数範囲でなければ、磁場Ｍに関する第二状態を維持する。また、制御器６０は、回転数計６２で検知された回転数が予め定められた回転数範囲になると、温度計６１で検知されるシュラウド相関温度が予め定められた温度範囲Ｔ内に収まるよう、電源回路５９をオン、オフする。すなわち、制御器６０は、回転数計６２で検知された回転数が予め定められた回転数範囲になると、温度計６１で検知されるシュラウド相関温度が予め定められた温度範囲内に収まるよう、磁場Ｍに関する第一状態と第二状態との切替を実行する。   Specifically, a predetermined temperature range in which the vibration response attenuation effect is high is set in the controller 60 with respect to the shroud correlation temperature detected by the thermometer 61. Further, a predetermined rotation speed range in which the vibration response of the moving blade 13 is increased is set in the controller 60 with respect to the rotation speed of the steam turbine detected by the rotation speed meter 62. Controller 60 does not turn on power supply circuit 59 unless the rotational speed detected by rotational speed meter 62 is within a predetermined rotational speed range. That is, the controller 60 maintains the second state relating to the magnetic field M unless the rotational speed detected by the rotational speed meter 62 is within a predetermined rotational speed range. In addition, when the rotational speed detected by the rotational speed meter 62 falls within a predetermined rotational speed range, the controller 60 ensures that the shroud correlation temperature detected by the thermometer 61 falls within the predetermined temperature range T. The power supply circuit 59 is turned on / off. That is, when the rotational speed detected by the rotational speed meter 62 falls within a predetermined rotational speed range, the controller 60 is configured so that the shroud correlation temperature detected by the thermometer 61 falls within the predetermined temperature range. Switching between the first state and the second state relating to the magnetic field M is executed.

従って、本実施形態では、好ましいタイミングで動翼１３の振動応答を減衰させることができ、且つこの振動応答を効果的に減衰させることができる。   Therefore, in this embodiment, the vibration response of the moving blade 13 can be attenuated at a preferable timing, and this vibration response can be effectively attenuated.

なお、本実施形態では、外側シュラウド１７近傍の温度を検知し、この温度に応じて電源回路５９を制御する。しかしながら、外側シュラウド１７自体の温度を検知することができれば、この温度に応じて電源回路５９を制御してもよい。   In the present embodiment, the temperature in the vicinity of the outer shroud 17 is detected, and the power supply circuit 59 is controlled according to this temperature. However, if the temperature of the outer shroud 17 itself can be detected, the power supply circuit 59 may be controlled according to this temperature.

また、本実施形態では、シュラウド相関温度と蒸気タービンの回転数とに応じて電源回路５９を制御する。しかしながら、シュラウド相関温度と蒸気タービンの回転数とうち、いずれか一方のみで電源回路５９を制御してもよい。   In the present embodiment, the power supply circuit 59 is controlled according to the shroud correlation temperature and the rotation speed of the steam turbine. However, the power supply circuit 59 may be controlled by only one of the shroud correlation temperature and the rotation speed of the steam turbine.

また、本実施形態では、第四実施形態における切替器５０ａとしての電源回路５９を制御するものであるが、第三実施形態における切替器５０を以上と同様に制御してもよい。   Moreover, in this embodiment, although the power supply circuit 59 as the switch 50a in 4th embodiment is controlled, you may control the switch 50 in 3rd embodiment similarly to the above.

「各種変形例」
以上の実施形態及び変形例では、いずれも、外側シュラウドに磁界Ｍを形成する際、磁石の両磁極が周方向Ｄｃに並ぶよう磁石を配置している。しかしながら、磁石の両極が軸方向Ｄａに並ぶよう磁石を配置してもよい。 `` Various modifications ''
In each of the above embodiments and modifications, when the magnetic field M is formed on the outer shroud, the magnets are arranged such that both magnetic poles of the magnet are aligned in the circumferential direction Dc. However, the magnet may be arranged so that both poles of the magnet are aligned in the axial direction Da.

また、以上の実施形態及び変形例では、いずれも、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極を有する磁石である。しかしながら、Ｓ極、Ｎ極のそれぞれ一ずつ有する磁石であってもよい。   Moreover, in the above embodiment and modification, all are magnets which have a south pole, a north pole, and a south pole. However, a magnet having one S pole and one N pole may be used.

以上の実施形態及び変形例では、いずれも、複数の動翼列１２のうち、一部の動翼列１２にのみ磁石４０を配置しているが、全ての動翼列１２に対して磁石４０を配置してもよい。   In the above embodiments and modifications, the magnets 40 are arranged only in some of the blade rows 12 of the plurality of blade rows 12, but the magnets 40 are used for all of the blade rows 12. May be arranged.

以上の実施形態及び変形例では、いずれも、一の動翼列１２を構成する複数の動翼１３の外側シュラウド１７を発熱させるために、周方向Ｄｃにおける所定の位置には、１つの磁石を配置している。しかしながら、１個の磁石４０では外側シュラウド１７の軸方向Ｄａにおける全体をほぼ均等に発熱させることができない場合には、周方向Ｄｃにおける所定の位置に、軸方向Ｄａに複数の磁石を並べて配置してもよい。   In the above embodiment and the modification, in order to generate heat in the outer shroud 17 of the plurality of moving blades 13 constituting one moving blade row 12, one magnet is provided at a predetermined position in the circumferential direction Dc. It is arranged. However, if the single magnet 40 cannot generate heat substantially uniformly in the axial direction Da of the outer shroud 17, a plurality of magnets are arranged side by side in the axial direction Da at a predetermined position in the circumferential direction Dc. May be.

以上の実施形態及び変形例では、いずれも、一の動翼列１２の外側シュラウド１７を発熱させるために、周方向Ｄｃに複数の磁石を並べて配置している。しかしながら、一の動翼列１２の外側シュラウド１７を適切な温度にまで発熱させることができれば、磁石の数は１でもよく、磁石の数は特に限定されない。   In the above embodiments and modifications, in order to generate heat in the outer shroud 17 of one rotor blade row 12, a plurality of magnets are arranged side by side in the circumferential direction Dc. However, as long as the outer shroud 17 of one moving blade row 12 can generate heat to an appropriate temperature, the number of magnets may be one and the number of magnets is not particularly limited.

また、以上では、回転機械として蒸気タービンを例示したが、動翼列を有する回転機械であれば、例えば、軸流圧縮機等、他の回転機械に本発明を適用してもよい。   In the above description, the steam turbine is exemplified as the rotating machine. However, the present invention may be applied to other rotating machines such as an axial compressor as long as the rotating machine has a moving blade row.

１０：ロータ（蒸気タービンロータ）、１１：ロータ軸、１２；動翼列、１３：動翼、１４：翼体、１５：プラットフォーム、１６：翼根、１７，１７ａ，１７ｂ：外側シュラウド（外側端部）、２１：シュラウド本体、２３：挿入凹部、２５，２６：伸長部材、２７：突出部材、３０：ケーシング（蒸気タービンケーシング）、３８：静翼列、３９：静翼、４０：磁石、４０ａ：電磁石、４１：鉄心、４２：コイル、５０，５０ａ：切替器、５１：磁気スリット、５２：継鉄、５３：非磁性体、５４：変位機構、５９：電源回路、６０：制御器、６１：温度計、６２：回転数計   10: Rotor (steam turbine rotor), 11: Rotor shaft, 12: Rotor blade row, 13: Rotor blade, 14: Blade body, 15: Platform, 16: Blade root, 17, 17a, 17b: Outer shroud (outer end) Part), 21: shroud body, 23: insertion recess, 25, 26: extension member, 27: protruding member, 30: casing (steam turbine casing), 38: stationary blade row, 39: stationary blade, 40: magnet, 40a : Electromagnet, 41: Iron core, 42: Coil, 50, 50a: Switch, 51: Magnetic slit, 52: yoke, 53: Non-magnetic material, 54: Displacement mechanism, 59: Power supply circuit, 60: Controller, 61 : Thermometer, 62: Revolution meter

Claims (11)

軸線を中心として回転するロータと、
前記ロータを覆うケーシングと、
前記ケーシングの外周側に配置されている磁石と、
を備え、
前記ロータは、前記軸線を中心として軸方向に延びているロータ軸と、前記軸線に対する周方向に並ぶ複数の動翼で構成される動翼列と、を有し、
前記動翼における前記軸線に対する径方向の外側の外側端部は、導電性を有し、温度上昇に応じて前記周方向で隣り合う動翼の外側端部と接触可能に構成され、
前記磁石は、前記動翼列を構成する複数の前記動翼の前記外側端部に磁場が形成されるよう、前記ケーシング中、前記軸方向で前記動翼列が存在する領域と重なる領域に設けられている、
回転機械。 A rotor that rotates about an axis;
A casing covering the rotor;
A magnet disposed on the outer peripheral side of the casing;
With
The rotor has a rotor shaft extending in the axial direction around the axis, and a moving blade row composed of a plurality of moving blades arranged in a circumferential direction with respect to the axis,
The outer end of the blade in the radial direction with respect to the axis is electrically conductive and is configured to be able to contact the outer end of the blade adjacent in the circumferential direction in response to a temperature rise.
The magnet is provided in a region overlapping the region where the moving blade row exists in the axial direction in the casing so that a magnetic field is formed at the outer ends of the moving blades constituting the moving blade row. Being
Rotating machine. 請求項１に記載の回転機械において、
複数の前記動翼の前記外側端部に前記磁場が形成される第一状態と、複数の前記動翼の外側端部に前記磁場が形成されない第二状態とに切り替える切替器を備える、
回転機械。 The rotating machine according to claim 1,
A switch that switches between a first state in which the magnetic field is formed at the outer end of the plurality of blades and a second state in which the magnetic field is not formed at the outer ends of the plurality of blades;
Rotating machine. 請求項２に記載の回転機械において、
前記切替器は、
前記動翼列と前記磁石との間に配置されている継鉄と、
前記磁石と前記継鉄とで閉磁路が形成される閉状態と、前記磁石と前記継鉄とで開磁路が形成されている開状態との間で、前記継鉄に対して前記磁石を相対変位させる変位機構と、
を有する、
回転機械。 The rotating machine according to claim 2,
The switch is
A yoke disposed between the blade row and the magnet;
Between the closed state where a closed magnetic path is formed by the magnet and the yoke and the open state where an open magnetic path is formed by the magnet and the yoke, A displacement mechanism for relative displacement;
Having
Rotating machine. 請求項３に記載の回転機械において、
前記切替器は、互いに間隔をあけて配置されている複数の前記継鉄を有し、
複数の継鉄の相互間隔は、各継鉄と前記動翼との間の最少間隔より大きく、
前記変位機構は、前記閉状態で、前記磁石の各磁極を複数の継鉄のうちの一の継鉄のみに対向させ、前記開状態で、前記磁石の各磁極をそれぞれ異なる継鉄に対向させる、
回転機械。 The rotating machine according to claim 3,
The switch has a plurality of yokes arranged at intervals from each other,
The mutual interval between the plurality of yokes is larger than the minimum interval between each yoke and the rotor blade,
The displacement mechanism causes each magnetic pole of the magnet to face only one of a plurality of yokes in the closed state, and causes each magnetic pole of the magnet to face a different yoke in the opened state. ,
Rotating machine. 請求項２に記載の回転機械において、
前記磁石は、電磁石であり、
前記切替器は、前記電磁石へ駆動電力を供給する電源回路を有する、
回転機械。 The rotating machine according to claim 2,
The magnet is an electromagnet;
The switch has a power supply circuit that supplies driving power to the electromagnet.
Rotating machine. 請求項２から５のいずれか一項に記載の回転機械において、
外部からの入力した前記ロータの回転数に応じて、前記切替器の動作を制御する制御器を備える、
回転機械。 The rotary machine according to any one of claims 2 to 5,
A controller for controlling the operation of the switch according to the rotational speed of the rotor input from the outside;
Rotating machine. 請求項２から６のいずれか一項に記載の回転機械において、
前記動翼の前記外側端部の温度、又は前記外側端部の温度と相関性を有する温度である相関温度を検知する温度計と、
前記温度計により検知された前記温度に応じて、前記切替器の動作を制御する制御器と、
を備える、
回転機械。 The rotary machine according to any one of claims 2 to 6,
A thermometer for detecting a correlation temperature which is a temperature correlated with the temperature of the outer end of the rotor blade or the temperature of the outer end;
A controller for controlling the operation of the switch according to the temperature detected by the thermometer;
Comprising
Rotating machine. 請求項１から７のいずれか一項に記載の回転機械において、
前記外側端部は、本体と、導電性を有し、温度変化に対する前記周方向への伸長量が前記本体よりも大きい伸長部材と、を有し、
前記外側端部は、温度上昇に伴う前記伸長部材の伸長により、周方向で隣り合う動翼の外側端部と接触する、
回転機械。 The rotary machine according to any one of claims 1 to 7,
The outer end portion has a main body, and an extension member having conductivity and having a larger extension amount in the circumferential direction with respect to a temperature change than the main body,
The outer end portion comes into contact with the outer end portion of the moving blade adjacent in the circumferential direction due to the extension of the extension member accompanying the temperature rise.
Rotating machine. 請求項１、２、５のいずれか一項に記載の回転機械において、
前記動翼列と前記磁石との間に、互いに間隔をあけて配置されている複数の継鉄を有し、
前記磁石の各磁極は、それぞれ互いに異なる継鉄に対向し、
複数の前記継鉄の相互間隔は、各継鉄と前記動翼との間の最少間隔より大きい、
回転機械。 The rotating machine according to any one of claims 1, 2, and 5,
Between the rotor blade row and the magnet, having a plurality of yokes spaced from each other,
Each magnetic pole of the magnet is opposed to a different yoke,
The interval between the plurality of yokes is larger than the minimum interval between each yoke and the rotor blade,
Rotating machine. 請求項１から９のいずれか一項に記載の回転機械において、
前記動翼は、前記径方向に延びる翼体と、前記翼体の前記径方向における外側端に設けられている外側シュラウドと、を有し、
前記外側シュラウドは、前記外側端部を成す、
回転機械。 The rotary machine according to any one of claims 1 to 9,
The moving blade has a wing body extending in the radial direction, and an outer shroud provided at an outer end in the radial direction of the wing body,
The outer shroud forms the outer end;
Rotating machine. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の回転機械において、
前記ロータは、蒸気タービンロータであり、
前記ケーシングは、蒸気タービンケーシングである、
回転機械。 The rotary machine according to any one of claims 1 to 10,
The rotor is a steam turbine rotor;
The casing is a steam turbine casing;
Rotating machine.

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