【手続補正書】
【提出日】令和2年12月8日(2020.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ軸の軸線を中心とした径方向の外側からロータを囲い、前記ロータとの間に前記軸線の延びる方向に流体が流れる第一空間を形成する内側ケーシングと、
前記ロータ及び前記内側ケーシングを囲うとともに、前記第一空間を流れた流体が排出される第二空間を前記内側ケーシングとの間に形成し、前記軸線に直交する方向の第一側に出口を有する外側ケーシングと、
前記内側ケーシングの下流側に配置されて前記第一空間と連通するディフューザ空間を形成し、前記下流側に向かうにつれて径方向外側を向き、前記第一空間と前記第二空間とを連通させるディフューザと、
を備え、
前記ディフューザは、
前記第一空間を形成する前記ロータ軸の外周面と連続するように軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するベアリングコーンを備え、
前記ベアリングコーンの前記下流側の端縁は、
前記軸線に直交する方向における第一側の第一コーン端部と前記軸線との間の距離よりも、前記第一側とは反対側の第二側の第二コーン端部と前記軸線との間の距離の方が大きいオーバル形状を成し、
前記ベアリングコーンは、
前記軸線を含む断面視で、前記軸線よりも排気側における前記ベアリングコーンの軸線上流側の端縁に近い側の接線と前記軸線とのなす角度を角度θｅとし、前記軸線よりも反排気側における前記ベアリングコーンの軸線上流側の端縁に近い側の接線と前記軸線とのなす角度を角度θａとすると、θａ＞θｅ≧０を満たす排気室。
【請求項２】
前記ディフューザは、
前記内側ケーシングの下流側の端縁から前記軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するフローガイドを備え、
前記フローガイドは、
前記軸線よりも第一側に形成された第一ガイド部と、前記軸線よりも第二側に形成された第二ガイド部と、を備え、
前記軸線を含む断面視で、前記第二ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度は、前記第二ガイド部の接線と前記軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度よりも大きい請求項１に記載の排気室。
【請求項３】
前記ディフューザは、
前記内側ケーシングの下流側の端縁から前記軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するフローガイドを備え、
前記フローガイドは、
前記軸線よりも第一側に形成された第一ガイド部と、前記軸線よりも第二側に形成された第二ガイド部と、を備え、
前記軸線を含む断面視で、前記第二ガイド部の最も第二側に位置する第二側ガイド端部と前記軸線との径方向における距離は、前記第二側ガイド端部と軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部と前記軸線との径方向における距離よりも大きく、
前記第二側ガイド端部における接線と前記軸線とのなす角度は、前記第二側ガイド端部と軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度よりも大きい請求項１に記載の排気室。
【請求項４】
前記第一側の第一コーン端部は、前記第二側の第二コーン端部よりも、前記軸線方向の下流側に位置する請求項２又は３に記載の排気室。
【請求項５】
前記ベアリングコーンのうち、前記軸線からの距離が最も大きい端部は、前記軸線を中心とした周方向における最も第二側の位置よりも、前記ロータ軸の回転方向における前方にずれた位置に配置されている請求項１に記載の排気室。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の排気室を備える蒸気タービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、排気室は、内側ケーシングと、外側ケーシングと、ディフューザと、を備える。内側ケーシングは、ロータ軸の軸線を中心とした径方向の外側からロータを囲い、前記ロータとの間に前記軸線の延びる方向に流体が流れる第一空間を形成する。外側ケーシングは、前記ロータ及び前記内側ケーシングを囲うとともに、前記第一空間を流れた流体が排気される第二空間を前記内側ケーシングとの間に形成し、前記軸線に直交する方向の第一側に出口を有する。ディフューザは、前記内側ケーシングの下流側に配置されて前記第一空間と連通するディフューザ空間を形成し、前記下流側に向かうにつれて径方向外側を向き、前記第一空間と前記第二空間とを連通させる。ディフューザは、前記第一空間を形成する前記ロータ軸の外周面と連続するように軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するベアリングコーンを備えている。ベアリングコーンの前記下流側の端縁は、前記軸線に直交する方向における第一側の第一コーン端部と前記軸線との間の距離よりも、前記第一側とは反対側の第二側の第二コーン端部と前記軸線との間の距離の方が大きいオーバル形状を成している。前記ベアリングコーンは、前記軸線を含む断面視で、前記軸線よりも排気側における前記ベアリングコーンの軸線上流側の端縁に近い側の接線と前記軸線とのなす角度を角度θｅとし、前記軸線よりも反排気側における前記ベアリングコーンの軸線上流側の端縁に近い側の接線と前記軸線とのなす角度を角度θａとすると、θａ＞θｅ≧０を満たす。
この第一態様におけるベアリングコーンの下流側の端縁は、軸線に直交する方向における第一側の第一コーン端部と軸線との間の距離よりも、第一側とは反対側の第二側の第二コーン端部と軸線との間の距離の方が大きい。これにより、例えば、第一コーン端部と第二コーン端部とが軸線方向で同じ位置又は、第一コーン端部よりも第二コーン端部が軸線方向における上流側に配置される場合、軸線に対するベアリングコーンの角度は、第一側よりも第二側において大きくなる。そのため、第二側のディフューザ空間においてベアリングコーンを流体の流れに沿わせるように形成できる。一方で、第一コーン端部よりも第二コーン端部が軸線方向で下流側に位置する場合、第二側におけるディフューザ空間の長さを長くできる。そのため、逆流が生じる領域を解消できる。したがって、圧力損失を低減して性能向上を図ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明の第二態様によれば、第一態様に係るディフューザは、前記内側ケーシングの下流側の端縁から前記軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するフローガイドを備えていてもよい。前記フローガイドは、前記軸線よりも第一側に形成された第一ガイド部と、前記軸線よりも第二側に形成された第二ガイド部と、を備えていてもよい。前記軸線を含む断面視で、前記第二ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度は、前記第二ガイド部の接線と前記軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度よりも大きいようにしてもよい。
このように構成することで、ディフューザ空間の第二側の流路断面積が第一側の流路断面積よりも減少することを抑制できる。そのため、ディフューザの出口においてディフューザ空間として有効な流路面積を拡大して、ディフューザの圧力回復性能を向上することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の第三態様によれば、第一態様に係るディフューザは、前記内側ケーシングの下流側の端縁から前記軸線方向の下流側に延びる筒状をなし、前記軸線方向の下流側に向かうにしたがって漸次拡径するフローガイドを備えていてもよい。前記フローガイドは、前記軸線よりも第一側に形成された第一ガイド部と、前記軸線よりも第二側に形成された第二ガイド部と、を備えていてもよい。前記軸線を含む断面視で、前記第二ガイド部の最も第二側に位置する第二側ガイド端部と前記軸線との径方向における距離は、前記第二側ガイド端部と軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部と前記軸線との径方向における距離よりも大きいようにしてもよい。前記第二側ガイド端部における接線と前記軸線とのなす角度は、前記第二側ガイド端部と軸線方向で同一位置の前記第一ガイド部の接線と前記軸線とのなす角度よりも大きいようにしてもよい。
このように構成することで、ディフューザ空間の第二側の流路断面積が第一側の流路断面積よりも減少することを抑制できる。そのため、ディフューザの出口においてディフューザ空間として有効な流路面積を拡大して、ディフューザの圧力回復性能を向上することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この発明の第五態様によれば、第一態様に係るベアリングコーンのうち、前記軸線からの距離が最も大きい端部は、前記軸線を中心とした周方向における最も第二側の位置よりも、前記ロータ軸の回転方向における前方にずれた位置に配置されていてもよい。
このように構成することで、例えば、ロータの最終段動翼から旋回成分を含む流れがディフューザに流入した場合に、ベアリングコーンのうち軸線からの距離が最も大きい端部を、逆流領域が最も生じ易い位置に配置することができる。したがって、ディフューザにおける圧力損失を有効に低減することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明の第六態様によれば、蒸気タービンは、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る排気室を備える。
このように構成することで、蒸気タービンの効率向上を図ることができる。