(57)【要約】【課題】作動流体の主流と作動流体の漏れ流れとの混合損失を低減し、軸流回転機械の効率を高める。【解決手段】蒸気タービン１００は、回転軸１と、動翼４と、ケーシング２と、静翼７と、を備える。静翼本体７０Ａは、静翼本体７０Ａにおいて上流側の静翼前縁部７４、及び下流側の静翼後縁部７５に対し、静翼前縁部７４と静翼後縁部７５の間の静翼中間部７６が、回転軸１の回転方向と反対方向に凸となるように湾曲した静翼第一形状部７３Ａと、静翼第一形状部７３Ａに対して径方向Ｄｒ外側に形成され、静翼第一形状部７３Ａの静翼前縁部７４に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向と反対方向側に延びている静翼傾斜部７７Ａを有する静翼第二形状部７３Ｂと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸回りに回転する回転軸と、
前記回転軸の径方向外側に設けられたプラットフォーム、及び、前記プラットフォームから径方向外側に向かって延びるよう設けられた動翼本体を有する動翼と、
前記回転軸及び前記動翼の径方向外側に配置され、その径方向内側を作動流体が前記中心軸方向に沿って上流側から下流側に向かって流れる筒状のケーシングと、
前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられた静翼本体、及び前記静翼本体の径方向内側に設けられた静翼シュラウドを有する静翼と、を備え、
前記静翼本体は、
前記静翼本体において前記上流側の静翼前縁部、及び前記下流側の静翼後縁部に対し、前記静翼前縁部と前記静翼後縁部の間の静翼中間部が、前記回転軸の回転方向と反対方向に凸となるように湾曲した静翼第一形状部と、
前記静翼第一形状部に対して前記径方向外側に形成され、前記静翼第一形状部の前記静翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向側に延びている静翼傾斜部を有する静翼第二形状部と、
を備える、軸流回転機械。
【請求項２】
前記静翼傾斜部は、前記静翼第一形状部から径方向外側に向かうにしたがって、前記静翼前縁部に対する前記回転軸の回転方向と反対方向側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている、請求項１に記載の軸流回転機械。
【請求項３】
前記静翼傾斜部は、前記静翼本体において前記ケーシングとの接続部に形成されている、請求項１又は２に記載の軸流回転機械。
【請求項４】
前記ケーシングには、前記静翼に対して上流側に位置する前記動翼本体の径方向外側に、径方向外側に窪む動翼キャビティが形成され、
前記静翼傾斜部の少なくとも一部は、前記動翼キャビティに対して前記中心軸方向において対向するよう設けられている、請求項１から３の何れか一項に記載の軸流回転機械。
【請求項５】
前記動翼本体は、
前記動翼本体の前記上流側の動翼前縁部、及び前記下流側の動翼後縁部に対し、前記動翼前縁部と前記動翼後縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、
前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、
を備える、請求項１から４の何れか一項に記載の軸流回転機械。
【請求項６】
前記動翼傾斜部は、前記動翼第一形状部から径方向内側に向かうにしたがって、前記動翼前縁部に対する前記回転軸の回転方向側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている、請求項５記載の軸流回転機械。
【請求項７】
前記動翼傾斜部は、前記動翼本体において前記回転軸との接続部に形成されている、
請求項５又は６に記載の軸流回転機械。
【請求項８】
前記回転軸には、前記動翼に対して上流側に位置する前記静翼本体の径方向内側に、径方向内側に窪む静翼キャビティが形成され、
前記動翼傾斜部の少なくとも一部は、前記静翼キャビティに対して前記中心軸方向において対向するよう設けられている、請求項５から７の何れか一項に記載の軸流回転機械。
【請求項９】
中心軸回りに回転する回転軸と、
前記回転軸の径方向外側に設けられたプラットフォーム、及び、前記プラットフォームから径方向外側に向かって延びるよう設けられた動翼本体を有する動翼と、
前記回転軸及び前記動翼の径方向外側に配置され、その径方向内側を作動流体が前記中心軸方向に沿って上流側から下流側に向かって流れる筒状のケーシングと、
前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられた静翼本体、及び前記静翼本体の径方向内側に設けられた静翼シュラウドを有する静翼と、を備え、
前記動翼本体は、
前記動翼本体の前記上流側の動翼前縁部、及び前記下流側の動翼後縁部に対し、前記動翼前縁部と前記動翼後縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、
前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、
を備える、軸流回転機械。
【請求項１０】
ケーシング内に回転軸が中心軸回りに回転可能に設けられた軸流回転機械の前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられる静翼本体を有し、
前記静翼本体は、
前記静翼本体において前記中心軸方向の第一側の静翼第一縁部、及び前記中心軸方向の第二側の静翼第二縁部に対し、前記静翼第一縁部と前記静翼第二縁部の間の静翼中間部が、前記回転軸の回転方向と反対方向に凸となるように湾曲した静翼第一形状部と、
前記静翼第一形状部に対して前記径方向外側に形成され、前記静翼第一形状部の前記静翼第一縁部に対し、前記第一側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向側に延びている静翼傾斜部を有する静翼第二形状部と、
を備える、静翼。
【請求項１１】
ケーシング内に回転軸が中心軸回りに回転可能に設けられた軸流回転機械の回転軸から径方向外側に向かって延びるよう設けられる動翼本体を有し、
前記動翼本体は、
前記動翼本体の前記中心軸方向の第一側の動翼第一縁部、及び前記中心軸方向の第二側の動翼第二縁部に対し、前記動翼第一縁部と前記動翼第二縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、
前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼第一縁部に対し、前記第一側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、
を備える、動翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸流回転機械、静翼、動翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン、ガスタービン等の軸流回転機械において、例えば特許文献１に開示されているように、ケーシングと、ケーシングの内部に回転自在に設けられた回転軸と、ケーシングの内周部に固定配置された静翼と、この静翼の下流側において回転軸に放射状に設けられた動翼と、を備えたものが知られている。
例えば蒸気タービンの場合、蒸気の圧力エネルギーを静翼によって速度エネルギーに変換し、この速度エネルギーを動翼によって回転エネルギー（機械エネルギー）に変換している。また、動翼内で圧力エネルギーが速度エネルギーに変換され、蒸気が噴出する反動力により回転エネルギー（機械エネルギー）に変換される場合もある。
【０００３】
この種の回転機械では、動翼の先端部と、動翼を囲繞して蒸気の流路を形成するケーシングとの間に径方向の隙間が形成されている。また、静翼の先端部と回転軸との間にも、径方向の隙間が形成されている。これらの隙間を蒸気等の作動流体が通過（漏洩）することがある。
動翼の先端部とケーシングとの隙間を通過する作動流体の漏れ流れは、動翼の下流側において、動翼の先端部とケーシングとの隙間から径方向内側に流れ出て、ケーシング内を中心軸方向に流れる作動流体の主流に合流する。また、静翼の先端部と回転軸との隙間を通過する作動流体の漏れ流れも、静翼の下流側で、静翼の先端部と回転軸との隙間から径方向外側に流れ出て、作動流体の主流に合流する。
【０００４】
このようにして、動翼の下流側、静翼の下流側で径方向に流れ出る作動流体の漏れ流れは、ケーシング内を中心軸方向に流れる作動流体の主流に対して、交差するように合流する。作動流体の主流と作動流体の漏れ流れとが交差して合流するときには、作動流体の主流と作動流体の漏れ流れとが衝突して混合されるため、混合損失と呼ばれるエネルギー損失が発生する。この混合損失の増加は、軸流回転機械の効率向上の妨げとなる場合があり、混合損失を低減することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平２−３００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に開示されているように、動翼や静翼は、翼断面形状を有している。
動翼は、作動流体の主流の流れ方向上流側の前縁部、及び流れ方向下流側の後縁部に対し、前縁部と後縁部との間の中間部が、動翼の回転方向前方に窪むような翼断面形状を有している。動翼には、上流側の静翼を経て、動翼を回転させるために回転軸回りの旋回成分が付与された作動流体が流れてくる。このため、動翼の前縁部は、静翼によって旋回させられた作動流体の流れに沿う方向に向けて延びるように形成されている。
しかし、この動翼の上流側に位置する静翼の径方向内側の先端部と回転軸との隙間を通り抜けた作動流体の漏れ流れは、静翼によって旋回成分が付与されていない。この旋回成分が付与されていない作動流体の漏れ流れの方向は、上記したように静翼によって旋回させられた作動流体の流れに沿う方向に合わせて形成された動翼の前縁部の向きと異なる。したがって、上流側に位置する静翼と回転軸との隙間を通り抜けた作動流体の漏れ流れが、動翼の径方向内側の端部で動翼の前縁部に当たると、混合損失が生じる。
【０００７】
また、静翼は、その前縁部及び後縁部に対し、前縁部と後縁部との間の中間部が、動翼の回転方向後方に窪むような翼断面形状を有している。静翼の前縁部には、上流側の動翼を経て、動翼を回転させるために旋回成分のエネルギーを消費した作動流体の流れ、つまり回転軸回りにほとんど旋回せずに回転軸の中心軸方向に沿った作動流体の流れが当たる。このため、静翼の前縁部は、回転軸の中心軸方向に沿って上流側に延びるように形成される。しかし、この静翼の上流側に位置する動翼の径方向外側の先端部とケーシングとの隙間を通り抜けた作動流体の漏れ流れは、この動翼の上流側の静翼で付与された、動翼を回転させるための旋回成分のエネルギーが消費されておらず、回転軸回りに旋回している。このため、この動翼の先端部とケーシングとの隙間を通り抜けた作動流体の漏れ流れの方向が、中心軸方向上流側を向く静翼の前縁部の向きとは異なるため、混合損失が生じる。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、作動流体の主流と作動流体の漏れ流れとの混合損失を低減し、軸流回転機械の効率を高めることができる軸流回転機械、静翼、動翼を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一の態様では、中心軸回りに回転する回転軸と、前記回転軸の径方向外側に設けられたプラットフォーム、及び、前記プラットフォームから径方向外側に向かって延びるよう設けられた動翼本体を有する動翼と、前記回転軸及び前記動翼の径方向外側に配置され、その径方向内側を作動流体が前記中心軸方向に沿って上流側から下流側に向かって流れる筒状のケーシングと、前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられた静翼本体、及び前記静翼本体の径方向内側に設けられた静翼シュラウドを有する静翼と、を備える。前記静翼本体は、前記静翼本体において前記上流側の静翼前縁部、及び前記下流側の静翼後縁部に対し、前記静翼前縁部と前記静翼後縁部の間の静翼中間部が、前記回転軸の回転方向と反対方向に凸となるように湾曲した静翼第一形状部と、前記静翼第一形状部に対して前記径方向外側に形成され、前記静翼第一形状部の前記静翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向側に延びている静翼傾斜部を有する静翼第二形状部と、を備える。
【００１０】
このような構成によれば、静翼本体の静翼第一形状部は、上流側から流れてきた作動流体の主流を、静翼前縁部から静翼中間部を介して静翼後縁部に沿わせることで、後流側の動翼を回転させるための旋回流を生成する。
静翼本体の静翼第二形状部は、静翼傾斜部が、静翼第一形状部の静翼前縁部に対し、上流側に向かって回転軸の回転方向と反対方向側に延びている。このため、この静翼の上流側に位置する動翼とケーシングとの隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有している作動流体の漏れ流れの向きに静翼の入口角を沿わせることができる。これによって、作動流体の漏れ流れが静翼に当たるときに生じる損失を抑えることができる。
【００１１】
本発明の第二の態様では、上記第一の態様において、前記静翼傾斜部は、前記静翼第一形状部から径方向外側に向かうにしたがって、前記静翼前縁部に対する前記回転軸の回転方向と反対方向側への変位量が漸次大きくなるよう形成されていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、作動流体の漏れ流れの流量が多い径方向外側であるほど、静翼傾斜部を、作動流体の漏れ流れの向きに沿わせることができる。また、作動流体の漏れ流れの流量が漸次小さくなる径方向内側に向かって、静翼傾斜部の変位量を小さくして、静翼傾斜部を、静翼第一形状部の静翼前縁部に連続させることができる。
【００１３】
本発明の第三の態様では、上記第一又は第二の態様において、前記静翼傾斜部は、前記静翼本体において前記ケーシングとの接続部に形成されていてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、作動流体の漏れ流れの影響が最大となる、静翼本体において径方向外側のケーシングとの接続部に静翼傾斜部が形成される。これにより、作動流体の漏れ流れと静翼とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００１５】
本発明の第四の態様では、上記第一から第三の態様において、前記ケーシングには、前記静翼に対して上流側に位置する前記動翼本体の径方向外側に、径方向外側に窪む動翼キャビティが形成され、前記静翼傾斜部の少なくとも一部は、前記動翼キャビティに対して前記中心軸方向において対向するよう設けられているようにしてもよい。
【００１６】
このように構成することで、動翼キャビティと動翼本体の径方向外側の先端部との隙間を通り抜ける作動流体の漏れ流れを、中心軸方向に沿った方向に流して、静翼傾斜部でそのまま受け入れることができる。これにより、作動流体の漏れ流れと静翼とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００１７】
本発明の第五の態様によれば、上記第一から第四の態様において、前記動翼本体は、前記動翼本体の前記上流側の動翼前縁部、及び前記下流側の動翼後縁部に対し、前記動翼前縁部と前記動翼後縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、を備えてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、動翼本体の動翼第一形状部には、作動流体の主流として、上流側の静翼によって生成された旋回流が流れてくる。この旋回流が、動翼第一形状部に当たり、動翼前縁部から動翼中間部を介して動翼後縁部に沿って流れることで、動翼及び回転軸が中心軸回りに旋回する。
動翼本体の動翼第二形状部は、動翼傾斜部が、動翼第一形状部の動翼前縁部に対し、上流側に向かって回転軸の回転方向側に延びているので、この動翼の上流側に位置する静翼とケーシングとの隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない作動流体の漏れ流れの向きに動翼の入口角を沿わせることができる。これによって、作動流体の漏れ流れが動翼に当たるときに生じる損失を抑えることができる。
【００１９】
本発明の第六の態様によれば、上記第五の態様において、前記動翼傾斜部は、前記動翼第一形状部から径方向内側に向かうにしたがって、前記動翼前縁部に対する前記回転軸の回転方向側への変位量が漸次大きくなるよう形成されていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、静翼と回転軸との間における作動流体の漏れ流れの流量が多い径方向内側であるほど、動翼傾斜部を、作動流体の漏れ流れの向きに沿わせることができる。また、作動流体の漏れ流れの流量が漸次小さくなる径方向外側に向かって、動翼傾斜部の変位量を小さくして、動翼傾斜部を、動翼第一形状部の動翼前縁部に連続させることができる。
【００２１】
本発明の第七の態様によれば、上記第五又は第六の態様において、前記動翼傾斜部は、前記動翼本体において前記回転軸との接続部に形成されていてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、作動流体の漏れ流れの影響が最大となる、動翼本体において径方向内側の回転軸との接続部に動翼傾斜部が形成される。これにより、作動流体の漏れ流れと動翼とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００２３】
本発明の第八態様によれば、上記第五から第七の態様において、前記回転軸には、前記動翼に対して上流側に位置する前記静翼本体の径方向内側に、径方向内側に窪む静翼キャビティが形成され、前記動翼傾斜部の少なくとも一部は、前記静翼キャビティに対して前記中心軸方向において対向するよう設けられていてもよい。
【００２４】
このように構成することで、静翼キャビティと静翼本体の径方向内側の先端部との隙間を通り抜ける作動流体の漏れ流れを、中心軸方向に沿った方向に流して、動翼傾斜部でそのまま受け入れることができる。これにより、作動流体の漏れ流れと動翼とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００２５】
本発明の第九態様によれば、中心軸回りに回転する回転軸と、前記回転軸の径方向外側に設けられたプラットフォーム、及び、前記プラットフォームから径方向外側に向かって延びるよう設けられた動翼本体を有する動翼と、前記回転軸及び前記動翼の径方向外側に配置され、その径方向内側を作動流体が前記中心軸方向に沿って上流側から下流側に向かって流れる筒状のケーシングと、前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられた静翼本体、及び前記静翼本体の径方向内側に設けられた静翼シュラウドを有する静翼と、を備える。前記動翼本体は、前記動翼本体の前記上流側の動翼前縁部、及び前記下流側の動翼後縁部に対し、前記動翼前縁部と前記動翼後縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼前縁部に対し、前記上流側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、を備える。
【００２６】
このような構成によれば、動翼本体の動翼第一形状部には、作動流体の主流として、上流側の静翼によって生成された旋回流が流れてくる。この旋回流が、動翼第一形状部に当たり、動翼前縁部から動翼中間部を介して動翼後縁部に沿って流れることで、動翼及び回転軸が中心軸回りに旋回する。
動翼本体の動翼第二形状部は、動翼傾斜部が、動翼第一形状部の動翼前縁部に対し、上流側に向かって回転軸の回転方向側に延びているので、この動翼の上流側に位置する静翼とケーシングとの隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない作動流体の漏れ流れの向きに沿わせることができる。これによって、作動流体の漏れ流れが動翼に当たるときに生じる損失を抑えることができる。
【００２７】
本発明の第十態様によれば、ケーシング内に回転軸が中心軸回りに回転可能に設けられた軸流回転機械の前記ケーシングから径方向内側に向かって延びるよう設けられる静翼本体を有し、前記静翼本体は、前記静翼本体において前記中心軸方向の第一側の静翼第一縁部、及び前記中心軸方向の第二側の静翼第二縁部に対し、前記静翼第一縁部と前記静翼第二縁部の間の静翼中間部が、前記回転軸の回転方向と反対方向に凸となるように湾曲した静翼第一形状部と、前記静翼第一形状部に対して前記径方向外側に形成され、前記静翼第一形状部の前記静翼第一縁部に対し、前記第一側に向かって前記回転軸の回転方向と反対方向側に延びている静翼傾斜部を有する静翼第二形状部と、を備える。
【００２８】
このような構成によれば、静翼本体の静翼第一形状部は、上流側から流れてきた作動流体の主流を、静翼第一縁部から静翼中間部を介して静翼第二縁部に沿わせることで、後流側の動翼を回転させるための旋回流を生成する。
静翼本体の静翼第二形状部は、静翼傾斜部が、静翼第一形状部の静翼第一縁部に対し、上流側に向かって回転軸の回転方向と反対方向側に延びているので、この静翼の上流側に位置する動翼とケーシングとの隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有している作動流体の漏れ流れの向きに静翼の入口角を沿わせることができる。これによって、作動流体の漏れ流れが静翼に当たるときに生じる損失を抑えることができる。
【００２９】
本発明の第十一態様によれば、ケーシング内に回転軸が中心軸回りに回転可能に設けられた軸流回転機械の回転軸から径方向外側に向かって延びるよう設けられる動翼本体を有する。前記動翼本体は、前記動翼本体の前記中心軸方向の第一側の動翼第一縁部、及び前記中心軸方向の第二側の動翼第二縁部に対し、前記動翼第一縁部と前記動翼第二縁部の間の動翼中間部が、前記回転軸の回転方向に凸となるように湾曲した動翼第一形状部と、前記動翼第一形状部に対して前記径方向内側に形成され、前記動翼第一形状部の前記動翼第一縁部に対し、前記第一側に向かって前記回転軸の回転方向側に延びている動翼傾斜部を有する動翼第二形状部と、を備える。
【００３０】
このような構成によれば、動翼本体の動翼第一形状部には、作動流体の主流として、上流側の静翼によって生成された旋回流が流れてくる。この旋回流が、動翼第一形状部に当たり、動翼第一縁部から動翼中間部を介して動翼第二縁部に沿って流れることで、動翼及び回転軸が中心軸回りに旋回する。
動翼本体の動翼第二形状部は、動翼傾斜部が、動翼第一形状部の動翼第一縁部に対し、上流側に向かって回転軸の回転方向側に延びているので、この動翼の上流側に位置する静翼とケーシングとの隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない作動流体の漏れ流れの向きに動翼の入口角を沿わせることができる。これによって、作動流体の漏れ流れが動翼に当たるときに生じる損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る軸流回転機械、静翼、動翼によれば、作動流体の主流と作動流体の漏れ流れとの混合損失を低減し、軸流回転機械の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンの要部拡大図である。
【図３】上記蒸気タービンの静翼本体の形状を示す斜視図である。
【図４】上記静翼本体を径方向外側から見た図である。
【図５】上記蒸気タービンの動翼本体の形状を示す斜視図である。
【図６】上記動翼本体を径方向外側から見た図である。
【図７】本発明の第二実施形態に係る蒸気タービンの要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係る軸流回転機械、静翼、動翼を図面に基づき説明する。
〔第一実施形態〕
図１は、本発明の実施形態に係る蒸気タービンの構成を示す模式図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る蒸気タービンの要部拡大図である。
図１に示すように、本実施形態に係る蒸気タービン（軸流回転機械）１００は、回転軸１と、ケーシング２と、複数の動翼４を備える動翼段３と、複数の静翼７を備える静翼段６と、を備えている。
【００３４】
回転軸１は、中心軸Ａｃに沿って延びる円柱状をなしている。回転軸１は、中心軸Ａｃに沿った中心軸方向Ｄａの両端部が、軸受装置５によって中心軸Ａｃ回りに回転自在に支持されている。軸受装置５は、回転軸１の中心軸方向Ｄａ両側に１つずつ設けられたジャーナル軸受５Ａと、中心軸方向Ｄａの第一側のみに設けられたスラスト軸受５Ｂと、を有している。ジャーナル軸受５Ａは、回転軸１による径方向Ｄｒへの荷重を支持する。スラスト軸受５Ｂは、回転軸１による中心軸方向Ｄａへの荷重を支持する。
【００３５】
ケーシング２は、中心軸方向Ｄａに延びる筒状をなしている。ケーシング２は、回転軸１を外周側から覆う。
ケーシング２は、吸気口１０と、排気口１１と、を備えている。吸気口１０は、ケーシング２の中心軸方向Ｄａの第一側に形成され、外部からケーシング２内に蒸気（作動流体）を取り入れる。排気口１１は、ケーシング２の中心軸方向Ｄａの第二側に形成され、ケーシング２内を通過した蒸気を外部に排気する。
以降の説明では、排気口１１から見て吸気口１０が位置する側を上流側と呼び、吸気口１０から見て排気口１１が位置する側を下流側と呼ぶ。
【００３６】
動翼段３は、回転軸１の外周面１Ｓに、中心軸方向Ｄａの第一側から第二側に向かって間隔をあけて、複数段が設けられている。各動翼段３は、回転軸１の外周面１Ｓ上で、中心軸Ａｃ回りの周方向に間隔をあけて配列された複数の動翼４を有している。
【００３７】
図２に示すように、動翼４は、回転軸１の外周面１Ｓに設けられたプラットフォーム４３と、動翼本体４０Ａと、動翼シュラウド４１と、を有している。
【００３８】
動翼本体４０Ａは、プラットフォーム４３から径方向Ｄｒ外側に向かって延びるよう形成されている。動翼本体４０Ａは、径方向Ｄｒから見て翼型の断面を有している。
【００３９】
動翼シュラウド４１は、動翼本体４０Ａの径方向Ｄｒ外側の端部に設けられている。動翼シュラウド４１は、中心軸方向Ｄａにおける寸法が、同中心軸方向Ｄａにおける動翼本体４０Ａの寸法よりも大きく設定されている。
【００４０】
ケーシング２の内周側であって、動翼シュラウド４１と径方向Ｄｒで対向する領域には、動翼シュラウド４１を収容するための動翼キャビティ２０が形成されている。動翼キャビティ２０は、ケーシング２の内周面２Ｓから径方向Ｄｒ外側に向かって窪み、中心軸Ａｃ回りの周方向に連続する溝状をなしている。
【００４１】
動翼キャビティ２０には、複数（２つ）の動翼側フィン４２が設けられている。これら動翼側フィン４２は、径方向Ｄｒ内側に向かって延びる薄板状をなしている。動翼側フィン４２の先端部と動翼キャビティ２０とは、径方向Ｄｒに所定の間隙（クリアランス）を隔てて対向している。
【００４２】
図１に示すように、静翼段６は、ケーシング２の内周面に、中心軸方向Ｄａに沿って間隔をあけて、複数段が設けられている。各静翼段６は、各動翼段３の上流側に配置されている。各静翼段６は、中心軸Ａｃ回りの周方向に間隔をあけて配列された複数の静翼７を有している。
【００４３】
図２に示すように、静翼７は、静翼本体７０Ａと、静翼シュラウド７１と、を備えている。
静翼本体７０Ａは、ケーシング２の内周面２Ｓから径方向Ｄｒ内側に向かって延びるよう設けられている。静翼本体７０Ａは、径方向Ｄｒから見て翼型の断面を有している。
静翼シュラウド７１は、静翼本体７０Ａの径方向Ｄｒ内側の端部に取り付けられている。
【００４４】
本実施形態では、静翼本体７０Ａと動翼本体４０Ａの径方向Ｄｒ寸法は互いに同一とされている。言い換えると、中心軸方向Ｄａから見た場合、静翼本体７０Ａと動翼本体４０Ａとは互いに重なるように配列されている。
【００４５】
回転軸１の径方向Ｄｒ外側を向く外周面１Ｓ上において、各動翼段３の上流側には、回転軸１の外周面１Ｓから径方向Ｄｒ内側に向かって窪み、中心軸Ａｃ回りの周方向に連続する溝状の静翼キャビティ８が形成されている。各静翼７の静翼シュラウド７１は、静翼キャビティ８内に収容されている。
【００４６】
静翼シュラウド７１には、複数（２つ）の静翼側フィン７２が設けられている。これらの静翼側フィン７２は、いずれも静翼シュラウド７１から径方向Ｄｒ内側に向かって延びる薄板状をなしている。静翼側フィン７２と静翼キャビティ８とは、径方向Ｄｒに所定の間隙を隔てて対向している。
【００４７】
以上のように構成された蒸気タービン１００の動作について図１を参照して説明する。
蒸気タービン１００を運転するに当たっては、まずボイラ等の蒸気供給源（図示省略）から供給された高温高圧の蒸気が、吸気口１０を通じてケーシング２の内部に導入される。
ケーシング２内に導入された蒸気は、動翼４（動翼段３）、及び静翼７（静翼段６）に順次衝突する。各静翼段６においては、上流側から流れてきた蒸気が静翼７に当たることで、この蒸気の流れに回転軸１回りの旋回成分が付与される。これにより、各静翼段６の下流側では、蒸気の流れは回転軸１回りに旋回している。各動翼段３は、上流側の静翼段６を経て回転軸１回りに旋回した蒸気の流れが到達する。この旋回した蒸気の流れが各動翼４に当たることで、回転軸１は回転エネルギーを得て、中心軸Ａｃ回りに回転する。この回転軸１の回転運動は、軸端に連結された発電機等（図示省略）によって取り出される。
以上のサイクルが連続的に繰り返される。
【００４８】
上記のようにして、蒸気が、静翼７と動翼４とを交互に経て上流側から下流側に向かって流れることで、主流ＦＭを形成する。この主流ＦＭは、上記のように静翼７と動翼４とに順次衝突することで整流されるとともに、動翼４に対してエネルギーを与える。
【００４９】
一方で、各静翼段６においては、上流側から流れてきた蒸気のうち、主流ＦＭを除く成分は、上記の静翼キャビティ８内に流れ込み、静翼シュラウド７１に設けられた静翼側フィン７２と回転軸１に形成された静翼キャビティ８との隙間を通り抜ける、静翼漏れ流れＦＬｓを形成する。この静翼漏れ流れＦＬｓは、静翼シュラウド７１の下流側に到達すると、静翼シュラウド７１の下流側において、静翼シュラウド７１とプラットフォーム４３との間を、径方向Ｄｒ内側から外側に向かって流れ、主流ＦＭに合流する。
【００５０】
また、各動翼段３においては、上流側から流れてきた蒸気のうち、主流ＦＭを除く成分は、上記の動翼キャビティ２０に流れ込み、動翼シュラウド４１と動翼キャビティ２０に設けられた動翼側フィン４２との隙間を通り抜ける、動翼漏れ流れＦＬｍを形成する。この動翼漏れ流れＦＬｍは、動翼シュラウド４１の下流側に到達すると、動翼シュラウド４１と動翼キャビティ２０との間を、径方向Ｄｒ外側から内側に向かって流れ、主流ＦＭに合流する。
【００５１】
本実施形態では、上記したような構成の蒸気タービン１００において、静翼本体７０Ａ、動翼本体４０Ａは、以下に示すような構成を有する。
【００５２】
図３は、上記蒸気タービンの静翼本体の形状を示す斜視図である。図４は、上記静翼本体を径方向外側から見た図である。
図３、図４に示すように、静翼本体７０Ａは、静翼第一形状部７３Ａと、静翼第二形状部７３Ｂと、を有している。
【００５３】
静翼第一形状部７３Ａは、静翼本体７０Ａにおいて、径方向Ｄｒ内側の静翼シュラウド７１から、径方向Ｄｒに沿って所定の長さにわたって形成されている。静翼第一形状部７３Ａは、静翼本体７０Ａにおいて上流側に位置する静翼前縁部（静翼第一縁部）７４と、下流側に位置する静翼後縁部（静翼第二縁部）７５とに対し、静翼前縁部７４と静翼後縁部７５の間の静翼中間部７６が、回転軸１の回転方向Ｒと反対方向に凸となるように湾曲した翼断面形状を有している。
【００５４】
静翼第二形状部７３Ｂは、静翼第一形状部７３Ａに対して径方向Ｄｒ外側に形成されている。静翼第二形状部７３Ｂは、上流側に、静翼傾斜部７７Ａを有している。この静翼傾斜部７７Ａは、静翼第一形状部７３Ａの静翼前縁部７４に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚ側に延びるように形成されている。さらに、静翼傾斜部７７Ａは、静翼第一形状部７３Ａから径方向Ｄｒ外側に向かうにしたがって、静翼前縁部７４に対する回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚ側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている。このようにして、静翼傾斜部７７Ａは、静翼本体７０Ａにおいてケーシング２との接続部に形成されている。
なお、静翼第二形状部７３Ｂにおいて下流側の、静翼傾斜部７７Ａ以外の部分は、静翼第一形状部７３Ａと同形状を有している。
【００５５】
ここで、静翼傾斜部７７Ａの傾斜方向Ｄｋは、この静翼７の上流側に位置する動翼４とケーシング２の動翼キャビティ２０との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有している蒸気の漏れ流れＦＬｍの向きに沿わせるのが好ましい。静翼傾斜部７７Ａの傾斜方向Ｄｋは、中心軸方向Ｄａに対し、例えば５〜４５度程度の角度で設定するのが好ましい。
また、静翼傾斜部７７Ａは、静翼本体７０Ａにおいて、径方向Ｄｒに沿った翼高さＨｔに対し、例えば、１０〜３０％の範囲に収まるように形成するのが好ましい。
【００５６】
図５は、上記蒸気タービンの動翼本体の形状を示す斜視図である。図６は、上記動翼本体を径方向外側から見た図である。
図５、図６に示すように、動翼本体４０Ａは、動翼第一形状部４４Ａと、動翼第二形状部４４Ｂと、を有している。
【００５７】
動翼第一形状部４４Ａは、動翼本体４０Ａの上流側に位置する動翼前縁部（動翼第一縁部）４５と、下流側に位置する動翼後縁部（動翼第二縁部）４６とに対し、これら動翼前縁部４５と動翼後縁部４６の間の動翼中間部４７が、回転軸１の回転方向Ｒに凸となるように湾曲した翼断面形状を有している。
【００５８】
動翼第二形状部４４Ｂは、動翼第一形状部４４Ａに対して径方向Ｄｒ内側に形成されている。動翼第二形状部４４Ｂは、上流側に動翼傾斜部４８Ａを有している。この動翼傾斜部４８Ａは、動翼第一形状部４４Ａの動翼前縁部４５に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒ側に延びるように形成されている。さらに、動翼傾斜部４８Ａは、動翼第一形状部４４Ａから径方向Ｄｒ内側に向かうにしたがって、動翼前縁部４５に対する回転軸１の回転方向Ｒ側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている。このようにして、動翼傾斜部４８Ａは、動翼本体４０Ａにおいて回転軸１との接続部に形成されている。
なお、動翼第二形状部４４Ｂにおいて下流側の、動翼傾斜部４８Ａ以外の部分は、動翼第一形状部４４Ａと同形状を有している。
【００５９】
ここで、動翼傾斜部４８Ａの傾斜方向Ｄｍは、この動翼４の上流側に位置する静翼７と回転軸１の静翼キャビティ８との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない蒸気の漏れ流れＦＬｓの向きに沿わせるのが好ましい。動翼傾斜部４８Ａの傾斜方向Ｄｍは、中心軸方向Ｄａに対し、例えば５〜４５度程度とするのが好ましい。
また、動翼傾斜部４８Ａは、動翼本体４０Ａにおいて、径方向Ｄｒに沿った翼高さＨｕに対し、例えば、１０〜３０％の範囲に収まるように形成するのが好ましい。
【００６０】
上記したような構成によれば、図３、図４に示すように、静翼本体７０Ａの静翼第一形状部７３Ａは、上流側から流れてきた蒸気の主流ＦＭを、静翼前縁部７４から静翼中間部７６を介して静翼後縁部７５に沿わせることで、後流側の動翼４を回転させるための旋回流を生成する。
静翼本体７０Ａの静翼第二形状部７３Ｂは、静翼傾斜部７７Ａが、静翼第一形状部７３Ａの静翼前縁部７４に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚに延びているので、この静翼７の上流側に位置する動翼４とケーシング２との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有している蒸気の漏れ流れＦＬｍの向きに沿わせることができる。これにより、静翼第二形状部７３Ｂにおいて、静翼傾斜部７７Ａの下流側では、静翼傾斜部７７Ａに沿って流れた蒸気の漏れ流れＦＬｍは、蒸気の主流ＦＭと同方向に流れるようになる。
【００６１】
また、動翼本体４０Ａの動翼第一形状部４４Ａには、蒸気の主流ＦＭとして、上流側の静翼７によって生成された旋回流が流れてくる。この旋回流が、動翼第一形状部４４Ａに当たり、動翼前縁部４５から動翼中間部４７を介して動翼後縁部４６に沿って流れることで、動翼４及び回転軸１が中心軸Ａｃ回りに旋回する。
また、動翼本体４０Ａの動翼第二形状部４４Ｂは、動翼傾斜部４８Ａが、動翼第一形状部４４Ａの動翼前縁部４５に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒ側に延びている。これにより、動翼傾斜部４８Ａの向きを、この動翼４の上流側に位置する静翼７とケーシング２との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない蒸気の漏れ流れＦＬｓの向きに沿わせることができる。これにより、動翼第二形状部４４Ｂにおいて、動翼傾斜部４８Ａの下流側では、動翼傾斜部４８Ａに沿って流れた蒸気の漏れ流れＦＬｓは、蒸気の主流ＦＭと同方向に流れるようになる。
【００６２】
上述したような蒸気タービン１００及び静翼７によれば、旋回成分のエネルギーを有している蒸気の漏れ流れＦＬｍを、静翼傾斜部７７Ａに沿わせることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｍが静翼７に当たるときに生じる損失を抑えることができる。したがって、蒸気の漏れ流れＦＬｍを静翼７に沿わせて蒸気の主流ＦＭと良好に合流させることができ、蒸気の漏れ流れＦＬｍとの混合損失を低減し、蒸気タービン１００の効率を高めることができる。
【００６３】
また、静翼傾斜部７７Ａは、静翼第一形状部７３Ａから径方向Ｄｒ外側に向かうにしたがって、静翼前縁部７４に対する回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚへの変位量が漸次大きくなっている。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｍの流量が多い径方向Ｄｒ外側であるほど、静翼傾斜部７７Ａを、蒸気の漏れ流れＦＬｍの向きに沿わせることができる。また、蒸気の漏れ流れＦＬｍの流量が漸次小さくなる径方向Ｄｒ内側に向かって、静翼傾斜部７７Ａの変位量を小さくして、静翼傾斜部７７Ａを、静翼第一形状部７３Ａの静翼前縁部７４に連続させることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｍが静翼７に当たるときに生じる損失を、より効率良く抑えることができる。
【００６４】
また、静翼傾斜部７７Ａは、静翼本体７０Ａにおいてケーシング２との接続部に形成されている。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｍの影響が最大となる、静翼本体７０Ａにおいて径方向Ｄｒ外側のケーシング２との接続部に静翼傾斜部７７Ａが形成される。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｍと静翼７とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００６５】
また、上述したような蒸気タービン１００及び動翼４によれば、動翼４の上流側に位置する静翼７とケーシング２との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない蒸気の漏れ流れＦＬｓを、動翼傾斜部４８Ａに沿わせることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｓが動翼４に当たるときに生じる損失を抑えることができる。したがって、蒸気の漏れ流れＦＬｓを動翼４に沿わせて蒸気の主流ＦＭと良好に合流させることができ、蒸気の漏れ流れＦＬｓとの混合損失を低減し、蒸気タービン１００の効率を高めることができる。
【００６６】
また、動翼傾斜部４８Ａは、動翼第一形状部４４Ａから径方向Ｄｒ内側に向かうにしたがって、動翼前縁部４５に対する回転軸１の回転方向Ｒ側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている。これにより、静翼７と回転軸１との間における蒸気の漏れ流れＦＬｓの流量が多い径方向Ｄｒ内側であるほど、動翼傾斜部４８Ａを、蒸気の漏れ流れＦＬｓの向きに沿わせることができる。また、蒸気の漏れ流れＦＬｓの流量が漸次小さくなる径方向Ｄｒ外に向かって、動翼傾斜部４８Ａの変位量を小さくして、動翼傾斜部４８Ａを、動翼第一形状部４４Ａの動翼前縁部４５に連続させることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｓが動翼４に当たるときに生じる損失を、より効率良く抑えることができる。
【００６７】
また、動翼傾斜部４８Ａは、動翼本体４０Ａにおいて回転軸１との接続部に形成されている。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｓの影響が最大となる、動翼本体４０Ａにおいて径方向Ｄｒ内側の回転軸１との接続部に動翼傾斜部４８Ａが形成される。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｓと動翼４とが衝突するときの損失を有効に抑えることができる。
【００６８】
〔第二実施形態〕
次に、本発明にかかる軸流回転機械、静翼、動翼の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と、静翼本体７０Ａ、動翼本体４０Ａの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００６９】
図７は、本発明の第二実施形態に係る蒸気タービンの要部拡大図である。
図７に示すように、本実施形態では、上記第一実施形態で示したのと同様の構成の蒸気タービン１００において、静翼本体７０Ｃ、動翼本体４０Ｃは、以下に示すような構成を有する。
【００７０】
静翼本体７０Ｃは、静翼第一形状部７３Ａと、静翼第二形状部７３Ｃと、を有している。
【００７１】
静翼第一形状部７３Ａは、静翼本体７０Ｃにおいて、径方向Ｄｒ内側の静翼シュラウド７１から、径方向Ｄｒに沿って所定の長さにわたって形成されている。静翼第一形状部７３Ａは、静翼本体７０Ｃにおいて上流側に位置する静翼前縁部７４と、下流側に位置する静翼後縁部７５とに対し、静翼前縁部７４と静翼後縁部７５の間の静翼中間部７６が、回転軸１の回転方向Ｒと反対方向に凸となるように湾曲した翼断面形状を有している。
【００７２】
静翼第二形状部７３Ｃは、静翼第一形状部７３Ａに対して径方向Ｄｒ外側に形成されている。静翼第二形状部７３Ｃは、上流側に、静翼傾斜部７７Ｃを有している。この静翼傾斜部７７Ｃは、図４に示すように、上記第一実施形態の静翼傾斜部７７Ａと同様、静翼第一形状部７３Ａの静翼前縁部７４に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚに延びるように形成されている。さらに、静翼傾斜部７７Ｃは、静翼第一形状部７３Ａから径方向Ｄｒ外側に向かうにしたがって、静翼前縁部７４に対する回転軸１の回転方向Ｒと反対方向Ｒｚへの変位量が漸次大きくなるよう形成されている。
【００７３】
この実施形態において、静翼傾斜部７７Ｃは、径方向Ｄｒ内側の一部の端部７７ｓが、動翼キャビティ２０に対して中心軸方向Ｄａにおいて対向するよう設けられている。このため、ケーシング２の内周面２Ｓには、上流側に向かって径方向Ｄｒ外側に傾斜した凹部２７が形成されている。静翼傾斜部７７Ｃの径方向Ｄｒ外側の端部７７ｓは、凹部２７に沿って、上流側に向かって径方向Ｄｒ外側に漸次突出している。このようにして、静翼傾斜部７７Ｃは、静翼本体７０Ｃにおいてケーシング２との接続部に形成されている。
【００７４】
ここで、静翼傾斜部７７Ｃの傾斜方向Ｄｋは、この静翼７の上流側に位置する動翼４とケーシング２の動翼キャビティ２０との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有している蒸気の漏れ流れＦＬｍの向きに沿わせるのが好ましい。静翼傾斜部７７Ｃの傾斜方向は、中心軸方向Ｄａに対し、例えば１０〜３０度程度の角度で設定するのが好ましい。また、静翼傾斜部７７Ｃの径方向Ｄｒ外側の端部７７ｓ、即ち、径方向Ｄｒの外側に突出する部分は、静翼本体７０Ｃの前縁端から、静翼本体７０Ｃの翼弦長の２０〜４０％の範囲に形成されているとよい。静翼傾斜部７７Ｃの端部７７ｓ以外の部分では、径方向Ｄｒの外側の端面は中心軸Ａｃに沿っている。
【００７５】
動翼本体４０Ｃは、動翼第一形状部４４Ａと、動翼第二形状部４４Ｃと、を有している。
動翼第一形状部４４Ａは、動翼本体４０Ｃの上流側に位置する動翼前縁部４５と、下流側に位置する動翼後縁部４６とに対し、これら動翼前縁部４５と動翼後縁部４６の間の動翼中間部４７が、回転軸１の回転方向Ｒに凸となるように湾曲した翼断面形状を有している。
【００７６】
動翼第二形状部４４Ｃは、動翼第一形状部４４Ａに対して径方向Ｄｒ内側に形成されている。動翼第二形状部４４Ｃは、上流側に動翼傾斜部４８Ｃを有している。この動翼傾斜部４８Ｃは、図６に示す上記第一実施形態の動翼傾斜部４８Ａと同様に、動翼第一形状部４４Ａの動翼前縁部４５に対し、上流側に向かって回転軸１の回転方向Ｒ側に延びるように形成されている。さらに、動翼傾斜部４８Ｃは、動翼第一形状部４４Ａから径方向Ｄｒ内側に向かうにしたがって、動翼前縁部４５に対する回転軸１の回転方向Ｒ側への変位量が漸次大きくなるよう形成されている。
【００７７】
この実施形態において、動翼傾斜部４８Ｃは、径方向Ｄｒ外側の一部の端部４８ｓが、静翼キャビティ８に対して中心軸方向Ｄａにおいて対向するよう設けられている。このため、回転軸１の外周面には、上流側に向かって径方向Ｄｒ内側に傾斜した凹部８７が形成されている。動翼傾斜部４８Ｃの径方向Ｄｒ内側の端部４８ｓは、凹部８７に沿って、上流側に向かって径方向Ｄｒ内側に漸次突出している。このようにして、動翼傾斜部４８Ｃは、動翼傾斜部４８Ｃは、動翼本体４０Ｃにおいて回転軸１との接続部に形成されている。
【００７８】
ここで、動翼傾斜部４８Ｃの傾斜方向Ｄｍは、この動翼４の上流側に位置する静翼７と回転軸１の静翼キャビティ８との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない蒸気の漏れ流れＦＬｓの向きに沿わせるのが好ましい。動翼傾斜部４８Ｃの傾斜方向は、中心軸方向Ｄａに対し、例えば５〜４５度程度の角度で設定するのが好ましい。また、動翼傾斜部４８Ｃの径方向Ｄｒ外側の端部４８ｓ、即ち、径方向Ｄｒの内側に突出する部分は、動翼本体４０Ｃの前縁端から、動翼本体４０Ｃの翼弦長の１０〜３０％の範囲に形成されているとよい。動翼傾斜部４８Ｃの端部４８ｓ以外の部分では、径方向Ｄｒの内側の端面は中心軸Ａｃに沿っている。
【００７９】
上述したような蒸気タービン１００及び静翼７によれば、上記第一実施形態と同様、旋回成分のエネルギーを有している蒸気の漏れ流れＦＬｍを、静翼傾斜部７７Ｃに沿わせることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｍが静翼７に当たるときに生じる損失を抑えることができる。したがって、蒸気の漏れ流れＦＬｍを静翼７に沿わせて蒸気の主流ＦＭと良好に合流させることができ、蒸気の漏れ流れＦＬｍとの混合損失を低減し、蒸気タービン１００の効率を高めることができる。
【００８０】
また、静翼傾斜部７７Ｃの端部７７ｓは、動翼キャビティ２０に対して中心軸方向Ｄａにおいて対向するよう設けられている。このように構成することで、動翼キャビティ２０と動翼本体４０Ｃの径方向Ｄｒ外側の先端部との隙間を通り抜ける蒸気の漏れ流れＦＬｍを、中心軸方向Ｄａに沿った方向に流して、静翼傾斜部７７Ｃでそのまま受け入れることができる。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｍと静翼７とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００８１】
また、上述したような蒸気タービン１００及び動翼４によれば、動翼４の上流側に位置する静翼７とケーシング２との隙間を通り抜け、旋回成分のエネルギーを有していない蒸気の漏れ流れＦＬｓを、動翼傾斜部４８Ｃに沿わせることができる。これによって、蒸気の漏れ流れＦＬｓが動翼４に当たるときに生じる損失を抑えることができる。したがって、蒸気の漏れ流れＦＬｓを動翼４に沿わせて蒸気の主流ＦＭと良好に合流させることができ、蒸気の漏れ流れＦＬｓとの混合損失を低減し、蒸気タービン１００の効率を高めることができる。
【００８２】
また、動翼傾斜部４８Ｃの端部４８ｓは、静翼キャビティ８に対して中心軸方向Ｄａにおいて対向するよう設けられている。このように構成することで、静翼キャビティ８と静翼本体７０Ｃの径方向Ｄｒ内側の先端部との隙間を通り抜ける蒸気の漏れ流れＦＬｓを、中心軸方向Ｄａに沿った方向に流して、動翼傾斜部４８Ｃでそのまま受け入れることができる。これにより、蒸気の漏れ流れＦＬｓと動翼４とが衝突する時の損失を有効に抑えることができる。
【００８３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。即ち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、動翼４に形成した動翼傾斜部４８Ａ，４８Ｃと、静翼７に形成した静翼傾斜部７７Ａ，７７Ｃと、の双方を備えるようにしたが、何れか一方のみを少なくとも備えていれば良い。
【００８４】
また、上記各実施形態では、軸流回転機械として蒸気タービンを適用した例に基づいて説明した。しかしながら、軸流回転機械の態様は蒸気タービンに限定されず、ガスタービンや航空機用のジェットエンジン等、他の装置を軸流回転機械として適用することが可能である。
【００８５】
また、上述した実施形態、及び各変形例の構成は、適宜組み合わせてよい。
【符号の説明】
【００８６】
１  回転軸
１Ｓ  外周面
２  ケーシング
２Ｓ  内周面
３  動翼段
４  動翼
５  軸受装置
５Ａ  ジャーナル軸受
５Ｂ  スラスト軸受
６  静翼段
７  静翼
８  静翼キャビティ
１０  吸気口
１１  排気口
２０  動翼キャビティ
２７  凹部
４０Ａ、４０Ｃ  動翼本体
４１  動翼シュラウド
４２  動翼側フィン
４３  プラットフォーム
４４Ａ  動翼第一形状部
４４Ｂ、４４Ｃ  動翼第二形状部
４５  動翼前縁部（動翼第一縁部）
４６  動翼後縁部（動翼第二縁部）
４７  動翼中間部
４８Ａ、４８Ｃ  動翼傾斜部
４８ｓ  端部
７０Ａ、７０Ｃ  静翼本体
７１  静翼シュラウド
７２  静翼側フィン
７３Ａ  静翼第一形状部
７３Ｂ、７３Ｃ  静翼第二形状部
７４  静翼前縁部（静翼第一縁部）
７５  静翼後縁部（静翼第二縁部）
７６  静翼中間部
７７Ａ、７７Ｃ  静翼傾斜部
７７ｓ  端部
８７  凹部
１００  蒸気タービン
Ａｃ  中心軸
Ｄａ  中心軸方向
Ｄｋ  傾斜方向
Ｄｍ  傾斜方向
Ｄｒ  径方向
ＦＭ  主流
ＦＬｍ  動翼とケーシングとの隙間の漏れ流れ
ＦＬｓ  静翼と回転軸との隙間の漏れ流れ
Ｈｔ、Ｈｕ  翼高さ
Ｒ  回転方向
Ｒｚ  回転方向と反対方向
【図１】
2018138764.tif 000003
【図２】
2018138764.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018138764.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018138764.tif 000009