(57)【要約】【課題】ドレンを回収するための空間を翼本体の内部に容易に形成する。【解決手段】蒸気タービン翼の製造方法は、背側板材と、腹側板材とを準備する準備工程Ｓ２と、翼本体の内部で翼高さ方向に延びている第一ドレン流路を形成する第一ドレン流路形成面と、前記第一ドレン流路よりも前縁部側で前記翼高さ方向に延びている第二ドレン流路を形成する第二ドレン流路形成面とを、前記背側板材及び前記腹側板材の少なくとも一方に形成する加工工程Ｓ３と、前記背側板材と前記腹側板材とを接合する接合工程Ｓ４とを含む。接合工程Ｓ４は、前記第二ドレン流路形成面と前記第一ドレン流路形成面との間で前記背側板材と前記腹側板材とを接合し、前記第二ドレン流路と前記第一ドレン流路とが互いに独立した状態となるように仕切る仕切部を形成する。【選択図】図６
2019044722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼高さ方向に延びる翼面を有する翼本体の内部で前記翼高さ方向に延びている第一ドレン流路と、前記翼本体の内部の前記第一ドレン流路よりも前記翼本体の前縁部側で前記翼高さ方向に延びている第二ドレン流路と、前記翼面で開口している第一吸込口及び第二吸込口と、前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させる第一連通路と、前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させる第二連通路とを有する蒸気タービン翼の製造方法であって、
前記翼面として凸面状の背側面を形成可能な背側板材と、前記翼面として凹面状の腹側面を形成可能な腹側板材とを準備する準備工程と、
前記背側板材及び前記腹側板材を加工する加工工程と、
前記第一ドレン流路及び前記第二ドレン流路を前記背側板材と前記腹側板材との間に形成するように、前記背側板材と前記腹側板材とを接合する接合工程とを含み、
前記加工工程は、
前記背側板材及び前記腹側板材の一部を削って除去する除去工程と、
前記背側板材及び前記腹側板材を曲げる曲げ工程とを含み、
前記除去工程では、前記第一ドレン流路を形成する第一ドレン流路形成面と、前記第二ドレン流路を形成する第二ドレン流路形成面とが、前記背側板材及び前記腹側板材の両方に形成され、
前記曲げ工程では、前記背側板材に前記背側面が形成され、前記腹側板材に前記腹側面が形成され、
前記接合工程では、前記第二ドレン流路形成面と前記第一ドレン流路形成面との間で前記背側板材と前記腹側板材とを接合し、前記第二ドレン流路と前記第一ドレン流路とが互いに独立した状態となるように仕切る仕切部を形成する蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項２】
前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第一ドレン流路形成面が形成される請求項１に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項３】
前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第一連通路を形成する第一連通路形成面が形成される請求項１または請求項２に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項４】
前記除去工程では、前記第一吸込口を形成する第一吸込口形成面として、前記背側板材が前記腹側板材と接合される際に、前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面から窪む第一吸込口背側形成面が形成され、
前記接合工程では、前記第一吸込口背側形成面と前記腹側板材の後縁部側の端面との間に前記第一吸込口を形成するように前記背側板材と前記腹側板材とが接合される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項５】
前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第二ドレン流路形成面が形成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項６】
前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第二連通路を形成する第二連通路形成面が形成される請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項７】
前記除去工程では、前記第二吸込口を形成する第二吸込口形成面として、前記腹側板材が前記背側板材と接合される際に、前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面から窪む第二吸込口腹側形成面が形成され、
前記接合工程では、前記第二吸込口腹側形成面と前記背側板材の前縁部側の端面との間に前記第二吸込口を形成するように前記腹側板材と前記背側板材とが接合される請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項８】
前記曲げ工程では、前記背側面及び前記腹側面とともに、前記第二ドレン流路形成面が形成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼の製造方法。
【請求項９】
翼高さ方向に延びる翼面を有する翼本体を備え、
前記翼本体は、
前記翼面として凸面状の背側面を形成している背側板材と、
前記翼面として凹面状の腹側面を形成している腹側板材と、
前記背側板材と前記腹側板材とを接合している複数の接合部と、
前記背側板材と前記腹側板材との間で前記翼高さ方向に延びている第一ドレン流路と、
前記背側板材と前記腹側板材との間で前記翼高さ方向に延び、前記第一ドレン流路よりも前記翼本体の前縁部側に形成されている第二ドレン流路と、
前記翼面で開口している第一吸込口及び第二吸込口と、
前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させている第一連通路と、
前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させている第二連通路と、
前記第二ドレン流路と前記第一ドレン流路とを前記翼本体の内部で互いに独立した状態となるように仕切る仕切部と、を有し、
前記接合部の一つが、前記仕切部を形成している蒸気タービン翼。
【請求項１０】
前記第一吸込口は、前記翼面のうち、凹面状の腹側面に形成されている請求項９に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１１】
前記第一ドレン流路は、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面と、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面とにそれぞれ形成された第一ドレン流路形成面によって前記背側板材と前記腹側板材との間に形成され、
前記第一ドレン流路形成面は、前記背側板材内側面及び前記腹側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されている請求項９又は請求項１０に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１２】
前記第一連通路は、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面と、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面とにそれぞれ形成された第一連通路形成面によって前記背側板材と前記腹側板材との間に形成され、
前記第一連通路形成面は、前記背側板材内側面及び前記腹側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されている請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１３】
前記第一吸込口は、
前記翼高さ方向に延びて前記翼面で開口し、
前記背側板材において、前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面から窪む第一吸込口背側形成面と、前記腹側板材の後縁部側の端面とによって形成され、
前記第一連通路は、前記翼高さ方向に互いに離れて複数形成され、かつ、互いに独立した状態で前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させている請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１４】
前記第二吸込口は、前記翼面のうち、凸面状の背側面に形成されている請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１５】
前記第二吸込口は、前記翼高さ方向における前記翼面の上半分領域に形成されている請求項９から請求項１４のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１６】
前記第二ドレン流路は、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面と、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面とにそれぞれ形成された第二ドレン流路形成面によって前記腹側板材と前記背側板材との間に形成され、
前記第二ドレン流路形成面は、前記腹側板材内側面及び前記背側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されている請求項９から請求項１５のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１７】
前記第二連通路は、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面と、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面とにそれぞれ形成された第二連通路形成面によって前記腹側板材と前記背側板材との間に形成され、
前記第二連通路形成面は、前記腹側板材内側面及び前記背側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されている請求項９から請求項１６のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１８】
前記第二吸込口は、前記腹側板材において、前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面から窪む第二吸込口腹側形成面と、
前記背側板材の前縁部側の端面とによって形成されている請求項９から請求項１７のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１９】
前記第二吸込口は、前記翼高さ方向に延びて前記翼面で開口し、
前記第二連通路は、前記翼高さ方向に互いに離れて複数形成され、かつ、互いに独立した状態で前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させている請求項９から請求項１８のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項２０】
軸線を中心として回転するロータ軸と、
前記ロータ軸を囲むように配置される請求項９から請求項１９のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼と、を備える蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービン翼の製造方法、蒸気タービン翼、及び蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、機械駆動用などに用いられ、回転可能に支持されたロータと、ロータを覆うケーシングとを有している。蒸気タービンは、ロータに対して作動流体としての蒸気が供給されることによって回転駆動される。蒸気タービンは、ロータに動翼が設けられ、ロータを覆うケーシングに静翼が設けられている。蒸気タービンの蒸気流路には、動翼と静翼とが交互に複数段配設されて構成されている。蒸気流路に蒸気が流れることで、静翼により蒸気の流れが整流され、動翼を介してロータが回転駆動される。
【０００３】
蒸気タービンでは、その最終段に近づくにしたがって圧力が非常に低くなっていく。そのため、流通する蒸気はやがて飽和蒸気圧に達し、液化した微細な水滴（水滴核）を含む湿り蒸気状態となっている。この微細な水滴（ドレン）の多くは、蒸気とともに翼列間を通過していくが、一部は慣性によって翼面に付着していくことで、翼面上で液膜を形成する。液膜は翼の後縁まで移動した後、再び蒸気流中に飛散し粗大な水滴となる。この粗大な水滴は、動翼と大きな相対速度で衝突することで、動翼表面にエロージョンを発生させることが知られている。
【０００４】
特許文献１には、腹側の翼表面に腹側スリットが形成され、背側の翼表面に背側スリットが形成された静翼が記載されている。この静翼では、静翼の内部に内側シュラウドから外側シュラウドまで貫通する二つの独立した中空空洞が形成されている。腹側スリット及び背側スリットは、それぞれ別の中空空洞に連通されている。これにより、回収したドレンが翼表面に再流出することを抑え、ドレンの回収効率を向上させている。
【０００５】
特許文献１に記載された静翼では、二つの独立した中空空洞を内部に形成する必要が有る。静翼自体が鋳造で形成される場合、中空空洞は中子等を用いて翼面と同時に成形するか、ドリル等を用いて後加工で形成することとなる。板材からの削り出しで静翼が形成される場合も、ドリル等を用いて後加工で形成することとなる。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３６５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、静翼の翼面の形状が複雑な場合には、内部に形成される空洞の形状も複雑になり、ドレンを回収する空間を中子によって翼本体の内部に形成することが難しい。また、静翼の後縁部等の板厚の薄い領域には、内部の中空部分を後加工で形成することが難しい。そのため、ドレンを回収するための空間を翼本体の内部に形成する際の加工難度を低減することが望まれている。
【０００８】
本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、ドレンを回収するための空間を翼本体の内部に容易に形成することが可能な蒸気タービン翼の製造方法、蒸気タービン翼、及び蒸気タービン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】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における蒸気タービン翼の製造方法は、翼高さ方向に延びる翼面を有する翼本体の内部で前記翼高さ方向に延びている第一ドレン流路と、前記翼本体の内部の前記第一ドレン流路よりも前記翼本体の前縁部側で前記翼高さ方向に延びている第二ドレン流路と、前記翼面で開口している第一吸込口及び第二吸込口と、前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させる第一連通路と、前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させる第二連通路とを有する蒸気タービン翼の製造方法であって、前記翼面として凸面状の背側面を形成可能な背側板材と、前記翼面として凹面状の腹側面を形成可能な腹側板材とを準備する準備工程と、前記背側板材及び前記腹側板材を加工する加工工程と、前記第一ドレン流路及び前記第二ドレン流路を前記背側板材と前記腹側板材との間に形成するように、前記背側板材と前記腹側板材とを接合する接合工程とを含み、前記加工工程は、前記背側板材及び前記腹側板材の一部を削って除去する除去工程と、前記背側板材及び前記腹側板材を曲げる曲げ工程とを含み、前記除去工程では、前記第一ドレン流路を形成する第一ドレン流路形成面と、前記第二ドレン流路を形成する第二ドレン流路形成面とが、前記背側板材及び前記腹側板材の両方に形成され、前記曲げ工程では、前記背側板材に前記背側面が形成され、前記腹側板材に前記腹側面が形成され、前記接合工程では、前記第二ドレン流路形成面と前記第一ドレン流路形成面との間で前記背側板材と前記腹側板材とを接合し、前記第二ドレン流路と前記第一ドレン流路とが互いに独立した状態となるように仕切る仕切部を形成する。
【００１０】
このような構成によれば、事前に平板状の背側板材や腹側板材に加工を施すことで、翼本体の最終的な形状の影響を受けずに加工できる。そのため、第一ドレン流路形成面及び第二ドレン流路形成面は、平板状の背側板材や腹側板材を加工するだけで形成できる。その結果、第一ドレン流路形成面及び第二ドレン流路形成面の加工が容易になる。また、第一ドレン流路形成面及び第二ドレン流路形成面によって第一ドレン流路及び第二ドレン流路が形成される。そのため、翼本体が薄い場合や翼面が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体の最終的な形状が内部に加工を施すことが難しい形状であっても、第一ドレン流路及び第二ドレン流路を翼本体の内部に容易に形成できる。さらに、第一ドレン流路を形成するために、背側板材及び腹側板材以外の別の部材を新たに準備する必要が無い。その結果、翼本体を形成する部品点数を削減することができ、翼本体の製造コストを低減することができる。
【００１１】
また、本発明の第二の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一の態様において、前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第一ドレン流路形成面が形成されてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、背側板材及び腹側板材の少なくとも一方から窪むように第一ドレン流路形成面を形成することで、背側板材及び腹側板材の板厚を厚くすることなく、第一ドレン流路をより大きく形成することができる。
【００１３】
また、本発明の第三の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一又は第二の態様において、前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第一連通路を形成する第一連通路形成面が形成されてもよい。
【００１４】
このような構成によれば、第一連通路形成面は、平板状の背側板材又は腹側板材の表面に加工するだけで形成できる。そのため、第一連通路形成面の加工が容易になる。また、第一連通路形成面によって背側板材と腹側板材との間に第一連通路が形成される。そのため、第一連通路を翼本体の内部に容易に形成できる。
【００１５】
また、本発明の第四の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記除去工程では、前記第一吸込口を形成する第一吸込口形成面として、前記背側板材が前記腹側板材と接合される際に、前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面から窪む第一吸込口背側形成面が形成され、前記接合工程では、前記第一吸込口背側形成面と前記腹側板材の後縁部側の端面との間に前記第一吸込口を形成するように前記背側板材と前記腹側板材とが接合されてもよい。
【００１６】
また、本発明の第五の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一から第四の態様のいずれか一つにおいて、前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第二ドレン流路形成面が形成されてもよい。
【００１７】
また、本発明の第六の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一から第五の態様のいずれか一つにおいて、前記除去工程では、前記背側板材と前記腹側板材とが接合される際に、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面、及び、前記腹側面において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面の少なくとも一方から窪むように、前記第二連通路を形成する第二連通路形成面が形成されてもよい。
【００１８】
また、本発明の第七の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一から第六の態様のいずれか一つにおいて、前記除去工程では、前記第二吸込口を形成する第二吸込口形成面として、前記腹側板材が前記背側板材と接合される際に、前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面から窪む第二吸込口腹側形成面が形成され、前記接合工程では、前記第二吸込口腹側形成面と前記背側板材の前縁部側の端面との間に前記第二吸込口を形成するように前記腹側板材と前記背側板材とが接合されてもよい。
【００１９】
また、本発明の第八の態様における蒸気タービン翼の製造方法では、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記曲げ工程では、前記背側面及び前記腹側面とともに、前記第二ドレン流路形成面が形成されてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、第二ドレン流路を形成するために、背側板材及び腹側板材以外の別の部材を新たに準備する必要が無い。その結果、翼本体を形成する部品点数を削減することができ、翼本体の製造コストを低減することができる。
【００２１】
また、本発明の第九の態様における蒸気タービン翼は、翼高さ方向に延びる翼面を有する翼本体を備え、前記翼本体は、前記翼面として凸面状の背側面を形成している背側板材と、前記翼面として凹面状の腹側面を形成している腹側板材と、前記背側板材と前記腹側板材とを接合している複数の接合部と、前記背側板材と前記腹側板材との間で前記翼高さ方向に延びている第一ドレン流路と、前記背側板材と前記腹側板材との間で前記翼高さ方向に延び、前記第一ドレン流路よりも前記翼本体の前縁部側に形成されている第二ドレン流路と、前記翼面で開口している第一吸込口及び第二吸込口と、前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させている第一連通路と、前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させている第二連通路と、前記第二ドレン流路と前記第一ドレン流路とを前記翼本体の内部で互いに独立した状態となるように仕切る仕切部と、を有し、前記接合部の一つが、前記仕切部を形成している。
【００２２】
このような構成によれば、第一ドレン流路と第二ドレン流路とが仕切部で互いに独立していることで、第一吸込口と第二吸込口とが翼本体の内部で連通してしまうことを防ぐことができる。これにより、第一吸込口を介して回収したドレンが、翼本体の内部を通って、圧力の低い背側面に形成された第二吸込口から流出してしまうことを防ぐことができる。また、加工を施すことが難しい形状の翼本体であっても、二枚の板材を事前に加工した上で仕切部を形成するように接合することで、翼本体の内部で翼高さ方向に延びる二つの空間を独立した状態で容易に形成することができる。そのため、翼本体の最終的な形状による加工難度の影響を抑えて、第一ドレン流路及び第二ドレン流路を形成することができる。
【００２３】
また、本発明の第十の態様における蒸気タービン翼では、第九の態様において、前記第一吸込口は、前記翼面のうち、凹面状の腹側面に形成されていてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、腹側面に付着したドレンを回収することができる。
【００２５】
また、本発明の第十一の態様における蒸気タービン翼では、第九または第十の態様において、前記第一ドレン流路は、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面と、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面とにそれぞれ形成された第一ドレン流路形成面によって前記背側板材と前記腹側板材との間に形成され、前記第一ドレン流路形成面は、前記背側板材内側面及び前記腹側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されていてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、背側板材及び腹側板材の少なくとも一方から窪むように第一ドレン流路形成面を形成することで、背側板材及び腹側板材の板厚を厚くすることなく、第一ドレン流路をより大きく形成することができる。
【００２７】
また、本発明の第十二の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十一の態様のいずれか一つにおいて、前記第一連通路は、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面と、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面とにそれぞれ形成された第一連通路形成面によって前記背側板材と前記腹側板材との間に形成され、前記第一連通路形成面は、前記背側板材内側面及び前記腹側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されていてもよい。
【００２８】
このような構成によれば、第一連通路形成面は、平板状の背側板材又は腹側板材の表面に加工するだけで形成できる。そのため、第一連通路形成面の加工が容易になる。また、第一連通路形成面によって背側板材と腹側板材との間に第一連通路が形成される。そのため、第一連通路を翼本体の内部に容易に形成できる。
【００２９】
また、本発明の第十三の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十二の態様のいずれか一つにおいて、前記第一吸込口は、前記翼高さ方向に延びて前記翼面で開口し、前記背側板材において、前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面から窪む第一吸込口背側形成面と、前記腹側板材の後縁部側の端面とによって形成され、前記第一連通路は、前記翼高さ方向に互いに離れて複数形成され、かつ、互いに独立した状態で前記第一吸込口と前記第一ドレン流路とを連通させていてもよい。
【００３０】
このような構成によれば、第一吸込口の延びる翼高さ方向に翼面の周囲で圧力差が生じていても、第一連通路内のドレンが、圧力差に応じて翼高さ方向に移動することを抑えられる。その結果、圧力の高い部分に位置する第一吸込口から第一連通路に一度引き込んだドレンが、圧力の低い部分に位置する第一吸込口から再び外部に流出してしまうことを抑えられる。したがって、第一吸込口から一度回収したドレンが外部に流出することを抑えることができる。
【００３１】
また、本発明の第十四の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十三の態様のいずれか一つにおいて、前記第二吸込口は、前記翼面のうち、凸面状の背側面に形成されていてもよい。
【００３２】
また、本発明の第十五の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十四の態様のいずれか一つにおいて、前記第二吸込口は、前記翼高さ方向における前記翼面の上半分領域に形成されていてもよい。
【００３３】
また、本発明の第十六の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十五の態様のいずれか一つにおいて、前記第二ドレン流路は、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面と、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面とにそれぞれ形成された第二ドレン流路形成面によって前記腹側板材と前記背側板材との間に形成され、前記第二ドレン流路形成面は、前記腹側板材内側面及び前記背側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されていてもよい。
【００３４】
また、本発明の第十七の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十六の態様のいずれか一つにおいて、前記第二連通路は、前記腹側板材において前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面と、前記背側板材において前記背側面よりも前記腹側板材側に位置する背側板材内側面とにそれぞれ形成された第二連通路形成面によって前記腹側板材と前記背側板材との間に形成され、前記第二連通路形成面は、前記腹側板材内側面及び前記背側板材内側面の少なくとも一方から窪んで形成されていてもよい。
【００３５】
また、本発明の第十八の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十七の態様のいずれか一つにおいて、前記第二吸込口は、前記腹側板材において、前記腹側面よりも前記背側板材側に位置する腹側板材内側面から窪む第二吸込口腹側形成面と、前記背側板材の前縁部側の端面とによって形成されていてもよい。
【００３６】
また、本発明の第十九の態様における蒸気タービン翼では、第九から第十八の態様のいずれか一つにおいて、前記第二吸込口は、前記翼高さ方向に延びて前記翼面で開口し、前記第二連通路は、前記翼高さ方向に互いに離れて複数形成され、かつ、互いに独立した状態で前記第二吸込口と前記第二ドレン流路とを連通させていてもよい。
【００３７】
また、本発明の第二十の態様における蒸気タービンは、軸線を中心として回転するロータ軸と、前記ロータ軸を囲むように配置される第九から第十九の態様のいずれか一つの蒸気タービン翼と、を備える。
【００３８】
このような構成によれば、蒸気タービン翼でドレンを効率良く回収でき、蒸気タービンを効率的に運転させることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、ドレンを回収するための空間を翼本体の内部に容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の蒸気タービンの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の蒸気タービンにおけるドレンの流通状態を示す蒸気タービンの縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態における静翼の翼高さ方向に広がる仮想平面での断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態における静翼の翼本体の翼高さ方向と直交する仮想平面での断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態における静翼の後縁端部を説明する要部斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における蒸気タービン翼の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第一実施形態における背側板材の断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態における腹側板材の断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態の第一変形例における静翼の後縁端部を説明する要部斜視図である。
【図１０】本発明の第一実施形態の第二変形例における静翼の後縁端部を説明する要部斜視図である。
【図１１】本発明の第一実施形態の第三変形例における静翼の翼高さ方向と直交する仮想平面での断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態における静翼の翼本体の翼高さ方向と直交する仮想平面での断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態における背側板材の断面図である。
【図１４】本発明の第二実施形態における腹側板材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
《第一実施形態》
以下、本発明に係る第一実施形態について図を参照して説明する。
蒸気タービン１００は、蒸気Ｓのエネルギーを回転動力として取り出す回転機械である。本実施形態の蒸気タービン１００は、低圧タービンである。蒸気タービン１００は、図１に示すように、ケーシング１と、静翼２と、ロータ３と、軸受部４と、を備えている。
【００４２】
なお、以下では、ロータ３の軸線Ａｃが延びている方向を軸方向Ｄａとする。また、軸線Ａｃに対する周方向を単に周方向Ｄｃとする。また、軸線Ａｃ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（第一側）を上流側、軸方向Ｄａの他方側（第二側）を下流側とする。
【００４３】
ケーシング１は、内部の空間が気密に封止されているとともに、蒸気Ｓの流路が内部に形成されている。ケーシング１は、径方向Ｄｒの外側からロータ３を覆っている。ケーシング１には、上流側部分にケーシング１内に蒸気Ｓを導く蒸気入口１１が形成されている。ケーシング１には、下流側部分にケーシング１内を通った蒸気Ｓを外部に排出する蒸気出口１２が形成されている。
【００４４】
静翼２は、ロータ３の周方向Ｄｃに沿って並んでケーシング１の内側を向く面に複数設けられている。静翼２は、ロータ３に対して径方向Ｄｒに間隔を空けて配置されている。静翼２は、後述する動翼６と軸方向Ｄａに間隔を空けて配置されている。
【００４５】
ロータ３は、軸線Ａｃを中心として回転する。ロータ３は、ロータ軸５と、動翼６とを有する。
【００４６】
ロータ軸５は、軸線Ａｃを中心として回転可能とされている。ロータ軸５は、ケーシング１を貫通するように軸方向Ｄａに延びている。ロータ軸５の動翼６が設けられた中間部分は、ケーシング１の内部に収容されている。ロータ軸５の両端部は、ケーシング１の外部に突出している。ロータ軸５の両端部は、軸受部４により回転可能に支持されている。
【００４７】
軸受部４は、ロータ３を軸線Ａｃ回りに回転可能に支持している。軸受部４は、ロータ軸５の両端部にそれぞれ設けられたジャーナル軸受４１と、ロータ軸５の一端側に設けられたスラスト軸受４２と、を備えている。
【００４８】
動翼６は、ロータ軸５を囲むように周方向Ｄｃに複数並んで配置されている。複数の動翼６は、環状をなしてロータ軸５の外周面に配置されている。動翼６は、ロータ３の軸方向Ｄａに流れる蒸気Ｓを受けて軸線Ａｃ回りにロータ軸５を回転させる。
【００４９】
ここで、本実施形態の蒸気タービン翼として静翼２を例に挙げて説明する。なお、蒸気タービン翼は、静翼２であることに限定されるものではなく、動翼６であってもよい。
【００５０】
静翼２は、図２に示すように、環状に並んで相互に連結されることで１つの静翼環を形成している。静翼２は、ロータ軸５を囲むように周方向Ｄｃに複数配置されている。本実施形態の静翼２は、図２及び図３に示すように、翼本体７と、内側シュラウド２１と、外側シュラウド２２とを有している。
【００５１】
翼本体７は、図３及び図４に示すように、断面が翼形状をなして翼高さ方向Ｄ１を径方向Ｄｒとして延びている。翼本体７は、翼高さ方向Ｄ１に延びる翼面７０を有している。翼本体７は、翼高さ方向Ｄ１から見た際に、背側の翼面７０である背側面７０１が凸面状に形成されている。翼本体７は、翼高さ方向Ｄ１から見た際に、腹側の翼面７０である腹側面７０２が凹面状に形成されている。翼本体７は、背側面７０１及び腹側面７０２が接続される翼弦方向Ｄ２の前方側の端部が前縁部７ａを形成している。翼本体７は、背側面７０１及び腹側面７０２が接続される翼弦方向Ｄ２の後方側の端部が後縁部７ｂを形成している。翼本体７は、翼厚方向Ｄ３を周方向Ｄｃとして、離れて複数並んでいる。
【００５２】
ここで、翼本体７の翼高さ方向Ｄ１は、翼本体７の延びている方向である。また、翼本体７の翼弦方向Ｄ２は、本実施形態における翼高さ方向Ｄ１と直交する方向であって、翼本体７の翼弦の延びる方向を含む前縁部７ａ側の端部と後縁部７ｂ側の端部とを結んだ仮想線と平行な方向とする。翼本体７の翼厚方向Ｄ３は、本実施形態における翼高さ方向Ｄ１及び翼弦方向Ｄ２と直交する方向とする。
【００５３】
内側シュラウド２１は、図２及び図３に示すように、複数の翼本体７を翼高さ方向Ｄ１の基端部側で連結している。本実施形態の内側シュラウド２１は、軸方向Ｄａから見た際に、円弧状をなしている。内側シュラウド２１は、後述するドレンを排出するための内側排出流路２１０が内部に形成されている。内側排出流路２１０は、不図示の復水器に接続されることで、負圧（例えば、真空）とされている。
【００５４】
外側シュラウド２２は、複数の翼本体７を翼高さ方向Ｄ１の先端部側で連結している。したがって、外側シュラウド２２は、内側シュラウド２１に対して、翼本体７を挟んで翼高さ方向Ｄ１の反対側に配置されている。本実施形態の外側シュラウド２２は、軸方向Ｄａから見た際に、円弧状をなしている。外側シュラウド２２は、後述するドレンを排出するための外側排出流路２２０が内部に形成されている。外側排出流路２２０は、不図示の復水器に接続されることで、負圧（例えば、真空）とされている。
【００５５】
静翼２では、図２に示すように、蒸気Ｓが流れる主流路Ｃ１が、隣り合う翼本体７と、内側シュラウド２１と、外側シュラウド２２とで形成されている。主流路Ｃ１は、図１に示すように、蒸気入口１１と蒸気出口１２とで挟まれたケーシング１の内部の空間である。翼本体７は、蒸気Ｓが流通する主流路Ｃ１内に配置されている。内側シュラウド２１の径方向Ｄｒの外側を向く面が、環状の主流路Ｃ１の径方向Ｄｒの内側の位置を画定している。外側シュラウド２２の径方向Ｄｒの内側を向く面が、環状の主流路Ｃ１の径方向Ｄｒの外側の位置を画定している。
【００５６】
また、本実施形態の翼本体７は、図４に示すように、背側板材７１と、腹側板材７２と、複数の接合部７３とを有している。
【００５７】
背側板材７１は、翼面７０として凸面状の背側面７０１を形成している。背側板材７１は、板状の部材であって、翼本体７の内部に空間を形成するように湾曲している。背側面７０１は、背側板材７１が腹側板材７２に接合される際に、外側を向く面である。また、背側板材７１において、背側板材７１が腹側板材７２に接合される際に、翼本体７の内部に空間を形成する面であって、背側面７０１よりも腹側板材７２側に位置する面が背側板材内側面７１ａである。本実施形態の背側板材７１は、背側板材内側面７１ａが後縁部７ｂにおける腹側面７０２の一部を形成することで、後縁部７ｂの端部を形成している。
【００５８】
腹側板材７２は、翼面７０として凹面状の腹側面７０２を形成している。腹側板材７２は、板状の部材であって、背側板材７１とともに翼本体７の内部に空間を形成するように湾曲している。腹側面７０２は、腹側板材７２が背側板材７１に接合される際に、外側を向く面である。また、腹側板材７２において、腹側板材７２が背側板材７１に接合される際に、翼本体７の内部に空間を形成する面であって、腹側面７０２よりも背側板材７１側に位置する面が腹側板材内側面７２ａである。
【００５９】
接合部７３は、背側板材７１と腹側板材７２とを接合している。本実施形態の接合部７３は、ろう付けによって背側板材７１と腹側板材７２とを接合している部分であり、銀ロウが凝固することで形成されている。接合部７３は、翼高さ方向Ｄ１に隙間なく背側板材７１と腹側板材７２とを接合している。本実施形態の翼本体７では、接合部７３は、前縁部７ａと、後縁部７ｂと、後述する仕切部８０とのように、翼弦方向Ｄ２に離れた複数の箇所に設けられている。
【００６０】
なお、接合部７３は、ろう付けによって接合する構造に限定されるものではなく、背側板材７１と腹側板材７２とを接合していればよい。接合部７３は、例えば、溶接された状態で接合していてもよい。
【００６１】
また、本実施形態の翼本体７は、第一吸込口７４と、第一ドレン流路７５と、第一連通路７６と、第二ドレン流路７７と、第二吸込口７８と、第二連通路７９と、仕切部８０と、を有している。
【００６２】
第一吸込口７４は、翼高さ方向Ｄ１に延びて翼面７０で開口している。本実施形態の第一吸込口７４は、腹側面７０２のみに形成されている。第一吸込口７４は、翼高さ方向Ｄ１における腹側面７０２の上半分領域に形成されている。ここで、上半分領域とは、翼高さ方向Ｄ１の中心位置よりも外側シュラウド２２側の領域である。つまり、第一吸込口７４は、翼高さ方向Ｄ１に延びるように腹側面７０２の翼高さ方向Ｄ１の中心位置から外側シュラウド２２に向かって窪む一つの長い溝として形成されている。第一吸込口７４は、翼厚方向Ｄ３から腹側面７０２を見た際に、細長く翼高さ方向Ｄ１に延びる矩形状に形成されている。第一吸込口７４は、翼弦方向Ｄ２の中心よりも後縁部７ｂ側に形成されている。第一吸込口７４は、背側板材７１及び腹側板材７２の少なくとも一方に形成された第一吸込口形成面８１によって形成されている。本実施形態の第一吸込口７４は、図５に示すように、腹側板材７２の後縁部７ｂ側の端面７２ｂと、背側板材７１の背側板材内側面７１ａから窪む第一吸込口背側形成面８１ａとによって形成されている。したがって、本実施形態において、第一吸込口７４を形成する第一吸込口形成面８１は、腹側板材７２の後縁部７ｂ側の端面７２ｂと、背側板材７１の背側板材内側面７１ａに形成された第一吸込口背側形成面８１ａとである。
【００６３】
第一ドレン流路７５は、図４に示すように、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成される空間である。第一ドレン流路７５は、図３に示すように、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。第一ドレン流路７５は、内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２と連通するように翼本体７を貫通している。第一ドレン流路７５は、内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２の内部に形成された空間との接続部分に流路を狭くする絞り部７５１が形成されている。図４に示すように、第一ドレン流路７５は、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａにそれぞれ形成された第一ドレン流路形成面８２によって、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成されている。第一ドレン流路形成面８２は、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａの少なくとも一方から窪んで形成されている。本実施形態の第一ドレン流路７５は、背側板材内側面７１ａから凹曲面を形成するように窪む第一ドレン流路背側形成面８２ａと、腹側板材内側面７２ａから凹曲面を形成するように窪む第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとによって形成されている。本実施形態の第一ドレン流路背側形成面８２ａは、第一吸込口背側形成面８１ａから凹曲面を形成するように窪んでいる。したがって、本実施形態における第一ドレン流路７５を形成する第一ドレン流路形成面８２は、背側板材内側面７１ａに形成された第一ドレン流路背側形成面８２ａと、腹側板材内側面７２ａに形成されて第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとである。つまり、本実施形態の第一ドレン流路形成面８２は、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａの両方からそれぞれ窪んでいる。
【００６４】
第一連通路７６は、図５に示すように、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に互いに離れて複数形成されている。複数の第一連通路７６は、互いに独立した状態で第一吸込口７４と第一ドレン流路７５とを連通させている。つまり、複数の第一連通路７６は、第一吸込口７４と第一ドレン流路７５との間では互いに繋がらないように形成されている。第一連通路７６は、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成される空間である。第一連通路７６は、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａにそれぞれ形成された第一連通路形成面８３によって、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成されている。第一連通路形成面８３は、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａの少なくとも一方から窪んで形成されている。本実施形態の第一連通路７６は、第一吸込口背側形成面８１ａと、腹側板材７２の腹側板材内側面７２ａから角溝状をなして窪む第一連通路腹側形成面８３ｂとによって形成されている。したがって、本実施形態における第一連通路７６を形成する第一連通路形成面８３は、第一吸込口背側形成面８１ａの一部と、腹側板材内側面７２ａに形成された第一連通路腹側形成面８３ｂとである。つまり、本実施形態の第一連通路形成面８３は、腹側板材内側面７２ａのみから窪んでいる。
【００６５】
第二ドレン流路７７は、図４に示すように、第一ドレン流路７５よりも前縁部７ａ側に形成されている。第二ドレン流路７７は、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成される空間である。図３に示すように、第二ドレン流路７７は、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。第二ドレン流路７７は、内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２と連通するように翼本体７を貫通している。第二ドレン流路７７は、図４に示すように、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａにそれぞれ形成された第二ドレン流路形成面８４によって、背側板材７１と腹側板材７２との間に形成されている。本実施形態の第二ドレン流路７７は、背側板材７１が曲げられることで背側板材内側面７１ａに形成される第二ドレン流路背側形成面８４ａと、腹側板材７２が曲げられることで腹側板材内側面７２ａに形成される第二ドレン流路腹側形成面８４ｂとによって形成されている。したがって、本実施形態における第二ドレン流路７７を形成する第二ドレン流路形成面８４は、背側板材内側面７１ａの一部である第二ドレン流路背側形成面８４ａと、腹側板材内側面７２ａの一部である第二ドレン流路腹側形成面８４ｂとである。
【００６６】
第二吸込口７８は、背側面７０１で開口している。第二吸込口７８は、背側面７０１で翼高さ方向Ｄ１に延びて開口している。本実施形態の第二吸込口７８は、背側面７０１のみに形成されている。第二吸込口７８は、背側面７０１の翼高さ方向Ｄ１の上半分領域に形成されている。第二吸込口７８は、翼高さ方向Ｄ１に延びるように背側面７０１の翼高さ方向Ｄ１の中心位置から外側シュラウド２２に向かって窪む一つの長い溝として形成されている。第二吸込口７８は、翼厚方向Ｄ３から背側面７０１を見た際に、細長く翼高さ方向Ｄ１に延びる矩形状に形成されている。第二吸込口７８は、翼弦方向Ｄ２の中心よりも前縁部７ａ側に形成されている。
【００６７】
第二連通路７９は、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に離れて複数形成されている。第二連通路７９は、互いに独立した状態で第二吸込口７８と第二ドレン流路７７とを連通させている。本実施形態の第二連通路７９は、背側板材７１を貫通する貫通孔である。複数の第二連通路７９は、第二ドレン流路７７と第二吸込口７８との間では互いに繋がらないように離れて形成されている。
【００６８】
仕切部８０は、第一ドレン流路７５と第二ドレン流路７７とを翼本体７の内部で互いに独立させるように仕切っている。仕切部８０は、第一ドレン流路７５と第二ドレン流路７７との間で、背側板材７１と腹側板材７２とが接合されている領域である。仕切部８０は、翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって第一ドレン流路７５と第二ドレン流路７７とを隔離している。本実施形態の仕切部８０は、背側板材７１の背側板材内側面７１ａと腹側板材７２の腹側板材内側面７２ａとが接合された接合部７３によって形成されている。
【００６９】
次に、以上で説明した蒸気タービン翼（静翼２）の製造方法について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００７０】
蒸気タービン翼の製造方法Ｓ１は、図６に示すように、準備工程Ｓ２と、加工工程Ｓ３と、接合工程Ｓ４とを含む。
【００７１】
蒸気タービン翼の製造方法Ｓ１では、第一に、準備工程Ｓ２を実施する。準備工程Ｓ２では、翼面７０として凸面状の背側面７０１を形成可能な平板状の背側板材７１が準備される。準備工程Ｓ２では、翼面７０として凹面状の腹側面７０２を形成可能な平板状の腹側板材７２が準備される。準備工程Ｓ２で準備された背側板材７１及び腹側板材７２は、断面が矩形の平板状をなしている。
【００７２】
加工工程Ｓ３では、背側板材７１及び腹側板材７２が加工される。加工工程Ｓ３では、背側板材７１及び腹側板材７２の少なくとも一方に、第一吸込口７４を形成する第一吸込口形成面８１が形成される。加工工程Ｓ３では、背側板材７１及び腹側板材７２の両方に、第一ドレン流路７５を形成する第一ドレン流路形成面８２と、第一連通路７６を形成する第一連通路形成面８３とが形成される。加工工程Ｓ３では、背側板材７１に背側面７０１が形成される。加工工程Ｓ３では、腹側板材７２に腹側面７０２が形成される。加工工程Ｓ３では、第二ドレン流路７７を形成する第二ドレン流路形成面８４が背側板材７１及び腹側板材７２の両方に形成される。加工工程Ｓ３では、第二吸込口７８及び第二連通路７９が背側板材７１に形成される。
【００７３】
本実施形態の加工工程Ｓ３では、第一吸込口形成面８１として、第一吸込口背側形成面８１ａが形成される。加工工程Ｓ３では、第一ドレン流路形成面８２として、第一ドレン流路背側形成面８２ａと、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとが形成される。加工工程Ｓ３では、第一連通路形成面８３として、第一連通路腹側形成面８３ｂが形成される。加工工程Ｓ３では、第二ドレン流路形成面８４として、第二ドレン流路背側形成面８４ａと、第二ドレン流路腹側形成面８４ｂとが形成される。
【００７４】
また、本実施形態の加工工程Ｓ３は、背側板材７１及び腹側板材７２の一部を削って除去する除去工程Ｓ３１と、背側板材７１及び腹側板材７２を曲げる曲げ工程Ｓ３２とを含んでいる。
【００７５】
除去工程Ｓ３１では、図７及び図８に示すように、研削加工や切削加工によって背側板材７１及び腹側板材７２が削られて一部除去される。除去工程Ｓ３１では、第一吸込口形成面８１、第一ドレン流路形成面８２、第一連通路形成面８３、第二吸込口７８、及び第二連通路７９が形成される。除去工程Ｓ３１では、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａの少なくとも一方から窪むように、第一ドレン流路形成面８２が形成される。除去工程Ｓ３１では、背側板材内側面７１ａ及び腹側板材内側面７２ａの少なくとも一方から窪むように、第一連通路形成面８３が形成される。
【００７６】
具体的には、背側板材７１を加工する場合から説明する。図７に示すように、本実施形態の除去工程Ｓ３１では、背側板材７１を腹側板材７２に組み合わせた際に、前縁部７ａや後縁部７ｂや翼面７０が形作られるように、板状の背側板材７１から不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程Ｓ３１では、背側板材内側面７１ａを作業者が削ることで、第一吸込口形成面８１として、背側板材７１に第一吸込口背側形成面８１ａが形成される。除去工程Ｓ３１では、第一吸込口背側形成面８１ａの一部をさらに作業者が削ることで、背側板材７１に第一ドレン流路背側形成面８２ａが形成される。除去工程Ｓ３１では、背側面７０１が削られて第二吸込口７８が形成される。除去工程Ｓ３１では、第二吸込口７８と第二ドレン流路形成面８４とを連通させるように背側板材７１を貫通する第二連通路７９が形成される。
【００７７】
次に、腹側板材７２を加工する場合を説明する。図８に示すように、本実施形態の除去工程Ｓ３１では、背側板材７１を腹側板材７２に組み合わせた際に、前縁部７ａや後縁部７ｂや翼面７０が形作られるように、板状の腹側板材７２から不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程Ｓ３１では、腹側板材７２の後縁部７ｂ側を作業者が削ることで、第一吸込口形成面８１として、第一吸込口背側形成面８１ａの形状に対応した平滑な端面が形成される。除去工程Ｓ３１では、腹側板材内側面７２ａを作業者が削ることで、腹側板材７２に第一ドレン流路腹側形成面８２ｂが形成される。除去工程Ｓ３１では、腹側板材内側面７２ａを作業者が削ることで、腹側板材７２に第一連通路腹側形成面８３ｂが形成される。
【００７８】
曲げ工程Ｓ３２では、背側板材７１及び腹側板材７２を湾曲させて、背側板材７１及び腹側板材７２に所定の形状の翼面７０が形成される。したがって、曲げ工程Ｓ３２で背側板材７１及び腹側板材７２が曲げられることで、背側面７０１が凸面状に形成され、腹側面７０２が凹面状に形成される。曲げ工程Ｓ３２では、背側板材内側面７１ａが凹面状に曲げられることで、第二ドレン流路形成面８４として、背側板材７１に第二ドレン流路背側形成面８４ａが形成される。曲げ工程Ｓ３２では、腹側板材内側面７２ａが凸面状に曲げられることで、第二ドレン流路形成面８４として、腹側板材７２に第二ドレン流路腹側形成面８４ｂが形成される。
【００７９】
接合工程Ｓ４では、第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７を背側板材７１と腹側板材７２との間に形成するように、背側板材７１と腹側板材７２とが接合される。具体的には、接合工程Ｓ４では、前縁部７ａの端部で背側板材７１と腹側板材７２とが接合される。また、接合工程Ｓ４では、第一吸込口背側形成面８１ａと腹側板材７２の後縁部７ｂ側の端面７２ｂとの間に第一吸込口７４を形成するように背側板材７１と腹側板材７２とが接合される。また、接合工程Ｓ４では、第二ドレン流路形成面８４と第一ドレン流路形成面８２との間で背側板材７１と腹側板材７２とが接合される。これにより、接合工程Ｓ４では、第二ドレン流路７７と第一ドレン流路７５とが互いに独立するように仕切る仕切部８０が接合部７３として形成される。接合工程Ｓ４では、ろう付けによって背側板材７１と腹側板材７２とが接合される。
【００８０】
上記のような蒸気タービン１００では、図２に示すように、静翼２の翼本体７は、軸方向Ｄａの上流側から下流側に向かって蒸気Ｓが流通する主流路Ｃ１内に配置されている。この蒸気Ｓ中では、圧力低下とともに水滴が発生する。そのため、特に最も下流側の最終段付近では水滴が発生し易くなる。したがって、蒸気Ｓは、水滴を含んだ状態で主流路Ｃ１内を流通している。蒸気Ｓが腹側面７０２付近を流れる場合には、蒸気Ｓ中の水滴は、慣性によって微細な水滴として腹側面７０２に付着する。また、蒸気Ｓが背側面７０１付近を流れる場合には、蒸気Ｓ中の水滴は、慣性によって微細な水滴として背側面７０１に付着する。
【００８１】
水滴を含んだ蒸気Ｓが翼本体７に衝突することで、翼面７０には水滴（ドレン）が付着する。特に、腹側面７０２に付着したドレンは、図４に示すように、凹面状をなす腹側面７０２に沿って前縁部７ａ側から後縁部７ｂ側に向かって液膜を形成するように流れる。腹側面７０２に付着したドレンは、後縁部７ｂの端部に向かう途中で、第一吸込口７４に流れ込む。ここで、第一ドレン流路７５は、内側シュラウド２１の内側排出流路２１０や外側シュラウド２２の外側排出流路２２０を介して不図示の復水器に接続されていることで、真空状態となっている。そのため、第一吸込口７４に流れ込んだドレンは、翼高さ方向Ｄ１に離れて複数並んだ第一連通路７６に引き込まれて、第一ドレン流路７５に流入する。第一ドレン流路７５に流入したドレンは、図３に示すように、内側シュラウド２１又は外側シュラウド２２に向かう。その後、ドレンは、図２に示すように、内側シュラウド２１の内側排出流路２１０や外側シュラウド２２の外側排出流路２２０を介して復水器に送られる。なお、一部の第一吸込口７４や第二吸込口７８が形成されていない翼本体（鉛直方向の最も下方に位置する翼本体）では、内側排出流路２１０に溜まったドレンが負圧によって外側排出流路２２０に向かって翼本体の中を流れる。
【００８２】
また、図４に示すように、背側面７０１に付着したドレンは、凸面状をなす背側面７０１に沿って前縁部７ａ側から後縁部７ｂ側に向かって流れる。通常、背側面７０１に付着したドレンは、背側面７０１が凸面状をなしていることで、後縁部７ｂ側の端部に到達する前に背側面７０１から剥離してしまう。しかしながら、翼弦方向Ｄ２の中心よりも前縁部７ａ側に第二吸込口７８が形成されていることで、背側面７０１に付着したドレンは剥離する前に第二吸込口７８に流れ込む。ここで、第二ドレン流路７７は、第一ドレン流路７５と同様に、内側シュラウド２１の内側排出流路２１０や外側シュラウド２２の外側排出流路２２０を介して復水器に接続されていることで、真空状態となっている。そのため、第二吸込口７８に流れ込んだドレンは、翼高さ方向Ｄ１に離れて複数並んだ第二連通路７９に引き込まれて、第二ドレン流路７７に流入する。第二ドレン流路７７に流入したドレンは、図３に示すように、内側シュラウド２１又は外側シュラウド２２に向かう。その後、ドレンは、図２に示すように、第一ドレン流路７５から流れてきたドレンと内側シュラウド２１の内側排出流路２１０や外側シュラウド２２の外側排出流路２２０で合流し、復水器に送られる。
【００８３】
上記のような蒸気タービン翼の製造方法Ｓ１で製造された静翼２では、背側板材７１及び腹側板材７２の二枚の板材を接合することで翼本体７が形成されている。具体的には、除去工程Ｓ３１において、平板状の背側板材７１に第一吸込口背側形成面８１ａ及び第一ドレン流路背側形成面８２ａが形成されている。また、平板状の腹側板材７２に第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ及び第一連通路腹側形成面８３ｂが形成されている。さらに、曲げ工程Ｓ３２によって、背側板材７１に第二ドレン流路背側形成面８４ａが形成されている。また、平板状の腹側板材７２に第二ドレン流路腹側形成面８４ｂが形成されている。そして、曲げ工程Ｓ３２後の背側板材７１及び腹側板材７２を接合して組み合わせることで第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７が形成されている。このように、除去工程Ｓ３１や曲げ工程Ｓ３２で事前に平板状の背側板材７１や腹側板材７２に加工を施すことで、翼本体７の最終的な形状に影響を受けずに加工できる。そのため、第一吸込口背側形成面８１ａ、第一ドレン流路背側形成面８２ａ、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ、第一連通路腹側形成面８３ｂ、第二ドレン流路背側形成面８４ａ、及び第二ドレン流路腹側形成面８４ｂは、平板状の背側板材７１や腹側板材７２を加工するだけで形成できる。その結果、第一吸込口背側形成面８１ａ、第一ドレン流路背側形成面８２ａ、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ、第一連通路腹側形成面８３ｂ、第二ドレン流路背側形成面８４ａ、及び第二ドレン流路腹側形成面８４ｂの加工が容易になる。また、第一吸込口背側形成面８１ａ、第一ドレン流路背側形成面８２ａ、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ、第一連通路腹側形成面８３ｂ、第二ドレン流路背側形成面８４ａ、及び第二ドレン流路腹側形成面８４ｂの加工精度を向上させることができる。
【００８４】
さらに、高い精度で形成された第一吸込口背側形成面８１ａ、第一ドレン流路背側形成面８２ａ、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ、第一連通路腹側形成面８３ｂ、第二ドレン流路背側形成面８４ａ、及び第二ドレン流路腹側形成面８４ｂによって第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７が形成される。その結果、翼本体７が薄い場合や翼面７０が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体７が加工を施すことが難しい形状をしていても、翼本体７の最終的な形状による加工難度の影響を抑えて、第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７を翼本体７の内部に容易に形成できる。したがって、ドレンを回収するための空間を翼本体７の内部に容易に形成することができる。
【００８５】
また、二枚の板の表面を利用して第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７を形成することで、第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、及び第二ドレン流路７７を形成する位置や形状等の製造上の自由度を向上させることができる。
【００８６】
また、第一連通路腹側形成面８３ｂが腹側板材内側面７２ａから窪む溝として形成されている。これにより、第一連通路形成面８３は、平板状の腹側板材７２の表面に加工するだけで形成できる。そのため、第一連通路形成面８３の加工が容易になる。また、第一連通路形成面８３によって背側板材７１と腹側板材７２との間に第一連通路７６が形成される。そのため、第一連通路７６を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【００８７】
また、除去工程Ｓ３１において、第一吸込口背側形成面８１ａ、第一ドレン流路背側形成面８２ａ、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂ、第一連通路腹側形成面８３ｂ、及び第二連通路７９が背側板材７１及び腹側板材７２をそれぞれ削ることで形成されている。また、背側面７０１及び腹側面７０２を形成するタイミングで第二ドレン流路形成面８４が曲げ工程Ｓ３２で形成されている。そのため、第一吸込口７４、第一ドレン流路７５、第一連通路７６、第二ドレン流路７７、及び第二連通路７９を形成するために、背側板材７１及び腹側板材７２以外の別の部材を新たに準備する必要が無い。その結果、翼本体７を形成する部品点数を削減することができ、翼本体７の製造コストを低減することができる。
【００８８】
また、第一ドレン流路形成面８２として、背側板材内側面７１ａから窪む第一ドレン流路背側形成面８２ａと、腹側板材内側面７２ａから窪む第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとが形成されている。そのため、背側板材７１及び腹側板材７２の少なくとも一方から窪むように第一ドレン流路形成面８２を形成することで、背側板材７１及び腹側板材７２の板厚を厚くすることなく、第一ドレン流路７５をより大きく形成することができる。
【００８９】
また、平板状の背側板材７１や腹側板材７２の表面を加工するだけで第一ドレン流路形成面８２を形成できるため、第一ドレン流路形成面８２の加工が容易になる。さらに、第一ドレン流路背側形成面８２ａと第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとによって、背側板材７１と腹側板材７２との間に第一ドレン流路７５が形成される。したがって、第一ドレン流路７５を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【００９０】
特に、本実施形態のように第一ドレン流路背側形成面８２ａと、第一ドレン流路腹側形成面８２ｂとを両方形成することで、背側板材７１及び腹側板材７２のいずれか一方のみに第一ドレン流路形成面８２を形成する場合に比べて、第一ドレン流路形成面８２を形成する際の一枚当たりの窪ませる深さを抑えることができる。したがって、背側板材７１及び腹側板材７２の板厚が厚くなってしまうことを抑えることができる。
【００９１】
また、第二ドレン流路形成面８４は、平板状の背側板材７１や腹側板材７２に曲げ加工を施すだけで形成できる。その結果、第二ドレン流路形成面８４の加工が容易になる。また、第二ドレン流路形成面８４によって第二ドレン流路７７が形成される。そのため、翼本体７が薄い場合や翼面が複雑な三次元曲面で形成されている場合のように、翼本体７の最終的な形状が内部に加工を施すことが難しい形状であっても、第二ドレン流路７７を翼本体の内部に容易に形成できる。
【００９２】
また、第一ドレン流路７５と第二ドレン流路７７とを独立した状態とする仕切部８０が接合部７３によって形成されている。そのため、仕切部８０を別部材で形成したり、仕切部８０をドリルや放電加工等の後加工で削り出したりする作業が不要となる。したがって、二枚の板材を事前に加工した上で仕切部８０を形成するように接合することで、加工を施すことが難しい形状の翼本体７であっても、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に連通する二つの空間を独立した状態で容易に形成することができる。そのため、翼本体７の形状による加工難度の影響を抑えて、独立した第一ドレン流路７５及び第二ドレン流路７７を翼本体７の内部に形成することができる。つまり、第一ドレン流路７５及び第二ドレン流路７７を形成する位置や形状等の製造上の自由度をさらに向上させることができる。
【００９３】
また、第二吸込口７８に繋がる第二ドレン流路７７と、第一吸込口７４に繋がる第一ドレン流路７５とが仕切部８０によって翼本体７の内部で互いに独立している。そのため、第二吸込口７８と第一吸込口７４とが翼本体７の内部で連通してしまうことを防ぐことができる。これにより、背側面７０１よりも圧力の高い腹側面７０２から第一吸込口７４を介して回収したドレンが、翼本体７の内部を通って、圧力の低い背側面７０１に形成された第二吸込口７８から流出してしまうことを防ぐことができる。したがって、第一吸込口７４から一度回収したドレンが外部に流出することを抑えることができ、翼面７０に付着したドレンを効率良く除去することができる。
【００９４】
また、複数の第一連通路７６が、独立した状態で翼高さ方向Ｄ１に離れて形成されている。そのため、第一吸込口７４の延びる翼高さ方向Ｄ１に腹側面７０２の周囲で圧力差が生じていても、第一連通路７６内のドレンが、翼高さ方向Ｄ１の圧力差に応じて翼高さ方向Ｄ１に移動することを抑えられる。その結果、圧力の高い部分に位置する第一吸込口７４から第一連通路７６に一度引き込んだドレンが、圧力の低い部分に位置する第一吸込口７４から再び外部に流出してしまうことを抑えられる。したがって、第一吸込口７４から一度回収したドレンが外部に流出することを抑えることができ、翼面７０に付着したドレンを効率良く除去することができる。
【００９５】
また、第一連通路７６が翼高さ方向Ｄ１に複数独立して形成されている。これにより、翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって連通した状態で形成されている場合に比べて、周りを流通する蒸気Ｓの流入を抑えることができる。したがって、主流路Ｃ１を流れる蒸気Ｓの流通への影響を抑えつつ、ドレンを除去することができる。
【００９６】
また、第一吸込口７４が、腹側面７０２の翼高さ方向Ｄ１の上半分領域に形成されている。これにより、腹側面７０２の翼高さ方向Ｄ１の上半分領域に付着したドレンを、第一吸込口７４に流入させることができる。したがって、腹側面７０２に付着して後縁部７ｂ側に向かって流れるドレンを高い精度で回収することができる。
【００９７】
また、第一吸込口７４が腹側面７０２に形成され、第二吸込口７８が背側面７０１に形成されている。そのため、第一吸込口７４とは別にドレンを回収する構造を独立して背側面７０１に形成することができる。
【００９８】
また、第一吸込口７４が、腹側面７０２において、翼弦方向Ｄ２の中心よりも後縁部７ｂ側に形成されている。そのため、腹側面７０２に付着して液膜を形成するようにまとまりながら後縁部７ｂ側に流れてきたドレンをまとめて第一吸込口７４に流入させることができる。その結果、より多くのドレンを第一吸込口７４から回収することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、第一連通路７６が、孔あけ加工ではなく、腹側板材７２に溝加工を施した後に、背側板材７１と腹側板材７２とを接合することによって形成されている。その結果、接合部７３の近傍に第一吸込口７４を形成することができる。これにより、後縁部７ｂ側の端部のように肉厚の薄い部分に強度を維持したまま第一吸込口７４を形成することができる。つまり、より後縁部７ｂの端部に近い位置に第一吸込口７４を形成でき、より多くのドレンを第一吸込口７４から回収することができる。したがって、腹側面７０２に付着したドレンを効率良く回収することができる。
【０１００】
また、第一吸込口７４より前縁部７ａ側に第二吸込口７８が形成されている。そのため、背側面７０１に付着したドレンが背側面７０１から剥離する前に、第二吸込口７８を介してドレンを回収することができる。
【０１０１】
また、上記のような蒸気タービン１００によれば、静翼２でドレンを効率良く回収でき、蒸気タービン１００を効率的に運転させることができる。
【０１０２】
《第一変形例》
次に、図９を参照して第一実施形態の第一変形例の翼本体７Ａについて説明する。
第一変形例においては、第一実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第一変形例の翼本体７Ａでは、第一連通路７６を形成する第一連通路形成面８３が背側板材７１に形成されている構成について第一実施形態と相違する。
【０１０３】
第一変形例の第一連通路７６は、図９に示すように、腹側板材内側面７２ａと、背側板材７１の第一吸込口背側形成面８１ａから角溝状をなして窪む第一連通路背側形成面８３ａとによって形成されている。したがって、本実施形態における第一連通路７６を形成する第一連通路形成面８３は、腹側板材内側面７２ａの一部と、第一連通路背側形成面８３ａとである。第一連通路背側形成面８３ａは、第一ドレン流路背側形成面８２ａを形成する場合と同様に、除去工程Ｓ３１で第一吸込口背側形成面８１ａの一部をさらに作業者が削ることで形成されている。第一連通路背側形成面８３ａは、翼高さ方向Ｄ１に離れて並ぶ複数の角溝として第一吸込口背側形成面８１ａから窪んでいる。
【０１０４】
第一連通路背側形成面８３ａが、第一吸込口背側形成面８１ａから窪む溝として形成されている。これにより、第一連通路形成面８３は、平板状の背側板材７１の表面を加工するだけで形成できる。そのため、第一連通路形成面８３の加工が容易になる。また、第一連通路形成面８３によって背側板材７１と腹側板材７２との間に第一連通路７６が形成される。そのため、第一連通路７６を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【０１０５】
また、第一変形例の第一連通路７６であっても、実施形態のように第一連通路形成面８３が腹側板材７２に設けられた場合と同様に、互いに独立した状態で複数形成される。その結果、第一吸込口７４から第一ドレン流路７５までドレンを効率良く流入させることができる。
【０１０６】
《第二変形例》
次に、図１０を参照して第一実施形態の第二変形例の翼本体７Ｂについて説明する。
第二変形例においては、第一実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二変形例の翼本体７Ｂでは、第一吸込口７４Ａが形成されている位置について第一実施形態と相違する。
【０１０７】
第二変形例の第一吸込口７４Ａは、図１０に示すように、翼面７０のうち、腹側面７０２と背側面７０１とが接続される後縁部７ｂ側の端部に形成されている。つまり、第一吸込口７４Ａは、後縁部７ｂ側の端部を削ったように窪んでいる。第二変形例の第一吸込口７４Ａは、背側面７０１及び腹側面７０２の両方によって形成されている。第一吸込口７４Ａは、後縁部７ｂ側の端部の翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって形成されている。第一吸込口７４Ａは、翼高さ方向Ｄ１に長く延びる一つの角溝として形成されている。第一吸込口７４Ａは、背側板材７１Ａ及び腹側板材７２Ａのそれぞれに形成された第一吸込口形成面８１によって形成されている。第二変形例の第一吸込口７４Ａは、背側板材７１Ａの後縁部７ｂ側の端面と背側板材内側面７１ａとから窪む第一吸込口背側形成面９１ａと、腹側板材７２Ａの後縁部７ｂ側の端面と腹側板材内側面７２ａとから窪む第一吸込口腹側形成面９１ｂとによって形成されている。第二変形例において、第一吸込口７４Ａを形成する第一吸込口形成面８１は、第一吸込口背側形成面９１ａと第一吸込口腹側形成面９１ｂとである。
【０１０８】
第二変形例の第一吸込口７４Ａは、後縁部７ｂ側の端部に形成されている。そのため、背側面７０１や腹側面７０２に付着して後縁部７ｂ側に流れてきたドレンを最も下流側の端部で回収することができる、その結果、より多くのドレンを第一吸込口７４Ａから回収することができる。したがって、背側面７０１及び腹側面７０２に付着したドレンを効率良く回収することができる。
【０１０９】
《第三変形例》
次に、図１１を参照して第一実施形態の第三変形例の翼本体７Ｄについて説明する。
第三変形例においては、第一実施形態と同様の構成要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第三変形例の翼本体７Ｄは、一枚の板材で構成されている点について第一実施形態と相違する。
【０１１０】
第三変形例の翼本体７Ｄは、図１１に示すように、背側板材７１及び腹側板材７２として、一枚の翼形成板材９９と、接合部７３とを有している。翼形成板材９９は、第一実施形態の背側板材７１及び腹側板材７２を繋げたような形状をなす一枚の板材である。翼形成板材９９は、曲げられることで、翼面７０として背側面７０１Ｃ及び腹側面７０２Ｃの両方を形成している。翼形成板材９９は、翼本体７Ｄの内部に空間を形成するように湾曲している。翼形成板材９９は、前縁部７ａを形成するように曲げられている。つまり、第三変形例の翼本体７Ｄでは、前縁部７ａ側の端部に接合部７３が形成されていない。翼形成板材９９は、後縁部７ｂ側で両端が接合されることで接合部７３を形成している。つまり、第四変形例の翼本体７Ｄは、翼形成板材９９の両端部が接合されることで第一吸込口７４が形成されている。
【０１１１】
第三変形例の翼本体７Ｄを製造する際には、蒸気タービン翼の製造方法Ｓ１の準備工程Ｓ２で、背側板材７１及び腹側板材７２が一枚の翼形成板材９９として準備される。その後、曲げ工程Ｓ３２で翼形成板材９９を曲げることで翼本体７Ｄの前縁部７ａ側の端部が形成されている。さらに、接合工程Ｓ４で翼形成板材９９の両端部を接合することで第一吸込口７４が形成されている。
【０１１２】
上記のような第三変形例の静翼２によれば、部品点数を減らして翼本体７Ｄを形成することができる。その結果、翼本体７Ｄの製造コストを低減することができる。
【０１１３】
《第二実施形態》
次に、本発明の蒸気タービン翼の第二実施形態について、図１２から図１４を参照して説明する。第二実施形態で示す蒸気タービン翼である静翼は、翼本体が中実構造である点が第一実施形態と異なっている。したがって、第二実施形態の説明においては、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。
【０１１４】
第二実施形態の翼本体７Ｅは、図１２に示すように、背側板材７１Ｅと、腹側板材７２Ｅと、複数の接合部７３Ｅとを有している。
【０１１５】
背側板材７１Ｅは、翼面７０Ｅとして凸面状の背側面７０１Ｅの一部を形成している。背側板材７１Ｅは、第一実施形態の背側板材７１よりも薄く小さい板状の部材である。背側板材７１Ｅは、腹側板材７２Ｅに沿うように湾曲している。背側面７０１Ｅは、背側板材７１Ｅが腹側板材７２Ｅに接合される際に、外側を向く面である。また、背側板材７１Ｅにおいて、背側板材７１Ｅが腹側板材７２Ｅに接合される際に、翼本体７Ｅの内側を向く面であって、背側面７０１Ｅよりも腹側板材７２Ｅ側に位置する面が背側板材内側面７１０ａである。第二実施形態の背側板材７１Ｅは、背側板材内側面７１０ａが後縁部７ｂにおける腹側面７０２Ｅの一部を形成することで、後縁部７ｂの端部を形成している。
【０１１６】
腹側板材７２Ｅは、翼面７０Ｅとして凹面状の腹側面７０２Ｅと、背側面７０１Ｅの一部とを形成している。腹側板材７２Ｅは、断面が翼形状をなして翼高さ方向Ｄ１に延びている。腹側板材７２Ｅは、翼厚方向Ｄ３の厚みが、第一実施形態の腹側板材７２よりも厚い。腹側板材７２Ｅは、最終的な翼本体７Ｅの翼厚方向Ｄ３の厚さと同程度の厚みを有している。腹側板材７２Ｅの外周面７２０Ｅは、腹側面７０２Ｅと背側面７０１Ｅの前縁部７ａ側の一部とを形成している。腹側板材７２Ｅは、背側面７０１Ｅ側の外周面７２０Ｅの一部に、背側板材７１Ｅが収容可能な収容凹部８８が形成されている。収容凹部８８は、前縁部７ａ側を残して背側面７０１Ｅ側の外周面７２０Ｅから窪んでいる。これにより、腹側板材７２Ｅの前縁部７ａ側の外周面７２０Ｅが背側面７０１Ｅの一部を形成している。腹側面７０２Ｅは、外周面７２０Ｅの一部であって、腹側板材７２Ｅが背側板材７１Ｅに接合される際に、背側板材７１Ｅが配置されていない側を向く面である。また、腹側板材７２Ｅにおいて、腹側板材７２Ｅが背側板材７１Ｅに接合される際に、翼本体７Ｅの内側を向く面であって、腹側面７０２Ｅよりも背側板材７１Ｅ側に位置する面が腹側板材内側面７２０ａである。
【０１１７】
接合部７３Ｅは、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとを接合している。第二実施形態の接合部７３Ｅは、ろう付けによって背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとを接合している部分であり、銀ロウが凝固することで形成されている。接合部７３Ｅは、翼高さ方向Ｄ１に隙間なく背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとを接合している。第二実施形態の翼本体７Ｅでは、接合部７３Ｅは、背側板材内側面７１０ａと腹側板材内側面７２０ａとを接合している。
【０１１８】
また、第二実施形態の翼本体７Ｅは、第一吸込口７４Ｅと、第一ドレン流路７５Ｅと、第一連通路７６Ｅと、第二ドレン流路７７Ｅと、第二吸込口７８Ｅと、第二連通路７９Ｅと、仕切部８０Ｅと、を有している。
【０１１９】
第二実施形態の第一吸込口７４Ｅは、腹側面７０２Ｅのみに形成されている。第一吸込口７４Ｅは、翼高さ方向Ｄ１における腹側面７０２Ｅの上半分領域に形成されている。第一吸込口７４Ｅは、翼高さ方向Ｄ１に延びるように一つの長い溝として形成されている。第一吸込口７４Ｅは、翼厚方向Ｄ３から腹側面７０２Ｅを見た際に、細長く翼高さ方向Ｄ１に延びる矩形状に形成されている。第一吸込口７４Ｅは、翼弦方向Ｄ２の中心よりも後縁部７ｂ側に形成されている。第一吸込口７４Ｅは、背側板材７１Ｅ及び腹側板材７２Ｅに形成された第一吸込口形成面８１Ｅによって形成されている。本実施形態の第一吸込口７４Ｅは、腹側板材７２Ｅの後縁部７ｂ側の端面７２０ｂと、背側板材７１Ｅの背側板材内側面７１０ａから角溝状をなして窪む第一吸込口背側形成面８１０ａとによって形成されている。第一吸込口背側形成面８１０ａは、翼高さ方向Ｄ１に延びる縦長に形成された角溝である。したがって、本実施形態において、第一吸込口７４Ｅを形成する第一吸込口形成面８１Ｅは、第一吸込口背側形成面８１０ａと、腹側板材７２Ｅの後縁部７ｂ側の端面７２０ｂと、である。
【０１２０】
第一ドレン流路７５Ｅは、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成される空間である。第一ドレン流路７５Ｅは、翼本体７Ｅの内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。第一ドレン流路７５Ｅは、背側板材内側面７１０ａ及び腹側板材内側面７２０ａにそれぞれ形成された第一ドレン流路形成面８２Ｅによって、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成されている。第二実施形態の第一ドレン流路７５Ｅは、腹側板材内側面７２０ａから窪んで形成されている。第一ドレン流路７５Ｅは、背側板材内側面７１０ａと、腹側板材内側面７２０ａから窪む第一ドレン流路腹側形成面８２０ｂと、によって形成されている。第二実施形態の第一ドレン流路腹側形成面８２０ｂは、腹側板材内側面７２０ａから凹曲面を形成するように窪んでいる。したがって、第二実施形態における第一ドレン流路７５Ｅを形成する第一ドレン流路形成面８２Ｅは、背側板材内側面７１０ａの一部と、第一ドレン流路腹側形成面８２０ｂとである。
【０１２１】
第一連通路７６Ｅは、翼本体７Ｅの内部で翼高さ方向Ｄ１に互いに離れて複数形成されている。複数の第一連通路７６Ｅは、第一吸込口７４Ｅと第一ドレン流路７５Ｅとの間では翼高さ方向Ｄ１で互いに繋がらないように形成されている。第一連通路７６Ｅは、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成される空間である。第一連通路７６Ｅは、背側板材内側面７１０ａ及び腹側板材内側面７２０ａにそれぞれ形成された第一連通路形成面８３Ｅによって、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成されている。第一連通路７６Ｅは、背側板材内側面７１０ａから窪んで形成されている。第二実施形態の第一連通路７６Ｅは、背側板材７１Ｅの背側板材内側面７１０ａから角溝状をなして窪む第一連通路背側形成面８３０ａと、腹側板材内側面７２０ａとによって形成されている。第一連通路背側形成面８３０ａは、翼高さ方向Ｄ１に離れて複数形成された角溝を構成する面である。複数の第一連通路背側形成面８３０ａは、後縁部７ｂ側で第一吸込口背側形成面８１０ａと連通している。したがって、第二実施形態における第一連通路７６Ｅを形成する第一連通路形成面８３Ｅは、第一連通路背側形成面８３０ａと、腹側板材内側面７２０ａの一部とである。
【０１２２】
第二ドレン流路７７Ｅは、第一ドレン流路７５Ｅよりも前縁部７ａ側に形成されている。第二ドレン流路７７Ｅは、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成される空間である。第二ドレン流路７７Ｅは、翼本体７Ｅの内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。第二ドレン流路７７Ｅは、背側板材内側面７１０ａ及び腹側板材内側面７２０ａにそれぞれ形成された第二ドレン流路形成面８４Ｅによって、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成されている。第二実施形態の第二ドレン流路７７Ｅは、腹側板材内側面７２０ａから窪んで形成されている。第二ドレン流路７７Ｅは、背側板材内側面７１０ａの一部と、腹側板材内側面７２０ａから窪む第二ドレン流路腹側形成面８４０ｂとによって形成されている。したがって、本実施形態における第二ドレン流路７７Ｅを形成する第二ドレン流路形成面８４Ｅは、背側板材内側面７１０ａの一部と、第二ドレン流路腹側形成面８４０ｂとである。
【０１２３】
第二実施形態の第二吸込口７８Ｅは、背側面７０１Ｅのみに形成されている。第二吸込口７８Ｅは、背側面７０１の上半分領域に形成されている。第二吸込口７８Ｅは、翼高さ方向Ｄ１に延びるように一つの長い溝として形成されている。第二吸込口７８Ｅは、翼厚方向Ｄ３から背側面７０１Ｅを見た際に、細長く翼高さ方向Ｄ１に延びる矩形状に形成されている。第二吸込口７８Ｅは、翼弦方向Ｄ２の中心よりも前縁部７ａ側に形成されている。第二吸込口７８Ｅは、背側板材７１Ｅ及び腹側板材７２Ｅに形成された第二吸込口形成面８５Ｅによって形成されている。本実施形態の第二吸込口７８Ｅは、背側板材７１Ｅの前縁部７ａ側の端面７１０ｂと、腹側板材７２Ｅの腹側板材内側面７２０ａから窪む第二吸込口腹側形成面８５０ｂとによって形成されている。第二吸込口腹側形成面８５０ｂは、翼高さ方向Ｄ１に離れて複数形成された角溝を構成する面である。したがって、本実施形態において、第二吸込口７８Ｅを形成する第二吸込口形成面８５Ｅは、背側板材７１Ｅの前縁部７ａ側の端面７１０ｂと、第二吸込口腹側形成面８５０ｂとである。
【０１２４】
第二連通路７９Ｅは、翼本体７Ｅの内部で翼高さ方向Ｄ１に離れて複数形成されている。第二連通路７９Ｅは、互いに独立した状態で第二吸込口７８Ｅと第二ドレン流路７７Ｅとを連通させている。本実施形態の第二連通路７９Ｅは、背側板材内側面７１０ａ及び腹側板材内側面７２０ａにそれぞれ形成された第二連通路形成面８６Ｅによって、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成されている。第二連通路７９Ｅは、背側板材内側面７１０ａ及び腹側板材内側面７２０ａからそれぞれ窪んで形成されている。第二実施形態の第二連通路形成面８６Ｅは、背側板材内側面７１０ａから角溝状をなして窪む第二連通路背側形成面８６０ａと、第二吸込口腹側形成面８５０ｂとによって形成されている。第二連通路背側形成面８６０ａは、翼高さ方向Ｄ１に離れて複数形成された角溝を構成する面である。第二連通路背側形成面８６０ａは、翼高さ方向Ｄ１の位置が第二吸込口腹側形成面８５０ｂと同じ位置となるように形成されている。複数の第二連通路背側形成面８６０ａは、前縁部７ａ側で背側板材７１Ｅの前縁部７ａ側の端面７１０ｂと連通している。したがって、第二実施形態における第二連通路７９Ｅを形成する第二連通路形成面８６Ｅは、第二連通路背側形成面８６０ａと、第二吸込口腹側形成面８５０ｂとである。
【０１２５】
仕切部８０Ｅは、第一ドレン流路７５Ｅと第二ドレン流路７７Ｅとを翼本体７Ｅの内部で互いに独立させるように仕切っている。仕切部８０Ｅは、第一ドレン流路７５Ｅと第二ドレン流路７７Ｅとの間で、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとが接合されている領域である。仕切部８０Ｅは、翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって第一ドレン流路７５Ｅと第二ドレン流路７７Ｅとを隔離している。本実施形態の仕切部８０Ｅは、背側板材内側面７１０ａと腹側板材内側面７２０ａとが接合された接合部７３Ｅによって形成されている。
【０１２６】
次に、以上で説明した第二実施形態の蒸気タービン翼（静翼２Ｅ）の製造方法について、説明する。蒸気タービン翼の製造方法Ｓ１では、準備工程Ｓ２で断面が矩形の平板状の背側板材７１Ｅ及び腹側板材７２Ｅが準備される。
【０１２７】
その後、除去工程Ｓ３１では、図１３及び図１４に示すように、研削加工や切削加工によって背側板材７１Ｅ及び腹側板材７２Ｅが削られて一部除去される。除去工程Ｓ３１では、第一吸込口形成面８１Ｅ、第一ドレン流路形成面８２Ｅ、第一連通路形成面８３Ｅ、第二ドレン流路形成面８４Ｅ、第二吸込口形成面８５Ｅ、第二連通路形成面８６Ｅが形成される。
【０１２８】
具体的には、背側板材７１Ｅを加工する場合から説明する。図１３に示すように、第二実施形態の除去工程Ｓ３１では、背側板材７１Ｅを腹側板材７２Ｅに組み合わせた際に、後縁部７ｂや背側面７０１Ｅの一部が形作られるように、板状の背側板材７１Ｅから不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程Ｓ３１では、背側板材内側面７１０ａの後縁部７ｂ側を作業者が削ることで、第一吸込口背側形成面８１０ａが形成される。除去工程Ｓ３１では、第一吸込口背側形成面８１０ａが形成する溝と連通するように、背側板材内側面７１０ａの一部をさらに作業者が削ることで、背側板材７１Ｅに第一連通路背側形成面８３０ａが形成される。除去工程Ｓ３１では、背側板材内側面７１０ａの前縁部７ａ側を作業者が削ることで、第二連通路形成面８６Ｅとして、第二連通路背側形成面８６０ａが形成される。
【０１２９】
次に、腹側板材７２Ｅを加工する場合を説明する。図１４に示すように、本実施形態の除去工程Ｓ３１では、背側板材７１Ｅを腹側板材７２Ｅに組み合わせた際に、前縁部７ａや背側面７０１Ｅの一部や腹側面７０２Ｅが形作られるように、板状の腹側板材７２Ｅから不要な部分が削られて除去される。この際、除去工程Ｓ３１では、腹側板材７２Ｅの後縁部７ｂ側を作業者が削ることで、第一吸込口背側形成面８１０ａの形状に対応した平滑な端面７２０ｂが形成される。除去工程Ｓ３１では、腹側板材内側面７２０ａを作業者が削ることで、腹側板材７２Ｅに第一ドレン流路腹側形成面８２０ｂが形成される。除去工程Ｓ３１では、第一ドレン流路腹側形成面８２０ｂよりも前縁部７ａ側である翼弦方向Ｄ２の中間付近の腹側板材内側面７２０ａを作業者が削ることで、腹側板材７２Ｅに第二ドレン流路腹側形成面８４０ｂが形成される。さらに、第二ドレン流路腹側形成面８４０ｂと繋がるように、第二ドレン流路腹側形成面８４０ｂよりも前縁部７ａ側の腹側板材内側面７２０ａを作業者が削ることで、腹側板材７２Ｅ第二吸込口腹側形成面８５０ｂが形成される。
【０１３０】
その後、曲げ工程Ｓ３２で背側板材７１Ｅが曲げられることで、背側面７０１Ｅの一部が背側板材７１Ｅに形成される。また、腹側板材７２Ｅが曲げられることで、背側面７０１Ｅの一部及び腹側面７０２Ｅが腹側板材７２Ｅに形成される。
【０１３１】
接合工程Ｓ４では、第一吸込口７４Ｅ、第一ドレン流路７５Ｅ、第一連通路７６Ｅ、第二ドレン流路７７Ｅ、第二吸込口７８Ｅ、及び第二連通路７９Ｅを背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとの間に形成するように、背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとが接合される。具体的には、接合工程Ｓ４では、第一吸込口背側形成面８１０ａと腹側板材７２Ｅの後縁部７ｂ側の端面７２０ｂとの間に第一吸込口７４Ｅを形成するように背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとが接合される。また、接合工程Ｓ４では、第二吸込口腹側形成面８５０ｂと背側板材７１Ｅの前縁部７ａ側の端面７１０ｂとの間に第二吸込口７８Ｅを形成するように背側板材７１Ｅと腹側板材７２Ｅとが接合される。さらに、接合工程Ｓ４では、第二ドレン流路形成面８４Ｅと第一ドレン流路形成面８２Ｅとの間で、背側板材内側面７１０ａと腹側板材内側面７２０ａとが接合される。これにより、接合工程Ｓ４では、第二ドレン流路７７Ｅと第一ドレン流路７５Ｅとが互いに独立するように仕切る仕切部８０Ｅが接合部７３Ｅとして形成される。
【０１３２】
上記のような第二実施形態の静翼２Ｅでも、第一実施形態と同様に、第一連通路７６Ｅが互いに独立した状態で複数形成される。その結果、第一吸込口７４Ｅから第一ドレン流路７５Ｅまでドレンを効率良く流入させることができる。同様に、第二連通路７９Ｅが互いに独立した状態で複数形成される。その結果、第二吸込口７８Ｅから第二ドレン流路７７Ｅまでドレンを効率良く流入させることができる。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【０１３４】
なお、第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅ及び第二吸込口７８、７８Ｅは、翼高さ方向Ｄ１に連続した形状で形成されていることに限定されるものではない。第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅ及び第二吸込口７８、７８Ｅは、複数の第一連通路７６、７６Ｅや第二連通路７９、７９Ｅに繋がれていれば、翼高さ方向Ｄ１に不連続なスリットとして形成されていてもよい。
【０１３５】
また、第一ドレン流路７５、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｅ、第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅ、第二ドレン流路７７、７７Ｅ、及び第二吸込口７８、７８Ｅは、少なくとも翼高さ方向Ｄ１の上半分領域に形成されていればよい。したがって、第一ドレン流路７５、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｅ、及び第二ドレン流路７７、７７Ｅは、内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２と連通するように翼本体７を貫通して翼本体の翼高さ方向の全域に形成されていることに限定されるものではない。
【０１３６】
また、第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅ及び第二吸込口７８、７８Ｅは、翼高さ方向Ｄ１の上半分領域の全域に形成されていることに限定されるものではない。第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅ及び第二吸込口７８、７８Ｅは、翼面７０、７０Ｅの先端部側の一部の領域のみに形成されていてもよい。
【０１３７】
また、第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅは、腹側面７０２、７０２Ｃ、７０２Ｅのみに形成されることに限定されるものではない。特に、第三変形例及び第四変形例のように第二吸込口７８、７８Ｅを形成しない場合には、第一吸込口７４、７４Ａ、７４Ｅは背側面７０１、７０１Ｃ、７０１Ｅに形成されていてもよい。
【０１３８】
また、第一連通路形成面８３、８３Ｅは、実施形態や変形例のように背側板材７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｅの背側板材内側面７１ａ、７１０ａ及び腹側板材７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｅの腹側板材内側面７２ａ、７２０ａのいずれか一方のみから窪むように形成されることに限定されるものではない。第一連通路形成面８３、８３Ｅは、実施形態の第一ドレン流路形成面８２のように背側板材７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｅの背側板材内側面７１ａ、７１０ａ及び腹側板材７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｅの腹側板材内側面７２ａ、７２０ａの両方から窪むように形成されていてもよい。
【０１３９】
また、第一ドレン流路形成面８２は、実施形態のように背側板材７１、７１Ａ、７１Ｂの背側板材内側面７１ａ及び腹側板材７２、７２Ａ、７２Ｂの腹側板材内側面７２ａの両方から窪むように形成されることに限定されるものではない。第一ドレン流路形成面８２は、背側板材７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｅの背側板材内側面７１ａ、７１０ａ及び腹側板材７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｅの腹側板材内側面７２ａ、７２０ａのいずれか一方のみから窪むように形成されていてもよい。
【０１４０】
また、第二ドレン流路形成面８４は、実施形態のように曲げ工程Ｓ３２で形成されることに限定されるものではない。第二ドレン流路形成面８４は、第一ドレン流路形成面８２と同様に、除去工程Ｓ３１で背側板材７１、７１Ａ、７１Ｂの背側板材内側面７１ａ及び腹側板材７２、７２Ａ、７２Ｂの腹側板材内側面７２ａから窪むように削って形成されてもよい。
【０１４１】
また、第一ドレン流路形成面８２は、実施形態のように除去工程Ｓ３１で形成されることに限定されるものではない。例えば、第一ドレン流路形成面８２は、第二ドレン流路形成面８４と同様に、曲げ工程Ｓ３２で形成されてもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１００…蒸気タービン  Ｓ…蒸気  Ａｃ…軸線  Ｄａ…軸方向  Ｄｃ…周方向  Ｄｒ…径方向  １…ケーシング１…蒸気入口  １２…蒸気出口  ２、２Ｅ…静翼  ３…ロータ  ５…ロータ軸  ６…動翼  ４…軸受部  ４１…ジャーナル軸受  ４２…スラスト軸受  ７、７Ａ、７Ｂ、７Ｄ、７Ｅ…翼本体  Ｄ１…翼高さ方向  Ｄ２…翼弦方向  Ｄ３…翼厚方向  ７０、７０Ｅ…翼面  ７０１、７０１Ｃ、７０１Ｅ…背側面  ７０２、７０２Ｃ、７０２Ｅ…腹側面  ７ａ…前縁部  ７ｂ…後縁部  ７１、７１Ａ、７１Ｂ、７１Ｅ…背側板材  ７１ａ、７１０ａ…背側板材内側面  ７２、７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｅ…腹側板材  ７２ａ、７２０ａ…腹側板材内側面  ７２０Ｅ…外周面  ７３、７３Ｅ…接合部  ７４、７４Ａ、７４Ｅ…第一吸込口  ７５、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｅ…第一ドレン流路  ７５１…絞り部  ７６、７６Ｅ…第一連通路  ７７、７７Ｅ…第二ドレン流路  ７８、７８Ｅ…第二吸込口  ７９、７９Ｅ…第二連通路  ８０、８０Ｅ…仕切部  ８１、８１Ｅ…第一吸込口形成面  ８１ａ、９１ａ、８１０ａ…第一吸込口背側形成面  ８２、８２Ｅ…第一ドレン流路形成面  ８２ａ、９２ａ、８２０ａ…第一ドレン流路背側形成面  ８２ｂ、９２ｂ、８２０ｂ…第一ドレン流路腹側形成面  ８３、８３Ｅ…第一連通路形成面  ８３ａ、８３０ａ…第一連通路背側形成面  ８３ｂ…第一連通路腹側形成面  ８４、８４Ｅ…第二ドレン流路形成面  ８４ａ…第二ドレン流路背側形成面  ８４ｂ、８４０ｂ…第二ドレン流路腹側形成面  ８５０ｂ…第二吸込口腹側形成面  ８６０ａ…第二連通路背側形成面  ８８…収容凹部  ２１…内側シュラウド  ２１０…内側排出流路  ２２…外側シュラウド  ２２０…外側排出流路  Ｃ１…主流路  Ｓ１…蒸気タービン翼の製造方法  Ｓ２…準備工程  Ｓ３…加工工程  Ｓ３１…除去工程  Ｓ３２…曲げ工程  Ｓ４…接合工程  ９１ｂ…第一吸込口腹側形成面  ９９…翼形成板材
【図１】
2019044722.tif 000003
【図２】
2019044722.tif 000004
【図３】
2019044722.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019044722.tif 000009
【図８】
2019044722.tif 000010
【図９】
2019044722.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2019044722.tif 000013
【図１２】
2019044722.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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