(57)【要約】【課題】翼面を効率良く加熱する。【解決手段】蒸気タービン翼は、凹面状の腹側面７０２と凸面状の背側面７０１とが前縁部７ａと後縁部７ｂとを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体７を備える。翼本体７は、内部に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に腹側面７０２及び背側面７０１が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間７７と、腹側面７０２又は背側面７０１と断熱空間７７との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記外部の温度よりも高い温度で腹側面７０２又は背側面７０１を加熱可能な加熱部７８とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面状の腹側面と凸面状の背側面とが前縁部と後縁部とを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体を備え、
前記翼本体は、
内部に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間と、
前記腹側面又は前記背側面と前記断熱空間との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記外部の温度よりも高い温度で前記腹側面又は前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している蒸気タービン翼。
【請求項２】
前記翼本体は、
前記背側面を形成している背側板材と、
前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、
前記加熱部は、前記背側板材又は前記腹側板材の内部に形成され、
前記断熱空間は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されている請求項１に記載の蒸気タービン翼。
【請求項３】
前記翼本体は、
前記腹側面又は前記背側面で開口している吸込口と、
内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延び、前記断熱空間よりも前記後縁部側に形成されているドレン流路と、
内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路とを有している請求項１又は請求項２に記載の蒸気タービン翼。
【請求項４】
前記加熱部は、前記翼本体の内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延びる空間であって、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記主蒸気よりも温度の高い高温蒸気が流通する高温蒸気流通空間を有している請求項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。
【請求項５】
前記高温蒸気流通空間は、
前記背側面又は前記腹側面から窪む溝部と、
前記溝部の開口を閉塞する蓋部とによって形成されている請求項４に記載の蒸気タービン翼。
【請求項６】
前記蓋部は、前記背側面又は前記腹側面を形成する外側面の表面積を増加させる外側表面積増加部を有している請求項５に記載の蒸気タービン翼。
【請求項７】
前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面から突出し、前記翼高さ方向から見た際に、前記高温蒸気流通空間を閉塞するように前記翼高さ方向と交差する方向に互い違いに延びる複数の突出部を有している請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項８】
前記高温蒸気流通空間は、前記翼本体の前記翼高さ方向の一方の端部が開口され、他方の端部が閉塞され、
前記加熱部は、前記翼高さ方向に仕切り、かつ、前記翼高さ方向の他方のみで連通するよう前記高温蒸気流通空間の内部を区画する区画部を有している請求項４から請求項７のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項９】
前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する内側面の表面積を増加させる表面積増加部を有している請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１０】
前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面と前記背側面又は前記腹側面とを連通させる複数の連通孔を有している請求項４から請求項９のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１１】
前記加熱部は、前記蒸気タービンが運転状態である場合に加熱されるヒータを有している請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１２】
凹面状の腹側面と凸面状の背側面とが前縁部と後縁部とを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体を備え、
前記翼本体は、
前記腹側面で開口している吸込口と、
内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延びているドレン流路と、
内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路と、
前記ドレン流路よりも前記前縁部側、かつ、前記腹側面よりも前記背側面に近い位置に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部の温度より高い温度で前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している蒸気タービン翼。
【請求項１３】
前記翼本体は、
前記背側面を形成している背側板材と、
前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、
前記加熱部は、前記背側板材の内部に形成され、
前記ドレン流路は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されている請求項１２に記載の蒸気タービン翼。
【請求項１４】
前記腹側面と前記加熱部との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間を有している請求項１２又は請求項１３に記載の蒸気タービン翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービン翼に関する。
【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て粗大な水滴となる。この粗大な水滴が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】
これに対して、ドレンの影響を低減するために、翼面を加熱して、翼面に付着したドレンを気化させて除去する構造が知られている。例えば、特許文献１には、蒸気タービン翼の翼面に高熱伝導性多孔質材を配置し、翼の内部から高熱伝導性多孔質材を加熱する構造が記載されている。特許文献１に記載の蒸気タービン翼では、翼面を加熱するための加熱手段として、翼の内部の空間に、高温水や高温気体等の高温流体を流通させたり、電気的熱源を配置したりしている。このような加熱手段によって、高熱伝導性加多孔質材が加熱されている。そして、水滴を吸水させた状態で高熱伝導性多孔質材が加熱されることで、翼面に付着した水滴を蒸発させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１６９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された蒸気タービン翼では、翼本体の内部の加熱手段が、高熱伝導性多孔質材が配置されている以外の部分を含む背側面及び腹側面の全域を加熱している。その結果、加熱対象となる高熱伝導性多孔質材が配置された部分の翼面以外も加熱され、熱エネルギーがロスされて効率が悪くなる。これに対し、翼面を効率良く加熱することが求められている。
【０００７】
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、翼面を効率良く加熱することが可能な蒸気タービン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】
【０００８】
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は、凹面状の腹側面と凸面状の背側面とが前縁部と後縁部とを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体を備え、前記翼本体は、内部に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間と、前記腹側面又は前記背側面と前記断熱空間との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記外部の温度よりも高い温度で前記腹側面又は前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している。
【０００９】
このような構成によれば、蒸気タービンが運転状態である場合に、断熱空間が真空状態となる。この状態で、加熱部が腹側面又は背側面の一方を加熱することで、加熱部で生じた熱は断熱空間によって断熱されて、加熱部に対して断熱空間が配置された側の翼面には伝わらない。そのため、加熱部で生じた熱エネルギーを、加熱部に対して断熱空間が配置されていない側の翼面を加熱することだけに効果的に利用することができる。
【００１０】
また、本発明の第二の態様における蒸気タービン翼では、第一の態様において、前記翼本体は、前記背側面を形成している背側板材と、前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、前記加熱部は、前記背側板材又は前記腹側板材の内部に形成され、前記断熱空間は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されていてもよい。
【００１１】
このような構成によれば、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、翼本体が加工を施すことが難しい形状をしていても、翼本体の最終的な形状による加工難度の影響を抑えて、加熱部及び断熱空間を翼本体の内部に容易に形成できる。したがって、ドレンを除去するための構造を翼本体の内部に容易に形成することができる。
【００１２】
また、本発明の第三の態様における蒸気タービン翼では、第一又は第二の態様において、前記翼本体は、前記腹側面又は前記背側面で開口している吸込口と、内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延び、前記断熱空間よりも前記後縁部側に形成されているドレン流路と、内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路とを有していてもよい。
【００１３】
このような構成によれば、吸込口が翼面に形成されていることで、加熱部でドレンを気化させるだけでなく、吸込口からドレンを回収させて、翼面に付着したドレンを除去できる。そのため、吸込口を設けずに、翼面の全域において付着したドレンを加熱部で気化させて除去する場合に比べて、加熱部で使用される熱エネルギーを抑えることができる。これにより、効率的にドレンを除去できる。
【００１４】
また、本発明の第四の態様における蒸気タービン翼では、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記翼本体の内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延びる空間であって、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記主蒸気よりも温度の高い高温蒸気が流通する高温蒸気流通空間を有していてもよい。
【００１５】
また、本発明の第五の態様における蒸気タービン翼では、第四の態様において、前記高温蒸気流通空間は、前記背側面又は前記腹側面から窪む溝部と、前記溝部の開口を閉塞する蓋部とによって形成されていてもよい。
【００１６】
このような構成によれば、背側面又は腹側面から凹む溝部を蓋部で閉塞することによって、高温蒸気流通空間を容易に形成できる。さらに、背側板材や腹側板材と分離可能な蓋部を有することで、蓋部に対する加工が容易になる。そのため、蓋部に加工を施すことで、高温蒸気流通空間を形成する内面に任意の形状を形成することが容易にできる。これにより、高温蒸気を利用して背側面を効率的に加熱可能な高温蒸気流通空間を翼本体に容易に形成することができる。
【００１７】
また、本発明の第六の態様における蒸気タービン翼では、第五の態様において、前記蓋部は、前記背側面又は前記腹側面を形成する外側面の表面積を増加させる外側表面積増加部を有していてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、蓋部の外側面に付着した水膜の表面積が増加し、ドレンを蒸発させやすくすることができる。
【００１９】
また、本発明の第七の態様における蒸気タービン翼では、第四から第六の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面から突出し、前記翼高さ方向から見た際に、前記高温蒸気流通空間を閉塞するように前記翼高さ方向と交差する方向に互い違いに延びる複数の突出部を有していてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、複数の突出部によって高温蒸気流通空間内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面又は腹側面を加熱することができる。
【００２１】
また、本発明の第八の態様における蒸気タービン翼では、第四から第七の態様のいずれか一つにおいて、前記高温蒸気流通空間は、前記翼本体の前記翼高さ方向の一方の端部が開口され、他方の端部が閉塞され、前記加熱部は、前記翼高さ方向に仕切り、かつ、前記翼高さ方向の他方のみで連通するよう前記高温蒸気流通空間の内部を区画する区画部を有していてもよい。
【００２２】
このような構成によれば、区画部によって高温蒸気流通空間内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面を加熱することができる。
【００２３】
また、本発明の第九の態様における蒸気タービン翼では、第四から第八の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する内側面の表面積を増加させる表面積増加部を有していてもよい。
【００２４】
このような構成によれば、高温蒸気流通空間を流れる高温蒸気の熱が表面積増加部を介して効率良く翼本体に伝わる。そのため、高温蒸気流通空間を流れる高温蒸気の熱エネルギーを効率良く利用して、背側面又は腹側面を加熱することができる。
【００２５】
また、本発明の第十の態様における蒸気タービン翼では、第四から第九の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記高温蒸気流通空間を形成する面と前記背側面又は前記腹側面とを連通させる複数の連通孔を有していてもよい。
【００２６】
このような構成によれば、高温蒸気流通空間を流通する高温蒸気が連通孔を介して背側面又は腹側面に噴出する。その結果、連通孔から背側面又は腹側面に沿って高温の主蒸気が流れ、背側面又は腹側面が直接加熱される。これにより、高温蒸気流通空間を流れる主高温蒸気の熱エネルギーを効率良く利用して、背側面又は腹側面を加熱することができる。
【００２７】
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、第一から第十の態様のいずれか一つにおいて、前記加熱部は、前記蒸気タービンが運転状態である場合に加熱されるヒータを有していてもよい。
【００２８】
また、本発明の第十二の態様における蒸気タービン翼は、凹面状の腹側面と凸面状の背側面とが前縁部と後縁部とを介して連続してなる翼型断面を有し、蒸気タービンにおいて主蒸気の流れる主流路に配置可能とされている翼本体を備え、前記翼本体は、前記腹側面で開口している吸込口と、内部で前記翼本体の延びる翼高さ方向に延びているドレン流路と、内部で前記吸込口と前記ドレン流路とを連通させている連通路と、前記ドレン流路よりも前記前縁部側、かつ、前記腹側面よりも前記背側面に近い位置に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部の温度より高い温度で前記背側面を加熱可能な加熱部とを有している。
【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、第十二の態様において、前記翼本体は、前記背側面を形成している背側板材と、前記腹側面を形成している腹側板材と、を有し、前記加熱部は、前記背側板材の内部に形成され、前記ドレン流路は、前記背側板材と前記腹側板材との間に形成されていてもよい。
【００３０】
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、第十二又は第十三の態様において、前記腹側面と前記加熱部との間に形成され、前記蒸気タービンが運転状態である場合に前記腹側面及び前記背側面が曝されている外部よりも圧力が低い真空状態となる断熱空間を有していてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、翼面を効率良く加熱することができる。
【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３】本発明の実施形態における隣り合う翼本体を説明する翼高さ方向と直交する仮想平面での断面図である。
【図４】本発明の実施形態における動翼と静翼との関係を説明する要部断面図である。
【図５】本発明の実施形態における蓋部の斜視図である。
【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１０】本発明の実施形態の第一変形例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１１】本発明の実施形態の第二変形例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１２】本発明の実施形態の第三変形例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１３】本発明の実施形態の第四変形例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１４】本発明の実施形態の第五変形例における蓋部の斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態の第六変形例における蓋部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る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、主蒸気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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、主蒸気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内に主蒸気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内を通った主蒸気Ｓを外部に排出する蒸気出口１２が形成されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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に流れる主蒸気Ｓを受けて軸線Ａｃ回りにロータ軸５を回転させる。
【００４１】
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。
【００４２】
静翼２は、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９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。
【００４３】
翼本体７は、蒸気タービン１００において主蒸気Ｓが流れる主流路Ｃ１に配置可能とされている。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。つまり、主流路Ｃ１に静翼２及び動翼６が配置されている。翼本体７は、図２に示すように、断面が翼形状をなして翼高さ方向Ｄ１（図９参照）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。したがって、翼本体７は、腹側面７０２と背側面７０１とが前縁部７ａと後縁部７ｂとを介して連続してなる翼型断面を有している。翼本体７は、図３に示すように、翼厚方向Ｄ３を周方向Ｄｃとして、離れて複数並んでいる。周方向Ｄｃで隣り合う位置に配置された翼本体７の間には、スロート部２５が形成されている。
【００４４】
ここでのスロート部２５とは、周方向Ｄｃで隣り合う位置に配置された２つの翼本体７の間に形成される流路が、一方の翼本体７の背側面７０１と他方の翼本体７の腹側面７０２とに接触する仮想内接円を描いたときに内接円直径で示される幅の流路のことをいう。図３では、説明の便宜上、スロート部２５を直線で図示している。
【００４５】
なお、スロート部２５が形成される位置は、翼本体７の形状によって異なる。図３に示すスロート部２５の形成位置は、一例であり、図３に示す位置に限定されるものではない。背側面７０１は、スロート部２５に対応するスロート位置２５ａを有する。
【００４６】
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。
【００４７】
内側シュラウド２１は、図９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。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。内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２には、後述するドレンを排出するための排出流路（不図示）が内部に形成されている。内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２は、不図示の復水器に接続されることで、排出流路内が負圧（例えば、真空）とされている。
【００４８】
また、本実施形態の翼本体７は、図２に示すように、背側板材７１と、腹側板材７２と、複数の溶接部７３とを有している。
【００４９】
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に溶接される際に、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に溶接される際に、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。
【００５０】
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に溶接される際に、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に溶接される際に、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。
【００５１】
溶接部７３は、背側板材７１と腹側板材７２とを溶接された状態で接合している。本実施形態の溶接部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。溶接部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、溶接部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。
【００５２】
また、本実施形態の翼本体７は、吸込口７４と、ドレン流路７５と、連通路７６と、断熱空間７７と、加熱部７８と、仕切部８０と、を有している。
【００５３】
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。本実施形態の吸込口７４は、腹側面７０２のみに形成されている。吸込口７４は、翼高さ方向Ｄ１における腹側面７０２の全域にわたって形成されている。つまり、吸込口７４は、翼高さ方向Ｄ１に延びるように腹側面７０２から窪む一つの長い溝として形成されている。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。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。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吸込口形成面８１によって形成されている。本実施形態の吸込口７４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から窪む吸込口背側形成面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、吸込口７４を形成する吸込口形成面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に形成された吸込口背側形成面８１ａとである。
【００５４】
ドレン流路７５は、腹側板材７２と背側板材７１との間に形成される空間である。ドレン流路７５は、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。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。ドレン流路７５は、後述する断熱空間７７よりも後縁部７ｂ側に形成されている。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。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。本実施形態のドレン流路背側形成面８２ａは、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ドレン流路７５を形成するドレン流路形成面８２は、背側板材内側面７１ａに形成されたドレン流路背側形成面８２ａと、腹側板材内側面７２ａに形成されてドレン流路腹側形成面８２ｂとである。つまり、本実施形態のドレン流路形成面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。
【００５５】
連通路７６は、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。複数の連通路７６は、互いに独立した状態で吸込口７４とドレン流路７５とを連通させている。つまり、複数の連通路７６は、吸込口７４とドレン流路７５との間では互いに繋がらないように形成されている。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。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。本実施形態の連通路７６は、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連通路７６を形成する連通路形成面８３は、吸込口背側形成面８１ａの一部と、腹側板材内側面７２ａに形成された連通路腹側形成面８３ｂとである。つまり、本実施形態の連通路形成面８３は、腹側板材内側面７２ａのみから窪んでいる。
【００５６】
断熱空間７７は、翼本体７の内部に形成される空間である。断熱空間７７は、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、腹側面７０２及び背側面７０１が曝されている外部である主流路Ｃ１よりも圧力が低い真空状態となる。断熱空間７７は、翼本体７を損傷させないように、内部の流体が膨張した際に流体を逃がす小さな孔等で外部と連通していてもよいが、原則として内部での流体の流れがほとんどない状態となっている。断熱空間７７は、ドレン流路７５よりも前縁部７ａ側に形成されている。本実施形態の断熱空間７７は、腹側板材７２と背側板材７１との間に形成される空間である。断熱空間７７は、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に延びている。断熱空間７７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断熱空間形成面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。本実施形態の断熱空間７７は、背側板材７１が曲げられることで背側板材内側面７１ａに形成される断熱空間背側形成面８４ａと、腹側板材７２が曲げられることで腹側板材内側面７２ａに形成される断熱空間腹側形成面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断熱空間７７を形成する断熱空間形成面８４は、背側板材内側面７１ａの一部である断熱空間背側形成面８４ａと、腹側板材内側面７２ａの一部である断熱空間腹側形成面８４ｂとである。
【００５７】
加熱部７８は、背側面７０１と断熱空間７７との間に形成されている。加熱部７８は、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、外部である主流路Ｃ１の温度よりも高い温度で背側面７０１を加熱可能とされている。加熱部７８は、腹側面７０２及び背側面７０１のうちで、加熱部７８に対して断熱空間７７が間に介在されていない側の翼面７０を内部から加熱可能とされている。本実施形態の加熱部７８は、背側面７０１を内部から加熱する。加熱部７８は、翼高さ方向Ｄ１に延びている。加熱部７８は、翼高さ方向Ｄ１における背側面７０１の全域にわたって形成されている。加熱部７８は、背側板材７１の内部のみに形成されている。加熱部７８は、スロート位置２５ａよりも前縁部７ａ側に形成されている。加熱部７８は、溝部７８１と、蓋部７８２とを有している。
【００５８】
溝部７８１は、背側面７０１から窪むように形成されている。本実施形態の溝部７８１は、翼高さ方向Ｄ１に延びるように溝を形成するように、背側面７０１から窪んでいる。溝部７８１は、溝部７８１は、第一溝部７８１ａと、第二溝部７８１ｂとを有している。
【００５９】
第一溝部７８１ａは、背側面７０１から垂直に窪む角溝である。第一溝部７８１ａは、背側面７０１よりも外側に向かって突出しないように蓋部７８２を収容可能とされている。
【００６０】
第二溝部７８１ｂは、第一溝部７８１ａよりも小さな断面形状をなして、第一溝部７８１ａの内面のうち、背側面７０１と平行な内面から垂直に窪む角溝である。本実施形態の第二溝部７８１ｂは、翼高さ方向Ｄ１と直交する断面において、翼弦方向Ｄ２の長さが第一溝部７８１ａよりも短く形成されている。
【００６１】
蓋部７８２は、溝部７８１の開口を閉塞している。蓋部７８２は、第一溝部７８１ａに隙間なく嵌まり込む形状で形成されている。蓋部７８２は、翼高さ方向Ｄ１に延びる板状部材である。蓋部７８２は、第一溝部７８１ａに嵌まり込んだ状態で、その断面形状における第二溝部７８１ｂ側に、第二溝部７８１ｂの開口を閉塞する平面である溝部閉塞面７８２ａが形成されている。蓋部７８２は、第一溝部７８１ａに嵌まり込んだ状態で、その断面形状における外側に、背側面７０１を形成する面である蓋部外側面７８２ｂが形成されている。
【００６２】
本実施形態の加熱部７８は、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、翼本体７の周囲を流通する主蒸気Ｓよりも温度の高い高温蒸気が流通する高温蒸気流通空間７９を有している。高温蒸気流通空間７９は、翼本体７の内部で翼高さ方向Ｄ１に延びる空間である。本実施形態の高温蒸気流通空間７９は、溝部７８１と蓋部７８２とによって、翼本体７の内部で背側面７０１に沿って形成される空間である。つまり、高温蒸気流通空間７９は、第二溝部７８１ｂを形成する面と蓋部７８２の溝部閉塞面７８２ａとによって囲まれた空間である。
【００６３】
高温蒸気流通空間７９は、図９に示すように、静翼２を翼高さ方向Ｄ１に貫通している。本実施形態の高温蒸気流通空間７９は、翼本体７だけでなく内側シュラウド２１及び外側シュラウド２２を貫通するように形成されている。高温蒸気流通空間７９は、図２に示すように、翼高さ方向Ｄ１と直交する断面において、翼弦方向Ｄ２の長さが断熱空間７７よりも短く形成されている。高温蒸気流通空間７９には、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、高温蒸気流通空間７９が形成された翼本体７が配置された主流路Ｃ１の位置よりも上流側を流れる主蒸気Ｓが、高温蒸気として外側シュラウド２２側から供給される。具体的には、本実施形態の高温蒸気流通空間７９には、高温蒸気導入部７９１によって高温蒸気が供給される。高温蒸気導入部７９１は、高温蒸気流通空間７９が形成された翼本体７よりも上流側（例えば、初段の静翼２と動翼６との間）で主流路Ｃ１と繋がっている。これにより、高温蒸気導入部７９１は、高圧の主蒸気Ｓが流れる主流路Ｃ１と高温蒸気流通空間７９とを連通させている。高温蒸気流通空間７９に供給された主蒸気Ｓは、内側シュラウド２１側から主流路Ｃ１に戻される。高温蒸気流通空間７９に供給された主蒸気Ｓは、高温蒸気流通空間７９が形成された翼本体７が配置された主流路Ｃ１の位置よりも下流側で主流路Ｃ１に戻される。したがって、本実施形態の加熱部７８は、翼面７０を加熱する加熱手段として、上流側を流れる主蒸気Ｓを利用している。
【００６４】
また、本実施形態の加熱部７８は、表面積増加部９１を有している。表面積増加部９１は、高温蒸気流通空間７９を形成する内側面の表面積を増加させている。具体的には、本実施形態では、図５に示すように、蓋部７８２がメッシュ状に形成されている。これにより、高温蒸気流通空間７９を形成する面である溝部閉塞面７８２ａの表面積が増加している。つまり、メッシュ状の蓋部７８２自体が表面積増加部９１を形成している。
【００６５】
また、本実施形態では、蓋部７８２は、背側面７０１を形成する外周面の表面積を増加させる外側表面積増加部８８を有している。具体的には、メッシュ状の蓋部７８２によって、蓋部外側面７８２ｂの表面積が増加している。つまり、メッシュ状の蓋部７８２自体が表面積増加部９１だけでなく外側表面積増加部８８も形成している。
【００６６】
仕切部８０は、図２に示すように、ドレン流路７５と断熱空間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、ドレン流路７５と断熱空間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の全域にわたってドレン流路７５と断熱空間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とが溶接された溶接部７３によって形成されている。
【００６７】
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。
【００６８】
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、溶接工程Ｓ４とを含む。
【００６９】
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。また、準備工程Ｓ２では、蓋部７８２として、メッシュ状の平板部材が準備される。
【００７０】
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、吸込口７４を形成する吸込口形成面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、ドレン流路７５を形成するドレン流路形成面８２と、連通路７６を形成する連通路形成面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、断熱空間７７を形成する断熱空間形成面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、溝部７８１が背側板材７１に形成される。
【００７１】
本実施形態の加工工程Ｓ３では、吸込口形成面８１として、吸込口背側形成面８１ａが形成される。加工工程Ｓ３では、ドレン流路形成面８２として、ドレン流路背側形成面８２ａと、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、連通路形成面８３として、連通路腹側形成面８３ｂが形成される。加工工程Ｓ３では、断熱空間形成面８４として、断熱空間背側形成面８４ａと、断熱空間腹側形成面８４ｂとが形成される。加工工程Ｓ３では、溝部７８１が背側板材７１のみに形成される。
【００７２】
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。
【００７３】
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。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、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、吸込口形成面８１として、背側板材７１に吸込口背側形成面８１ａが形成される。除去工程Ｓ３１では、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を作業者が削ることで、背側板材７１に溝部７８１が形成される。除去工程Ｓ３１では、まず、第一溝部７８１ａが背側面７０１に形成される。その後、除去工程Ｓ３１では、背側面７０１と平行な第一溝部７８１ａの内面を背側面７０１側からさらに削ることによって、第二溝部７８１ｂが形成される。
【００７４】
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、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、吸込口形成面８１として、吸込口背側形成面８１ａの形状に対応した平滑な端面７２ｂ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に連通路腹側形成面８３ｂが形成される。
【００７５】
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、断熱空間形成面８４として、背側板材７１に断熱空間背側形成面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、断熱空間形成面８４として、腹側板材７２に断熱空間腹側形成面８４ｂが形成される。また、曲げ工程Ｓ３２では、溝部閉塞面７８２ａと反対側を向く蓋部７８２の面が背側面７０１の一部をなすように蓋部７８２が曲げられる。
【００７６】
溶接工程Ｓ４では、吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、及び断熱空間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とが溶接される。具体的には、溶接工程Ｓ４では、前縁部７ａの端部で背側板材７１と腹側板材７２とが溶接される。また、溶接工程Ｓ４では、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とが溶接される。また、溶接工程Ｓ４では、断熱空間形成面８４とドレン流路形成面８２との間で背側板材７１と腹側板材７２とが溶接される。これにより、溶接工程Ｓ４では、断熱空間７７とドレン流路７５とが互いに独立するように仕切る仕切部８０が溶接部７３として形成される。また、溶接工程Ｓ４では、高温蒸気流通空間７９を背側板材７１内に形成するように、蓋部７８２が溝部７８１に嵌め込まれて溶接される。本実施形態の溶接工程Ｓ４では、溝部閉塞面７８２ａが第二溝部７８１ｂを向くように、蓋部７８２が第一溝部７８１ａに嵌め込まれて溶接される。具体的には、第一溝部７８１ａに蓋部７８２が嵌め込まれた状態で、蓋部７８２と第一溝部７８１ａとの隙間を埋めるように背側面７０１側から溶接が実施される。溶接工程Ｓ４では、ろう付けによって各部材が接合される。
【００７７】
上記のような蒸気タービン１００では、図３に示すように、静翼２の翼本体７は、軸方向Ｄａの上流側（図３紙面左側）から下流側（図３紙面右側）に向かって主蒸気Ｓが流通する主流路Ｃ１内に配置されている。この主蒸気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、主蒸気Ｓは、水滴を含んだ状態で主流路Ｃ１内を流通している。主蒸気Ｓが腹側面７０２付近を流れる場合には、主蒸気Ｓｘ中の水滴は、慣性によって微細な水滴Ｗｘとして腹側面７０２に付着する。また、主蒸気Ｓが背側面７０１付近を流れる場合には、主蒸気Ｓｙ中の水滴は、慣性によって微細な水滴Ｗｙとして背側面７０１に付着する。
【００７８】
水滴を含んだ主蒸気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は、主蒸気Ｓの流れに対向する表面積が広いことで、微細な水滴が付着し易くなっている。そして、腹側面７０２に付着したドレンは、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、吸込口７４に流れ込む。ここで、ドレン流路７５が、内側シュラウド２１や外側シュラウド２２に形成された排出流路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、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連通路７６に引き込まれて、ドレン流路７５に流入する。ドレン流路７５に流入したドレンは、内側シュラウド２１や外側シュラウド２２を介して復水器に送られる。
【００７９】
また、背側面７０１は、主蒸気Ｓの流れに対向する表面積が狭いことで、腹側面７０２よりも微細な水滴が付着しづらくなっている。一方で、図４に示すように、上流側に配置されている動翼６によって主蒸気Ｓが背側面７０１に向かうような周方向Ｄｃの速度成分をもっている。そのため、動翼６から離脱した比較的大きな水滴である粗大水滴Ｗｚは、気相との抗力によって生じた速度ベクトルｕと、動翼の旋回速度ベクトルｖの重ね合わせによって、速度ベクトルｗを得る。一般に速度ベクトルｗは、動翼６の旋回速度ベクトルｖを保ったまま、下流側の静翼２に衝突する。その結果、図４に示すように、粗大水滴Ｗｚは、背側面７０１の前縁部７ａに近い領域に付着し易くなっている。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スロート位置２５ａ付近で背側面７０１から剥離してしまう。しかしながら、翼弦方向Ｄ２においてスロート位置２５ａよりも前縁部７ａ側に加熱部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加熱部７８によって加熱された気化する。
【００８０】
上記のような蒸気タービン翼（静翼２）では、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、断熱空間７７が真空状態となる。この状態で、加熱部７８が背側面７０１を加熱することで、加熱部７８で生じた熱は断熱空間７７によって断熱されて、腹側面７０２には伝わらない。そのため、加熱部７８で生じた熱エネルギーを加熱部７８に対して断熱空間７７が配置されていない側の翼面７０である背側面７０１を加熱することだけに効果的に利用することができる。これにより、加熱部７８によって背側面７０１を効率良く加熱することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、除去工程Ｓ３１において、平板状の背側板材７１に吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、及び加熱部７８の溝部７８１が形成されている。また、平板状の腹側板材７２にドレン流路腹側形成面８２ｂ及び連通路腹側形成面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に断熱空間背側形成面８４ａが形成されている。また、平板状の腹側板材７２に断熱空間腹側形成面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を溶接して組み合わせることで吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、及び断熱空間７７が形成されている。また、曲げ工程Ｓ３２後の背側板材７１及び蓋部７８２を溶接して組み合わせることで、高温蒸気流通空間７９が形成されている。
【００８２】
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、吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、ドレン流路腹側形成面８２ｂ、連通路腹側形成面８３ｂ、溝部７８１、断熱空間背側形成面８４ａ、及び断熱空間腹側形成面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、吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、ドレン流路腹側形成面８２ｂ、連通路腹側形成面８３ｂ、溝部７８１、断熱空間背側形成面８４ａ、及び断熱空間腹側形成面８４ｂの加工が容易になる。また、吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、ドレン流路腹側形成面８２ｂ、連通路腹側形成面８３ｂ、溝部７８１、断熱空間背側形成面８４ａ、及び断熱空間腹側形成面８４ｂの加工精度を向上させることができる。
【００８３】
さらに、高い精度で形成された吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、ドレン流路腹側形成面８２ｂ、連通路腹側形成面８３ｂ、溝部７８１、断熱空間背側形成面８４ａ、及び断熱空間腹側形成面８４ｂによって、吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、加熱部７８、及び断熱空間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、吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、加熱部７８、及び断熱空間７７を翼本体７の内部に容易に形成できる。したがって、ドレンを除去するための構造を翼本体７の内部に容易に形成することができる。
【００８４】
また、二枚の板の表面を利用して吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、加熱部７８、及び断熱空間７７を形成することで、吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、加熱部７８、及び断熱空間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。
【００８５】
また、吸込口７４が翼面７０に形成されていることで、加熱部７８でドレンを気化させるだけでなく、吸込口７４からドレンを回収させて、翼面７０に付着したドレンを除去できる。そのため、吸込口７４を設けずに、翼面７０の全域において付着したドレンを加熱部７８だけで気化させて除去する場合に比べて、加熱部７８で使用される熱エネルギーを抑えることができる。また、加熱部７８を設けずに、吸込口７４を介してドレン流路７５から翼面７０の全域において付着したドレンを排出する場合に比べて、主流路Ｃ１を流通する主蒸気Ｓの吸い込み量を抑えることができる。したがって、高温蒸気流通空間７９に供給する主蒸気Ｓの量や主流路Ｃ１を流通する主蒸気Ｓのロスを抑えて、効率的にドレンを除去できる。
【００８６】
また、腹側面７０２では液膜を形成するようにドレンが流れるために、全てのドレンを気化させるには、大量のエネルギーが必要となる。その結果、高温蒸気流通空間７９に多くの主蒸気Ｓを供給する必要が有り、非常に効率が悪化する可能性が有る。ところが、本実施形態では、加熱部７８が背側面７０１に形成され、吸込口７４が腹側面７０２に形成されている。そのため、背側面７０１を加熱するために必要な主蒸気Ｓを高温蒸気流通空間７９に供給するだけでよい。これにより、高温蒸気流通空間７９に供給する主蒸気Ｓの量をより抑えて、効率的にドレンを除去できる。
【００８７】
また、高温蒸気流通空間７９が、溝部７８１と、溝部７８１の開口を閉塞する蓋部７８２とによって形成されている。背側面７０１から凹む溝部７８１を蓋部７８２で閉塞することによって、高温蒸気流通空間７９を容易に形成できる。さらに、背側板材７１と分離可能な蓋部７８２を有することで、蓋部７８２に対する加工が容易になる。そのため、蓋部７８２に後加工を施すことで、高温蒸気流通空間７９を形成する内面である溝部閉塞面７８２ａに任意の形状を形成することが容易にできる。これにより、高温の主蒸気Ｓを利用して背側面７０１を効率的に加熱可能な高温蒸気流通空間７９を翼本体７に容易に形成することができる。
【００８８】
また、蓋部７８２がメッシュ状に形成されることで、溝部閉塞面７８２ａの表面積が増加する。このように、蓋部７８２自体が高温蒸気流通空間７９を形成する面の一つの表面積を増加させる表面積増加部９１を形成している。これにより、高温蒸気流通空間７９を流れる主蒸気Ｓの熱が効率良く翼本体７に伝わる。特に、高温蒸気流通空間７９を形成する面の中でも背側面７０１に最も近い溝部閉塞面７８２ａでの熱伝導性が向上する。そのため、高温蒸気流通空間７９を流れる主蒸気Ｓの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面７０１を加熱することができる。
【００８９】
さらに、蓋部７８２がメッシュ状に形成されることで、蓋部外側面７８２ｂの表面積が増加する。その結果、蓋部外側面７８２ｂに付着した水膜の表面積が増加し、蓋部外側面７８２ｂに付着したドレンを蒸発させやすくすることができる。
【００９０】
また、背側面７０１において、吸込口７４より前縁部７ａ側であってスロート位置２５ａよりも前縁部７ａ側に加熱部７８が形成されている。そのため、背側面７０１において、最もドレンが付着し易い位置に近い領域であって、付着したドレンが背側面７０１から剥離し難い領域でドレンを気化させることができる。したがって、加熱部７８を効果的に利用してドレンを除去できる。
【００９１】
また、スロート位置２５ａよりも前縁部７ａ側に加熱部７８が形成されていることで、スロート位置２５ａよりも前縁部７ａ側の背側面７０１の温度が上昇する。そのため、通常では温度が低下して水滴が生じやすくなっているスロート部２５付近の温度を上昇させることができる。これにより、スロート部２５付近での水滴の発生自体を抑えることができる。
【００９２】
また、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、周りを流通する主蒸気Ｓの流入を抑えることができる。したがって、主流路Ｃ１を流れる主蒸気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。
【００９３】
また、吸込口７４が、腹側面７０２の翼高さ方向Ｄ１の全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のどの位置に付着したドレンであっても、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。
【００９４】
また、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吸込口７４から回収することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、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とを溶接することによって形成されている。その結果、溶接部７３に近傍に吸込口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の強度を維持したまま、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吸込口７４を形成でき、より多くのドレンを吸込口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吸込口７４で効率良く回収することができる。
【００９６】
また、ドレン流路形成面８２として、背側板材内側面７１ａから窪むドレン流路背側形成面８２ａと、腹側板材内側面７２ａから窪むドレン流路腹側形成面８２ｂとが形成されている。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、ドレン流路７５をより大きく形成することができる。
【００９７】
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ドレン流路形成面８２を形成できるため、ドレン流路形成面８２の加工が容易になる。さらに、ドレン流路背側形成面８２ａと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との間にドレン流路７５が形成される。したがって、ドレン流路７５を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【００９８】
特に、本実施形態のようにドレン流路背側形成面８２ａと、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ドレン流路形成面８２を形成する場合に比べて、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。
【００９９】
また、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、連通路形成面８３は、平板状の腹側板材７２の表面を加工するだけで形成できる。そのため、連通路形成面８３の加工が容易になる。また、連通路形成面８３によって背側板材７１と腹側板材７２との間に連通路７６が形成される。そのため、連通路７６を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【０１００】
また、除去工程Ｓ３１において、吸込口背側形成面８１ａ、ドレン流路背側形成面８２ａ、ドレン流路腹側形成面８２ｂ、及び連通路腹側形成面８３ｂが背側板材７１及び腹側板材７２が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断熱空間形成面８４が曲げ工程Ｓ３２で形成されている。そのため、吸込口７４、ドレン流路７５、連通路７６、及び断熱空間７７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。
【０１０１】
また、断熱空間形成面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、断熱空間形成面８４の加工が容易になる。また、断熱空間形成面８４によって断熱空間７７が形成される。そのため、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、断熱空間７７を翼本体７の内部に容易に形成できる。
【０１０２】
また、ドレン流路７５と断熱空間７７とを独立した状態とする仕切部８０が溶接部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を形成するように溶接することで、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、独立したドレン流路７５及び断熱空間７７を翼本体７の内部に形成することができる。つまり、ドレン流路７５及び断熱空間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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
《第一変形例》
次に、図１０を参照して本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、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。この第一変形例では、断熱空間７７Ａ及びドレン流路７５Ａの構成について実施形態と相違する。
【０１０５】
第一変形例の翼本体７Ａは、鋳造等によって形成されている。つまり、第一変形例の翼本体７Ａは、背側板材７１及び腹側板材７２を有していない。翼本体７Ａは、吸込口７４Ａと、ドレン流路７５Ａと、連通路７６Ａと、断熱空間７７Ａと、加熱部７８と、仕切部８０Ａと、を有している。
【０１０６】
ドレン流路７５Ａ及び断熱空間７７Ａは、翼本体７Ａの内部の空間として、鋳造時に中子を用いたり、ドリル加工等で事後的に加工したりして翼本体７Ａの外形と一体に形成されている。ドレン流路７５Ａ及び断熱空間７７Ａは、別部材として準備された仕切部８０Ａを溶接で翼本体７Ａの内部に固定することで、それぞれ独立した空間として形成されている。吸込口７４Ａ及び連通路７６Ａは、後加工によって腹側面７０２に形成されている。
【０１０７】
このような第一変形例の翼本体７Ａを有する静翼２であっても、実施形態と同様に、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、断熱空間７７Ａが真空状態となる。この状態で、加熱部７８が背側面７０１を加熱することで、加熱部７８で生じた熱は断熱空間７７Ａによって断熱されて、腹側面７０２には伝わらない。そのため、背側面７０１を加熱することだけに、加熱部７８で生じた熱エネルギーを効果的に利用することができる。これにより、加熱部７８によって背側面７０１を効率良く加熱することができる。
【０１０８】
《第二変形例》
次に、図１１を参照して本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、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。この第二変形例では、翼本体７Ｂの内部の構造が実施形態や第一変形例と相違する。
【０１０９】
第二変形例の翼本体７Ｂは、隔壁部材９２と、収容溝部９３と、空間形成溝部９４と、空間形成蓋部９０とを有している。
【０１１０】
隔壁部材９２は、翼本体７Ｂの内部で、断熱空間７７Ｂと、高温蒸気流通空間７９Ｂとを形成する部材である。隔壁部材９２は、板状をなして翼高さ方向Ｄ１に延びている。隔壁部材９２は、空間形成部９２１と、フランジ部９２２と、を有している。
【０１１１】
空間形成部９２１は、翼高さ方向Ｄ１と直交する断面において、背側面７０１側が開口するように凹状に窪んでいる。フランジ部９２２は、翼高さ方向Ｄ１と直交する断面において、空間形成部９２１の両端から背側面７０１と平行に延びている。
【０１１２】
収容溝部９３は、中実の翼本体７Ｂの背側面７０１から垂直に窪む角溝である。収容溝部９３は、背側面７０１よりも外側に向かって突出しない状態で空間形成蓋部９０及び隔壁部材９２を収容可能とされている。収容溝部９３は、実施形態の第一溝部７８１ａよりも深く形成されている。
【０１１３】
空間形成溝部９４は、隔壁部材９２とともに、断熱空間７７Ｂを形成する溝である。空間形成溝部９４は、収容溝部９３よりも小さな断面形状をなして、収容溝部９３の内面のうち、背側面７０１と平行な内面から垂直に窪む角溝である。本実施形態の空間形成溝部９４は、翼高さ方向Ｄ１と直交する断面において、翼弦方向Ｄ２の長さが収容溝部９３よりも短く形成されている。空間形成溝部９４には、空間形成部９２１と間隔を空けることが可能な深さで形成されている。
【０１１４】
空間形成蓋部９０は、収容溝部９３の開口を閉塞している。空間形成蓋部９０は、収容溝部９３に各壁部材とともに収容されている。空間形成蓋部９０は、隔壁部材９２よりも背側面７０１側に配置され、収容溝部９３内で隙間なく嵌まり込んでいる。空間形成蓋部９０は、隔壁部材９２と同じ板厚で形成され、翼高さ方向Ｄ１に延びる板状部材である。空間形成蓋部９０は、収容溝部９３に嵌まり込んだ状態で、その断面形状における空間形成溝部９４側に、隔壁部材９２の空間形成部９２１の開口を閉塞する平面である空間形成部閉塞面９０１が形成されている。
【０１１５】
また、翼本体７Ｂは、吸込口７４Ａと、ドレン流路７５Ｂと、連通路７６Ａと、隔壁部材９２と、断熱空間７７Ｂと、加熱部７８Ｂと、を有している。
【０１１６】
ドレン流路７５Ｂは、翼高さ方向Ｄ１に延びる円形の貫通孔である。ドレン流路７５Ｂは、例えば、ドリル加工を施すことで形成されている。
【０１１７】
第二変形例の断熱空間７７Ｂは、背側面７０１から窪む溝によって形成される空間である。断熱空間７７Ｂは、空間形成溝部９４と空間形成部９２１との間に形成されている。具体的には、断熱空間７７Ｂは、空間形成溝部９４の内面と、空間形成部９２１の腹側面７０２側を向く面との間に形成されている。
【０１１８】
第二変形例の加熱部７８Ｂの高温蒸気流通空間７９Ｂは、断熱空間７７Ｂとともに背側面７０１から窪む溝によって形成される空間である。高温蒸気流通空間７９Ｂは、空間形成蓋部９０の腹側面７０２側を向く空間形成部閉塞面９０１と、空間形成部９２１の背側面７０１側を向く面との間に形成されている。
【０１１９】
このような第二変形例の翼本体７Ｂを有する静翼２であっても、実施形態と同様に、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、断熱空間７７Ｂが真空状態となる。この状態で、加熱部７８Ｂが背側面７０１を加熱することで、加熱部７８Ｂで生じた熱は断熱空間７７Ｂによって断熱されて、腹側面７０２には伝わらない。そのため、加熱部７８Ｂで生じた熱を効果的に利用して、翼面７０の任意の箇所である背側面７０１を効率良く加熱することができる。
【０１２０】
《第三変形例》
次に、図１２を参照して本実施形態の第三変形例の翼本体７Ｃについて説明する。
第三変形例においては、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７Ｃでは、高温蒸気流通空間７９Ｃ内の構造が実施形態と相違する。
【０１２１】
第三変形例の翼本体７Ｃでは、図１２に示すように、加熱部７８Ｃが複数の突出部９５を有している。突出部９５は、高温蒸気流通空間７９Ｃを形成する面から突出している。突出部９５は、翼高さ方向Ｄ１から見た際に、高温蒸気流通空間７９Ｃを閉塞するように翼高さ方向Ｄ１と交差する方向に互い違いに延びている。本実施形態では、突出部９５は、翼高さ方向Ｄ１と直交する方向に延びるように蓋部７８２の溝部閉塞面７８２ａから突出している。突出部９５は、翼高さ方向Ｄ１から見た際に、高温蒸気流通空間７９Ｃを閉塞するように交互に延びている。
【０１２２】
このような第三変形例の翼本体７Ｃを有する静翼２によれば、突出部９５が翼高さ方向Ｄ１から見た際に、高温蒸気流通空間７９Ｃを閉塞するように交互に延びている。そのため、高温蒸気流通空間７９Ｃ内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間７９Ｃ内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面７０１を加熱することができる。
【０１２３】
《第四変形例》
次に、図１３を参照して本実施形態の第四変形例の翼本体７Ｄについて説明する。
第四変形例においては、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。この第四変形例の翼本体７Ｄでは、高温蒸気流通空間７９Ｄ内の構造が実施形態と相違する。
【０１２４】
第四変形例の翼本体７Ｄでは、図１３に示すように、高温蒸気流通空間７９Ｄは、実施形態や第三変形例と異なり、翼高さ方向Ｄ１の一方の端部が開口され、他方の端部が閉塞されている。具体的には、第四変形例の高温蒸気流通空間７９Ｄは、翼本体７Ｄと外側シュラウド２２のみを貫通するように形成されている。高温蒸気流通空間７９Ｄには、蒸気タービン１００が運転状態である場合に、高温蒸気流通空間７９Ｄが形成された翼本体７Ｄが配置された主流路Ｃ１の位置よりも上流側を流れる主蒸気Ｓが、高温蒸気として、外側シュラウド２２側から供給される。高温蒸気流通空間７９Ｄに供給された主蒸気Ｓは、外側シュラウド２２側から主流路Ｃ１に戻される。
【０１２５】
また、加熱部７８Ｄが、区画部９６を有している。区画部９６は、翼高さ方向Ｄ１に仕切り、かつ、翼高さ方向Ｄ１の他方のみで連通するよう高温蒸気流通空間７９Ｄの内部を区画している。本実施形態の区画部９６は、高温蒸気流通空間７９Ｄを形成する面から突出している。区画部９６は、平板状をなすように翼高さ方向Ｄ１に延びて突出している。本実施形態では、区画部９６は、蓋部７８２の溝部閉塞面７８２ａから突出している。本実施形態の区画部９６によって、高温蒸気流通空間７９Ｄ内には、外側シュラウド２２側の後縁部７ｂ側から主蒸気Ｓを流入させるとともに、内側シュラウド２１側で主蒸気Ｓの流通方向を反転させ、外側シュラウド２２側の前縁部７ａ側から主蒸気Ｓを流出させる流路が形成されている。
【０１２６】
このような第四変形例の翼本体７Ｄを有する静翼２によれば、高温蒸気流通空間７９Ｄ内における高温蒸気の流通する流路長さが長くなる。これにより、高温蒸気を高温蒸気流通空間７９Ｄ内により長い時間留まらせることができる。したがって、高温蒸気の熱エネルギーを効率的に利用して背側面７０１を加熱することができる。
【０１２７】
《第五変形例》
次に、図１４を参照して本実施形態の第五変形例について説明する。
第五変形例においては、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。この第五変形例の表面積増加部９１Ｅの構成が実施形態と相違する。
【０１２８】
第五変形例では、蓋部７８２Ｅに表面積増加部９１Ｅとして複数のフィン９７が形成されている。フィン９７は、蓋部７８２Ｅよりも熱伝導性の高い材料で形成されている。フィン９７は、翼高さ方向Ｄ１に長い矩形平板状をなしている。複数のフィン９７は、互いに間隔を空けて溝部閉塞面７８２ａから突出している。
【０１２９】
このような第五変形例の蓋部７８２Ｅを有する静翼２によれば、フィン９７によって溝部閉塞面７８２ａの表面積が増加する。これにより、高温蒸気流通空間７９を流れる主蒸気Ｓの熱が効率良く翼本体７に伝わる。特に、高温蒸気流通空間７９を形成する面の中でも背側面７０１に最も近い溝部閉塞面７８２ａでの熱伝導性が向上し、高温蒸気流通空間７９を流れる主蒸気Ｓの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面７０１を加熱することができる。
【０１３０】
《第六変形例》
次に、図１５を参照して本実施形態の第六変形例について説明する。
第六変形例においては、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。この第六変形例は、蓋部７８２Ｆに連通孔９８が形成されている。
【０１３１】
第六変形例では、加熱部７８Ｆは、高温蒸気流通空間７９を形成する面と背側面７０１とを連通させる複数の連通孔９８を有している。本実施形態の連通孔９８は、蓋部７８２Ｆに形成されている。連通孔９８は、溝部閉塞面７８２ａで開口するように蓋部７８２Ｆを貫通している。連通孔９８は、例えば、円形状の貫通孔である。複数の連通孔９８は、千鳥格子状に形成されている。
【０１３２】
このような第五変形例の蓋部７８２Ｆを有する静翼２によれば、高温蒸気流通空間７９を流通する主蒸気Ｓが連通孔９８を介して背側面７０１に噴出する。その結果、連通孔９８から噴出した高温の主蒸気Ｓが背側面７０１に沿って流れ、背側面７０１が直接加熱される。これにより、高温蒸気流通空間７９を流れる主蒸気Ｓの熱エネルギーを効率良く利用して、背側面７０１を加熱することができる。また、背側面７０１の近くを流れる主蒸気Ｓを加熱することで、背側面７０１の凝結を防止することができる。
【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、加熱部７８は、本実施形態のように加熱手段として高温蒸気を利用する構成に限定されるものではない。例えば、加熱部７８は、ヒータを有していてもよい。具体的には、高温蒸気流通空間７９として形成された空間内に高温蒸気を流通させるのではなく、電気的に加熱可能なヒータを配置してもよい。
【０１３５】
また、加熱部７８は、実施形態のように背側面７０１を加熱する構造に限定されるものではない。加熱部７８は、腹側面７０２を加熱する構造とされていてもよい。腹側面７０２を加熱する場合には、加熱部７８は、例えば、腹側板材７２の内部で腹側面７０２と断熱空間７７との間に形成されていてもよい。
【０１３６】
また、断熱空間形成面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。断熱空間形成面８４は、ドレン流路形成面８２と同様に、除去工程Ｓ３１で背側板材７１の背側板材内側面７１ａ及び腹側板材７２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。
【０１３７】
また、加熱部７８及び断熱空間７７は、翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって形成されていることに限定されるものではない。加熱部７８Ｆ及び断熱空間７７は、翼高さ方向Ｄ１において特にドレンが付着しやすい領域のみに形成されていてもよい。
【０１３８】
また、吸込口７４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。吸込口７４は、複数の連通路７６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。
【０１３９】
また、吸込口７４が、翼高さ方向Ｄ１の全域にわたって形成されていることに限定されるものではない。吸込口７４は、翼面７０の先端部側の一部の領域のみに形成されていてもよい。
【０１４０】
また、吸込口７４は、腹側面７０２のみに形成されることに限定されるものではない。したがって、吸込口７４は、背側面７０１に形成されていてもよい。
【０１４１】
また、ドレン流路形成面８２は、実施形態のように背側板材７１の背側板材内側面７１ａ及び腹側板材７２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。ドレン流路形成面８２は、背側板材７１の背側板材内側面７１ａ及び腹側板材７２の腹側板材内側面７２ａ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。
【０１４２】
また、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、ドレン流路形成面８２は、断熱空間形成面８４と同様に、曲げ工程Ｓ３２で形成されてもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１００…蒸気タービン  Ｓ…主蒸気  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…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、７Ｃ、７Ｄ…翼本体  Ｄ１…翼高さ方向  Ｄ２…翼弦方向  Ｄ３…翼厚方向  ７０…翼面  ７０１…背側面  ７０２…腹側面  ７ａ…前縁部  ７ｂ…後縁部  ７１…背側板材  ７１ａ…背側板材内側面  ７２…腹側板材  ７２ａ…腹側板材内側面  ７３…溶接部  ７４、７４Ａ…吸込口  ７５、７５Ａ、７５Ｂ…ドレン流路  ７６、７６Ａ…連通路  ７７、７７Ａ、７７Ｂ…断熱空間  ７８、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄ、７８Ｅ、７８Ｆ…加熱部  ７８１…溝部  ７８１ａ…第一溝部  ７８１ｂ…第二溝部  ７８２、７８２Ｅ、７８２Ｆ…蓋部  ７８２ａ…溝部閉塞面  ７８２ｂ…蓋部外側面  ９１、９１Ｅ…表面積増加部  ７９、７９Ｂ、７９Ｃ、７９Ｄ…高温蒸気流通空間  ８０、８０Ａ…仕切部  ２５…スロート部  ２５ａ…スロート位置  ８１…吸込口形成面  ８１ａ…吸込口背側形成面  ８２…ドレン流路形成面  ８２ａ…ドレン流路背側形成面  ８２ｂ…ドレン流路腹側形成面  ８３…連通路形成面  ８３ａ…連通路背側形成面  ８３ｂ…連通路腹側形成面  ８４…断熱空間形成面  ８４ａ…断熱空間背側形成面  ８４ｂ…断熱空間腹側形成面  ８８…外側表面積増加部  ２１…内側シュラウド  ２２…外側シュラウド  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…溶接工程  ９２…隔壁部材  ９２１…空間形成部  ９２２…フランジ部  ９３…収容溝部  ９４…空間形成溝部  ９０…空間形成蓋部  ９５…突出部  ９６…区画部  ９７…フィン  ９８…連通孔
【図１】
2019044728.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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