【手続補正書】
【提出日】平成31年4月17日(2019.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで平坦に延びる平坦面を含み、
前記翼の前縁から後縁までの軸方向の長さに対する前記軸方向における前記前縁からの長さの比である無次元軸コード長をＬとし、前記無次元軸コード長が１．０である位置での前記流路の流路面積に対する前記無次元軸コード長がＬである位置での前記流路の流路面積の比をＡＲ（Ｌ）とすると、
【数１】
2019094779.tif 000001
であるタービンノズル。
【請求項２】
前記スロート位置における前記曲面の接面と前記平坦面とのなす角度である背面転向角が１０°以内である、請求項１に記載のタービンノズル。
【請求項３】
前記翼の圧力面と前記負圧面とに接する内接円のうち最小面積となる後縁内接円において前記圧力面及び前記負圧面との接縁における２つの接面がなす角度である後縁挟み角が３°以上である、請求項１または２に記載のタービンノズル。
【請求項４】
各々の前記翼の負圧面は、前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタービンノズル。
【請求項５】
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面を含み、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第１凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記ハブ側端縁から前記第１境界位置に向かって深さが減少するように構成されているタービンノズル。
【請求項６】
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面を含み、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第１凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されているタービンノズル。
【請求項７】
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第２凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記ハブ側端縁から前記第１境界位置に向かって深さが減少するように構成されている、請求項４に記載のタービンノズル。
【請求項８】
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第２凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されている、請求項４に記載のタービンノズル。
【請求項９】
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置よりも前記翼の後縁側の位置から前記後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面又は前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面の少なくとも一方を含み、
前記第１凹面又は前記第２凹面の少なくとも一方は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記第１境界位置から前記ハブ側端縁に向かって深さが増加するように構成されているタービンノズル。
【請求項１０】
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置よりも前記翼の後縁側の位置から前記後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面又は前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面の少なくとも一方を含み、
前記第１凹面又は前記第２凹面の少なくとも一方は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されているタービンノズル。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタービンノズルを備えた軸流タービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
（１）本開示の少なくとも１つの実施形態に係るタービンノズルは、
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで平坦に延びる平坦面を含み、
前記翼の前縁から後縁までの軸方向の長さに対する前記軸方向における前記前縁からの長さの比である無次元軸コード長をＬとし、前記無次元軸コード長が１．０である位置での前記流路の流路面積に対する前記無次元軸コード長がＬである位置での前記流路の流路面積の比をＡＲ（Ｌ）とすると、
【数１】
2019094779.tif 000002
である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、上記（１）の構成によると、曲面の下流側縁部から翼の後縁まで平坦に延びる平坦面を設けることにより、負圧面の曲率に起因する膨張波の発生が抑制されるので、遷音速域における翼素性能の低下が低減される。この結果、翼の負圧面で発達する境界層の影響によるタービンノズルの性能低下を抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに、上記（１）の構成によると、無次元軸コード長が０．９８〜１．０の間における流路面積比変化率の絶対値が０．５以上であることにより、負圧面に境界層が形成されても、スロート位置において、先細状の流路が最小の流路面積を有するようになるので、スロートの前縁側への移動が抑制される。この結果、翼の負圧面で発達する境界層の影響によるタービンノズルの性能低下を抑制することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（２）いくつかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記スロート位置における前記曲面の接面と前記平坦面とのなす角度である背面転向角が１０°以内である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記（２）の構成によると、背面転向角が１０°以内であることにより、上記（１）の構成が成立し得るようになるので、スロートの前縁側への移動が抑制される。この結果、翼の負圧面で発達する境界層の影響によるタービンノズルの性能低下を抑制することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
（３）いくつかの実施形態では、上記（１）または（２）の構成において、
前記翼の圧力面と前記負圧面とに接する内接円のうち最小面積となる後縁内接円において前記圧力面及び前記負圧面との接縁における２つの接面がなす角度である後縁挟み角が３°以上である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記（３）の構成によると、後縁挟み角が３°以上であることにより、圧力面に対して負圧面が張り出した形状になるので、平坦面を形成しやすくなり、さらに、平坦面に対して曲率の大きな曲面を形成しやすくなる。その結果、上記（１）の構成が成立し得るようになるので、スロートの前縁側への移動が抑制され、さらに、負圧面の曲率に起因する膨張波の発生が抑制されて遷音速域における翼素性能の低下が低減される。この結果、翼の負圧面で発達する境界層の影響によるタービンノズルの性能低下を抑制することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
（４）いくつかの実施形態では、上記（１）〜（３）のいずれかの構成において、
各々の前記翼の負圧面は、前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面を含む。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記（４）の構成によると、スロート位置よりも前縁側で凹状に湾曲した第２凹面が設けられていることにより、負圧面に液膜が形成されると、第２凹面内に液膜が堆積するので、第２凹面内に堆積した液膜によってスロートの前縁側への移動が抑制される。この結果、翼の負圧面に形成される液膜の影響によるタービンノズルの性能低下を抑制することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
（５）本開示の少なくとも１つの実施形態に係るタービンノズルは、
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面を含み、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第１凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記ハブ側端縁から前記第１境界位置に向かって深さが減少するように構成されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
蒸気タービンにおいて、液相が二次流れによって翼の負圧面に巻き上げられて、付加的な湿り損失が発生する場合がある。上記（５）の構成によると、第１凹面の深さがハブ側端縁から第１境界位置に向かって減少していることにより、第１凹面からチップ側端縁に向かって液相が負圧面上に巻き上げられることを抑制することができ、二次流れ渦を小さくすることができるので、湿り損失を低減することができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
（６）本開示の少なくとも１つの実施形態に係るタービンノズルは、
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置において、該翼の隣りに位置する他の翼の後縁との間に前記流路のスロートを形成する曲面を含み、
前記曲面の上流側縁部は前記スロート位置の上流側に位置し、前記曲面の下流側縁部は前記スロート位置の下流側に位置し、
各々の前記翼の負圧面は、前記曲面の前記下流側縁部から前記翼の後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面を含み、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第１凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
上記（６）の構成によると、第１凹面の深さが第２境界位置からチップ側端縁に向かって増加しているので、負圧面に形成された液膜が第１凹面に流入すると、液膜はチップ側端縁の方向に流れて液滴として翼から流出しやすくなる。これにより、車室壁面に設けられたドレンキャッチャーに液滴が捕捉されやすくなるので、液滴によるドレンアタックエロージョンを低減することができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（７）いくつかの実施形態では、上記（４）の構成において、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第２凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記ハブ側端縁から前記第１境界位置に向かって深さが減少するように構成されている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記（７）の構成によると、第２凹面の深さがハブ側端縁から第１境界位置に向かって減少していることにより、第２凹面からチップ側端縁に向かって液相が負圧面上に巻き上げられることを抑制することができ、二次流れ渦を小さくすることができるので、湿り損失を低減することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
（８）いくつかの実施形態では、上記（４）の構成において、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
前記第２凹面は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されている。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上記（８）の構成によると、第２凹面の深さが第２境界位置からチップ側端縁に向かって増加しているので、負圧面に形成された液膜が第２凹面に流入すると、液膜はチップ側端縁の方向に流れて液滴として翼から流出しやすくなる。これにより、車室壁面に設けられたドレンキャッチャーに液滴が捕捉されやすくなるので、液滴によるドレンアタックエロージョンを低減することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
（９）本開示の少なくとも１つの実施形態に係るタービンノズルは、
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置よりも前記翼の後縁側の位置から前記後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面又は前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面の少なくとも一方を含み、
前記第１凹面又は前記第２凹面の少なくとも一方は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの２０％の距離だけ離れた位置である第１境界位置と前記ハブ側端縁との間で、前記第１境界位置から前記ハブ側端縁に向かって深さが増加するように構成されている。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記（９）の構成によると、凹面の深さがハブ側端縁から第１境界位置に向かって減少していることにより、凹面からチップ側端縁に向かって液相が負圧面上に巻き上げられることを抑制することができ、二次流れ渦を小さくすることができるので、湿り損失を低減することができる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
（１０）本開示の少なくとも１つの実施形態に係るタービンノズルは、
先細状の流路を互いの間に形成するように配列された複数の翼を備えるタービンノズルであって、
各々の前記翼は、翼高さ方向の両端縁にハブ側端縁及びチップ側端縁を備え、
各々の前記翼の負圧面は、スロート位置よりも前記翼の後縁側の位置から前記後縁まで凹状に湾曲して延びる第１凹面又は前記スロート位置よりも前記前縁側で凹状に湾曲した第２凹面の少なくとも一方を含み、
前記第１凹面又は前記第２凹面の少なくとも一方は、前記ハブ側端縁から前記チップ側端縁に向かう方向において前記ハブ側端縁から翼高さの５０％の距離だけ離れた位置である第２境界位置と前記チップ側端縁との間で、前記第２境界位置から前記チップ側端縁に向かって深さが増加するように構成されている。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記（１０）の構成によると、凹面の深さが第２境界位置からチップ側端縁に向かって増加しているので、負圧面に形成された液膜が凹面に流入すると、液膜はチップ側端縁の方向に流れて液滴として翼から流出しやすくなる。これにより、車室壁面に設けられたドレンキャッチャーに液滴が捕捉されやすくなるので、液滴によるドレンアタックエロージョンを低減することができる。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
（１１）本開示の少なくとも１つの実施形態に係る軸流タービンは、
上記（１）〜（１０）のいずれかのタービンノズルを備える。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
上記（１１）の構成によると、スロートの前縁側への移動を抑制して、翼の負圧面で発達する境界層の影響による性能低下を抑制することができる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2019094779.tif 000003
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2019094779.tif 000004