(57)【要約】      （修正有）【課題】ドレンによる浸食を抑制するとともに、ドレンによるタービン動翼の回転抵抗を抑制し、タービン性能低下の防止を図る。【解決手段】ノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１を備え、この蒸気通路１１内を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ外周部１４ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ翼腹側輪郭線と、隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ中央部１３ａとを結ぶ翼高さ中央部水平輪郭線とで仮想し、仮想した翼腹側輪郭線と翼高さ中央部水平輪郭線との交差角が蒸気通路１１の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、一方のノズル翼本体Ｓおよび隣接するノズル翼本体Ｐのそれぞれの翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０の転向角を原形翼高さ中央部翼断面２１の転向角に較べて相対的に大きく設定した。【選択図】図１
2007297940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ外周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ中央部における翼高さ中央部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に大きく設定したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項２】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ外周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ中央部における翼高さ中央部翼断面の翼後縁の翼厚みを原形翼高さ中央部翼断面の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に厚く設定したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項３】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ外周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ中央部における翼高さ中央部翼断面の翼断面積を原形翼高さ中央部翼断面の翼断面積に較べて相対的に大きく設定したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項４】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項５】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の翼断面積を原形翼高さ内周部翼断面の翼断面積に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項６】
両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、前記一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さをＬｎとし、この翼高さ０．８Ｌｎ位置を超えて前記蒸気通路内を水滴等を含む蒸気が流れるとき、水滴等を前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ外周部に誘導させるようにする一方、前記翼高さ０．８Ｌｎ位置以下の前記蒸気通路内を水滴等を含む蒸気が流れるとき、水滴等を前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部に誘導させるように前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体を構成したことを特徴とする蒸気タービンノズル。
【請求項７】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の転向角を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の転向角に較べて相対的に大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項８】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼後縁の翼厚みを原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項９】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼断面積を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼断面積に較べて相対的に大きく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１０】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の転向角を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の転向角に較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１１】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の転向角を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の転向角に較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の翼断面積を原形翼高さ内周部翼断面の翼断面積に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１２】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼後縁の翼厚みを原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１３】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼後縁の翼厚みを原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の翼断面積を原形翼高さ内周部翼断面の翼断面積に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１４】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼断面積を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼断面積に較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【請求項１５】
前記蒸気通路を形成する一方のノズル翼本体と前記隣接するノズル翼本体とは、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ０．８Ｌｎ位置と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および前記隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ０．８Ｌｎ位置における翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面の翼断面積を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置断面の翼断面積に較べて相対的に大きく設定するとともに、前記蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の翼断面積を原形翼高さ内周部翼断面の翼断面積に較べて相対的に小さく設定したことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンノズルに係り、特に蒸気に含まれる水滴に基づいて発生する翼本体のエロージョンを抑制するために翼本体間の蒸気通路部に改良を加えた蒸気タービンノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の蒸気タービンでは、競争の激化に伴って性能向上、信頼性向上の強化、見直しが行われており、その一つに蒸気タービンノズルのエロージョン対策がある。
【０００３】
従来、原子力タービン、地熱タービン、あるいは火力タービンに適用される蒸気タービンのうち、タービン低圧部では、蒸気の温度、圧力が比較的低いので、膨張仕事中に一部が凝縮し、ドレンとなって翼間で構成する蒸気通路の外内周壁やタービンノズルとタービン動翼とで構成するタービン段落に流れる。
【０００４】
蒸気通路の外内周壁やタービン段落に流れるドレンは、やがて比較的粒径の大きい水滴に成長し、タービンノズルやタービン動翼の翼前縁を浸食したり、タービン動翼の回転に対する衝突抵抗を生じさせ、タービンノズルやタービン動翼の翼効率を低下させる要因になっていた。
【０００５】
タービンノズルやタービン動翼の翼効率を低下させる要因の一つになっている水滴の軌跡と蒸気の軌跡とに基づく挙動を図１０を用いて今少し詳しく説明する。
【０００６】
図１０は、蒸気タービンのタービン低圧部の一部を子午面から見たものであり、タービン最終段落Ｌ−０の一つ手前のタービン最終前段段落Ｌ−１とタービン最終段落Ｌ−０とを示している。
【０００７】
タービン最終前段段落Ｌ−１とタービン最終段落Ｌ−０は、ともに、タービンノズル１とタービン動翼２とをペアにして組み合せる構成になっている。
【０００８】
ここで、タービンノズル１は、ダイアフラム外輪３とダイアフラム内輪４とで支持され、蒸気の持つエネルギを速度エネルギに変える機能を持たせている。
【０００９】
また、タービン動翼２は、タービンディスク５に植設され、高い速度エネルギを持つ蒸気の流れを転向させて後流側へ案内する機能を持たせている。
【００１０】
このような構成を備えたタービン低圧部において、破線で示す蒸気が流線Ｋの軌跡を辿るのに対し、成長した水滴は、遠心力やコリオリ等の力の影響を受けるため、図示の実線で示すように、タービン最終前段段落Ｌ−１とタービン最終段落Ｌ−０との間にかけてダイアフラム外輪３の外周壁６に向って水滴流線Ｌの軌跡を採っている。
【００１１】
水滴流線Ｌの軌跡を採る水滴は、タービン最終段落Ｌ−０のタービンノズル１に向う間に成長し、タービン最終段落Ｌ−０のタービンノズル１の翼前縁７に付着し、やがて水膜Ｍとして成長する。
【００１２】
水膜Ｍは、発達しながらタービンノズル１の翼後縁８に流れた後、蒸気の噴出力によって吹き切られ蒸気の流線Ｋに混入し、水滴を含む霧状としてタービン動翼２に流れる。このときの水滴は、当初に較べて粒径が数千倍以上になっている。
【００１３】
このように、大きく成長した水滴は、蒸気の流線Ｋとともにタービン動翼２の翼前縁９に衝突し、その衝撃力によりタービン動翼２の翼前縁９にエロージョンを引き起させる要因になっている。
【００１４】
水滴発生の根源場所の一つの例としてタービン最終前段段落Ｌ−１のタービンノズル１の湿り度を、モデルタービンにより詳細に観察してみると、その湿り度は、タービンノズル１のダイアフラム外輪３の外周壁６側がより高くなっていることがわかっており、タービン最終段落Ｌ−０のタービンノズル１では、図１０に示すように、タービン最終前段段落Ｌ−１のタービン動翼２で生成された水滴が蒸気の流線Ｋとともに集められ、水膜Ｍとなって発達していくものと考えられる。
【００１５】
このような弊害を取り除く手段には、例えば特許文献１に示されているように、タービンノズル１を中穴にして蒸気を循環させ、タービンノズル１を加熱させ、水滴発生を抑制する方法や、例えば特許文献２に示されているように、タービンノズル１、ダイアフラム外輪３、ダイアフラム内輪４にスリットを設け、水滴を捕集する方法などが提案されている。
【００１６】
また、ダイアフラム外輪３の内壁に沿う液膜などの湿分を除去する構造には、例えば特許文献３および特許文献４に見られるように、中空にしたタービンノズル１のその表面に設けたスリットから水滴を捕集し、タービンノズル１内の空間に低圧部を連通させることによって水滴を吸引除去するものがある。これら特許文献に記載の技術は、水滴を吸引する際、水滴とともに蒸気を巻き込むことによって流量を減少させてしまう虞があるが、特に、特許文献４では、蒸気流量の減少を抑制する工夫がなされている。
【特許文献１】特開平１０−１０３００８号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３７８７号公報
【特許文献３】特開２００５−１１３６９６号公報
【特許文献４】特開２００４−１２４７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上述特許文献のうち、特許文献２〜４に開示された蒸気タービンノズルの湿分分離装置は、タービンノズル１を中空にしたり、その表面にスリットや溝を設けたりするため、多くの加工時間や加工コストを要する等の課題があった。
【００１８】
また、タービンノズル表面に設けたスリットや溝によって翼周りの蒸気流れが剥離し易くなったり、中空状のタービンノズルにおいては水滴を吸引する際、水滴とともに蒸気を巻き込むことによって流量が減少し、性能低下を招くリスクがあった。
【００１９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、タービンノズルの３次元捻り形状を工夫し、タービンノズル表面に沿って流れる液滴を翼高さ内周部側（翼ルート部側）あるいは翼高さ外周部側（翼チップ部側）に誘導することによって、蒸気の温度、圧力が比較的低いタービン低圧部に発生するドレンによる浸食を抑制するとともに、ドレンによるタービン動翼の回転抵抗を抑制しつつ、ドレンとともに巻き込んだ蒸気の流量減少に伴うタービン性能低下の防止を図る蒸気タービンノズル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】
【００２０】
本発明に係る蒸気タービンノズルは、上述の目的を達成するために、両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ外周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ中央部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ中央部とを結ぶ翼高さ中央部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ中央部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に大きくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ中央部における翼高さ中央部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に大きく設定したものである。
【００２１】
また、本発明に係る蒸気タービンノズルは、上述の目的を達成するために、両端をダイアフラム外輪とダイアフラム内輪とで支持するノズル翼本体をタービン軸の周方向に沿って列状に配置した蒸気タービンノズルにおいて、前記列状に配置するノズル翼本体のうち、一方のノズル翼本体と隣接するノズル翼本体とで形成する蒸気通路を備え、この蒸気通路内を前記隣接するノズル翼本体の翼腹側における翼高さ内周部と翼高さ中央部とを結ぶ翼腹側輪郭線と、前記隣接するノズル翼本体の翼高さ内周部と前記一方のノズル翼本体の翼背側における翼高さ内周部とを結ぶ翼高さ内周部水平輪郭線とで仮想し、仮想した前記翼腹側輪郭線と前記翼高さ内周部水平輪郭線との交差角が前記蒸気通路の上流側から下流側に向うに連れて徐々に小さくなるように、前記一方のノズル翼本体および隣接するノズル翼本体のそれぞれの翼高さ内周部における翼高さ内周部翼断面の転向角を原形翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて相対的に小さく設定したものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る蒸気タービンノズルは、ノズル翼本体を通過する水滴等を含む蒸気のうち、水滴等を翼高さ外周部および翼高さ内周部のそれぞれに誘導させるようにノズル翼本体の形状に改善を加えたので、ノズル翼本体の表面にスリットや溝など加工をすることなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪、ダイアフラム内輪のそれぞれの壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る蒸気タービンノズルの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第１実施形態を示す概念図である。
【００２５】
本実施形態に係る蒸気タービンノズルは、翼高さ外周部（翼チップ部）をダイアフラム外輪（図示せず）で支持させ、翼高さ内周部（翼ルート部）をダイアフラム内輪（図示せず）で支持させるとともに、タービン軸（図示せず）の周方向に沿って列状に配置する複数のノズル翼１０ａ，１０ｂ，…のうち、説明の便宜上、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとを抜き出し、２枚に並べて表示したものである。
【００２６】
一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとの間には、蒸気通路１１が形成されており、この蒸気通路１１に流入する蒸気を各ノズル翼本体Ｓ，Ｐの翼前縁１２ａ，１２ｂからスロート部（蒸気通路最狭部）ＳＴに向って加速させ、速度エネルギを増加させ、下流側に位置するタービン動翼（図示せず）の転向力を促して膨張仕事を行わせている。
【００２７】
ところで、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとのそれぞれの翼高さ中央部（ピッチ・サークル・オブ・ダイアメータ、略してＰＣＤ、つまり翼高さの１／２）１３ａ，１３ｂから翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに向う通路（流路）断面を考えると、通路断面は、隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ外周部１４ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１と、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ外周部１４ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１と、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ外周部１４ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ外周部１４ａとを結ぶ第１翼高さ外周部水平輪郭線Ｐｏ１−Ｓｏ１と、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１の仮想線とで囲まれる。
【００２８】
そして、第１翼高さ外周部水平輪郭線Ｐｏ１−Ｓｏ１と第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１が常に水平であるとすると、通路断面の形状は、隣接するノズル翼本体Ｐの第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１と一方のノズル翼本体Ｓの第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１の長さによって決定される。
【００２９】
また、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとのそれぞれの翼断面は、ともに、翼高さ内周部（翼ルート部）１７ａ，１７ｂから翼高さ外周部（翼チップ部）１４ａ，１４ｂまで翼高さに比例して相似形になっており、翼高さ内周部１７ａ，１７ｂの方が翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに較べて周長が短くなっている。
【００３０】
翼高さ内周部１７ａ，１７ｂの周長が短いと、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂの方に蒸気がより多く集まるので、この集中を避けるため、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂから翼高さ内周部１７ａ，１７ｂに向ってノズル翼本体Ｓ，Ｐの翼断面は、徐々に小さくなっている。
【００３１】
また、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、隣接するノズル翼本体Ｐの第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおけるノズル翼本体Ｓ，Ｐの実線で示す翼高さ中央部翼断面２０の転向角は、破線で示す原形翼高さ中央部翼断面２１のそれよりも大きくなるように設定される。
【００３２】
すなわち、本実施形態は、ノズル翼本体Ｓ，Ｐがともに、翼高さ内周部１７ａ，１７ｂから翼高さ外周部１４ａ，１４ｂの翼高さ方向に向って翼断面が比例する相似形状になっていることを考えたものであり、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂにおける翼高さ外周部翼断面１９を原形のまま維持させ、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける実線で示す翼高さ中央部翼断面２０の転向角を、破線で示す原形翼高さ中央部翼断面２１のそれに較べて相対的に大きく設定し、上述交差角θ１，θ２，θ３をθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすようにしたものである。
【００３３】
ここで、転向角Δβとは、図２に示すように、蒸気の流入角β１と蒸気の流出角β２との差（β２−β１）で表わしたものである。
【００３４】
なお、隣接するノズル翼本体Ｐの第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３のそれぞれにおける第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３と一方のノズル翼本体Ｓの第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３のそれぞれにおける第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１，Ｓｏ２−Ｓｍ２，Ｓｏ３−Ｓｍ３は、直線であるとは限らず曲線の場合もあるが、この場合も、翼断面が翼高さ内周部１７ａ，１７ｂから翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに向って比例する相似形状になっているので、第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３および第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１，Ｓｏ２−Ｓｍ２，Ｓｏ３−Ｓｍ３を直線近似する通路断面として扱い、翼高さ方向に向って任意の位置で分割しても上述と同様に考えることができる。
【００３５】
このような構成を有する本実施形態において、一方のノズル翼本体Ｓの翼前縁１２ａと隣接するノズル翼本体Ｐの翼前縁１２ｂとの間に形成する蒸気通路１１に流入する蒸気に含まれる水滴等は、その慣性によって隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５に集まり易くなっており、第１通路断面Ｓｅｃ．１において、翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１の湿分が多くなっている。
【００３６】
また、第１通路断面Ｓｅｃ．１よりも下流側に位置する第２通路断面Ｓｅｃ．２では、翼高さ中央部翼断面２０の転向角が第１通路断面Ｓｅｃ．１の翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて大きくし、蒸気通路１１の上述交差角θ１，θ２を、θ１＜θ２の関係式を満たして設定されている。このため、第１翼腹側輪郭線Ｐｏ２−Ｐｍ２が外側に向って拡開する傾斜状になっているので、第１腹側輪郭線Ｐｏ２−Ｐｍ２上の水滴は、位置Ｐｍ２から位置Ｐｏ２に向って流れる。
【００３７】
さらにまた、第２通路断面Ｓｅｃ．２より下流側に位置する第３通路断面Ｓｅｃ．３でも、翼高さ中央部翼断面２０の転向角が第２通路断面Ｓｅｃ．２の翼高さ中央部翼断面の転向角に較べて大きくし、蒸気通路１１の上述交差角θ２，θ３を、θ２＜θ３の関係式を満たして設定されている。このため、第２通路断面Ｓｅｃ．２において、位置Ｐｏ２に向った流れは、第３通路断面Ｓｅｃ．３でも位置Ｐｏ３に向って流れ、ノズル翼本体Ｐの翼腹側１５に沿う水滴は、翼高さ外周部１４ｂに誘導される。
【００３８】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに至るまでの間において、第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３と第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部翼断面２０の転向角を原形翼高さ中央部翼断面２１のそれよりも大きく設定し、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層抑制することができる。
【００３９】
図３は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第２実施形態を示す概念図である。
【００４０】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する要素には同一符号を付す。
【００４１】
本実施形態に係る蒸気タービンノズルは、タービン軸（図示せず）の周方向に沿って列状に配置する複数のノズル翼１０ａ，１０ｂ，…の、その一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ外周部１４ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ外周部１４ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１，Ｓｏ２−Ｓｍ２，Ｓｏ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ外周部１４ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ外周部１４ａとを結ぶ第１翼高さ外周部水平輪郭線Ｐｏ１−Ｓｏ１，Ｐｏ２−Ｓｏ２，Ｐｏ３−Ｓｏ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおけるノズル翼本体Ｐの翼高さ中央翼断面２０の翼後縁１８ａ，１８ｂの翼厚みを、原形翼高さ中央部翼断面２１の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に厚くしたものである。
【００４２】
なお、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂにおける翼高さ外周部翼断面１９の翼後縁の翼厚は、原形のまま維持される。
【００４３】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側の翼後縁１８ａ，１８ｂに至るまでの間において、第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３と第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部翼断面２０における翼後縁１８ａ，１８ｂの翼厚みｔを、例えば、翼高さ外周部１４ａと翼高さ内周部１７ａの相似比がＲ：ｒのとき、翼高さ中央部翼断面２０における相似比率は（Ｒ＋ｒ）／２となるので、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂでの翼厚みＴＲに対する中央部翼断面２０での翼厚みがＴＲ（Ｒ＋ｒ）／２Ｒよりも大きくなるように翼後縁側に厚く設定すること、すなわち換言すると、原形翼高さ中央部翼断面２１における翼後縁のそれよりも厚くし、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００４４】
図４は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第３実施形態を示す概念図である。
【００４５】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する要素には同一符号を付す。
【００４６】
本実施形態に係る蒸気タービンノズルは、タービン軸（図示せず）の周方向に沿って列状に配置する複数のノズル翼１０ａ，１０ｂ，…の、その一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ外周部１４ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ外周部１４ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼背側輪郭線Ｓｏ１−Ｓｍ１，Ｓｏ２−Ｓｍ２，Ｓｏ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ外周部１４ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ外周部１４ａとを結ぶ第１翼高さ外周部水平輪郭線Ｐｏ１−Ｓｏ１，Ｐｏ２−Ｓｏ２，Ｐｏ３−Ｓｏ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、例えば、図３と同様に、翼高さ外周部１４ａと翼高さ内周部１７ａの相似比がＲ：ｒのとき、翼高さ中央部翼断面２０における相似比率は（Ｒ＋ｒ）／２となるが、本実施形態では、破線で示す原形翼高さ中央部翼断面２１の相似比率を（Ｒ＋ｒ）／２より大きくなるようにすること、つまり、ノズル翼本体Ｓ，Ｐにおける実線で示す翼高さ中央部翼端面２０の翼断面積を、破線で示す相似比率（Ｒ＋ｒ）／２の原形翼高さ中央部翼断面２１の翼断面積に較べて相対的に大きく設定したものである。
【００４７】
なお、翼高さ外周部１４ａ，１４ｂにおける翼高さ外周部翼断面１９は、原形のまま維持される。
【００４８】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側の翼後縁１８ａ，１８ｂに至るまでの間において、第１翼腹側輪郭線Ｐｏ１−Ｐｍ１，Ｐｏ２−Ｐｍ２，Ｐｏ３−Ｐｍ３と第１翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部翼断面２０の翼断面積を原形翼高さ中央部翼断面２１のそれよりも大きく設定し、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００４９】
図５は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第４実施形態を示す概念図である。
【００５０】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する要素には同一符号を付す。
【００５１】
本実施形態に係る蒸気タービンノズルは、タービン軸（図示せず）の周方向に沿って列状に配置する複数のノズル翼１０ａ，１０ｂ，…の、その一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ中央部１３ｂと翼高さ内周部１７ｂとを結ぶ第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ中央部１３ａと翼高さ内周部１７ａとを結ぶ第２翼背側輪郭線Ｓｍ１−Ｓｉ１，Ｓｍ２−Ｓｉ２，Ｓｍ３−Ｓｉ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第２翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ内周部１７ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ内周部１７ａとを結ぶ第２翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ３−Ｓｉ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３のそれぞれと、第２翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ３−Ｓｉ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＞θ２＞θ３の関係式を満たすように、図示の翼高さ内周部１７ａ，１７ｂにおける実線で示す翼高さ内周部翼断面２２の転向角を、破線で示す原形翼高さ内周部翼断面２３の転向角に較べて相対的に小さく設定したものである。すなわち、換言すれば、破線で示す原形翼高さ内周部翼断面２３における流出角β２´と流入角β１との差Δβ´とし、実線で示す翼高さ内周部翼断面２２における流出角β２と流入角β１との差をΔβとするとき、転向角をΔβ´＞Δβにしたものである。
【００５２】
なお、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０は、原形のまま維持される。
【００５３】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側の翼後縁１８ａ，１８ｂに至るまでの間において、第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３と第１翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ３−Ｓｉ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＞θ２＞θ３の関係式を満たすように、翼高さ内周部翼断面２２の転向角を、原形翼高さ内周部翼断面２３のそれよりも小さくなるように設定し、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ内周部１７ａ，１７ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００５４】
図６は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第５実施形態を示す概念図である。
【００５５】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する要素には同一符号を付す。
【００５６】
本実施形態に係る蒸気タービンノズルは、タービン軸（図示せず）の周方向に沿って列状に配置する複数のノズル翼１０ａ，１０ｂ，…の、その一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ中央部１３ｂと翼高さ内周部１７ｂとを結ぶ第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ中央部１３ａと翼高さ内周部１７ａとを結ぶ第２翼背側輪郭線Ｓｍ１−Ｓｉ１，Ｓｍ２−Ｓｉ２，Ｓｍ３−Ｓｉ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第２翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ内周部１７ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ内周部１７ａとを結ぶ第２翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ３−Ｓｉ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３のそれぞれと、第２翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ１−Ｓｉ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＞θ２＞θ３の関係式を満たすように、例えば、翼高さ内周部１７ａ，１７ｂと翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの相似比がＲ：（Ｒ＋ｒ）／２のとき、翼高さ内周部翼断面２２における相似比率がｒとなるが、本実施形態では破線で示す原形翼高さ内周部翼断面２３の相似比率がｒより小さくなるようにすること、つまり、ノズル翼本体Ｓ，Ｐにおける実線で示す翼高さ内周部翼断面２２の翼断面積を、破線で示す相似比率ｒの原形翼高さ内周部翼断面２３の翼断面積に較べて相対的に小さく設定したものである。
【００５７】
なお、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０は、原形のまま維持される。
【００５８】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側の翼後縁１８ａ，１８ｂに至るまでの間において、第２翼腹側輪郭線Ｐｍ１−Ｐｉ１，Ｐｍ２−Ｐｉ２，Ｐｍ３−Ｐｉ３と第２翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｉ１−Ｓｉ１，Ｐｉ２−Ｓｉ２，Ｐｉ３−Ｓｉ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＞θ２＞θ３の関係式を満たすように、翼高さ内周部翼断面２２の翼断面積を、原形翼高さ内周部翼断面２３のそれよりも小さくなるようにし、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ内周部１７ａ，１７ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズルの下流側に位置するタービン動翼のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００５９】
図７は、蒸気タービンに本発明に係る蒸気タービンノズルを組み込んだ第６実施形態を示す概念図である。
【００６０】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する要素には同一符号を付す。
【００６１】
本実施形態に係る蒸気タービンは、両端をダイアフラム外輪２９、ダイアフラム内輪３０とで支持されたタービンノズル２４とタービン軸のタービンディスク３１に植設されたタービン動翼２５をペアとするタービン段落を、タービン初段落（図示せず）、タービン最終前段段落Ｌ−１、タービン最終段落Ｌ−０の順に、タービン軸（図示せず）の軸方向に向って配置し、その際、タービン最終段落Ｌ−０におけるタービンノズル２４の全翼高さをＬｎとし、タービン動翼２５の全翼高さをＬｂとするとき、タービンノズル２４の全翼高さの８０％である翼高さ０．８Ｌｎから噴出する水滴等によってタービン動翼２５の全翼高さの８０％である翼高さ０．８Ｌｂから翼高さ外周部側に向って浸食領域ＥＺができることに着目したものであり、このように事象に対し、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを境に、翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ外周部側に向わせるように誘導し、翼高さ０．８Ｌｎ以下のとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ内周部側に向わせるよう構成したものである。
【００６２】
すなわち、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼外周部側に向うように誘導させる具体的手段は、図８に示すように、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼背側輪郭線Ｓｎ１−Ｓｍ１，Ｓｎ２−Ｓｍ２，Ｓｎ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａとを結ぶ第３翼高さ０．８Ｌｎ位置水平輪郭線Ｐｎ１−Ｓｎ１，Ｐｎ２−Ｓｎ２，Ｐｎ３−Ｓｎ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂにおける翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２７の転向角を破線で示す原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８の転向角に較べて相対的に大きく設定したものである。
【００６３】
なお、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０は、原形のまま維持される。
【００６４】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに至るまでの間において、第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３と第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２７の転向角を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８のそれよりも大きくなるように設定し、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズル２４の下流側に位置するタービン動翼２５のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００６５】
なお、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂよりも底部側の水滴等を翼高さ内周部側に誘導させるには、図５で示した第４実施形態および図６で示した第５実施形態のうち、いずれかを選択して組み合わされる。
【００６６】
図９は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第６実施形態における第１変形例を示す概念図である。
【００６７】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する構成要素には同一符号を付す。
【００６８】
本実施形態に係る蒸気タービンは、既に図７で示したように、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを境に、翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ外周部側に向わせるように誘導し、翼高さ０．８Ｌｎ以下のとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ内周部側に向わせるように改善を加えた第６実施形態における第１変形例である。
【００６９】
すなわち、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼外周部側に向うように誘導させる具体的手段は、図９に示すように、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成し、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼背側輪郭線Ｓｎ１−Ｓｍ１，Ｓｎ２−Ｓｍ２，Ｓｎ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａとを結ぶ第３翼高さ０．８Ｌｎ位置水平輪郭線Ｐｎ１−Ｓｎ１，Ｐｎ２−Ｓｎ２，Ｐｎ３−Ｓｎ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼高さ内周部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂにおける翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２７の翼後縁１８ａ，１８ｂの翼厚を原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８の翼後縁の翼厚みに較べて相対的に厚く設定したものである。
【００７０】
なお、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０は、原形のまま維持される。
【００７１】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに至るまでの間において、第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３と第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２７の翼後縁１８ａ，１８ｂの翼厚を、原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８の翼後縁のそれよりも厚くなるように設定し、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズル２４の下流側に位置するタービン動翼２５のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００７２】
なお、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂよりも底部側の水滴等を翼高さ内周部側に誘導させるには、図５で示した第４実施形態および図６で示した第５実施形態のうち、いずれかを選択して組み合わされる。
【００７３】
図１０は、本発明に係る蒸気タービンノズルの第６実施形態における第２変形例を示す概念図である。
【００７４】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素または対応する構成要素には同一符号を付す。
【００７５】
本実施形態に係る蒸気タービンは、既に図７で示したように、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを境に、翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ外周部側に向わせるように誘導し、翼高さ０．８Ｌｎ以下のとき、水滴等をタービンノズル２４の翼高さ内周部側に向わせるように改善を加えた第６実施形態における第２変形例である。
【００７６】
すなわち、タービンノズル２４の翼高さ０．８Ｌｎを超えるとき、水滴等をタービンノズル２４の翼外周部側に向うように誘導させる具体的手段は、図１０に示すように、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成した、各翼前縁１２ａ，１２ｂから各翼後縁１８ａ，１８ｂに向う蒸気通路１１のうち、その上流側からその下流側のスロート部ＳＴに向って順に、例えば第１通路断面Ｓｅｃ．１、第２通路断面Ｓｅｃ．２、第３通路断面Ｓｅｃ．３に区分けして仮想し、仮想した各通路断面Ｓｅｃ．１，Ｓｅｃ．２，Ｓｅｃ．３を隣接するノズル翼本体Ｐの翼腹側１５における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと翼高さ中央部１３ｂとを結ぶ第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、一方のノズル翼本体Ｓの翼背側１６における翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａと翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼背側輪郭線Ｓｎ１−Ｓｍ１，Ｓｎ２−Ｓｍ２，Ｓｎ３−Ｓｍ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａとを結ぶ第３翼高さ０．８Ｌｎ位置水平輪郭線Ｐｎ１−Ｓｎ１，Ｐｎ２−Ｓｎ２，Ｐｎ３−Ｓｎ３のそれぞれと、隣接するノズル翼本体Ｐの翼高さ中央部１３ｂと一方のノズル翼本体Ｓの翼高さ中央部１３ａとを結ぶ第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれの仮想線とで囲うとともに、隣接するノズル翼本体Ｐの第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３のそれぞれと、第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３のそれぞれとのなす交差角をθ１，θ２，θ３とするとき、交差角θ１，θ２，θ３を、θ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂにおける実線で示す翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２７の翼断面積を、破線で示す原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８の翼断面積と較べて相対的に大きく設定したものである。
【００７７】
なお、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂにおける翼高さ中央部翼断面２０は、原形のまま維持される。
【００７８】
このように、本実施形態は、一方のノズル翼本体Ｓと隣接するノズル翼本体Ｐとで形成する蒸気通路１１の、その上流側からその下流側の翼後縁１８ａ，１８ｂに至るまでの間において、第３翼腹側輪郭線Ｐｎ１−Ｐｍ１，Ｐｎ２−Ｐｍ２，Ｐｎ３−Ｐｍ３と第３翼高さ中央部水平輪郭線Ｐｍ１−Ｓｍ１，Ｐｍ２−Ｓｍ２，Ｐｍ３−Ｓｍ３とのなす交差角θ１，θ２，θ３がθ１＜θ２＜θ３の関係式を満たすように、翼高さ中央部翼断面２０の翼断面積を、破線で示す原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面２８のそれよりも大きくなるように設定し、翼高さ中央部１３ａ，１３ｂの水滴等を翼高さ外周部１４ａ，１４ｂに誘導させる構成にしたので、ノズル翼本体Ｓ，Ｐの表面にスリットや溝などの加工をすることもなく、水滴等を容易にダイアフラム外輪の壁面に沿わせて流動させ、タービンノズル２４の下流側に位置するタービン動翼２５のエロージョンをより一層効果的に抑制することができる。
【００７９】
なお、翼高さ０．８Ｌｎ位置２６ａ，２６ｂよりも底部側の水滴等を翼高さ内周部側に誘導させるには、図５で示した第４実施形態および図６で示した第５実施形態のうち、いずれかを選択して組み合わされる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る蒸気タービンノズルの第１実施形態を示す概念図。
【図２】図１に示した蒸気タービンノズルの転向角を説明する横断面図。
【図３】本発明に係る蒸気タービンノズルの第２実施形態を示す概念図。
【図４】本発明に係る蒸気タービンノズルの第３実施形態を示す概念図。
【図５】本発明に係る蒸気タービンノズルの第４実施形態を示す概念図。
【図６】本発明に係る蒸気タービンノズルの第５実施形態を示す概念図。
【図７】蒸気タービンに本発明に係る蒸気タービンノズルを組み込んだ第６実施形態を示す概念図。
【図８】図７に示した蒸気タービンから本発明に係る蒸気タービンノズルを抜き出した概念図。
【図９】本発明に係る蒸気タービンノズルの第６実施形態における第１変形例を示す概念図。
【図１０】本発明に係る蒸気タービンノズルの第６実施形態における第２変形例を示す概念図。
【図１１】従来の蒸気タービンを示す概念図。
【符号の説明】
【００８１】
１  タービンノズル
２  タービン動翼
３  ダイアフラム外輪
４  ダイアフラム内輪
５  タービンディスク
６  外周壁
７  翼前縁
８  翼後縁
９  翼前縁
１０ａ，１０ｂ  ノズル翼
１１  蒸気通路
１２ａ，１２ｂ  翼前縁
１３ａ，１３ｂ  翼高さ中央部
１４ａ，１４ｂ  翼高さ外周部
１５  翼腹側
１６  翼背側
１７ａ，１７ｂ  翼高さ内周部
１８ａ，１８ｂ  翼後縁
１９  翼高さ外周部翼断面
２０  翼高さ中央部翼断面
２１  原形翼高さ中央部翼断面
２２  翼高さ内周部翼断面
２３  原形翼高さ内周部翼断面
２４  タービンノズル
２５  タービン動翼
２６ａ，２６ｂ  翼高さ０．８Ｌｎ位置
２７  翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面
２８  原形翼高さ０．８Ｌｎ位置翼断面
２９  ダイアフラム外輪
３０  ダイアフラム内輪
３１  タービンディスク
【図１】
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【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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