(57)【要約】【課題】静翼の表面を加熱するための加熱蒸気の流量を抑制しつつ、静翼の表面などに付着した凝縮水を気化させて除去することができる蒸気タービンを提供する。【解決手段】実施形態の蒸気タービン１０は、最終のタービン段落において、静翼２５が静翼中空部３０を備える。ダイアフラム外輪２３は、上半側ダイアフラム外輪中空部４０を有する上半側ダイアフラム外輪２３ａ、下半側ダイアフラム外輪中空部４１を有する下半側ダイアフラム外輪２３ｂ、ダイアフラム外輪連通孔４４、４５を備える。ダイアフラム内輪２４は、上半側ダイアフラム内輪中空部６０を有する上半側ダイアフラム内輪２４ａ、下半側ダイアフラム内輪中空部６１を有する下半側ダイアフラム内輪２４ｂ、ダイアフラム内輪連通孔６４、６５を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータの周方向に複数の動翼を植設して構成された動翼翼列と、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に周方向に複数の静翼を取り付けて構成され、前記動翼翼列とタービン段落を構成する静翼翼列とを備え、低圧となるタービン段落に湿り蒸気が流れる蒸気タービンであって、
少なくとも最終のタービン段落において、
前記静翼の少なくとも１つが、
内部に静翼中空部を備え、
前記ダイアフラム外輪が、
前記静翼中空部を備える前記静翼を支持する部分に対応して周方向に形成された上半側ダイアフラム外輪中空部を有する上半側ダイアフラム外輪と、
前記静翼中空部を備える前記静翼を支持する部分に対応して周方向に形成された、前記上半側ダイアフラム外輪中空部と連通しない下半側ダイアフラム外輪中空部を有する下半側ダイアフラム外輪と、
前記上半側ダイアフラム外輪および前記下半側ダイアフラム外輪の内壁に形成され、支持する前記静翼の前記静翼中空部と前記上半側ダイアフラム外輪中空部または前記下半側ダイアフラム外輪中空部とを連通させるダイアフラム外輪連通孔と、
前記上半側ダイアフラム外輪に一端が接続され、前記上半側ダイアフラム外輪中空部に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給管と、
前記下半側ダイアフラム外輪に一端が接続され、前記下半側ダイアフラム外輪中空部から加熱蒸気を排出する加熱蒸気排出管と
を備え、
前記ダイアフラム内輪が、
前記上半側ダイアフラム外輪中空部と連通する前記静翼に対応して周方向に形成された上半側ダイアフラム内輪中空部を有する上半側ダイアフラム内輪と、
前記下半側ダイアフラム外輪中空部と連通する前記静翼に対応して周方向に形成された、前記上半側ダイアフラム内輪中空部と連通する下半側ダイアフラム内輪中空部を有する下半側ダイアフラム内輪と、
前記上半側ダイアフラム内輪および前記下半側ダイアフラム内輪の外壁に形成され、支持する前記静翼の前記静翼中空部と前記上半側ダイアフラム内輪中空部または前記下半側ダイアフラム内輪中空部とを連通させるダイアフラム内輪連通孔と
を備えたとことを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２】
前記静翼中空部が、前記静翼の翼長方向に亘る１つの中空部、または壁部を介して区分された、前記静翼の翼長方向に亘る複数の中空部で構成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気タービン。
【請求項３】
前記中空部を複数備える場合、前記中空部は、前記静翼の少なくとも前縁部および後縁部に形成されていることを特徴とする請求項２記載の蒸気タービン。
【請求項４】
前記静翼中空部を構成する前記中空部に、
前記静翼の翼長方向に所定の間隙をあけて、一方の内壁面から対向する他方の内壁面に向かって突出する板状の複数の第１突出部材と、
前記第１突出部材と前記静翼の翼長方向に交互に設けられ、他方の前記内壁面から一方の前記内壁面に向かって突出する板状の複数の第２突出部材と
を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蒸気タービン。
【請求項５】
前記静翼中空部を構成する前記中空部に、
前記静翼の翼長方向に所定の間隙をあけて設けられ、一方の内壁面から対向する他方の内壁面に向かって突出する板状の複数の突出部材を備えることを特徴とする請求項２または３記載の蒸気タービン。
【請求項６】
前記静翼中空部を構成する前記中空部に、
前記中空部を翼厚圧方向に２分割する、前記静翼の翼長方向に亘る分割壁と、
前記分割壁に形成された、加熱蒸気を噴出するための噴出部と
を備え、
前記分割壁によって分割された一方の中空部から他方の中空部へ、前記噴出部を介して加熱蒸気を噴出することを特徴とする請求項２または３記載の蒸気タービン。
【請求項７】
前記噴出部が、前記静翼の翼長方向に形成された、複数の貫通孔、または１つもしくは複数のスリットで構成されていることを特徴とする請求項６記載の蒸気タービン。
【請求項８】
前記静翼中空部が形成された領域に対応する前記静翼の翼面に、凹部状の溝部が、前記静翼の翼長方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸気タービン。
【請求項９】
前記静翼中空部が形成された領域に対応する前記静翼の翼面に、前縁側から後縁側に段状に翼面が窪む段部が、前記静翼の翼長方向に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蒸気タービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンにおいて、静翼（ノズル）や動翼は流れに対して抵抗となるため、静翼間や動翼間を蒸気が通過する際には、流れ場が乱れ、損失を伴う。蒸気タービンの翼列内で発生する主な損失として、翼素損失（以下、プロファイル損失）、翼列の根元部と先端部の壁面近傍から発生する二次損失、蒸気の一部が静止部と回転部の隙間を流れることによる漏洩損失などが挙げられる。
【０００３】
また、火力発電用の低圧タービンや原子力発電用の蒸気タービンにおいては、蒸気が水滴と混合した湿り蒸気であるため、上記した損失の他に湿り損失が発生する。湿り蒸気が通過する翼列内における湿り損失は、上記した他の損失と比較しても無視できないほど大きい。
【０００４】
湿り蒸気が作用する翼列内において、水滴は、翼列内で遠心力により先端部方向に移流する。また、半径方向の所定の高さにおける断面では、水滴は、蒸気よりも遅い流速で動翼に進入するため、水滴の速度三角形と蒸気の速度三角形とは大きく異なる。その結果、水滴は動翼に衝突する。湿り損失として、水滴発生時の熱力学的損失の他に、蒸気が水滴を加速させることによって発生する加速損失や、動翼の回転運動に対して水滴の衝突がブレーキとなることで発生する制動損失などがある。
【０００５】
湿り蒸気中の水滴のうち、静翼の表面に付着した水滴は、粗大水滴となって静翼の後縁から吹き千切れ、動翼に衝突する。これによって、例えば、動翼先端などにおいてエロージョン（侵食）が発生する。動翼が長翼化される近年では、特にエロージョンを発生しやすい条件となり、エロージョンの抑制は、高性能化とともに重要な課題である。
【０００６】
そこで、静翼の表面に付着した水滴を除去する方法として、様々な検討がなされている。例えば、静翼の表面に付着した水滴を除去する方法として、中空の静翼内に加熱媒体を流し、静翼の表面を加熱して水滴を気化させる技術などが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３６１７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来における、静翼の表面を加熱して水滴を気化させる方法では、加熱するために使用される加熱蒸気の流量が多く、システム全体としての効率の向上を図ることは困難であった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、静翼の表面を加熱するための加熱蒸気の流量を抑制しつつ、静翼の表面などに付着した凝縮水を気化させて除去することができる蒸気タービンを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の蒸気タービンは、タービンロータの周方向に複数の動翼を植設して構成された動翼翼列と、ダイアフラム外輪とダイアフラム内輪との間に周方向に複数の静翼を取り付けて構成され、前記動翼翼列とタービン段落を構成する静翼翼列とを備え、低圧となるタービン段落に湿り蒸気が流れる。
【００１１】
少なくとも最終のタービン段落において、前記静翼の少なくとも１つが、内部に静翼中空部を備える。また、前記ダイアフラム外輪が、前記静翼中空部を備える前記静翼を支持する部分に対応して周方向に形成された上半側ダイアフラム外輪中空部を有する上半側ダイアフラム外輪と、前記静翼中空部を備える前記静翼を支持する部分に対応して周方向に形成された、前記上半側ダイアフラム外輪中空部と連通しない下半側ダイアフラム外輪中空部を有する下半側ダイアフラム外輪と、前記上半側ダイアフラム外輪および前記下半側ダイアフラム外輪の内壁に形成され、支持する前記静翼の前記静翼中空部と前記上半側ダイアフラム外輪中空部または前記下半側ダイアフラム外輪中空部とを連通させるダイアフラム外輪連通孔と、前記上半側ダイアフラム外輪に一端が接続され、前記上半側ダイアフラム外輪中空部に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給管と、前記下半側ダイアフラム外輪に一端が接続され、前記下半側ダイアフラム外輪中空部から加熱蒸気を排出する加熱蒸気排出管とを備える。
【００１２】
前記ダイアフラム内輪が、前記上半側ダイアフラム外輪中空部と連通する前記静翼に対応して周方向に形成された上半側ダイアフラム内輪中空部を有する上半側ダイアフラム内輪と、前記下半側ダイアフラム外輪中空部と連通する前記静翼に対応して周方向に形成された、前記上半側ダイアフラム内輪中空部と連通する下半側ダイアフラム内輪中空部を有する下半側ダイアフラム内輪と、前記上半側ダイアフラム内輪および前記下半側ダイアフラム内輪の外壁に形成され、支持する前記静翼の前記静翼中空部と前記上半側ダイアフラム内輪中空部または前記下半側ダイアフラム内輪中空部とを連通させるダイアフラム内輪連通孔とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施の形態の蒸気タービンの鉛直方向の子午断面を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の蒸気タービンが示された図１のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の蒸気タービンが示された図２のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図４】第１の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼の他の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【図５】第１の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼のさらに他の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【図６】図５に示された第１の実施の形態の蒸気タービン１０における、さらに他の構成の静翼を背側から見たときの斜視図である。
【図７】第１の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼のさらに他の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【図８】第２の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【図９】第３の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼の斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態の蒸気タービンにおける静翼のキャンバーラインに沿う断面を展開して示す図である。
【図１１】第３の実施の形態の蒸気タービンにおける他の構成の静翼のキャンバーラインに沿う断面を展開して示す図である。
【図１２】第４の実施の形態の蒸気タービンの断面を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の鉛直方向の子午断面を示す図である。また、以下において、同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
【００１６】
図１に示すように、蒸気タービン１０は、ケーシング２０を備え、このケーシング２０内には、動翼２１が植設されたタービンロータ２２が貫設されている。動翼２１を周方向に複数植設して動翼翼列を構成し、この動翼翼列をタービンロータ軸方向に複数段備えている。タービンロータ２２は、図示しないロータ軸受によって回転可能に支持されている。
【００１７】
ケーシング２０の内周には、タービンロータ２２の軸方向に動翼２１と交互になるように、ダイアフラム外輪２３とダイアフラム内輪２４に支持された静翼２５（ノズル）が配設されている。静翼２５を周方向に複数植設して静翼翼列を構成し、静翼翼列と直下流側に位置する動翼翼列とで一つのタービン段落を構成している。
【００１８】
タービンロータ２２とケーシング２０との間には、蒸気の外部への漏洩を防止するために、グランドシール部２６が設けられている。
【００１９】
蒸気タービン１０には、内部に蒸気を導入するための蒸気入口管２７がケーシング２０を貫通して設けられている。
【００２０】
なお、図示しないが、最終のタービン段落の下流側には、タービン段落において膨張仕事をした蒸気を排気するための排気流路が設けられている。この排気流路は、復水器（図示しない）に連通されている。また、ここで示された蒸気タービン１０として、例えば、火力発電所などに備えられる低圧タービンなどが挙げられる。
【００２１】
次に、低圧となり湿り蒸気が流れるタービン段落の構成について説明する。
【００２２】
図２は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０が示された図１のＡ−Ａ断面を示す図である。図３は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０が示された図２のＢ−Ｂ断面を示す図である。
【００２３】
なお、図２では、加熱蒸気の流れを矢印で示している。また、ここでは、蒸気タービン１０における最終のタービン段落に、水滴や水膜などの凝縮水を気化させて除去する構成を備えた一例を示しているが、この構成に限られるものではない。例えばさらに上流側のタービン段落で凝縮水が発生する場合には、そのタービン段落に凝縮水を気化させて除去する構成を備えることができる（以下の他の実施の形態においても同じ）。
【００２４】
図２に示すように、ダイアフラム外輪２３とダイアフラム内輪２４との間に、静翼２５が設けられている。静翼２５は、図３に示すように、中空構造からなり、静翼２５の内部には、静翼中空部３０を有している。
【００２５】
ダイアフラム外輪２３は、２つ割り構造で構成され、上半側ダイアフラム外輪２３ａおよび下半側ダイアフラム外輪２３ｂから構成されている。上半側ダイアフラム外輪２３ａには、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分に対応して、周方向に広がる上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。すなわち、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分の上半側ダイアフラム外輪２３ａには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。
【００２６】
なお、ここでは、上半側のすべての静翼２５が静翼中空部３０を有するため、上半側の静翼２５を支持する上半側ダイアフラム外輪２３ａの分割端部を除く周方向の範囲に上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。
【００２７】
下半側ダイアフラム外輪２３ｂにも、上半側ダイアフラム外輪２３ａと同様に、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分に対応して、周方向に広がる下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。すなわち、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分の下半側ダイアフラム外輪２３ｂには、下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。
【００２８】
なお、ここでは、下半側のすべての静翼２５が静翼中空部３０を有するため、下半側の静翼２５を支持する下半側ダイアフラム外輪２３ｂの分割端部を除く周方向の範囲に下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。
【００２９】
また、図２に示すように、上半側ダイアフラム外輪２３ａと下半側ダイアフラム外輪２３ｂとの連結部は、それぞれ封鎖されており、上半側ダイアフラム外輪中空部４０と下半側ダイアフラム外輪中空部４１とがそれぞれ連通しない構成となっている。
【００３０】
上半側ダイアフラム外輪２３ａの内壁４２には、上半側ダイアフラム外輪２３ａが支持する各静翼２５の静翼中空部３０と、上半側ダイアフラム外輪中空部４０とを連通させるダイアフラム外輪連通孔４４が形成されている。また、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの内壁４３には、下半側ダイアフラム外輪２３ｂが支持する各静翼２５の静翼中空部３０と、下半側ダイアフラム外輪中空部４１とを連通させるダイアフラム外輪連通孔４５が形成されている。
【００３１】
また、上半側ダイアフラム外輪２３ａには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０に加熱蒸気ＨＳを供給する加熱蒸気供給管５０の一端が接続されている。ここで、加熱蒸気ＨＳとして、例えば、湿り蒸気が流れるタービン段落よりも上流側のタービン段落からの抽気、グランドシール部２６からの抽気、ボイラからの抽気、高圧タービンまたは中圧タービンからの抽気などを使用することができる。
【００３２】
下半側ダイアフラム外輪２３ｂには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０から加熱蒸気ＨＳを排出する加熱蒸気排出管５１の一端が接続されている。加熱蒸気排出管５１の他端は、例えば、復水器（図示しない）に接続される。
【００３３】
ダイアフラム内輪２４は、２つ割り構造で構成され、上半側ダイアフラム内輪２４ａおよび下半側ダイアフラム内輪２４ｂから構成されている。上半側ダイアフラム内輪２４ａには、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分に対応して、周方向に広がる上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。すなわち、上半側ダイアフラム外輪中空部４０と連通する静翼２５を支持する部分の上半側ダイアフラム内輪２４ａには、上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。
【００３４】
なお、ここでは、上半側のすべての静翼２５が静翼中空部３０を有するため、上半側の静翼２５を支持する上半側ダイアフラム内輪２４ａの周方向の全体に亘って上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。
【００３５】
下半側ダイアフラム内輪２４ｂにも、上半側ダイアフラム内輪２４ａと同様に、静翼中空部３０を備える静翼２５を支持する部分に対応して、周方向に広がる下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。すなわち、下半側ダイアフラム外輪中空部４１と連通する静翼２５を支持する部分の下半側ダイアフラム内輪２４ｂには、下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。
【００３６】
なお、ここでは、下半側のすべての静翼２５が静翼中空部３０を有するため、下半側の静翼２５を支持する下半側ダイアフラム内輪２４ｂの周方向の全体に亘って下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。
【００３７】
また、図２に示すように、上半側ダイアフラム内輪２４ａと下半側ダイアフラム内輪２４ｂとの連結部において、上半側ダイアフラム内輪中空部６０と下半側ダイアフラム内輪中空部６１とがそれぞれ連通する構成となっている。
【００３８】
上半側ダイアフラム内輪２４ａの外壁６２には、上半側ダイアフラム内輪２４ａが支持する各静翼２５の静翼中空部３０と、上半側ダイアフラム内輪中空部６０とを連通させるダイアフラム内輪連通孔６４が形成されている。また、下半側ダイアフラム内輪２４ｂの外壁６３には、下半側ダイアフラム内輪２４ｂが支持する各静翼２５の静翼中空部３０と、下半側ダイアフラム内輪中空部６１とを連通させるダイアフラム内輪連通孔６５が形成されている。
【００３９】
ここで、蒸気タービン１０の動作について、図１〜図３を参照して説明する。
【００４０】
蒸気入口管２７を経て蒸気タービン１０内に流入した蒸気は、各タービン段落の静翼２５、動翼２１を備える、徐々に拡大する蒸気通路２８を膨張仕事をしながら通過し、タービンロータ２２を回転させる。
【００４１】
下流に行くに伴って蒸気の圧力および温度は低下し、蒸気は凝縮して水滴となる。発生した水滴の一部は、静翼２５や動翼２１の表面に衝突して付着する。例えば、最終のタービン段落よりも一段上流側のタービン段落の動翼２１によって外周側に飛ばされた水滴は、最終のタービン段落の静翼２５の前縁付近や翼面上に付着して水膜流となって下流側に移動する。
【００４２】
加熱蒸気供給管５０から上半側ダイアフラム外輪中空部４０に供給された加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、各ダイアフラム外輪連通孔４４を介して、上半側の各静翼２５内の静翼中空部３０に流入する。静翼中空部３０に流入した加熱蒸気ＨＳは、上半側の静翼２５を全体的に加熱する。この際、上半側の静翼２５に付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５の翼面上から除去される。また、上半側ダイアフラム外輪中空部４０を加熱蒸気ＨＳが通過する際、上半側ダイアフラム外輪２３ａの内壁４２も加熱されるため、内壁４２の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【００４３】
上半側の静翼２５を加熱した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム内輪連通孔６４を介して上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入する。上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入した加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入する。
【００４４】
下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入した加熱蒸気ＨＳは、各ダイアフラム内輪連通孔６５を介して、下半側の各静翼２５内の静翼中空部３０に流入する。静翼中空部３０に流入した加熱蒸気ＨＳは、下半側の静翼２５を全体的に加熱する。この際、下半側の静翼２５に付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５の翼面上から除去される。
【００４５】
下半側の静翼２５を加熱した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム外輪連通孔４５を介して下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入する。下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入した加熱蒸気ＨＳは、加熱蒸気排出管５１に流入し、復水器（図示しない）に排出される。ここで、下半側ダイアフラム外輪中空部４１を加熱蒸気ＨＳが通過する際、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの内壁４３も加熱されるため、内壁４３の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【００４６】
上記したように、第１の実施の形態の蒸気タービン１０によれば、上半側の静翼２５の加熱に使用した加熱蒸気ＨＳを下半側の静翼２５の加熱にも使用することができる。そのため、加熱蒸気ＨＳの流量を抑制することができ、システム全体としての効率の向上を図ることができる。
【００４７】
また、静翼２５の翼面に付着した凝縮水は、気化させて除去されるため、静翼２５の直下流に位置する動翼２１におけるエロージョンを防止することができる。さらに、蒸気が水滴を加速させることによって発生する加速損失や、動翼の回転運動に対して水滴の衝突がブレーキとなることで発生する制動損失などの発生を防止することができる。そのため、タービン効率の向上を図ることができる。
【００４８】
ここで、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における静翼２５の構成は、上記した構成に限られるものではない。図４は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における静翼２５の他の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【００４９】
図４に示すように、静翼中空部３０は、静翼２５の翼長方向（図４では紙面に垂直な方向）に亘る２つの中空部３１、３２で構成されてもよい。この場合、中空部３１と中空部３２との間は壁部３３で区分されている。中空部３１、３２は、図４に示すように、静翼２５の前縁部および後縁部に形成されていることが好ましい。
【００５０】
この場合、各中空部３１、３２に加熱蒸気ＨＳを供給し、各中空部３１、３２から加熱蒸気ＨＳを排出できるように構成されている。すなわち、ダイアフラム外輪連通孔４４、ダイアフラム内輪連通孔６４、ダイアフラム内輪連通孔６５、ダイアフラム外輪連通孔４５は、例えば、各中空部３１、３２に対応する位置に、それぞれ複数形成される。
【００５１】
なお、ここでは、静翼中空部３０が２つの中空部３１、３２から構成された一例を示しているが、静翼中空部３０は、３つ以上の中空部から構成されてもよい。この場合においても、中空部は、静翼２５の少なくとも前縁部および後縁部に形成されることが好ましい。
【００５２】
このように静翼２５を構成することで、静翼２５の前縁部および後縁部を局所的に加熱することができる。また、同じ流量の加熱蒸気ＨＳを流す場合、図３のように静翼中空部３０を１つの中空部で構成するよりも、流路断面積が小さくなる。そのため、加熱蒸気ＨＳの流速が増加し、加熱蒸気ＨＳと中空部の内壁面との熱伝達を向上させることができる。
【００５３】
図５および図７は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における静翼２５のさらに他の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。図６は、図５に示された第１の実施の形態の蒸気タービン１０における、さらに他の構成の静翼２５を背側２５ａから見たときの斜視図である。
【００５４】
なお、ここでは、図４に示した静翼中空部３０を２つの中空部３１、３２で構成したものを基本構造とした一例を示しているが、図３に示された、静翼中空部３０が１つの中空部で構成される場合にも適用できる。
【００５５】
図５に示すように、静翼中空部３０、すなわち中空部３１、３２が形成された領域に対応する静翼２５の翼面に、凹部状の溝部３４、３５を形成してもよい。この溝部３４、３５は、例えば、前縁側から後縁側に、静翼２５の翼面と滑らかにつながる凹部で構成されている。ここでは、中空部３１が形成された部分に対応する静翼２５の背側２５ａの翼面に溝部３４が形成され、中空部３２が形成された部分に対応する静翼２５の腹側２５ｂの翼面に溝部３５が形成されている。
【００５６】
この溝部３４、３５は、静翼２５の翼長方向（図５では紙面に垂直な方向）に形成されている。例えば、溝部３４、３５を静翼２５の翼長方向の全域に亘って形成してもよいし、翼長方向の一部に形成してもよい。溝部３４、３５を翼長方向の一部に形成する場合、水滴群や翼面を移動しながら流れる水脈が形成される、例えば半径方向外周側の領域などに、溝部３４、３５を形成することが好ましい。
【００５７】
例えば、図６に示すように、翼面を移動しながら静翼２５の後縁側に流れる水脈３６は、静翼２５の翼長方向に不均一な流れを形成する。このため、溝部３４によって水脈３６を構成する凝縮水を収集することで、静翼２５の翼長方向に均一な水膜を形成することができる。これによって、溝部３４に収集された凝縮水を静翼２５の翼長方向に均一に加熱して気化させることができる。なお、溝部３５においても同様の作用効果が得られる。
【００５８】
図７に示すように、静翼中空部３０、すなわち中空部３１、３２が形成された領域に対応する静翼２５の翼面に、前縁側から後縁側に段状に翼面が窪む段部３７、３８を形成してもよい。ここでは、中空部３１が形成された部分に対応する静翼２５の背側２５ａの翼面に段部３７が形成され、中空部３２が形成された部分に対応する静翼２５の腹側２５ｂの翼面に段部３８が形成されている。
【００５９】
この段部３７、３８は、静翼２５の翼長方向（図７では紙面に垂直な方向）に形成されている。例えば、段部３７、３８を静翼２５の翼長方向の全域に亘って形成してもよいし、翼長方向の一部に形成してもよい。段部３７、３８を翼長方向の一部に形成する場合、水滴群や翼面を移動しながら流れる水脈が形成される、例えば半径方向外周側の領域などに、段部３７、３８を形成することが好ましい。
【００６０】
この構成においても、段部３７、３８、すなわち窪んだ部分に、水脈３６を構成する凝縮水を収集して、静翼２５の翼長方向に均一な水膜を形成することができる。これによって、段部３７、３８に収集された凝縮水を静翼２５の翼長方向に均一に加熱して気化させることができる。
【００６１】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態の蒸気タービン１１における静翼２５の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に相当する断面を示している。
【００６２】
第２の実施の形態の蒸気タービン１１では、最終のタービン段落の静翼２５の構成が、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における最終のタービン段落の静翼２５の構成と異なる。なお、それ以外の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の構成と同じである。
【００６３】
図８に示すように、静翼中空部３０は、静翼２５の翼長方向に亘る２つの中空部７０、７１で構成されている。中空部７０と中空部７１との間は壁部３３で区分されている。中空部７０、７１は、図８に示すように、静翼２５の前縁部および後縁部に形成されていることが好ましい。
【００６４】
また、中空部７０は、分割壁７２によって、翼厚圧方向に２分割され、分割中空部７０ａ、７０ｂが構成されている。中空部７１も中空部７０と同様に、分割壁７３によって、翼厚圧方向に２分割され、分割中空部７１ａ、７１ｂが構成されている。
【００６５】
分割壁７２、７３には、それぞれ、加熱蒸気ＨＳを噴出するための噴出部７４、７５が形成されている。噴出部７４、７５は、静翼２５の翼長方向に形成された、複数の貫通孔、または１つもしくは複数のスリットで構成される。
【００６６】
例えば、噴出部７４、７５を複数の貫通孔や複数のスリットで構成する場合、例えば、分割壁７２、７３の中央の静翼２５の翼長方向に、所定の間隔をあけて複数の貫通孔や複数のスリットが形成される。例えば、噴出部７４、７５を１つのスリットで構成する場合、例えば、分割壁７２、７３の中央の静翼２５の翼長方向に亘って、連続する隙間からなる１つのスリットが形成される。
【００６７】
上記した構成を備える静翼２５において、中空部７０においては、分割中空部７０ａに加熱蒸気ＨＳが供給されるように、ダイアフラム外輪連通孔４４、ダイアフラム内輪連通孔６５が形成されている。また、中空部７０においては、分割中空部７０ｂに噴出された加熱蒸気ＨＳを上半側ダイアフラム内輪中空部６０または下半側ダイアフラム外輪中空部４１に導入できるように、ダイアフラム内輪連通孔６４、ダイアフラム外輪連通孔４５が形成されている。そして、分割中空部７０ａに供給された加熱蒸気ＨＳは、噴出部７４から分割中空部７０ｂの内壁に向けて噴出される。
【００６８】
一方、中空部７１においては、分割中空部７１ａに加熱蒸気ＨＳが供給されるように、ダイアフラム外輪連通孔４４、ダイアフラム内輪連通孔６５が形成されている。また、中空部７１においては、分割中空部７１ｂに噴出された加熱蒸気ＨＳを上半側ダイアフラム内輪中空部６０または下半側ダイアフラム外輪中空部４１に導入できるように、ダイアフラム内輪連通孔６４、ダイアフラム外輪連通孔４５が形成されている。そして、分割中空部７１ａに供給された加熱蒸気ＨＳは、噴出部７５から分割中空部７１ｂの内壁に向けて噴出される。
【００６９】
次に、加熱蒸気ＨＳの流れについて説明する。
【００７０】
加熱蒸気供給管５０から上半側ダイアフラム外輪中空部４０に供給された加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、各ダイアフラム外輪連通孔４４を介して、上半側の各静翼２５内の分割中空部７０ａ、７１ａに流入する。
【００７１】
分割中空部７０ａ、７１ａに流入した加熱蒸気ＨＳは、それぞれ噴出部７４、７５を通過することで噴流となり、分割中空部７０ｂ、７１ｂの内壁に衝突する。これにより、加熱蒸気ＨＳと分割中空部７０ｂ、７１ｂの内壁との熱伝達が促進され、静翼２５の前縁部の背側２５ａおよび後縁部の腹側２５ｂにおける凝縮水の加熱が促進される。なお、中空部７０、７１に加熱蒸気ＨＳを導入することで、上半側の静翼２５の全体も加熱される。
【００７２】
この際、上半側の静翼２５に付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５の翼面上から除去される。また、上半側ダイアフラム外輪中空部４０を加熱蒸気ＨＳが通過する際、上半側ダイアフラム外輪２３ａの内壁４２も加熱されるため、内壁４２の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【００７３】
分割中空部７０ｂ、７１ｂに流入した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム内輪連通孔６４を介して上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入する。上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入した加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入する。
【００７４】
下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入した加熱蒸気ＨＳは、各ダイアフラム内輪連通孔６５を介して、下半側の各静翼２５内の分割中空部７０ａ、７１ａに流入する。
【００７５】
分割中空部７０ａ、７１ａに流入した加熱蒸気ＨＳは、それぞれ噴出部７４、７５を通過することで噴流となり、分割中空部７０ｂ、７１ｂの内壁に衝突する。これにより、加熱蒸気ＨＳと分割中空部７０ｂ、７１ｂの内壁との熱伝達が促進され、静翼２５の前縁部の背側２５ａおよび後縁部の腹側２５ｂにおける凝縮水の加熱が促進される。なお、中空部７０、７１に加熱蒸気ＨＳを導入することで、下半側の静翼２５の全体も加熱される。
【００７６】
この際、下半側の静翼２５に付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５の翼面上から除去される。
【００７７】
分割中空部７０ｂ、７１ｂに流入した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム外輪連通孔４５を介して下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入する。下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入した加熱蒸気ＨＳは、加熱蒸気排出管５１に流入し、復水器（図示しない）に排出される。ここで、下半側ダイアフラム外輪中空部４１を加熱蒸気ＨＳが通過する際、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの内壁４３も加熱されるため、内壁４３の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【００７８】
上記したように、第２の実施の形態の蒸気タービン１１によれば、上半側の静翼２５の加熱に使用した加熱蒸気ＨＳを下半側の静翼２５の加熱にも使用することができる。そのため、加熱蒸気ＨＳの流量を抑制することができ、システム全体としての効率の向上を図ることができる。
【００７９】
また、分割壁７２、７３に形成された噴出部７４、７５から加熱蒸気ＨＳを噴出して、分割中空部７０ｂ、７１ｂの内壁に衝突させることで、局所的な熱伝達の促進を図ることができる。水膜などが発生し易い、例えば前縁部の背側２５ａや後縁部の腹側２５ｂの凝縮水の気化を促進することができる。
【００８０】
また、静翼２５の翼面に付着した凝縮水は、気化させて除去されるため、静翼２５の直下流に位置する動翼２１におけるエロージョンを防止することができる。さらに、蒸気が水滴を加速させることによって発生する加速損失や、動翼の回転運動に対して水滴の衝突がブレーキとなることで発生する制動損失などの発生を防止することができる。そのため、タービン効率の向上を図ることができる。
【００８１】
なお、ここでは、静翼中空部３０を２つの中空部７０、７１で構成した一例を示したが、静翼中空部３０が１つの中空部で構成されている場合にも、上記した構成を適用することができる。すなわち、噴出部を有する分割壁を備えて中空部を２つの分割中空部に分割してもよい。この場合においても、上記した場合と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
さらに、第１の実施の形態の蒸気タービン１０と同様に、静翼中空部３０、すなわち中空部７０、７１が形成された領域に対応する静翼２５の翼面に、凹部状の溝部を形成してもよい（図５および図６参照）。例えば、中空部７０が形成された部分に対応する静翼２５の背側２５ａの翼面に溝部を形成し、中空部７１が形成された部分に対応する静翼２５の腹側２５ｂの翼面に溝部を形成することができる。
【００８３】
また、第１の実施の形態の蒸気タービン１０と同様に、静翼中空部３０、すなわち中空部７０、７１が形成された領域に対応する静翼２５の翼面に、前縁側から後縁側に段状に翼面が窪む段部を形成してもよい（図７参照）。例えば、中空部７０が形成された部分に対応する静翼２５の背側２５ａの翼面に段部を形成し、中空部７１が形成された部分に対応する静翼２５の腹側２５ｂの翼面に段部を形成することができる。
【００８４】
（第３の実施の形態）
図９は、第３の実施の形態の蒸気タービン１２における静翼２５の斜視図である。図１０は、第３の実施の形態の蒸気タービン１２における静翼２５のキャンバーラインに沿う断面を展開して示す図である。図１１は、第３の実施の形態の蒸気タービン１２における他の構成の静翼２５のキャンバーラインに沿う断面を展開して示す図である。
【００８５】
第３の実施の形態の蒸気タービン１２では、最終のタービン段落の静翼２５の構成が、第１の実施の形態の蒸気タービン１０における最終のタービン段落の静翼２５の構成と異なる。なお、それ以外の構成は、第１の実施の形態の蒸気タービン１０の構成と同じである。
【００８６】
図９および図１０に示すように、静翼中空部３０は、静翼２５の翼長方向に亘る２つの中空部８０、８１で構成されている。中空部８０と中空部８１との間は壁部３３で区分されている。中空部８０、８１は、静翼２５の前縁部および後縁部に形成されていることが好ましい。
【００８７】
中空部８０、８１には、図１０に示すように、前縁側の内壁面から対向する後縁側の内壁面に向かって突出する板状の複数の第１突出部材９０が、静翼２５の翼長方向に所定の間隙をあけて設けられている。また、後縁側の内壁面から前縁側の内壁面に向かって、突出する板状の複数の第２突出部材９１が、第１突出部材９０と交互に設けられている。すなわち、第１突出部材９０間に第２突出部材９１が突出した構成、換言すれば、第２突出部材９１間に第１突出部材９０が突出した構成となっている。また、第１突出部材９０の先端縁は、第２突出部材９１の先端縁よりも後縁側に位置し、第２突出部材９１の先端縁は、第１突出部材９０の先端縁よりも前縁側に位置している。
【００８８】
このように第１突出部材９０および第２突出部材９１を備えることで、中空部８０、８１における加熱蒸気ＨＳが流れる流路が、曲がりくねったサーペンタイン構造となる。
【００８９】
この場合、上半側の静翼２５の各中空部８０、８１に加熱蒸気ＨＳを供給でき、下半側の静翼２５の各中空部８０、８１から加熱蒸気ＨＳを排出できるように構成されている。すなわち、ダイアフラム外輪連通孔４４、ダイアフラム内輪連通孔６４、ダイアフラム内輪連通孔６５、ダイアフラム外輪連通孔４５は、例えば、各中空部８０、８１に対応する位置に、それぞれ複数形成される。
【００９０】
第３の実施の形態の蒸気タービン１２によれば、中空部８０、８１内に第１突出部材９０および第２突出部材９１を備え、加熱蒸気ＨＳが流れる流路をサーペンタイン構造とすることで、中空部８０、８１の内壁面と加熱蒸気ＨＳとの熱伝達を向上させることができる。
【００９１】
また、静翼２５の翼面に付着した凝縮水は、気化させて除去されるため、静翼２５の直下流に位置する動翼２１におけるエロージョンを防止することができる。さらに、蒸気が水滴を加速させることによって発生する加速損失や、動翼の回転運動に対して水滴の衝突がブレーキとなることで発生する制動損失などの発生を防止することができる。そのため、タービン効率の向上を図ることができる。
【００９２】
なお、ここでは、中空部８０、８１の双方に、第１突出部材９０および第２突出部材９１を備えた一例を示したが、第１突出部材９０および第２突出部材９１は、いずれか一方の中空部８０、８１のみに備えられてもよい。
【００９３】
また、図１１に示すように、第１突出部材９０のみを備える構成であってもよい。なお、ここでは、第１突出部材９０のみを備える構成を示しているが、第２突出部材９１のみを備える構成であってもよい。すなわち、第１突出部材９０のみを備える構成であってもよいし、第２突出部材９１のみを備える構成であってもよい。この場合においても、中空部８０、８１の内壁面と加熱蒸気ＨＳとの熱伝達を向上させることができる。
【００９４】
（第４の実施の形態）
図１２は、第４の実施の形態の蒸気タービン１３の断面を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面に相当する断面を示している。なお、図１２では、加熱蒸気の流れを矢印で示している。
【００９５】
図１２に示すように、ダイアフラム外輪２３とダイアフラム内輪２４との間に、静翼２５が設けられている。静翼２５として、中空構造からなり、静翼２５の内部に、静翼中空部３０を有する静翼と、中実構造からなり、静翼中空部を有しない静翼とを備えている。ここでは、中空構造からなる静翼を２５Ｈと示し、中実構造からなる静翼を２５Ｓと示す。なお、ここでは、静翼２５Ｈとして、図３に示した静翼を備えたものとして説明する。
【００９６】
ダイアフラム外輪２３は、２つ割り構造で構成され、上半側ダイアフラム外輪２３ａおよび下半側ダイアフラム外輪２３ｂから構成されている。上半側ダイアフラム外輪２３ａには、静翼中空部３０を備える静翼２５Ｈを支持する部分に対応して、周方向に広がる上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。すなわち、静翼２５Ｈを支持する部分の上半側ダイアフラム外輪２３ａには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。
【００９７】
ここでは、図１２において、上半側の右半分に静翼２５Ｈを備えているため、上半側ダイアフラム外輪２３ａの右半分に上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成されている。なお、上半側の左半分の静翼は、静翼２５Ｓが備えられており、上半側ダイアフラム外輪２３ａの左半分は、中空部を有しない中実構造となっている。
【００９８】
下半側ダイアフラム外輪２３ｂにも、上半側ダイアフラム外輪２３ａと同様に、静翼中空部３０を備える静翼２５Ｈを支持する部分に対応して、周方向に広がる下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。すなわち、静翼２５Ｈを支持する部分の下半側ダイアフラム外輪２３ｂには、下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。
【００９９】
ここでは、図１２において、下半側の右半分に静翼２５Ｈを備えているため、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの右半分に下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成されている。なお、下半側の左半分の静翼は、静翼２５Ｓが備えられており、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの左半分は、中空部を有しない中実構造となっている。
【０１００】
また、図１２に示すように、上半側ダイアフラム外輪２３ａと下半側ダイアフラム外輪２３ｂとの連結部は、それぞれ封鎖されており、上半側ダイアフラム外輪中空部４０と下半側ダイアフラム外輪中空部４１とがそれぞれ連通しない構成となっている。
【０１０１】
上半側ダイアフラム外輪２３ａには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０に加熱蒸気ＨＳを供給する加熱蒸気供給管５０の一端が接続されている。下半側ダイアフラム外輪２３ｂには、上半側ダイアフラム外輪中空部４０から加熱蒸気ＨＳを排出する加熱蒸気排出管５１の一端が接続されている。加熱蒸気排出管５１の他端は、例えば、復水器（図示しない）に接続される。
【０１０２】
ダイアフラム内輪２４は、２つ割り構造で構成され、上半側ダイアフラム内輪２４ａおよび下半側ダイアフラム内輪２４ｂから構成されている。上半側ダイアフラム内輪２４ａには、静翼中空部３０を備える静翼２５Ｈを支持する部分に対応して、周方向に広がる上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。すなわち、上半側ダイアフラム外輪中空部４０と連通する静翼２５Ｈを支持する部分の上半側ダイアフラム内輪２４ａには、上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。
【０１０３】
ここでは、図１２において、上半側の右半分に静翼２５Ｈを備えているため、上半側ダイアフラム内輪２４ａの右半分に上半側ダイアフラム内輪中空部６０が形成されている。なお、上半側の左半分の静翼は、静翼２５Ｓが備えられており、上半側ダイアフラム内輪２４ａの左半分は、中空部を有しない中実構造となっている。
【０１０４】
下半側ダイアフラム内輪２４ｂにも、上半側ダイアフラム内輪２４ａと同様に、静翼中空部３０を備える静翼２５Ｈを支持する部分に対応して、周方向に広がる下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。すなわち、下半側ダイアフラム外輪中空部４１と連通する静翼２５Ｈを支持する部分の下半側ダイアフラム内輪２４ｂには、下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。
【０１０５】
ここでは、図１２において、下半側の右半分に静翼２５Ｈを備えているため、下半側ダイアフラム内輪２４ｂの右半分に下半側ダイアフラム内輪中空部６１が形成されている。なお、下半側の左半分の静翼は、静翼２５Ｓが備えられており、下半側ダイアフラム内輪２４ｂの左半分は、中空部を有しない中実構造となっている。
【０１０６】
また、図１２に示すように、上半側ダイアフラム内輪２４ａと下半側ダイアフラム内輪２４ｂとの連結部において、上半側ダイアフラム内輪中空部６０と下半側ダイアフラム内輪中空部６１とがそれぞれ連通する構成となっている。
【０１０７】
なお、上半側ダイアフラム外輪２３ａの内壁４２に形成されるダイアフラム外輪連通孔４４、下半側ダイアフラム外輪２３ｂの内壁４３に形成されるダイアフラム外輪連通孔４５、上半側ダイアフラム内輪２４ａの外壁６２に形成されるダイアフラム内輪連通孔６４、下半側ダイアフラム内輪２４ｂの外壁６３に形成されるダイアフラム内輪連通孔６５は、それぞれ第１の実施の形態で説明したものと同様である。
【０１０８】
ここで、蒸気タービン１３における加熱蒸気ＨＳの動作について、図１２を参照して説明する。
【０１０９】
加熱蒸気供給管５０から上半側ダイアフラム外輪中空部４０に供給された加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、各ダイアフラム外輪連通孔４４を介して、上半側の各静翼２５Ｈ内の静翼中空部３０に流入する。静翼中空部３０に流入した加熱蒸気ＨＳは、上半側の静翼２５Ｈを全体的に加熱する。この際、上半側の静翼２５Ｈに付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５Ｈの翼面上から除去される。また、上半側ダイアフラム外輪中空部４０を加熱蒸気ＨＳが通過する際、上半側ダイアフラム外輪中空部４０が形成された部分の上半側ダイアフラム外輪２３ａの内壁４２も加熱されるため、内壁４２の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【０１１０】
上半側の静翼２５Ｈを加熱した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム内輪連通孔６４を介して上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入する。上半側ダイアフラム内輪中空部６０に流入した加熱蒸気ＨＳは、周方向に広がり、下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入する。
【０１１１】
下半側ダイアフラム内輪中空部６１に流入した加熱蒸気ＨＳは、各ダイアフラム内輪連通孔６５を介して、下半側の各静翼２５Ｈ内の静翼中空部３０に流入する。静翼中空部３０に流入した加熱蒸気ＨＳは、下半側の静翼２５Ｈを全体的に加熱する。この際、下半側の静翼２５Ｈに付着した凝縮水は、加熱されて気化され、静翼２５Ｈの翼面上から除去される。
【０１１２】
下半側の静翼２５Ｈを加熱した加熱蒸気ＨＳは、ダイアフラム外輪連通孔４５を介して下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入する。下半側ダイアフラム外輪中空部４１に流入した加熱蒸気ＨＳは、加熱蒸気排出管５１に流入し、復水器（図示しない）に排出される。ここで、下半側ダイアフラム外輪中空部４１を加熱蒸気ＨＳが通過する際、下半側ダイアフラム外輪中空部４１が形成された部分の下半側ダイアフラム外輪２３ｂの内壁４３も加熱されるため、内壁４３の表面に付着した凝縮水も加熱されて気化され、除去される。
【０１１３】
上記したように、第４の実施の形態の蒸気タービン１３によれば、静翼のうちの一部の静翼２５Ｈのみを加熱して、その静翼２５Ｈの翼面に付着した凝縮水を気化させて除去することができる。このように、一部の静翼のみを部分的に加熱することで、加熱蒸気ＨＳの流量を大幅に削減し、システム全体としての効率の向上を図ることができる。
【０１１４】
また、静翼２５Ｈの翼面に付着した凝縮水は、気化させて除去されるため、静翼２５Ｈの直下流に位置する動翼２１におけるエロージョンを防止することができる。さらに、蒸気が水滴を加速させることによって発生する加速損失や、動翼の回転運動に対して水滴の衝突がブレーキとなることで発生する制動損失などの発生を防止することができる。そのため、タービン効率の向上を図ることができる。
【０１１５】
ここでは、上半部の半分の静翼および下半部の半分の静翼を、静翼中空部３０を備える静翼２５Ｈで構成した一例を示したが、静翼２５Ｈと静翼２５Ｓとの割合は、システム全体としてのエネルギバランスに応じて適宜に設定することができる。例えば、静翼２５Ｈを半分より多く備えたり、半分より少なく備えることもできる。
【０１１６】
なお、ここでは、静翼２５Ｈとして、図３に示した静翼を備えたものとして説明したが、前述した実施の形態で説明した、他の構成の、静翼中空部３０を備える静翼２５も適用することができる。
【０１１７】
以上説明した実施形態によれば、静翼の表面を加熱するための加熱蒸気の流量を抑制しつつ、静翼の表面などに付着した凝縮水を気化させて除去することが可能となる。
【０１１８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０，１１，１２，１３…蒸気タービン、２０…ケーシング、２１…動翼、２２…タービンロータ、２３…ダイアフラム外輪、２３ａ…上半側ダイアフラム外輪、２３ｂ…下半側ダイアフラム外輪、２４…ダイアフラム内輪、２４ａ…上半側ダイアフラム内輪、２４ｂ…下半側ダイアフラム内輪、２５，２５Ｈ，２５Ｓ…静翼、２５ａ…背側、２５ｂ…腹側、２６…グランドシール部、２７…蒸気入口管、２８…蒸気通路、３０…静翼中空部、３１，３２，７０，７１，８０，８１…中空部、３３…壁部、３４，３５…溝部、３６…水脈、３７，３８…段部、４０…上半側ダイアフラム外輪中空部、４１…下半側ダイアフラム外輪中空部、４２，４３…内壁、４４，４５…ダイアフラム外輪連通孔、５０…加熱蒸気供給管、５１…加熱蒸気排出管、６０…上半側ダイアフラム内輪中空部、６１…下半側ダイアフラム内輪中空部、６２，６３…外壁、６４，６５…ダイアフラム内輪連通孔、７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ…分割中空部、７２，７３…分割壁、７４，７５…噴出部、９０…第１突出部材、９１…第２突出部材、ＨＳ…加熱蒸気。
【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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【図１２】
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