(57)【要約】【課題】複雑な加工が不要であって、エロージョンの発生を効果的に低減可能な動翼等を提供する。【解決手段】実施形態は、作動流体がロータの回転軸に沿った回転軸方向に流れることによってロータが回転方向に回転する回転機械において、そのロータの周囲に配置される動翼である。ここでは、動翼の前縁がロータの径方向に対して傾斜した傾斜部を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体がロータの回転軸に沿った回転軸方向に流れることによって前記ロータが回転方向に回転する回転機械において、前記ロータの周囲に配置される動翼であって、
当該動翼の前縁が前記ロータの径方向に対して傾斜した傾斜部
を有することを特徴とする、
動翼。
【請求項２】
前記傾斜部は、当該動翼において先端側の部分に設けられている、
請求項１に記載の動翼。
【請求項３】
前記傾斜部は、当該動翼の前縁が翼断面の主軸方向に沿うように前記径方向に対して傾斜している、
請求項１または２に記載の動翼。
【請求項４】
前記傾斜部は、当該動翼の前縁が前記回転軸方向に沿うように前記径方向に対して傾斜している、
請求項１から３のいずれかに記載の動翼。
【請求項５】
前記傾斜部は、当該動翼の前縁が前記回転方向に沿うように前記径方向に対して傾斜している、
請求項１から４のいずれかに記載の動翼。
【請求項６】
前記傾斜部は、当該動翼の翼有効部全体の高さに対して８０％以上の高さ部分に設けられている、
請求項１から５のいずれかに記載の動翼。
【請求項７】
前記作動流体が前記回転軸方向に沿って流れることによって前記ロータが回転するときに、前記作動流体に含まれる水滴が相対流入方向に沿って前記傾斜部の前記前縁に衝突する衝突角度が８０°以下である、
請求項１から６のいずれかに記載の動翼。
【請求項８】
前記傾斜部は、複数であって、当該複数の傾斜部が前記ロータの径方向に設けられており、前記ロータの径方向に対して傾斜する方向が異なるものを含む、
請求項１から７のいずれかに記載の動翼。
【請求項９】
当該動翼のうち前記傾斜部が設けられた部分よりも根元側の部分は、前記前縁が前記ロータの径方向に延在するように形成されている、
請求項１から８のいずれかに記載の動翼。
【請求項１０】
前記回転機械は、
前記作動流体として蒸気が供給される蒸気タービンである、
請求項１から９のいずれかに記載の動翼。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の動翼
を有する、回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、動翼および回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、回転機械であって、原子力発電プラント、火力発電プラント、地熱発電プラントなどの発電プラントにおいて利用されている。蒸気タービンは、高圧から低圧に至る蒸気のエネルギを機械的仕事に変換する。このとき、蒸気タービンの低圧部では、蒸気の温度が低下し、蒸気の一部が膨張仕事中に凝縮するため、湿り度が増す。そして、蒸気タービンにおいて、その凝縮した水分は、蒸気通路の壁面や動翼（タービン動翼）に付着または衝突する。
【０００３】
蒸気通路の壁面や動翼に付着した水分は、粒径が大きい水滴に成長する場合がある。この大粒径の水滴は、蒸気によって、更に後段（下流）に位置する動翼に向かい、その後段の動翼の前縁などに衝突する。その結果、動翼においてエロージョン（浸食）が生じる場合がある。特に、最終段のタービン段落においては、蒸気が低温かつ低圧になっているので、蒸気は多量の水滴を含む。また、タービン段落は、初段から最終段へ向かうに伴って動翼の径が大きくなるので、最終段のタービン段落では、動翼先端の周速度が超音速になる。このため、最終段の動翼は、エロージョン（浸食）の発生が顕著である。
【０００４】
上記の他に、大粒径の水滴は、動翼の回転に対して抵抗になるので、いわゆる湿り損失が生じる。
【０００５】
このように、蒸気通路内に水分（水滴）が存在するために、タービン効率の低下、タービンの信頼性の低下が生ずる。
【０００６】
そこで、従来においては、静止部品（静翼や、静翼を支えるノズルダイアフラム外輪等）の表面にスリットを設け、その静止部品の表面に付着する水分を回収することが行われている。静止部品は、たとえば、中空構造であって、中空部を含み、スリットで回収された水分が中空部を介して蒸気通路から外部へ排出される。スリットは、切削加工や放電加工等の加工によって形成される。
【０００７】
上記の他に、エロージョンの発生を低減するために、動翼においてエロージョンが生じ易い箇所に高硬度材料を付加することが行われている。高硬度材料は、溶接等の方法で付加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１９５７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の対策では、多くの加工が必要になるので、製造コストが増加する。特に、蒸気の湿り度が特に大きい蒸気タービンでは、上記した従来の対策を講じても、エロージョンの低減が十分でなく、蒸気状態を調整する対策が必要になるため、タービンの性能を低下せざるを得ない場合がある。
【００１０】
蒸気タービン以外にガスタービンやファンなどの回転機械においても、作動流体に含まれる水滴によって動翼にエロージョンが生ずる場合があるため、上記と同様な課題がある。
【００１１】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、複雑な加工が不要であって、エロージョンの発生を効果的に低減可能な動翼および回転機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態は、作動流体がロータの回転軸に沿った回転軸方向に流れることによってロータが回転方向に回転する回転機械において、そのロータの周囲に配置される動翼である。ここでは、動翼の前縁がロータの径方向に対して傾斜した傾斜部を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る蒸気タービンにおいて、最終段のタービン段落の要部を拡大して示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図６】図６は、蒸気タービンにおいて、水滴の衝突角度と、エロージョン量との関係を示す図である。
【図７】図７は、蒸気タービンにおいて、翼高さ比と、エロージョン量との関係を示す図である。
【図８】図８は、第１実施形態の変形例に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、第５実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、第６実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、第６実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、第７実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、第８実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【図１９】図１９は、第８実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
＜第１実施形態＞
［１］蒸気タービンについて
図１は、第１実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を模式的に示す図である。図１では、第１の水平方向（ｙ軸方向）と鉛直方向（ｚ軸方向）とによって規定される鉛直面（ｙｚ面）の子午断面を示している。
【００１６】
図２は、第１実施形態に係る蒸気タービンにおいて、最終段のタービン段落の要部を拡大して示す図である。図２では、図１と同様に、鉛直面（ｙｚ面）の子午断面を示している。ここでは、最終段のタービン段落のうち、鉛直方向（ｚ軸方向）においてタービンロータ２２の上方に位置する部分を拡大して示している。また、図２では、蒸気タービンに作動流体として供給された蒸気の流れ方向Ｆについて、太い実線の矢印を用いて示している。この他に、図２では、タービンロータ２２の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に沿ったもの）を示している。
【００１７】
図１，図２に示すように、蒸気タービン１０は、回転機械であって、蒸気が作動流体として供給されることによって、タービンロータ２２が回転するように構成されている。ここでは、蒸気タービン１０は、軸流タービンであって、タービンロータ２２の回転軸ＡＸに沿った回転軸方向（軸長方向）を流れ方向Ｆとして蒸気が流れる。蒸気タービン１０は、多段式であって、動翼２１と静翼２５とを含むタービン段落が回転軸方向に複数段並んでおり、蒸気が複数のタービン段落のそれぞれにおいて仕事を行う。これにより、蒸気タービン１０においてタービンロータ２２が回転する。
【００１８】
以下より、蒸気タービン１０の詳細な構成について説明する。
【００１９】
蒸気タービン１０において、ケーシング２０は、内部にタービンロータ２２を収容している。
【００２０】
蒸気タービン１０において、タービンロータ２２は、例えば、回転軸ＡＸが第１の水平方向（ｙ軸方向）に沿うように軸受（図示省略）によって回転可能に支持されており、回転軸ＡＸを中心にして回転する。タービンロータ２２は、一端が発電機（図示省略）に連結されており、タービンロータ２２の回転によって、発電機（図示省略）が駆動して発電が行われる。
【００２１】
タービンロータ２２は、ロータディスク２２１が外周面に複数が設けられている。タービンロータ２２において、複数のロータディスク２２１は、タービンロータ２２の外周面を円形に囲っており、タービンロータ２２の回転軸ＡＸに沿って間を隔てて並ぶように設けられている。
【００２２】
タービンロータ２２に設けられたロータディスク２２１の外周面には、動翼２１が設置されている。動翼２１は、翼根部（図示無し）がロータディスク２２１に植え込まれており、翼有効部がロータディスク２２１からタービンロータ２２の径方向ＢＨに延在している。動翼２１は、タービンロータ２２の外周面を囲うように、複数がタービンロータ２２の回転方向Ｒ（周方向）において間を隔てて配置されており、動翼翼列を構成している。動翼翼列は、複数段であって、複数段の動翼翼列のそれぞれは、タービンロータ２２の回転軸ＡＸに沿って並んでいる。複数段の動翼翼列においては、流れ方向Ｆで上流側から下流側に向かうに伴って、動翼２１の翼長（径方向の長さ）が長くなるように構成されている。図２に示すように、複数段の動翼翼列のうち、最終段の動翼２１は、先端側の部分に傾斜部２１Ｋを有する。傾斜部２１Ｋの詳細については、後述する。
【００２３】
ケーシング２０の内部には、ダイアフラム外輪２３とダイアフラム内輪２４と静翼２５とが設けられている。ダイアフラム外輪２３は、ケーシング２０の内周面に設置されている。ダイアフラム内輪２４は、ダイアフラム外輪２３の内側に間を隔てて設置されている。静翼２５は、ダイアフラム外輪２３とダイアフラム内輪２４との間に複数が設置されており、ノズルダイアフラムを構成している。ここでは、複数の静翼２５は、タービンロータ２２の外周面を囲うように、タービンロータ２２の回転方向Ｒにおいて間を隔てて配置されており、静翼翼列を構成している。静翼翼列は、動翼翼列と同様に、複数段であって、複数段の静翼翼列がタービンロータ２２の回転軸ＡＸに沿って並ぶように設けられている。複数段の静翼翼列において、静翼２５は、流れ方向Ｆで上流側から下流側に向かうに伴って、翼長が長くなるように構成されている。複数段の静翼翼列と複数段の動翼翼列とそれぞれは、回転軸ＡＸに沿って交互に配列されている。タービン段落は、静翼翼列と、その静翼翼列の下流に隣接して並ぶ動翼翼列とによって構成される。
【００２４】
蒸気タービン１０においては、ケーシング２０とタービンロータ２２との間に、グランドシール部２６が設けられている。グランドシール部２６は、ケーシング２０とタービンロータ２２との間を密封することによって、タービンロータ２２とケーシング２０との間を介して蒸気が外部へ漏洩することを抑制している。
【００２５】
また、蒸気タービン１０においては、タービンロータ２２とダイアフラム内輪２４との間に、シール部２７が設けられている。シール部２７は、タービンロータ２２とダイアフラム内輪２４との間を密封することによって、タービンロータ２２とダイアフラム内輪２４との間を介して蒸気が漏洩することを抑制している。
【００２６】
蒸気タービン１０においては、蒸気入口管２８がケーシング２０の入口を貫通しており、その蒸気入口管２８を介して、蒸気がケーシング２０の内部に作動流体として導入される。そして、その作動流体として導入された蒸気は、ケーシング２０の内部において、複数のタービン段落を順次流れる。つまり、蒸気は、初段のタービン段落から最終段のタービン段落を順次流れ、それぞれのタービン段落において膨張して仕事を行う。これにより、ケーシング２０の内部において、タービンロータ２２が回転軸ＡＸを中心にして回転する。そして、蒸気は、最終段のタービン段落を流れた後に、ケーシング２０の出口から排気流路（図示省略）を介して排気される。排気流路は、例えば、復水器（図示省略）に連通しており、排気流路に排気された蒸気は、復水器（図示省略）において凝縮される。
【００２７】
上記のように、蒸気タービン１０において、蒸気は、ケーシング２０の内部で膨張仕事を行って圧力が低下するため、例えば、最終のタービン段落では、湿り蒸気として流れる。なお、湿り蒸気は、最終のタービン段落よりも上流側に位置するタービン段落で流れる場合もある。
【００２８】
［２］動翼２１の傾斜部２１Ｋについて
上記の蒸気タービン１０において最終段のタービン段落を構成する動翼２１の傾斜部２１Ｋの具体的構成に関して説明する。
【００２９】
図３，図４，図５は、第１実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。図３，図４，図５では、図２と同様に、最終段のタービン段落のうち、鉛直方向（ｚ軸方向）でタービンロータ２２の上方に位置する部分を拡大して示している。
【００３０】
ここでは、図３は、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図３ではｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。図３において、縦方向は、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）であって、上側は、蒸気の流れ方向Ｆ（図２参照）において上流側であり、下側は下流側である。横方向は、タービンロータ２２（図１参照）が回転軸ＡＸを中心にして回転する回転方向Ｒであって、第１の水平方向（ｙ軸方向）に対して直交する第２の水平方向（ｘ軸方向）に相当する。
【００３１】
図３においては、図２に示す動翼２１のうち、Ａ−Ａ部分、Ｂ−Ｂ部分、および、Ｃ−Ｃ部分のそれぞれの翼断面を示している。図３では、図示の都合により、Ａ−Ａ部分の翼断面ＳＡの輪郭を「実線」で示し、Ｂ−Ｂ部分の翼断面ＳＢの輪郭を「破線」で示し、Ｃ−Ｃ部分の翼断面ＳＣの輪郭を「二点鎖線」で示している。なお、Ａ−Ａ部分の翼断面ＳＡは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０（根元２１１と先端２１２との間の距離）に対して８０％の高さＨＡに位置する断面である（つまり、ＨＡ＝０．８・Ｈ０）。Ｂ−Ｂ部分の翼断面ＳＢは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して９０％の高さＨＢに位置する部分の断面である（つまり、ＨＢ＝０．９・Ｈ０）。Ｃ−Ｃ部分の翼断面ＳＣは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して１００％の高さＨＣに位置する部分である（つまり、ＨＣ＝１．０・Ｈ０＝Ｈ０）。
【００３２】
図４は、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図４において、縦方向は、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）である。そして、横方向は、第２の水平方向（ｘ軸方向）である。
【００３３】
図５は、第２の水平方向（ｘ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図５において、縦方向は、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ここではｚ軸方向に相当）である。横方向は、第１の水平方向（ｙ軸方向）である。
【００３４】
図３，図４，図５のそれぞれにおいては、蒸気タービンに作動流体として供給された蒸気に含まれる水滴ＤＷの動きについて、併記している。ここでは、水滴ＤＷは、例えば、定格運転において蒸気が流れ方向Ｆ（回転軸方向）に沿って流れ、タービンロータ２２が回転方向Ｒに回転するときの状態を示している。図３，図５に示すように、水滴ＤＷは、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに平行に沿った方向であって、蒸気の流れ方向Ｆにおいて上流側から下流側へ向かう方向Ｄｙへ相対的に力が作用する。これと共に、図３，図４に示すように、水滴ＤＷは、タービンロータ２２（図１参照）の回転方向Ｒに対して反対の方向Ｄｘに沿って動翼２１へ向かうように力が作用する。したがって、図３に示すように、両方向Ｄｙ，Ｄｘに作用する力を合成した相対流入方向Ｄｃに沿って、水滴ＤＷが動翼２１へ流入し、動翼２１に衝突する。
【００３５】
図３，図４，図５に示すように、本実施形態では、動翼２１の先端側の部分に、傾斜部２１Ｋが設けられている。
【００３６】
図３に示すように、動翼２１の傾斜部２１Ｋは、Ａ−Ａ部分の翼断面ＳＡ、Ｂ−Ｂ部分の翼断面ＳＢ、および、Ｃ−Ｃ部分の翼断面ＳＣのそれぞれが、互いに同じ形状であって、翼断面の主軸方向ＣＬ（翼弦線（コード）方向）にシフトし、一部が重複している。また、動翼２１の翼断面の主軸方向ＣＬは、相対流入方向Ｄｃに沿っており、傾斜部２１Ｋは、翼断面ＳＡ，ＳＢ，ＳＣの主軸方向ＣＬに沿うように傾斜している。ここでは、各翼断面ＳＡ，ＳＢ，ＳＣは、先端側（ＳＣ）が根元側（ＳＡ）よりも、相対流入方向Ｄｃの下流側に位置している。
【００３７】
これから判るように、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、傾斜部２１Ｋにおいては、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（各図ではｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している（図３，図４，図５参照）。傾斜部２１Ｋでは、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）において、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも後方側に位置するように径方向ＢＨに対して傾斜している（図３，図４参照）。また、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）において先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも下流側に位置するように、径方向ＢＨに対して傾斜している（図３，図５参照）。更に、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて下流側に位置するように、径方向ＢＨに対して傾斜している（図３参照）。
【００３８】
同様に、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、傾斜部２１Ｋにおいては、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜するように延在している（図３，図４，図５参照）。傾斜部２１Ｋでは、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、回転方向Ｒにおいて先端側（Ｃｒ）が根元側（Ａｒ）よりも後方側に位置するように、径方向ＢＨに対して傾斜している（図３，図４参照）。また、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、蒸気の流れ方向Ｆにおいて先端側（Ｃｒ）が根元側（Ａｒ）よりも下流側に位置するように、径方向ＢＨに対して傾斜している（図３，図５参照）。更に、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、相対流入方向Ｄｃにおいて先端側（Ｃｒ）が根元側（Ａｒ）よりも下流側に位置するように、径方向ＢＨに対して傾斜している（図３参照）。後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）がタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜する傾斜角度は、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）の傾斜角度と同様である。
【００３９】
そして、動翼２１のうち傾斜部２１Ｋが設けられた先端側の部分よりも根元側の部分は、前縁ＬＥがタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜せずに、その径方向ＢＨに対して平行に延在する部分を含むように形成されている。
【００４０】
図４に示すように、水滴ＤＷは、タービンロータ２２（図１参照）の回転方向Ｒに対して反対の方向Ｄｘに沿って動翼２１へ向かい、動翼２１の前縁ＬＥに衝突する。傾斜部２１Ｋでは、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）がタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜している。このため、水滴ＤＷが上記方向Ｄｘに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ１は、直角でない（衝突角度θ１は、上記方向Ｄｘと、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が延在する方向とが交差して形成される角のうち、鋭角な角の角度である）。
【００４１】
また、図５に示すように、水滴ＤＷは、蒸気の流れ方向Ｆと同じ方向Ｄｙに沿って動翼２１へ向かい、動翼２１の前縁ＬＥに衝突する。ここでも、傾斜部２１Ｋにおいては、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）がタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜している。このため、水滴ＤＷが上記方向Ｄｙに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ２は、直角でない（衝突角度θ２は、上記方向Ｄｙと、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が延在する方向とが交差して形成される角のうち、鋭角な角の角度である）。
【００４２】
上述したように、水滴ＤＷは、回転方向Ｒに対して反対の方向Ｄｘおよび蒸気の流れ方向Ｆと同じ方向Ｄｙに作用する力を合成した相対流入方向Ｄｃに沿って、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する（図３参照）。このときの衝突角度θ（図示無し）は、相対流入方向Ｄｃに対して傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が傾斜した角度であって、上記の衝突角度θ１と上記の衝突角度θ２とを合成することによって求められる。このため、上記の衝突角度θ１と上記の衝突角度θ２とのそれぞれは直角でないので、衝突角度θは、同様に直角でない。このため、下記に示すように、本実施形態では、エロージョンの発生を低減可能である。
【００４３】
図６は、蒸気タービンにおいて、水滴の衝突角度と、エロージョン量との関係を示す図である。図６においては、横軸が水滴の衝突角度θを示し、縦軸がエロージョン量ＥＲを示している。なお、図６に示す結果は、エロージョン試験によって得た。具体的には、エロージョン試験では、ホルダーにセットした材料試験片を規定の回転数まで加速後、規定の圧力および流量で、試験片に向けて水を噴霧した。そして、規定の噴霧時間が経過した後に、試験前の試験片と試験後の試験片との重量差によってエロ―ジョン量を評価した。
【００４４】
図６に示すように、衝突角度θが９０°（直角）である場合には、エロージョン量ＥＲが著しく大きい。衝突角度θが８０°以下である場合には、エロージョン量ＥＲを効果的に低減可能である。特に、衝突角度θが５０°以下である場合には、エロージョン量ＥＲを更に効果的に低減可能である
【００４５】
以上のように、本実施形態の動翼２１は、前縁ＬＥが流れ方向Ｆ（回転軸方向）と回転方向Ｒとの両者に沿うようにタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜した傾斜部２１Ｋを有する。また、傾斜部２１Ｋでは、動翼２１の翼断面において主軸方向ＣＬに沿うように前縁ＬＥが傾斜している。このため、本実施形態では、図６に示した結果から判るように、複雑な加工をせずに、衝突角度θを直角以外の角度にすることが可能である。その結果、本実施形態は、動翼２１においてエロージョンが発生することを抑制することができる。特に、衝突角度θが８０°以下になるように、動翼２１の傾斜部２１Ｋを構成することによって、効果的にエロージョンの発生を抑制可能である。
【００４６】
図７は、蒸気タービンにおいて、翼高さ比と、エロージョン量との関係を示す図である。図７においては、横軸が翼高さ比ＨＲを示し、縦軸がエロージョン量ＥＲを示している。翼高さ比ＨＲ（％）は、動翼２１における高さＨ（＝ＨＡ，ＨＢ，ＨＣなど）が、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対する割合である（つまり、ＨＲ＝１００・Ｈ／Ｈ０）。なお、図７では、蒸気タービン発電プラントの低圧蒸気タービンにおける傾向を示している。
【００４７】
図７に示すように、動翼２１において先端側に位置する部分であって、翼高さ比ＨＲが８０％以上１００％以下である範囲では、エロージョン量ＥＲが大きい。このため、動翼２１の前縁ＬＥは、翼高さ比ＨＲが上記範囲において、傾斜部２１Ｋを有するように形成されることが好ましい。特に、翼高さ比ＨＲが９０％近傍のエロージョン量ＥＲが著しく大きいので、動翼２１の前縁ＬＥは、翼高さ比ＨＲが９０％近傍において、傾斜部２１Ｋを有することが好ましい。
【００４８】
なお、翼高さ比ＨＲが上記範囲（８０％以上１００％以下）を大きく外れた部分に傾斜部２１Ｋを設けた場合には、動翼２１の根元部分において翼弦線方向で中心に位置する中心線（ここではＢＨ）から、動翼２１の重心が大きく外れる場合がある。その結果、振動特性等が悪化し、信頼性が低下する場合がある。したがって、動翼２１において傾斜部２１Ｋ以外の部分（根元側の部分等）の前縁ＬＥは、図４，図５に示すように、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜させずに、その径方向ＢＨに対して平行に延在するように形成されることが好ましい。これにより、振動特性への影響が小さくなり、信頼性を向上可能である。
【００４９】
［３］変形例
本実施形態では、最終段のタービン段落を構成する動翼２１が傾斜部２１Ｋを含む場合について説明したが、これに限らない。最終段のタービン段落以外の動翼２１が傾斜部２１Ｋを含むように構成されていてもよい。たとえば、最終段のタービン段落よりも、一段、上流側に位置するタービン段落において、動翼２１が傾斜部２１Ｋを含むように構成されていてもよい。
【００５０】
本実施形態では、蒸気タービンの動翼２１が傾斜部２１Ｋを含む場合について説明したが、これに限らない。蒸気タービン以外に、ガスタービンおよびファン等の回転機械のように、作動流体中に含まれる水滴によって浸食が生じる動翼に傾斜部２１Ｋを設けてもよい。
【００５１】
本実施形態では、動翼２１が傾斜部２１Ｋを含む場合について説明したが、これに限らない。
【００５２】
図８は、第１実施形態の変形例に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００５３】
図８では、図４と同様に、最終段のタービン段落のうち、鉛直方向（ｚ軸方向）でタービンロータ２２の上方に位置する部分を拡大して示している。図８は、図４と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図８において、縦方向は、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）である。そして、横方向は、第２の水平方向（ｘ軸方向）である。
【００５４】
図８に示すように、最終段の動翼２１は、傾斜部２１Ｋ（図４参照）に代わって、湾曲部２１Ｗを有するように構成されていてもよい。湾曲部２１Ｗにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（各図ではｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、湾曲するように形成されている。また、湾曲部２１Ｗにおいては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して湾曲するように形成されている。
【００５５】
具体的には、図８に示すように、動翼２１の湾曲部２１Ｗにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）、および、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｆ，Ｃｒ）が根元側（Ａｆ，Ａｒ）よりも回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）において後方側に位置するように、湾曲している。
【００５６】
図８に示すように、水滴ＤＷは、タービンロータ２２（図１参照）の回転方向Ｒに対して反対の方向Ｄｘに沿って動翼２１へ向かい、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）衝突する。湾曲部２１Ｗでは前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）がタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して湾曲している。このため、水滴ＤＷが上記方向Ｄｘに向かって湾曲部２１Ｗの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度は、直角でない。このため、本変形例の場合においても、上記の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。
【００５７】
＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００５８】
図９は、図３と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図９では、ｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。
【００５９】
図９に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００６０】
図９に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している。また、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜するように延在している。
【００６１】
具体的には、蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）では、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、上記の第１実施形態の場合と異なり、先端側（Ｃｆ）と根元側（Ａｆ）との間において同じ位置であって、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜していない。同様に、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、蒸気の流れ方向Ｆでは、上記の第１実施形態の場合と異なり、先端側（Ｃｒ）と根元側（Ａｒ）との間において同じ位置であって、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜していない。
【００６２】
しかしながら、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）では、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。同様に、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、回転方向Ｒでは、先端側（Ｃｒ）が根元側（Ｃｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。
【００６３】
以上のように、本実施形態の動翼２１は、前縁ＬＥがタービンロータ２２（図１参照）の回転方向Ｒに沿うように径方向ＢＨに対して傾斜した傾斜部２１Ｋを有する。このため、水滴ＤＷが回転方向Ｒに対して逆の方向Ｄｘに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ１（図９では図示無し）は、第１実施形態の場合と同様に、直角でない。これにより、相対流入方向Ｄｃに沿って傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ（図示無し）は、直角でない。
【００６４】
上述したように、最終段のタービン段落においては、動翼先端の径が大きく、動翼先端の周速度が超音速になる。このため、水滴ＤＷが動翼２１に衝突する割合は、流れ方向Ｆよりも回転方向Ｒの方が大きい。したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。
【００６５】
＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００６６】
図１０は、図３と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図１０では、ｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。
【００６７】
図１０に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００６８】
図１０に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している。また、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜するように延在している。
【００６９】
具体的には、回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）では、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、上記の第１実施形態の場合と異なり、先端側（Ｃｆ）と根元側（Ａｆ）との間において同じ位置であって、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜していない。同様に、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、回転方向Ｒでは、上記の第１実施形態の場合と異なり、先端側（Ｃｒ）と根元側（Ａｒ）との間において同じ位置であって、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜していない。
【００７０】
しかしながら、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）では、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。同様に、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、蒸気の流れ方向Ｆでは、先端側（Ｃｒ）が根元側（Ｃｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。
【００７１】
以上のように、本実施形態の動翼２１は、前縁ＬＥが流れ方向Ｆ（回転軸方向）に沿うようにタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜した傾斜部２１Ｋを有する。このため、本実施形態では、水滴ＤＷが蒸気の流れ方向Ｆに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ２（図１０では図示無し）は、第１実施形態の場合と同様に、直角でない。これにより、相対流入方向Ｄｃに沿って傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ（図示無し）は、直角でない。
【００７２】
したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。特に、蒸気タービンにおいて傾斜部２１Ｋについて構造上の制約がある場合には、本実施形態のように構成してもよい。
【００７３】
＜第４実施形態＞
図１１は、第４実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００７４】
図１１は、図３と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図１１では、ｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。
【００７５】
図１１に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００７６】
図１１に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している。また、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜するように延在している。
【００７７】
具体的には、本実施形態において、動翼２１の傾斜部２１Ｋは、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、上記の第１実施形態の場合と異なり、相対流入方向Ｄｃに沿うように形成されていない。同様に、動翼２１の傾斜部２１Ｋは、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、上記の第１実施形態の場合と異なり、相対流入方向Ｄｃに沿うように形成されていない。
【００７８】
しかしながら、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）では、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。同様に、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、回転方向Ｒでは、先端側（Ｃｒ）が根元側（Ｃｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。
【００７９】
これと共に、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）では、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。同様に、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、蒸気の流れ方向Ｆでは、先端側（Ｃｒ）が根元側（Ｃｆ）よりも後方側に位置するように傾斜している。
【００８０】
以上のように、本実施形態の動翼２１は、前縁ＬＥが流れ方向Ｆ（回転軸方向）と回転方向Ｒとの両者に沿うようにタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜した傾斜部２１Ｋを有する。このため、本実施形態では、水滴ＤＷが回転方向Ｒに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ１（図１１では図示無し）は、第１実施形態の場合と同様に、直角でない。また、水滴ＤＷが蒸気の流れ方向Ｆに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ２（図１１では図示無し）は、第１実施形態の場合と同様に、直角でない。これにより、相対流入方向Ｄｃに沿って傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ（図示無し）は、直角でない。
【００８１】
したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。本実施形態のように、蒸気の流れ方向Ｆおよび回転方向Ｒにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が径方向ＢＨ（ｚ軸方向に相当）に対して傾斜する傾斜角度は、適宜、設定可能であって、衝突角度θを任意に調整可能である。
【００８２】
＜第５実施形態＞
図１２，図１３，図１４は、第５実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００８３】
図１２は、図３と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図１２ではｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。図１３は、図４と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図１４は、図５と同様に、第２の水平方向（ｘ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。
【００８４】
図１２，図１３，図１４に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００８５】
図１２，図１３，図１４に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（各図ではｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している。また、本実施形態の傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）が、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜するように延在している。
【００８６】
具体的には、図１２に示すように、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）は、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ａｆ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。また、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｒ）が根元側（Ａｒ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。
【００８７】
換言すると、図１３に示すように、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）、および、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｆ，Ｃｒ）が根元側（Ａｆ，Ａｒ）よりも回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）において前方側に位置するように、傾斜している。このため、水滴ＤＷが、回転方向Ｒに対して逆の方向Ｄｘに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ３は、直角でない（衝突角度θ３は、上記方向Ｄｘと、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が延在する方向とが交差して形成される角のうち、鋭角な角の角度である）。
【００８８】
また、図１４に示すように、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）、および、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｆ，Ｃｒ）が根元側（Ａｆ，Ａｒ）よりも蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）において上流側に位置するように、傾斜している。このため、水滴ＤＷが蒸気の流れ方向Ｆと同じ方向Ｄｙに向かって傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する衝突角度θ４は、直角でない（衝突角度θ４は、上記方向Ｄｙと、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が延在する方向とが交差して形成される角のうち、鋭角な角の角度である）。
【００８９】
上述したように、水滴ＤＷは、回転方向Ｒに対して反対の方向Ｄｘおよび蒸気の流れ方向Ｆと同じ方向Ｄｙに作用する力を合成した相対流入方向Ｄｃに沿って、傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）に衝突する（図１５参照）。このときの衝突角度θ（図示無し）は、相対流入方向Ｄｃに対して傾斜部２１Ｋの前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が傾斜した角度であって、上記の衝突角度θ３と上記の衝突角度θ４とを合成することによって求められる。このため、上記の衝突角度θ３と上記の衝突角度θ４とのそれぞれは直角でないので、衝突角度θは、同様に直角でない。
【００９０】
したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。本実施形態のように、傾斜部２１Ｋにおいて前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が傾斜する方向は、第１実施形態の場合と逆であってもよい。
【００９１】
なお、図示を省略しているが、他の実施形態においても、傾斜部２１Ｋにおいて前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が傾斜する方向が逆であっても構わない。
【００９２】
＜第６実施形態＞
図１５，図１６は、第６実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【００９３】
図１５は、図３と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（動翼２１の高さ方向、図１２ではｚ軸方向に相当）を視線（紙面に垂直な方向）にしたときの様子を示している。図１６は、図４と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。
【００９４】
図１５，図１６に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【００９５】
図１５，図１６に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（各図ではｚ軸方向に相当）に対して平行でなく、傾斜するように延在している。
【００９６】
しかしながら、本実施形態においては、動翼２１の後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）と異なり、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜する部分を含まない。
【００９７】
具体的には、図１５に示すように、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｒ）から根元側（Ａｒ）に渡って、相対流入方向Ｄｃにおいて位置が同じである。換言すると、図１６に示すように、動翼２１の傾斜部２１Ｋにおいて、後縁ＴＥ（Ａｒ，Ｂｒ，Ｃｒ）は、先端側（Ｃｒ）から根元側（Ａｒ）に渡って、回転方向Ｒにおいて位置が同じである。
【００９８】
本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１の前縁ＬＥ（Ａｆ，Ｂｆ，Ｃｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（各図ではｚ軸方向に相当）に対して傾斜している。
【００９９】
したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。本実施形態のように、動翼２１の傾斜部２１Ｋについては、先端側に向かうに伴って、翼断面の主軸長（コード長）が短くなるように構成してもよい。
【０１００】
＜第７実施形態＞
図１７は、第７実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【０１０１】
図１７は、図４と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図１７において、Ａ−Ａ部分、Ｂ−Ｂ部分、および、Ｃ−Ｃ部分は、図２と同様に、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０（根元２１１と先端２１２との間の距離）に対して、８０％の高さＨＡ、９０％の高さＨＢ、および、１００％の高さＨＣである（つまり、ＨＡ＝０．８・Ｈ０，ＨＢ＝０．９・Ｈ０，ＨＣ＝１．０・Ｈ０＝Ｈ０）。また、図１７において、Ｄ−Ｄ部分は、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、８５％の高さＨＤである（つまり、ＨＤ＝０．８５・Ｈ０）。そして、Ｅ−Ｅ部分は、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、９５％の高さＨＥである（つまり、ＨＥ＝０．９５・Ｈ０）。
【０１０２】
図１７に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図３などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１０３】
図１７に示すように、傾斜部２１Ｋにおいては、動翼２１は、前縁ＬＥ（Ｄｆ，Ｂｆ，Ｅｆ）が、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨ（図１７ではｚ軸方向に相当）に対して傾斜した傾斜部２１Ｋを含む。傾斜部２１Ｋにおいては、後縁ＴＥ（Ｄｒ，Ｂｒ，Ｅｒ）が、前縁ＬＥ（Ｄｆ，Ｂｆ，Ｅｆ）と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜している。
【０１０４】
しかしながら、本実施形態では、径方向ＢＨにおいて傾斜部２１Ｋが設けられた位置が、第１実施形態の場合（図４参照）と異なる。
【０１０５】
具体的には、第１実施形態の場合（図４参照）には、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、８０％の高さＨＡ以上、１００％の高さＨＣ以下になる範囲を含むように、傾斜部２１Ｋが設けられている。
【０１０６】
これに対して、本実施形態の場合には、図１７に示すように、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、８５％の高さＨＤ以上、９５％の高さＨＥ未満になる範囲に、傾斜部２１Ｋが設けられている。つまり、本実施形態では、図７に示したように、翼高さ比ＨＲにおいてエロージョン量ＥＲが多い部分に傾斜部２１Ｋが設けられている。
【０１０７】
したがって、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。
【０１０８】
また、本実施形態の場合には、図１７に示すように、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して８５％の高さＨＤよりも低い根元側の部分は、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥがタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して平行に延在する部分を含む。同様に、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して９５％の高さＨＥ以上に位置する先端側の部分は、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥがタービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して平行に延在する部分を含む。このため、本実施形態では、動翼２１の重心が動翼２１の根元部分の中心線（ここではＢＨ）から大きくズレることを抑制可能である。その結果、本実施形態では、振動特性への影響が小さくなり、信頼性を向上可能である。
【０１０９】
＜第８実施形態＞
図１８，図１９は、第８実施形態に係る蒸気タービンを構成する最終段のタービン段落において、動翼の要部を模式的に示す図である。
【０１１０】
図１８は、図４と同様に、タービンロータ２２（図１参照）の回転軸ＡＸに沿った第１の水平方向（ｙ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。図１９は、図５と同様に、第２の水平方向（ｘ軸方向）を視線（紙面に垂直な方向）としたときの様子を示している。
【０１１１】
図１８，図１９において、Ａ−Ａ部分、Ｂ−Ｂ部分、および、Ｃ−Ｃ部分は、図２と同様に、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０（根元２１１と先端２１２との間の距離）に対して、８０％の高さＨＡ、９０％の高さＨＢ、および、１００％の高さＨＣである（つまり、ＨＡ＝０．８・Ｈ０，ＨＢ＝０．９・Ｈ０，ＨＣ＝１．０・Ｈ０＝Ｈ０）。Ｄ−Ｄ部分、および、Ｅ−Ｅ部分は、図１７と同様に、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、８５％の高さＨＤ、および、９５％の高さＨＥである（つまり、ＨＤ＝０．８５・Ｈ０、ＨＥ＝０．９５・Ｈ０）。また、Ｇ−Ｇ部分は、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０においてＡ−Ａ部分よりも低い任意の高さＨＧである（つまり、ＨＧ＜ＨＡ）。
【０１１２】
図１８，図１９に示すように、本実施形態の動翼２１は、上記の第１実施形態の場合（図４，図５などを参照）と同様に傾斜部２１Ｋを有するが、形状の一部が第１実施形態の場合と異なる。上記の点、および、関連する点を除き、本実施形態は、上述した第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、説明を省略する。
【０１１３】
図１８，図１９に示すように、本実施形態では、動翼２１に複数の傾斜部２１Ｋａ，２１Ｋｂ，２１Ｋｃが設けられている。ここでは、第１傾斜部２１Ｋａと第２傾斜部２１Ｋｂと第３傾斜部２１Ｋｃとが、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨにおいて内側（図１８，図１９では下側）から外側（図１８，図１９では上側）に向かって順次設けられている。
【０１１４】
第１傾斜部２１Ｋａは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、６０％の高さＨＧ以上、８５％の高さＨＤ未満の範囲に設けられている。第２傾斜部２１Ｋｂは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、８５％の高さＨＤ以上、９５％の高さＨＥ未満の範囲に設けられている。つまり、本実施形態では、図７に示したように、第２傾斜部２１Ｋｂは、翼高さ比ＨＲにおいてエロージョン量ＥＲが多い部分に設けられている。第３傾斜部２１Ｋｃは、動翼２１の翼有効部全体の高さＨ０に対して、９５％の高さＨＥ以上、１００％の高さＨＥ以下の範囲に設けられている。
【０１１５】
具体的には、第１傾斜部２１Ｋａでは、図１８に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｄｆ，Ｄｒ）が根元側（Ｇｆ，Ｇｒ）よりも、回転方向Ｒ（方向Ｄｘに対して逆の方向）において前方側に位置するように、傾斜している。また、第１傾斜部２１Ｋａでは、図１９に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｄｆ，Ｄｒ）が根元側（Ｇｆ，Ｇｒ）よりも、蒸気の流れ方向Ｆ（方向Ｄｙと同じ方向）において上流側に位置するように、傾斜している。このため、図示を省略しているが、相対流入方向Ｄｃ（図３参照）では、第１傾斜部２１Ｋａの前縁ＬＥは、先端側（Ｄｆ）が根元側（Ｇｆ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。また、相対流入方向Ｄｃでは、第１傾斜部２１Ｋａの後縁ＴＥは、先端側（Ｄｆ）が根元側（Ｇｒ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。
【０１１６】
第２傾斜部２１Ｋｂでは、図１８，図１９に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、回転方向Ｒと蒸気の流れ方向Ｆとのそれぞれにおいて、第１傾斜部２１Ｋａに対して逆の方向に傾斜している。つまり、第２傾斜部２１Ｋｂでは、図１８に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｅｆ，Ｅｒ）が根元側（Ｄｆ，Ｄｒ）よりも、回転方向Ｒにおいて後方側に位置するように、傾斜している。また、第２傾斜部２１Ｋｂでは、図１９に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｅｆ，Ｅｒ）が根元側（Ｄｆ，Ｄｒ）よりも、蒸気の流れ方向Ｆにおいて下流側に位置するように、傾斜している。このため、図示を省略しているが、相対流入方向Ｄｃ（図３参照）では、第２傾斜部２１Ｋｂの前縁ＬＥは、先端側（Ｅｆ）が根元側（Ｄｆ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて下流側に位置するように、傾斜している。また、相対流入方向Ｄｃでは、第２傾斜部２１Ｋｂの後縁ＴＥは、先端側（Ｅｆ）が根元側（Ｄｒ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて下流側に位置するように、傾斜している。
【０１１７】
第３傾斜部２１Ｋｃでは、図１８，図１９に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、回転方向Ｒと蒸気の流れ方向Ｆとのそれぞれにおいて、第１傾斜部２１Ｋａと同じ方向に傾斜している。つまり、第３傾斜部２１Ｋｃでは、図１８に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｃｆ，Ｃｒ）が根元側（Ｅｆ，Ｅｒ）よりも、回転方向Ｒにおいて前方側に位置するように、傾斜している。また、第３傾斜部２１Ｋｃでは、図１９に示すように、前縁ＬＥおよび後縁ＴＥは、先端側（Ｃｆ，Ｃｒ）が根元側（Ｅｆ，Ｅｒ）よりも、蒸気の流れ方向Ｆにおいて上流側に位置するように、傾斜している。このため、図示を省略しているが、相対流入方向Ｄｃ（図３参照）では、第３傾斜部２１Ｋｃの前縁ＬＥは、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ｅｆ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。また、相対流入方向Ｄｃでは、第３傾斜部２１Ｋｃの後縁ＴＥは、先端側（Ｃｆ）が根元側（Ｅｒ）よりも相対流入方向Ｄｃにおいて上流側に位置するように、傾斜している。
【０１１８】
本実施形態の動翼２１は、複数の傾斜部２１Ｋａ，２１Ｋｂ，２１Ｋｃが設けられているので、第１実施形態の場合と同様に、エロージョンの発生を低減可能である。
【０１１９】
また、本実施形態の場合には、複数の傾斜部２１Ｋａ，２１Ｋｂ，２１Ｋｃは、タービンロータ２２（図１参照）の径方向ＢＨに対して傾斜する傾斜方向が逆になるものを含み、その傾斜方向が径方向ＢＨにおいて交互になっている。このため、本実施形態では、動翼２１の根元部分の中心線（ここではＢＨ）から動翼２１の重心が大きく外れることを抑制可能である。その結果、本実施形態では、振動特性への影響が小さくなり、信頼性を向上可能である。
【０１２０】
なお、本実施形態において、動翼２１において、複数の傾斜部２１Ｋａ，２１Ｋｂ，２１Ｋｃのそれぞれを設ける高さ位置は、任意である。例えば、動翼２１において高さＨＧから高さＨＡの間においては、動翼２１の重心についてバランスを取るように、高さＨＧを任意に設計可能である。
【０１２１】
＜その他＞
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】
【０１２２】
１０…蒸気タービン、２０…ケーシング、２１…動翼、２１Ｋ，２１Ｋａ，２１Ｋｂ，２１Ｋｃ…傾斜部、２１Ｗ…湾曲部、２２…タービンロータ、２３…ダイアフラム外輪、２４…ダイアフラム内輪、２５…静翼、２６…グランドシール部、２７…シール部、２８…蒸気入口管、２２１…ロータディスク、ＡＸ…回転軸、ＢＨ…径方向、ＣＬ…主軸方向、Ｄｃ…相対流入方向、ＤＷ…水滴、Ｆ…流れ方向（回転軸方向）、ＬＥ…前縁、Ｒ…回転方向、ＴＥ…後縁
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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