【手続補正書】
【提出日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【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】
流入口を介して径方向から流入した作動流体を、流出口を介して軸方向に流出させるタービンのタービンロータにおいて、
回転軸を中心に回転可能なハブと、
前記ハブの周面に設けられ、前記流入口から流入する前記作動流体を前記流出口へ向けて受け流す複数のタービン動翼と、を備え、
前記各タービン動翼は、前記ハブに接続された基端側がハブ側となっており、自由端となる先端側がシュラウド側となっており、
前記タービン動翼のシュラウド側縁部に沿った前記流入口から前記流出口へ至るラインをシュラウドラインとし、
前記シュラウドラインは、前記回転軸に対する翼角度が、前記流入口から前記流出口へ向けて小さな変化となる第１シュラウドラインと、前記第１シュラウドラインの前記流出口側に連なり、前記第１シュラウドラインよりも大きな変化となる第２シュラウドラインと、前記第２シュラウドラインの前記流出口側から前記流出口まで連なり、前記第２シュラウドラインよりも小さな変化となる第３シュラウドラインと、で構成されていることを特徴とするタービンロータ。
【請求項２】
前記第３シュラウドラインの翼角度の変化は、減少方向への変化となっていることを特徴とする請求項１に記載のタービンロータ。
【請求項３】
流入口を介して径方向から流入した作動流体を、流出口を介して軸方向に流出させるタービンのタービンロータにおいて、
回転軸を中心に回転可能なハブと、
前記ハブの周面に設けられ、前記流入口から流入する前記作動流体を前記流出口へ向けて受け流す複数のタービン動翼と、を備え、
前記各タービン動翼は、
前記ハブに接続された基端側がハブ側となっており、自由端となる先端側がシュラウド側となっており、
前記タービン動翼のシュラウド側縁部に沿った前記流入口から前記流出口へ至るラインをシュラウドラインとし、
前記シュラウドラインは、前記回転軸に対する翼角度が、前記流入口から前記流出口へ向けて大きな変化となる第１シュラウドラインと、前記第１シュラウドラインの前記流出口側から前記流出口まで連なり、前記第１シュラウドラインよりも小さな変化となる第２シュラウドラインと、で構成されていることを特徴とするタービンロータ。
【請求項４】
前記第１シュラウドラインの長さは、前記シュラウドラインの長さの１〜２割の長さとなっており、前記第２シュラウドラインの長さは、前記シュラウドラインの長さから前記第１シュラウドラインの長さを引いた、前記シュラウドラインの長さの８〜９割の長さとなっていることを特徴とする請求項３に記載のタービンロータ。
【請求項５】
前記第２シュラウドラインにおける前記翼角度の変化量となる翼転向角は、３０°以下であることを特徴とする請求項３または４に記載のタービンロータ。
【請求項６】
前記シュラウドラインは、前記第１シュラウドラインが、前記流入口側のシュラウドラインとなる入口側シュラウドラインであり、前記第２シュラウドラインが、前記入口側シュラウドラインの前記流出口側から前記流出口まで連なる中央・出口側シュラウドラインであり、
前記ハブの回転軸を含む断面となる子午断面において、前記入口側シュラウドラインの曲率半径は、前記中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して、小さくなっていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のタービンロータ。
【請求項７】
前記入口側シュラウドラインは、Ｒ状に形成される一方、前記中央・出口側シュラウドラインは、直線状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のタービンロータ。
【請求項８】
前記各タービン動翼の前記流入口側縁部に沿ったラインである流入口ラインは、前記回転軸に対し、回転方向へ傾いていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のタービンロータ。
【請求項９】
前記回転軸に対する前記流入口ラインの傾斜角度は、１０°〜２５°であることを特徴とする請求項８に記載のタービンロータ。
【請求項１０】
流入口を介して径方向から流入した作動流体を、流出口を介して軸方向に流出させるタービンのタービンロータにおいて、
回転軸を中心に回転可能なハブと、
前記ハブの周面に設けられ、前記流入口から流入する前記作動流体を前記流出口へ向けて受け流す複数のタービン動翼と、を備え、
前記各タービン動翼は、
前記ハブに接続された基端側がハブ側となっており、自由端となる先端側がシュラウド側となっており、
前記タービン動翼のシュラウド側縁部に沿ったラインをシュラウドラインとし、
前記シュラウドラインは、前記流入口側のシュラウドラインとなる入口側シュラウドラインと、前記入口側シュラウドラインの前記流出口側から前記流出口まで連なる中央・出口側シュラウドラインと、で構成され、
前記ハブの回転軸を含む断面となる子午断面において、前記入口側シュラウドラインの曲率半径は、前記中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して、小さくなっていることを特徴とするタービンロータ。
【請求項１１】
流入口を介して径方向から流入した作動流体を、流出口を介して軸方向に流出させるタービンのタービンロータにおいて、
回転軸を中心に回転可能なハブと、
前記ハブの周面に設けられ、前記流入口から流入する前記作動流体を前記流出口へ向けて受け流す複数のタービン動翼と、を備え、
前記各タービン動翼の前記流入口側縁部に沿ったラインである流入口ラインは、前記回転軸に対し、回転方向へ傾いていることを特徴とするタービンロータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この場合、シュラウドラインは、第１シュラウドラインが、流入口側のシュラウドラインとなる入口側シュラウドラインであり、第２シュラウドラインが、入口側シュラウドラインの流出口側から流出口まで連なる中央・出口側シュラウドラインであり、ハブの回転軸を含む断面となる子午断面において、入口側シュラウドラインの曲率半径は、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して、小さくなっていることが、好ましい。
【手続補正３】
【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】
この構成によれば、入口側シュラウドラインの曲率半径を、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して小さくすることができる。これにより、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径を大きくすることができるため、シュラウド側の負圧面側において、作動流体の流速の増加を抑制することができる。従って、タービン動翼のシュラウド側における負圧面の圧力の低下を抑制することができ、タービン動翼とシュラウドとの間の隙間から、作動流体が漏洩することを抑制することができる。なお、タービン動翼間には、流入口から流出口へ至る作動流体の流路が形成され、流路は、その流れ方向が径方向から転向部を介して軸方向へ転向しており、入口側シュラウドラインは、流入口から転向部までの間の長さとなっている。
【手続補正４】
【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】
また、本発明の他のタービンロータは、流入口を介して径方向から流入した作動流体を、流出口を介して軸方向に流出させるタービンのタービンロータにおいて、回転軸を中心に回転可能なハブと、ハブの周面に設けられ、流入口から流入する作動流体を流出口へ向けて受け流す複数のタービン動翼と、を備え、各タービン動翼は、ハブに接続された基端側がハブ側となっており、自由端となる先端側がシュラウド側となっており、タービン動翼のシュラウド側縁部に沿ったラインをシュラウドラインとし、シュラウドラインは、流入口側のシュラウドラインとなる入口側シュラウドラインと、入口側シュラウドラインの流出口側から流出口まで連なる中央・出口側シュラウドラインと、で構成され、ハブの回転軸を含む断面となる子午断面において、入口側シュラウドラインの曲率半径は、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して、小さくなっていることを特徴とする。
【手続補正５】
【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】
この構成によれば、入口側シュラウドラインの曲率半径を、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径に比して小さくすることができる。これにより、中央・出口側シュラウドラインの曲率半径を大きくすることができるため、シュラウド側の負圧面側において、作動流体の流速の増加を抑制することができる。従って、タービン動翼のシュラウド側における負圧面の圧力の低下を抑制することができ、タービン動翼とシュラウドとの間の隙間から、作動流体が漏洩することを抑制することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
具体的に、図１０を参照するに、その縦軸は、径方向における長さであり、横軸は、軸方向における長さである。そして、従来のタービン動翼１０１は、そのシュラウドラインＬ１が、下り斜面に形成されているが、実施例３のタービン動翼５１は、そのシュラウドラインＬ４において、入口側シュラウドラインＬａが小さな曲率半径に形成されると共に、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃが、入口側シュラウドラインＬａに比して、大きな曲率半径に形成される。このとき、子午断面における入口側シュラウドラインＬａは、シュラウドラインＬ４の長さの２割であり、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃは、シュラウドラインＬ４の長さの８割である。これにより、入口側シュラウドラインＬａは、Ｒ状に形成され、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃは、ほぼ直線状に形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
以上の構成によれば、入口側シュラウドラインＬａの曲率半径を、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃの曲率半径に比して小さくすることができる。このため、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃの曲率半径を大きくすることができ、中央・出口側シュラウドラインＬｂ，Ｌｃを、ほぼ直線状に形成することができる。これにより、タービン動翼５１のシュラウド側の負圧面において、作動流体の流速の増加を抑制することができる。この結果、タービン動翼５１の負圧面のシュラウド側において、作動流体の流速の増加を抑制することができ、負圧面における圧力の低下を抑制することができる（詳細は後述）。このため、タービン動翼５１の正圧面と負圧面との圧力差を抑制することができ、タービン動翼５１とシュラウド２４との間の隙間から、作動流体が漏洩することを抑制することができる。以上により、作動流体の漏洩によるタービン効率の低下を抑制することができる。