JP7293011B2 - 蒸気タービン用静翼、蒸気タービン及び蒸気タービン用静翼の加熱方法 - Google Patents
蒸気タービン用静翼、蒸気タービン及び蒸気タービン用静翼の加熱方法 Download PDFInfo
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Description
本開示は、蒸気タービン用静翼、該蒸気タービン用静翼を備えた蒸気タービン及び該蒸気タービンに設けられた該蒸気タービン用静翼の加熱方法に関する。
気液二相状態で作動する蒸気タービンにおいて、翼面より生じる粗大液滴の存在により生じる湿り損失及びエロージョンが問題となっている。その根源となる粗大液滴生成のメカニズムとして、液滴がもつ慣性力による翼面への慣性付着や翼面境界層内乱流拡散による液滴の乱流堆積が従来知見であるが、これら以外に、蒸気に対して相対的に温度の低い壁面で生じる壁面凝縮が主要因となっていると考えられる。
従来、静翼翼面における粗大液滴抑制対策として、静翼の内部に中空部を形成すると共に、翼面に該中空部に連通するスリットを形成し、翼面に集積される粗大液滴により形成される液膜を該スリットから静翼の内部へ吸引する方法（特許文献１参照）や、該中空部に高温流体を流して翼面を加熱し、翼面に付着した液滴を蒸発させる方法（特許文献２参照）が提案されている。
上記対策は、上流側タービン段落の静翼で生じた液滴が下流側の静翼翼面に付着する場合の対策となり得るが、いずれの段でも生じる可能性のある壁面凝縮に対しては有効な対策となっていない。
本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、上記壁面凝縮によって静翼翼面に発生する粗大液滴に対しても有効な対策を提案することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係る蒸気タービン用静翼は、凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第１仕切り壁と、を備え、前記第１中空部は流体を供給可能に構成され、かつ、前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリットが形成されている。
また、本開示に係る蒸気タービン用静翼は、凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第１仕切り壁と、を備え、前記第１中空部は閉鎖空間となるように構成され、かつ、前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリットが形成されている。
また、本開示に係る蒸気タービンは、複数の静翼がタービンロータの周囲に配置された静翼翼列と、前記静翼翼列の作動流体流れ方向下流側で複数の動翼が前記タービンロータの周囲に設けられた動翼翼列とを含むタービン段落を備え、前記静翼翼列を構成する前記複数の静翼の少なくとも一部は、上述した蒸気タービン用静翼で構成されている。
また、本開示に係る蒸気タービン用静翼の加熱方法は、凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第１仕切り壁と、を備え、前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方に前記第２中空部に連通するスリットが形成された蒸気タービン用静翼を蒸気タービンの蒸気流路に配置する前工程と、前記第１中空部に加熱用流体を供給する加熱工程と、を含む。
本開示に係る蒸気タービン用静翼、蒸気タービン及び該蒸気タービン用静翼の加熱方法によれば、静翼翼面における壁面凝縮などによる粗大液滴の発生を抑制することができる。これによって、湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
以下、添付図面を参照して、本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、これらの実施形態に記載されているか、又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状及びその相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
＜第１実施形態＞
＜蒸気タービンの構成＞
図１は、一実施形態に係る蒸気タービン１０を示す模式的縦断面図である。本実施形態の蒸気タービン１０は低圧タービンである。蒸気タービン１０は、ケーシング１２と、ケーシング１２の内部に、軸受１４によって回転自在に支持されたタービンロータ１６とを備えている。軸受１４はジャーナル軸受１４（１４ａ）とスラスト軸受１４（１４ｂ）とで構成される。ケーシング１２は、内部空間が気密に封止され、該内部空間に主蒸気Ｓｔの流路が形成されている。ケーシング１２には、主蒸気流路の上流側部分に蒸気入口部１８が設けられ、主蒸気流路の下流側部分にはケーシング１２の内部を流れた主蒸気Ｓｔを外部に排出する蒸気出口部２０が設けられている。
＜蒸気タービンの構成＞
図１は、一実施形態に係る蒸気タービン１０を示す模式的縦断面図である。本実施形態の蒸気タービン１０は低圧タービンである。蒸気タービン１０は、ケーシング１２と、ケーシング１２の内部に、軸受１４によって回転自在に支持されたタービンロータ１６とを備えている。軸受１４はジャーナル軸受１４（１４ａ）とスラスト軸受１４（１４ｂ）とで構成される。ケーシング１２は、内部空間が気密に封止され、該内部空間に主蒸気Ｓｔの流路が形成されている。ケーシング１２には、主蒸気流路の上流側部分に蒸気入口部１８が設けられ、主蒸気流路の下流側部分にはケーシング１２の内部を流れた主蒸気Ｓｔを外部に排出する蒸気出口部２０が設けられている。
ケーシング１２の内部に、複数の静翼翼列２２と複数の動翼翼列２４とで構成されるタービン段落を備え、静翼翼列２２及び動翼翼列２４は、主蒸気流路に主蒸気Ｓｔの流れ方向に沿って交互に配置されている。各静翼翼列２２は、タービンロータ１６の周囲に配置された複数の静翼で構成され、これら複数の静翼はケーシング１２側に取り付けられている。各動翼翼列２４は、タービンロータ１６の周囲に配置された複数の動翼で構成され、これら複数の動翼はタービンロータ１６に取り付けられている。
主蒸気Ｓｔが蒸気入口部１８から供給され蒸気流路を流れると、主蒸気Ｓｔが静翼翼列２２を構成する複数の静翼の間を通って整流され、整流された主蒸気Ｓｔは静翼翼列２２の下流側に配置された動翼翼列２４を構成する動翼を介してタービンロータ１６を回転駆動する。
図１７は、静翼翼面に粗大液滴が形成されるメカニズムを説明する図である。微小液滴Ｗｍを含む湿り蒸気Ｓｔ０は、慣性力により静翼１００に付着する。また、腹側面１００ａの下流側又は背側面１００ｂの上流側の翼面領域Ｒ２で境界層内乱流拡散により微小液滴Ｗｍの翼面乱流堆積が起る。さらに、静翼１００の腹側面１００ａの上流側翼面領域Ｒ１で壁面凝縮が生じる。これら翼面に集積された液滴が液膜となり下流方向に流れ、静翼１００の後縁から下流側へ粗大液滴Ｗｃとなって飛散し、湿り損失や動翼のエロージョンを引き起す。
＜静翼の構成＞
＜第１の実施形態＞
以下、幾つかの実施形態に係る静翼の構成を図２～図９に基づいて説明する。図２～図９に示される静翼３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ）は、例えば、蒸気流路の下流側に設けられ、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有する。静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）の翼本体は、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成され、該中空部は、仕切り壁３６（第１仕切り壁）によって前縁側に位置する中空部３８（第１中空部）と後縁側に位置する中空部４０（第２中空部）とに仕切られている。中空部３８は加熱流体を供給可能に構成されている。さらに、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に開口し、中空部４０に連通するスリット４２が形成されている。
＜第１の実施形態＞
以下、幾つかの実施形態に係る静翼の構成を図２～図９に基づいて説明する。図２～図９に示される静翼３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ）は、例えば、蒸気流路の下流側に設けられ、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有する。静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）の翼本体は、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成され、該中空部は、仕切り壁３６（第１仕切り壁）によって前縁側に位置する中空部３８（第１中空部）と後縁側に位置する中空部４０（第２中空部）とに仕切られている。中空部３８は加熱流体を供給可能に構成されている。さらに、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に開口し、中空部４０に連通するスリット４２が形成されている。
これらの実施形態によれば、蒸気タービン１０の運転中、中空部３８に加熱流体を供給し、前縁側静翼翼面を加熱することで、壁面凝縮などによって静翼翼面に発生する粗大液滴Ｗｃを抑制できる。また、静翼翼面に付着した粗大液滴Ｗｃはスリット４２から中空部４０に流入し、静翼翼面から除去される。これによって、粗大液滴Ｗｃが静翼後縁から下流側へ飛散するのを抑制できるため、飛散する粗大液滴による湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
一実施形態では、中空部３８に供給する加熱流体として、静翼３０が配置された蒸気流路の位置より上流側を流れる主蒸気Ｓｔの一部が用いられる。例えば、図１に示すように、上流側蒸気流路と静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）の中空部３８とに連通する高温蒸気導入管２６が設けられ、上流側の高温蒸気が高温蒸気導入管２６を介して中空部３８に供給される。
また、別な実施形態では、中空部４０を負圧とすることで、静翼翼面の粗大液滴Ｗｃをスリット４２を介して中空部４０に吸引する。この場合、例えば、中空部４０は蒸気流路の下流側に設けられる復水器（不図示）の内部と連通するように構成される。これによって、中空部４０を該復水器の内部と同等の負圧とすることができる。中空部４０を負圧とすることで、静翼翼面に発生した粗大液滴Ｗｃをスリット４２を介して中空部４０に吸引できる。
図４は、静翼周囲の主蒸気Ｓｔの静温分布（ミーン断面）を示し、図５は、同じく静翼周囲の主蒸気Ｓｔの静温及び静翼翼面の温度分布を示す。図４及び図５に示すように、翼面温度≦主蒸気温度となる翼面領域Ｒ３で壁面凝縮が起り、主蒸気温度＜翼面温度となる翼面領域Ｒ４では壁面凝縮は起らない。本発明者等は、静翼の配置及び横断面形状によって個体差はあるが、前縁から後縁側に広がる壁面凝縮発生領域は、総じて、背側面より腹側面のほうが後縁側に大きく広がるという知見を得た。
静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）では、図３に示すように、翼型断面の内側に翼面領域Ｒ３に合わせて中空部３８を配置し、翼面領域Ｒ４に合わせて中空部４０を配置する。そして、中空部３８に加熱流体を供給することで、翼面領域Ｒ３に発生する壁面凝縮を翼面領域Ｒ３の全域で抑制できる。また、中空部４０では、主蒸気Ｓｔをスリット４２から吸引するため、中空部４０は主蒸気Ｓｔより低圧にする必要がある。湿り蒸気は圧力の低下に伴い飽和温度が低下するため、中空部４０の流体温度は主蒸気Ｓｔに対して低下する。中空部４０の流体温度が低下しても、翼面領域Ｒ４では壁面凝縮が起らないので、壁面凝縮を増加させるおそれはない。また、壁面凝縮しない翼面領域Ｒ４の全域を加熱しないので、熱効率の低下をまねかない。
静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）では、仕切り壁３６と背側隔壁３４との接続部である背側接続部４８は、仕切り壁３６と腹側隔壁３２との接続部である腹側接続部５０よりも前縁に近くに位置するように構成される。これによって、壁面凝縮が起る翼面領域Ｒ３に中空部３８を形成し、壁面凝縮が起らない翼面領域Ｒ４に中空部４０を配置できる。
本実施形態においては、図３に示すように、仕切り壁３６は、翼型断面のキャンバラインＣａ（腹側面及び背側面から等距離の位置を結ぶライン）に対して傾斜した直線状の形状に構成できる。これによって、仕切り壁３６の構成を簡素化できる。
本実施形態においては、図３に示すように、仕切り壁３６は、翼型断面のキャンバラインＣａ（腹側面及び背側面から等距離の位置を結ぶライン）に対して傾斜した直線状の形状に構成できる。これによって、仕切り壁３６の構成を簡素化できる。
一実施形態では、図３に示すように、キャンバラインＣａ上における前縁４４の位置を０％位置、後縁４６の位置を１００％位置とし、キャンバラインＣａと背側接続部４８を通過するキャンバラインＣａに対する垂線Ｐ１との交点の位置をＡ％位置とし、キャンバラインＣａと腹側接続部５０を通過するキャンバラインＣａに対する垂線Ｐ２との交点の位置をＢ％位置とした場合に、Ｂ－Ａ＞１０％の関係を満たすように構成する。これによって、仕切り壁３６の背側接続部４８を腹側接続部５０より前縁４４に近く位置させることができ、同時に、壁面凝縮が起る翼面領域Ｒ３に合わせて中空部３８を形成し、壁面凝縮が起らない翼面領域Ｒ４に合わせて中空部４０を形成できる。
一実施形態では、図５に基づいて、Ａ％位置を３０～６０％とし、Ｂ％位置を５０～８０％とする。これによって、壁面凝縮が起る領域においてその抑制効果を発揮できる。
＜第２の実施形態＞
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｂ）は、図６に示すように、中空部３８を腹側隔壁３２に近い腹側空間Ｓ１と背側隔壁３４に近い背側空間Ｓ２とに仕切る仕切り壁５２（第２仕切り壁）をさらに備えている。そして、腹側空間Ｓ１が加熱流体Ｆｈの往路となり、背側空間Ｓ２が加熱流体Ｆｈの復路となるように構成されている。
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｂ）は、図６に示すように、中空部３８を腹側隔壁３２に近い腹側空間Ｓ１と背側隔壁３４に近い背側空間Ｓ２とに仕切る仕切り壁５２（第２仕切り壁）をさらに備えている。そして、腹側空間Ｓ１が加熱流体Ｆｈの往路となり、背側空間Ｓ２が加熱流体Ｆｈの復路となるように構成されている。
静翼周囲の主蒸気Ｓｔの温度は、主蒸気Ｓｔが直接当たる腹側面のほうが背側面より高い。従って、加熱流体Ｆｈを中空部３８に一様に流すと、背側隔壁３４が過剰に加熱され、これが熱効率低下の要因となる。本実施形態によれば、腹側空間Ｓ１を加熱流体Ｆｈの往路とし、背側空間Ｓ２を加熱流体Ｆｈの復路としたため、背側空間Ｓ２より腹側空間Ｓ１に高温の加熱流体Ｆｈが流れることになる。これによって、腹側面の温度を背側面より高くできるため、翼面領域Ｒ３における壁面凝縮を効率良く抑制できると共に、背側隔壁３４の過剰加熱を抑制できるため、熱効率の低下を抑制できる。
一実施形態では、図１及び図６に示すように、加熱流体Ｆｈはケーシング１２側（静翼翼根部側）から腹側空間Ｓ１に供給され、静翼３０（３０Ｂ）の翼端側でＵターンし、背側空間Ｓ２に流入するように構成される。静翼３０（３０Ｂ）は翼端部で内周側ダイヤフラム（不図示）などの支持部に固定される。該翼端部で仕切り壁５２の端部を翼根部側へ短くすることで、加熱流体Ｆｈの流路を静翼３０（３０Ｂ）翼本体の内部に形成できる。これによって、内周側ダイヤフラムの内部に加熱流体Ｆｈの流路を形成する必要がなくなり、内周側ダイヤフラムの構成を簡素化できる。
＜第３の実施形態＞
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｃ）は、図７に示すように、中空部３８を形成する背側隔壁３４の肉厚ｔ１が、中空部３８を形成する腹側隔壁３２の肉厚ｔ２より大きく構成されている。これによって、加熱流体Ｆｈから背側面に伝わる熱量を腹側面に伝わる熱量より低減できる。従って、背側面の過剰加熱を抑制し、熱効率の低下を抑制できる。
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｃ）は、図７に示すように、中空部３８を形成する背側隔壁３４の肉厚ｔ１が、中空部３８を形成する腹側隔壁３２の肉厚ｔ２より大きく構成されている。これによって、加熱流体Ｆｈから背側面に伝わる熱量を腹側面に伝わる熱量より低減できる。従って、背側面の過剰加熱を抑制し、熱効率の低下を抑制できる。
一実施形態では、図７に示すように、背側隔壁３４の内面に背側隔壁３４とは異なる材料で構成される充填材５４が設けられ、背側隔壁３４及び充填材５４の合計肉厚ｔ１が腹側隔壁３２の肉厚ｔ２より大きくなるように構成してもよい。この実施形態によれば、所望の熱伝導率をもつ充填材５４を選択することで、加熱流体Ｆｈの背側面への熱伝導量を所望の値に制御できる。
＜第４の実施形態＞
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｄ）は、図８及び図９に示すように、中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の外面に凹凸５６が形成されている。凹凸５６を形成することで、腹側隔壁３２又は背側隔壁３４の表面積を増加できるため、腹側面又は背側面に形成される粗大液滴Ｗｃの蒸発量を増加できる。これによって、静翼後縁から下流側へ飛散する粗大液滴Ｗｃの量を低減できる。
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｄ）は、図８及び図９に示すように、中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の外面に凹凸５６が形成されている。凹凸５６を形成することで、腹側隔壁３２又は背側隔壁３４の表面積を増加できるため、腹側面又は背側面に形成される粗大液滴Ｗｃの蒸発量を増加できる。これによって、静翼後縁から下流側へ飛散する粗大液滴Ｗｃの量を低減できる。
図８及び図９に示す実施形態では、凹凸５６は、翼本体の翼高さ方向（翼根部から翼端部に向かう方向）に沿って直線状に延在する数条の凹凸で構成されている。この凹凸は内部に中空部３８が形成された、翼面領域Ｒ３に属する腹側隔壁３２の外面に形成されている。このように、凹凸５６を壁面凝縮がさかんな翼面領域Ｒ３に属する腹側隔壁３２の外面に形成し、かつ各凹部は四角形断面を有するので、粗大液滴Ｗｃの貯留量を増加できる。そのため、多量の粗大液滴Ｗｃを凹凸５６に取り込んで蒸発量を増加できる。また、凹凸が翼高さ方向に翼高さ全体に亘り延在しているため、腹側面に沿って前縁側から後縁側へ移動する粗大液滴Ｗｃの全量を凹凸に取り込むことができる。
＜第５の実施形態＞
幾つかの一実施形態に係る静翼３０（３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ）は、図１０～図１２に示すように、例えば、ケーシング１２の内部に形成される蒸気流路の下流側に設けられ、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有する。静翼３０（３０Ｅ～３０Ｇ）の翼本体は、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成され、該中空部は、仕切り壁３６（第１仕切り壁）によって前縁側に位置する中空部３８（第１中空部）と後縁側に位置する中空部４０（第２中空部）とに仕切られている。中空部３８は閉鎖空間となるように構成され、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に開口し、中空部４０に連通するスリット４２が形成されている。
幾つかの一実施形態に係る静翼３０（３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ）は、図１０～図１２に示すように、例えば、ケーシング１２の内部に形成される蒸気流路の下流側に設けられ、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有する。静翼３０（３０Ｅ～３０Ｇ）の翼本体は、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成され、該中空部は、仕切り壁３６（第１仕切り壁）によって前縁側に位置する中空部３８（第１中空部）と後縁側に位置する中空部４０（第２中空部）とに仕切られている。中空部３８は閉鎖空間となるように構成され、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に開口し、中空部４０に連通するスリット４２が形成されている。
これらの実施形態によれば、中空部３８を閉鎖空間とすることで、中空部３８に封入された気体の保有熱により静翼翼面に形成される粗大液滴Ｗｃや液膜を抑制できる。また、静翼翼面に付着した粗大液滴Ｗｃはスリット４２から中空部４０に流入し、静翼翼面から除去される。さらに、中空部３８に封入された気体の断熱作用により、腹側隔壁３２と背側隔壁３４との間の熱伝達が抑制されるので、腹側隔壁３２を背側隔壁３４より高温に保持できる。これによって、腹側面で広い領域をもつ翼面領域Ｒ３の壁面凝縮を抑制できると共に、背側隔壁３４の過剰加熱を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。また、静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）と比べて、加熱流体Ｆｈを供給する必要がなく、中空部３８に気体を封入するだけでよいので、加熱流体Ｆｈを中空部３８に供給するための構成を省くことができる。
中空部３８に封入される気体は、例えば空気が用いられるが、空気以外に例えば不活性ガスであってもよい。また、翼本体の腹側隔壁３２及び背側隔壁３４に余分な荷重が付加されないように、封入気体の圧力は、主蒸気Ｓｔの圧力と同等にするのがよい。
一実施形態では、静翼３０（３０Ｅ～３０Ｇ）は、静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）と同一構成の仕切り壁３６を備える。
一実施形態では、静翼３０（３０Ｅ～３０Ｇ）は、静翼３０（３０Ａ～３０Ｄ）と同一構成の仕切り壁３６を備える。
＜第６の実施形態＞
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｆ）は、図１１に示すように、中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の内面に断熱膜６０（第１中空部側断熱膜）を形成する。本実施形態によれば、断熱膜６０を備えるため、腹側隔壁３２と背側隔壁３４との熱伝達抑制効果を向上できる。これによって、腹側面と背側面とで温度差を生じさせることで、翼面領域Ｒ３が広い腹側隔壁３２での壁面凝縮を抑制できると共に、背側隔壁３４の過剰加熱を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｆ）は、図１１に示すように、中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の内面に断熱膜６０（第１中空部側断熱膜）を形成する。本実施形態によれば、断熱膜６０を備えるため、腹側隔壁３２と背側隔壁３４との熱伝達抑制効果を向上できる。これによって、腹側面と背側面とで温度差を生じさせることで、翼面領域Ｒ３が広い腹側隔壁３２での壁面凝縮を抑制できると共に、背側隔壁３４の過剰加熱を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。
図１１に示す実施形態では、断熱膜６０は中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の内面全面に設けられているため、腹側隔壁３２と背側隔壁３４間の断熱効果をさらに向上できる。また、断熱膜６０は、中空部３８を区画する仕切り壁３６の壁面にも設けられているため、加熱流体Ｆｈの保有熱が仕切り壁３６を介して低温の中空部４０に伝達するのを抑制できる。
＜第７の実施形態＞
一実施形態に係る蒸気タービン用静翼３０（３０Ｇ）は、図１２に示すように、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の外面に、外面側断熱膜６２が形成されている。本実施形態によれば、外面側断熱膜６２によって翼面付近での熱移動を抑制できる。これによって、翼面周囲の湿り蒸気Ｓｔ０に対する翼面側の冷却作用を抑制できるため、壁面凝縮を抑制できる。
一実施形態に係る蒸気タービン用静翼３０（３０Ｇ）は、図１２に示すように、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の外面に、外面側断熱膜６２が形成されている。本実施形態によれば、外面側断熱膜６２によって翼面付近での熱移動を抑制できる。これによって、翼面周囲の湿り蒸気Ｓｔ０に対する翼面側の冷却作用を抑制できるため、壁面凝縮を抑制できる。
図１２に示す実施形態では、スリット４２の開口を除き静翼翼面の全域に外面側断熱膜６２が形成されている。これによって、静翼翼面全面で翼面付近の熱移動を抑制できると共に、中空部４０が形成された領域の腹側隔壁３２の温度低下を抑制できるため、この領域での壁面凝縮を抑制できる。なお、中空部３８を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の外面にのみ外面側断熱膜６２を形成してもよい。これによって、中空部３８が形成された腹側隔壁３２及び背側隔壁３４での熱移動を抑制できるため、この領域の壁面凝縮を抑制できる。
なお、断熱膜６０、外面側断熱膜６２、及び後述する断熱膜６４及び６６は、例えば、断熱性を有する断熱シート又は断熱性を有する断熱コーティングによって構成される。
＜第８の実施形態＞
スリット４２から粗大液滴Ｗｃや液膜を吸引するため、中空部４０は主蒸気よりも低圧となる。湿り蒸気は圧力の低下に従い飽和温度が低下するため、中空部４０の流体温度は主蒸気に対し低下する。一実施形態に係る静翼３０（３０Ｈ）は、図１３に示すように、中空部４０を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の内面に断熱膜６４（第２中空部側断熱膜）が形成される。これによって、静翼翼面が中空部４０との熱伝導によって冷却されるのを抑制できるため、静翼翼面（特に腹側隔壁３２の外面）の壁面凝縮を抑制できる。
スリット４２から粗大液滴Ｗｃや液膜を吸引するため、中空部４０は主蒸気よりも低圧となる。湿り蒸気は圧力の低下に従い飽和温度が低下するため、中空部４０の流体温度は主蒸気に対し低下する。一実施形態に係る静翼３０（３０Ｈ）は、図１３に示すように、中空部４０を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方の内面に断熱膜６４（第２中空部側断熱膜）が形成される。これによって、静翼翼面が中空部４０との熱伝導によって冷却されるのを抑制できるため、静翼翼面（特に腹側隔壁３２の外面）の壁面凝縮を抑制できる。
図１３に示す実施形態では、中空部４０を形成する腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の両方の内面に断熱膜６４が形成されているため、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の両方で、静翼翼面が中空部４０との熱伝導によって冷却されるのを抑制できる。これによって、翼面全面での壁面凝縮を抑制できる。
なお、静翼３０（３０Ｈ）に適用された断熱膜６４は、図２～図１２に示す静翼３０（３０Ａ～３０Ｇ）の各々に適用できる。
なお、静翼３０（３０Ｈ）に適用された断熱膜６４は、図２～図１２に示す静翼３０（３０Ａ～３０Ｇ）の各々に適用できる。
＜第９の実施形態＞
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｉ）は、図１４に示すように、中空部４０を形成する腹側隔壁３２の肉厚ｔ３が、中空部４０を形成する背側隔壁３４の肉厚ｔ４より大きい。これによって、中空部４０の低温の流体温度が腹側隔壁３２に伝わるのを抑制できるため、壁面凝縮によって生じる粗大液滴量を低減できる。
一実施形態に係る静翼３０（３０Ｉ）は、図１４に示すように、中空部４０を形成する腹側隔壁３２の肉厚ｔ３が、中空部４０を形成する背側隔壁３４の肉厚ｔ４より大きい。これによって、中空部４０の低温の流体温度が腹側隔壁３２に伝わるのを抑制できるため、壁面凝縮によって生じる粗大液滴量を低減できる。
一実施形態では、ｔ３≧１．５ｔ４とする。これによって、腹側隔壁３２と中空部４０間の伝熱抑制効果を向上できる。
なお、静翼３０（３０Ｉ）に適用された隔壁の構成は、図２～図１３に示す静翼３０（３０Ａ～３０Ｈ）の各々に適用できる。
なお、静翼３０（３０Ｉ）に適用された隔壁の構成は、図２～図１３に示す静翼３０（３０Ａ～３０Ｈ）の各々に適用できる。
＜第１０の実施形態＞
一実施形態では、図１５に示すように、スリット４２が形成される腹側隔壁３２又は背側隔壁３４のスリット対向面４２ａに断熱膜６６（スリット断熱膜）が形成される。断熱膜６６を形成することで、スリット対向面４２ａでの粗大液滴と腹側隔壁３２又は背側隔壁３４との熱伝導を抑制でき、これによって、スリット対向面４２ａで壁面凝縮が加速されるのを抑制できる。
一実施形態では、図１５に示すように、スリット４２が形成される腹側隔壁３２又は背側隔壁３４のスリット対向面４２ａに断熱膜６６（スリット断熱膜）が形成される。断熱膜６６を形成することで、スリット対向面４２ａでの粗大液滴と腹側隔壁３２又は背側隔壁３４との熱伝導を抑制でき、これによって、スリット対向面４２ａで壁面凝縮が加速されるのを抑制できる。
図１５に示す実施形態では、スリット４２は、液滴の慣性付着が多く生じる腹側隔壁３２に形成されている。腹側隔壁３２の外面３２ａで発生した粗大液滴Ｗｃがスリット４２に流入する際に、断熱膜６６がスリット対向面４２ａで粗大液滴Ｗｃと腹側隔壁３２との熱伝導を抑制することで、壁面凝縮が加速されるのを抑制できる。
＜蒸気タービン用静翼の加熱方法＞
一実施形態に係る蒸気タービン用静翼の加熱方法は、図１６に示すように、前工程Ｓ１０として、静翼３０（３０Ａ～３０Ｉ）のように、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有し、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成された翼本体と、該中空部を前縁側に位置する中空部３８と後縁側に位置する中空部４０とに仕切る仕切り壁３６と、を備え、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に中空部４０に連通するスリット４２が形成された静翼を蒸気タービン１０の蒸気流路に配置する。そして、蒸気流路に配置された静翼の中空部３８に加熱流体Ｆｈを供給する（加熱工程Ｓ１２）。
一実施形態に係る蒸気タービン用静翼の加熱方法は、図１６に示すように、前工程Ｓ１０として、静翼３０（３０Ａ～３０Ｉ）のように、凹面状の腹側隔壁３２と凸面状の背側隔壁３４とを含む翼型断面を有し、腹側隔壁３２の内面と背側隔壁３４の内面との間に中空部が形成された翼本体と、該中空部を前縁側に位置する中空部３８と後縁側に位置する中空部４０とに仕切る仕切り壁３６と、を備え、腹側隔壁３２及び背側隔壁３４の少なくとも一方に中空部４０に連通するスリット４２が形成された静翼を蒸気タービン１０の蒸気流路に配置する。そして、蒸気流路に配置された静翼の中空部３８に加熱流体Ｆｈを供給する（加熱工程Ｓ１２）。
上記方法によれば、中空部３８に加熱流体Ｆｈを供給し、静翼翼面を加熱することで、壁面凝縮などによって発生する液滴の粗大化を抑制することができると共に、静翼翼面に発生した粗大液滴Ｗｃはスリット４２から中空部４０に吸引される。そのため、粗大液滴Ｗｃによる湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）一実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、凹面状の腹側隔壁（例えば腹側隔壁３２）と凸面状の背側隔壁（例えば背側隔壁３４）とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部（例えば中空部３８）と後縁側に位置する第２中空部（例えば中空部４０）とに仕切る第１仕切り壁（例えば仕切り壁３６）と、を備え、前記第１中空部は流体（例えば加熱流体Ｆｈ）を供給可能に構成され、かつ、前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリット（例えばスリット４２）が形成されている。
静翼翼面の温度より高温の主蒸気が衝突する主として前縁側静翼翼面では、主蒸気が静翼翼面で冷却されるため、該静翼翼面で壁面凝縮が起りやすいことに鑑み、上記構成によれば、壁面凝縮が起りやすい静翼翼面に形成された第１中空部に加熱流体を供給し、静翼翼面を加熱することで、壁面凝縮を効果的に抑制できる。また、後縁側の主として背側面では主蒸気温度が低下し、主蒸気温度より翼面の温度が高くなるため、基本的に壁面凝縮は起こらない。前縁側静翼翼面に発生した壁面凝縮起因の液膜又は上流より飛来する粗大液滴が集まって形成される液膜は、静翼翼面に沿って後縁側に移動し、後縁側翼面に形成された上記スリットから第２中空部に流入し、静翼翼面から除去される。これらの作用によって、静翼の後縁から粗大液滴が下流側へ飛散するのを抑制し、飛散する粗大液滴によって起る湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
（２）別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）に記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第１中空部を前記腹側隔壁に近い腹側空間（例えば腹側空間Ｓ１）と前記背側隔壁に近い背側空間（例えば背側空間Ｓ２）とに仕切る第２仕切り壁（例えば仕切り壁５２）をさらに備え、前記腹側空間が前記流体の往路となり、前記背側空間が前記流体の復路となるように構成されている。
静翼周囲の主蒸気の温度は主蒸気が直接当たる静翼の腹側のほうが背側より高い。従って、翼面の壁面凝縮を抑制するためには、腹側面のほうが背側面より温度を高くする必要がある。加熱流体を第１中空部に一様に流すと、背側隔壁が過剰に加熱され、これが熱効率低下の要因となる。上記実施形態によれば、第１中空部を第２仕切り壁で仕切り、腹側空間を加熱流体の往路とし、背側空間を加熱流体の復路とし、背側空間に腹側空間より低温の加熱流体が流れるようにすることで、背側空間の過剰加熱を抑制でき、これによって、熱効率の低下を抑制できる。
（３）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）に記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第１中空部を形成する前記背側隔壁の肉厚（例えば肉厚ｔ１）が、前記第１中空部を形成する前記腹側隔壁の肉厚（例えば肉厚ｔ２）より大きくなるように構成する。
このような構成によれば、加熱流体から背側面に伝わる熱量を腹側面に伝わる熱量より低減できる。これによって、背側面の過剰加熱を抑制し、熱効率の低下を抑制できる。
（４）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）乃至（３）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第１中空部を形成する前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方の外面には凹凸（例えば凹凸５６）が形成されている。
このような構成によれば、上記凹凸を形成して腹側面又は背側面の表面積を増加することで、静翼翼面に形成された粗大液滴の蒸発量を増加できる。これによって、静翼後縁から下流側へ飛散する粗大液滴の量を抑制できる。
（５）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第１仕切り壁と、を備え、前記第１中空部は閉鎖空間となるように構成され、かつ、前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリットが形成されている。
このような構成によれば、閉鎖空間とした第１中空部に封止された気体の保有熱により静翼翼面に形成される粗大液滴や液膜を抑制できる。また、前縁側静翼翼面に発生した粗大液滴又は粗大液滴が集まって形成される液膜は、静翼翼面に沿って後縁側に移動し、後縁側翼面に形成された上記スリットから第２中空部に流入し、静翼翼面から除去される。これらの作用によって、静翼の後縁から粗大液滴が下流側へ飛散するのを抑制し、飛散する粗大液滴によって起る湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。また、第１中空部に封止された気体の断熱作用により、腹側の熱が背側隔壁に伝わるのを抑制できる。これによって、背側隔壁の過剰加熱を抑制でき、熱効率の低下を抑制できる。
（６）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（５）に記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第１中空部を形成する前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方の内面に形成された断熱膜である第１中空部側断熱膜（例えば断熱膜６０）をさらに備える。
このような構成によれば、上記第１中空部側断熱膜を形成するため、腹側蒸気より温度が低い背側蒸気の温度が腹側に伝わり、腹側の壁面凝縮が加速するのを抑制できる。
（７）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（５）又は（６）に記載の蒸気タービン用静翼であって、前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方の外面に形成された断熱膜である外面側断熱膜（例えば外面側断熱膜６２）をさらに備える。
このような構成によれば、上記外面側断熱膜を備えるため、翼面付近での熱移動を抑制できる。これによって、翼面周囲の主蒸気に対する翼面側の冷却作用を抑制できるため、壁面凝縮を抑制できる。
（８）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）乃至（７）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第２中空部を形成する前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方の内面に形成された断熱膜である第２中空部側断熱膜（例えば断熱膜６４）をさらに備える。
上記スリットから粗大液滴や液膜を吸引するため、第２中空部は主蒸気よりも低圧になる。湿り蒸気は圧力の低下に伴い飽和温度が低下するため、第２中空部の流体温度は低下する。上記構成によれば、上記第１中空部側断熱膜を備えるため、第２中空部の低温の流体温度が静翼翼面に伝わるのを抑制でき、これによって、静翼翼面の壁面凝縮を抑制できる。
（９）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）乃至（８）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第２中空部を形成する前記腹側隔壁の肉厚（例えば肉厚ｔ３）は、前記第２中空部を形成する前記背側隔壁の肉厚（例えば肉厚ｔ４）より大きくなるように構成される。
このような構成によれば、第２中空部の低温の流体温度が腹側面に伝わるのを抑制でき、これによって、壁面凝縮によって生じる粗大液滴量を低減できる。
（１０）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）乃至（９）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼であって、前記スリットが形成される隔壁のスリット対向面に形成される断熱膜であるスリット断熱膜（例えば断熱膜６６）をさらに備える。
このような構成によれば、上記スリット断熱膜を備えるため、上記スリット対向面での熱移動を抑制でき、これによって、スリット対向面で壁面凝縮が進むのを抑制できる。
（１１）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１）乃至（１０）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼であって、前記第１仕切り壁と前記背側隔壁との接続部である背側接続部（例えば背側接続部４８）は、前記第１仕切り壁と前記腹側隔壁との接続部である腹側接続部（例えば腹側接続部５０）よりも前縁に近く位置するように構成される。
前述のように、前縁側静翼翼面など主蒸気温度が静翼翼面の温度以上となる領域で壁面凝縮が起り、後縁側背側面など主蒸気温度より翼面の温度が高い領域では壁面凝縮は起こらない。そして、壁面凝縮が起る領域に第１中空部を形成し、壁面凝縮が起らない領域に第２中空部を形成する必要がある。上記構成によれば、第１仕切り壁の背側接続部を腹側接続部より前縁に近く位置させることで、壁面凝縮が起る領域に第１中空部を形成し、壁面凝縮が起らない領域に第２中空部を形成することができる。
（１２）さらに別の実施形態に係る蒸気タービン用静翼は、（１１）に記載の蒸気タービン用静翼であって、前記翼型断面のキャンバライン（例えばキャンバラインＣａ）上における前記前縁の位置を０％位置、後縁の位置を１００％位置とし、前記キャンバラインと前記背側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線（例えば垂線Ｐ１）との交点の位置をＡ％位置、前記キャンバラインと前記腹側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線（例えば垂線Ｐ２）との交点の位置をＢ％位置とした場合に、Ｂ－Ａ＞１０％の関係を満たす。
このような構成によれば、第１仕切り壁の背側接続部を腹側接続部より前縁に近く位置させることができる。これによって、壁面凝縮が起る領域に第１中空部を形成し、壁面凝縮が起らない領域に第２中空部を形成することができる。
（１３）一実施形態に係る蒸気タービン（例えば蒸気タービン１０）は、複数の静翼（例えば静翼３０）がタービンロータ（例えばタービンロータ１６）の周囲に配置された静翼翼列（例えば静翼翼列２２）と、前記静翼翼列の作動流体流れ方向下流側で複数の動翼が前記タービンロータの周囲に設けられた動翼翼列（例えば動翼翼列２４）とを含むタービン段落を備え、前記静翼翼列を構成する前記複数の静翼の少なくとも一部は、（１）乃至（１２）の何れかに記載の蒸気タービン用静翼で構成されている。
上記構成の蒸気タービンによれば、静翼翼列を構成する複数の静翼の少なくとも一部は、上記構成の蒸気タービン用静翼で構成されているため、静翼翼面に発生する液滴の粗大化を抑制することができ、これによって、粗大液滴が後縁から下流側へ飛散して起こる湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
（１４）一実施形態に係る蒸気タービン用静翼の加熱方法は、凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第１仕切り壁と、を備え、前記腹側隔壁及び前記背側隔壁の少なくとも一方に前記第２中空部に連通するスリットが形成された蒸気タービン用静翼を蒸気タービンの蒸気流路に配置する前工程（例えば前工程Ｓ１０）と、前記第１中空部に加熱流体を供給する加熱工程（例えば加熱工程Ｓ１２）と、を含む。
上記方法によれば、第１中空部に加熱流体を供給し、静翼翼面を加熱することで、壁面凝縮などによって発生する液滴の粗大化を抑制することができると共に、静翼翼面に発生した粗大液滴は後縁側に形成された上記スリットから第２中空部に流入し、静翼翼面から除去される。そのため、粗大液滴が静翼後縁（例えば後縁４６）から下流側へ飛散することで発生する湿り損失や動翼のエロージョンを抑制できる。
１０ 蒸気タービン
１２ ケーシング
１４（１４ａ、１４ｂ） 軸受
１６ タービンロータ
１８ 蒸気入口部
２０ 蒸気出口部
２２ 静翼翼列
２４ 動翼翼列
２６ 高温蒸気導入管
３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｉ）、１００ 静翼
１００ａ 腹側面
１００ｂ 背側面
３２ 腹側隔壁
３２ａ 外面
３４ 背側隔壁
３６ 仕切り壁（第１仕切り壁）
３８ 中空部（第１中空部）
４０ 中空部（第２中空部）
４２ スリット
４２ａ スリット対向面
４４ 前縁
４６ 後縁
４８ 背側接続部
５０ 腹側接続部
５２ 仕切り壁（第２仕切り壁）
５４ 充填材
５６ 凹凸
６０ 断熱膜（第１中空部側断熱膜）
６２ 外面側断熱膜
６４ 断熱膜（第２中空部側断熱膜）
６６ 断熱膜（スリット断熱膜）
Ｃａ キャンバライン
Ｆｈ 加熱流体
Ｐ１、Ｐ２ 垂線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 翼面領域
Ｓ１ 腹側空間
Ｓ２ 背側空間
Ｓｔ 主蒸気
Ｓｔ０ 湿り蒸気
Ｗｃ 粗大液滴
Ｗｍ 微小液滴
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ 肉厚
１２ ケーシング
１４（１４ａ、１４ｂ） 軸受
１６ タービンロータ
１８ 蒸気入口部
２０ 蒸気出口部
２２ 静翼翼列
２４ 動翼翼列
２６ 高温蒸気導入管
３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｉ）、１００ 静翼
１００ａ 腹側面
１００ｂ 背側面
３２ 腹側隔壁
３２ａ 外面
３４ 背側隔壁
３６ 仕切り壁（第１仕切り壁）
３８ 中空部（第１中空部）
４０ 中空部（第２中空部）
４２ スリット
４２ａ スリット対向面
４４ 前縁
４６ 後縁
４８ 背側接続部
５０ 腹側接続部
５２ 仕切り壁（第２仕切り壁）
５４ 充填材
５６ 凹凸
６０ 断熱膜（第１中空部側断熱膜）
６２ 外面側断熱膜
６４ 断熱膜（第２中空部側断熱膜）
６６ 断熱膜（スリット断熱膜）
Ｃａ キャンバライン
Ｆｈ 加熱流体
Ｐ１、Ｐ２ 垂線
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 翼面領域
Ｓ１ 腹側空間
Ｓ２ 背側空間
Ｓｔ 主蒸気
Ｓｔ０ 湿り蒸気
Ｗｃ 粗大液滴
Ｗｍ 微小液滴
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ 肉厚
Claims (12)
- 凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と
前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、
前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第
１仕切り壁と、
を備え、
前記第１中空部は流体を供給可能に構成され、かつ、前記腹側隔壁および前記背側隔壁
の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリットが形成され、
前記スリットは、前記翼本体の静翼翼面に付着した水滴を、前記第２中空部が負圧にな
ることで吸引するように構成され、
前記第１仕切り壁と前記背側隔壁との接続部である背側接続部は、前記第１仕切り壁と前記腹側隔壁との接続部である腹側接続部よりも前縁に近く位置するように構成され、
前記翼型断面のキャンバライン上における前記前縁の位置を０％位置、後縁の位置を１００％位置とし、
前記キャンバラインと前記背側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線との交点の位置をＡ％位置、
前記キャンバラインと前記腹側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線との交点の位置をＢ％位置とした場合に、
Ｂ－Ａ＞１０％の関係を満たす蒸気タービン用静翼。 - 前記第１中空部を前記腹側隔壁に近い腹側空間と前記背側隔壁に近い背側空間とに仕切
る第２仕切り壁をさらに備え、
前記腹側空間が前記流体の往路となり、前記背側空間が前記流体の復路となるように構
成された請求項１に記載の蒸気タービン用静翼。 - 前記第１中空部を形成する前記背側隔壁の肉厚は、前記第１中空部を形成する前記腹側
隔壁の肉厚より大きい請求項１に記載の蒸気タービン用静翼。 - 前記第１中空部を形成する前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方の外面に
は凹凸が形成されている請求項１乃至３の何れか一項に記載の蒸気タービン用静翼。 - 凹面状の腹側隔壁と凸面状の背側隔壁とを含む翼型断面を有し、前記腹側隔壁の内面と
前記背側隔壁の内面との間に中空部が形成された翼本体と、
前記中空部を前縁側に位置する第１中空部と後縁側に位置する第２中空部とに仕切る第
１仕切り壁と、
を備え、
前記第１中空部は閉鎖空間となるように構成され、かつ、前記腹側隔壁および前記背側
隔壁の少なくとも一方には前記第２中空部に連通するスリットが形成され、
前記スリットは、前記翼本体の静翼翼面に付着した水滴を、前記第２中空部が負圧にな
ることで吸引するように構成され、
前記第１仕切り壁と前記背側隔壁との接続部である背側接続部は、前記第１仕切り壁と
前記腹側隔壁との接続部である腹側接続部よりも前縁に近く位置するように構成され、
前記翼型断面のキャンバライン上における前記前縁の位置を０％位置、後縁の位置を１
００％位置とし、
前記キャンバラインと前記背側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線との
交点の位置をＡ％位置、
前記キャンバラインと前記腹側接続部を通過する前記キャンバラインに対する垂線
との交点の位置をＢ％位置とした場合に、
Ｂ－Ａ＞１０％の関係を満たす蒸気タービン用静翼。 - 前記第１中空部を形成する前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方の内面に
形成された断熱膜である第１中空部側断熱膜をさらに備える請求項５に記載の蒸気タービ
ン用静翼。 - 前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方の外面に形成された断熱膜である外
面側断熱膜をさらに備える請求項５又は６に記載の蒸気タービン用静翼。 - 前記第２中空部を形成する前記腹側隔壁および前記背側隔壁の少なくとも一方の内面に
形成された断熱膜である第２中空部側断熱膜をさらに備える請求項１乃至７の何れか一項
に記載の蒸気タービン用静翼。 - 前記第２中空部を形成する前記腹側隔壁の肉厚は、前記第２中空部を形成する前記背側
隔壁の肉厚より大きい請求項１乃至８の何れか一項に記載の蒸気タービン用静翼。 - 前記スリットが形成される隔壁のスリット対向面に形成される断熱膜であるスリット断
熱膜をさらに備える請求項１乃至９の何れか一項に記載の蒸気タービン用静翼。 - 複数の静翼がタービンロータの周囲に配置された静翼翼列と、前記静翼翼列の作動流体
流れ方向下流側で複数の動翼が前記タービンロータの周囲に設けられた動翼翼列とを含む
タービン段落を備え、
前記静翼翼列を構成する前記複数の静翼の少なくとも一部は、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の蒸気タービン用静翼で構成されている蒸気タービン。 - 請求項１に記載された蒸気タービン用静翼を蒸気タービンの蒸気流路に配置する前工程と、
前記第１中空部に加熱流体を供給する加熱工程と、
を含む蒸気タービン用静翼の加熱方法。
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|---|---|---|---|
| JP2019128353A JP7293011B2 (ja) | 2019-07-10 | 2019-07-10 | 蒸気タービン用静翼、蒸気タービン及び蒸気タービン用静翼の加熱方法 |
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2020
- 2020-02-04 CN CN202010079625.7A patent/CN112211679B/zh active Active
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