JPH1122410A

JPH1122410A - 蒸気タービンの湿分分離装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH1122410A
Application number: JP17470097A
Authority: JP
Inventors: Taro Sakamoto; 太郎坂本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れる水膜
を確実に取り除く蒸気タービンの湿分分離装置およびそ
の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、ダイヤフラム外輪２１の外周壁２０に形成する外周
壁吸込口３２を、長孔３６と開孔３５とで組み合せて形
成したものである。また、本発明に係る蒸気タービンの
湿分分離装置の製造方法は、外周壁吸込口３２を備える
ダイヤフラム外輪２１、タービンノズル２４およびダイ
ヤフラム内輪２３を精密鋳造法で作製するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンの湿
分分離装置に係り、特にタービンノズルを支持する外周
壁やタービンノズル自体に吸込口を形成し、タービン駆
動蒸気とドレンとを分離する蒸気タービンの湿分分離装
置および製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力タービン、地熱タービンあるいは
火力タービンの低圧部では、タービン駆動蒸気の温度・
圧力が比較的低いので、膨張仕事中に一部が凝縮してド
レンとなって蒸気通路の内外周壁やタービン動翼に流れ
る。

【０００３】蒸気通路の内外周壁やタービン動翼を流れ
るドレンは、やがて比較的粒径の大きい水滴に成長して
タービン動翼の前縁を浸食したり、翼効率を低下させる
原因になっている。

【０００４】このような弊害を発生させるドレンを取り
除く手段には、例えば特公昭４９−９５２２号公報で示
す技術が既に公表されている。

【０００５】この技術は、図２３および図２４に示すよ
うに、タービンノズル１の背面２および腹面３に翼吸込
口４，５を形成するとともに、タービンノズル１の両端
を支持するダイヤフラム外輪６およびダイヤフラム内輪
７の内部を空間部８，９として形成し、ダイヤフラム外
輪６の外周壁１０に形成する外周壁吸込口１１やタービ
ンノズル１に形成する翼吸込口４，５でドレンを吸い込
み、吸い込んだドレンを翼空間部１２を介してダイヤフ
ラム外輪６の空間部８に集め、ここから復水器（図示せ
ず）に排出させている。

【０００６】この技術によれば、翼吸込口４，５は、比
較的ドレンの集まり易い背面２の前縁１３の頂部側や腹
面３の後縁１４の頂部側は形成しているので、早目にド
レンを取り除くことができ、隣りのタービン動翼（図示
せず）に与えるドレンによる弊害を低くしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近の蒸気タービンプ
ラントは、その出力が増加しており、これに伴ってター
ビン駆動蒸気の流量も増加している。タービン駆動蒸気
の流量が増加している今日、図２３および図２４で示し
た従来の湿分分離装置では、多量のドレンを取り除くこ
とが既に限界に達しつつある。

【０００８】図２５は、事業用火力発電所における蒸気
タービンの膨張線図を示すもので、縦軸に比エンタルピ
Ｉを、また、横軸にエントロピＳを示している。図中、
Ｘ曲線は乾き度、Ｔ曲線は温度、Ｐ曲線は圧力をそれぞ
れ示す。また、点Ｄは最終段落の一つ前の段落（以下、
Ｌ−１と記す）のタービンノズルの入口の蒸気状態量、
点ＥはＬ−１のタービンノズルの出口の蒸気状態量、点
ＦはＬ−１のタービン動翼の出口の蒸気状態量、点Ｇは
最終段落（以下、Ｌ−０と記す）のタービンノズルの出
口の蒸気状態量、点ＨはＬ−０のタービン動翼の出口の
蒸気状態量を示す。

【０００９】図２５は、タービン駆動蒸気が膨張によ
り、その熱エネルギを失う状態を示すものであるが、
今、Ｌ−１のタービンノズルに流入するタービン駆動蒸
気が乾き状態であっても、点Ｅ〜点Ｇを通過する間に熱
エネルギを失って湿り状態になる。タービン駆動蒸気
は、Ｌ−０のタービン動翼の出口を通過した点Ｈになる
と、Ｌ−１のタービンノズルの入口における乾き状態に
対し、約１０％の湿り度［（１−ｘ）の状態をいう］に
なる。

【００１０】しかし、タービン駆動蒸気は、湿り状態に
なったからといって、直ちに凝縮を開始するわけではな
く、湿り度３〜５％まで非平衡状態で膨張し、その後に
水滴が生成される。当初の水滴は、図２６に示すよう
に、Ｌ−１のタービン動翼１５から発生し、その粒径が
０．１〜１μｍと小さなものである。また、タービン駆
動蒸気が図示の破線で示すように、タービン駆動蒸気流
線Ｋとしての軌跡を採るのに対し、水滴は図示の実線で
示すように、Ｌ−０のダイヤフラム外輪６の外周壁１０
に向って水滴流線Ｌとしての軌跡を採っている。この軌
跡は、Ｌ−１のタービン動翼１５で発生する遠心力、コ
リオリ力、および蒸気力の総合力の影響を受けてＬ−０
のダイヤフラム外輪６の外周壁１０に向うものと考えら
れる。

【００１１】このように水滴流線Ｌとしての軌跡を採る
水滴は、Ｌ−０のタービンノズル１に向う間に成長し、
Ｌ−０のタービンノズル１の前縁１３に付着し、やがて
水膜Ｍとして成長する。水膜Ｍは、発達しながらタービ
ンノズル１の後縁１４に達した後、蒸気力により吹き千
切られてタービン駆動蒸気流線Ｋに混入し、水滴を含む
霧状としてタービン動翼１５に流れる。このときの水滴
は、当初に較べ大きくなっており、その粒径が１００〜
５００μｍにもなっている。

【００１２】このように大きく成長した水滴は、タービ
ン駆動蒸気流線Ｋとともにタービン動翼１５の前縁１６
に衝突し、衝突エネルギによりタービン動翼１５の前縁
１６にエロージョンを引き起させる原因になっている。

【００１３】水滴発生の根源場所ともなるＬ−１のター
ビンノズルの湿り度を、モデルタービンにより子細に観
察してみると、その湿り度は、図２７に示すように、タ
ービンノズル１のダイヤフラム外輪６の外周壁１０側が
より高くなっていることが認められる。このため、Ｌ−
０のタービンノズル１では、図２６で示すように、Ｌ−
１のタービン動翼１５で生成された０．１〜１．０μｍ
程度の水滴がタービン駆動蒸気流線Ｋとともに集めら
れ、水膜Ｍとなって発達してゆくものと考えられる。

【００１４】また、水膜Ｍは、図２８に示すように、タ
ービンノズル１の前縁１３から背面２および腹面３に沿
って流れる水膜Ｍ₁とダイヤフラム外輪６の外周壁１０
に沿って流れる水膜Ｍ₂とに分れる。このうち、タービ
ンノズル１の前縁１３から背面２および腹面３に沿って
流れる水膜Ｍ₁は、翼吸込口４，５により吸い込まれる
ので、その後縁１４まで流れないのに対し、ダイヤフラ
ム外輪６の外周壁１０に沿って流れる水膜Ｍ₂は、外周
壁吸込口１１で吸い込まれる際、一部が飛び出し、図示
の実線で示すように、タービンノズル１の背面２を伝わ
って後縁１４に流れている。水膜Ｍ₂が外周壁吸込口１
１から飛び出し、タービンノズル１の背面２に沿って流
れるのは、二次流れ渦の影響を受けているためと考えら
れる。

【００１５】一般に、タービンノズル１は、図２９に示
すように、その圧力分布が腹面３で高く、背面２で低く
なっている。このため、タービンノズル１には、図３０
に示すように、一方のタービンノズル１ａの腹面３から
隣りのタービンノズル１ｂの背面２に向う上述圧力差に
基づく押圧力Ｎが発生しており、この押圧力Ｎによりダ
イヤフラム外輪６の外周壁１０に沿って流れるタービン
駆動蒸気に二次流れ渦Ｏを発生させている。

【００１６】二次流れ渦Ｏの影響を受ける水膜Ｍ₂は、
図３１に示すように、一方のタービンノズル１ａと隣り
のタービンノズル１ｂとで形成する蒸気通路ＳＰの入口
に一様の流線で流入していても、途中から隣りのタービ
ンノズル１ｂの背面２に向って偏流している。

【００１７】したがって、従来の蒸気タービンの湿分分
離装置では、タービン駆動蒸気ＳＴの流量が比較的低い
と、二次流れ渦Ｏによる影響も少なく、図３２で示すよ
うに、ダイヤフラム外輪６の外周壁１０に形成する外周
壁吸込口１１で水膜Ｍ₂を比較的良好に吸い込んでいて
も、最近のように高出力化し、タービン駆動蒸気ＳＴの
流量も多量化してくると、二次流れ渦Ｏの影響も大きく
なり、外周壁吸込口１１で一旦、吸い込んだかに見えて
も飛び出してしまい、隣りのタービンノズル１ｂの背面
２に向って流れ、蒸気とドレンとの分離がもはや限界に
なっていた。特に、外周壁吸込口１１での水滴の吸込流
量をモデルタービンにより定量的に観察してみると、
今、隣りのタービンノズル１ｂの背面２側の端部Ｒを基
準ゼロとし、また一方のタービンノズル１ａの腹面３側
の端部Ｓを１．０とし、Ｙ方向に向って断面位置Ｐ−
Ｐ，Ｑ−Ｑに区分けすると、水滴は、図３３に示すよう
に、その分布が断面位置Ｑ−Ｑ、つまり中央の０．５で
一番高く、その水滴量も従来に較べて１．５倍〜３．０
倍に増加している。

【００１８】また、断面Ｐ−Ｐにおける水膜Ｍ₂は、図
３４に示すように、二次流れ渦Ｏにより偏流したタービ
ン駆動蒸気ＳＴを断面位置Ｑ−Ｑで吸い込んだ後である
から、比較的少なくなっており、このためダイヤフラム
外輪６の外周壁１０に形成する外周壁吸込口１１でも充
分に吸い込むことができている。

【００１９】しかし、断面位置Ｑ−Ｑにおける水膜Ｍ₂
は、その水量が上述のとおり、従来の１．５倍〜３．０
倍になっているため、図３５に示すように、外周壁吸込
口１１での充分な吸込ができなくなり、溢水流になって
いる。

【００２０】このように、蒸気タービンの高出力化に伴
ってタービン駆動蒸気の流量が多くなってくると、従来
の技術では、蒸気とドレンとの分離が難しくなり、この
ためにタービン動翼のエロージョン防止が不充分にな
り、新たな技術の改善が求められていた。

【００２１】本発明は、上述の事情に基づいてなされた
もので、ダイヤフラム外輪の外周壁に形成する外周壁吸
込口に改善を加えることにより、ドレンとしての水膜を
あますことなく確実に吸い込むことができるようにし
て、タービン動翼のエロージョン防止を図った蒸気ター
ビンの湿分分離装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蒸気タービ
ンの湿分分離装置は、上記目的を達成するために、請求
項１に記載したように、外周壁吸込口を形成するダイヤ
フラム外輪とダイヤフラム内輪との間に、背面および腹
面に翼吸込口を形成したタービンノズルを固設した蒸気
タービンの湿分分離装置において、上記外周壁吸込口
は、一方のタービンノズルの後縁における腹面側から隣
りのタービンノズルの前縁における背面に向って延びる
長孔の中間部分に開孔を形成せしめたものである。

【００２３】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項２に記載したよ
うに、長孔は、スリット状に形成せしめものである。

【００２４】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項３に記載したよ
うに、開孔は、円形状に形成せしめるととに、長孔の全
長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の直径をＢと
するとき、上記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｂ
／Ｌは、

【数３１】Ｂ／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ／Ｗは、

【数３２】Ｂ／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００２５】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項４に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の後流側に向う半円状
に形成せしめるとともに、長孔の全長をＬとし、長孔の
幅をＷとし、上記開孔の半径をＢ₁とするとき、上記開
孔の上記長孔の全長に対する長さ比２Ｂ₁／Ｌは、

【数３３】２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₁／Ｗは、

【数３４】Ｂ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００２６】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項５に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向う半円状
に形成せしめるとともに、長孔の全長をＬとし、長孔の
幅をＷとし、上記開孔の半径をＢ₁とするとき、上記開
孔の上記長孔の全長に対する長さ比２Ｂ₁／Ｌは、

【数３５】２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₁／Ｗは、

【数３６】Ｂ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００２７】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項６に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側および下流側
に向って延びるボックス状に形成せしめるとともに、長
孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さ
をＬ₁とし、上記開孔の幅をＢ₂とするとき、上記開孔
の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、

【数３７】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₂／Ｗは、

【数３８】Ｂ₂／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００２８】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項７に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向って延び
る半割れボックス状に形成せしめるとともに、長孔の全
長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₁
とし、上記開孔の幅をＢ₃とするとき、上記開孔の上記
長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、

【数３９】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₃／Ｗは、

【数４０】Ｂ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００２９】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項８に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に向って延び
る半割れボックス状に形成せしめるとともに、長孔の全
長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₁
とし、上記開孔の幅をＢ₃とするとき、上記開孔の上記
長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、

【数４１】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₃／Ｗは、

【数４２】Ｂ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３０】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項９に記載したよ
うに、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側および下流側
に向って膨出する楕円状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₂とし、上記開孔の幅をＢ₄とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₂／Ｌは、

【数４３】Ｌ₂／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₄／Ｗは、

【数４４】Ｂ₄／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３１】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１０に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側および下流
側に向って膨出する長円状に形成せしめるとともに、長
孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さ
をＬ₃とし、上記開孔の幅をＢ₅とするとき、上記開孔
の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₃／Ｌは、

【数４５】Ｌ₃／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₅／Ｗは、

【数４６】Ｂ₅／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３２】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１１に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側および下流
側に向って延びる菱形状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₄とし、上記開孔の幅をＢ₆とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₄／Ｌは、

【数４７】Ｌ₄／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₆／Ｗは、

【数４８】Ｂ₆／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３３】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１２に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向って延
びる断面山形状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₅と
し、上記開孔の幅をＢ₇とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₅／Ｌは、

【数４９】Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₇／Ｗは、

【数５０】Ｂ₇／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３４】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１３に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に向って延
びる断面山形状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₅と
し、上記開孔の幅をＢ₇とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₅／Ｌは、

【数５１】Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₇／Ｗは、

【数５２】Ｂ₇／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３５】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１４に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向って膨
出する半楕円状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₆と
し、上記開孔の幅をＢ₈とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₆／Ｌは、

【数５３】Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₈／Ｗは、

【数５４】Ｂ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３６】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１５に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に向って膨
出する半楕円状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₆と
し、上記開孔の幅をＢ₈とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₆／Ｌは、

【数５５】Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₈／Ｗは、

【数５６】Ｂ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３７】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１６に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向って膨
出する半長円状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₇と
し、上記開孔の幅をＢ₉とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₇／Ｌは、

【数５７】Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₉／Ｗは、

【数５８】Ｂ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３８】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１７に記載した
ように、開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に向って膨
出する半長円状に形成せしめるとともに、長孔の全長を
Ｌとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さをＬ₇と
し、上記開孔の幅をＢ₉とするとき、上記開孔の上記長
孔の全長に対する長さ比Ｌ₇／Ｌは、

【数５９】Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₉／Ｗは、

【数６０】Ｂ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したものである。

【００３９】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置
は、上記目的を達成するために、請求項１８に記載した
ように、長孔と開孔とを組み合せて形成する外周壁吸込
口を備えたダイヤフラム外輪、背面および腹面に翼吸込
口を備えたタービンノズルおよびダイヤフラム内輪は、
精密鋳造法で作製した方法である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る蒸気タービン
の湿分分離装置の実施の形態について、添付図面を参照
して説明する。

【００４１】図１は、本発明に係る蒸気タービンの湿分
分離装置の第１実施形態を示す概略縦断面図である。

【００４２】蒸気通路ＳＰの外周壁２０を構成するダイ
ヤフラム外輪２１と蒸気通路ＳＰの内周壁２２を構成す
るダイヤフラム内輪２３との間には、タービンノズル２
４が溶接や鋳込みなどにより接合固定されている。

【００４３】このタービンノズル２４には、ドレンが集
中して集まる背面２５および腹面２６に翼吸込口２７，
２８が形成され、その内部の空間部２９に連通させる構
成になっている。また、ダイヤフラム外輪２１およびダ
イヤフラム外輪２３は、ともにその内部を空間部３０，
３１に形成する一方、ダイヤフラム外輪２１の外周壁２
０は空間部３０に連通させる外周壁吸込口３２を形成し
ている。さらに、空間部３０は、圧力が低くドレンが排
出し易い、例えば復水器（図示せず）などに直接的また
は間接的に連通している。

【００４４】一方、ダイヤフラム外輪２１の外周壁２０
に形成する外周壁吸込口３２は、図２に示すように、一
方のタービンノズル２４ａの後縁３３側における腹面２
６の翼吸込口２８に臨む周辺から隣りのタービンノズル
２４ｂの前縁側における背面２５の翼吸込口２７に臨む
周辺まで延びて形成されている。

【００４５】外周壁吸込口３２は、その中間部分に円形
状の開孔３５を形成する一方、その開孔３５の横断面の
両縁から外側に向って延びるスリット状の長孔３６を形
成する。この場合、隣りのタービンノズル２４ｂ側に向
う長孔３６の一方の端部の点Ｒを基準ゼロに置き、ここ
から一方のタービンノズル２４ａ側に向う長孔３６の他
方の端部の点Ｓまでの距離を無次元化して１．０とする
ときの長孔３６の全長をＬとし、円形状の開孔３５の直
径Ｂとするとき、その開孔３５の長さ比（開孔３５の横
断方向の長さ比）は、Ｂ／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に
設定される。また、長孔３６の幅をＷとするとき、その
開孔３５の開口幅比は、Ｂ／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲
に設定される。

【００４６】このように、外周壁吸込口３２は、スリッ
ト状の長孔３６と円形状の開孔３５とで組み合せて形成
するとともに、開孔３５の長さ比をＢ／Ｌ＝０．１〜
０．７の範囲に設定する一方、開孔３５の開口比をＢ／
Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したので、図３に示す
ように、一方のタービンノズル２４ａの腹面２６から隣
りのタービンノズル２４ｂの背面２５に向う二次流れ渦
により水膜Ｍ₂が偏流しても、その水膜Ｍ₂をあますこ
となく良好に吸い込むことができる。すなわち、図３で
示した断面位置Ｐ−Ｐにおける長孔３６は、モデルター
ビンにより定量的に観察してみると、図４に示すよう
に、タービン駆動蒸気ＳＴが二次流れ渦により偏流して
も、水膜Ｍ₂を良好に吸い込んでいることが確認され
た。また、図３で示した断面位置Ｑ−Ｑにおける開孔３
５も、モデルタービンにより定量的に観察してみると、
図５に示すように、水膜Ｍ₂を良好に吸い込んでおり、
従来のように、水膜Ｍ₂の溢流が見受けられない。

【００４７】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に形成する外周壁吸込口３
２を、スリット状の長孔３６と円形状の開孔３５とで組
み合せて形成し、かつその開孔３５の長さ比Ｂ／Ｌを、
長孔３６の全長Ｌに対し適正に形成するとともに、その
開孔３５の開口幅比Ｂ／Ｗを、長孔３５の幅Ｗよりも大
きくしたので、ダイヤフラム外輪２１の外周壁２０に沿
って流れる水膜Ｍ₂を良好にして確実に吸い込むことが
でき、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く抑
えることができる。

【００４８】図６は、本発明に係る蒸気タービンの湿分
分離装置の第２実施形態を示す概略横断面図である。な
お、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分に
は同一符号を付す。

【００４９】本実施形態は、第１実施形態と同様に、外
周壁吸込口３２を、一方のタービンノズル２４ａの後縁
３３側における腹面２６の翼吸込口２８に臨む周辺から
隣りのタービンノズル２４ｂの前縁３４側における背面
２５の翼吸込口２７に臨む周辺まで延ばして形成したも
のである。

【００５０】外周壁吸込口３２は、その中間部分に、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの後流側に向う半円形状の開孔３５
を形成する一方、その開孔３５の横断面の両縁から外側
に向って延びるスリット状の長孔３６を形成する。この
場合、隣りのタービンノズル２４ｂ側に向う長孔３６の
一方の端部の点Ｒを基準ゼロに置き、ここから一方のタ
ービンノズル２４ａ側に向う長孔３６の他方の端部の点
Ｓまでの距離を無次元化して１．０とするときの長孔３
６の全長をＬとし、半円形状の開孔３５の半径Ｂ₁とす
るとき、その開孔３５の長さ比（開孔３５の横断方向の
長さ比）は、２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定
される。また、長孔３６の幅をＷとするとき、その開孔
３５の開口幅比はＢ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設
定される。なお、多の構成は、第１実施形態と同一であ
るので、その説明を省略する。

【００５１】外周壁吸込口３２は、上述の寸法形状に形
成し、モデルタービンで定量的に観察したところ、水膜
Ｍ₂の溢流が認められていない。

【００５２】したがって、本実施形態によれば、外周壁
吸込口３２を、スリット状の長孔３６とタービン駆動蒸
気ＳＴの後流側に向う半円形状の開孔３５とで組み合せ
て形成し、かつその開孔３５の長さ比２Ｂ₁／Ｌを、長
孔３６の全長Ｌに対し比較的小さく形成するとともに、
その開孔３５の開口幅比Ｂ₁／Ｗを長孔３６の幅Ｗより
も大きくしたので、ダイヤフラム外輪２１の外周壁２０
に沿って流れる水膜Ｍ₂を良好にして確実に吸い込むこ
とができ、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低
く抑えることができる。

【００５３】図７は、本発明に係る蒸気タービンの湿分
分離装置の第３実施形態を示す概略横断面図である。な
お、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分に
は同一符号を付す。

【００５４】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向
う半円形状の開孔３５とで組み合せて形成したものであ
る。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タービン駆動
蒸気ＳＴの上流側に向う半円形状の開孔３５の半径Ｂ₁
とするとき、その開孔３５の長さ比（開孔３５の横断方
向の長さ比）は、２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に
設定する。また、長孔３６の幅をＷとするとき、その開
孔３５の開口幅比はＢ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に
設定される。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形
状に形成し、モデルタービンで定量的に観察したとこ
ろ、水膜Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００５５】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００５６】図８は、本発明に係る蒸気タービンの湿分
分離装置の第４実施形態を示す概略横断面図である。な
お、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分に
は同一符号を付す。

【００５７】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側およ
び下流側に向って延びるボックス状の開孔３５とで組み
合せて形成したものである。この場合、長孔３６の全長
をＬとし、タービン駆動蒸気ＳＴの上流側および下流側
に向うボックス状の開孔３５の長さＬ₁とするとき、そ
の開孔３５の長さ比（開孔３５の横断方向の長さ比）
は、Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定される。ま
た、長孔３６の幅をＷとし、その開孔３５の幅をＢ₂と
するとき、その開孔３５の開口幅比はＢ₂／Ｗ＝１．５
〜３．０の範囲に設定される。なお、外周壁吸込口３２
を、上述の寸法形状に形成し、モデルタービンで定量的
に観察してみても、水膜Ｍ₂の溢流は認められていな
い。

【００５８】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００５９】図９は、本発明に係る蒸気タービンの湿分
分離装置の第５実施形態を示す概略横断面図である。な
お、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分に
は同一符号を付す。

【００６０】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向
って延びる半割れボックス状の開孔３５とで組み合せて
形成したものである。この場合、長孔３６の全長をＬと
し、タービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向う半割れボック
ス状の開孔３５の長さＬ₁とするとき、その開孔３５の
長さ比（開孔３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₁／Ｌ＝
０．１〜０．７の範囲に設定される。また、長孔３６の
幅をＷとし、その開孔３５の幅をＢ₃とするとき、その
開孔３５の開口幅比はＢ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲
に設定される。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法
形状に形成し、モデルタービンで定量的に観察したとこ
ろ、水膜Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００６１】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００６２】図１０は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第６実施形態を示す概略横断面図である。
なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分
には同一符号を付す。

【００６３】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの下流側に向
って延びる半割れボックス状の開孔３５とで組み合せて
形成したものである。この場合、長孔３６の全長をＬと
し、タービン駆動蒸気ＳＴの下流側に向う半割れボック
ス状の開孔３５の長さＬ₁とするとき、その開孔３５の
長さ比（開孔３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₁／Ｌ＝
０．１〜０．７の範囲に設定される。また、長孔３６の
幅をＷとし、その開孔３５の幅をＢ₃とするとき、その
開孔３５の開口幅比はＢ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲
に設定される。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法
形状に形成し、モデルタービンで定量的に観察してみて
も、水膜Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００６４】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００６５】図１１は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第７実施形態を示す概略横断面図である。
なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分
には同一符号を付す。

【００６６】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側およ
び下流側に向って膨出する楕円状の開孔３５とで組み合
せて形成したものである。この場合、長孔３６の全長を
Ｌとし、タービン駆動蒸気ＳＴの上流側および下流側に
膨出する楕円状の開孔３５の長さＬ₂とするとき、その
開孔３５の長さ比（開孔３５の横断方向の長さ比）は、
Ｌ₂／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定される。また、
長孔３６の幅をＷとし、その開孔３５の幅をＢ₄とする
とき、その開孔３５の開口幅比はＢ₄／Ｗ＝１．５〜
３．０の範囲に設定される。なお、外周壁吸込口３２
を、上述の寸法形状に形成し、モデルタービンで定量的
に観察してみても、水膜Ｍ₂の溢流は認められていな
い。

【００６７】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００６８】図１２は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第８実施形態を示す概略横断面図である。
なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分
には同一符号を付す。

【００６９】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側およ
び下流側に向って膨出する長円状の開孔３５とで組み合
せて形成したものである。この場合、長孔３６の全長を
Ｌとし、タービン駆動蒸気ＳＴの上流側および下流側に
向って膨出する長円状の開孔３５の長さＬ₃とすると
き、その開孔３５の長さ比（開孔３５の横断方向の長さ
比）は、Ｌ₃／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定され
る。また、長孔３６の幅をＷとし、その開孔３５の幅を
Ｂ₅とするとき、その開孔３５の開口幅比はＢ₅／Ｗ＝
１．５〜３．０の範囲に設定される。なお、外周壁吸込
口３２を、上述の寸法形状に形成し、モデルタービンで
定量的に観察したところ、水膜Ｍ₂の溢流は認められて
いない。

【００７０】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００７１】図１３は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第９実施形態を示す概略横断面図である。
なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する部分
には同一符号を付す。

【００７２】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側およ
び下流側に向って延びる菱形状の開孔３５とで組み合せ
て形成したものである。この場合、長孔３６の全長をＬ
とし、タービン駆動蒸気ＳＴの上流側および下流側に向
う菱形状の開孔３５の長さＬ₄とするとき、その開孔３
５の長さ比（開孔３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₄／
Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定される。また、長孔３
６の幅をＷとし、その開孔３５の幅をＢ₆とするとき、
その開孔３５の開口幅比はＢ₆／Ｗ＝１．５〜３．０の
範囲に設定される。なお、外周壁吸込口３２を、上述の
寸法形状に形成し、モデルタービンで定量的に観察して
みても、水膜Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００７３】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００７４】図１４は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１０実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００７５】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向
って延びる断面山形状の開孔３５とで組み合せて形成し
たものである。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向う断面山形状の開孔３
５の長さＬ₅とするとき、その開孔３５の長さ比（開孔
３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．
７の範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷとし、
その開孔３５の幅をＬ₅とするとき、その開孔３５の開
口幅比はＬ₅／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定され
る。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形成
し、モデルタービンで定量的に観察してみても、水膜Ｍ
₂の溢流は認められていない。

【００７６】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００７７】図１５は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１１実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００７８】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの下流側に向
って延びる断面山形状の開孔３５とで組み合せて形成し
たものである。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの下流側に向う断面山形状の開孔３
５の長さＬ₅とするとき、その開孔３５の長さ比（開孔
３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．
７の範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷとし、
その開孔３５の幅をＢ₇とするとき、その開孔３５の開
口幅比はＢ₇／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定され
る。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形成
し、モデルタービンで定量的に観察してみても、水膜Ｍ
₂の溢流は認められていない。

【００７９】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００８０】図１６は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１２実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００８１】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側に向
って膨出する半楕円状の開孔３５とで組み合せて形成し
たものである。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの上流側に膨出する半楕円状の開孔
３５の長さＬ₆とするとき、その開孔３５の長さ比（開
孔３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜
０．７の範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷと
し、その開孔３５の幅をＢ₈とするとき、その開孔３５
の開口幅比はＢ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定さ
れる。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形
成し、モデルタービンで定量的に観察してみても、水膜
Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００８２】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００８３】図１７は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１３実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００８４】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの下流側に向
って膨出する半楕円状の開孔３５とで組み合せて形成し
たものである。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タ
ービン駆動蒸気ＳＴの下流側に膨出する半楕円状の開孔
３５の長さＬ₆とするとき、その開孔３５の長さ比（開
孔３５の横断方向の長さ比）は、Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜
０．７の範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷと
し、その開孔３５の幅をＢ₈とするとき、その開孔３５
の開口幅比はＢ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定さ
れる。なお、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形
成し、モデルタービンで定量的に観察してみても、水膜
Ｍ₂の溢流は認められていない。

【００８５】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００８６】図１８は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１４実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００８７】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの上流側に膨
出する半長円状の開孔３５とで組み合せて形成したもの
である。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タービン
駆動蒸気ＳＴの上流側に膨出する半長円状の開孔３５の
長さＬ₇とするとき、その開孔３５の長さ比（開孔３５
の横断方向の長さ比）は、Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の
範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷとし、その
開孔３５の幅をＢ₉とするとき、その開孔３５の開口幅
比はＢ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定される。な
お、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形成し、モ
デルタービンで定量的に観察してみても、水膜Ｍ₂の溢
流は認められていない。

【００８８】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００８９】図１９は、本発明に係る蒸気タービンの湿
分分離装置の第１５実施形態を示す概略横断面図であ
る。なお、第１実施形態と同一構成部分または対応する
部分には同一符号を付す。

【００９０】本実施形態は、外周壁吸込口３２を、スリ
ット状の長孔３６とタービン駆動蒸気ＳＴの下流側に膨
出する半長円状の開孔３５とで組み合せて形成したもの
である。この場合、長孔３６の全長をＬとし、タービン
駆動蒸気ＳＴの下流側に膨出する半長円状の開孔３５の
長さＬ₇とするとき、その開孔３５の長さ比（開孔３５
の横断方向の長さ比）は、Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の
範囲に設定される。また、長孔３６の幅をＷとし、その
開孔３５の幅をＢ₉とするとき、その開孔３５の開口幅
比はＢ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定される。な
お、外周壁吸込口３２を、上述の寸法形状に形成し、モ
デルタービンで定量的に観察してみても、水膜Ｍ₂の溢
流は認められていない。

【００９１】したがって、本実施形態によれば、ダイヤ
フラム外輪２１の外周壁２０に沿って流れる水膜Ｍ₂を
外周壁吸込口３２で、良好にして確実に吸い込ませてい
るので、タービン動翼のエロージョンを従来よりも低く
抑えることができる。

【００９２】次に、本発明に係る蒸気タービンの湿分分
離装置の製造方法についての実施形態を説明する。

【００９３】本実施形態に係る製造方法は、図２０に示
すように、長孔３６と開孔３５とで組み合せた外周壁吸
込口３２を備えたダイヤフラム外輪２１と背面２５およ
び腹面２６のそれぞれに翼吸込口２７，２８を備えたタ
ービンノズル２４と、ダイヤフラム内輪２３とを精密鋳
造法により作製し、次にタービンノズル２４に、ダイヤ
フラム外輪２１およびダイヤフラム内輪２３を溶接等に
より固設するようになっている。なお、長孔３６と開孔
３５とで組み合せた外周壁吸込口３２を備えたダイヤフ
ラム外輪２１と、背面２５および腹面２６のそれぞれに
翼吸込口２７，２８を備えたタービンノズル２４と、ダ
イヤフラム内輪２３とを精密鋳造法により作製する場
合、図２１に示すように、個々に作製した後、タービン
ノズル２４にダイヤフラム外輪２１およびダイヤフラム
内輪２３を溶接等で固設してもよい。また、長孔３６と
開孔３５とで組み合せた外周壁吸込口３２を備えたダイ
ヤフラム外輪２１は、図２２に示すように、帯状に形成
し、精密鋳造法により作製してもよい。

【００９４】このように、本実施形態に係る製造方法で
は、ダイヤフラム外輪２１、タービンノズル２４、ダイ
ヤフラム内輪２３を精密鋳造法で作製したので、出来上
り寸法・形状の正確な品質的に優れた蒸気タービンの湿
分分離装置を実現することができ、タービン動翼のエロ
ージョンを従来よりも低く抑えることができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明のとおり、本発明に係る蒸気タ
ービンの湿分分離装置は、ダイヤフラム外輪に形成する
外周壁吸込口を、長孔と開孔とで組み合せて形成し、そ
の開孔を長孔に対し、適正な寸法・形状にして形成した
ので、ダイヤフラム外輪の外周壁に沿って流れる水膜を
良好にして確実に吸い込むことができ、タービン動翼の
エロージョンを従来よりも低く抑えることができる。

【００９６】また、本発明に係る蒸気タービンの湿分分
離装置の製造方法は、ダイヤフラム外輪、タービンノズ
ル、ダイヤフラム内輪を精密鋳造法で作製したので、出
来上り寸法・形状の正確な品質的に優れた蒸気タービン
の湿分分離装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の第
１実施形態を示す概略縦断面図。

【図２】図１のＢ−Ｂ矢視方向から切断した蒸気タービ
ンの湿分分離装置の概略横断面図。

【図３】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置にお
ける外周壁吸込口で水膜の吸込を説明する図。

【図４】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置にお
ける長孔で水膜の吸込を説明する図。

【図５】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置にお
ける開孔で水膜の吸込を説明する図。

【図６】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の第
２実施形態を示す概略横断面図。

【図７】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の第
３実施形態を示す概略横断面図。

【図８】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の第
４実施形態を示す概略横断面図。

【図９】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の第
５実施形態を示す概略横断面図。

【図１０】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第６実施形態を示す概略横断面図。

【図１１】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第７実施形態を示す概略横断面図。

【図１２】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第８実施形態を示す概略横断面図。

【図１３】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第９実施形態を示す概略横断面図。

【図１４】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１０実施形態を示す概略横断面図。

【図１５】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１１実施形態を示す概略横断面図。

【図１６】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１２実施形態を示す概略横断面図。

【図１７】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１３実施形態を示す概略横断面図。

【図１８】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１４実施形態を示す概略横断面図。

【図１９】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
第１５実施形態を示す概略横断面図。

【図２０】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
製造方法において、タービンノズルの組立状態を示す斜
視図。

【図２１】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
製造方法において、タービンノズルの分解状態を示す斜
視図。

【図２２】本発明に係る蒸気タービンの湿分分離装置の
製造方法において、タービンノズルに帯状のダイヤフラ
ム外輪を適用する分解斜視図。

【図２３】従来の蒸気タービンの湿分分離装置を示す概
略縦断面図。

【図２４】図２３のＡ−Ａ矢視方向から切断した蒸気タ
ービンの湿分分離装置の概略横断面図。

【図２５】上記の状態量を表わしたＩ−Ｓ線図。

【図２６】従来のタービン駆動蒸気流線および水滴流線
の軌跡を説明する図。

【図２７】従来のタービンノズル高さとタービン駆動蒸
気の湿り度との関係を示すグラフ。

【図２８】従来のタービン駆動蒸気における水膜の挙動
を説明する図。

【図２９】タービンノズルの圧力分布を説明する図。

【図３０】一方のタービンノズルの腹面から隣りのター
ビンノズルの背面に向って二次流れ渦が発生することを
説明する図。

【図３１】一方のタービンノズルと隣りのタービンノズ
ルとで形成する蒸気通路を通過するタービン駆動蒸気が
二次流れにより偏流することを説明する図。

【図３２】従来の蒸気タービンの湿分分離装置におい
て、水膜が外周壁吸込口に吸い込まれることを説明する
図。

【図３３】従来の蒸気タービンの湿分分離装置におい
て、外周壁吸込口が吸い込む水滴の分布を示すグラフ。

【図３４】図３２の断面位置Ｐ−Ｐにおいて、外周壁吸
込口が水膜を吸い込むことを説明する図。

【図３５】図３２の断面位置Ｑ−Ｑにおいて、外周壁吸
込口が水膜を吸い込むことを説明する図。

【符号の説明】

１タービンノズル２背面３腹面４，５翼吸込口６ダイヤフラム外輪７ダイヤフラム内輪８，９空間部１０外周壁１１外周壁吸込口１２翼空間部１３前縁１４後縁１５タービン動翼１６前縁２０外周壁２１ダイヤフラム外輪２２内周壁２３ダイヤフラム内輪２４タービンノズル２５背面２６腹面２７，２８翼吸込口２９，３０，３１空間部３２外周壁吸込口３３後縁３４前縁３５開孔３６長孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周壁吸込口を形成するダイヤフラム外
輪とダイヤフラム内輪との間に、背面および腹面に翼吸
込口を形成したタービンノズルを固設した蒸気タービン
の湿分分離装置において、上記外周壁吸込口は、一方の
タービンノズルの後縁における腹面側から隣りのタービ
ンノズルの前縁における背面に向って延びる長孔の中間
部分に開孔を形成せしめたことを特徴とする蒸気タービ
ンの湿分分離装置。
【請求項２】長孔は、スリット状に形成せしめたこと
を特徴とする請求項１記載の蒸気タービンの湿分分離装
置。
【請求項３】開孔は、円形状に形成せしめるととに、
長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の直
径をＢとするとき、上記開孔の上記長孔の全長に対する
長さ比Ｂ／Ｌは、【数１】Ｂ／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ／Ｗは、【数２】Ｂ／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項４】開孔は、タービン駆動蒸気の後流側に向
う半円状に形成せしめるとともに、長孔の全長をＬと
し、長孔の幅をＷとし、上記開孔の半径をＢ₁とすると
き、上記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比２Ｂ₁／
Ｌは、【数３】２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₁／Ｗは、【数４】Ｂ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項５】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向
う半円状に形成せしめるとともに、長孔の全長をＬと
し、長孔の幅をＷとし、上記開孔の半径をＢ₁とすると
き、上記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比２Ｂ₁／
Ｌは、【数５】２Ｂ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₁／Ｗは、【数６】Ｂ₁／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項６】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側およ
び下流側に向って延びるボックス状に形成せしめるとと
もに、長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開
孔の長さをＬ₁とし、上記開孔の幅をＢ₂とするとき、
上記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、【数７】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₂／Ｗは、【数８】Ｂ₂／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項７】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に向
って延びる半割れボックス状に形成せしめるとともに、
長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長
さをＬ₁とし、上記開孔の幅をＢ₃とするとき、上記開
孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、【数９】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₃／Ｗは、【数１０】Ｂ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項８】開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に向
って延びる半割れボックス状に形成せしめるとともに、
長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長
さをＬ₁とし、上記開孔の幅をＢ₃とするとき、上記開
孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₁／Ｌは、【数１１】Ｌ₁／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₃／Ｗは、【数１２】Ｂ₃／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項９】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側およ
び下流側に向って膨出する楕円状に形成せしめるととも
に、長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔
の長さをＬ₂とし、上記開孔の幅をＢ₄とするとき、上
記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₂／Ｌは、【数１３】Ｌ₂／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₄／Ｗは、【数１４】Ｂ₄／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１０】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側お
よび下流側に向って膨出する長円状に形成せしめるとと
もに、長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開
孔の長さをＬ₃とし、上記開孔の幅をＢ₅とするとき、
上記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₃／Ｌは、【数１５】Ｌ₃／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₅／Ｗは、【数１６】Ｂ₅／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１１】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側お
よび下流側に向って延びる菱形状に形成せしめるととも
に、長孔の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔
の長さをＬ₄とし、上記開孔の幅をＢ₆とするとき、上
記開孔の上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₄／Ｌは、【数１７】Ｌ₄／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₆／Ｗは、【数１８】Ｂ₆／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１２】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に
向って延びる断面山形状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₅とし、上記開孔の幅をＢ₇とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₅／Ｌは、【数１９】Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₇／Ｗは、【数２０】Ｂ₇／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１３】開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に
向って延びる断面山形状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₅とし、上記開孔の幅をＢ₇とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₅／Ｌは、【数２１】Ｌ₅／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₇／Ｗは、【数２２】Ｂ₇／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１４】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に
向って膨出する半楕円状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₆とし、上記開孔の幅をＢ₈とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₆／Ｌは、【数２３】Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₈／Ｗは、【数２４】Ｂ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１５】開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に
向って膨出する半楕円状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₆とし、上記開孔の幅をＢ₈とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₆／Ｌは、【数２５】Ｌ₆／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₈／Ｗは、【数２６】Ｂ₈／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１６】開孔は、タービン駆動蒸気の上流側に
向って膨出する半長円状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₇とし、上記開孔の幅をＢ₉とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₇／Ｌは、【数２７】Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₉／Ｗは、【数２８】Ｂ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１７】開孔は、タービン駆動蒸気の下流側に
向って膨出する半長円状に形成せしめるとともに、長孔
の全長をＬとし、長孔の幅をＷとし、上記開孔の長さを
Ｌ₇とし、上記開孔の幅をＢ₉とするとき、上記開孔の
上記長孔の全長に対する長さ比Ｌ₇／Ｌは、【数２９】Ｌ₇／Ｌ＝０．１〜０．７の範囲に設定する一方、上記開孔の上記長孔の幅に対す
る開口幅比Ｂ₉／Ｗは、【数３０】Ｂ₉／Ｗ＝１．５〜３．０の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載の蒸気
タービンの湿分分離装置。
【請求項１８】長孔と開孔とを組み合せて形成する外
周壁吸込口を備えたダイヤフラム外輪、背面および腹面
に翼吸込口を備えたタービンノズルおよびダイヤフラム
内輪は、精密鋳造法で作製したことを特徴とする蒸気タ
ービンの湿分分離装置の製造方法。