特開 2024-176436 蒸気タービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176436

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】蒸気タービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 5/14 20060101AFI20241212BHJP

   F01D 5/28 20060101ALI20241212BHJP

   F01D 9/02 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

F01D5/14

F01D5/28

F01D9/02 103

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094964

(22)【出願日】2023-06-08

(71)【出願人】

【識別番号】310010564

【氏名又は名称】三菱重工コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】香田 拓郎

(72)【発明者】

【氏名】寺田 勝美

(72)【発明者】

【氏名】大内 智貴

【テーマコード（参考）】

3G202

【Ｆターム（参考）】

3G202BA02

3G202BB04

3G202GA09

3G202GB04

(57)【要約】

【課題】主流路の蒸気の流れに依存することなく、水滴を効率良く開口に誘導する。
【解決手段】蒸気タービンは、軸方向に並ぶ動翼及び静翼の対によって構成される段を複数有する。ケーシングは、前記動翼に対して前記軸方向の第二側で、前記動翼の先端と対向する内周面で開口し、主流路を流通する水滴が流入可能なケーシング開口部を有する。前記動翼は、径方向に延びる動翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記動翼面に付着した前記水滴を前記ケーシング開口部に向かって導く複数の動翼親水性部を有する。前記静翼は、前記径方向に延びる静翼面で開口し、前記静翼面に付着した前記水滴が流入可能なドレン吸込口と、前記静翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記静翼面に付着した前記水滴を前記ドレン吸込口に向かって導く複数の静翼親水性部とを有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線を中心として回転可能とされているロータ軸と、
前記軸線を基準とする径方向における前記ロータ軸の外側に固定された複数の動翼と、
前記ロータ軸及び複数の前記動翼を前記径方向の外側から覆い、内部に蒸気が流通可能な主流路が形成されたケーシングと、
前記径方向における前記ケーシングの内側に固定され、複数の前記動翼に対して軸方向の第一側に配置された複数の静翼と、を備え、
前記軸方向に並ぶ前記動翼及び前記静翼の対によって構成される段を複数有し、
前記ケーシングは、少なくとも一つの前記段において、前記動翼に対して前記軸方向の第二側で、前記動翼の先端と対向する内周面で開口し、前記主流路を流通する水滴が流入可能なケーシング開口部を有し、
少なくとも一つの前記段に配置された前記動翼は、前記径方向に延びる動翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記動翼面に付着した前記水滴を前記ケーシング開口部に向かって導く複数の動翼親水性部を有し、
少なくとも一つの前記段に配置された前記静翼は、
前記径方向に延びる静翼面で開口し、前記静翼面に付着した前記水滴が流入可能なドレン吸込口と、
前記静翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記静翼面に付着した前記水滴を前記ドレン吸込口に向かって導く複数の静翼親水性部とを有する蒸気タービン。

【請求項2】

複数の前記動翼親水性部の前記軸線に対する傾きは、前記径方向において前記ロータ軸に近い位置に配置されるほど大きくされている請求項１に記載の蒸気タービン。

【請求項3】

複数の前記静翼親水性部の前記軸線に対する傾きは、前記径方向において前記ロータ軸に近い位置に配置されるほど大きく形成されている請求項１又は２に記載の蒸気タービン。

【請求項4】

複数の前記動翼親水性部の前記軸線に対する傾きは、複数の前記静翼親水性部の前記軸線に対する傾きよりも大きい請求項１又は２に記載の蒸気タービン。

【請求項5】

前記静翼親水性部は、前記静翼の前縁から前記ドレン吸込口まで延びている請求項１又は２に記載の蒸気タービン。

【請求項6】

前記動翼親水性部は、前記動翼の前縁から後縁まで延びている請求項１又は２に記載の蒸気タービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、蒸気タービンに関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービンは、ケーシング内に配置されたロータ（タービンロータ）と、ロータの径方向の外側に備えられた動翼列と、ケーシングの径方向の内側に備えられた静翼列と、を備えている。

【0003】

蒸気タービンでは、その最終段に近づくにしたがって圧力が非常に低くなっていく。そのため、流通する蒸気はやがて飽和蒸気圧に達し、液化した微細な水滴(水滴核)を含む湿り蒸気状態となっている。この微細な水滴（ドレン）の多くは、蒸気とともに動翼や静翼の間を通過していくが、一部は慣性によって翼面に付着していく。翼面に付着した水滴は、翼面上で液膜を形成する。

【0004】

これに対して、例えば、特許文献１には、静翼の翼面の少なくとも一部に、帯状の疎水性領域と帯状の親水性領域とを交互に配置した蒸気タービンが記載されている。特許文献１の蒸気タービンの静翼では、径方向の外側から内側に向けて翼面上の水を誘導し、下流に配置された動翼におけるエロージョンの発生頻度及びエローションの進行速度を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－２０４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述したような蒸気タービンでは、ドレンを除去するために、翼やケーシングに蒸気が流通する主流路からドレンを排出するための開口が形成された構造がある。このような構造を有する蒸気タービンでは、主流路の蒸気の流れに依存することなく、水滴を開口に誘導することが要求されている。

【0007】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、主流路の蒸気の流れに依存することなく、水滴を効率良く開口に誘導することが可能な蒸気タービンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示に係る蒸気タービンは、軸線を中心として回転可能とされているロータ軸と、前記軸線を基準とする径方向における前記ロータ軸の外側に固定された複数の動翼と、前記ロータ軸及び複数の前記動翼を前記径方向の外側から覆い、内部に蒸気が流通可能な主流路が形成されたケーシングと、前記径方向における前記ケーシングの内側に固定され、複数の前記動翼に対して軸方向の第一側に配置された複数の静翼と、を備え、前記軸方向に並ぶ前記動翼及び前記静翼の対によって構成される段を複数有し、前記ケーシングは、少なくとも一つの前記段において、前記動翼に対して前記軸方向の第二側で、前記動翼の先端と対向する内周面で開口し、前記主流路を流通する水滴が流入可能なケーシング開口部を有し、少なくとも一つの前記段に配置された前記動翼は、前記径方向に延びる動翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記動翼面に付着した前記水滴を前記ケーシング開口部に向かって導く複数の動翼親水性部を有し、少なくとも一つの前記段に配置された前記静翼は、前記径方向に延びる静翼面で開口し、前記静翼面に付着した前記水滴が流入可能なドレン吸込口と、前記静翼面に対して前記径方向に間隔を開けて形成されて、前記静翼面に付着した前記水滴を前記ドレン吸込口に向かって導く複数の静翼親水性部とを有する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の蒸気タービンによれば、主流路の蒸気の流れに依存することなく、水滴を効率良く開口に誘導することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を示す模式図である。

【図2】上記蒸気タービンの動翼列及び静翼列を示す断面図である。

【図3】上記蒸気タービンの静翼親水性部を有する静翼及び動翼親水性部を有する動翼を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本開示による蒸気タービンを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。

【0012】

（蒸気タービンの構成）
図１に示すように、本実施形態の蒸気タービン１は、軸線Ａｒを中心として回転するロータ２０と、ロータ２０を回転可能に覆うケーシング１０と、複数の静翼列４１とを有している。

【0013】

なお、以下の説明の都合上、軸線Ａｒが延びている方向を軸方向Ｄａとする。軸方向Ｄａの第一側を上流側（一方側）Ｄａｕ、軸方向Ｄａの第二側を下流側（他方側）Ｄａｄとする。また、軸線Ａｒを基準としたロータ２０における径方向Ｄｒを単に径方向Ｄｒとする。この径方向Ｄｒで軸線Ａｒに近づく側を径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉ、この径方向Ｄｒで径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉとは反対側を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏとする。また、軸線Ａｒを中心としたロータ２０の周方向を単に周方向Ｄｃとする。

【0014】

図１及び図２に示すように、ロータ２０は、ロータ軸２１と、複数の動翼列３１と、を有している。

【0015】

ロータ軸２１は、ケーシング１０に対して、軸線Ａｒを中心として回転可能とされている。ロータ軸２１は、軸芯部２２と、複数のディスク部２３と、を有する。軸芯部２２は、軸線Ａｒを中心として円柱状に形成されて軸方向Ｄａに延びている。ディスク部２３は、軸芯部２２から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに広がっている。ディスク部２３は、軸方向Ｄａに互いに間隔をあけて並んでいる。ディスク部２３は、複数の動翼列３１毎に配置されている。

【0016】

動翼列３１は、径方向Ｄｒにおけるロータ軸２１の外側Ｄｒｏに固定されている。具体的には、図２に示すように、動翼列３１は、径方向Ｄｒにおいてロータ軸２１の外周部分であるディスク部２３の外側Ｄｒｏに固定されている。動翼列３１は、ロータ軸２１の軸方向Ｄａに間隔をあけて複数配置されている。本実施形態の場合、動翼列３１は、例えば、軸方向Ｄａで最も上流側Ｄａｕに位置する動翼列３１から、軸方向Ｄａで最も下流側Ｄａｄに位置する動翼列３１までの、計７つが配置されている。各動翼列３１は、周方向Ｄｃに並ぶ複数の動翼３２を有している。複数の動翼３２は、径方向Ｄｒにおけるロータ軸２１の外側Ｄｒｏに固定されている。複数の動翼３２は、それぞれ、ディスク部２３に取り付けられている。各動翼３２は、ディスク部２３から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに延びている。各動翼３２は、後述する主流路１５内に配置されている。各動翼３２は、径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから見た際に、翼型断面を有している。

【0017】

ケーシング１０は、ロータ軸２１及び複数の動翼３２を径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから覆うように形成されている。ケーシング１０の内部には蒸気Ｓが流通可能な主流路１５が形成されている。具体的には、ケーシング１０には、外部から蒸気Ｓが流入するノズル室１１と、ノズル室１１からの蒸気Ｓが流れる流路室１２と、流路室１２から流れた蒸気Ｓを排出する排気室１３と、が形成されている。ノズル室１１と流路室１２との間には、複数の動翼列３１及び静翼列４１のうちで最も上流側Ｄａｕの第一段５０Ａの動翼列３１及び静翼列４１が配置されている。言い換えると、ケーシング１０内は、この最も上流側Ｄａｕの動翼列３１及び静翼列４１により、ノズル室１１と流路室１２とに仕切られている。ノズル室１１と流路室１２と排気室１３とによって、高圧の蒸気Ｓが流通する主流路１５が構成されている。

【0018】

また、ケーシング１０は、排気ケーシング５１と、ディフューザ７０とをさらに備えている。

【0019】

排気ケーシング５１は、ケーシング１０の外部と繋がっている。排気ケーシング５１は、主流路１５を流れてきた蒸気Ｓをケーシング１０の外部に排出する。排気ケーシング５１は、ケーシング１０において、軸方向Ｄａの最も下流側Ｄａｄに配置されている。排気ケーシング５１の下部には、下方に向かって開口する排気室１３が形成されている。排気ケーシング５１は、後述するディフューザ７０によって静圧回復が図られた蒸気Ｓを外部に排気する。

【0020】

ディフューザ７０は、第七段５０Ｇの動翼列３１から流出した蒸気Ｓを、排気室１３を介してケーシング１０の外部に案内する。ディフューザ７０は、第七段５０Ｇの動翼列３１と、ケーシング１０において排気室１３を形成する排気ケーシング５１との間に配置されている。

【0021】

主流路１５では、高圧の蒸気Ｓが上流側Ｄａｕから下流側Ｄａｄに向かって徐々に圧力が低下しながら流れている。主流路１５は、ロータ軸２１の回りに環状をなしている。主流路１５は、複数の動翼列３１及び静翼列４１に跨って軸方向Ｄａに延在している。主流路１５は、後述する静翼４２が配置されている環状の空間によって一部が形成されている。

【0022】

静翼列４１は、径方向Ｄｒにおけるケーシング１０の内側Ｄｒｉに固定されている。た複数の静翼列４１を備えている。静翼列４１は、軸方向Ｄａに間隔を空けて複数配置されている。本実施形態の静翼列４１は、例えば、軸方向Ｄａで最も上流側Ｄａｕに位置する静翼列４１から、軸方向Ｄａで最も下流側Ｄａｄに位置する静翼列４１までの、計７つが配置されている。各静翼列４１は、それぞれ対応する一の動翼列３１に対して上流側Ｄａｕに並んで配置されている。

【0023】

各静翼列４１は、周方向Ｄｃに並ぶ複数の静翼４２を有している。静翼４２は、周方向Ｄｃに間隔を開けて複数配置されている。静翼４２は、径方向Ｄｒにおけるケーシング１０の内側Ｄｒｉに固定されている。静翼４２は、ケーシング１０の内周面に固定されている。ケーシング１０の内周面は、ケーシング１０において径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉを向いて主流路１５に面する面である。ケーシング１０の内周面は、静翼４２が固定された位置と軸方向Ｄａにずれた位置で動翼３２の先端と対向する面である。

【0024】

動翼列３１と、この動翼列３１の上流側Ｄａｕに並ぶ一つの静翼列４１との組毎によって、一つの段５０が形成されている。つまり、軸方向Ｄａに並ぶ動翼３２及び静翼４２の対によって一つの段５０が構成されている。したがって、周方向Ｄｃに並ぶ複数の動翼３２に対して、周方向Ｄｃに並ぶ複数の静翼４２が軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕに配置されている。本実施形態の蒸気タービン１は、図２においては７つの動翼列３１のそれぞれに対して静翼列４１が配置されている。そのため、７つの段５０を備えている。つまり、本実施形態の蒸気タービン１は、上流側Ｄａｕから下流側Ｄａｄへ順に、第一段５０Ａ、第二段５０Ｂ、第三段５０Ｃ、第四段５０Ｄ、第五段５０Ｅ、第六段５０Ｆ、及び第七段５０Ｇの動翼列３１及び静翼列４１を備えている。

【0025】

また、図３に示すように、本実施形態の蒸気タービン１では、ケーシング１０は、主流路１５を流通する水滴が流入可能なるケーシング開口部１７を有している。ケーシング開口部１７は、主流路１５において径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに移動した水滴を外部へと排出するドレンキャッチャーである。ケーシング開口部１７は、動翼３２の先端と対向するケーシング１０の内周面で開口している。ケーシング開口部１７は、少なくとも一つの段５０に対して、動翼３２に対して軸方向Ｄａの下流側Ｄａｄ、かつ、さらに下流側Ｄａｄに位置する次の段５０の静翼４２に対して軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕで開口している。したがって、ケーシング開口部１７は、軸方向Ｄａにおいて、隣接する段５０の間に形成されている。本実施形態では、ケーシング開口部１７は、第五段５０Ｅ及び第六段５０Ｆの動翼３２に対して軸方向Ｄａの下流側Ｄａｄに配置されている。つまり、ケーシング開口部１７は、第五段５０Ｅの動翼３２に対して軸方向Ｄａの下流側Ｄａｄ、かつ、第六段５０Ｆの静翼４２に対して軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕに配置されている。また、ケーシング開口部１７は、第六段５０Ｆの動翼３２に対して軸方向Ｄａの下流側Ｄａｄ、かつ、第七段５０Ｇの静翼４２に対して軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕに配置されている。ケーシング開口部１７は、動翼３２に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに配置されている。これにより、ケーシング開口部１７には、動翼３２によって径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに向かって飛散するように飛ばされた水滴が流入する。

【0026】

また、本実施形態の少なくとも一つの段５０に配置された動翼３２は、自身の翼面である動翼面３０に複数の動翼親水性部３Ａを有している。本実施形態では、第五段５０Ｅ及び第六段５０Ｆの動翼３２が動翼親水性部３Ａを有しているが、第六段５０Ｆを例に挙げて説明する。

【0027】

動翼親水性部３Ａのそれぞれは、動翼面３０に付着した水滴をケーシング開口部１７に向かって導いている。動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に比べて親水性が高く形成されている。つまり、動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に比べて、水滴が付着しやすくなっている。動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に対して親水性を高めるために、付着した水滴に対する表面の接触角を小さくされている。具体的には、動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に対して、コーティング、エッチング、紫外線照射、ブラスト、又は酸素プラズマ等のよる表面処理を施すことで形成されている。動翼親水性部３Ａは、ケーシング開口部１７に向かうように、軸線Ａｒに対して傾斜する直線状をなして延びている。動翼親水性部３Ａは、動翼３２の前縁から後縁まで、軸方向Ｄａにおいて隙間なく延びている。複数（本実施形態では五本）の動翼親水性部３Ａは、径方向Ｄｒに延びる動翼面３０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて形成されている。つまり、複数の動翼親水性部３Ａは、径方向Ｄｒで互いに重ならないように、互いに離れて形成されている。これにより、複数の動翼親水性部３Ａは、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒに並ぶ縞状に形成されている。周方向Ｄｃから見た際に、軸線Ａｒに対する複数の動翼親水性部３Ａの傾きは、径方向Ｄｒにおいてロータ軸２１に近い位置に配置されるほど大きくされている。つまり、動翼３２の根本付近から延びる動翼親水性部３Ａは、径方向Ｄｒに延びるように、軸線Ａｒに対して垂直に近い角度で伸びている。一方、動翼３２の先端付近から延びる動翼親水性部３Ａは、軸方向Ｄａに延びるように、軸線Ａｒに対して平行に近い角度で伸びている。複数の動翼親水性部３Ａは、径方向Ｄｒにおいて動翼面３０の全域にわたって形成されている。

【0028】

また、本実施形態の少なくとも一つの段５０に配置された静翼４２は、ドレン吸込口４５と、自身の翼面である静翼面４０に複数の静翼親水性部４Ａとを有している。本実施形態では、第五段５０Ｅ及び第六段５０Ｆの静翼４２がドレン吸込口４５及び静翼親水性部４Ａを有している。つまり、動翼親水性部３Ａを有する動翼３２と段５０を形成する静翼４２は、ドレン吸込口４５及び静翼親水性部４Ａを有している。

【0029】

ドレン吸込口４５は、静翼面４０に付着した水滴が流入可能とされている。ドレン吸込口４５は、径方向Ｄｒに延びる静翼面４０で開口している。ドレン吸込口４５は、回収した水滴を静翼４２の内部に形成されたドレン回収路（不図示）へと送り、静翼面４０に付着した水滴を外部へと排出する。ドレン吸込口４５は、径方向Ｄｒにおいて、静翼４２の中央付近から径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏの端部にわたって形成されている。つまり、ドレン吸込口４５は、径方向Ｄｒに延びる一つの長い溝のように、静翼面４０に形成されている。ドレン吸込口４５は、軸方向Ｄａにおいて、静翼４２の中心よりも後縁に寄った位置に形成されている。

【0030】

静翼親水性部４Ａのそれぞれは、静翼面４０に付着した水滴をドレン吸込口４５に向かって導いている。静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に比べて親水性が高く形成されている。つまり、静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に比べて、水滴が付着しやすくなっている。静翼親水性部４Ａは、下流に配置された動翼３２の動翼親水性部３Ａと同程度の親水性を有している。静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に対して親水性を高めるために、付着した水滴に対する表面の接触角を小さくされている。具体的には、静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に対して、コーティング、エッチング、紫外線照射、ブラスト、酸素プラズマ等のよる表面処理を施すことで形成されている。静翼親水性部４Ａは、動翼親水性部３Ａと同じ方法で形成されていてもよく、異なる方法で形成されていてもよい。静翼親水性部４Ａは、ドレン吸込口４５に向かうように、軸線Ａｒに対して傾斜する直線状をなして延びている。静翼親水性部４Ａは、静翼４２の前縁からドレン吸込口４５まで、軸方向Ｄａにおいて隙間なく延びている。複数（本実施形態では五本）の静翼親水性部４Ａは、径方向Ｄｒに延びる静翼面４０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて形成されている。つまり、複数の静翼親水性部４Ａは、径方向Ｄｒで互いに重ならないように、互いに離れて形成されている。これにより、複数の静翼親水性部４Ａは、周方向Ｄｃから見た際に、径方向Ｄｒに並ぶ縞状に形成されている。周方向Ｄｃから見た際に、軸線Ａｒに対する複数の静翼親水性部４Ａの傾きは、径方向Ｄｒにおいてロータ軸２１に近い位置に配置されるほど大きくされている。つまり、動翼３２の根本付近から延びる静翼親水性部４Ａは、径方向Ｄｒに延びるように、軸線Ａｒに対して垂直に近い角度で伸びている。一方、動翼３２の先端付近から延びる静翼親水性部４Ａは、軸方向Ｄａに延びるように、軸線Ａｒに対して平行に近い角度で伸びている。複数の静翼親水性部４Ａは、径方向Ｄｒにおいて静翼面４０の全域にわたって形成されている。また、周方向Ｄｃから見た際に、静翼親水性部４Ａの傾きは、下流側Ｄａｄに配置された動翼３２に形成されて径方向Ｄｒで重なる位置に配置された動翼親水性部３Ａの傾きに比べて小さい。つまり、周方向Ｄｃから見た際に、軸方向Ｄａで並んで位置する静翼親水性部４Ａと動翼親水性部３Ａとの傾きを比較した場合、動翼親水性部３Ａの傾きが静翼親水性部４Ａの傾きよりも大きく形成されている。

【0031】

（作用効果）
上記構成の蒸気タービン１は、静翼４２及び動翼３２は、軸方向Ｄａの上流側Ｄａｕから下流側Ｄａｄに向かって蒸気Ｓが流通する主流路１５内に配置されている。主流路１５内では、蒸気Ｓの圧力低下とともに、蒸気Ｓ内に水滴が発生する。そのため、下流側Ｄａｄの最終段５０Ｇに近づくにしたがって水滴が発生し易くなる。その結果、蒸気Ｓは、水滴を含んだ状態で主流路１５内を流通している。蒸気Ｓが静翼４２や動翼３２付近を流れる場合には、蒸気Ｓ中の水滴は、慣性によって微細な水滴として静翼面４０や動翼面３０に付着する。その結果、静翼面４０や動翼面３０には水滴（ドレン）が付着する。そして、静翼面４０や動翼面３０に付着した水滴は、静翼面４０や動翼面３０に沿って前縁から後縁に向かって液膜を形成するように流れる。

【0032】

具体的には、静翼面４０に付着した水滴は、後縁の端部に向かう途中で、静翼親水性部４Ａに接触する。静翼親水性部４Ａに接触した水滴は、静翼親水性部４Ａの親水性が静翼面４０の親水性よりも高いため、静翼親水性部４Ａが形成されていない静翼面４０に戻ることなく、静翼親水性部４Ａ上を流れ続ける。ここで、複数の静翼親水性部４Ａは、ドレン吸込口４５に向かって水滴を導くように形成されている。そのため、静翼親水性部４Ａ上を流れた水滴は、後縁の端部に向かって流れる途中で静翼親水性部４Ａ上から、その静翼４２自身に形成されたドレン吸込口４５に流れ込む。ドレン吸込口４５に流入した水滴は、ケーシング１０の外部へと排出される。

【0033】

その際、静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて複数形成されている。そのため、静翼面４０に対して径方向Ｄｒのどの位置に蒸気Ｓが多く集まって流れていても、複数の静翼親水性部４Ａのいずれかと接触させることができる。また、直線状に延びる複数の静翼親水性部４Ａが、径方向Ｄｒに間隔を開けて細かく配置されることで、静翼面４０の広い領域を覆うように一つの親水性部が大きく形成される場合に比べて、静翼親水性部４Ａに付着した水滴を意図した方向へ誘導しやすくなる。つまり、ドレン吸込口４５に向けて直線状に延びる静翼親水性部４Ａに付着した水滴の流れをドレン吸込口４５に向けて安定して誘導することができる。したがって、蒸気タービン１の運転条件によって変化する静翼面４０の流れ場の影響を受けにくくし、静翼親水性部４Ａ上の液滴や液膜をドレン吸込口４５に安定して流入させることができる。

【0034】

また、動翼面３０に付着した水滴は、後縁の端部に向かう途中で、動翼親水性部３Ａに接触する。動翼親水性部３Ａに接触した水滴は、動翼親水性部３Ａの親水性が動翼面３０の親水性よりも高いため、動翼親水性部３Ａが形成されていない動翼面３０に戻ることなく、動翼親水性部３Ａ上を流れ続ける。ここで、複数の静翼親水性部４Ａは、ケーシング開口部１７に向かって水滴を導くように形成されている。そのため、動翼親水性部３Ａ上を流れた水滴は、後縁の端部から離れた際に、ケーシング開口部１７に向かうように勢いがついて飛ばされる。したがって、動翼親水性部３Ａ上を流れた水滴は、後縁の端部から離れた後に、軸方向Ｄａにおいて隣接するように形成されたケーシング開口部１７に流れ込む。ケーシング開口部１７に流入した水滴は、ケーシング１０の外部へと排出される。

【0035】

その際、動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて複数形成されている。そのため、動翼面３０に対して径方向Ｄｒのどの位置に蒸気Ｓが多く集まって流れていても、複数の動翼親水性部３Ａのいずれかと接触させることができる。また、直線状に延びる複数の動翼親水性部３Ａが、径方向Ｄｒに間隔を開けて細かく配置されることで、動翼面３０の広い領域を覆うように一つの親水性部が大きく形成される場合に比べて、動翼親水性部３Ａに付着した水滴を意図した方向へ誘導しやすくなる。つまり、ケーシング開口部１７に向けて直線状に延びる動翼親水性部３Ａに付着した水滴の流れをケーシング開口部１７に向けて安定して誘導することができる。したがって、蒸気タービン１の運転条件によって変化する動翼面３０の流れ場の影響を受けにくくし、動翼親水性部３Ａ上の液滴や液膜をケーシング開口部１７に安定して流入させることができる。

【0036】

このように径方向Ｄｒに互いに離れて配置された複数の静翼親水性部４Ａ及び複数の動翼親水性部３Ａによって、主流路１５の蒸気Ｓの流れに依存することなく、水滴をドレン吸込口４５やケーシング開口部１７のように水滴を排出するための開口に効率よく誘導することができる。

【0037】

また、複数の動翼親水性部３Ａにおいて、軸線Ａｒに対する傾きは、径方向Ｄｒの最も内側Ｄｒｉであるロータ軸２１に近い位置に配置される動翼親水性部３Ａほど大きくされている。そのため、動翼３２において最も径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉである根本付近に付着した水滴も、動翼親水性部３Ａによって、ケーシング開口部１７へ高い精度で送ることができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0038】

また、複数の静翼親水性部４Ａにおいて、軸線Ａｒに対する傾きは、径方向Ｄｒの最も内側Ｄｒｉであるロータ軸２１に近い位置に配置される静翼親水性部４Ａほど大きくされている。そのため、静翼４２において最も径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉである根本付近に付着した液体も、静翼親水性部４Ａによって、ドレン吸込口４５へ高い精度で送ることができる。したがって、静翼面４０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0039】

また、静翼親水性部４Ａは、静翼４２の前縁からドレン吸込口４５まで延びている。したがって、静翼４２の前縁付近に付着した水滴も安定してドレン吸込口４５へ送ることができる。したがって、静翼面４０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0040】

また、周方向Ｄｃから見た際に、複数の動翼親水性部３Ａの軸線Ａｒに対する傾きは、径方向Ｄｒにおいて同じ位置に配置される複数の静翼親水性部４Ａの軸線Ａｒに対する傾きよりも大きい。そのため、動翼３２の先端と対向するケーシング１０の内周面で開口し、動翼３２に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに位置するケーシング開口部１７まで、動翼親水性部３Ａ上を流れる水滴を高い精度で送ることができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0041】

また、動翼親水性部３Ａは、動翼３２の前縁から後縁まで延びている。したがって、動翼３２の前縁付近に付着した水滴も安定して後縁まで送り、ケーシング開口部１７まで飛ばすことができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0042】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0043】

例えば、動翼列３１及び静翼列４１の段数等をはじめとして、蒸気タービン１の各部の構成については、適宜変更することが可能である。つまり、蒸気タービン１は、本実施形態のように七段（七つの動翼列３１及び静翼列４１）を有する構造に限定されるものではない。したがって、蒸気タービン１は、本実施形態のように６段以下であってもよく、８段以上であってもよい。

【0044】

また、静翼親水性部４Ａが形成される静翼４２及び動翼親水性部３Ａが形成される動翼３２は、本実施形態の第五段５０Ｅ及び第六段５０Ｆのように、複数の段５０の一部だけであることに限定されるものではない。静翼親水性部４Ａが形成される静翼４２及び動翼親水性部３Ａが形成される動翼３２は、全ての段５０に形成されていてもよい。また、静翼親水性部４Ａが形成される静翼４２及び動翼親水性部３Ａが形成される動翼３２は、一部の段５０に形成される場合であっても、最終段５０Ｇを含む領域に形成されていてもよい。

【0045】

また、静翼親水性部４Ａ及び動翼親水性部３Ａの形成される本数や形状は、本実施形態のような形状に限定されるものではない。例えば、静翼親水性部４Ａ及び動翼親水性部３Ａは、直線状であることに限定されるものではなく、曲線状に形成されていてもよい。

【0046】

＜付記＞
実施形態に記載の蒸気タービン１は、例えば以下のように把握される。

【0047】

（１）第１の態様に係る蒸気タービン１は、軸線Ａｒを中心として回転可能とされているロータ軸２１と、前記軸線Ａｒを基準とする径方向Ｄｒにおける前記ロータ軸２１の外側に固定された複数の動翼３２と、前記ロータ軸２１及び複数の前記動翼３２を前記径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏから覆い、内部に蒸気Ｓが流通可能な主流路１５が形成されたケーシング１０と、前記径方向Ｄｒにおける前記ケーシング１０の内側Ｄｒｉに固定され、複数の前記動翼３２に対して軸方向Ｄａの第一側に配置された複数の静翼４２と、を備え、前記軸方向Ｄａに並ぶ前記動翼３２及び前記静翼４２の対によって構成される段５０を複数有し、前記ケーシング１０は、少なくとも一つの前記段５０において、前記動翼３２に対して前記軸方向Ｄａの第二側で、前記動翼３２の先端と対向する内周面で開口し、前記主流路１５を流通する水滴が流入可能なケーシング開口部１７を有し、少なくとも一つの前記段に配置された前記動翼３２は、前記径方向Ｄｒに延びる動翼面３０に対して前記径方向Ｄｒに間隔を開けて形成されて、前記動翼面３０に付着した前記水滴を前記ケーシング開口部１７に向かって導く複数の動翼親水性部３Ａを有し、少なくとも一つの前記段５０に配置された前記静翼４２は、前記径方向Ｄｒに延びる静翼面４０で開口し、前記静翼面４０に付着した前記水滴が流入可能なドレン吸込口４５と、前記静翼面４０に対して前記径方向Ｄｒに間隔を開けて形成されて、前記静翼面４０に付着した前記水滴を前記ドレン吸込口４５に向かって導く複数の静翼親水性部４Ａとを有する。

【0048】

このような蒸気タービン１では、静翼面４０に付着した水滴は、静翼親水性部４Ａに接触する。静翼親水性部４Ａ上を流れた水滴は、ドレン吸込口４５に流れ込む。その際、静翼親水性部４Ａは、静翼面４０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて複数形成されている。そのため、静翼面４０に対して径方向Ｄｒのどの位置に蒸気Ｓが多く集まって流れていても、複数の静翼親水性部４Ａのいずれかと接触させることができる。また、複数の静翼親水性部４Ａが径方向Ｄｒに間隔を開けて配置されることで、静翼面４０の広い領域を覆うように親水性部が形成されている場合に比べて、静翼親水性部４Ａに付着した水滴を意図した方向へ誘導することができる。つまり、静翼親水性部４Ａに付着した水滴の流れをドレン吸込口４５に向けて安定して誘導することができる。したがって、蒸気タービン１の運転条件によって変化する静翼面４０の流れ場の影響を受けにくくし、静翼親水性部４Ａ上の液滴や液膜をドレン吸込口４５に安定して流入させることができる。

【0049】

また、動翼面３０に付着した水滴は、動翼親水性部３Ａに接触する。動翼親水性部３Ａ上を流れた水滴は、ケーシング開口部１７に向かうように勢いがついて飛ばされる。したがって、動翼親水性部３Ａ上を流れた水滴は、ケーシング開口部１７に流れ込む。その際、動翼親水性部３Ａは、動翼面３０に対して径方向Ｄｒに間隔を開けて複数形成されている。そのため、動翼面３０に対して径方向Ｄｒのどの位置に蒸気Ｓが多く集まって流れていても、複数の動翼親水性部３Ａのいずれかと接触させることができる。また、複数の動翼親水性部３Ａが、径方向Ｄｒに間隔を開けて配置されることで、動翼面３０の広い領域を覆うように親水性部が形成されている場合に比べて、動翼親水性部３Ａに付着した水滴を意図した方向へ誘導することができる。つまり、動翼親水性部３Ａに付着した水滴の流れをケーシング開口部１７に向けて安定して誘導することができる。したがって、蒸気タービン１の運転条件によって変化する動翼面３０の流れ場の影響を受けにくくし、動翼３２親水性表面上の液滴や液膜をケーシング開口部１７に安定して流入させることができる。

【0050】

このように径方向Ｄｒに互いに離れて配置された複数の静翼親水性部４Ａ及び複数の動翼親水性部３Ａによって、主流路１５の蒸気Ｓの流れに依存することなく、水滴をドレン吸込口４５やケーシング開口部１７のような開口に効率よく誘導することができる。

【0051】

（２）第２の態様に係る蒸気タービン１は、（１）の蒸気タービン１であって、複数の前記動翼親水性部３Ａの前記軸線Ａｒに対する傾きは、前記径方向Ｄｒにおいて前記ロータ軸２１に近い位置に配置されるほど大きくされている。

【0052】

これにより、動翼３２において最も径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉである根本付近に付着した水滴も、動翼親水性部３Ａによって、ケーシング開口部１７へ高い精度で送ることができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0053】

（３）第３の態様に係る蒸気タービン１は、（１）又は（２）の蒸気タービン１であって、複数の前記静翼親水性部４Ａの前記軸線Ａｒに対する傾きは、前記径方向Ｄｒにおいて前記ロータ軸２１に近い位置に配置されるほど大きく形成されている。

【0054】

これにより、静翼４２において最も径方向Ｄｒの内側Ｄｒｉである根本付近に付着した水滴も、静翼親水性部４Ａによって、ドレン吸込口４５へ高い精度で送ることができる。したがって、静翼面４０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0055】

（４）第４の態様に係る蒸気タービン１は、（１）から（３）の何れか一つの蒸気タービン１であって、複数の前記動翼親水性部３Ａの前記軸線Ａｒに対する傾きは、複数の前記静翼親水性部４Ａの前記軸線Ａｒに対する傾きよりも大きい。

【0056】

これにより、動翼３２に対して径方向Ｄｒの外側Ｄｒｏに位置するケーシング開口部１７まで、動翼親水性部３Ａ上を流れる水滴を高い精度で送ることができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0057】

（５）第５の態様に係る蒸気タービン１は、（１）から（４）の何れか一つの蒸気タービン１であって、前記静翼親水性部４Ａは、前記静翼４２の前縁から前記ドレン吸込口４５まで延びている。

【0058】

これにより、静翼４２の前縁付近に付着した水滴も安定してドレン吸込口４５へ送ることができる。したがって、静翼面４０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【0059】

（６）第６の態様に係る蒸気タービン１は、（１）から（５）の何れか一つの蒸気タービン１であって、前記動翼親水性部３Ａは、前記動翼３２の前縁から後縁まで延びている。

【0060】

これにより、動翼３２の前縁付近に付着した水滴も安定して後縁まで送り、ケーシング開口部１７まで飛ばすことができる。したがって、動翼面３０に付着した水滴の回収効率を向上させることができる。

【符号の説明】

【0061】

１…蒸気タービン
Ｓ…蒸気
Ａｒ…軸線
２０…ロータ
２１…ロータ軸
２２…軸芯部
２３…ディスク部
３１…動翼列
３２…動翼
３０…動翼面
３Ａ…動翼親水性部
１０…ケーシング
１１…ノズル室
１２…流路室
１３…排気室
１５…主流路
５０…段
５１…排気ケーシング
７０…ディフューザ
１７…ケーシング開口部
４１…静翼列
４２…静翼
４０…静翼面
４５…ドレン吸込口
４Ａ…静翼親水性部
Ｄａ…軸方向
Ｄａｕ…上流側
Ｄａｄ…下流側
Ｄｒ…径方向
Ｄｒｉ…内側
Ｄｒｏ…外側
Ｄｃ…周方向

【図1】

【図2】

【図3】