特許 7362512 タービン排気室及びタービン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-06

(45)【発行日】2023-10-17

(54)【発明の名称】タービン排気室及びタービン

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/30 20060101AFI20231010BHJP

【ＦＩ】

F01D25/30 A

F01D25/30 B

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020032261

(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公開番号】P2021134736

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-08-05

(73)【特許権者】

【識別番号】518131296

【氏名又は名称】三菱重工マリンマシナリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】谷口 直

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 亮

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 英司

【審査官】古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５６－０２５００２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０６４１９４４８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００６－０８３８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０１５９０５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭４９－１０８４０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ ２５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシングと、
該ケーシングの内部に設けられ、タービン動翼を通過した流体が流れ込む排気流路を前記ケーシングと共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーンと、
を備え、
前記ベアリングコーンの前記排気流路側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝が円周方向に亘って形成され、
前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における終端を含んでいるタービン排気室。

【請求項2】

前記ベアリングコーンの前記軸線方向において、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端から前記凹溝の前記流体流れ方向における始端までの距離をＨ、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端から終端までの距離をＬとしたとき、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９とされている請求項１に記載のタービン排気室。

【請求項3】

前記ベアリングコーンの前記半径方向において、前記凹溝のうち最も内側に位置する部分は、前記ベアリングコーンの前記流体流れ方向における始端よりも外側に位置している請求項１又は２に記載のタービン排気室。

【請求項4】

前記凹溝の前記流体流れ方向における始端を頂点として、前記凹溝の前記流体流れ方向における始端に接続された前記凹溝の面と前記凹溝の前記流体流れ方向における始端から延長された前記ベアリングコーンの面とがなす角度をθとしたとき、２０°≦θ≦１５０°とされている請求項１から３のいずれかに記載のタービン排気室。

【請求項5】

前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記円周方向において深さに分布を持っている請求項１から４のいずれかに記載のタービン排気室。

【請求項6】

前記凹溝は、前記ベアリングコーンの前記軸線に対して１８０°対称となる二箇所が最も深くされている請求項５に記載のタービン排気室。

【請求項7】

前記二箇所は、互いに水平方向に位置している請求項６に記載のタービン排気室。

【請求項8】

前記凹溝は、鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている請求項５から７のいずれかに記載のタービン排気室。

【請求項9】

前記凹溝は、鉛直方向に対応する二箇所の深さがゼロとされている請求項８に記載のタービン排気室。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載のタービン排気室と、
前記タービン動翼が設けられたタービンロータと、
を備えているタービン。

【請求項11】

復水器を備え、
該復水器は、前記タービン排気室の鉛直方向下方に設置され、
前記凹溝は、互いに水平方向に位置する二箇所が最も深くされているとともに前記鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている請求項１０に記載のタービン。

【請求項12】

前記タービンロータは、所定の方向にのみ回転する請求項１０又は１１に記載のタービン。

【請求項13】

前記タービンロータは、いずれの方向にも回転する請求項１０又は１１に記載のタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タービン排気室及びタービンに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば蒸気タービンの排気室において、タービン動翼を通過した蒸気がケーシングに衝突してはね返ることでベアリングコーンに沿って逆流することがある。蒸気が逆流した場合、順方向（動翼から排気室へ向かう方向）に蒸気が流通するための流路の有効断面積が減少するので、蒸気タービンとしての性能が低下してしまう。このため、ベアリングコーンに沿った蒸気の逆流を低減することが要求されている。

【0003】

蒸気の逆流を低減する対策例としては、排気室の壁面に境界層吸込み機構を設けて逆流を抑制する方法や、排気室の軸方向に凹部を形成して逆流をその凹部に案内する方法がある。

【0004】

また、特許文献１には、排気室の後方に半径方向チャンネルを設けて、排気室内の蒸気を下方に導く構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１３７４６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

境界層吸込み機構や排気室の軸方向に凹部を設けた場合、タービン動翼近傍における蒸気の逆流を効率的に低減できない可能性がある。また、特許文献１の構成では、蒸気タービンの大型化や複雑化が懸念される。

【0007】

本開示は、このような事情に鑑みてなされてものであって、ベアリングコーンに沿った流体の逆流を低減できるタービン排気室及び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、本開示のタービン排気室及びタービンは以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係るタービン排気室は、ケーシングと、該ケーシングの内部に設けられ、タービン動翼を通過した流体が流れ込む排気流路を前記ケーシングと共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーンと、を備え、前記ベアリングコーンの前記排気流路側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝が円周方向に亘って形成されている。

【0009】

また、本開示の一態様に係るタービンは、蒸気のタービン排気室と、前記タービン動翼が設けられたタービンロータと、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、ベアリングコーンに沿った流体の逆流を低減できるタービン排気室及びタービンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の一実施形態に係るタービン排気室及びタービンの回転軸線を通る断面図である。

【図2】比較例としてのタービン排気室及びタービンの回転軸線を通る断面図である。

【図3】図１に示すタービン排気室の部分拡大図である。

【図4】アスターンタービンのタービン排気室の部分拡大図である。

【図5】図１に示すタービン排気室の部分拡大図である。

【図6】凹溝の深さ分布を示した図である。

【図7】凹溝の深さ分布をグラフ化した図である。

【図8】凹溝の深さ分布を示した図である。

【図9】比較例としてのタービン排気室の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の一実施形態に係るタービン排気室及びタービンついて図を参照して説明する。

【0013】

まず、タービン１の構成について説明する。
図１に示すように、タービン１は、例えば軸流タービンとされ、タービン動翼１２が取り付けられたタービンロータ１０と、タービンロータ１０の一部を包囲するケーシング３０と、ケーシング３０と共に排気流路２１を画定するベアリングコーン４０と、を備えている。

【0014】

タービンロータ１０は、タービン動翼１２が流体（例えば、蒸気）から受ける反力によって回転軸線Ｃ周りに回転する。なお、タービン動翼１２から流出した直後の蒸気は、図１において左側からに右側に向かって流れている。

【0015】

ケーシング３０は、タービンロータ１０の一部を回転軸線Ｃ周りに包囲している。また、ケーシング３０の内部（半径方向内側）には、ベアリングコーン４０が設置されており、ケーシング３０と共にタービン排気室２０を形成している。

【0016】

ケーシング３０とベアリングコーン４０とによって形成されているタービン排気室２０は、その内部が排気流路２１とされている。すなわち、排気流路２１は、ケーシング３０とベアリングコーン４０とによって画定されている。

【0017】

排気流路２１はタービン動翼１２を通過した蒸気が流れ込む流路であり、また、タービン動翼１２を通過した蒸気を復水器（図示せず）まで導くための流路である。

【0018】

図示しない復水器は、例えば、図１の下方（タービン１の鉛直方向下方に相当）に設置されている。この場合、タービン動翼１２を通過した蒸気は、タービン排気室２０の内部（排気流路２１）で流れの向きが変更されつつ下方の復水器（図示せず）に向かって導かれる。

【0019】

次に、ベアリングコーン４０の詳細な構成について説明する。
ベアリングコーン４０は、上述の通り、ケーシング３０と共に排気流路２１を画定する部材であり、タービン動翼１２に隣接して配置されている。

【0020】

ベアリングコーン４０は、タービン動翼１２から流出した直後の蒸気流れの方向沿って外周面の半径が漸次増大した略円錐形状とされている。このとき、ベアリングコーン４０の軸線は、タービンロータ１０の回転軸線Ｃと一致している。

【0021】

ベアリングコーン４０の半径方向内側には、タービンロータ１０を軸支するための軸受（図示せず）が設置されている。すなわち、ベアリングコーン４０は、タービンロータ１０用の軸受を覆っているカバーでもある。

【0022】

本実施形態において、ベアリングコーン４０の排気流路２１側の表面には、凹溝５０が形成されている。
凹溝５０は、ベアリングコーン４０の表面が半径方向内側に所定の深さを持って窪むように、かつ、ベアリングコーン４０の周方向に亘って形成された溝である。
凹溝５０は、ベアリングコーン４０の軸線方向において、一部の区間にのみ形成されている。図１の場合、凹溝５０は、ベアリングコーン４０の軸線方向において、ベアリングコーン４０の終端４２から約１／３程度の一部区間にのみ形成されている。

【0023】

上記のように凹溝５０を設けることによって、タービン動翼１２を通過して排気流路２１に流れ込んだ後にケーシング３０の側壁３１に衝突してはね返りベアリングコーン４０に沿って逆流しようとする蒸気を凹溝５０に導いて留めることができる。これにより、ベアリングコーン４０に沿った蒸気の逆流を低減できる。

【0024】

比較例としての図２に示すように、凹溝５０が形成されていないベアリングコーン１４０の場合、タービン動翼１１２を通過して排気流路１２１に流れ込んだ後にケーシング１３０の側壁１３１に衝突してはね返った蒸気は、そのままベアリングコーン１４０に沿ってタービン動翼１１２に向かって逆流してしまう。この場合、逆流が生じている領域Ｒ１の分だけ排気流路１２１の有効断面積が縮小してしまい、タービン排気室１２０の性能が低下する可能性がある。

【0025】

次に、凹溝５０の詳細な構成について説明する。
［凹溝５０の始端５１について］
図３に示すように、凹溝５０は、ベアリングコーン４０の軸線方向において、ベアリングコーン４０の始端４１から凹溝５０の始端５１までの距離をＨ、ベアリングコーン４０の始端４１から終端４２までの距離（排気室長）をＬとしたとき、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９とされていることが好ましい。

【0026】

上記のようにＨ／Ｌの範囲を設定することで、タービン動翼１１２に向かって逆流しようとする蒸気を効率的に凹溝５０に導くことができる。

【0027】

ここで言うベアリングコーン４０の始端４１とは、タービン動翼１２から流出した直後の蒸気流れの方向の上流側に位置している端部であり、タービン動翼１２側の端部でもある。一方、ベアリングコーン４０の終端４２とは、蒸気流れの方向の下流側に位置している端部であり、ケーシング３０の側壁３１側の端部である。このとき、ベアリングコーン４０の終端４２とケーシング３０の側壁３１とは接続されていてもよい。
また、凹溝５０の始端５１とは、タービン動翼１２から流出した直後の蒸気流れの方向の上流側に位置している端部であり、ベアリングコーン４０のうち凹溝５０が形成されている部分と形成されていない部分（本来のベアリングコーン４０）との境界に位置している端部である。

【0028】

なお、図３に示すような通常のタービンに設けられるタービン排気室２０の場合、０．５≦Ｈ／Ｌ≦０.７であればより好ましい。これによって、ベアリングコーン４０の始端４１と凹溝５０の始端５１とを離間させることができ、凹溝５０に導かれた蒸気がタービン動翼１２まで逆流することを更に低減できる。
ここで言う通常のタービンとは、例えばアスターンタービンのようにタービンロータが逆回転可能なタービンではなく、所定の方向にのみ回転するようなタービンのことである。

【0029】

一方、図４に示すように、タービン排気室２０Ｂが通常のタービン排気室２０（図３参照）に比べて軸線方向に長いアスターンタービンの場合、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９の範囲であればよい。

【0030】

［凹溝５０の底面５３の位置について］
図３に示すように、ベアリングコーン４０の半径方向において、凹溝５０の底面５３のうち最も内側に位置する部分が、ベアリングコーン４０の始端４１よりも外側に位置していることが好ましい。

【0031】

この構成によれば、凹溝５０の深さが過剰に深くなることを防止して、凹溝５０の加工性を向上させることができる。また、タービン動翼１２に向かって逆流しようとする蒸気を効率的に凹溝５０に導くことができる。
また、タービン動翼１２からベアリングコーン４０に沿って流れて凹溝５０に流入する蒸気を考えたとき、凹溝５０が深すぎると、始端４１近傍の凹溝５０で淀みが発生しやすくなる。淀みが発生すると、ケーシング３０の側壁３１に衝突してはね返り凹溝５０に導かれた蒸気と干渉してしまい損失が発生する可能性がある。そこで、凹溝５０の深さを定めておくことで淀みの発生を抑制することができる。
また、凹溝５０が深すぎると、タービン１を構成する他の部材（図示せず）に干渉するおそれがあり設計の難度が上がってしまう可能性がある。

【0032】

［凹溝５０の角度について］
図５に示すように、凹溝５０の始端５１に接続された凹溝５０の面５４は、ベアリングコーン４０の延長面４５に対して所定の角度θを成していることが好ましい。

【0033】

ベアリングコーン４０の延長面４５とは、ベアリングコーン４０の始端４１から軸線方向に沿って漸次拡径しながら延びるベアリングコーン４０の面を凹溝５０の始端５１からそのまま延長させた仮想的な面である。延長面４５は、例えば、凹溝５０が形成されてない本来のベアリングコーン４０の面に一致する。

【0034】

角度θは、凹溝５０の始端５１を頂点として、凹溝５０の面５４とベアリングコーン４０の延長面４５とがなす角度であり、２０°≦θ≦１５０°であることが好ましい。

【0035】

上記のようにθの範囲を設定することで、タービン動翼１１２に向かって逆流しようとする蒸気を凹溝５０に受け入れやすくなる。

【0036】

［凹溝５０の深さ分布について］
図１等に示した凹溝５０の深さは、全周方向に亘って一定の深さである必要はなく、例えば図６及び図７に示すように、円周方向において分布があってもよい。
ここで、図６は、ベアリングコーン４０を軸線方向から見たときの凹溝５０の深さ分布を示した図である。図７は、凹溝５０の深さ分布を周方向に沿って０°から３６０°まで展開したグラフである。

【0037】

図６に示すように、水平方向を０°－１８０°としたとき、図７に示すように、凹溝５０の深さ（底面５３の位置）を、水平方向に位置する二箇所が最大深さＤｍａｘ、鉛直方向下方（２７０°）に位置する箇所が最小深さＤｍｉｎとなるように滑らかに分布させる。なお、この場合、鉛直方向下方には復水器（図示せず）が設置されている。

【0038】

上記のように、復水器が鉛直方向下方に設置されている場合、排気流路２１を流れる蒸気は、水平方向に位置する二箇所で最大の流量となる。なぜなら、当該二箇所は、鉛直方向上方から下方に向かって流れ込む蒸気と当該二箇所に直接的に流れ込む蒸気とが合流される箇所だからである。
また、排気流路２１を流れる蒸気は、鉛直方向下方に位置する箇所で最小の流量となる。なぜなら、復水器が鉛直方向下方に設置されているので、当該箇所に流れ込んだ蒸気は復水器にそのまま導かれるだけだからである。

【0039】

水平方向に位置する二箇所の深さを最大深さＤｍａｘ、鉛直方向下方に対応する箇所の深さを最小深さＤｍｉｎとすることで、蒸気の流量が大きく逆流が生じやすい二箇所で特に効率的に蒸気の逆流を低減でき、蒸気の流量が小さく逆流が生じにくい箇所では凹溝５０による流体摩擦を低減できる。

【0040】

なお、最小深さＤｍｉｎとされる箇所は鉛直方向下方の一箇所に限られず、図８に示すように、鉛直方向上方（９０°）に対応する箇所も最小深さＤｍｉｎとしてもよい。このとき、Ｄｍｉｎ＝０、すなわち、凹溝５０が形成されていない構成としてもよい。これによって、その領域では凹溝５０による流体摩擦を更に低減できる。

【0041】

また、上記の説明では復水器（図示せず）が鉛直方向下方に設置されている場合を例にして説明したが、蒸気が最終的に流れ込む位置を勘案して凹溝５０の深さ分布を決定してもよい。

【0042】

本実施形態では、以下の効果を奏する。
凹溝５０が円周方向に亘って形成されているので、ベアリングコーン４０に沿って逆流しようとする蒸気を凹溝５０に導いて留めることで、蒸気の逆流を低減できる。また、凹溝５０は、タービン動翼１２に隣接するベアリングコーン４０に形成されているので、タービン動翼１２近傍における蒸気の逆流を効果的に低減できる。これによって、タービン動翼１２からの蒸気が流れ込む排気流路２１の有効断面積の減少を抑制して、タービン排気室２０の性能の低下を抑制できる。

【0043】

また、比較例としての図９に示すように、タービン排気室２２０を軸線方向にｄＬだけ延長して流体を循環させる領域Ｒ２を確保した場合と比べて、タービン排気室２２０の大型化を回避できる。また、軸線方向にタービン排気室２２０をｄＬだけ延長して流体を循環させる領域Ｒ２を確保した場合、主流の先に領域Ｒ２が位置するので、排気流路２２１の有効断面積が減少する可能性がある。
しかし、本実施形態のように、半径方向内側に窪んだ凹溝５０であれば主流蒸気の妨げになりにくいので、排気流路２１の有効断面積の減少を抑制できる。

【0044】

また、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９としているので、逆流しようとする蒸気を効率的に凹溝５０に導くことができる。なお、Ｈ／Ｌ＜０．１の場合、ベアリングコーン４０の始端４１から凹溝５０の始端５１までの距離が短くなり、凹溝５０に導かれた蒸気がタービン動翼１２まで逆流してエロージョンが発生する可能性がある。一方、０．９＜Ｈ／Ｌの場合、凹溝５０の長さ寸法が短くなる可能性があり、逆流しようとする蒸気を凹溝５０に導いて留めることができない可能性がある。

【0045】

また、ベアリングコーン４０の半径方向において、凹溝５０のうち最も内側に位置する部分は、ベアリングコーン４０の始端４１よりも外側に位置しているので、逆流しようとする蒸気を効率的に凹溝５０に導くことができる。

【0046】

また、２０°≦θ≦１５０°としているので、逆流しようとする蒸気を排気流路２１から凹溝５０受け入れやすくなる。これによって、更に蒸気の逆流を低減できる。

【0047】

また、凹溝５０は、互いに水平方向に位置している二箇所が最も深くされているので（最大深さＤｍａｘ）、例えばタービン排気室２０の下方に復水器が設置されている場合、蒸気の流量が大きく逆流が生じやすい二箇所で効率的に蒸気の逆流を低減できる。また、凹溝５０は、鉛直方向下方に対応する箇所が最も浅くされているので（最小深さＤｍｉｎ）、流体の流量が小さく逆流が生じにくい鉛直方向下方に対応する領域では凹溝５０による流体摩擦を低減できる。

【0048】

以上の通り説明した本開示の一実施形態は、例えば以下の通り把握される。
本態様に係るタービン排気室（２０）は、ケーシング（３０）と、該ケーシング（３０）の内部に設けられ、タービン動翼（１２）を通過した流体が流れ込む排気流路２１を前記ケーシング（３０）と共に画定するとともに、軸線方向において流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーン（４０）と、を備え、前記ベアリングコーン（４０）の前記排気流路２１側の面には、半径方向内側に窪んだ凹溝（５０）が円周方向に亘って形成されている。
ここで言う流体とは、例えば蒸気である。

【0049】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、ケーシング（３０）と、ケーシング（３０）の内部に設けられ、タービン動翼（１２）を通過した流体が流れ込む排気流路２１をケーシング（３０）と共に画定するとともに、流体流れ方向の下流側に向かって外周面の半径が漸次増大するベアリングコーン（４０）と、を備え、ベアリングコーン（４０）の前記排気流路２１側の面には、径方向内側に窪んだ凹溝（５０）が円周方向に亘って形成されているので、ベアリングコーン（４０）に沿って逆流しようとする流体を凹溝（５０）に導いて留めることで、流体の逆流を低減できる。また、凹溝（５０）は、タービン動翼（１２）に隣接するベアリングコーン（４０）に形成されているので、タービン動翼（１２）近傍における流体の逆流を効果的に低減できる。これによって、タービン動翼（１２）からの流体が流通する流路（排気流路２１）の有効断面積の減少を抑制して、タービン排気室（２０）の性能の低下を抑制できる。

【0050】

また、タービン排気室（２０）を軸線方向に延長して流体を循環させる領域（Ｒ２）を確保した場合と比べて、タービン排気室（２０）の大型化を回避できる。また、軸線方向にタービン排気室（２０）を延長して流体を循環させる領域（Ｒ２）を確保した場合、主流の先に循環領域（Ｒ２）が位置するので、流路の有効断面積が減少する可能性がある。しかし、半径方向内側に窪んだ凹溝（５０）は主流の妨げになりにくいので、流路の有効断面積の減少を抑制できる。

【0051】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、前記ベアリングコーン（４０）の前記軸線方向において、前記ベアリングコーン（４０）の前記流体流れ方向における始端（４１）から前記凹溝（５０）の前記流体流れ方向における始端までの距離をＨ、前記ベアリングコーン（４０）の前記流体流れ方向における始端（４１）から終端（４２）までの距離をＬとしたとき、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９とされている。

【0052】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、ベアリングコーン（４０）の軸線方向において、ベアリングコーン（４０）の流体流れ方向における始端（４１）から凹溝（５０）の流体流れ方向における始端（５１）までの距離をＨ、ベアリングコーン（４０）の流体流れ方向における始端（４１）から終端（４２）までの距離をＬとしたとき、０．１≦Ｈ／Ｌ≦０．９とされているので、逆流しようとする流体を効率的に凹溝（５０）に導くことができる。

【0053】

なお、Ｈ／Ｌ＜０．１の場合、ベアリングコーン（４０）の始端（４１）から凹溝（５０）の始端（５１）までの距離が短くなり、凹溝（５０）に導かれた流体がタービン動翼（１２）まで逆流してエロージョンが発生する可能性がある。一方、０．９＜Ｈ／Ｌの場合、凹溝（５０）の長さ寸法が短くなる可能性があり、逆流しようとする流体を凹溝（５０）に導いて留めることができない可能性がある。

【0054】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、前記ベアリングコーン（４０）の前記半径方向において、前記凹溝（５０）のうち最も内側に位置する部分は、前記ベアリングコーン（４０）の前記流体流れ方向における始端（４１）よりも外側に位置している。

【0055】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、ベアリングコーン（４０）の半径方向において、凹溝（５０）のうち最も内側に位置する部分は、ベアリングコーン（４０）の流体流れ方向における始端（４１）よりも外側に位置しているので、逆流しようとする流体を効率的に凹溝（５０）に導くことができる。

【0056】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、前記凹溝（５０）の前記流体流れ方向における始端（５１）を頂点として、前記凹溝（５０）の前記流体流れ方向における始端（５１）に接続された前記凹溝（５０）の面（５４）と前記凹溝（５０）の前記流体流れ方向における始端（５１）から延長された前記ベアリングコーン（４０）の面（４５）とがなす角度をθとしたとき、２０°≦θ≦１５０°とされている。

【0057】

本態様に係るタービン排気室（２０）は、凹溝（５０）の流体流れ方向における始端（５１）を頂点として、凹溝（５０）の流体流れ方向における始端（５１）に接続された凹溝（５０）の面（５４）と凹溝（５０）の流体流れ方向における始端（５１）から延長されたベアリングコーン（４０）の面（４５）とがなす角度をθとしたとき、２０°≦θ≦１５０°とされているので、逆流しようとする流体を排気流路２１から凹溝（５０）に受け入れやすくなる。これによって、更に流体の逆流を低減できる。

【0058】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、前記凹溝（５０）は、前記ベアリングコーン（４０）の前記円周方向において深さに分布を持っている。

【0059】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、凹溝（５０）は、ベアリングコーン（４０）の円周方向において深さに分布を持っているので、例えば、逆流が生じやすい部分の凹溝（５０）を深くすることでその領域では効率的に流体の逆流を低減して、逆流が生じにくい部分の凹溝（５０）を浅くすることでその領域では流体摩擦を低減できる。

【0060】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、前記凹溝（５０）は、前記ベアリングコーン（４０）の前記軸線に対して１８０°対称となる二箇所が最も深くされている。

【0061】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、凹溝（５０）は、前記ベアリングコーン（４０）の前記軸線に対して１８０°対称となる二箇所が最も深くされているので、流体の流量が大きく逆流が生じやすい領域をその二箇所に対応させることで、その領域で効率的に流体の逆流を低減できる。

【0062】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、前記二箇所は、互いに水平方向に位置している。

【0063】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、二箇所は、互いに水平方向に位置しているので、例えばタービン排気室（２０）の下方に復水器が設置されている場合、流体の流量が大きく逆流が生じやすい水平方向の二箇所で効率的に流体の逆流を低減できる。

【0064】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、前記凹溝（５０）は、鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている。

【0065】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、凹溝（５０）は、鉛直方向下方に対応する箇所が最も浅くされているので、流体の流量が小さく逆流が生じにくい鉛直方向下方に対応する領域では凹溝（５０）による流体摩擦を低減できる。

【0066】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、前記凹溝（５０）は、鉛直方向に対応する二箇所の深さがゼロとされている。

【0067】

本態様に係るタービン排気室（２０）において、凹溝（５０）は、鉛直方向に対応する二箇所の深さがゼロとされているので、鉛直方向に対応する領域では凹溝（５０）が形成されていないことになり、その領域では凹溝（５０）による流体摩擦を更に低減できる。

【0068】

本態様に係るタービン（１）は、上記のタービン排気室（２０）と、前記タービン動翼（１２）が設けられたタービンロータ（１０）と、を備えている。

【0069】

本態様に係るタービン（１）は、復水器を備え、該復水器は、前記タービン排気室（２０）の鉛直方向下方に設置され、前記凹溝（５０）は、互いに水平方向に位置する二箇所が最も深くされているとともに前記鉛直方向下方に対応する一箇所が最も浅くされている。

【0070】

本態様に係るタービン（１）において、前記タービンロータ（１０）は、所定の方向にのみ回転する。

【0071】

本態様に係るタービン（１）において、前記タービンロータ（１０）は、いずれの方向にも回転する。
ここで言うタービン（１）は、例えばアスターンタービンである。

【符号の説明】

【0072】

１ タービン
１０ タービンロータ
１２ タービン動翼
２０，２０Ｂ タービン排気室
２１ 排気流路
３０ ケーシング
４０ ベアリングコーン
４１ 始端
４２ 終端
４５ 延長面
５０ 凹溝
５１ 始端
５３ 底面
５４ 面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】