(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】2023-12-07
(45)【発行日】2023-12-15
(54)【発明の名称】地熱タービン
(51)【国際特許分類】
F01D 9/02 20060101AFI20231208BHJP
F03G 4/00 20060101ALI20231208BHJP
【ＦＩ】
F01D9/02 102
F03G4/00 531
F03G4/00 551
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020122019
(22)【出願日】2020-07-16
(65)【公開番号】P2022018709
(43)【公開日】2022-01-27
【審査請求日】2023-05-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼田 亮
(72)【発明者】
【氏名】谷口 直
(72)【発明者】
【氏名】小野 恭代
【審査官】松浦 久夫
(56)【参考文献】
【文献】特開平７－２７９６１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平４－１１９３０３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－３１１７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１２７９８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００１８１７２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０１Ｄ ９／０２
Ｆ０３Ｇ ４／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロータシャフトと、前記ロータシャフトを収容するケーシングと、
前記ケーシングの内側に支持された少なくとも１つの静翼段と、
前記少なくとも１つの静翼段の蒸気流路を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管であって、前記少なくとも１つの静翼段のスロート部よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が前記蒸気流路に露出している少なくとも１つの冷却管と、を備える
地熱タービン。
【請求項2】
前記少なくとも１つの冷却管は、前記少なくとも１つの静翼段の内の最上流に配置された初段静翼の蒸気流路を通過する蒸気を冷却するように構成された請求項１に記載の地熱タービン。
【請求項3】
前記少なくとも１つの静翼段は、圧力面および負圧面を含む複数の翼本体部を含み、前記少なくとも１つの冷却管は、前記複数の翼本体部のうちの少なくとも１つの翼本体部の前縁に支持された、
請求項１又は２に記載の地熱タービン。
【請求項4】
前記少なくとも１つの冷却管は、前記ロータシャフトの周方向に沿って延在する周方向延在管を含み、前記周方向延在管は、前記複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられた、
請求項３に記載の地熱タービン。
【請求項5】
前記少なくとも１つの冷却管は、前記ロータシャフトの周方向に沿って延在する周方向延在管を含み、前記周方向延在管は、前記複数の翼本体部のうちの少なくとも１つの翼本体部の前縁に形成された第１凹部に嵌め込まれた、
請求項３に記載の地熱タービン。
【請求項6】
前記少なくとも１つの冷却管は、前記ロータシャフトの径方向に沿って延在する径方向延在管を含み、前記径方向延在管は、前記複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられた、
請求項３に記載の地熱タービン。
【請求項7】
前記少なくとも１つの冷却管は、前記ロータシャフトの径方向に沿って延在する径方向延在管を含み、前記径方向延在管は、前記複数の翼本体部の前縁に形成された、前記径方向に沿って延在する第２凹部に嵌め込まれた、
請求項３に記載の地熱タービン。
【請求項8】
前記少なくとも１つの静翼段は、圧力面および負圧面を含む複数の翼本体部と、
前記複数の翼本体部の各々の外周部を支持する外輪と、
前記複数の翼本体部の各々の内周部を支持する内輪と、を含み、
前記少なくとも１つの冷却管は、前記ロータシャフトの周方向に沿って延在する周方向延在管を含み、
前記周方向延在管は、前記外輪または前記内輪の少なくとも一方に形成された、前記周方向に沿って延在する溝部に配置された、
請求項１又は２に記載の地熱タービン。
【請求項9】
前記少なくとも１つの静翼段は、圧力面および負圧面を含む複数の翼本体部を含み、前記地熱タービンは、前記翼本体部に取り付けられたペルチェ素子であって、前記翼本体部を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部と、前記吸熱部が吸熱した熱を前記翼本体部に放熱する放熱部と、を含むペルチェ素子、をさらに備える、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の地熱タービン。
【請求項10】
前記ペルチェ素子は、前記翼本体部の前記負圧面における前記スロート部よりも上流側に取り付けられた、請求項９に記載の地熱タービン。
【請求項11】
前記少なくとも１つの静翼段は、圧力面および負圧面を含む複数の翼本体部と、
前記複数の翼本体部の各々の外周部を支持する外輪と、
前記複数の翼本体部の各々の内周部を支持する内輪と、を含み、
前記複数の翼本体部の各々は、前縁の翼高さよりも後縁の翼高さの方が大きく形成されており、
前記外輪の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの外輪側冷却通路であって、前記ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部と重複する位置に配置される少なくとも１つの外輪側冷却通路を形成する外輪側冷却通路形成部が形成されており、
前記外輪側冷却通路形成部は、前記軸方向における下流端と前記ロータシャフトの軸線との距離Ｒ１が、前記軸方向における上流端と前記ロータシャフトの前記軸線との距離Ｆ１よりも大きい第１壁面を有する、
請求項１乃至１０の何れか１項に記載の地熱タービン。
【請求項12】
前記少なくとも１つの静翼段は、圧力面および負圧面を含む複数の翼本体部と、
前記複数の翼本体部の各々の外周部を支持する外輪と、
前記複数の翼本体部の各々の内周部を支持する内輪と、を含み、
前記複数の翼本体部の各々は、前縁の翼高さよりも後縁の翼高さの方が大きく形成されており、
前記内輪の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの内輪側冷却通路であって、前記ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部と重複する位置に配置される少なくとも１つの内輪側冷却通路を形成する内輪側冷却通路形成部が形成されており、
前記内輪側冷却通路形成部は、前記軸方向における下流端と前記ロータシャフトの軸線との距離Ｒ２が、前記軸方向における上流端と前記ロータシャフトの前記軸線との距離Ｆ２よりも小さい第２壁面を有する、
請求項１乃至１１の何れか１項に記載の地熱タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、地熱タービンに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、地熱源（生産井）から得られた蒸気により地熱タービンを駆動して発電を行う地熱フラッシュ発電が利用されている。
【0003】
地熱源から噴出する高温の熱水は、カルシウムやシリカ等の物質を多く含むため、これらの物質がセパレータで除去しきれないミストとともに地熱タービンへ運ばれて地熱タービンの初段静翼に付着すると、初段静翼上に炭酸カルシウムや非晶質シリカなどのスケールが析出する。スケールが析出すると、初段静翼間の流路が狭くなり、地熱タービン（蒸気タービン）の性能低下を招く虞がある。
【0004】
特許文献１には、静翼段の翼本体部（プロファイル）の内部に冷却水通路を形成し、冷却水通路を流れる冷却水により、翼本体部を冷却して翼本体部の温度を下げることによって、スケールの付着を防止することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第３０４６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明者らの新たな知見によれば、翼本体部の壁面において発達する境界層を流れる蒸気を冷却することで、スケールの付着を効果的に抑制できる。なお、特許文献１のような、翼本体部（プロファイル）の内部に冷却水通路が形成された静翼段は、その構造が複雑なものになり、静翼段の製造費用の高額化を招く虞がある。
【0007】
上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、静翼段へのスケールの付着による蒸気流路の閉塞を抑制し、地熱タービンの効率低下を抑制できる地熱タービンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示にかかる地熱タービンは、
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを収容するケーシングと、
前記ケーシングの内側に支持された少なくとも１つの静翼段と、
前記少なくとも１つの静翼段の蒸気流路を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管であって、前記少なくとも１つの静翼段のスロート部よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が前記蒸気流路に露出している少なくとも１つの冷却管と、を備える。
ロータシャフトと、
前記ロータシャフトを収容するケーシングと、
前記ケーシングの内側に支持された少なくとも１つの静翼段と、
前記少なくとも１つの静翼段の蒸気流路を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管であって、前記少なくとも１つの静翼段のスロート部よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が前記蒸気流路に露出している少なくとも１つの冷却管と、を備える。
【発明の効果】
【0009】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、静翼段へのスケールの付着による蒸気流路の閉塞を抑制し、地熱タービンの効率低下を抑制できる地熱タービンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の一実施形態にかかる地熱タービンを備える地熱発電システムの構成の一例を概略的に示す概略構成図である。
【図2】本開示の一実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図3】第１の実施形態にかかる地熱タービンの初段静翼を軸方向における前方側から視た状態を概略的に示す概略図である。
【図4】第１の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図5】第１の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図6】第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図7】第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図8】第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図9】第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図10】第２の実施形態にかかる地熱タービンの初段静翼を軸方向における前方側から視た状態を概略的に示す概略図である。
【図11】第２の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図12】第２の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図13】第２の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図14】第２の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図15】第３の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【図16】第４の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【図17】第４の実施形態の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【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の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、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、一の構成要素を「備える」、「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。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
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、一の構成要素を「備える」、「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。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
【0012】
（地熱発電システム）
図１は、本開示の一実施形態にかかる地熱タービンを備える地熱発電システムの構成の一例を概略的に示す概略構成図である。
地熱発電システム１０は、地下深部の熱源により高温高圧の熱水および蒸気を発生する生産井１１と、生産井から得られた熱水と蒸気とを分離するセパレータ１２と、セパレータ１２において分離された熱水が戻される還元井１３と、セパレータ１２において分離された蒸気により駆動する地熱タービン（蒸気タービン）１と、地熱タービン１に接続された発電機１４と、地熱タービン１を通過した蒸気を温水化する復水器１５と、復水器１５において生じた温水を冷却する冷却塔１６と、を備える。
図１は、本開示の一実施形態にかかる地熱タービンを備える地熱発電システムの構成の一例を概略的に示す概略構成図である。
地熱発電システム１０は、地下深部の熱源により高温高圧の熱水および蒸気を発生する生産井１１と、生産井から得られた熱水と蒸気とを分離するセパレータ１２と、セパレータ１２において分離された熱水が戻される還元井１３と、セパレータ１２において分離された蒸気により駆動する地熱タービン（蒸気タービン）１と、地熱タービン１に接続された発電機１４と、地熱タービン１を通過した蒸気を温水化する復水器１５と、復水器１５において生じた温水を冷却する冷却塔１６と、を備える。
【0013】
（地熱タービン）
図２は、本開示の一実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、ロータシャフト２と、ロータシャフト２を収容するケーシング３と、ケーシング３の内側に支持された少なくとも１つの静翼段４と、を少なくとも備える。図示される実施形態では、地熱タービン１は、ロータシャフト２の周りに設けられた少なくとも１つの動翼段５と、少なくとも１つの冷却管６と、をさらに備える。
図２は、本開示の一実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、ロータシャフト２と、ロータシャフト２を収容するケーシング３と、ケーシング３の内側に支持された少なくとも１つの静翼段４と、を少なくとも備える。図示される実施形態では、地熱タービン１は、ロータシャフト２の周りに設けられた少なくとも１つの動翼段５と、少なくとも１つの冷却管６と、をさらに備える。
【0014】
図示される実施形態では、少なくとも１つの静翼段４は、複数の静翼段４を含み、少なくとも１つの動翼段５は、複数の動翼段５を含む。複数の動翼段５の夫々は、ロータシャフト２の軸方向において、複数の静翼段４のうちの１つの静翼段４に対して、隙間を介して対向するように配置されている。
【0015】
以下、ロータシャフト２の軸方向Ｘ、すなわち地熱タービン１の軸方向（軸線ＬＡの延在する方向、図２中左右方向）、における初段の動翼段５（５Ａ）に対して初段の静翼段４（４Ａ）が位置する側（図２中左側）を前方側ＸＦと称し、上記前方側とは反対側（図２中右側）を後方側ＸＲと称することがある。例えば、初段の静翼段４Ａは、初段の動翼段５Ａよりも前方側（上流側）に配置されている。また、複数の静翼段４および複数の動翼段５を通過する蒸気は、軸方向における前方側から後方側に流れるため、上記前方側を上流側と称すことがあり、上記後方側を下流側と称すことがある。また、ロータシャフト２の径方向を単に径方向と称し、ロータシャフト２の周方向を単に周方向と称することがある。
【0016】
複数の静翼段４の夫々は、複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。
【0017】
ロータシャフト２は、不図示の軸受を介してケーシング３に回転可能に支持されており、軸線ＬＡ回りに回転可能となっている。図示される実施形態では、ロータシャフト２は、ロータシャフト２の軸線ＬＡに沿って長手方向を有するシャフト部２１と、シャフト部２１の外面２２から径方向における外側に円板状に突出する複数のディスク部２３と、を含む。複数のディスク部２３の夫々は、複数の動翼段５のうちの１つの動翼段５が外周に取り付けられる。
【0018】
ケーシング３は、複数の静翼段４のうちの１つの静翼段４の外輪４２を各々が支持する複数の外輪支持部３１を含む。複数の外輪支持部３１や複数の静翼段４は、ロータシャフト２や複数の動翼段５の回転に連動せずに静止している。ケーシング３の内部には、初段静翼４Ａ（初段静翼段）に蒸気を導入するための吸気室３２が形成されている。吸気室３２には、ケーシング３に形成された不図示の吸気口を通じて、上述したセパレータ１２において分離された蒸気が導入される。吸気室３２に導入された蒸気は、初段静翼４Ａに軸方向における前方側から軸方向に沿って導かれる。ケーシング３の内部には、複数の静翼段４や複数の動翼段５を通過する蒸気が、軸方向における前方側から後方側に流れる蒸気流路４４が形成されている。
【0019】
地熱タービン１は、軸方向における後方側に軸方向に沿って流れて複数の静翼段４および複数の動翼段５を通過する蒸気を作動流体とし、作動流体が有するエネルギーをロータシャフト２の回転エネルギーに変換するように構成されている。複数の静翼段４の夫々は、複数の翼本体部４１がロータシャフト２の周方向に沿って互いに間隔を空けて配設されており、周方向において隣接する２つの翼本体部４１の間に翼間流路４４Ａが形成されている。蒸気流路４４は、翼間流路４４Ａを含む。複数の静翼段４の夫々は、蒸気が翼間流路４４Ａを通過する際に、蒸気を整流する。複数の動翼段５の夫々は、前段の静翼段４により整流された蒸気を受けて、蒸気から受ける力を回転力に変換し、ロータシャフト２を回転させる。ロータシャフト２の回転により、ロータシャフト２に機械的に接続された上述した発電機１４が駆動して発電する。
【0020】
（冷却管）
図３は、第１の実施形態にかかる地熱タービンの初段静翼を軸方向における前方側から視た状態を概略的に示す概略図である。図４は、第１の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図５は、第１の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図６は、第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図７は、第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図８は、第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図９は、第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
図３は、第１の実施形態にかかる地熱タービンの初段静翼を軸方向における前方側から視た状態を概略的に示す概略図である。図４は、第１の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図５は、第１の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図６は、第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図７は、第１の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図８は、第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図９は、第１の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
【0021】
図１０は、第２の実施形態にかかる地熱タービンの初段静翼を軸方向における前方側から視た状態を概略的に示す概略図である。図１１は、第２の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図１２は、第２の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図１３は、第２の実施形態の第１の変形例にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。図１４は、第２の実施形態の第２の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
【0022】
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。地熱タービン１は、図２～図１４に示されるように、少なくとも１つの静翼段４の蒸気流路４４を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管６をさらに備える。少なくとも１つの冷却管６は、少なくとも１つの静翼段４のスロート部４５よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が蒸気流路４４に露出している。
【0023】
図５、図７、図９、図１２、図１３に示されるように、複数の翼本体部４１の夫々は、前縁４６と後縁４７との間に延在する一面である圧力面４８と、前縁４６と後縁４７との間に延在する他面である負圧面４９と、を含む。圧力面４８は、凹状に湾曲する面を含み、負圧面４９は、凸状に湾曲する面を含む。周方向において互いに隣接する２つの翼本体部４１のうちの、一方の翼本体部４１の隣接側の圧力面４８と、他方の翼本体部４１の隣接側の負圧面４９と、の間に上述した翼間流路４４Ａが形成されている。翼間流路４４Ａのうち、最も流路面積が小さい部分を、上述したスロート部４５という。また、翼間流路４４Ａを蒸気が通過するため、翼本体部４１の壁面４０（圧力面４８および負圧面４９を含む）において、境界層ＢＬが発達する。
【0024】
図示される実施形態では、例えば、図３、図１０に示されるように、冷却管６は、蒸気を冷却するための冷却水が流通可能な冷却水流路６０が内部に形成されている。地熱タービンは、図３、図１０に示されるように、冷却水流路６０に冷却水を導くための入口流路７１が内部に形成された入口管７２と、冷却水流路６０から冷却水を排出するための出口流路７３が内部に形成された出口管７４と、をさらに備える。入口流路７１は、その一方側に冷却水供給口７５が接続され、その他方側に冷却水流路６０が接続されている。出口流路７３は、その一方側に冷却水排出口７６が接続され、その他方側に冷却水流路６０が接続されている。なお、他の幾つかの実施形態では、冷却管６は、冷却水以外の冷媒を流通させるように構成されていてもよい。また、入口流路７１および出口流路７３の冷却水流路６０との接続形態は、図示例に限定されない。
【0025】
冷却水供給源７７から冷却水供給口７５に冷却水が供給される。冷却水供給口７５を通じて入口流路７１に送られた冷却水は、入口流路７１、冷却水流路６０および出口流路７３を流れた後に、冷却水排出口７６を通じてケーシング３の外部に排出される。冷却水流路６０を流れる冷却水は、蒸気流路４４を流れる蒸気よりも低温である。冷却水流路６０を流れる冷却水に冷却管６を通じて、冷却管６に面する蒸気流路４４を流れる蒸気の熱が伝達されることで、冷却管６に面する蒸気流路４４を流れる蒸気が冷却される。
【0026】
上記の構成によれば、少なくとも１つの冷却管６は、静翼段４のスロート部４５よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が蒸気流路４４に露出している。このため、冷却管６によって、下流側において静翼段４の壁面４０において発達する境界層ＢＬに沿って流れる蒸気を、この蒸気の流れ方向における上流側（スロート部４５よりも上流側）において冷却できる。冷却管６により冷却された蒸気は、境界層ＢＬに沿って下流側に流れて、上記壁面４０を冷却して上記壁面４０の温度を下げる。上記壁面４０の温度を下げることで、壁面４０に付着した水分の蒸発を抑制して壁面４０の湿潤状態を維持できるため、壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。静翼段４へのスケールの付着を抑制することで、蒸気流路４４の閉塞を抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を抑制できる。
【0027】
また、上記の構成によれば、静翼段４は、翼本体部４１の内部に冷媒（例えば、冷却水）が流れる流路を有しないので、静翼段４の構造を簡単なものにでき、静翼段４を安価なものにすることができる。また、静翼段４は、翼本体部４１の内部に冷媒が流れる流路を有しないので、上記流路に導入される冷媒が静翼段４とケーシング３（外輪支持部３１）の接合部において漏洩するリスクがない。また、少なくとも１つの冷却管６は、静翼段４やケーシング３とは別部材であるため、静翼段４やケーシング３の熱変形の影響を受けにくい。
【0028】
幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの冷却管６は、少なくとも１つの静翼段４のうちの最上流に配置された初段静翼４Ａの蒸気流路４４（翼間流路４４Ａ）を通過する蒸気を冷却するように構成されている。この場合には、初段静翼４Ａは、蒸気流路４４の上流側に位置するため、スケールが付着し易いが、この初段静翼４Ａへのスケールの付着を抑制できる。
【0029】
幾つかの実施形態では、上述した少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１を含む。図４～図７、図１１～図１４に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、複数の翼本体部４１のうちの少なくとも１つの翼本体部４１の前縁４６に支持されている。
【0030】
例えば図５に示されるように、複数の翼本体部４１のうちの１つの翼本体部４１の、軸方向における前縁端４６１（前縁４６）から後縁端４７１（後縁４７）までの長さをＬと定義し、軸方向における前縁端４６１（前縁４６）から前縁４６の下流端４６３までの長さをＬ１と定義する。図示される実施形態では、上記長さＬ１は、０．５Ｌよりも短い。好ましくは、上記長さＬ１は、０．４Ｌよりも短く、さらに好ましくは、上記長さＬ１は、０．３Ｌよりも短い。
【0031】
上記の構成によれば、冷却管６は、複数の翼本体部４１のうちの少なくとも１つの翼本体部４１の前縁４６に支持されている。この場合には、冷却管６によって、下流側において上記境界層ＢＬに沿って流れる蒸気を、上流側の翼本体部４１の前縁４６近傍において冷却できる。
【0032】
また、上記の構成によれば、冷却管６は、静翼段４の翼本体部４１の前縁４６に支持されているので、冷却管６を備える地熱タービン１は、冷却管６を支持するための部材を別途設ける必要がない簡単な構造であるため、冷却管６を備える地熱タービン１の高額化を抑制できる。
【0033】
幾つかの実施形態では、図４、図５に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する周方向延在管６１を含み、周方向延在管６１は、複数の翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられている。周方向延在管６１は、溶接などにより前縁４６の外面４６２取り付けられることで、前縁４６に支持される。
【0034】
図示される実施形態では、周方向延在管６１は、環状管６１Ａを含む。なお、環状管６１Ａは、ロータシャフト２の周方向の全周に亘り設けなくてもよく、周方向の一部が切り欠かれていてもよい。或る実施形態では、環状管６１Ａは、環状管６１Ａが配置された周方向角度の合計が３００°以上になるように構成されている。
【0035】
上記の構成によれば、周方向延在管６１により、周方向における周方向延在管６１が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。また、上記の構成によれば、周方向延在管６１は、複数の翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１の形状変更や追加工を要することなく周方向延在管６１を設置できるため、周方向延在管６１（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
【0036】
幾つかの実施形態では、図６、図７に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する周方向延在管６１を含み、周方向延在管６１は、複数の翼本体部４１のうちの少なくとも１つの翼本体部４１の前縁４６に形成された第１凹部９１に嵌め込まれている。周方向延在管６１は、第１凹部９１に嵌め込まれることで、前縁４６に支持される。
【0037】
図示される実施形態では、周方向延在管６１は、上述した環状管６１Ａを含む。複数の翼本体部４１の夫々の前縁４６に第１凹部９１が形成され、これらの第１凹部９１に環状管６１Ａが嵌め込まれている。
【0038】
上記の構成によれば、周方向延在管６１により、周方向における周方向延在管６１が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。また、上記の構成によれば、周方向延在管６１は、翼本体部４１の前縁４６に形成された第１凹部９１に嵌め込まれている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１に第１凹部９１を設けることで、周方向延在管６１を設置できるため、周方向延在管６１（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
【0039】
幾つかの実施形態では、図８、図９に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する周方向延在管６１を含み、周方向延在管６１は、複数の翼本体部４１のうちの少なくとも１つの翼本体部４１の圧力面４８から負圧面４９まで貫通する貫通孔９２に嵌入されている。貫通孔９２は、スロート部４５よりも上流側に形成されている。周方向延在管６１は、貫通孔９２に嵌入されることで、翼本体部４１に支持される。
【0040】
例えば図４に示されるように、複数の翼本体部４１のうちの１つの翼本体部４１の、径方向における外輪４２に接続される外輪側縁４１２から内輪４３に接続される内輪側縁４１１までの最小翼高さをＨと定義し、少なくとも１つの周方向延在管６１の中心Ｃ１の内輪側縁４１１からの距離をＨ１と定義する。
【0041】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの周方向延在管６１の上記距離Ｈ１は、０．６Ｈよりも大きい。好ましくは、上記距離Ｈ１は、０．７Ｈよりも大きい。さらに好ましくは、上記距離Ｈ１は、０．８Ｈよりも大きい。この場合には、周方向延在管６１を静翼段４におけるスケールが付着し易い外輪４２寄りに配置できるので、外輪４２寄りも壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路４４の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を効果的に抑制できる。
【0042】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの周方向延在管６１の上記距離Ｈ１は、０．４Ｈよりも小さい。好ましくは、上記距離Ｈ１は、０．３Ｈよりも小さい。さらに好ましくは、上記距離Ｈ１は、０．２Ｈよりも小さい。この場合には、周方向延在管６１を静翼段４におけるスケールが付着し易い内輪４３寄りに配置できるので、内輪４３寄りの壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路４４の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を効果的に抑制できる。なお、蒸気流路４４（翼間流路４４Ａ）の内輪４３側を流れる蒸気の流速は、外輪４２側を流れる蒸気の流速よりも遅いため、内輪４３側の方が外輪４２側に比べて、スケールが付着し易い傾向がある。
【0043】
幾つかの実施形態では、図３、図４、図６、図８に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、複数の上述した環状管６１Ａを含む。複数の環状管６１Ａは、外側環状管６１Ｂと、外側環状管６１Ｂよりも径方向における内側に設けられた内側環状管６１Ｃと、を含む。この場合には、外側環状管６１Ｂおよび内側環状管６１Ｃにより、径方向における内外に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。
【0044】
幾つかの実施形態では、図１０～図１２に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の径方向に沿って延在する径方向延在管６２を含み、径方向延在管６２は、複数の翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられている。径方向延在管６２は、溶接などにより前縁４６の外面４６２に取り付けられることで、前縁４６に支持される。
【0045】
上記の構成によれば、径方向延在管６２により、径方向における径方向延在管６２が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。また、径方向延在管６２は、翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられる。この場合には、径方向延在管６２が蒸気流路４４を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管６を設けることによる地熱タービン１の圧力損失の低下を抑制できる。
また、上記の構成によれば、径方向延在管６２は、複数の翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１の形状変更や追加工を要することなく径方向延在管６２を設置できるため、径方向延在管６２（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
また、上記の構成によれば、径方向延在管６２は、複数の翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１の形状変更や追加工を要することなく径方向延在管６２を設置できるため、径方向延在管６２（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
【0046】
幾つかの実施形態では、図１３に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の径方向に沿って延在する径方向延在管６２を含み、径方向延在管６２は、複数の翼本体部４１の前縁４６に形成された、径方向に沿って延在する第２凹部９３に嵌め込まれた。
【0047】
上記の構成によれば、径方向延在管６２により、径方向における径方向延在管６２が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。また、径方向延在管６２は、翼本体部４１の前縁４６に形成された、径方向に沿って延在する第２凹部９３に嵌め込まれている。この場合には、径方向延在管６２が翼本体部４１の前縁４６の外面４６２に取り付けられる場合に比べて、径方向延在管６２が蒸気流路４４を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管６を設けることによる地熱タービン１の圧力損失の低下を効果的に抑制できる。
また、上記の構成によれば、径方向延在管６２は、翼本体部４１の前縁４６に形成された第２凹部９３に嵌め込まれている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１に第２凹部９３を設けることで、径方向延在管６２を設置できるため、径方向延在管６２（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
また、上記の構成によれば、径方向延在管６２は、翼本体部４１の前縁４６に形成された第２凹部９３に嵌め込まれている。この場合には、静翼段４の翼本体部４１に第２凹部９３を設けることで、径方向延在管６２を設置できるため、径方向延在管６２（冷却管６）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービン１の高額化を抑制できる。
【0048】
幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の径方向に沿って延在する複数の径方向延在管６２と、複数の径方向延在管６２のうちの周方向において互いに隣接する２つの径方向延在管６２の径方向における内側の端部６２１同士を繋ぐ、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する内側周方向延在管６１Ｄ（６１）と、複数の径方向延在管６２のうちの周方向において互いに隣接する２つの径方向延在管６２の径方向における外側の端部６２２同士を繋ぐ、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する外側周方向延在管６１Ｅ（６１）と、を含む。外側周方向延在管６１Ｅは、周方向において内側周方向延在管６１Ｄとはずれた位置に設けられている。この場合には、冷却管６が軸方向における前方側から視て連続したＵ字配管になっているため、冷却管６の熱伸びを吸収することができる。これにより、冷却管６の熱による劣化を抑制できる。
【0049】
幾つかの実施形態では、図１４に示されるように、上述した少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。上述した少なくとも１つの冷却管６は、ロータシャフト２の周方向に沿って延在する周方向延在管６１を含み、周方向延在管６１は、外輪４２または内輪４３の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部９４（外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置されている。なお、周方向延在管６１は、溝部９４内に挿入されていればよく、溝部９４に嵌合していなくてもよい。また、周方向延在管６１の少なくとも一部が溝部９４よりも突出していても良いが、周方向延在管６１は、溝部９４よりも突出しない、すなわち、溝部９４内に収容されることが好ましい。
【0050】
図示される実施形態では、図１４に示されるように、周方向延在管６１は、上述した外側周方向延在管６１Ｅと、上述した内側周方向延在管６１Ｄと、を含む。外側周方向延在管６１Ｅは、外輪４２の翼本体部４１に接続される面を含む壁面４２１に形成された外輪側溝部９４Ａに配置されている。内側周方向延在管６１Ｄは、内輪４３の翼本体部４１に接続される面を含む壁面４３１に形成された内輪側溝部９４Ｂに配置されている。
なお、他の幾つかの実施形態では、周方向延在管６１は、上述した環状管６１Ａを含み、環状管６１Ａが外輪側溝部９４Ａおよび内輪側溝部９４Ｂに配置されていてもよい。
なお、他の幾つかの実施形態では、周方向延在管６１は、上述した環状管６１Ａを含み、環状管６１Ａが外輪側溝部９４Ａおよび内輪側溝部９４Ｂに配置されていてもよい。
【0051】
上記の構成によれば、周方向延在管６１により、周方向における周方向延在管６１が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段４の壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。周方向延在管６１は、外輪４２または内輪４３の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部９４（外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置されているので、下流側において蒸気流路４４の外輪４２近傍又は内輪４３近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段４におけるスケールが付着し易い、外輪４２寄り又は内輪４３寄りの壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路４４の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を効果的に抑制できる。
また、上記の構成によれば、周方向延在管６１は、外輪４２または内輪４３の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部９４（外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置されている。この場合には、周方向延在管６１が蒸気流路４４を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管６を設けることによる地熱タービン１の圧力損失の低下を抑制できる。
また、上記の構成によれば、周方向延在管６１は、外輪４２または内輪４３の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部９４（外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置されている。この場合には、周方向延在管６１が蒸気流路４４を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管６を設けることによる地熱タービン１の圧力損失の低下を抑制できる。
【0052】
（ペルチェ素子）
図１５は、第３の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。図１５に示されるように、少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１を含む。地熱タービン１は、図１５に示されるように、翼本体部４１に取り付けられたペルチェ素子９５であって、翼本体部４１を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部９５１と、吸熱部９５１が吸熱した熱を翼本体部４１に放熱する放熱部９５２と、を含むペルチェ素子９５、をさらに備える。なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。
図１５は、第３の実施形態にかかる地熱タービンを説明するための説明図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。図１５に示されるように、少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１を含む。地熱タービン１は、図１５に示されるように、翼本体部４１に取り付けられたペルチェ素子９５であって、翼本体部４１を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部９５１と、吸熱部９５１が吸熱した熱を翼本体部４１に放熱する放熱部９５２と、を含むペルチェ素子９５、をさらに備える。なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。
【0053】
図示される実施形態では、ペルチェ素子９５は、初段静翼４Ａに取り付けられている。ペルチェ素子９５は、電力源９６に電線９７を介して電気的に接続されており、電力源９６から電圧（直流電圧）を印可されるように構成されている。ペルチェ素子９５は、電力源９６から電圧が印可されることで、吸熱部９５１および放熱部９５２が動作する。図１５に示される実施形態では、ペルチェ素子９５は、径方向に沿って長手方向を有している。
【0054】
上記の構成によれば、翼本体部４１に取り付けられたペルチェ素子９５は、翼本体部４１を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部９５１を含む。このため、吸熱部９５１によって、下流側において静翼段４付近で発生する境界層ＢＬに沿って流れる蒸気を、上流側において冷却できる。吸熱部９５１により冷却された蒸気は、境界層ＢＬに沿って下流側に流れて、静翼段４の壁面４０を冷却して壁面４０の温度を下げる。静翼段４の壁面４０の温度を下げることで、壁面４０に付着した水分の蒸発を抑制して壁面４０の湿潤状態を維持できるため、壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。静翼段４へのスケールの付着を抑制することで、蒸気流路４４の閉塞を抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を抑制できる。
【0055】
また、上記の構成によれば、ペルチェ素子９５は、吸熱部９５１が吸熱した熱を翼本体部４１に放熱する放熱部９５２を含むので、放熱部９５２からの放熱により翼本体部４１が加熱される。放熱部９５２により翼本体部４１を加熱することで、翼本体部４１の内部の温度低下を抑制できるため、地熱タービン１の熱損失を抑制できる。これにより、吸熱部９５１における吸熱による地熱タービン１の効率低下を抑制できる。なお、翼本体部４１の後縁４７側では、吸熱部９５１により冷却の方が放熱部９５２による加熱に比べて影響が大きいため、静翼段４の壁面４０を充分に冷却できる。また、地熱タービン１は、上述した冷却管６や翼本体部４１の内部に形成された冷媒（例えば、冷却水）が流れる流路などを備えていなくても、蒸気流路４４を流れる蒸気を冷却できる。これにより、地熱タービン１は、上記冷媒の漏洩リスクがなく、地熱タービン１の構造を簡単なものにできるため、地熱タービン１や地熱タービン１を備える地熱発電システム１０の設置場所の自由度を高めることができる。
【0056】
幾つかの実施形態では、図１５に示されるように、上述したペルチェ素子９５は、翼本体部４１の負圧面４９におけるスロート部４５よりも上流側に取り付けられる。
【0057】
本発明者らの知見によれば、負圧面４９は、圧力面４８に比べてスケールが付着し易い傾向がある。上記の構成によれば、ペルチェ素子９５は、翼本体部４１の負圧面４９におけるスロート部４５よりも上流側に取り付けられるので、負圧面４９付近で発生する境界層ＢＬに沿って流れる蒸気を上流側において冷却できる。これにより、スケールが付着し易い負圧面４９へのスケールの付着を抑制できる。
【0058】
（外輪側冷却通路）
図１６は、第４の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図１７は、第４の実施形態の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。図１６、図１７に示されるように、複数の翼本体部４１の各々は、前縁４６（前縁端４６１）の翼高さＨ２よりも後縁４７（後縁端４７１）の翼高さＨ３の方が大きく形成されている。
図１６は、第４の実施形態にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。図１７は、第４の実施形態の変形例にかかる地熱タービンの軸線に沿った断面を概略的に示す概略断面図である。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。図１６、図１７に示されるように、複数の翼本体部４１の各々は、前縁４６（前縁端４６１）の翼高さＨ２よりも後縁４７（後縁端４７１）の翼高さＨ３の方が大きく形成されている。
【0059】
図１６、図１７に示されるように、上述した外輪４２の内部には、周方向に沿って延在する少なくとも１つの外輪側冷却通路１００であって、ロータシャフト２の軸方向において、少なくとも一部が翼本体部４１と重複する位置に配置される少なくとも１つの外輪側冷却通路１００を形成する外輪側冷却通路形成部１０１が形成されており、外輪側冷却通路形成部１０１は、軸方向における下流端１０４とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｒ１が、軸方向における上流端１０３とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｆ１よりも大きい第１壁面１０２を有する。なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。
【0060】
翼本体部４１の外輪側縁４１２および内輪側縁４１１の夫々は、図１６に示されるように、ロータシャフト２の軸線ＬＡに沿った断面において、直線状に形成されていてもよいし、図１７に示されるように、ロータシャフト２の軸線ＬＡに沿った断面において、湾曲形状を有していてもよい。図示される実施形態では、外輪側冷却通路１００は、初段静翼４Ａの外輪４２に形成されている。
【0061】
不図示であるが、外輪側冷却通路１００は、図３、図１０に示されるような、入口流路７１および出口流路７３が接続されており、入口流路７１から導入された冷却水が外輪側冷却通路１００を流れた後に、出口流路７３に排出されるようになっている。外輪側冷却通路１００を流れる冷却水は、蒸気流路４４を流れる蒸気よりも低温である。外輪側冷却通路１００を流れる冷却水に外輪側冷却通路形成部１０１（外輪４２）を通じて、蒸気流路４４を流れる蒸気の熱が伝達されることで、蒸気流路４４を流れる蒸気が冷却される。
【0062】
上記の構成によれば、少なくとも１つの外輪側冷却通路１００は、ロータシャフト２の軸方向において、少なくとも一部が翼本体部４１と重複する位置に配置される。少なくとも１つの外輪側冷却通路１００を形成する外輪側冷却通路形成部１０１は、軸方向における下流端１０４とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｒ１が、軸方向における上流端１０３とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｆ１よりも大きい第１壁面１０２を有する。この場合には、外輪側冷却通路１００を蒸気流路４４の近くに設けることができるため、外輪側冷却通路１００により、下流側において蒸気流路４４の外輪４２近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段４におけるスケールが付着し易い、外輪４２寄りの壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路４４の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を効果的に抑制できる。
【0063】
（内輪側冷却通路）
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。図１６、図１７に示されるように、複数の翼本体部４１の各々は、前縁４６（前縁端４６１）の翼高さＨ２よりも後縁４７（後縁端４７１）の翼高さＨ３の方が大きく形成されている。
幾つかの実施形態にかかる地熱タービン１は、図２に示されるように、上述したロータシャフト２と、上述したケーシング３と、上述した少なくとも１つの静翼段４と、を備える。少なくとも１つの静翼段４は、圧力面４８および負圧面４９を含む複数の翼本体部４１と、複数の翼本体部４１の各々の外周部を支持する外輪４２と、複数の翼本体部４１の各々の内周部を支持する内輪４３と、を含む。図１６、図１７に示されるように、複数の翼本体部４１の各々は、前縁４６（前縁端４６１）の翼高さＨ２よりも後縁４７（後縁端４７１）の翼高さＨ３の方が大きく形成されている。
【0064】
図１６、図１７に示されるように、上述した内輪４３の内部には、周方向に沿って延在する少なくとも１つの内輪側冷却通路１０５であって、ロータシャフト２の軸方向において、少なくとも一部が翼本体部４１と重複する位置に配置される少なくとも１つの内輪側冷却通路１０５を形成する内輪側冷却通路形成部１０６が形成されており、内輪側冷却通路形成部１０６は、軸方向における下流端１０９とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｒ２が、軸方向における上流端１０８とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｆ２よりも小さい第２壁面１０７を有する。図示される実施形態では、内輪側冷却通路１０５は、初段静翼４Ａの内輪４３に形成されている。
【0065】
なお、本実施形態は、上述した幾つかの実施形態と組み合わせてもよいし、独立して実施してもよい。或る実施形態では、図１６、図１７に示されるように、上述した少なくとも１つの静翼段４は、外輪４２の内部に少なくとも１つの外輪側冷却通路１００を形成する外輪側冷却通路形成部１０１が形成され、且つ内輪４３の内部に少なくとも１つの内輪側冷却通路１０５を形成する内輪側冷却通路形成部１０６が形成されている。
【0066】
不図示であるが、内輪側冷却通路１０５は、図３、図１０に示されるような、入口流路７１および出口流路７３が接続されており、入口流路７１から導入された冷却水が内輪側冷却通路１０５を流れた後に、出口流路７３に排出されるようになっている。内輪側冷却通路１０５を流れる冷却水は、蒸気流路４４を流れる蒸気よりも低温である。内輪側冷却通路１０５を流れる冷却水に内輪側冷却通路形成部１０６（内輪４３）を通じて、蒸気流路４４を流れる蒸気の熱が伝達されることで、蒸気流路４４を流れる蒸気が冷却される。
【0067】
上記の構成によれば、少なくとも１つの内輪側冷却通路１０５は、ロータシャフト２の軸方向において、少なくとも一部が翼本体部４１と重複する位置に配置される。少なくとも１つの内輪側冷却通路１０５を形成する内輪側冷却通路形成部１０６は、軸方向における下流端１０９とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｒ２が、軸方向における上流端１０８とロータシャフト２の軸線ＬＡとの距離Ｆ２よりも小さい第２壁面１０７を有する。この場合には、内輪側冷却通路１０５を蒸気流路４４の近くに設けることができるため、内輪側冷却通路１０５により、下流側において蒸気流路４４の内輪４３近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段４におけるスケールが付着し易い、内輪４３寄りの壁面４０へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路４４の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービン１の効率低下を効果的に抑制できる。
【0068】
上述した幾つかの実施形態では、上述した地熱タービン１は、静翼段４を通過する蒸気の流れがチョークするように構成されていることが好ましい。図示される実施形態では、地熱タービン１は、図２に示されるように、設計流量において、静翼段４（初段静翼４Ａ）に導入される蒸気の圧力Ｐ１（入口圧力）の、該静翼段４（初段静翼４Ａ）を通過後の蒸気の圧力Ｐ２（出口圧力）に対する圧力比Ｐ１／Ｐ２が、臨界圧力比よりも大きくなるように構成されている。
【0069】
上記の構成によれば、地熱タービン１は、設計流量において、圧力比Ｐ１／Ｐ２が、臨界圧力比よりも大きくなるように構成されている。この場合には、設計流量において静翼段４を通過する蒸気の流れがチョークするため、スロート部４５における境界層ＢＬの発達が抑制される。スロート部４５における境界層ＢＬの発達が抑制されることで、スロート部４５よりも上流側の構造物（冷却管６やペルチェ素子９５）による境界層拡大による地熱タービン１の効率低下を招き難くなる。
【0070】
また、上記の構成によれば、地熱タービン１は、設計流量において、圧力比Ｐ１／Ｐ２が、臨界圧力比よりも大きくなるように構成されている。この場合には、図１６、図１７に示されるような、複数の翼本体部４１の各々が、前縁４６（前縁端４６１）の翼高さＨ２よりも後縁４７（後縁端４７１）の翼高さＨ３の方が大きく形成されている場合であっても、蒸気流れの壁面４０からの剥離や二次流れの拡大による地熱タービン１の性能低下が抑制される。
【0071】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【0072】
上述した幾つかの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ものである。
【0073】
１）本開示の少なくとも一実施形態にかかる地熱タービン（１）は、
ロータシャフト（２）と、
前記ロータシャフトを収容するケーシング（３）と、
前記ケーシングの内側に支持された少なくとも１つの静翼段（４）と、
前記少なくとも１つの静翼段の蒸気流路（４４）を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管（６）であって、前記少なくとも１つの静翼段のスロート部（４５）よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が前記蒸気流路に露出している少なくとも１つの冷却管（６）と、を備える。
ロータシャフト（２）と、
前記ロータシャフトを収容するケーシング（３）と、
前記ケーシングの内側に支持された少なくとも１つの静翼段（４）と、
前記少なくとも１つの静翼段の蒸気流路（４４）を通過する蒸気を冷却するための少なくとも１つの冷却管（６）であって、前記少なくとも１つの静翼段のスロート部（４５）よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が前記蒸気流路に露出している少なくとも１つの冷却管（６）と、を備える。
【0074】
上記１）の構成によれば、少なくとも１つの冷却管は、静翼段のスロート部よりも上流側に配置され、且つ、少なくとも一部が蒸気流路に露出している。このため、冷却管によって、下流側において静翼段の壁面（４０）において発達する境界層（ＢＬ）に沿って流れる蒸気を、この蒸気の流れ方向における上流側（スロート部よりも上流側）において冷却できる。冷却管により冷却された蒸気は、境界層に沿って下流側に流れて、静翼段の壁面を冷却して壁面の温度を下げる。静翼段の壁面の温度を下げることで、壁面に付着した水分の蒸発を抑制して壁面の湿潤状態を維持できるため、壁面へのスケールの付着を抑制できる。静翼段へのスケールの付着を抑制することで、蒸気流路の閉塞を抑制できるため、地熱タービンの効率低下を抑制できる。
【0075】
また、上記１）の構成によれば、静翼段は、翼本体部の内部に冷媒（例えば、冷却水）が流れる流路を有しないので、静翼段の構造を簡単なものにでき、静翼段を安価なものにすることができる。また、静翼段は、翼本体部の内部に冷媒が流れる流路を有しないので、上記流路に導入される冷媒が静翼段とケーシングの接合部において漏洩するリスクがない。また、少なくとも１つの冷却管は、静翼段やケーシングとは別部材であるため、静翼段やケーシングの熱変形の影響を受けにくい。
【0076】
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記少なくとも１つの静翼段（４）の内の最上流に配置された初段静翼（４Ａ）の蒸気流路（４４）を通過する蒸気を冷却するように構成された。
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記少なくとも１つの静翼段（４）の内の最上流に配置された初段静翼（４Ａ）の蒸気流路（４４）を通過する蒸気を冷却するように構成された。
【0077】
上記２）の構成によれば、初段静翼は、蒸気流路の上流側に位置するため、スケールが付着し易いが、この初段静翼へのスケールの付着を抑制できる。
【0078】
３）幾つかの実施形態では、上記１）又は２）に記載の地熱タービン（２）であって、
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）を含み、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記複数の翼本体部のうちの少なくとも１つの翼本体部の前縁（４７）に支持された。
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）を含み、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記複数の翼本体部のうちの少なくとも１つの翼本体部の前縁（４７）に支持された。
【0079】
上記３）の構成によれば、冷却管は、複数の翼本体部のうちの少なくとも１つの翼本体部の前縁に支持されている。この場合には、冷却管によって、下流側において上記境界層に沿って流れる蒸気を、上流側の翼本体部の前縁近傍において冷却できる。
また、上記３）の構成によれば、冷却管は、静翼段の翼本体部の前縁に支持されているので、冷却管を備える地熱タービンは、冷却管を支持するための部材を別途設ける必要がない簡単な構造であるため、冷却管を備える地熱タービンの高額化を抑制できる。
また、上記３）の構成によれば、冷却管は、静翼段の翼本体部の前縁に支持されているので、冷却管を備える地熱タービンは、冷却管を支持するための部材を別途設ける必要がない簡単な構造であるため、冷却管を備える地熱タービンの高額化を抑制できる。
【0080】
４）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）の外面（４６２）に取り付けられた。
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）の外面（４６２）に取り付けられた。
【0081】
上記４）の構成によれば、周方向延在管により、周方向における周方向延在管が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段の壁面へのスケールの付着を抑制できる。
また、上記４）の構成によれば、周方向延在管は、複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられている。この場合には、静翼段の翼本体部の形状変更や追加工を要することなく周方向延在管を設置できるため、周方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
また、上記４）の構成によれば、周方向延在管は、複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられている。この場合には、静翼段の翼本体部の形状変更や追加工を要することなく周方向延在管を設置できるため、周方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
【0082】
５）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記複数の翼本体部（４１）のうちの少なくとも１つの翼本体部（４１）の前縁（４６）に形成された第１凹部（９１）に嵌め込まれた。
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記複数の翼本体部（４１）のうちの少なくとも１つの翼本体部（４１）の前縁（４６）に形成された第１凹部（９１）に嵌め込まれた。
【0083】
上記５）の構成によれば、周方向延在管により、周方向における周方向延在管が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段の壁面へのスケールの付着を抑制できる。
また、上記５）の構成によれば、周方向延在管は、翼本体部の前縁に形成された第１凹部に嵌め込まれている。この場合には、静翼段の翼本体部に第１凹部を設けることで、周方向延在管を設置できるため、周方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
また、上記５）の構成によれば、周方向延在管は、翼本体部の前縁に形成された第１凹部に嵌め込まれている。この場合には、静翼段の翼本体部に第１凹部を設けることで、周方向延在管を設置できるため、周方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
【0084】
６）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の径方向に沿って延在する径方向延在管（６２）を含み、
前記径方向延在管（６２）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）の外面（４６２）に取り付けられた。
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の径方向に沿って延在する径方向延在管（６２）を含み、
前記径方向延在管（６２）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）の外面（４６２）に取り付けられた。
【0085】
上記６）の構成によれば、径方向延在管により、径方向における径方向延在管が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段の壁面へのスケールの付着を抑制できる。また、径方向延在管は、翼本体部の前縁の外面に取り付けられる。この場合には、径方向延在管が蒸気流路を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管を設けることによる地熱タービンの圧力損失の低下を抑制できる。
また、上記６）の構成によれば、径方向延在管は、複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられている。この場合には、静翼段の翼本体部の形状変更や追加工を要することなく径方向延在管を設置できるため、径方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
また、上記６）の構成によれば、径方向延在管は、複数の翼本体部の前縁の外面に取り付けられている。この場合には、静翼段の翼本体部の形状変更や追加工を要することなく径方向延在管を設置できるため、径方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
【0086】
７）幾つかの実施形態では、上記３）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の径方向に沿って延在する径方向延在管（６２）を含み、
前記径方向延在管（６２）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）に形成された、前記径方向に沿って延在する第２凹部（９３）に嵌め込まれた。
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の径方向に沿って延在する径方向延在管（６２）を含み、
前記径方向延在管（６２）は、前記複数の翼本体部（４１）の前縁（４６）に形成された、前記径方向に沿って延在する第２凹部（９３）に嵌め込まれた。
【0087】
上記７）の構成によれば、径方向延在管により、径方向における径方向延在管が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段の壁面へのスケールの付着を抑制できる。また、径方向延在管は、翼本体部の前縁に形成された、径方向に沿って延在する第２凹部に嵌め込まれている。この場合には、径方向延在管が翼本体部の前縁の外面に取り付けられる場合に比べて、径方向延在管が蒸気流路を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管を設けることによる地熱タービンの圧力損失の低下を効果的に抑制できる。
また、上記７）の構成によれば、径方向延在管は、翼本体部の前縁に形成された第２凹部に嵌め込まれている。この場合には、静翼段の翼本体部に第２凹部を設けることで、径方向延在管を設置できるため、径方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
また、上記７）の構成によれば、径方向延在管は、翼本体部の前縁に形成された第２凹部に嵌め込まれている。この場合には、静翼段の翼本体部に第２凹部を設けることで、径方向延在管を設置できるため、径方向延在管（冷却管）の設置費用の高額化を抑制でき、ひいては地熱タービンの高額化を抑制できる。
【0088】
８）幾つかの実施形態では、上記１）又は２）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記外輪（４２）または前記内輪（４３）の少なくとも一方に形成された、前記周方向に沿って延在する溝部（９４、外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置された。
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記少なくとも１つの冷却管（６）は、前記ロータシャフト（２）の周方向に沿って延在する周方向延在管（６１）を含み、
前記周方向延在管（６１）は、前記外輪（４２）または前記内輪（４３）の少なくとも一方に形成された、前記周方向に沿って延在する溝部（９４、外輪側溝部９４Ａ、内輪側溝部９４Ｂ）に配置された。
【0089】
上記８）の構成によれば、周方向延在管により、周方向における周方向延在管が延在する範囲に亘り、下流側において蒸気流路を流れる蒸気を冷却でき、且つ静翼段の壁面へのスケールの付着を抑制できる。周方向延在管は、外輪または内輪の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部に配置されているので、下流側において蒸気流路の外輪近傍又は内輪近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段におけるスケールが付着し易い、外輪寄り又は内輪寄りの壁面へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービンの効率低下を効果的に抑制できる。
また、上記８）の構成によれば、周方向延在管は、外輪または内輪の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部に配置されている。この場合には、周方向延在管が蒸気流路を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管を設けることによる地熱タービンの圧力損失の低下を抑制できる。
また、上記８）の構成によれば、周方向延在管は、外輪または内輪の少なくとも一方に形成された、周方向に沿って延在する溝部に配置されている。この場合には、周方向延在管が蒸気流路を流れる蒸気の流れを阻害しないように配置されるので、冷却管を設けることによる地熱タービンの圧力損失の低下を抑制できる。
【0090】
９）幾つかの実施形態では、上記１）～８）の何れか１項に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）を含み、
前記地熱タービン（１）は、前記翼本体部（４１）に取り付けられたペルチェ素子（９５）であって、前記翼本体部（４１）を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部（９５１）と、前記吸熱部（９５１）が吸熱した熱を前記翼本体部（４１）に放熱する放熱部（９５２）と、を含むペルチェ素子（９５）、をさらに備える。
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）を含み、
前記地熱タービン（１）は、前記翼本体部（４１）に取り付けられたペルチェ素子（９５）であって、前記翼本体部（４１）を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部（９５１）と、前記吸熱部（９５１）が吸熱した熱を前記翼本体部（４１）に放熱する放熱部（９５２）と、を含むペルチェ素子（９５）、をさらに備える。
【0091】
上記９）の構成によれば、翼本体部に取り付けられたペルチェ素子は、翼本体部を通過する蒸気から熱を吸熱する吸熱部を含む。このため、吸熱部によって、下流側において静翼段付近で発生する境界層に沿って流れる蒸気を、上流側において冷却できる。吸熱部により冷却された蒸気は、境界層に沿って下流側に流れて、静翼段の壁面を冷却して壁面の温度を下げる。静翼段の壁面の温度を下げることで、壁面に付着した水分の蒸発を抑制して壁面の湿潤状態を維持できるため、壁面へのスケールの付着を抑制できる。静翼段へのスケールの付着を抑制することで、蒸気流路の閉塞を抑制できるため、地熱タービンの効率低下を抑制できる。
【0092】
また、上記９）の構成によれば、上記ペルチェ素子は、吸熱部が吸熱した熱を翼本体部に放熱する放熱部を含むので、放熱部からの放熱により翼本体部が加熱される。放熱部により翼本体部を加熱することで、翼本体部の内部の温度低下を抑制できるため、地熱タービンの熱損失を抑制できる。これにより、吸熱部における吸熱による地熱タービンの効率低下を抑制できる。なお、翼本体部の後縁側では、吸熱部により冷却の方が放熱部による加熱に比べて影響が大きいため、静翼段の壁面を充分に冷却できる。また、上記地熱タービンは、上述した冷却管や翼本体部の内部に形成された冷媒（例えば、冷却水）が流れる流路などを備えていなくても、蒸気流路を流れる蒸気を冷却できる。これにより、地熱タービンは、上記冷媒の漏洩リスクがなく、地熱タービンの構造を簡単なものにできるため、地熱タービンや地熱タービンを備える地熱発電プラントの設置場所の自由度を高めることができる。
【0093】
１０）幾つかの実施形態では、上記９）に記載の地熱タービン（１）であって、
前記ペルチェ素子（９５）は、前記翼本体部（４１）の前記負圧面（４９）における前記スロート部（４５）よりも上流側に取り付けられた。
前記ペルチェ素子（９５）は、前記翼本体部（４１）の前記負圧面（４９）における前記スロート部（４５）よりも上流側に取り付けられた。
【0094】
本発明者らの知見によれば、負圧面は、正圧面に比べてスケールが付着し易い傾向がある。上記１０）の構成によれば、ペルチェ素子は、翼本体部の負圧面におけるスロート部よりも上流側に取り付けられるので、負圧面付近で発生する境界層に沿って流れる蒸気を上流側において冷却できる。これにより、スケールが付着し易い負圧面へのスケールの付着を抑制できる。
【0095】
１１）幾つかの実施形態では、上記１）～１０）の何れか１項に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記複数の翼本体部（４１）の各々は、前縁（４６）の翼高さ（Ｈ２）よりも後縁（４７）の翼高さ（Ｈ３）の方が大きく形成されており、
前記外輪（４２）の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの外輪側冷却通路（１００）であって、前記ロータシャフト（２）の軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部（４１）と重複する位置に配置される少なくとも１つの外輪側冷却通路（１００）を形成する外輪側冷却通路形成部（１０１）が形成されており、
前記外輪側冷却通路形成部（１０１）は、前記軸方向における下流端（１０４）と前記ロータシャフト（２）の軸線（ＬＡ）との距離Ｒ１が、前記軸方向における上流端（１０３）と前記ロータシャフト（２）の前記軸線（ＬＡ）との距離Ｆ１よりも大きい第１壁面（１０２）を有する。
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記複数の翼本体部（４１）の各々は、前縁（４６）の翼高さ（Ｈ２）よりも後縁（４７）の翼高さ（Ｈ３）の方が大きく形成されており、
前記外輪（４２）の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの外輪側冷却通路（１００）であって、前記ロータシャフト（２）の軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部（４１）と重複する位置に配置される少なくとも１つの外輪側冷却通路（１００）を形成する外輪側冷却通路形成部（１０１）が形成されており、
前記外輪側冷却通路形成部（１０１）は、前記軸方向における下流端（１０４）と前記ロータシャフト（２）の軸線（ＬＡ）との距離Ｒ１が、前記軸方向における上流端（１０３）と前記ロータシャフト（２）の前記軸線（ＬＡ）との距離Ｆ１よりも大きい第１壁面（１０２）を有する。
【0096】
上記１１）の構成によれば、少なくとも１つの外輪側冷却通路は、ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が翼本体部と重複する位置に配置される。少なくとも１つの外輪側冷却通路を形成する外輪側冷却通路形成部は、軸方向における下流端とロータシャフトの軸線との距離Ｒ１が、軸方向における上流端とロータシャフトの軸線との距離Ｆ１よりも大きい第１壁面を有する。この場合には、外輪側冷却通路を蒸気流路の近くに設けることができるため、外輪側冷却通路により、下流側において蒸気流路の外輪近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段におけるスケールが付着し易い、外輪寄りの壁面へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービンの効率低下を効果的に抑制できる。
【0097】
１２）幾つかの実施形態では、上記１）～１１）の何れか１項に記載の地熱タービン（１）であって、
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記複数の翼本体部（４１）の各々は、前縁（４６）の翼高さ（Ｈ２）よりも後縁（４７）の翼高さ（Ｈ３）の方が大きく形成されており、
前記内輪（４３）の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの内輪側冷却通路（１０５）であって、前記ロータシャフト（２）の軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部（４１）と重複する位置に配置される少なくとも１つの内輪側冷却通路（１０５）を形成する内輪側冷却通路形成部（１０６）が形成されており、
前記内輪側冷却通路形成部（１０６）は、前記軸方向における下流端（１０９）と前記ロータシャフト（２）の軸線（ＬＡ）との距離Ｒ２が、前記軸方向における上流端（１０８）と前記ロータシャフト（２）の前記軸線（ＬＡ）との距離Ｆ２よりも小さい第２壁面（１０７）を有する。
前記少なくとも１つの静翼段（４）は、
圧力面（４８）および負圧面（４９）を含む複数の翼本体部（４１）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の外周部を支持する外輪（４２）と、
前記複数の翼本体部（４１）の各々の内周部を支持する内輪（４３）と、を含み、
前記複数の翼本体部（４１）の各々は、前縁（４６）の翼高さ（Ｈ２）よりも後縁（４７）の翼高さ（Ｈ３）の方が大きく形成されており、
前記内輪（４３）の内部には、前記周方向に沿って延在する少なくとも１つの内輪側冷却通路（１０５）であって、前記ロータシャフト（２）の軸方向において、少なくとも一部が前記翼本体部（４１）と重複する位置に配置される少なくとも１つの内輪側冷却通路（１０５）を形成する内輪側冷却通路形成部（１０６）が形成されており、
前記内輪側冷却通路形成部（１０６）は、前記軸方向における下流端（１０９）と前記ロータシャフト（２）の軸線（ＬＡ）との距離Ｒ２が、前記軸方向における上流端（１０８）と前記ロータシャフト（２）の前記軸線（ＬＡ）との距離Ｆ２よりも小さい第２壁面（１０７）を有する。
【0098】
上記１２）の構成によれば、少なくとも１つの内輪側冷却通路は、ロータシャフトの軸方向において、少なくとも一部が翼本体部と重複する位置に配置される。少なくとも１つの内輪側冷却通路を形成する内輪側冷却通路形成部は、軸方向における下流端とロータシャフトの軸線との距離Ｒ２が、軸方向における上流端とロータシャフトの軸線との距離Ｆ２よりも小さい第２壁面を有する。この場合には、内輪側冷却通路を蒸気流路の近くに設けることができるため、内輪側冷却通路により、下流側において蒸気流路の内輪近傍を流れる蒸気を冷却でき、静翼段におけるスケールが付着し易い、内輪寄りの壁面へのスケールの付着を抑制できる。これにより、蒸気流路の閉塞を効果的に抑制できるため、地熱タービンの効率低下を効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【0099】
１ 地熱タービン
２ ロータシャフト
２１ シャフト部
２２ 外面
２３ ディスク部
３ ケーシング
３１ 外輪支持部
３２ 吸気室
４ 静翼段
４Ａ 初段静翼
４０ 壁面
４１ 翼本体部
４２ 外輪
４３ 内輪
４４ 蒸気流路
４４Ａ 翼間流路
４５ スロート部
４６ 前縁
４７ 後縁
４８ 圧力面
４９ 負圧面
５，５Ａ 動翼段
６ 冷却管
６０ 冷却水流路
６１ 周方向延在管
６２ 径方向延在管
１０ 地熱発電システム
１１ 生産井
１２ セパレータ
１３ 還元井
１４ 発電機
１５ 復水器
１６ 冷却塔
７１ 入口流路
７２ 入口管
７３ 出口流路
７４ 出口管
７５ 冷却水供給口
７６ 冷却水排出口
７７ 冷却水供給源
９１ 第１凹部
９２ 貫通孔
９３ 第２凹部
９４ 溝部
９４Ａ 外輪側溝部
９４Ｂ 内輪側溝部
９５ ペルチェ素子
９５１ 吸熱部
９５２ 放熱部
９６ 電力源
９７ 電線
１００ 外輪側冷却通路
１０１ 外輪側冷却通路形成部
１０２ 第１壁面
１０５ 内輪側冷却通路
１０６ 内輪側冷却通路形成部
１０７ 第２壁面
ＢＬ 境界層
ＬＡ 軸線
Ｐ１，Ｐ２ 圧力
Ｘ 軸方向
ＸＦ （軸方向の）前方側
ＸＲ （軸方向の）後方側
２ ロータシャフト
２１ シャフト部
２２ 外面
２３ ディスク部
３ ケーシング
３１ 外輪支持部
３２ 吸気室
４ 静翼段
４Ａ 初段静翼
４０ 壁面
４１ 翼本体部
４２ 外輪
４３ 内輪
４４ 蒸気流路
４４Ａ 翼間流路
４５ スロート部
４６ 前縁
４７ 後縁
４８ 圧力面
４９ 負圧面
５，５Ａ 動翼段
６ 冷却管
６０ 冷却水流路
６１ 周方向延在管
６２ 径方向延在管
１０ 地熱発電システム
１１ 生産井
１２ セパレータ
１３ 還元井
１４ 発電機
１５ 復水器
１６ 冷却塔
７１ 入口流路
７２ 入口管
７３ 出口流路
７４ 出口管
７５ 冷却水供給口
７６ 冷却水排出口
７７ 冷却水供給源
９１ 第１凹部
９２ 貫通孔
９３ 第２凹部
９４ 溝部
９４Ａ 外輪側溝部
９４Ｂ 内輪側溝部
９５ ペルチェ素子
９５１ 吸熱部
９５２ 放熱部
９６ 電力源
９７ 電線
１００ 外輪側冷却通路
１０１ 外輪側冷却通路形成部
１０２ 第１壁面
１０５ 内輪側冷却通路
１０６ 内輪側冷却通路形成部
１０７ 第２壁面
ＢＬ 境界層
ＬＡ 軸線
Ｐ１，Ｐ２ 圧力
Ｘ 軸方向
ＸＦ （軸方向の）前方側
ＸＲ （軸方向の）後方側
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】