本發(fā)明涉及構(gòu)成蒸汽渦輪排氣裝置的擴(kuò)散流道的一部分的流動導(dǎo)向件以及具備該流動導(dǎo)向件的蒸汽渦輪的排氣裝置。

背景技術(shù)：

利用由鍋爐等蒸汽產(chǎn)生器產(chǎn)生的蒸汽使渦輪旋轉(zhuǎn)并發(fā)電的發(fā)電設(shè)備一般由高壓渦輪、中壓渦輪以及低壓渦輪等、與蒸汽壓力相應(yīng)的多個渦輪構(gòu)成。由蒸汽產(chǎn)生器產(chǎn)生的蒸汽從高壓渦輪至低壓渦輪按順序通過并結(jié)束旋轉(zhuǎn)動作，并導(dǎo)入凝結(jié)器。蒸汽在此冷凝而成為冷凝水，并回流至蒸汽產(chǎn)生器。在高壓中壓低壓各自的出口不久之后設(shè)置稱為排氣室的蒸汽流道。排氣室一般具有伴隨急劇的流的轉(zhuǎn)向的形狀，因此，在蒸汽流上產(chǎn)生阻力，容易產(chǎn)生壓力損失。

這種結(jié)構(gòu)的發(fā)電設(shè)備通過將凝結(jié)器配置在低壓渦輪的下方，減小收納發(fā)電設(shè)備的建筑的下方排氣型的設(shè)備。在下方排氣型的發(fā)電設(shè)備中的低壓渦輪的排氣室中，從低壓渦輪排出的蒸汽以短距離向凝結(jié)器并向下方轉(zhuǎn)向。因此，蒸汽不會完全順暢地轉(zhuǎn)向，有時在蒸汽流上產(chǎn)生剝離而成為壓力損失。作為低壓渦輪的從出口到凝結(jié)器的蒸汽流道的低壓渦輪的排氣室中的壓力損失對設(shè)備性能帶來的影響大，減小該壓力損失的情況在設(shè)備的性能提高方面有效。

在大部分低壓渦輪的排氣室中，采用使流道截面積向下游側(cè)逐漸增加的擴(kuò)散流道結(jié)構(gòu)。將通過在擴(kuò)散流道中順暢地使蒸汽膨脹，將蒸汽的動能轉(zhuǎn)換為壓力的能量的情況稱為擴(kuò)散效果。在有效地發(fā)揮該擴(kuò)散效果的情況下，低壓渦輪的出口壓力下降，因此，低壓渦輪的出入口間的蒸汽的熱落差變大，能得到更高的輸出。

擴(kuò)散流道一般由安裝于渦輪的最終級的出口部的稱為流動導(dǎo)向件的環(huán)狀部件和位于流動導(dǎo)向件的內(nèi)側(cè)的軸承側(cè)的壁面(覆蓋稱為圓錐滾子軸承外圈的軸承的部件)等形成。擴(kuò)散效果的提高尤其通過對流動導(dǎo)向件的形狀下各種工夫而實(shí)現(xiàn)。在具有這種擴(kuò)散流道的排氣室中例如為了不改變現(xiàn)狀的制造、組裝精度地發(fā)揮較高的擴(kuò)散效果，以低成本提高設(shè)備效率，分別由通過使互相不同的形狀的曲線以轉(zhuǎn)子軸為中心旋轉(zhuǎn)而構(gòu)成的曲面構(gòu)成流動導(dǎo)向件的上半側(cè)以及下半側(cè)的導(dǎo)向面，采用利用封閉部封閉與上半側(cè)和下半側(cè)的連接部水平地形成的間隙的流動導(dǎo)向件(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-5813號公報

在下方排氣型的蒸汽渦輪的排氣室中，能通過流動導(dǎo)向件的擴(kuò)散效果、即壓力回復(fù)率的提高，實(shí)現(xiàn)渦輪性能的提高。該擴(kuò)散流道的流是上下非對稱，因此，使排氣室的壓力回復(fù)系數(shù)最大化的流動導(dǎo)向件的形狀在上下不同。

但是，若使流動導(dǎo)向件整體形成為壓力回復(fù)系數(shù)最大化的最適形狀，則制造成本變高。流動導(dǎo)向件一般通過利用焊接等使在圓周方向上劃分的多個部件一體化而形成為環(huán)狀。這些多個部件通過利用板彎曲的制罐形成為期望的形狀。在流動導(dǎo)向件是旋轉(zhuǎn)對稱的形狀的情況下，構(gòu)成流動導(dǎo)向件的多個部件互相為相同形狀，因此，制罐的模具一個便足夠。相對于此，在流動導(dǎo)向件是具有在圓周方向的各位置不同的曲率半徑的理想的最適形狀的情況下，構(gòu)成流動導(dǎo)向件的多個部件為互相不同的形狀，因此，需要多個制罐的模具。例如，在將流動導(dǎo)向件在圓周方向上劃分為八個而構(gòu)成的情況下，需要八個制罐模具，與旋轉(zhuǎn)對稱的流動導(dǎo)向件的情況相比，則需要八倍的模具，存在制造成本增大的問題。

以往，使用考慮了制造成本和性能的平衡的流動導(dǎo)向件。即，流動導(dǎo)向件具有在整周為單一的曲率的曲面，并且，為具有根據(jù)排氣室的形狀等在圓周方向(上半側(cè)和下半側(cè))不同的徑向的長度的形狀。作為流動導(dǎo)向件的曲面形狀，采用流動導(dǎo)向件的上半側(cè)以及下半側(cè)的最適形狀的中間的形狀。因此，能以低成本制造流動導(dǎo)向件，但在排氣室的壓力回復(fù)系數(shù)方面存在妥協(xié)。另外，在上述專利文獻(xiàn)1記載的低壓渦輪的排氣室中，流動導(dǎo)向件的上半側(cè)及下半側(cè)的導(dǎo)向面由通過以轉(zhuǎn)子軸中心使曲線旋轉(zhuǎn)而成的曲面構(gòu)成，并且，上半側(cè)的導(dǎo)向面和下半側(cè)的導(dǎo)向面的連接部分不連續(xù)，因此，存在提高壓力回復(fù)系數(shù)的余地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題點(diǎn)而進(jìn)行的，其目的在于提供能實(shí)現(xiàn)較高的擴(kuò)散效果和低制造成本的兼具的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置。

為了解決上述課題，例如采用技術(shù)方案所記載的結(jié)構(gòu)。

本申請包括多個解決上述課題的方案，如果列舉其一例，則是一種具備繞中心軸旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子和配置于上述渦輪轉(zhuǎn)子的外周側(cè)的多個動葉片的蒸汽渦輪的排氣裝置，具備在最終級的動葉片的下游側(cè)配置于動葉片的內(nèi)周側(cè)的圓錐滾子軸承外圈和在最終級的動葉片的下游側(cè)配置于動葉片的外周側(cè)的環(huán)狀的流動導(dǎo)向件、包圍上述圓錐滾子軸承外圈以及上述流動導(dǎo)向件的外部外殼，上述流動導(dǎo)向件的圓周方向的各位置中的子午面投影形狀是使某代表形狀以其上游端為中心在子午面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并將其徑向的長度維持為相同或縮短其徑向的長度的形狀，上述流動導(dǎo)向件的上游端相對于上述渦輪轉(zhuǎn)子的軸向的傾斜角在圓周方向的分布為，在圓周方向的多個代表位置分別具有代表傾斜角，并且，在圓周方向的代表位置間，根據(jù)這些代表位置的代表傾斜角通過線形插補(bǔ)規(guī)定。

本發(fā)明的效果如下。

根據(jù)本發(fā)明，使流動導(dǎo)向件為其子午面投影形狀在圓周方向上連續(xù)地變化的形狀，并且，使圓周方向的代表位置間的流動導(dǎo)向件為即使在圓周方向上劃分為幾份也能以相同的制罐的模具成形的形狀，因此，能實(shí)現(xiàn)較高的擴(kuò)散效果和較低的制造成本的兼具。

上述的以外的課題、結(jié)構(gòu)以及效果根據(jù)以下的實(shí)施方式的說明變得明確。

附圖說明

圖1是與蒸汽渦輪的最終級一起表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第一實(shí)施方式的概略縱剖視圖。

圖2是表示圖1所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的立體圖。

圖3是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的子午面投影形狀的一例的概略圖。

圖4是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的傾斜角的圓周方向的分布的圖。

圖5是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的徑向的長度的圓周方向的分布的圖。

圖6是表示圖2所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的圓周方向的代表位置中的子午面投影形狀的一例的概略圖。

圖7是表示圖2所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的傾斜角的圓周方向的分布的圖。

圖8是表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的形狀檢查的方法的說明圖。

圖9是表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的立體圖。

圖10是表示圖9所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的傾斜角的圓周方向的分布的圖。

圖11是從xi-xi向視觀察圖9所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的剖視圖。

圖中：1—渦輪轉(zhuǎn)子，2—動葉片，10—排氣裝置，12—圓錐滾子軸承外圈，13、13a、13b—流動導(dǎo)向件，14—外部外殼，15—擴(kuò)散流道，19—尖形部，θr—代表位置，α1、α2、α3、α4—代表傾斜角。

具體實(shí)施方式

下面，使用附圖說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的實(shí)施方式。

[第一實(shí)施方式]

首先，使用圖1及圖2說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。

圖1是與蒸汽渦輪的最終級一起表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第一實(shí)施方式的概略縱剖視圖，圖2是表示圖1所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的立體圖。圖1中，空白箭頭表示蒸汽流。圖1及圖2中，箭頭xa表示渦輪轉(zhuǎn)子的軸向(中心軸的方向)，箭頭r表示渦輪轉(zhuǎn)子的徑向，θ表示圓周方向的位置(角度)。

在圖1中，蒸汽渦輪具備繞中心軸a旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子1、在渦輪轉(zhuǎn)子1的外周側(cè)沿圓周方向排列的多個動葉片2(圖1中圖示兩個)和以與動葉片2在上游側(cè)對置的方式沿圓周方向排列的多個靜葉片3(圖1中圖示兩個)。沿圓周方向排列的靜葉片3和動葉片2在渦輪轉(zhuǎn)子1的軸向xa(圖1中左右方向)交替地配置而構(gòu)成多個級(圖1中只圖示最終級)。動葉片2為了減小其外周側(cè)的泄漏流，在其前端部具有罩4。靜葉片3由噴嘴隔板外輪5保持。在靜葉片3的內(nèi)周側(cè)前端，為了減小由靜葉片3的前后的壓力差產(chǎn)生的泄漏流，設(shè)置噴嘴隔板內(nèi)輪6。作為動作流體的蒸汽通過蒸汽渦輪的最終級的靜葉片3以及動葉片2，驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子1。

該蒸汽渦輪例如是下方排氣型，還具備將驅(qū)動渦輪轉(zhuǎn)子1之后的排氣向下方的凝結(jié)器(未圖示)引導(dǎo)的排氣裝置10。排氣裝置10具備內(nèi)置渦輪轉(zhuǎn)子1以及動葉片2的內(nèi)部外殼(未圖示)、在最終級的動葉片2的下游側(cè)配置于該動葉片2的內(nèi)周側(cè)(根部側(cè))的圓錐滾子軸承外圈12、在最終級的動葉片2的下游側(cè)配置于該動葉片2的外周側(cè)(前端側(cè))的環(huán)狀的流動導(dǎo)向件13、包圍內(nèi)部外殼、圓錐滾子軸承外圈12以及流動導(dǎo)向件13的外部外殼14。圓錐滾子軸承外圈12是以包圍渦輪轉(zhuǎn)子1的軸承(未圖示)的方式設(shè)置的環(huán)狀的部件，其下游端與外部外殼14的軸端壁14a連接。在最終級的動葉片2的下游側(cè)，通過圓錐滾子軸承外圈12、流動導(dǎo)向件13以及外部外殼14的軸端壁14a形成流道截面積向排氣的流向下游側(cè)逐漸擴(kuò)大的環(huán)狀的擴(kuò)散流道15。該擴(kuò)散流道15通過從最終級的動葉片2排出的排氣的減速將動能轉(zhuǎn)換為壓力而實(shí)現(xiàn)排氣的壓力回復(fù)，將從最終級的動葉片2的出口的排氣以放射狀向徑向r的外側(cè)導(dǎo)出。

流動導(dǎo)向件13例如通過焊接等安裝于流動導(dǎo)向環(huán)16，通過流動導(dǎo)向環(huán)16固定于噴嘴隔板外輪5。流動導(dǎo)向件13如圖1以及圖2所示，以其上游端(向流動導(dǎo)向環(huán)16的安裝部)相對于軸向xa以傾斜角(上游端的內(nèi)周面的切線和軸向xa所成的角度)α傾斜的方式向徑向r的外側(cè)彎曲。流動導(dǎo)向件13如圖2所示，通過利用焊接等使在圓周方向上劃分的多個曲面狀的部件18一體化而形成為環(huán)狀。

接著，與現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的形狀進(jìn)行比較地說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的詳細(xì)的形狀。

首先，使用圖2至圖5說明現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的形狀。圖3是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的子午面投影形狀的一例的概略圖，圖4是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的傾斜角的圓周方向的分布的圖，圖5是表示現(xiàn)有的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的徑向的長度的圓周方向的分布的圖。圖4中，縱軸α表示流動導(dǎo)向件上游端相對于軸向的傾斜角,橫軸θ表示流動導(dǎo)向件的圓周方向的位置.圖5中，縱軸r表示流動導(dǎo)向件的徑向的長度，橫軸θ表示流動導(dǎo)向件的圓周方向的位置。另外，在圖3至圖5中，與圖1以及圖2所示的符號相同部分的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

現(xiàn)有的流動導(dǎo)向件113如圖2所示，與本實(shí)施方式的流動導(dǎo)向件13相同，通過利用焊接等使多個曲面狀的部件118一體化而形成為環(huán)狀。多個曲面狀的部件118由利用板彎曲的制罐形成。該流動導(dǎo)向件113為了減少制造成本，為能利用一個模具臺形成構(gòu)成流動導(dǎo)向件113的全部的曲面狀的部件118的形狀。

具體地說，流動導(dǎo)向件113如圖3所示，以其子午面投影形狀(在包括中心軸a的面的剖面形狀)在整周(θ＝0°～360°)重合的方式形成，圖2所示的流動導(dǎo)向件113的上游端的傾斜角α如圖3以及圖4所示，在全周(θ＝0°～360°)為相同值αo。但是，該流動導(dǎo)向件113如圖5所示，以成為其子午面投影形狀的徑向r的長度r在上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)恒定且在下半部(θ＝90°～270°)比上半部大的分布的方式形成。即，現(xiàn)有的流動導(dǎo)向件113是以相對于通過使圖3所示的子午面投影形狀繞中心軸a(參照圖1)旋轉(zhuǎn)而得到的形狀，使其徑向r的長度r根據(jù)圓周方向的位置θ不同的方式形成的流動導(dǎo)向件。

另外，使流動導(dǎo)向件113的徑向r的長度r如上述那樣分布的理由如下。流動導(dǎo)向件113的上側(cè)出口的形狀由位于外部外殼14(參照圖1)的外周側(cè)的側(cè)壁面14b(參照圖1)的形狀決定。例如，在流動導(dǎo)向件113的上側(cè)的徑向r的長度r過大的情況下，在流動導(dǎo)向件113與外部外殼14之間形成節(jié)流流道，因此，妨礙排氣的壓力回復(fù)，渦輪輸出下降。另一方面，流動導(dǎo)向件113的下側(cè)的下游側(cè)是與未圖示的凝結(jié)器連接的部分，不存在阻礙擴(kuò)散流道15(參照圖1)的結(jié)構(gòu)物。因此，若由流動導(dǎo)向件113的下側(cè)出口和外部外殼14的軸端壁14a(參照圖1)形成壓力回復(fù)系數(shù)為最大的最適的擴(kuò)散流道，則需要相對于流動導(dǎo)向件113的上側(cè)，下側(cè)增大其徑向r的長度r。即，基于流動導(dǎo)向件113的子午面投影形狀在圓周方向的各位置θ重合，流動導(dǎo)向件113的上游端的傾斜角α在圓周方向的各位置θ恒定的前提，以排氣裝置的壓力回復(fù)最大的方式，使流動導(dǎo)向件113的徑向r的長度r的圓周方向的分布最適化。

在采用這種形狀的流動導(dǎo)向件113的情況下，流動導(dǎo)向件113的徑向r的長度r根據(jù)圓周方向的位置θ而不同，但能利用一臺模具臺形成構(gòu)成流動導(dǎo)向件113的多個曲面狀的部件118，因此，能實(shí)現(xiàn)制造成本的減少。但是，在以通過使某曲線繞中心軸a旋轉(zhuǎn)而得到的曲面形狀為基本形狀的該現(xiàn)有的流動導(dǎo)向件113中，在擴(kuò)散流道的壓力回復(fù)系數(shù)存在妥協(xié)。因此，要求能提高壓力回復(fù)系數(shù)的流動導(dǎo)向件。

接著，使用圖2、圖5至圖7說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的詳細(xì)的形狀。

圖6是表示圖2所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的圓周方向的代表位置的子午面投影形狀的一例的概略圖，圖7是表示圖2所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的傾斜角的圓周方向的分布的圖。圖7中，縱軸α表示流動導(dǎo)向件上游端相對于軸向的傾斜角，橫軸θ表示流動導(dǎo)向件的圓周方向的位置。另外，在圖6及圖7中，與圖1至圖5所示的符號相同符號的部分是相同的部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖2所示的流動導(dǎo)向件13的圓周方向的各位置θ的子午面投影形狀為將圓周方向的某位置的子午面投影形狀作為代表形狀，以代表形狀的上游端為中心在子午面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，將其徑向的長度維持為相同或縮短其徑向的長度的形狀。具體地說，如圖6所示，將圓周方向的位置θ為180°(下半部中心)的子午面投影形狀設(shè)定為擴(kuò)散流道15(參照圖1)的壓力回復(fù)系數(shù)提高的適當(dāng)?shù)男螤?、例如由自由曲線規(guī)定的形狀，將其作為代表形狀。圓周方向的位置θ為90°以及270°(圖2中，上半部和下半部的邊界部)的子午面投影形狀為使代表形狀以其上游端為中心在子午面內(nèi)向在軸向xa接近的方向旋轉(zhuǎn)(圖6中以雙點(diǎn)劃線表示的形狀)而縮短了其徑向r的長度r的形狀(圖6中以實(shí)線表示的形狀)。圓周方向的位置θ為0°～90°以及270°～360°的部分(上半部)的各子午面投影形狀互相為相同形狀。圓周方向的位置θ為90°～270°的部分(下半部)的子午面投影形狀為在圓周方向上連續(xù)地變化的形狀。

另外，圖2所示的流動導(dǎo)向件13例如以圓周方向的各位置θ的傾斜角α為圖7所示的分布的方式形成。具體地說，使流動導(dǎo)向件13的上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)的傾斜角α為恒定值α2。使流動導(dǎo)向件13的下半部θ＝(90°～270°)的傾斜角α比上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)的傾斜角α大，在圓周方向的位置θ為180°(下半部中心)傾斜角α為最大值α1。下半部的傾斜角α中、圓周方向的位置θ為180°～90°的部分(圖2中，從下游側(cè)觀察從下半部中心與上半部連接的右側(cè)部分)以及圓周方向位置θ為180°～270°的部分(圖2中，從下游側(cè)觀察，從下半部中心與上半部連接的左側(cè)部分)的傾斜角α分別根據(jù)其兩端(180°和90°或180°和270°)的傾斜角α1、α2通過線形插補(bǔ)規(guī)定。即，傾斜角α的圓周方向的分布在圓周方向的多個代表位置θr(180°、90°、270°)分別具有代表傾斜角α1、α2。代表傾斜角α1、α2設(shè)定為根據(jù)外部外殼14(參照圖1)的形狀等，排氣裝置10的壓力回復(fù)系數(shù)提高的角度。除此之外，流動導(dǎo)向件13的傾斜角α的圓周方向的代表位置θr間的分布根據(jù)這些代表位置θr(180°、90°、270°)的代表傾斜角α1、α2由線形插補(bǔ)規(guī)定。另外，代表位置θr未限定于180°、90°、270°，能根據(jù)設(shè)計上等的需要設(shè)定在任意的位置。

另外，流動導(dǎo)向件13例如以子午面投影形狀的徑向r的長度r與圖5所示的現(xiàn)有的流動導(dǎo)向件113為相同的分布的方式形成。即，子午面投影形狀的徑向r的長度r在流動導(dǎo)向件13的上半部(θ0°～90°、270°～360°)恒定，在下半部(θ＝90°～270°)比上半部大的分布。下半部的徑向r的長度r以在圓周方向的位置θ為180°(下半部中心)最大，隨著圓周方向的位置θ朝向上半部單調(diào)減少的方式分布。

這樣構(gòu)成的流動導(dǎo)向件13即使在圓周方向的任意的位置θ，其內(nèi)周面(導(dǎo)向曲面)也為在圓周方向上連續(xù)的形狀。另外，圓周方向的位置θ為0°～90°以及270°～360°的流動導(dǎo)向件13的部分(上半部)即使在除了兩端(90°和270°)的圓周方向的任意的位置θ也為一階微分連續(xù)的順暢的曲面形狀。另外，圓周方向的位置θ為90°～180°的部分(圖2中從下游側(cè)觀察從下半部中心與上半部連接的右側(cè)部分)以及180°～270°的部分(圖2中從下游側(cè)觀察從下半部中心與上半部連接的左側(cè)部分)也分別即使在除了兩端(90°和180°或180°和270°)的圓周方向的任意的位置θ為一階微分連續(xù)的順滑的曲面形狀。即，流動導(dǎo)向件13的內(nèi)周面除了圓周方向的代表位置θr(90°、180°、270°)的部分，為在圓周方向順滑的曲面形狀。

在由制罐制造該流動導(dǎo)向件13的情況下，能以共計三個模具成形。流動導(dǎo)向件13的上半部(θ＝0°～90°、270°～360°)其子午面投影形狀在圓周方向的各位置θ相同，因此，能將上半部在圓周方向上分割為幾份用一個模具制造。另外，圓周方向的位置θ為90°～180°的代表位置間θr、以及180°～270°的代表位置θr間的部分的流動導(dǎo)向件13的傾斜角分別由這些代表位置(180°和90°、或180°和270°)的代表傾斜角α的線形插補(bǔ)規(guī)定，因此，流動導(dǎo)向件13的代表位置θr間(90°～180°以及180°～270°)的部分能分別在圓周方向上分割為幾份由一個模具制造。因此，流動導(dǎo)向件13能由三個制罐的模具制造。

這樣，在本實(shí)施方式中，使流動導(dǎo)向件13的上半部和下半部為排氣裝置10的壓力回復(fù)系數(shù)提高的非對稱的形狀，并且為流動導(dǎo)向件13在圓周方向連續(xù)的形狀，因此，與以通過繞中心軸a旋轉(zhuǎn)而成的形狀為基本形狀的現(xiàn)有的流動導(dǎo)向件相比，能得到壓力回復(fù)系數(shù)提高了的排氣裝置10。

另外，在本實(shí)施方式中，若將上述形狀的流動導(dǎo)向件13的制造成本與制造具有在圓周方向的各位置θ不同的曲率半徑的最適形狀的流動導(dǎo)向件的情況相比，則能大幅減少。例如，在將流動導(dǎo)向件在圓周方向上劃分為八個且制造的情況下，相對于對最適形狀的流動導(dǎo)向件的制作必要的制罐的模具數(shù)是8個，對本實(shí)施方式的流動導(dǎo)向件13的制造必要的制罐的模具數(shù)為3個。

接著，使用圖8說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的形狀檢查的方法。

圖8是表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第一實(shí)施方式的形狀檢查的方法的說明圖。圖8中，箭頭xa表示軸向，箭頭r表示徑向，θ表示圓周方向的位置。另外，在圖8中，與圖1至圖7所示的符號相同符號的部分是相同的部分，因此省略其詳細(xì)的說明。

在流動導(dǎo)向件13的導(dǎo)向曲面(內(nèi)周面)的檢查中，將流動導(dǎo)向件13的上游端作為下側(cè)配置于水平面，通過使流動導(dǎo)向件檢查標(biāo)尺21與導(dǎo)向曲面抵接，確認(rèn)導(dǎo)向曲面的圓周方向的各位置θ的形狀。流動導(dǎo)向件13的圓周方向的各位置θ的子午面投影形狀是通過使某代表形狀以其上游端為中心在子午面內(nèi)旋轉(zhuǎn)而成的形狀(參照圖6)，因此，能通過使用一個與代表形狀的導(dǎo)向曲面對應(yīng)的流動導(dǎo)向件檢查標(biāo)尺21，進(jìn)行圓周方向的各位置θ的導(dǎo)向曲面的形狀檢查。

另外，流動導(dǎo)向件13的傾斜角α并不是在整周相同，因此，需要確認(rèn)圓周方向的各位置θ的傾斜角α。但是，難以直接計測該傾斜角α。因此，通過在圓周方向的各位置θ計測流動導(dǎo)向件13的上游端與下游端間的水平距離l和垂直距離h，并將其計測值與設(shè)計值進(jìn)行比較，間接地確認(rèn)圓周方向的各位置θ的傾斜角α。

另一方面，在檢測具有在圓周方向的各位置θ不同的曲率半徑的最適形狀的流動導(dǎo)向件的情況下，需要在圓周方向的各位置θ使用與之對應(yīng)的形狀的檢查標(biāo)尺。即，需要準(zhǔn)備多個檢查標(biāo)尺，標(biāo)尺制作費(fèi)用增加。另外，由于需要在圓周方向的各位置θ使用與之對應(yīng)的檢查標(biāo)尺并進(jìn)行檢查，因此，檢查復(fù)雜，成為由檢查時間的長期化等引起的形狀檢查的費(fèi)用的增加的主要原因。

這樣，在本實(shí)施方式中，能利用一個流動導(dǎo)向件檢查標(biāo)尺21確認(rèn)流動導(dǎo)向件13的導(dǎo)向曲面的整周的形狀，因此，與進(jìn)行最適形狀的流動導(dǎo)向件的形狀檢查的情況相比，能大幅地減少包括標(biāo)尺制作費(fèi)等的形狀檢查的費(fèi)用。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第一實(shí)施方式，使流動導(dǎo)向件13為其子午面投影形狀在圓周方向上連續(xù)地變化的形狀，并且使圓周方向的代表位置θr間的流動導(dǎo)向件13為即使在圓周方向上劃分為幾份均能利用相同的制罐的模具成形的形狀，因此，能實(shí)現(xiàn)較高的擴(kuò)散效果和較低的制造成本的兼具。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式，以在三個代表位置θr(180°、90°、270°)具有兩個不同的值的代表傾斜角α1、α2的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13的傾斜角α的圓周方向的分布，因此，能使三個代表位置θr間的流動導(dǎo)向件13的形狀分別為壓力回復(fù)系數(shù)提高的形狀，并且，能利用三個制罐的模具形成流動導(dǎo)向件13。因此，能抑制制造成本，并且實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散效果的提高。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于利用自由曲線規(guī)定作為流動導(dǎo)向件13的圓周方向的各位置θ的子午面投影形狀的基本形狀的代表形狀的內(nèi)周面?zhèn)?，因此，與由圓弧狀的曲線構(gòu)成的代表形狀的情況相比，能得到壓力回復(fù)系數(shù)提高的擴(kuò)散流道15。

[第二實(shí)施方式]

接著，使用圖9至圖11說明本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第二實(shí)施方式。

圖9是表示本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的立體圖，圖10是表示圖9所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的傾斜角的圓周方向的分布的圖，圖11是從xi-xi向視觀察圖9所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件的第二實(shí)施方式的剖視圖。圖11中，空白箭頭表示蒸汽流。另外，在圖9至圖11中，與圖1至圖8所示的符號相同符號的部分是相同部分，因此，省略其詳細(xì)的說明。

圖9及圖10所示的本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第二實(shí)施方式相對于第一實(shí)施方式以在三個代表位置θr(180°、90°、270°)具有兩個不同的值的代表傾斜角α1、α2的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13的傾斜角α的圓周方向的分布(參照圖7)，以在兩個代表位置θr(0°、180°)具有兩個不同的值的代表傾斜角α的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13a的傾斜角α的圓周方向的分布。具體地說，如圖10所示，使流動導(dǎo)向件13a的圓周方向的代表位置θr為0°和180°，規(guī)定流動導(dǎo)向件13a的傾斜角α的圓周方向的分布。后者的代表位置θr的代表傾斜角α4設(shè)定為比前者的代表位置θr的代表傾斜角α3相對大。流動導(dǎo)向件13a的代表位置θr間(0°～180°以及180°～360°、圖9中右側(cè)半分以及左側(cè)半分)中的傾斜角與第一實(shí)施方式的情況相同，根據(jù)這些代表位置θr(0°、180°)的代表傾斜角α3、α4通過線形插補(bǔ)規(guī)定。

這樣構(gòu)成的流動導(dǎo)向件13a即使在圓周方向的任意的位置θ，也為其內(nèi)周面(導(dǎo)向曲面)在圓周方向上連續(xù)的曲面形狀。另外，圓周方向的位置θ為0°～180°的代表位置θr間的部分(圖9中從下游側(cè)觀察右側(cè)半部)以及180°～360°的代表位置θr間的部分(圖9中從下游側(cè)觀察左側(cè)半部)即使在除了兩端(0°和180°)的圓周方向的任意的位置也為一階微分連續(xù)的順滑的曲面形狀。即，流動導(dǎo)向件13a的內(nèi)周面在除了圓周方向的代表位置θr(0°、180°)的部分為在圓周方向上順滑的曲面形狀。

在利用制罐制造該流動導(dǎo)向件13a的情況下，能利用共計兩個模具成形。圓周方向位置θ為0°～180°的代表位置θr間以及180°～360°的代表位置θr間的部分的流動導(dǎo)向件13的傾斜角分別由這些代表位置θr(0°和180°)的代表傾斜角α3、α4的線形插補(bǔ)規(guī)定，因此，流動導(dǎo)向件13的代表位置θr間(0°～180°以及180°～360°)的部分能在圓周方向分割為幾份分別由一個模具制造。因此，流動導(dǎo)向件13a能由兩個制罐的模具制造。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的蒸汽渦輪排氣裝置的流動導(dǎo)向件以及蒸汽渦輪的排氣裝置的第二實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式相同，能實(shí)現(xiàn)較高的擴(kuò)散效果和較低的制造成本的兼具。

另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于以在兩個代表位置θr(0°、180°)具有不同的值的代表傾斜角α3、α4的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13a的傾斜角α的圓周方向的分布，因此，能使兩個代表位置θr間的流動導(dǎo)向件13a的形狀分別形成為壓力回復(fù)系數(shù)提高的形狀，并且能由兩個制罐的模具形成流動導(dǎo)向件13a。在該情況下，存在擴(kuò)散效果比第一實(shí)施方式的情況差的可能性，但與能由三個制罐的模具制造的第一實(shí)施方式的情況相比，能減少制造成本。

另外，在上述第二實(shí)施方式中，如圖10所示，以圓周方向的代表位置θr的0°(360°)附近的傾斜角朝向代表位置θr的0°(360°)減小的方式形成流動導(dǎo)向件13a。在該情況下，如圖11的實(shí)線所示，在圓周方向的位置θ為0°(360°)的流動導(dǎo)向件13a的部分形成向?qū)蚯?內(nèi)周面)側(cè)尖的尖形部19。順帶地，從最終級的動葉片2(參照圖1)的流出蒸汽如果相對于軸向xa無旋轉(zhuǎn)則是理想的，但有時設(shè)計上不得不旋轉(zhuǎn)。當(dāng)該流出蒸汽具有旋轉(zhuǎn)，則在流動導(dǎo)向件13a的上半部中心(θ＝0°)的尖形部的周邊區(qū)域，流出蒸汽的流容易剝離，因此擴(kuò)散性能惡化。

因此，作為上述第二實(shí)施方式的變形例，也能進(jìn)行第二實(shí)施方式的流動導(dǎo)向件13a的上半部中心(θ＝0°)的尖形部19的削角。即，如圖11的虛線所示，第二實(shí)施方式的變形例的流動導(dǎo)向件13b的內(nèi)周面形成為在圓周方向的代表位置θr(0°)順滑地連續(xù)的曲面形狀。由此，流出蒸汽的流容易向流動導(dǎo)向件13b的內(nèi)周面流。因此，能抑制擴(kuò)散流道15(參照圖1)的剝離規(guī)模，提高擴(kuò)散性能。

[其他實(shí)施方式]

另外，在上述第一至第二實(shí)施方式的變形例中，以與凝結(jié)器連接的蒸汽渦輪的排氣裝置10、即低壓蒸汽渦輪的排氣裝置為例進(jìn)行說明，但也能將本發(fā)明應(yīng)用于高壓蒸汽渦輪、中壓蒸汽渦輪的排氣裝置。

另外，在上述實(shí)施方式中，表示使流動導(dǎo)向件13、13a、13b的徑向r的長度r的圓周方向的分布在圖5所示的上為凸分布的例子，但也能在下為凸的分布。另外，不僅在上凸或在下凸的分布，也能為由自由曲線規(guī)定的分布。即，在上述實(shí)施方式中，能使流動導(dǎo)向件的徑向r的長度r的圓周方向的分布在每個發(fā)電設(shè)備為用于使流動導(dǎo)向件的形狀最適化的分布。即使這樣決定徑向r的長度r的圓周方向的分布，也能以較低的制造成本制造流動導(dǎo)向件。因此，能實(shí)現(xiàn)較高的擴(kuò)散效果和較低的制造成本的兼具。

另外，在上述第一實(shí)施方式中，表示以在三個代表位置θr(180°、90°、270°)具有兩個不同的值的代表傾斜角α1、α2的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13的傾斜角α的圓周方向的分布的例子，但也能以在三個代表位置θr具有三個不同的值的傾斜角的方式規(guī)定流動導(dǎo)向件13的傾斜角α的圓周方向的分布。

另外，本發(fā)明未限定于上述實(shí)施方式，包括多種變形例。上述實(shí)施方式是為了容易說明本發(fā)明而詳細(xì)地說明，未必限定于必須具備說明的全部的結(jié)構(gòu)。例如，能將某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分置換為其他實(shí)施方式，另外，也能在某實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)上追加其他實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。另外，也能對各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行其他結(jié)構(gòu)的追加、刪除、置換。