JP5398405B2 - 流路構造及びガスタービン排気ディフューザ - Google Patents

Description

本発明は、流路構造及びガスタービン排気ディフューザに関するものである。

周知のように、流路構造の一種として、流路を形成する壁面から流路を流れる流体の主流に沿った主流方向と交差する方向に構造物が延出したものが知られている。

例えば、ガスタービンの排気ディフューザの一種においては、排気ケーシングの内部にローターを軸支する軸受が設けられており、この軸受の周囲の環状空間が排気流路となっているが、この環状空間に排気ケーシングから延びて軸受を保持するストラットが配設されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−１９０６６４号公報

ところで、上記流路構造においては、流路断面積が変化するために、圧力損失が生じてしまうという問題があった。

例えば、上述したガスタービンの排気ディフューザの一種においては、排気の主流方向におけるストラットの配設された範囲は、流路断面においてストラットが流路のうち一部の範囲を占めることにより、排気主流の上流から下流に進むに従って流路の断面積が急激に減少した後に、増加する構造となっている。このため、ストラットの配設された範囲を排気が通過する際に、比較的に大きな圧力損失が生じるという問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、圧力損失の発生を抑止する流路構造及びガスタービン排気ディフューザを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る流路構造は、流路を形成する壁面から前記流路を流れる流体の主流に沿った主流方向と交差する方向に構造物が延出し、前記主流と交差する流路断面において前記構造物が前記流路のうち一部の範囲を占めることにより、前記主流方向に進むに従って前記流路の断面積が変化する流路構造であって、前記主流方向において前記構造物を含む範囲に亘って前記壁面に凹部が形成された凹部形成領域を有し、前記凹部は、前記流路断面において前記壁面のうち前記構造物が延出する位置が含まれるように形成されており、前記凹部は、前記主流方向において前記構造物が延出する範囲での前記流路の断面積の変化の軌跡の一部が、前記構造物と前記凹部とが無いと仮定した場合の前記流路の断面積の変化の軌跡と、前記凹部が無いと仮定した場合の前記流路の断面積の変化の軌跡との間になるように、形成されており、前記凹部は、周方向に向かって漸次深くなった後に漸次浅くなることを特徴とする。
この構成によれば、主流方向において構造物を含む凹部形成領域に亘って壁面に凹部が形成されているので、凹部を形成しない場合に比べて、凹部の分だけ流路の断面積が増加する。
つまり、主流方向における構造物が形成された範囲においては、構造物による断面積の減少分の少なくとも一部を、凹部による断面積の増加分で相殺することができる。これにより、断面積の変化が、凹部を形成しない場合に比べて穏やかなものとなるので、圧力損失の発生を抑止することができる。
さらに、主流方向における構造物の上流及び下流においては、凹部を形成しない場合に比べて、流路の断面積が増加することになるので、構造物の前縁及び後縁における圧力変化の影響を緩和することができる。
また、この構成によれば、凹部が、流路断面において壁面のうち構造物が延出する位置が含まれるように形成されているので、流路断面のうち構造物が含まれる部分的な領域の断面積を大きくすることができる。これにより、流路断面において凹部を構造物から離間した位置に形成した場合に比べて、構造物に衝突した流体を速やかに凹部に逃がすことができるので、効果的に圧力損失を低下させることができる。
さらに、主流方向における構造物の前縁上流及び後縁下流においては、凹部を形成しない場合に比べて、部分的に流路の断面積が増加することになるので、構造物の前縁及び後縁における圧力変化の影響を大幅に緩和することができる。
さらに、この構成によれば、主流方向において構造物が延出する範囲での流路の断面積の変化の軌跡の一部が、構造物と凹部とが無いと仮定した場合の流路の断面積の変化の軌跡と、凹部が無いと仮定した場合の流路の断面積の変化の軌跡との間になるように、凹部が形成されているので、流路の断面積の変化が、構造物が無いと仮定した場合の流路の断面積の変化に近似したものとなり、圧力損失を効果的に抑止することができる。

また、前記凹部は、前記主流方向における前記構造物の前縁から後縁までの長さをＬとした場合に、前記前縁から上流側に距離０．４Ｌ離れた位置から、前記後縁から下流側に距離０．４Ｌ離れた位置までの範囲に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、凹部が、前縁から上流側に距離０．４Ｌ離れた位置から、後縁から下流側に距離０．４Ｌ離れた位置までの範囲に形成されているので、圧力損失を効果的に抑止することができる。

また、前記凹部は、前記前縁から上流側に距離０．２Ｌ離れた位置から、前記後縁から下流側に距離０．２Ｌ離れた位置までの範囲に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、凹部が、前縁から上流側に距離０．２Ｌ離れた位置から、後縁から下流側に距離０．２Ｌ離れた位置までの範囲に形成されているので、圧力損失をより効果的に抑止することができる。

また、本発明に係るガスタービン排気ディフューザは、上記のうちいずれかに記載の流路構造を有することを特徴とする。
この構成によれば、上記いずれかの流路構造を備えているので、ディフューザ性能を向上させることができ、結果的にガスタービンの性能・効率を向上させることができる。

本発明によれば、圧力損失の発生を抑止することができる。

本発明の実施形態に係るガスタービン１の概略構成を示す半断面図である。 本発明の実施形態に係るガスタービン１の要部拡大断面図であって、図１における要部Ｉを示している。 本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０の要部拡大断面図であって、図２におけるII−II線断面図を示している。 本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０の排気流路Ｐの断面積の変化を示す線グラフであって、横軸に主流方向の位置を、縦軸に排気流路Ｐの断面積を示している。 本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０の排気流路Ｐの断面積の変化を示す線グラフであって、図４の要部IIIの拡大図である。 本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０の効果説明図であって、横軸に凹部形成領域の開始・終了位置を、縦軸にディフューザ性能向上量を示している。 本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０の変形例を示す要部拡大断面図であって、図３に相当する図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るガスタービン１の概略構成を示す半断面図である。
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮機２と燃焼器３とタービン４とで概略構成されており、圧縮機２の圧縮機ケーシング２ａとタービン４のタービンケーシング４ａとをローター５が挿通している。

圧縮機２は、圧縮機ケーシング２ａの内周に環状に配列された圧縮機静翼２ｂからなる翼列と、ローター５の外周に環状に配列された圧縮機動翼２ｃからなる翼列とが、回転中心軸Ｓ方向に交互に重ねられており、これら翼列を通過するように圧縮流路が形成されている。これら圧縮機動翼２ｃからなる翼列と圧縮機静翼２ｂからなる翼列は、回転中心軸Ｓ方向に隣接する一対で組（段）をなす、多段構造となっている。
この圧縮機２は、内部に取り入れた空気Ａを、圧縮流路の上流側から下流側に向けて断熱圧縮していく。

燃焼器３は、圧縮機２とタービン４との間に配設されており、圧縮機２で圧縮された高圧の空気Ａに燃料を混合して燃焼させ、タービン４に燃焼ガスＧを送っている。

タービン４は、タービンケーシング４ａの内周に環状に配列されたタービン静翼４ｂからなる翼列と、ローター５の外周に環状に配列されたタービン動翼４ｃからなる翼列とが、回転中心軸Ｓ方向に交互に重ねられて多段に構成されており、これら翼列を通過するように燃焼ガス流路Ｒが形成されている。
このタービン４は、燃焼器３で発生した燃焼ガスＧを膨張させながら下流に流すことで、ローター５を介して、燃焼ガスＧの熱エネルギーを機械仕事の回転エネルギーに変換している。

ローター５は、上述したように、圧縮機ケーシング２ａとタービンケーシング４ａとを挿通していると共に、一端側が図示しない発電機に接続されており、タービン４で発生させた回転エネルギーを動力として発電機に供給する。

このような概略構成のガスタービン１は、タービンケーシング４ａの最終段のタービン動翼４ｃの下流側に接続された排気ディフューザ１０を備えている。

図２は、図１における要部Ｉを示す拡大断面図であり、図３は、図２におけるII−II線断面図を示している。
図２に示すように、排気ディフューザ１０は、タービンケーシング４ａに接続された排気ケーシング１０ａと、排気ケーシング１０ａの内部に設けられ、ローター５を軸支するジャーナル軸受７等を内部に収容する円筒状の保護ケーシング１１と、排気ケーシング１０ａから保護ケーシング１１の内部まで延びて周囲よりジャーナル軸受７を保持する複数のストラット（構造物）１２と、これらストラット１２よりも下流側に設けられ、ジャーナル軸受７等のメンテナンスのために設けられたマンホール（構造物）１３とを備えている。
なお、この排気ディフューザ１０は、回転中心軸Ｓ方向が、排気ガスＥの主流に沿った主流方向となっている。

排気ケーシング１０ａは、主流方向において、タービン４が接続された上流側から下流側に向かうに従って、内周壁面（壁面）１０ｂが次第に拡径するようになっている。
保護ケーシング１１は、排気ディフューザ１０と同軸に設けられており、主流方向において、タービン４が接続された上流側から下流側に向かって略同径に形成されている。

これら排気ケーシング１０ａと保護ケーシング１１との間には、排気ケーシング１０ａの内周壁面１０ｂと保護ケーシング１１の外周壁面１１ｂとで、円環状の排気流路Ｐが形成されている。この排気流路Ｐは、保護ケーシング１１の外周壁面１１ｂが略同径に形成されている一方で、排気ケーシング１０ａの内周壁面１０ｂが下流側に進むに従って次第に拡径するために、主流方向の上流から下流側に進むに従って、主流方向に交差する断面積が次第に大きくなっている（図４参照）。

各ストラット１２は、ジャーナル軸受７を保持するストラット本体１２ａと、このストラット本体１２ａを燃焼ガスＧより被覆し、加熱より保護するストラットカバー１２ｂとを備えている。ストラットカバー１２ｂは、保護ケーシング１１から排気ケーシング１０ａに向けて延びている。
マンホール１３は、排気ケーシング１０ａの外部と保護ケーシング１１の内部（収容空間）とを連通させている。
上記ストラットカバー１２ｂとマンホール１３とは、主流に交差する方向に延出しており、排気流路Ｐにおいて主流の抵抗を低減するために、断面形状が翼型（流線型）となっている。

このような排気ケーシング１０ａは、図２に示すように、上流凹部形成領域（凹部形成領域）２０と下流凹部形成領域（凹部形成領域）３０とを有している。

上流凹部形成領域２０には、主流方向においてストラット１２を含む範囲に亘って、排気ケーシング１０ａの内周壁面１０ｂに形成された上流側内周凹部（凹部）２１と、保護ケーシング１１の外周壁面（壁面）１１ｂに形成された上流側外周凹部（凹部）２２とが形成されている。

これら上流凹部（上流側内周凹部２１と上流側外周凹部２２）は、図３に示すように、流路断面において内周壁面１０ｂと外周壁面１１ｂとのうち、それぞれストラット１２が延出する位置が含まれる範囲に亘って形成されている。

これら上流凹部は、図２に示すように、主流方向の一方から他方に向かって漸次深くなった後に、漸次浅くなっている。また、図３に示すように、周方向の一方から他方に向かって漸次深くなった後に漸次浅くなっている。
また、これら上流凹部は、ストラット１２の主流方向の長さをＬ１とした場合に、主流方向に延在する位置が以下のように設定されている。すなわち、主流方向において、ストラット１２の最上流に位置するストラット前縁１２ｃから上流側に０．２Ｌ１離れた位置から、ストラット１２の最下流に位置するストラット後縁１２ｄから下流側に０．２Ｌ１離れた位置まで、延在している。

下流凹部形成領域３０には、図２に示すように、主流方向においてマンホール１３を含む範囲に亘って、内周壁面１０ｂに形成された下流側内周凹部（凹部）３１と、外周壁面１１ｂに形成された下流側外周凹部（凹部）３２とが形成されている。

これら下流凹部（下流側内周凹部３１及び下流側外周凹部３２）は、流路断面において、それぞれマンホール１３が延出する位置が含まれる範囲に亘って形成されている（図３参照）。
また、これら下流凹部は、図２に示すように、主流方向に向かって漸次深くなった後に、漸次浅くなっており、図３に示すように、周方向に向かって漸次深くなった後に漸次浅くなっている。

これら下流凹部は、マンホール１３の主流方向の長さをＬ２とした場合に、主流方向において、マンホール１３の最上流に位置するマンホール前縁１３ｃから上流側に０．２Ｌ２離れた位置から、マンホール１３の最下流に位置するマンホール後縁１３ｄから下流側に０．２Ｌ２離れた位置まで、延在している。

図４は、排気ディフューザ１０の排気流路Ｐの断面積の変化を示す線グラフであり、図５は、図４の要部IIIの拡大図である。なお、図４においては、横軸に主流方向の位置を、縦軸に排気流路Ｐの断面積を示している。また、図４及び図５においては、実線で示した軌跡が排気流路Ｐを示しており、破線で示した軌跡が上流凹部形成領域２０及び下流凹部形成領域３０並びにストラット１２及びマンホール１３がないと仮定した場合における第一仮定流路ＰＸの断面積の変化を示しており、一点鎖線で示した軌跡が上流凹部形成領域２０及び下流凹部形成領域３０がないと仮定した場合における第二仮定流路ＰＹの断面積の変化を示している。

図４に示すように、上流凹部と下流凹部とは、排気流路Ｐの断面積の変化の軌跡の中央部分が、第一仮定流路ＰＸと第二仮定流路ＰＹとの間に位置するように、その深さが形成されている。より正確には、図５に示すように、ストラット前縁１２ｃとストラット後縁１２ｄとの間、及び、マンホール前縁１３ｃとマンホール後縁１３ｄとの間において、排気流路Ｐの断面積の変化の軌跡が、第一仮定流路ＰＸと第二仮定流路ＰＹとの間に位置するように、形成されている。

図４に示すように、排気流路Ｐの断面積の変化は、以下のようになる。
まず、排気流路Ｐは、排気ガスＥの流入部から下流側に進むに従ってタービン４の内周壁面１０ｂの拡径によって断面積が大きくなる。その後、上流凹部形成領域２０に到達すると、上流凹部による断面積の増加分が内周壁面１０ｂの拡径による断面積の増加分に加わり、断面積の増加率が大きくなる。次に、ストラット前縁１２ｃに到達すると、ストラット１２が排気流路Ｐに占めることによる断面積の減少分が、上流凹部と内周壁面１０ｂの拡径とによる断面積の増加分を上回って、断面積の増加率がマイナスに転じる。そして、排気流路Ｐの断面積がストラット１２の主流方向の中間付近の位置まで減少した後に、上記と反対の軌跡を描いて、断面積が増加する。ストラット後縁１２ｄに到達すると内周壁面１０ｂの拡径による断面積の増加分を上流凹部の断面積の減少分が上回って排気流路Ｐの断面積が穏やかに減少し、その後、再び内周壁面１０ｂの拡径による断面積の増加だけの軌跡となる。
下流凹部形成領域３０の場合も同様である。

続いて、上記構成からなる排気ディフューザ１０の作用について説明する。
図２に示すように、最終段のタービン動翼４ｃを通過した燃焼ガスＧは、排気流路Ｐに流入する。この排気流路Ｐは、下流側に進むに従って漸次拡径しているために、排気ガスＥの動圧が静圧に変換される。

上流凹部形成領域２０の最上流側に到達した排気ガスＥは、下流側のストラット１２に向けて流れていく。この際、ストラット前縁１２ｃの主流方向の上流側には、排気ガスＥの衝突により、ストラット前縁１２ｃに向かうほど圧力が漸次高くなる圧力分布が形成されているが、上流側内周凹部２１と上流側外周凹部２２とによる排気流路Ｐの断面積の増加によって、圧力勾配が比較的に緩やかなものとなる。

排気ガスＥが、ストラット前縁１２ｃに到達すると、排気流路Ｐの断面中にストラット１２が占めることとなるために、排気流路Ｐの断面積が減少する。排気流路Ｐの断面積は、主流方向の中央付近、換言すれば、翼型断面形状としたストラット１２の翼厚が最大となる位置において減少分が最も大きくなり、その後は、緩やかに増加する。

これらの際、図４及び図５に示すように、排気流路Ｐの断面積の減少分を上流側外周凹部２２及び上流側内周凹部２１の断面積の増加分が相殺し、第二仮定流路ＰＹに比べて、排気流路Ｐの断面積の変化が穏やかなものとなる。このため、排気ガスＥの圧力変動が比較的に穏やかなものとなり、排気ガスＥに生じる圧力損失が比較的に小さなものとなる。

排気ガスＥが、ストラット後縁１２ｄから下流側に流れ出ると、内周壁面１０ｂの拡径による断面積の増加分を上流側内周凹部２１と上流側外周凹部２２との断面積の減少分が上回って排気流路Ｐの断面積が穏やかに減少した後に、内周壁面１０ｂの拡径によって増加する。この際においても、排気流路Ｐの断面積が比較的に穏やかに変化する。このために、排気ガスＥの圧力変動が比較的に穏やかなものとなり、排気ガスＥに生じる圧力損失が比較的に小さなものとなる。

同様に、排気ガスＥがマンホール１３（下流凹部形成領域３０）を通過する際にも、ストラット１２（上流凹部形成領域２０）を通過する際と同様の作用により、発生する圧力損失が比較的に小さくなる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る排気ディフューザ１０によれば、主流方向においてストラット１２を含む上流凹部形成領域２０に亘って内周壁面１０ｂに上流側内周凹部２１が、外周壁面１１ｂに上流側外周凹部２２が形成されているので、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２を形成しない第二仮定流路ＰＹと比べて、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２の分だけ排気流路Ｐの断面積が増加する。
つまり、ストラット１２による断面積の減少分の少なくとも一部を、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２による断面積の増加分で相殺することができる。これにより、排気流路Ｐの断面積の変化が、第二仮定流路ＰＹに比べて穏やかなものとなるので、排気ガスＥの圧力損失の発生を抑止することができる。
さらに、主流方向におけるストラット１２の上流及び下流においては、第二仮定流路ＰＹに比べて、排気流路Ｐの断面積が増加することになるので、ストラット前縁１２ｃ及びストラット後縁１２ｄにおける圧力変化の影響を緩和することができる。

上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２が、流路断面においてストラット１２が延出する位置が含まれるように形成されているので、流路断面のうちストラット１２が含まれる部分的な領域の断面積を大きくすることができる。これにより、流路断面において上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２を、ストラット１２から周方向に離間した位置に形成した場合に比べて、ストラット１２に衝突した流体を速やかに上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２に逃がすことができるので、効果的に圧力損失を低下させることができる。
さらに、主流方向におけるストラット前縁１２ｃの上流及びストラット後縁１２ｄの下流においては、第二仮定流路ＰＹを形成しない場合に比べて、部分的に流路の断面積が増加することになるので、ストラット前縁１２ｃ及びストラット後縁１２ｄにおける圧力変化の影響を大幅に緩和することができる。

また、主流方向においてストラット１２が延出する範囲での排気流路Ｐの断面積の変化の軌跡の中央の一部が、第一仮定流路ＰＸの断面積の変化の軌跡と、第二仮定流路ＰＹの断面積の変化の軌跡との間になるように、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２が形成されているので、排気流路Ｐの断面積の変化が、第一仮定流路ＰＸの断面積の変化に近似したものとなり、圧力損失を効果的に抑止することができる。

また、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２が、ストラット前縁１２ｃから上流側に距離０．２Ｌ離れた位置から、ストラット後縁１２ｄから下流側に距離０．２Ｌ離れた位置までの範囲に形成されているので、圧力損失をより効果的に抑止することができる。

図６は、凹部形成領域とディフューザ性能向上量との相関図である。図６においては、上流凹部形成領域２０の上流側の開始位置及び下流側の終了位置を変化させてディフューザ性能向上量を確認した結果を示している。
図６に示すように、上流凹部形成領域２０の上流側の開始位置及び下流側の終了位置を、大きくしていくと、緩やかに増加して、０．２Ｌ１付近で最も高くなる。そして、その後緩やかに低下し、０．４Ｌ１付近からディフューザ性能向上量が低下していく。
このように、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２を、ストラット前縁１２ｃから上流側に距離０．２Ｌ１離れた位置から、ストラット後縁１２ｄから下流側に距離０．２Ｌ１離れた位置までの範囲に形成したので、ディフューザ性能を大幅に向上させることができ、ガスタービンの性能・効率を向上させることができる。

下流凹部形成領域３０が位置するマンホール１３においても、下流側内周凹部３１及び下流側外周凹部３２によって、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２と同様の作用効果を奏するので、圧力損失を効果的に抑止することができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上述した実施の形態では、上流凹部（上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２）及び下流凹部（下流側内周凹部３１及び下流側外周凹部３２）を設ける構成としたが、上流凹部と下流凹部とのうちいずれか一方だけを設けてもよいし、内周壁面１０ｂと外周壁面１１ｂとのうちいずれか一方だけに凹部形成領域を設けてもよい。

また、上述した実施の形態では、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２を、ストラット前縁１２ｃから上流側に距離０．２Ｌ１離れた位置から、ストラット後縁１２ｄから下流側に距離０．２Ｌ１離れた位置までの範囲に形成したが、図６に示すように、距離０．４Ｌ１離れた位置までの範囲であれば、良好なディフューザ性能向上量が認められる。従って、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２を、ストラット前縁１２ｃから上流側に距離０．４Ｌ１離れた位置から、ストラット後縁１２ｄから下流側に距離０．４Ｌ１離れた位置までの範囲に形成してもよい。下流側内周凹部３１と下流側外周凹部３２とについても同様である。

また、上述した実施の形態では、流路断面においてストラット１２が延出する位置を含むように上流側内周凹部２１と上流側外周凹部２２とを、マンホール１３が延出する位置を含むように下流側内周凹部３１及び下流側外周凹部３２をそれぞれ形成する構成としたが、図７に示すように、流路断面において、ストラット１２やマンホール１３を含まない範囲に凹部４０を少なくとも一つ以上形成してもよい。
この凹部４０は、図７に示すように、外周壁面１１ｂのみに設ける構成としてもよいし、内周壁面１０ｂのみに、又は、双方に設ける構成としてもよい。
また、上流凹部形成領域２０において、上流側内周凹部２１及び上流側外周凹部２２に代えて凹部４０のみを設ける構成にしてもよい。同様に、下流凹部形成領域３０において、下流側内周凹部３１及び下流側外周凹部３２に代えて凹部４０のみを設ける構成にしてもよい。

また、上述した実施の形態では、ガスタービン１の排気ディフューザ１０に本発明に係る流路構造を適用した場合を説明したが、ガスタービン１の他の部位（例えば、圧縮機の空気Ａの吸込流路等）や、他の流体機械に本発明に係る流路構造を適用してもよい。

１…ガスタービン
１０…排気ディフューザ
１０ｂ…内周壁面（壁面）
１１ｂ…外周壁面（壁面）
１２…ストラット（構造物）
１２ｃ…ストラット前縁（前縁）
１２ｄ…ストラット後縁（後縁）
１３…マンホール（構造物）
１３ｃ…マンホール前縁（前縁）
１３ｄ…マンホール後縁（後縁）
２０…上流凹部形成領域（凹部形成領域）
２１…上流側内周凹部（凹部）
２２…上流側外周凹部（凹部）
３０…下流凹部形成領域（凹部形成領域）
３１…下流側内周凹部（凹部）
３２…下流側外周凹部（凹部）
４０…凹部
Ｅ…排気ガス（流体）
Ｐ…排気流路

Claims (4)

1. 流路を形成する壁面から前記流路を流れる流体の主流に沿った主流方向と交差する方向に構造物が延出し、前記主流と交差する流路断面において前記構造物が前記流路のうち一部の範囲を占めることにより、前記主流方向に進むに従って前記流路の断面積が変化する流路構造であって、
   前記主流方向において前記構造物を含む範囲に亘って前記壁面に凹部が形成された凹部形成領域を有し、
   前記凹部は、前記流路断面において前記壁面のうち前記構造物が延出する位置が含まれるように形成されており、
   前記凹部は、前記主流方向において前記構造物が延出する範囲での前記流路の断面積の変化の軌跡の一部が、前記構造物と前記凹部とが無いと仮定した場合の前記流路の断面積の変化の軌跡と、前記凹部が無いと仮定した場合の前記流路の断面積の変化の軌跡との間になるように、形成されており、
   前記凹部は、周方向に向かって漸次深くなった後に漸次浅くなることを特徴とする流路構造。
2. 前記凹部は、前記主流方向における前記構造物の前縁から後縁までの長さをＬとした場合に、前記前縁から上流側に距離０．４Ｌ離れた位置から、前記後縁から下流側に距離０．４Ｌ離れた位置までの範囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流路構造。
3. 前記凹部は、前記前縁から上流側に距離０．２Ｌ離れた位置から、前記後縁から下流側に距離０．２Ｌ離れた位置までの範囲に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流路構造。
4. 請求項１から３のうちいずれか一項に記載の流路構造を有することを特徴とするガスタービン排気ディフューザ。

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