涡轮及燃气轮机的制作方法

本发明涉及涡轮及燃气轮机。

本申请基于2016年12月26日申请的日本特愿2016-252008号及2016年12月26日申请的日本特愿2016-252020号而主张优先权，在此援引其内容。

背景技术：

通常，燃气轮机具备压缩机、燃烧器以及涡轮。压缩机对外部空气进行压缩而生成高压空气，燃烧器通过使由该压缩机生成的高压空气与燃料混合燃烧而生成高温高压的燃烧气体。涡轮通过由该燃烧器生成的燃烧气体而驱动。

在涡轮的下游侧设置有扩散器(例如参照专利文献1)。作为该扩散器，存在具有内筒、外筒以及支柱的扩散器。内筒配置在扩散器的内周侧，外筒通过从外周侧覆盖该内筒而与内筒之间形成排气流路。支柱在周向上隔开间隔地设置有多个，且分别从内筒的外周面沿涡轮的径向延伸。经由这些支柱而将内筒及外筒连接。

扩散器的排气流路形成为，流路面积随着从燃烧气体的流动方向的上游朝向下游而逐渐增加。驱动涡轮后的燃烧气体(废气)通过这样形成的排气流路而被静压恢复。当扩散器的性能提高时，使实质上的燃气轮机的压力比增加，因此，扩散器的性能提高有助于燃气轮机整体的效率提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5693315号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

从涡轮排出的燃烧气体的流动包含轴线方向分量和在以轴线为中心的周向上回旋的回旋流分量(涡旋分量)。因此，当废气的流动通过支柱的周围时，由支柱产生形状阻力，或者产生流动的剥离。这些形状阻力或流动的剥离成为使压力损失增加的主要原因。该压力损失的增加可能使扩散器的静压恢复量下降而使燃气轮机整体的效率下降。尤其是，流动的剥离成为使压力损失增加的主要原因。另外，在涡轮以局部负载运转时，回旋流的角度(回旋角度)变大。因此，在支柱处更加容易产生流动的剥离，可能使压力损失增加。这些压力损失的增加使扩散器的静压恢复量下降，从而使燃气轮机整体的效率下降。

本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种能够抑制压力损失而实现性能提高的涡轮及燃气轮机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题而采用以下的结构。

根据本发明的第一方案，涡轮具备：涡轮转子，其沿着轴线延伸，并且能够朝向所述轴线的周向一方侧旋转；涡轮壳体，其从外周侧覆盖所述涡轮转子；多个涡轮动叶，其在所述涡轮转子的外周面上沿所述轴线的周向排列，且至少轴线方向的另一方侧的部分从周向一方侧朝向另一方侧弯曲；多个涡轮静叶，其在所述涡轮壳体的内周面上以与所述涡轮动叶在所述轴线方向上相邻的方式设置，并且沿周向排列；以及扩散器，其设置在所述涡轮动叶的轴线方向另一方侧，且形成供废气从轴线方向的一方侧朝向另一方侧流动的排气流路，所述扩散器具备：内筒，其沿着所述轴线延伸；外筒，其从外周侧覆盖所述内筒，并且在所述外筒与所述内筒之间形成所述排气流路；多个支柱，其在所述排气流路内沿周向隔开间隔地设置，且将所述内筒与所述外筒连接，并且随着从径向内侧朝向外侧而向所述涡轮转子的旋转方向前方配置；以及突条，其配置于在周向上相邻的所述支柱之间，且从所述内筒的外周面突出而沿轴线方向延伸，所述突条的轴线方向一方侧的前端部配置在所述支柱的轴线方向一方侧的前缘与所述支柱的轴线方向另一方侧的后缘之间，所述突条的轴线方向另一方侧的后端部配置于比所述后缘靠轴线方向另一方侧的位置。

就通过了涡轮动叶的流体而言，作为涡轮动叶及涡轮静叶的流体流动型式设计的结果，多数情况下形成回旋流。另外，在如局部负载时那样轴线方向的流速比较小的情况下，回旋流与额定负载时相比变大。

通常，在流体的流动中存在结构体的情况下，生成所谓的马蹄漩涡。该马蹄漩涡的在结构体的两侧产生的漩涡成为涡管并以卷绕于结构体的方式延伸。

例如，在如涡轮以局部负载运转时那样轴线方向的流速比较小的情况下，回旋流相对于轴线的角度(回旋角度)变大。当像这样回旋流的角度变大时，在支柱的轴线方向另一方侧的前缘的附近的区域会产生流体的剥离。通过该剥离，产生具有在以轴线为中心的径向(以下仅称为“径向”)上延伸的涡轴的剥离漩涡(横向漩涡)。该剥离漩涡将形成于在周向上相邻的支柱之间的内筒的外周面的边界层朝向径向外侧卷起。此外，该剥离漩涡也将形成于支柱的旋转方向前方侧的马蹄漩涡朝向径向外侧卷起。通过这些卷起，在从轴线方向上的支柱的中央到支柱的后缘的范围内，形成于内筒的外周面的边界层变得不稳定，有可能产生剥离。

但是，通过将从内筒的外周面突出且沿轴线方向延伸的突条配置于在周向上相邻的支柱之间，从而突条成为间隔件，能够抑制产生如下影响：即，在周向上相邻的支柱中的旋转方向后方的支柱所产生的剥离漩涡卷起旋转方向前方的支柱的旋转方向后方所产生的马蹄漩涡等。因此，能够抑制由于在旋转方向前方的支柱的旋转方向后方形成的马蹄漩涡而导致从轴线方向上的支柱的中央到支柱的后缘的范围内、形成于内筒的外周面的边界层变得不稳定的情况。

另外，在周向上相邻的支柱之间，形成于旋转方向后方的支柱的剥离漩涡朝向旋转方向前方的支柱时，其一部分越过突条。由此，产生具有沿着在轴线方向上延伸的突条的涡轴的纵向漩涡。该纵向漩涡成为向与上述的在支柱的旋转方向前方形成的马蹄漩涡的旋转方向相同的方向旋转并向支柱的下游侧延伸的涡管。通过像这样使纵向漩涡与马蹄漩涡的旋转方向彼此成为相同的方向，从而对上述的纵向漩涡与马蹄漩涡在使彼此沿周向分离的方向上作用有力。即，纵向漩涡与马蹄漩涡的配置容易维持。因此，在支柱的下游，纵向漩涡与马蹄漩涡也容易维持，能够抑制边界层的发展。

其结果是，即便在回旋流的角度较大的情况下，也能够抑制流动从内筒的外周面剥离，能够抑制排气流路中的压力损失，实现性能提高。

根据本发明的第二方案，也可以是，第一方案的突条在从以轴线为中心的径向外侧观察时形成为朝向轴线方向一方侧逐渐变细，并且形成为朝向轴线方向另一方侧逐渐变细。

通过这样构成，能够降低相对于沿轴线方向流动的废气的主流的形状阻力。

根据本发明的第三方案，也可以是，在第一方案的涡轮中具备从所述支柱的负压面突出的凸部。

通过这样构成，能够在凸部的两侧与上述的马蹄漩涡同样地形成漩涡。由该凸部形成的漩涡与通过回旋流而形成于支柱的负压面的剥离漩涡发生干涉。因此，能够抑制剥离漩涡的发展。即，能够降低内筒的边界层被剥离漩涡卷起的情况。

根据本发明的第四方案，也可以是，第三方案的凸部配置在比以轴线为中心的径向的中央靠近所述内筒的一侧。

通过这样构成，尤其是在容易由回旋流形成剥离漩涡的比径向的中央靠近内筒的位置，能够利用凸部形成与剥离漩涡发生干涉的漩涡。因此，能够有效地抑制剥离漩涡的产生。

根据本发明的第五方案，燃气轮机具备：压缩机，其生成将空气压缩后的压缩空气；燃烧器，其使燃料与所述压缩空气混合而生成燃烧气体；以及第一方案至第四方案中任一方案所记载的涡轮，其由所述燃烧气体驱动。通过这样构成，能够有效地进行涡轮的扩散器中的压力恢复，因此，能够实现性能提高。

根据本发明的第六方案，扩散器设置在绕轴线旋转的涡轮的下游侧，具备：内筒，其沿着所述轴线延伸；外筒，其从外周侧覆盖所述内筒，并且在所述外筒与所述内筒之间形成所述排气流路；多个支柱，其在所述排气流路内沿周向隔开间隔地设置，且将所述内筒与所述外筒连接，并且随着从径向内侧朝向外侧而向所述涡轮的旋转方向前方侧延伸；凸部，其形成在所述内筒的外周面，且配置于在所述周向上相邻的一对支柱间的中央，并且以所述支柱的轴线方向一方侧的前缘的位置为基准配置在所述支柱的轴线方向的全长的±10％的区域内。

在扩散器中，在以轴线为中心的周向上相邻的支柱之间的流动通常在内筒的外周面形成边界层。由于扩散器流动是逆压力梯度，因此，在边界层流动中动量容易下降。因此，当因局部的动量亏损而产生剥离区域时，剥离可能朝向流动的下游进展而导致大规模化。通常，在比支柱靠上游侧的位置，由于密封气体从旋转体与扩散器之间的间隙流入，而边界层发生扰乱，引起不稳定。另外，成为与流动方向垂直的方向的旋度增加的状态。通过在该边界层内配置上述的凸部，从而成为边界层内的流体卷绕于凸部的形式，在凸部的周向两侧形成在流体的流动方向上具有涡轴的纵向漩涡。该纵向漩涡与凸部相比向下游侧延伸而形成涡管(马蹄漩涡)。由此，在内筒的外周面能够生成稳定的纵向漩涡，因此，能够利用纵向漩涡对边界层内的流体赋予动量，从而抑制因边界层的发展而产生剥离。其结果是，能够抑制压力损失而实现性能提高。

根据本发明的第七方案，也可以是，在第六方案的扩散器中具备在所述凸部的下游侧隔开间隔地沿轴线方向延伸的引导板。

通过这样构成，能够使由凸部形成的纵向漩涡维持至下游侧，并且能够调整(整流)纵向漩涡的紊乱。

根据本发明的第八方案，也可以是，第六方案的凸部以所述支柱的轴线方向一方侧的前缘的位置为基准而配置在所述支柱的轴线方向的全长的±5％的区域内。

通过这样构成，能够在更加靠近支柱的前缘位置的位置配置凸部。由此，在边界层发展之前，能够由凸部产生纵向漩涡而对边界层内的流体赋予动量。其结果是，能够稳定地抑制边界层的发展。

根据本发明的第九方案，也可以是，第六方案至第八方案中任一方案的凸部形成为随着朝向以轴线为中心的径向的外侧而逐渐变细。

通过这样构成，能够抑制相对于扩散器的主流而增加形状阻力。其结果是，能够降低压力损失。

根据本发明的第十方案，扩散器设置在绕轴线旋转的涡轮的下游侧，具备：内筒，其沿着所述轴线延伸；外筒，其从外周侧覆盖所述内筒，并且，在所述外筒与所述内筒之间形成所述排气流路；多个支柱，其在所述排气流路内沿周向隔开间隔地设置，且将所述内筒与所述外筒连接，并且随着从径向内侧朝向外侧而向所述涡轮的旋转方向前方侧延伸；以及引导凸部，其形成在所述内筒的外周面，且配置于在所述周向上相邻的一对支柱间的中央，并且在轴线方向上以所述支柱的前缘位置为基准而从所述支柱的轴线方向的全长的±10％的区域内延伸到所述支柱的后缘位置。

通过这样构成，成为边界层内的流体卷绕于靠近支柱的前缘的一侧的引导凸部的形式，在引导凸部的周向两侧形成有在流体的流动方向上具有涡轴的纵向漩涡。该纵向漩涡与引导凸部相比向下游侧延伸而形成涡管(马蹄漩涡)。由此，在内筒的外周面能够生成稳定的纵向漩涡。此外，由于引导凸部连续地延伸至支柱的后缘位置，因此，能够使凸部作为引导板发挥功能。即，能够利用引导凸部，将上述纵向漩涡维持至下游侧且调整(整流)纵向漩涡的紊乱。其结果是，能够利用纵向漩涡对边界层内的流体赋予动量，从而抑制边界层发展而导致产生剥离。其结果是，能够抑制压力损失而实现性能提高。

根据本发明的第十一方案，涡轮具备：涡轮转子，其沿着轴线延伸，并且能够朝向所述轴线的周向一方侧旋转；涡轮壳体，其从外周侧覆盖所述涡轮转子；多个涡轮动叶，其在所述涡轮转子的外周面上沿所述轴线的周向排列；多个涡轮静叶，其在所述涡轮壳体的内周面上以与所述涡轮动叶在所述轴线方向上相邻的方式设置，并且沿周向排列；以及第六方案至第十方案中任一方案的扩散器。通过这样构成，能够抑制扩散器中的流体的剥离，因此，能够抑制涡轮的压力损失。其结果是，能够将从涡轮排出的废气的动能有效地转换成压力能。

根据本发明的第十二方案，燃气轮机具备：压缩机，其生成将空气压缩后的压缩空气；燃烧器，其使燃料与所述压缩空气混合而生成燃烧气体；以及第十一方案的涡轮，其由所述燃烧气体驱动。

通过这样构成，能够抑制涡轮的压力损失，因此，能够提高燃气轮机的性能。

需要说明的是，上述发明的第一方案也能够如以下那样进行说明。

根据本发明的第一方案，涡轮具备：涡轮转子，其沿着轴线延伸，且能够朝向所述轴线的周向一方侧旋转；涡轮壳体，其从外周侧覆盖所述涡轮转子；多个涡轮动叶，其在所述涡轮转子的外周面上沿所述轴线的周向排列，且至少轴线方向的另一方侧的部分从周向一方侧朝向另一方侧弯曲；多个涡轮静叶，其在所述涡轮壳体的内周面上以与所述涡轮动叶在所述轴线方向相邻的方式设置，并且沿周向排列；以及扩散器，其设置在所述涡轮动叶的轴线方向另一方侧，且形成供废气从轴线方向的一方侧朝向另一方侧流动的排气流路，所述扩散器具备：内筒，其沿着所述轴线延伸；外筒，其从外周侧覆盖所述内筒，并且，在所述外筒与所述内筒之间形成所述排气流路；多个支柱，其在所述排气流路内沿周向隔开间隔地设置，且将所述内筒与所述外筒连接，并且随着从径向内侧朝向外侧而向所述涡轮转子的旋转方向前方配置；以及突条，其配置于在周向上相邻的所述支柱之间，且从所述内筒的外周面突出而沿轴线方向延伸，所述突条的轴线方向一方侧的前端部配置在所述支柱的轴线方向一方侧的前缘与所述支柱的轴线方向另一方侧的后缘之间，所述突条的轴线方向另一方侧的后端部配置于比所述后缘靠轴线方向另一方侧的位置。

就通过了涡轮动叶的流体而言，作为涡轮动叶及涡轮静叶的流体流动型式设计的结果，多数情况下形成回旋流。另外，在如局部负载时那样轴线方向的流速比较小的情况下，回旋流与额定负载时相比变大。

通常在流体的流动中存在结构体的情况下，生成所谓的马蹄漩涡。该马蹄漩涡是指，在壁面附近的边界层从速度梯度供给的旋度成为涡管并由结构体的根部卷绕、且涡管的涡轴朝向流动方向延伸的二次流动。

例如，在如涡轮以局部负载运转时那样轴线方向的流速比较小的情况下，回旋流相对于轴线的角度(回旋角度)变大。当像这样回旋流的角度变大时，在支柱的轴线方向另一方侧的前缘的附近的区域会产生流体的剥离。通过该剥离，产生具有在以轴线为中心的径向(以下仅称为“径向”)上延伸的涡轴的剥离漩涡(横向漩涡)。该剥离漩涡在与形成于在周向上相邻的支柱之间的内筒的外周面的边界层发生干涉时，以将边界层的低流速区域朝向径向外侧卷起的方式起作用。该剥离漩涡的作用的结果是，形成于支柱两侧的马蹄漩涡的旋转轴也在随着朝向下游而朝向径向外侧卷起的方向上受到作用。因此，马蹄漩涡的旋转轴相对于主流流动的方向具有角度。其结果是，马蹄漩涡在扰乱主流流动的方向上起作用，从轴线方向上的支柱的中央到支柱的后缘的范围内，形成于内筒的外周面的边界层变得更加不稳定，使剥离状态恶化。

但是，通过将从内筒的外周面突出而沿轴线方向延伸的突条配置于在周向上相邻的支柱之间，从而突条成为间隔件，能够抑制产生如下影响：在周向上相邻的支柱中的从支柱负压面侧的叶片前端发展的剥离漩涡卷起处于该支柱负压面的下游侧的马蹄漩涡等。因此，能够抑制由于处于该支柱背侧下游的马蹄漩涡的行为变化而导致从轴线方向上的支柱的中央到支柱的后缘的范围内、形成于内筒的外周面的边界层变得不稳定的情况。

另外，在周向上相邻的支柱之间，形成于支柱负压面的剥离漩涡在朝向相面对的支柱正压面侧时，其一部分越过突条。此时，剥离漩涡的涡轴的方向朝主流侧倾倒，产生具有沿着在轴线方向上延伸的突条的涡轴的纵向漩涡。该纵向漩涡成为向与上述的处于相面对的支柱正压侧的马蹄漩涡的旋转方向相同的方向旋转并向支柱的下游侧延伸的涡管配置。通常在相同的漩涡相邻且向相同方向旋转的情况下，两者示出分离的行为，但通过像这样使纵向漩涡与马蹄漩涡的旋转方向彼此成为相同的方向，从而对上述的纵向漩涡与马蹄漩涡在使彼此沿周向分离的方向上作用有力。即，纵向漩涡与马蹄漩涡的配置得以维持，并且，也容易维持涡轴方向沿着壁面的方式。因此，通过在支柱的下游也沿着壁面在流动方向上配置纵向漩涡，从而将主流部的动量供给至壁面附近，由此能够抑制边界层的发展。

其结果是，即便在回旋流的角度较大的情况下，也能够抑制流动从内筒的外周面剥离，其结果是，能够抑制排气流路中的压力损失，实现性能提高。

发明效果

根据上述涡轮及燃气轮机，能够抑制压力损失而实现性能提高。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式中的燃气轮机的概要结构的结构图。

图2是本发明的第一实施方式中的沿着扩散器的轴线的剖视图。

图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。

图4是本发明的第一实施方式中的相邻的第一支柱之间的内筒的立体图。

图5是示出本发明的第一实施方式中的废气的回旋角度相对于排气流路入口的径向位置的图表。

图6是示出本发明的第一实施方式中的从轴线方向一方侧观察到的纵向漩涡与马蹄漩涡的旋转方向的图。

图7是本发明的第二实施方式中的相当于图3的剖视图。

图8是本发明的第二实施方式中的相当于图4的立体图。

图9是示出本发明的第三实施方式中的燃气轮机的概要结构的结构图。

图10是本发明的第三实施方式中的沿着扩散器的轴线的剖视图。

图11是本发明的第三实施方式中的相邻的第一支柱之间的内筒的立体图。

图12是本发明的第三实施方式中的从轴线方向的一方侧观察凸部周围的漩涡的图。

图13是本发明的第四实施方式中的相当于图11的图。

图14是本发明的第五实施方式中的相当于图11的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

接着，基于附图对本发明的第一实施方式的涡轮及燃气轮机进行说明。图1是示出本发明的第一实施方式中的燃气轮机的概要结构的结构图。

如图1所示，该第一实施方式的燃气轮机100a具备压缩机1、燃烧器3以及涡轮2。

压缩机1生成高压空气。压缩机1具备压缩机转子11和压缩机壳体12。压缩机壳体12从外周侧覆盖压缩机转子11，且沿着轴线am延伸。

在压缩机转子11的外周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个压缩机动叶级13。这些压缩机动叶级13分别具备多个压缩机动叶14。各压缩机动叶级13的压缩机动叶14在压缩机转子11的外周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

在压缩机壳体12的内周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个压缩机静叶级15。这些压缩机静叶级15在轴线am方向上与上述压缩机动叶级13交替地配置。这些压缩机静叶级15分别具备多个压缩机静叶16。各压缩机静叶级15的压缩机静叶16在压缩机壳体12的内周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

燃烧器3通过向由压缩机1生成的高压空气混合燃料并使它们燃烧而生成燃烧气体。燃烧器3设置在压缩机壳体12与涡轮2的涡轮壳体22之间。由该燃烧器3生成的燃烧气体被供给到涡轮2。

涡轮2通过由燃烧器3生成的燃烧气体而进行驱动。该涡轮2具有涡轮转子21、涡轮壳体22以及扩散器4a。

涡轮转子21沿着轴线am延伸。在该涡轮转子21的外周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个涡轮动叶级23。这些涡轮动叶级23分别具备多个涡轮动叶24。各涡轮动叶级23的涡轮动叶24在涡轮转子21的外周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

构成多个涡轮动叶级23中的配置于最靠下游侧的最终级的涡轮动叶级23的涡轮动叶24的轴线am方向另一方侧的部分从以轴线am为中心的周向的一方侧朝向另一方侧弯曲。换言之，最终级的涡轮动叶级23的涡轮动叶24的下游侧的边缘部分(后缘)以朝向涡轮转子21的旋转方向的后方侧的方式弯曲。需要说明的是，至少仅最终级的涡轮动叶级23的涡轮动叶24如上述那样弯曲地形成即可，不局限于上述结构。例如，关于其他涡轮动叶级23的涡轮动叶24，也可以与最终级的涡轮动叶级23的涡轮动叶24同样地弯曲。

涡轮壳体22从外周侧覆盖涡轮转子21。在该涡轮壳体22的内周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个涡轮静叶级25。涡轮静叶级25在轴线am方向上与上述涡轮动叶级23交替地配置。这些涡轮静叶级25分别具备多个涡轮静叶26。各涡轮静叶级25的涡轮静叶26在涡轮壳体22的内周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

压缩机转子11与涡轮转子21在轴线am方向上一体地连接。由这些压缩机转子11与涡轮转子21构成燃气轮机转子91。同样地，压缩机壳体12与涡轮壳体22沿着轴线am一体地连接。由这些压缩机壳体12与涡轮壳体22构成燃气轮机壳体92。

燃气轮机转子91能够在燃气轮机壳体92的内部绕轴线am一体地旋转。

当使燃气轮机100a运转时，首先，利用外部的驱动源而驱动压缩机转子11(燃气轮机转子91)进行旋转。伴随着压缩机转子11的旋转，对外部的空气依次被压缩而生成高压空气。该高压空气通过压缩机壳体12向燃烧器3内供给。在燃烧器3内，燃料与该高压空气混合而燃烧，生成高温高压的燃烧气体。燃烧气体通过涡轮壳体22向涡轮2内供给。在涡轮2内，通过燃烧气体与涡轮动叶级23及涡轮静叶级25依次碰撞，从而能对涡轮转子21(燃气轮机转子91)赋予旋转驱动力。该旋转能量例如用于与轴端连结的发电机g等的驱动。驱动涡轮2后的燃烧气体在作为废气而通过扩散器4a时，压力(静压)增高，之后向外部排出。

图2是本发明的第一实施方式中的沿着扩散器的轴线的剖视图。如图1、图2所示，扩散器4a一体地设置于涡轮壳体22(燃气轮机壳体92)。该扩散器4a具备内筒41、外筒42、第一支柱43a以及第二支柱44。

内筒41形成为沿着轴线am延伸的筒状。内筒41形成为其外周面41a随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐缩径。在该内筒41的内侧设置有将燃气轮机转子91的轴端部91a支承为能够旋转的轴承装置(省略图示)等。

外筒42形成为从外周侧覆盖内筒41的筒状。在外筒42与内筒41之间形成供从涡轮2排出的废气流动的排气流路c。外筒42形成为其内周面42a随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐扩径。即，在外筒42与内筒41之间形成的排气流路c的截面积(与轴线am正交的截面积)随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐扩径。通过像这样使排气流路c的截面积逐渐扩径，从而在排气流路c内流动的废气的动能渐渐转换(压力恢复)成压力能。

第一支柱43a与第二支柱44配置在排气流路c中，且将内筒41与外筒42连接。利用这些第一支柱43a及第二支柱44而将外筒42固定支承于内筒41。

第一支柱43a配置为，与多个涡轮动叶级23中的位于轴线am方向的最靠另一方侧的最终级的涡轮动叶级23在轴线am方向上相邻。

图3是沿着图2的iii-iii线的剖视图。

如图3所示，第一支柱43a在排气流路c内沿着以轴线am为中心的周向隔开间隔地设置有多个。在该第一实施方式中，例示出设置有以内筒41为中心朝向外周侧呈放射状延伸的六个第一支柱43a的情况。这些第一支柱43a在以轴线am为中心的周向上等间隔地配置。

这些第一支柱43a成为相对于内筒41的外周面41a的法线倾斜的所谓的切向支柱。更具体而言，第一支柱43a以随着从以轴线am为中心的径向内侧朝向外侧而向涡轮转子21的旋转方向(图3中，箭头a所示)的前侧配置的方式倾斜。通过采用这样的切向支柱，能够减少因热延展而引起的轴心的偏移。

在涡轮转子21的旋转方向上，朝向旋转方向的后侧的第一支柱43a的面成为正压面s1，朝向旋转方向的前侧的第一支柱43a的面成为负压面s2。在该第一实施方式中，这些正压面s1及负压面s2均形成为在从内筒41的外周面41a到外筒42的内周面42a之间沿同一方向延伸。

如图2所示，第二支柱44是以分散第一支柱43a的载荷负担为主要目的而设置的。第二支柱44设置在与第一支柱43a向轴线am方向另一方侧分离的位置。该第一实施方式的第二支柱44设置有两个，例示出分别从内筒41的外周面41a向相反方向延伸的情况。这些第二支柱44在以轴线am为中心的径向上延伸。

需要说明的是，该第一实施方式中的第一支柱43a及第二支柱44成为能够降低相对于废气的形状阻力的形状。作为能够降低相对于废气的形状阻力的形状，例如能够例示出在废气的流动方向上较长的剖面长圆形状、叶弦在废气的流动方向上延伸的翼型。

图4是本发明的第一实施方式中的相邻的第一支柱之间的内筒的立体图。

如图4所示，扩散器4a在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱43a之间具备突条50。突条50在沿周向排列配置的多个第一支柱43a之间分别各设置有一个。突条50从内筒41的外周面41a突出且沿轴线am方向延伸。该第一实施方式中的突条50从外周面41a朝向以轴线am为中心的径向的外侧突出。

该第一实施方式中的突条50能够形成在下述范围内：在以轴线am为中心的周向上，将相邻的第一支柱43a之间的距离设为100％时，距相邻的第一支柱43a的中央(50％)的位置±30％的范围内。此外，突条50也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±20％的位置。此外，突条50也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±10％的位置。

突条50的前端部(换言之，轴线am方向一方侧的端部)51配置在第一支柱43a的前缘(换言之，轴线am方向一方侧的缘部)43a与第一支柱43a的后缘(换言之，轴线am方向另一方侧的缘部)43b之间。该突条50的前端部51的位置例如能够配置在下述范围内：在将具有翼型的第一支柱43a的叶弦长度设为100％的情况下，在第一支柱43a的叶弦方向上，距叶弦长度的50％的位置±30％的范围内。此外，突条50的前端部51的位置例如也可以配置在下述范围内：在第一支柱43a的叶弦方向上，距叶弦长度的50％的位置±20％的范围内。此外，突条50的前端部51的位置例如也可以配置在下述范围内：在第一支柱43a的叶弦方向上，距叶弦长度的50％的位置±10％的范围内。

突条50的后端部(换言之，轴线am方向另一方侧的端部)52配置在比第一支柱43a的后缘43b靠轴线am方向另一方侧的位置。该后端部52能够配置于在比后缘43b靠轴线am方向另一方侧的范围内尽可能远离后缘43b的位置。即，突条50也可以朝向轴线am方向另一方侧而形成得尽可能长。这样，能够缓和在比第一支柱43a的后缘43b靠下游侧的位置因不存在第一支柱43a而引起的排气流路c的流路截面积的急剧扩大。因此，在比后缘43b靠下游的位置，能够抑制边界层剥离。需要说明的是，在图4中，以附图标记“f”示出轴线am方向上的前缘43a的位置，以附图标记“m”示出轴线am方向上的中央的位置，以附图标记“r”示出轴线am方向上的后缘43b的位置。

从内筒41的外周面41a突出的突条50的高度能够形成为，因突条50的形状阻力引起的压力损失小于因在内筒41的外周面41a产生的废气的剥离引起的压力损失这样的高度。此外，突条50的高度能够形成为与形成于外周面41a的边界层的厚度相应的高度，例如，也可以为相对于第一支柱43a的叶片高度而言为例如3％至1％左右的高度。需要说明的是，形成于外周面41a的边界层的厚度根据扩散器4a的规格等而变化，因此，突条50的高度根据该边界层的厚度适当调整即可。另外，突条50也可以形成为比边界层的厚度高。通过像这样比边界层的厚度高地形成突条50，能够卷入废气的主流，能够进一步抑制边界层的发展。

突条50具有翼型。更具体而言，突条50在从以轴线am为中心的径向外侧观察时，形成为朝向轴线am方向一方侧逐渐变细，并且形成为朝向轴线am方向另一方侧逐渐变细。换言之，突条50的宽度尺寸朝向轴线am方向的两侧而渐渐减少。需要说明的是，该第一实施方式中的突条50例示出宽度尺寸朝向径向外侧渐渐减少且形成有沿轴线am方向延伸的棱线的情况，但不局限于该形状。

图5是示出本发明的第一实施方式中的废气的回旋角度相对于排气流路入口的径向位置的图表。图6是示出本发明的第一实施方式中的从轴线方向一方侧观察的纵向漩涡与马蹄漩涡的旋转方向的图。

在该图5中，横轴示出回旋流的回旋角度，纵轴示出排气流路c入口的径向位置。横轴的正(+)侧示出回旋流从周向另一方侧朝向一方侧流动的状态，横轴的负(-)侧示出回旋流从周向一方侧朝向另一方侧流动的状态。此外，纵轴示出以内筒41的外周面41a的位置为原点、以轴线am为中心的径向外侧的排气流路c内的位置。在涡轮动叶24如上述那样弯曲的情况下，从涡轮2排出的废气包含沿轴线am的周向回旋的回旋流分量。

在具备上述结构的燃气轮机100a进行额定运转的情况下，第一支柱43a的周围、即排气流路c入口处的回旋流的回旋角度成为图5的图表中的虚线所示的分布。具体而言，在内筒41的外周面41a的附近与外筒42的内周面42a的附近，回旋流的回旋角度的方向成为负，在外周面41a与内周面42a之间的径向的中央附近，回旋流的回旋角度的方向成为正。这是因为，因流体的流动与流路内结构物的干涉而引起的压力损失在额定运转时被设计为最小。通过使回旋流的回旋角度如图5的虚线那样分布，从而能够减小在额定运转时回旋流的回旋角度的绝对值。

另一方面，在燃气轮机100a不是额定运转而以局部负载运转的状态下，回旋流的回旋角度在排气流路c入口的径向整个区域向负侧变大。这是因为，如图5的图表中的实线所示，燃气轮机100a以局部负载运转的情况下的回旋角度的分布成为额定运转时的回旋角度的分布(图5中，虚线所示)向负侧偏移了那样的分布。通过像这样回旋角度向负侧变大，存在由排气流路c内的结构物引起的流动的剥离变大的趋势，伴随于此，由扩散器4a产生的压力损失会增加。

但是，如图4所示，在上述的第一实施方式的扩散器4a中，在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱43a之间配置有突条50。而且，这些突条50从内筒41的外周面41a突出而沿轴线am方向延伸。因此，突条50成为间隔件，能够抑制产生如下影响：在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱43a中的、配置于涡轮转子21的旋转方向后方的第一支柱43a的负压面s2侧所产生的剥离漩涡v2卷起配置于旋转方向前方的第一支柱43a的正压面s1侧所产生的马蹄漩涡v1等。

因此，能够抑制由于在旋转方向前方的第一支柱43a的正压面s1侧(旋转方向后方)形成的马蹄漩涡v1而导致从轴线am方向上的第一支柱43a的中央到第一支柱43a的后缘43b的范围内、形成于内筒41的外周面41a的边界层变得不稳定的情况。

另外，在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱43a之间，形成于旋转方向后方的第一支柱43a的剥离漩涡v2在朝向旋转方向前方的第一支柱43a时，其一部分越过突条50。由此，产生具有沿着在轴线am方向上延伸的突条50的涡轴的纵向漩涡v3。如图6所示，该纵向漩涡v3成为向与上述的形成于第一支柱43a的旋转方向前方的马蹄漩涡v1的旋转方向相同的方向旋转并向第一支柱43a的下游侧延伸的涡管。

通过像这样使纵向漩涡v3与马蹄漩涡v1的旋转方向彼此成为相同的方向，从而对上述的纵向漩涡v3与马蹄漩涡v1向彼此在周向上分离的方向作用有力。即，纵向漩涡v3与马蹄漩涡v1的配置变得容易维持。因此，在第一支柱43a的下游，纵向漩涡v3与马蹄漩涡v1也变得容易维持，能够抑制边界层的发展。

由此，即便在如上述的局部负载时那样废气的回旋角度较大的情况下，也能够抑制废气的流动从内筒41的外周面41a剥离。因此，能够抑制排气流路c中的压力损失，从而有效地进行基于扩散器4a的压力恢复。

其结果是，能够实现涡轮2及燃气轮机100a的性能提高。

此外，从以轴线am为中心的径向外侧观察，突条50形成为朝向轴线am方向一方侧逐渐变细，并且，形成为朝向轴线am方向另一方侧逐渐变细。通过像这样形成突条50，能够相对于沿轴线am方向流动的废气的主流降低突条50的形状阻力。

(第二实施方式)

接着，基于附图对本发明的第二实施方式进行说明。该第二实施方式的燃气轮机与上述的第一实施方式的燃气轮机的不同之处仅在于扩散器的结构。因此，针对与上述第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记来说明，并省略重复的说明。

图7是本发明的第二实施方式中的相当于图3的剖视图。图8是本发明的第二实施方式中的相当于图4的立体图。

如图7、图8所示，该第二实施方式中的燃气轮机100b的扩散器4b与上述的第一实施方式的扩散器4a同样地，一体地设置于涡轮壳体22(燃气轮机壳体92)。

需要说明的是，该第二实施方式的燃气轮机100b与第一实施方式的燃气轮机100a同样地分别具备压缩机1、燃烧器3以及涡轮2。

扩散器4b具备内筒41、外筒42、第一支柱43b以及第二支柱44。

第一支柱43b与上述的第一支柱43a同样地配置在排气流路c中，且将内筒41与外筒42连接。外筒42利用第一支柱43b及第二支柱44固定支承于内筒41。第一支柱43b配置为，与多个涡轮动叶级23中的位于轴线am方向的最靠另一方侧的最终级的涡轮动叶级23在轴线am方向上相邻。

第一支柱43b在排气流路c内沿着以轴线am为中心的周向隔开间隔地设置有多个。在该第二实施方式中，与第一实施方式同样地，例示出设置有以内筒41为中心朝向外周侧呈放射状延伸的六个第一支柱43b的情况。这些第一支柱43b在以轴线am为中心的周向上等间隔地配置。

这些第一支柱43b与上述的第一支柱43a同样地，成为相对于内筒41的外周面41a的法线倾斜的所谓的切向支柱。更具体而言，第一支柱43b以随着从以轴线am为中心的径向内侧朝向外侧而向涡轮转子21的旋转方向(图7中，箭头a所示)的前侧配置的方式倾斜。

在涡轮转子21的旋转方向上，朝向旋转方向的后侧的第一支柱43b的面成为正压面s1，朝向旋转方向的前侧的第一支柱43b的面成为负压面s2。在该第一实施方式中，这些正压面s1及负压面s2均形成为在从内筒41的外周面41a到外筒42的内周面42a之间沿同一方向延伸。

扩散器4b具备凸部53。凸部53从多个第一支柱43b的负压面s2分别突出。凸部53使第一支柱43b的负压面s2产生纵向漩涡v4。该纵向漩涡v4在以轴线am为中心的径向上产生于凸部53的两侧。纵向漩涡v4成为以卷绕于凸部53的方式向废气的下游侧(轴线am方向另一方侧)延伸的涡管。由该凸部53产生的纵向漩涡v4与在第一支柱43b的前缘43a的附近区域产生的剥离漩涡v2发生干涉。通过该干涉，阻碍剥离漩涡v2的发展。

说明了相对于一个第一支柱43b仅设置有一个上述的凸部53的情况。但是，也可以相对于一个第一支柱43b而设置有多个凸部53。

凸部53例如也可以设置在比上述的产生剥离漩涡v2的部分靠上游侧的位置。这样，能够抑制因由凸部53形成的纵向漩涡v4而产生剥离漩涡v2的情况。

此外，凸部53也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的径向上，将从内筒41的外周面41a到外筒42的内周面42a的距离设为100％的情况下，配置在与50％的位置相比靠近内筒41的外周面41a的一侧。此外，凸部53也可以配置在下述位置：在以上述轴线am为中心的径向上，配置在与30％的位置相比靠近内筒41的外周面41a的一侧。这样，尤其是能够配置在废气的负的回旋角度变大的位置，因此，能够有效地阻碍剥离漩涡v2的发展。

另外，凸部53的从负压面s2突出的尺寸可以为，因凸部53的形状阻力引起的压力损失不大于因剥离漩涡v2引起的压力损失这样的程度的尺寸。通过像这样设定凸部53的突出尺寸，能够有效地降低压力损失。需要说明的是，凸部53的形状从负压面s2突出即可，不局限于图7、图8所示的形状。

扩散器4b与上述的扩散器4a同样地，在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱43b之间具备突条50。该突条50是与第一实施方式相同的结构，因此省略详细说明。

因此，根据上述的第二实施方式，除了第一实施方式的作用效果之外，通过具备凸部53，还在凸部53的两侧形成有与上述的马蹄漩涡同样的纵向漩涡v4。由该凸部53形成的纵向漩涡v4与因废气的回旋流而形成于第一支柱43b的负压面s2的剥离漩涡v2发生干涉。因此，能抑制剥离漩涡v2的发展。即，能够降低形成于内筒41的外周面41a的边界层被剥离漩涡v2朝向径向外侧卷起的情况。

此外，将凸部53配置在比径向的中央的位置(上述的50％的位置)靠近内筒41的位置。因此，尤其是在容易因回旋流形成剥离漩涡v2的位置，能够利用凸部53形成与剥离漩涡v2发生干涉的纵向漩涡v4。其结果是，能够有效地抑制剥离漩涡v2的产生。

本发明不局限于上述各实施方式的结构，在不脱离其主旨的范围内能够进行设计变更。

例如，在上述的各实施方式中，说明了设置于一个扩散器4a或一个扩散器4b的多个突条50全部为相同的结构的情况。但是，这些多个突条50也可以为分别不同的结构(形状、配置等)。例如，突条50的前端部51及后端部52的位置、高度、宽度也可以按照上述多个突条50而分别不同。

另外，在上述的第二实施方式中，例示了在比以轴线am为中心的径向的中央靠近内筒41的一侧配置有凸部53的情况，但也可以在比以轴线am为中心的径向的中央靠近外筒42的一侧配置凸部53。

另外，在第二实施方式中，说明了凸部53在以轴线am为中心的径向上配置在与50％的位置或30％的位置相比靠近内筒的一侧的情况，但不局限于该范围。凸部53例如也可以配置在以50％的位置为基准的上述径向上的±30％的范围内。

此外，在各实施方式中，针对具备第一支柱43a、43b和第二支柱44的情况进行了说明，但也可以仅具备第一支柱43a、43b。

(第三实施方式)

接着，基于附图对本发明的第三实施方式的涡轮及燃气轮机进行说明。图9是示出本发明的第三实施方式中的燃气轮机的概要结构的结构图。

如图9所示，该第三实施方式的燃气轮机1000具备压缩机10、燃烧器30以及涡轮20a。

压缩机10生成高压空气。压缩机10具备压缩机转子110和压缩机壳体120。压缩机壳体120从外周侧覆盖压缩机转子110，且沿轴线am延伸。

在压缩机转子110的外周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个压缩机动叶级130。这些压缩机动叶级130分别具备多个压缩机动叶140。各压缩机动叶级130的压缩机动叶140在压缩机转子110的外周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

在压缩机壳体120的内周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个压缩机静叶级150。这些压缩机静叶级150在轴线am方向上与上述压缩机动叶级130交替地配置。这些压缩机静叶级150分别具备多个压缩机静叶160。各压缩机静叶级150的压缩机静叶160在压缩机壳体120的内周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

燃烧器30通过向由压缩机10生成的高压空气混合燃料并使它们燃烧而生成燃烧气体。燃烧器30设置在压缩机壳体120与涡轮20a的涡轮壳体220之间。由该燃烧器30生成的燃烧气体被供给到涡轮20a。

涡轮20a通过由燃烧器30生成的燃烧气体而进行驱动。该涡轮20a具有涡轮转子210、涡轮壳体220以及扩散器40a。

涡轮转子210沿着轴线am延伸。在该涡轮转子210的外周面设置有在轴线am方向上隔开间隔地排列的多个涡轮动叶级230。这些涡轮动叶级230分别具备多个涡轮动叶240。各涡轮动叶级230的涡轮动叶240在涡轮转子210的外周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

构成多个涡轮动叶级230中的配置于最靠下游侧的最终级的涡轮动叶级230的涡轮动叶240的轴线am方向另一方侧的部分从以轴线am为中心的周向的一方侧朝向另一方侧弯曲。换言之，最终级的涡轮动叶级230的涡轮动叶240的下游侧的边缘部分(后缘)以朝向涡轮转子210的旋转方向的后方侧的方式弯曲。需要说明的是，至少仅最终级的涡轮动叶级230的涡轮动叶240如上述那样弯曲地形成即可，不局限于上述结构。例如，关于其他的涡轮动叶级230的涡轮动叶240，也可以与最终级的涡轮动叶级230的涡轮动叶240同样地弯曲。

涡轮壳体220从外周侧覆盖涡轮转子210。在该涡轮壳体220的内周面设置有沿轴线am方向隔开间隔地排列的多个涡轮静叶级250。涡轮静叶级250在轴线am方向上与上述涡轮动叶级230交替地配置。这些涡轮静叶级250分别具备多个涡轮静叶260。各涡轮静叶级250的涡轮静叶260在涡轮壳体220的内周面上沿轴线am的周向隔开间隔地排列。

压缩机转子110与涡轮转子210在轴线am方向上一体地连接。由这些压缩机转子110与涡轮转子210构成燃气轮机转子910。同样地，压缩机壳体120与涡轮壳体220沿着轴线am一体地连接。由这些压缩机壳体120与涡轮壳体220构成燃气轮机壳体920。

燃气轮机转子910能够在燃气轮机壳体920的内部绕轴线am一体地旋转。

当使燃气轮机1000运转时，首先，利用外部的驱动源而驱动压缩机转子110(燃气轮机转子910)进行旋转。伴随着压缩机转子110的旋转，对外部的空气依次进行压缩而生成高压空气。该高压空气通过压缩机壳体120向燃烧器30内供给。在燃烧器30内，燃料与该高压空气混合而燃烧，生成高温高压的燃烧气体。燃烧气体通过涡轮壳体220向涡轮20a内供给。在涡轮20a内，通过燃烧气体与涡轮动叶级230及涡轮静叶级250依次碰撞，向涡轮转子210(燃气轮机转子910)赋予旋转驱动力。该旋转能量例如用于与轴端连结的发电机g等的驱动。驱动涡轮20a后的燃烧气体在作为废气而通过扩散器40a时，压力(静压)增高，之后向外部排出。

图10是本发明的第三实施方式中的沿着扩散器的轴线的剖视图。如图10所示，扩散器40a一体地设置于涡轮壳体220(燃气轮机壳体920)。该扩散器40a具备内筒410、外筒420、第一支柱430、第二支柱440以及凸部500(参照图11)。

内筒410形成为沿着轴线am延伸的筒状。内筒410形成为其外周面410a随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐缩径。在该内筒410的内侧设置有将燃气轮机转子910的轴端部910a支承为能够旋转的轴承装置300。该轴承装置300具备轴承310和轴承外壳320。轴承外壳320主要由第一支柱430支承于外筒420。

外筒420形成为从外周侧覆盖内筒410的筒状。在外筒420与内筒410之间形成有供从涡轮20a排出的废气流动的排气流路c。外筒420形成为其内周面420a随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐扩径。即，在外筒420与内筒410之间形成的排气流路c的截面积(与轴线am正交的截面积)随着从轴线am方向一方侧朝向另一方侧而逐渐扩径。通过像这样使排气流路c的截面积逐渐扩径，从而将在排气流路c内流动的废气的动能渐渐转换(压力恢复)成压力能。

第一支柱430被支柱罩450覆盖，以使得不暴露于高温的废气。该第一支柱430能够使用相对于内筒410的外周面410a的法线倾斜的所谓的切向支柱。通过采用这样的切向支柱，能够减少因热延展引起的轴心的偏移。

第二支柱440分散第一支柱430的载荷负担，并且，例如作为能够供人进入燃气轮机1000的轴承310的通路发挥功能。该第二支柱440形成为在以轴线am为中心的径向上延伸的筒状。第二支柱440设置在与第一支柱430向轴线am方向另一方侧分离的位置。

该第三实施方式中的支柱罩450及第二支柱440成为能够降低相对于废气的形状阻力的形状。作为能够降低相对于废气的形状阻力的形状，例如能够例示出在废气的流动方向上较长的剖面长圆形状、叶弦在废气的流动方向上延伸的翼型。

燃气轮机1000具备密封机构(未图示)。该密封机构将由压缩机10生成的压缩空气的一部分作为密封气体从上述的扩散器40a的内筒410与涡轮转子210之间的间隙朝向排气流路c的内侧流入。利用该密封机构，避免废气从上述间隙流出。

图11是本发明的第三实施方式中的相邻的第一支柱之间的内筒的立体图。

如图11所示，扩散器40a在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱430(支柱罩450)之间具备凸部500。凸部500在沿周向排列配置的多个第一支柱430之间分别各设置有一个。凸部500从内筒410的外周面410a突出。该第三实施方式中的凸部500从外周面410a朝向以轴线am为中心的径向的外侧突出。

在此，凸部500的突出量(换言之，径向的高度)能够比在内筒410的外周面410a由废气的流动形成的边界层(未图示)的厚度稍低。更具体而言，凸部500的突出量也可以相对于以轴线am为中心的径向上的第一支柱430的高度(叶片高度)为5％的突出量。此外，凸部500的突出量也可以相对于第一支柱430的高度为3％的突出量。另外，凸部500的突出量也可以相对于第一支柱430的高度为1％的突出量。需要说明的是，边界层的厚度根据扩散器40a的规格而变化，因此，也可以根据边界层的厚度而适当调整凸部500的突出量。

该第三实施方式中的凸部500能够形成在下述范围内：在以轴线am为中心的周向上，将相邻的第一支柱430之间的距离设为100％时，距相邻的第一支柱430的中央(50％)的位置±30％的范围内。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±20％的位置。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±10％的位置。

此外，凸部500能够配置在下述位置：在将第一支柱430的轴线am方向的全长设为100％的情况下，以轴线am方向上的第一支柱430的前缘(换言之，轴线am方向一方侧的缘部)430a的位置(以下仅称为“前缘的位置”。图11中，双点划线f所示的位置)为基准的上述第一支柱430的全长的±10％的区域内。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在轴线am方向上，以上述前缘的位置为基准的±5％的区域内。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在轴线am方向上，以上述前缘的位置为基准的±3％的区域内。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在轴线am方向上，以上述前缘的位置为基准的±2％的区域内。

若凸部500在轴线am方向上的长度为进入以前缘430a的位置为基准的上述区域内的长度，则可以是任意的长度。例如，也可以形成为与轴线am方向上的上述区域的长度相等的长度。

凸部500也可以形成为随着朝向以轴线am为中心的径向的外侧而逐渐变细。在图11中，作为逐渐变细的形状，例示出形成为随着从轴线am方向的一方侧(上游侧)朝向另一方侧(下游侧)而凸部500的突出量增加的情况，但只要为逐渐变细，则不局限于该形状。

然而，在燃气轮机1000运转时，有时密封气体在扩散器40a的入口处朝向以轴线am为中心的径向的内侧而流入。该密封气体与形成于内筒410的外周面410a的不稳定的边界层内的流动发生干涉。在此，边界层内的流动由于以原本在第一支柱430与内筒410的外周面410a之间的接合部产生的马蹄漩涡为代表的二次流动、第一支柱430的周向倾斜所引起的压力梯度而成为三维的流动，当扰乱扩大时容易产生剥离。该边界层内的流动通过上述密封气体的流入而垂直方向的旋度增加。即，边界层内的流动包含主要具有以轴线am为中心的周向的涡轴的漩涡v20(参照图11)。该垂直方向的旋度增加了的边界层与密封气体不流入的情况相比，随着进入下游侧而大幅发展。尤其是，以第一支柱430的后缘430b的位置为边界，流路截面积急剧扩大，因此，流速进一步下降，可能产生边界层剥离。

如上所述，第三实施方式的扩散器40a在以轴线am为中心的周向上相邻的第一支柱430之间配置有凸部500。这些凸部500在轴线am方向上配置在第一支柱430的前缘430a的位置的附近。上述的密封气体进行干涉而具有垂直方向的旋度的边界层内的流动成为在第一支柱430的前缘430a的位置的附近卷绕于凸部500的形式。

由此，在凸部500的周向两侧形成在废气的流动方向上具有涡轴的纵向漩涡v30。该纵向漩涡v30与凸部500相比向下游侧延伸而形成涡管。该纵向漩涡v30对比第一支柱430的前缘430a附近靠下游的边界层内的废气赋予动量。因此，即便在如上述那样密封气体流入的情况下，也能在边界层发展之前对边界层内的流动赋予动量而抑制边界层发展而产生所谓的边界层剥离。其结果是，能够抑制扩散器40a的压力损失而实现性能提高。

图12是本发明的第三实施方式中的从轴线方向的一方侧观察凸部周围的漩涡的图。

如图12所示，纵向漩涡v30朝与相邻的马蹄漩涡v10相反的方向旋转。通过像这样纵向漩涡v30与马蹄漩涡v10的旋转方向相互成为相反的方向，上述的纵向漩涡v30的流动与马蹄漩涡v10的流动在相邻的部位向相同的方向流动，因此，在不阻碍彼此的旋转而促进的方向上起作用，纵向漩涡v30与马蹄漩涡v10稳定。因此，即便在第一支柱430的下游，也容易维持纵向漩涡v30与马蹄漩涡v10，能够更进一步抑制边界层的发展。

(第四实施方式)

接着，参照附图对本发明的第四实施方式进行说明。该第四实施方式与上述的第三实施方式的不同之处在于设置有引导板。因此，针对与上述第三实施方式相同的部分标注相同的附图标记来说明，并省略重复的说明。

该第四实施方式的燃气轮机1000与上述第三实施方式同样地具备压缩机10、燃烧器30以及涡轮20b。此外，涡轮20b具有涡轮转子210、涡轮壳体220以及扩散器40b。

图13是本发明的第四实施方式中的相当于图11的图。

如图13所示，该第四实施方式中的扩散器40b具备内筒410、外筒420(图13中未图示)、第一支柱430、第二支柱440、凸部500以及引导板510。

凸部500是与第三实施方式同样的结构，在沿以轴线am为中心的周向排列配置的多个第一支柱430之间分别各设置有一个。这些凸部500从内筒410的外周面410a分别突出。

引导板510将由凸部500产生的纵向漩涡v30向下游侧引导。引导板510与凸部500同样地，在沿以轴线am为中心的周向排列配置的多个第一支柱430之间分别各设置有一个。这些引导板510形成为沿轴线am方向延伸，且向废气的流动方向上的下游侧与凸部500隔开间隔而配置。

引导板510还形成为从内筒410的外周面410a朝向以轴线am为中心的径向外侧突出。在该第四实施方式中例示的引导板510形成为朝向上述径向外侧延伸的平板状。另外，在该第四实施方式中例示的引导板510形成为从轴线am方向的一方侧朝向另一方侧而突出量渐渐增加。引导板510的最大突出量也可以与凸部500的突出量相同。

在该第四实施方式中例示的引导板510从以第一支柱430的前缘430a为基准相对于第一支柱430的叶弦长度为50％的位置(换言之，在轴线am方向上的前缘430a与后缘430b的中间位置)延伸至第一支柱430的后缘430b的位置。在图13中，以附图标记“r”示出后缘430b的位置，以附图标记“m”示出前缘430a及后缘430b的中间位置。

以轴线am为中心的周向上的引导板510的厚度(尺寸)形成为与以轴线am为中心的周向上的凸部500的尺寸相等。

需要说明的是，如图13的虚线所示，引导板510也可以延伸至比后缘430b的位置靠下游侧。这样，能够在比第一支柱430的后缘430b的位置靠下游侧抑制废气的流路截面积的急剧扩大。另外，第四实施方式中的引导板510的轴线am方向上的上游侧的端部与下游侧的端部的各位置为一例，只要为能够引导由凸部500形成的纵向漩涡v30的位置即可，不局限于上述位置。

根据上述第四实施方式，与第三实施方式同样地，能够由凸部500形成纵向漩涡v30。此外，通过具备引导板510，能够将由凸部500形成的纵向漩涡v30维持至更靠下游侧，并且能够调整(整流)该纵向漩涡v30的紊乱。

(第五实施方式)

接着，基于附图对本发明的第五实施方式进行说明。该第五实施方式与上述第四实施方式的不同之处仅在于一体地设置凸部和引导板。因此，针对与上述第四实施方式相同的部分标注相同的附图标记来说明，并省略重复的说明。

该第五实施方式的燃气轮机1000与上述第三实施方式同样地具备压缩机10、燃烧器30以及涡轮20c。此外，涡轮20c具有涡轮转子210、涡轮壳体220以及扩散器40c。

图14是本发明的第五实施方式中的相当于图11的图。

如图14所示，该第五实施方式中的扩散器40c具备内筒410、外筒420(图14中未图示)、第一支柱430、第二支柱440以及引导凸部520。

引导凸部520在沿以轴线am为中心的周向排列配置的多个第一支柱430之间分别各设置有一个。

该第五实施方式中的引导凸部520能够形成在下述范围：在以轴线am为中心的周向上，将相邻的第一支柱430之间的距离设为100％时，距相邻的第一支柱430的中央(50％)的位置±30％的范围。此外，引导凸部520也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±20％的位置。此外，凸部500也可以配置在下述位置：在以轴线am为中心的周向上，距上述中央(50％)的位置±10％的位置。

这些引导凸部520成为以将上述第四实施方式的引导板510的上游端(轴线am方向的端部)配置于轴线am方向上的上述的第一支柱430的前缘430a附近的位置的方式使轴线am方向的长度延长这样的形状。即，这些引导凸部520形成为沿轴线am方向延伸。

引导凸部520在轴线am方向上从以第一支柱430的前缘430a的位置为基准的支柱430的轴线am方向的全长的±10％的区域内朝向第一支柱430的后缘430b的位置延伸。需要说明的是，引导凸部520也可以从以第一支柱430的前缘430a的位置为基准的第一支柱430的轴线am方向的全长的±5％的区域内朝向第一支柱430的后缘430b的位置延伸。此外，引导凸部520也可以从以第一支柱430的前缘430a的位置为基准的第一支柱430的轴线am方向的全长的±3％的区域内朝向第一支柱430的后缘430b的位置延伸。

引导凸部520还形成为从内筒410的外周面410a朝向以轴线am为中心的径向外侧突出。在该第五实施方式中例示的引导凸部520形成为朝向上述径向外侧延伸的平板状。另外，在该第五实施方式中例示的引导凸部520形成为从轴线am方向的一方侧(上游侧)朝向另一方侧(下游侧)而突出量渐渐增加。引导凸部520的最大突出量能够形成为与上述第三实施方式的凸部500相同程度。

因此，根据第五实施方式，密封气体进行干涉而具有垂直方向的旋度的边界层内的流动成为卷绕于引导凸部520的形式，能够形成纵向漩涡v30。此外，通过引导凸部520延伸至轴线am方向上的第一支柱430的后缘430b的位置，从而能够使由引导凸部520形成的纵向漩涡v30沿着引导凸部520维持至下游侧，并且，能够调整该纵向漩涡v30的紊乱。

本发明不局限于上述各实施方式的结构，在不脱离其主旨的范围内能够设计变更。

例如，在上述第四实施方式、第五实施方式中，针对引导板510、引导凸部520分别为板状的情况进行了说明。但是不局限于板状，例如也可以具有翼型，或者形成为朝向以轴线am为中心的径向外侧而逐渐变细。

此外，说明了引导板510、引导凸部520形成为从轴线am方向的一方侧(上游侧)朝向另一方侧(下游侧)而突出量渐渐增加的情况，但不局限于该形状。例如，突出量也可以从上游侧朝向下游侧是均匀的。

另外，在上述各实施方式中，说明了在周向上相邻的第一支柱430之间分别各形成有一个凸部500、引导板510、引导凸部520的情况。但是，也可以在周向上相邻的第一支柱430之间分别形成有两个以上的凸部500、引导板510、引导凸部520。

此外，在第三实施方式中，针对设置于一个扩散器40a的多个凸部500全部为相同的结构的情况进行了说明。但是，这多个凸部500也可以为分别不同的结构(形状、配置等)。例如，凸部500的位置、长度、高度、宽度也可以在上述多个凸部500中分别不同。同样地，设置于一个扩散器的第四实施方式的多个引导板510、第五实施方式的多个引导凸部520也可以为分别不同的结构(形状、配置等)。

工业实用性

根据上述涡轮及燃气轮机，能够抑制压力损失而实现性能提高。

附图标记说明

1、10压缩机

2、20a、20b、20c涡轮

3、30燃烧器

4a、4b、40a、40b、40c扩散器

11、110压缩机转子

12、120压缩机壳体

13、130压缩机动叶级

14、140压缩机动叶

15、150压缩机静叶级

16、160压缩机静叶

21、210涡轮转子

22、220涡轮壳体

23、230涡轮动叶级

24、240涡轮动叶

25、250涡轮静叶级

26、260涡轮静叶

300轴承装置

310轴承

320轴承外壳

41、410内筒

41a、410a外周面

42、420外筒

42a、420a内周面

43a、43b、430第一支柱(支柱)

43a、430a前缘

43b、430b后缘

44、440第二支柱

450支柱罩

50突条

51前端部

52后端部

53、500凸部

510引导板

520引导凸部

91、910燃气轮机转子

91a、910a轴端部

92、920燃气轮机壳体

100a、100b、1000燃气轮机

am轴线

c排气流路

g发电机

s1正压面

s2负压面

v1、v10马蹄漩涡

v2剥离漩涡

v3纵向漩涡

v4、v30纵向漩涡

v20漩涡。