(57)【要約】      （修正有）【課題】ストラットの表面に排ガスが衝突しながら発生する排ガスによるストラットの流動剥離の生成を遅延させ、排気ディフューザ内部の圧力損失を低減することができるガスタービンのストラット構造体、これを含む排気ディフューザおよびガスタービンを提供する。【解決手段】本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体は、ガスタービンの内部ケーシング１１００と外部ケーシング１２００との間に形成される環状の排気流路Ｆに形成されるストラット構造体であって、内部ケーシングに下端が連結形成され、外部ケーシングに上端が連結形成されるストラットハウジング１３００と、ストラットハウジングの上端および下端の少なくとも一端に形成され、先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブ１４００とを含む。【選択図】図３
2020159356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの内部ケーシングと外部ケーシングとの間に形成される環状の排気流路に形成されるストラット構造体であって、
前記内部ケーシングに下端が連結形成され、前記外部ケーシングに上端が連結形成されるストラットハウジングと、
前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくとも一端に形成され、先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブとを含むガスタービンのストラット構造体。
【請求項２】
前記内部ケーシングの上面には下部インナーフィレットが形成され、
前記外部ケーシングの下面には上部インナーフィレットが形成され、
前記上部インナーフィレットと前記下部インナーフィレットは前記ストラットハウジングに部分的に挿入され、前記ストラットハウジングに挿入されない部分が前記ストラットグルーブを形成する、請求項１に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項３】
前記ストラットハウジングの下端は、前記下部インナーフィレットを経て前記内部ケーシングに連結形成され、前記ストラットハウジングの上端は、前記上部インナーフィレットを経て前記外部ケーシングに連結形成される、請求項２に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項４】
前記ストラットグルーブは、前記下部インナーフィレットまたは前記上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成されるグルーブパターンをさらに含む、請求項２または請求項３に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項５】
前記ストラットグルーブは、前記下部インナーフィレットまたは前記上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成される突出パターンをさらに含む、請求項２または請求項３に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項６】
前記ストラットグルーブは、前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に折曲げて形成される、請求項１に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項７】
前記ストラットグルーブは、前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に切削して形成される、請求項１に記載のガスタービンのストラット構造体。
【請求項８】
タービンに備えられたタイロッドを取り囲むベアリングハウジングが内部に形成された内部ケーシングと、
前記内部ケーシングと離隔形成され、その間の空間に排ガスが流動する環状の排気流路が形成される外部ケーシングと、
前記環状の排気流路に形成されるストラット構造体とを含み、
前記ストラット構造体は、
前記内部ケーシングに下端が連結形成され、前記外部ケーシングに上端が連結形成されるストラットハウジングと、
前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくとも一端に形成され、先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブとを含むガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項９】
前記内部ケーシングの上面には下部インナーフィレットが形成され、
前記外部ケーシングの下面には上部インナーフィレットが形成され、
前記上部インナーフィレットと前記下部インナーフィレットは前記ストラットハウジングに部分的に挿入され、前記ストラットハウジングに挿入されない部分が前記ストラットグルーブを形成する、請求項８に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１０】
前記ストラットハウジングの下端は、前記下部インナーフィレットを経て前記内部ケーシングに連結形成され、前記ストラットハウジングの上端は、前記上部インナーフィレットを経て前記外部ケーシングに連結形成される、請求項９に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１１】
前記ストラットグルーブは、前記下部インナーフィレットまたは前記上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成されるグルーブパターンをさらに含む、請求項９または請求項１０に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１２】
前記ストラットグルーブは、前記下部インナーフィレットまたは前記上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成される突出パターンをさらに含む、請求項９または請求項１０に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１３】
前記ストラットグルーブは、前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に折曲げて形成される、請求項８に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１４】
前記ストラットグルーブは、前記ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に切削して形成される、請求項８に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【請求項１５】
前記排ガスが前記ストラットハウジングの長軸と並ぶ方向に流動するようにガイドする排ガスガイド部材をさらに含む、請求項８〜請求項１４のいずれか１項に記載のガスタービンの排気ディフューザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンのストラット構造体、これを含む排気ディフューザおよびガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンとは、蒸気、ガスのような圧縮性流体の流れを利用して衝動力または反動力で回転力を得る機械装置であり、蒸気を用いる蒸気タービンおよび高温の燃焼ガスを用いるガスタービンなどがある。
【０００３】
このうち、ガスタービンは、大きく、圧縮機と、燃焼器と、タービンとから構成される。前記圧縮機は、空気を導入する空気導入口が具備され、圧縮機ケーシング内に複数の圧縮機ベーンと、圧縮機ブレードとが交互に配置されている。
【０００４】
燃焼器は、前記圧縮機で圧縮された圧縮空気に対して燃料を供給し、バーナで点火することにより高温高圧の燃焼ガスが生成される。
【０００５】
タービンは、タービンケーシング内に複数のタービンベーンと、タービンブレードとが交互に配置されている。また、圧縮機と燃焼器とタービンおよび排気室の中心部を貫通するようにロータが配置されている。
【０００６】
ロータは、両端部がベアリングによって回転自在に支持される。そして、ロータに複数のディスクが固定されて、それぞれのブレードが連結されると同時に、排気室側の端部に発電機などの駆動軸が連結される。
【０００７】
このようなガスタービンは、４行程機関のピストンのような往復運動機構がないため、ピストン−シリンダのような相互摩擦部分がなくて潤滑油の消費が極めて少なく、往復運動機械の特徴である振幅が大幅に減少し、高速運動が可能であるという利点がある。
【０００８】
ガスタービンの作動について簡略に説明すれば、圧縮機で圧縮された空気が燃料と混合されて燃焼されることにより高温の燃焼ガスが作られ、このように作られた燃焼ガスはタービン側に噴射される。噴射された燃焼ガスが前記タービンベーンおよびタービンブレードを通過しながら回転力を生成させ、よって、前記ロータが回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０−２０１０−００６４７５４号（名称：ガスタービンの冷却ブレード）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ストラットの表面に排ガスが衝突しながら発生する排ガスによるストラットの流動剥離の生成を遅延させ、排気ディフューザ内部の圧力損失を低減することができるガスタービンのストラット構造体、これを含む排気ディフューザおよびガス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】
【００１１】
本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体は、
ガスタービンの内部ケーシングと外部ケーシングとの間に形成される環状の排気流路に形成されるストラット構造体であって、内部ケーシングに下端が連結形成され、外部ケーシングに上端が連結形成されるストラットハウジングと、ストラットハウジングの上端および下端の少なくとも一端に形成され、先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブとを含む。
【００１２】
本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体において、内部ケーシングの上面には下部インナーフィレットが形成され、外部ケーシングの下面には上部インナーフィレットが形成され、上部インナーフィレットと下部インナーフィレットはストラットハウジングに部分的に挿入され、ストラットハウジングに挿入されない部分がストラットグルーブを形成することができる。
【００１３】
本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体において、ストラットハウジングの下端は、下部インナーフィレットを経て内部ケーシングに連結形成され、ストラットハウジングの上端は、上部インナーフィレットを経て外部ケーシングに連結形成される。
【００１４】
本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体において、ストラットグルーブは、下部インナーフィレットまたは上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成されるグルーブパターンまたは突出パターンをさらに含んでもよい。本発明の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体において、ストラットグルーブは、ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に折曲げるか、または切削して形成されてもよい。
【００１５】
本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザは、
タービンに備えられたタイロッドを取り囲むベアリングハウジングが内部に形成された内部ケーシングと、内部ケーシングと離隔形成され、その間の空間に排ガスが流動する環状の排気流路が形成される外部ケーシングと、環状の排気流路に形成されるストラット構造体とを含み、ストラット構造体は、内部ケーシングに下端が連結形成され、外部ケーシングに上端が連結形成されるストラットハウジングと、ストラットハウジングの上端および下端の少なくとも一端に形成され、先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブとを含む。
【００１６】
本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザにおいて、内部ケーシングの上面には下部インナーフィレットが形成され、外部ケーシングの下面には上部インナーフィレットが形成され、上部インナーフィレットと下部インナーフィレットはストラットハウジングに部分的に挿入され、ストラットハウジングに挿入されない部分がストラットグルーブを形成することができる。
【００１７】
本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザにおいて、ストラットハウジングの下端は、下部インナーフィレットを経て内部ケーシングに連結形成され、ストラットハウジングの上端は、上部インナーフィレットを経て外部ケーシングに連結形成される。
【００１８】
本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザにおいて、ストラットグルーブは、下部インナーフィレットまたは上部インナーフィレットの少なくともいずれかに形成されるグルーブパターンまたは突出パターンをさらに含んでもよい。本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザにおいて、ストラットグルーブは、ストラットハウジングの上端および下端の少なくともいずれかを内側に折曲げるか、または切削して形成されてもよい。
【００１９】
本発明の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザにおいて、排ガスがストラットハウジングの長軸と並ぶ方向に流動するようにガイドする排ガスガイド部材をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施形態によれば、ストラットの表面に排ガスが衝突しながら発生する排ガスによるストラットの流動剥離の生成を遅延させ、排気ディフューザ内部の圧力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスタービンの内部が示される図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るガスタービンの断面を概念的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体を含む排気ディフューザが示される図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される正面図である。
【図６】性能比較のために、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体と、従来の一般的な形態のストラット構造体とが併せて示される図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される側面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される正面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される正面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る排気ディフューザが示される図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るタービンブレードおよびこれを含むガスタービンに関して具体的に説明する。しかし、本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるはずであり、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
【００２３】
また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。さらに、明細書全体において、「〜上に」とは、対象部分の上または下に位置することを意味するものであり、必ずしも重力方向を基準として上側に位置することを意味するものではない。
【００２４】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。この時、添付した図面において、同一の構成要素は、できる限り同一の符号で表していることに留意する。また、本発明の要旨をあいまいにしうる公知の機能および構成に関する詳細な説明は省略する。同じ理由から、添付図面において、一部の構成要素は、誇張または省略されるか、概略的に示された。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るガスタービンの内部が示される図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るガスタービンの断面を概念的に示す図である。
【００２６】
図１および図２に示されるように、本発明の一実施形態に係るガスタービン１は、圧縮機１０と、燃焼器２０と、タービン３０とを含む。圧縮機１０は、流入する空気を高圧で圧縮する役割を果たし、圧縮された空気を燃焼器側に伝達する。圧縮機１０は、放射状に設けられた複数の圧縮機ブレードを備え、タービン３０の回転から生成された動力の一部が伝達されて圧縮機ブレードが回転し、ブレードの回転によって空気が圧縮されながら燃焼器２０側に移動する。ブレードの大きさおよび設置角度は、設置位置に応じて異なる。
【００２７】
圧縮機１０で圧縮された空気は燃焼器２０に移動して、環状に配置された複数の燃焼チャンバおよび燃料ノズルモジュールを通して燃料と混合されて燃焼される。燃焼によって発生した高温の燃焼ガスはタービン３０に排出され、燃焼ガスによってタービンが回転する。
【００２８】
タービン３０は、タービンロータディスク３００を軸方向に結合するセンタータイロッド４００を介して多段に配列される。タービンロータディスク３００は、放射状に配置される複数のタービンブレード１００を含む。タービンブレード１００は、ダブテールなどの方式でタービンロータディスク３００に結合される。同時に、タービンブレード１００の間にもハウジングに固定されるタービンベーン２００が備えられて、タービンブレード１００を通過した燃焼ガスの流れ方向をガイドする。
【００２９】
図２に示されるように、タービン３０は、タービンベーン２００とタービンブレード１００とがガスタービン１の軸方向に沿ってｎ個ずつ交互に配列される。高温の燃焼ガスは、軸方向に沿ってタービンベーン２００およびタービンブレード１００を通過し、タービンブレード１００を回転させる。
【００３０】
図３に示されるように、タービンブレード１００を回転させた後、燃焼ガスは、排気ディフューザ（１０００：１１００〜１４００）を通して外部に排気できる。あるいは、複合発電システムの場合、排気ディフューザ１０００を通して排気される燃焼ガスは、熱交換器を経てスチームタービンに流入してさらに他の発電に使用される。本明細書において、排気ディフューザ１０００を通して排気される燃焼ガスは、排ガスともいう。
【００３１】
この場合、ガスタービンからスチームタービンに流入する時、排ガスの流圧および流速の重要な因子となる。すなわち、スチームタービンへの流入時、排ガスは一定圧力以上維持されなければならず、もし、その圧力以下の場合には、円滑なスチームタービンの作動のために圧力の回復が必須として求められる。
【００３２】
従来のガスタービンの排気ディフューザを構成するストラットは、排ガスがストラットに衝突すれば、排ガスによってストラットの表面が剥離される流動剥離現象が発生し、この流動剥離現象によって排気ディフューザ内部の圧力損失が発生していた。
【００３３】
本発明は、ストラットの形状を変形することで、排ガスによるストラット表面の流動剥離現象を低減し、その結果、排気ディフューザ内部の圧力損失を低減することができるストラット構造体を提示する。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体を含む排気ディフューザが示される図であり、図４は、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される側面図であり、図５は、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体が示される正面図である。
【００３５】
図３に示されるように、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体を含む排気ディフューザ１０００は、内部ケーシング１１００と、外部ケーシング１２００と、ストラットハウジング１３００と、ストラットグルーブ１４００とを含む。
【００３６】
内部ケーシング１１００の内部にはタービンに備えられたタイロッド４００を取り囲むベアリングハウジング１１１０が形成される。ベアリングハウジング１１１０は、円筒状にタイロッド４００を取り囲み、軸方向に沿って所定の長さに延びる。ベアリングハウジング１１１０は、タイロッド４００の外側と転がり接触状態で回転するベアリングが内部に備えられており、ベアリングは、回転するタイロッド４００の摩擦を減少させ、荷重を支持することで、タイロッド４００の安定した回転と作動を図る。
【００３７】
外部ケーシング１２００は、内部ケーシング１１００と所定距離離隔形成される。内部ケーシング１１００と外部ケーシング１２００との間の環状空間は、タービンブレード１００を回転させた排ガスが流動する排気流路Ｆを形成する。
【００３８】
一方、ベアリングハウジング１１１０の外側円周方向には複数のパワーストラット（ＰＳ、ｐｏｗｅｒ  ｓｔｒｕｔ）が放射状に配置される。パワーストラットＰＳによって内部ケーシング１１００と外部ケーシング１２００とは、相互間で間隔を維持しながら支持される。
【００３９】
パワーストラットＰＳは、タイロッド４００の軸方向を基準として後方から眺める時、ベアリングハウジング１１１０の外側から鉛直方向に延びる。パワーストラットＰＳは、横方向に断面を切断して上から眺めると、ベアリングハウジング１１１０の軸方向に延びた長軸を有する楕円形状に形成され、内部が空き空間に形成される。
【００４０】
内部ケーシング１１００の上面には下部インナーフィレット（１４１０、ｉｎｎｅｒ  ｆｉｌｌｅｔ）が形成され、外部ケーシング１２００の下面には上部インナーフィレット１４２０が形成される。下部インナーフィレット１４１０と上部インナーフィレット１４２０はストラットハウジング１３００に挿入される。この時、下部インナーフィレット１４１０および上部インナーフィレット１４２０の一部はストラットハウジング１３００に挿入されず、排気流路Ｆに露出するように形成される。
【００４１】
ストラットハウジング１３００は、パワーストラットＰＳの外周面と所定距離離隔してパワーストラットＰＳの外周面を取り囲むように形成される。ストラットハウジング１３００の全体形状は、パワーストラットＰＳの外周面の形状と対応する形状に形成される。ストラットハウジング１３００の下端は、下部インナーフィレット１４１０を経て内部ケーシング１１００に連結形成され、ストラットハウジング１３００の上端は、上部インナーフィレット１４２０を経て外部ケーシング１２００に連結形成される。ストラットハウジング１３００は、高温の排ガスにパワーストラットＰＳが露出するのを防止してパワーストラットＰＳを保護する。
【００４２】
下部インナーフィレット１４１０および上部インナーフィレット１４２０の外周面の大きさは、ストラットハウジング１３００の外周面の大きさより小さいサイズに形成される。したがって、ストラットハウジング１３００に挿入されない部分の上下部インナーフィレット１４１０、１４２０とストラットハウジング１３００の上下端部とは段差を形成し、この段差はストラットグルーブ１４００を形成する。その結果、ストラットグルーブ１４００は、ストラットハウジング１３００の先端１３０１と後端１３０２とを連結する形態で形成される。ストラットハウジング１３００とストラットグルーブ１４００とは、本発明のストラット構造体を形成する。
【００４３】
もちろん、本発明において、ストラットグルーブ１４００が必ずしもインナーフィレット１４１０、１４２０とストラットハウジング１３００との結合から生じるものに限定されることはない。ストラットグルーブ１４００は、ストラットハウジング１３００の上端および／または下端を内側に折曲げるか、または内側に切削して形成されてもよい。
【００４４】
上記のように形成される本発明のストラット構造体を含む排気ディフューザにおける排ガスの流れを説明する。
【００４５】
タービンブレード１００を回転させた後、排気される排ガスは、排気ディフューザ１０００を通してさらに他の発電システムに排気できる。
【００４６】
排ガスがストラットハウジング１３００の先端１３０１に垂直に流動する場合、すなわち、楕円形のストラットハウジング１３００の長軸と平行な方向に流動する場合、先端１３０１に衝突した排ガスは分岐してストラットハウジング１３００の表面に沿って流れて、流動剥離の発生が遅延する。
【００４７】
しかし、排ガスは、ストラットハウジング１３００の先端１３０１に垂直に流動するのではなく、実質的に所定の角度、例えば、ストラットハウジング１３００の長軸と約２０〜３０度の角度を有しながら先端１３０１に衝突する。この場合、排ガスは、ストラットハウジング１３００の表面に沿って流れずに表面から離脱しながら速度が遅くなって境界層が発達する。この境界層の発達によって、流動剥離が発生し、圧力損失が発生する。
【００４８】
本発明のストラット構造体は、ストラットハウジングの先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブ１４００を具備するが、ストラットハウジング１３００の先端１３０１へ所定の角度で流動する排ガスの一部は、ストラットグルーブ１４００のボルテックス（ｖｏｒｔｅｘ）の発生による乱流効果によって境界層の発達が遅延する。このように境界層の発達が遅延することにより、流動剥離の発生を低減させることができ、圧力損失が低減可能になる。
【００４９】
図６は、本発明の一実施形態に係るガスタービンのストラット構造体と、従来の一般的な形態のストラット構造体とが併せて示される図である。
【００５０】
図６（ａ）は、ストラットグルーブが形成されていない従来の一般的なストラット構造体であり、図６（ｂ）は、ストラットハウジング１３００の上下端にアウターフィレット（ｏｕｔｅｒ  ｆｉｌｌｅｔ）を形成したストラット構造体でストラットグルーブが形成されていない形態である。
【００５１】
図６（ｃ）と（ｄ）は、ストラットグルーブが形成された本発明のストラット構造体であり、特に、（ｄ）は、ストラットハウジング１３００の上下端にインナーフィレット（ｉｎｎｅｒ  ｆｉｌｌｅｔ）を挿入してストラットグルーブを形成したストラット構造体である。
【００５２】
それぞれのストラット構造体をモデリングしてシミュレーションした結果は、以下の表１の通りである。
【００５３】
【表１】
2020159356.tif 000003
前記表１を参照すれば、本発明の実施形態に係るストラットグルーブが形成されたストラット構造体の圧力損失率はそれぞれ３．２５％、３．０７％で、ストラットグルーブが形成されていないストラット構造体の圧力損失率３．５１％、３．４６％より低いことが分かる。特に、ストラットハウジング１３００の上下端にインナーフィレット（ｉｎｎｅｒ  ｆｉｌｌｅｔ）を挿入してストラットグルーブを形成したストラット構造体の場合、圧力損失率が最も低く、最も望ましい実施形態であることが分かる。
【００５４】
次に、図７〜図９を参照して、本発明の他の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体を説明する。
【００５５】
図７に示されるように、本発明の他の実施形態に係るガスタービンのストラット構造体は、ストラットハウジング２３００と、ストラットグルーブ２４００とを含む。
【００５６】
ストラットハウジング２３００に関する説明は、上述した一実施形態のストラットハウジング１３００と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００５７】
下部インナーフィレット２４１０と上部インナーフィレット２４２０はストラットハウジング２３００の内周面に挿入されるが、その一部は排気流路Ｆに露出するように挿入され、露出した部分がストラットグルーブ２４００を形成する。
【００５８】
ストラットグルーブ２４００は、ストラットハウジング２３００の先端２３０１と後端２３０２とを連結する形態で形成される。ストラットグルーブ２４００は、ストラットパターン２４０１、２４０２をさらに含む。すなわち、ストラットグルーブ２４００は、下部インナーフィレット２４１０と上部インナーフィレット２４２０に、追加的に、図８のようなグルーブパターン２４０１または図９のような突出パターン２４０２をさらに含む。グルーブパターン２４０１または突出パターン２４０２は、ストラットハウジング２３００の先端２３０１と後端２３０２とを連結する形態で形成される。
【００５９】
このような本発明の他の実施形態に係るストラット構造体は、ストラットハウジングの先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブ２４００を具備し、追加的に、グルーブパターン２４０１または突出パターン２４０２をさらに含むので、ストラットハウジング２３００の先端２３０１へ所定の角度で流動する排ガスの一部は、ストラットグルーブ２４００のボルテックス（ｖｏｒｔｅｘ）の発生による乱流効果に加えて、グルーブパターン２４０１または突出パターン２４０２による乱流効果が追加されることで、境界層の発達をさらに遅延させることができる。
【００６０】
次に、図１０を参照して、本発明の他の実施形態に係る排気ディフューザを説明する。図１０は、本発明の他の実施形態に係る排気ディフューザが示される図であり、上述した実施形態のストラット構造体を含む。
【００６１】
図１０に示されるように、本発明の他の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザ（３０００：３１００〜３５００）は、内部ケーシング３１００と、外部ケーシング３２００と、ストラットハウジング３３００と、ストラットグルーブ３４００と、排ガスガイド部材３５００とを含む。
【００６２】
本発明の他の実施形態に係るガスタービンの排気ディフューザ３０００における内部ケーシング３１００と、外部ケーシング３２００と、ストラットハウジング３３００と、ストラットグルーブ３４００とは、上述した実施形態の内部ケーシング１１００、外部ケーシング１２００、ストラットハウジング１３００、２３００と、ストラットグルーブ１４００、２４００と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００６３】
排ガスガイド部材３５００は、ストラットハウジング３３００に流動する排ガスの流動方向をガイドする部材である。排ガスガイド部材３５００は、排ガスの流動方向を楕円形のストラットハウジング３３００の長軸と並ぶ方向に流動するようにガイドする。ここで、「並ぶ方向」とは、ストラットハウジング２３００の長軸と約２０〜３０度の角度を有しながらストラットハウジング３３００の先端３３０１に衝突する排ガスの流動流れ角度をさらに狭めてより小さい角度で流動するようにガイドすることを意味する。
【００６４】
このような排ガスガイド部材３５００は、内部ケーシング３１００の外周面（上面）および外部ケーシング３２００の内周面（下面）の少なくともいずれかに形成される。排ガスガイド部材３５００は、所定の高さを有する板状部材で、内部ケーシング３１００の外周面と外部ケーシング３２００の内周面に円周方向に所定間隔で複数個配置されてもよい。
【００６５】
このような本発明の他の実施形態に係る排気ディフューザは、排ガスの流動方向を楕円形のストラットハウジング３３００の長軸と並ぶ方向に流動するようにガイドすることで、排ガスがストラットハウジング３３００の表面に沿って流れるようにして、境界層の発達を遅延させることができる。したがって、流動剥離の発生を遅延させ、圧力損失を低減させることができる。
【００６６】
また、ストラットハウジング３３００の先端と後端とを連結する形態で形成されたストラットグルーブ３４００を具備し、ストラットハウジング３３００の先端３３０１へ所定の角度で流動する排ガスの一部は、ストラットグルーブ３４００のボルテックス（ｖｏｒｔｅｘ）の発生による乱流効果によって境界層の発達が遅延する。このように境界層の発達が遅延することにより、流動剥離の発生を低減させることができ、圧力損失が低減可能になる。
【００６７】
本実施例および本明細書に添付した図面は、本発明に含まれる技術的思想の一部を明確に示しているに過ぎず、本発明の明細書および図面に含まれた技術的思想の範囲内で当業者が容易に類推できる多様な変形例と具体的な実施例は、すべて本発明の権利範囲に含まれることが自明であろう。
【符号の説明】
【００６８】
１：ガスタービン
１０：圧縮機
２０：燃焼器
３０：タービン
１００：タービンブレード
２００：タービンベーン
３００：タービンロータディスク
４００：センタータイロッド
１０００、３０００：排気ディフューザ
１１００、３１００：内部ケーシング
１２００、３２００：外部ケーシング
１３００、２３００、３３００：ストラットハウジング
１４００、２４００、３４００：ストラットグルーブ
３５００：排ガスガイド部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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