CH701825A2 - Umlenkstrebe mit Überströmschlitzen in einem Diffusor einer Turbinenmaschine. - Google Patents

Abstract

Eine Umlenkstrebe (50´´) zur Verwendung in einem Diffusor einer Turbinenmaschine weist eine Vorderkante (72) mit einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Fläche (74, 76) auf, die von dieser ausgehen und die an einer Hinterkante (78) enden. Schlitze (80) erstrecken sich durch die Umlenkstrebe (50´´) hindurch und nehmen von der ersten Fläche (74) zu der zweiten Fläche (76) an Volumen ab. Während eines Schwachlastbetriebs der Turbinenmaschine trifft eine Abgasströmung auf die Vorderkante (72) unter einem abweichenden Drallwinkel auf. Dies hat zur Folge, dass die Abgasströmung an der ersten Fläche (74) unter einem höherem Druck steht als an der zweiten Fläche (76), was die Abgasströmung veranlasst, durch die Schlitze (80) eingeleitet zu werden. Die Reduktion des Volumens in dem Schlitz (80) bewirkt, dass die Abgasströmung beim Durchgang durch die Schlitze (80) beschleunigt wird. Diese Abgasströmung aus den Schlitzen (80) wird mit einer Abgasströmung an der zweiten Fläche (76) vereinigt. Auf diese Weise wird der Impuls der Abgasströmung an der zweiten Fläche (76) erhöht, um die zweite laminare Grenzschicht (92) an der zweiten Fläche aufrechtzuerhalten.

Description

Hintergrund zu der Erfindung

[0001] Der hierin beschriebene Gegenstand betrifft Turbinenmaschinen und insbesondere Umlenkstreben in einem Diffusor einer Turbinenmaschine.

[0002] Eine Gasturbinenmaschine enthält einen Verdichter, der mehrere Verdichterlaufschaufeln aufweist, die auf einer Welle angeordnet sind, wobei die Verdichterschaufeln und die Welle eingerichtet sind, um ein abnehmendes Volumen zu definieren. Ein in die Gasturbine eingesaugter Luftstrom wird beim Durchgang durch den Verdichter komprimiert. Stromabwärts von dem Verdichter sind mehrere Brennkammern angeordnet, in denen Luft und Brennstoff miteinander vermischt werden und der Brennstoff gezündet wird, wie dies bekannt ist. Stromabwärts von den Brennkammern ist eine mehrstufige Turbine angeordnet. Erste Stufen der mehrstufigen Turbine sind durch mehrere Turbinenschaufeln definiert, die auf der Welle des Verdichters angeordnet sind. Die letzten Stufen der mehrstufigen Turbine sind durch mehrere Turbinenschaufeln definiert, die auf einer Abtriebswelle angeordnet sind, die unabhängig von der Welle des Verdichters rotiert. Der erwärmte komprimierte Luftstrom aus den Brennkammern dreht die mehrstufige Turbine. Die Drehung der ersten Stufen der mehrstufigen Turbine dreht die Welle des Verdichters. Die Drehung der letzten Stufen der mehrstufigen Turbine dreht die Abtriebswelle, die wiederum einen Generator antreibt. Ein Diffusor ist hinter den letzten Stufen der mehrstufigen Turbine angeordnet und dazu eingerichtet, die Abgasströmung zu verlangsamen und dynamische Energie in einen statischen Druckanstieg zu wandeln. Der Diffusor enthält mehrere Umlenkstreben, die aus einer von einer aerodynamischen Verkleidung ummantelten Stützstrebe bestehen. Die Umlenkstreben lenken eine Strömung von der mehrstufigen Turbine in Richtung auf die Axialrichtung um, wenn die Gasturbinenmaschine innerhalb eines ausgelegten Leistungsbereiches. betrieben wird. Die Umlenkstreben sind.in Umfangsrichtung verteilt innerhalb des Ringraums des Diffusors angeordnet.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0003] Gemäss einem Aspekt der Erfindung weist eine Umlenkstrebe zur Verwendung in einem Diffusor einer Turbinenmaschine eine gekrümmte Vorderkante, eine erste spitz zulaufende Fläche, die an ihrem einen Ende von der gekrümmten Vorderkante ausgeht, eine zweite spitz zulaufende Fläche, die an ihrem einen Ende von der gekrümmten Vorderkante ausgeht, und eine Hinterkante auf, die an den anderen Enden der ersten und der zweiten spitz zulaufenden Fläche definiert ist. Die zweite spitz zulaufende Fläche ist der ersten spitz zulaufenden Fläche gegenüberliegend angeordnet. Wenigstens ein Schlitz erstreckt sich durch die Umlenkstrebe von der ersten spitz zulaufenden Fläche zu der zweiten spitz zulaufenden Fläche. Der wenigstens einen Schlitz nimmt von der ersten spitz zulaufenden Fläche zu der zweiten spitz zulaufenden Fläche an Volumen ab. Der wenigstens einen Schlitz ist in der Nähe der gekrümmten Vorderkante angeordnet.

[0004] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Verfahren zum Umlenken einer Strömung in einem Diffusor einer Turbinenmaschine ein Auftreffenlassen der Strömung auf eine Vorderkante der Umlenkstrebe unter einem Drallwinkel, der von einem Drallwinkel im Auslegungspunkt abweicht. Das Verfahren enthält ferner ein Definieren einer ersten laminaren Grenzschicht an einer ersten spitz zulaufenden Fläche der Umlenkstrebe von der Strömung an dieser und Definieren einer zweiten laminaren Grenzschicht an einer zweiten Fläche der Umlenkstrebe von der Strömung an dieser. Die erste spitz zulaufende Fläche erstreckt sich an ihrem einen Ende von der Vorderkante aus. Die zweite spitz zulaufende Fläche erstreckt sich an ihrem einen Ende von der Vorderkante aus. Die zweite Fläche ist der ersten Fläche gegenüberliegend angeordnet. Der abweichende Drallwinkel ergibt eine Druckdifferenz zwischen den Strömungen an der ersten und der zweiten Fläche. Die Strömung an der ersten Fläche steht unter einem höheren Druck als die Strömung an der zweiten Fläche. Das Verfahren enthält ein Einleiten der Strömung durch wenigstens einen Schlitz, der sich durch die Umlenkstrebe hindurch von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche erstreckt. Die durch den wenigstens einen Schlitz führende Strömung verläuft von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche und ist die Folge des Differenzdrucks zwischen den Strömungen an der ersten und der zweiten Fläche. Das Verfahren enthält ferner ein Beschleunigen der Strömung durch den wenigstens einen Schlitz anhand einer Volumenreduktion des wenigstens einen Schlitzes von der ersten Fläche zu der zweiten Fläche. Das Verfahren enthält noch weiter ein Vereinigen der Strömung aus dem wenigstens einen Schlitz mit der Strömung an der zweiten Fläche. Ein Impuls der Strömung an der zweiten Fläche wird vergrössert, um die zweite laminare Grenzschicht an der zweiten Oberfläche aufrechtzuerhalten.

[0005] Gemäss einem noch weiteren Aspekt der Erfindung weist eine Umlenkstrebe zur Verwendung in einem Diffusor einer Turbinenmaschine im Wesentlichen eine längliche tränentropfenförmige Gestalt auf, die durch eine Vorderkante definiert ist, die eine erste und eine zweite von dieser ausgehende Oberfläche aufweist, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegend angeordnet ist und wobei die erste und die zweite Oberfläche an einer Hinterkante enden. Wenigstens ein Schlitz erstreckt sich durch die Umlenkstrebe hindurch von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche. Das Volumen des wenigstens einen Schlitzes nimmt von der ersten Oberfläche zu der zweiten Oberfläche an Volumen ab. Der wenigstens eine Schlitz in der Nähe der Vorderkante angeordnet.

[0006] Diese und weitere Vorteile und Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offensichtlicher.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0007] Der Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist in den Ansprüchen am Schluss der Beschreibung besonders angegeben und deutlich beansprucht. Das Vorstehende und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erschliessen sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen: <tb>Fig. 1<sep>eine schematisierte Querschnittsansicht einer typischen Gasturbinenmaschine mit einem Diffusor; <tb>Fig. 2<sep>eine schematisierte Querschnittsansicht einer Umlenkstrebe nach dem Stand der Technik, die bei einem Drallwinkel im Auslegungspunkt arbeitet; <tb>Fig. 3<sep>eine schematisierte Querschnittsansicht der Umlenkstrebe nach Fig. 2, die unter einem Winkel arbeitet, der von dem auslegungspunktgemässen Drallwinkel abweichend gewählt ist; <tb>Fig. 4<sep>eine schematisierte Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Umlenkstrebe gemäss der Erfindung, die bei einem auslegungspunktgemässen-Drallwinkel arbeitet; <tb>Fig. 5<sep>eine ausschnittsweise Seitenansicht der Umlenkstrebe nach Fig. 4; <tb>Fig. 6<sep>eine weitere ausschnittsweise Seitenansicht der Umlenkstrebe nach Fig. 4; und <tb>Fig. 7<sep>eine schematisierte Querschnittsansicht der Umlenkstrebe nach Fig. 4, die unter einem Drallwinkel arbeitet, der von dem auslegungspunktgemässen Drallwinkel abweicht.

[0008] Die detaillierte Beschreibung erläutert Ausführungsformen der Erfindung gemeinsam mit Vorteilen und Merkmalen anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0009] Bezug nehmend auf Fig. 1ist eine Hochleistungs-Gasturbinenmaschine allgemein bei 10 veranschaulicht. Die Gasturbinenmaschine 10 weist eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt auf, die durch ein äusseres Turbinengehäuse 12 definiert ist. An einem Ende der Gasturbinenmaschine 10 ist ein Einlass 14 definiert. Der Einlass 14 führt zu einem Verdichter 16, der durch mehrere Verdichterlaufschaufeln 18 definiert ist, die im Innern des Gehäuses 12 angeordnet sind. Die Verdichterschaufeln 18 sind auf einer Welle 20 angeordnet, die sich entlang einer Mittellinie 22 des Gehäuses 12 erstreckt, wobei die Verdichterschaufeln 18 und die Welle 20 konfiguriert sind, um ein abnehmendes Volumen zu definieren. Ein Luftstrom, der in die Gasturbinenmaschine 10 an dem Einlass 14 eingesaugt wird, wird komprimiert, während er den Verdichter 15 durchströmt. Mehrere Brennkammern 24 sind stromabwärts von dem Verdichter 16 angeordnet und axial rings um die Welle 20 positioniert. Die Brennkammern 24 weisen eine Vormischkämmer und eine Verbrennungskammer auf (die beide nicht veranschaulicht sind). Der Luftstrom von dem Verdichter 16 wird durch Eintrittsöffnungen 26 in die Vormischkämmer eingesaugt. Ferner wird Brennstoff von einem Brennstoffeinlass 28 in die Vormischkämmer geliefert. Diese Luft und dieser Brennstoff werden in der Vormischkämmer miteinander vermischt, um ein Brennstoff- und Luft-Gemisch zu bilden, das in die Brennkammer strömt, worin dieses gezündet wird, wie dies bekannt ist. Im Inneren des Gehäuses 12, stromabwärts der Brennkammern 24 ist eine mehrstufige Turbine 30 angeordnet. Erste Stufen 32 der mehrstufigen Turbine 30 sind durch mehrere Turbinenschaufeln 34 definiert, die auf der Welle 20 angeordnet sind. Letzte Stufen 36 der mehrstufigen Turbine 30 sind durch mehrere Turbinenschaufeln 38 definiert, die auf einer Abtriebswelle 40 angeordnet sind. Die Abtriebswelle 40 erstreckt sich ebenfalls entlang der Mittellinie 22 des Gehäuses 12, wobei sie mit der Welle 20 axial ausgerichtet ist, jedoch unabhängig von dieser rotiert. Die erwärmte komprimierte Luftströmung aus den Brennkammern 24 dreht die mehrstufige Turbine 30. Die Drehung der ersten Stufen 32 der mehrstufigen Turbine 30 dreht die Welle 20, die wiederum den Verdichter 16 antreibt. Die Drehung der letzten Stufen 36 der mehrstufigen Turbine 30 dreht die Abtriebswelle 40, die wiederum einen (nicht veranschaulichten) Generator antreibt. Hinter den letzten Stufen 36 der mehrstufigen Turbine 30 ist ein Diffusor 42 angeordnet, der eingerichtet ist, um die Abgasströmung zu verlangsamen und dynamische Energie in einen statischen Druckanstieg umzuwandeln. Der Diffusor 42 enthält mehrere Umlenkstreben 50, die eine Stützstrebe umfassen, die von einer aerodynamischen Verkleidung ummantelt ist. Die Umlenkstreben 50 lenken eine Strömung 44 von der mehrstufigen Turbine 30 in Richtung auf die Axialrichtung um, was eine Strömung 46 ergibt, wenn die Gasturbinenmaschine 10 innerhalb eines ausgelegten Leistungsbereiches betrieben wird. Die Umlenkstreben 50 sind in Umfangsrichtung verteilt innerhalb des Ringraums des Diffusors 42 angeordnet.

[0010] Bezug nehmend auf Fig. 2sind die mit 50 ́ bezeichneten herkömmlichen Umlenkstreben nach dem Stand der Technik in einer schematisierten Querschnittsansicht veranschaulicht, wie sie die Gestalt eines im Wesentlichen länglichen Tränentropfens aufweisen. Die Umlenkstrebe 50 ́ weist eine gekrümmte vordere Oberfläche 52 auf, die zu spitz zulaufenden Oberflächen 54 und 56 führt, die an einer Hinterkante 58 zusammentreffen. Die Umlenkstreben 50 ́ sind ausgelegt, um eine Abgasströmung 60 bei begrenztem Wirkungsgradverlust umzulenken, wenn die Gasturbine 10 innerhalb ihres ausgelegten Leistungsbereiches betrieben wird. Insbesondere trifft die Strömung 60 auf die gekrümmte vordere Fläche 52 der Umlenkstrebe 50 ́ unter einem Einlassdrallwinkel im Auslegungspunkt auf, so dass die Strömung 60 rings um die Umlenkstrebe 50 ́ einheitlich konstant ist. Auf diese Weise werden laminare Grenzschichten 62 und 64 an den Flächen der Umlenkstrebe 50 ́ definiert. Dies wird in verlässlicher Weise erreicht, wenn die Gasturbinenmaschine 10 innerhalb ihres ausgelegten Leistungsbereiches betrieben wird.

[0011] Jedoch ist es zuweilen wünschenswert, die Gasturbinenmaschine 10 unterhalb ihres ausgelegten Leistungsbereiches zu betreiben. Dies würde einen Betrieb während einer Schwachlast-Energieanforderung oder unter anderen Bedingungen geringer Energieanforderung enthalten. Wenn die Gasturbinenmaschine auf diese Weise betrieben wird, was häufig als ein «zurückgefahrener» Betrieb oder «Teillast» - «Betrieb» oder «TeilIast»-Betrieb bezeichnet wird, ist die Abgasströmung um die Umlenkstreben 50 ́ herum weniger als optimal.

[0012] Bezug nehmend auf Fig. 3ist die Umlenkstrebe 50 ́ während eines Teillastbetriebs veranschaulicht, bei dem die Strömung 60 auf die gekrümmte Vorderfläche 52 der Umlenkstrebe 50 ́ unter einem Drallwinkel auftrifft, der deutlich von dem Auslegungspunkt gemässen Einlassdrallwinkel (Fig. 2) abweicht. Die Strömung 60 unter diesem abweichenden Drallwinkel prallt auf die gekrümmte Vorderfläche 52 an der Umlenkstrebe 50 ́ auf. Die Strömung 60 setzt sich entlang der Oberfläche 54 fort und definiert dabei die laminare Grenzschicht 62. Die Strömung 60 setzt sich entlang der Oberfläche 56 fort und definier dabei die laminare Grenzschicht 64, die sich stromabwärts an einem Ablösepunkt 66 ablöst. Wenn der Impuls der Strömung in der laminaren Grenzschicht 64 bis zu dem Punkt. reduziert ist, an dem dieser Null ist, löst sich die laminare Grenzschicht 64 anschliessend von der Oberfläche 56 ab. Wenn sich die laminare Grenzschicht 64 von der Oberfläche 56 ablöst, verursacht dies dann eine Umkehrströmung über der Oberfläche 56. Wenn sich die laminare Grenzschicht 64 ablöst, erzeugt sie eine Wirbelströmung 68, die eine Erhöhung des Druckwiderstandes hervorruft, die in nachteiliger Weise den Wirkungsgrad des Systems beeinflusst. Innerhalb der Wirbelströmung 68 werden mehrere Wirbel 70 erzeugt. Wenn die Wirbel 70 beginnen, sich von der Oberfläche 56 zu lösen, tun sie dies mit einer bestimmten Frequenz. Die Ablösung der Wirbel 70 kann in der Strebe 50 ́ Schwingungen verursachen, die weiter zu Ineffizienzen des Systems, wie beispielsweise erhöhtem Lärm und Gegendruck, beitragen.

[0013] Bezug nehmend auf die Fig. 4, 5 und 6 sind in einer Ausführungsform mit 50 ́ ́ bezeichnete Umlenkstreben in einer schematisierten Querschnittsansicht (Fig. 4) veranschaulicht, wie sie eine im Wesentlichen längliche tränentropfenförmige Gestalt aufweisen. Die Umlenkstrebe 50 ́ ́ weist eine gekrümmte Vorderkante 72 auf, die zu spitz zulaufenden Oberflächen 74 und 76 führt, die an einer Hinterkante 78 zusammentreffen. Mehrere Schlitze 80 erstrecken sich durch die Umlenkstrebe 50 ́ ́ hindurch von einem Einlass 82 an der Fläche 74 (Fig. 5) zu einem Auslass 84 an der Fläche 76 (Fig. 6). Die Schlitze 80 sind in der Nähe der Vorderkante 72 der Umlenkstrebe 50 ́ ́ angeordnet. Die Schlitze 80 sind zueinander ausgerichtet und im Wesentlichen rechteckig mit gerundeten Enden gestaltet. Der Bereich des Einlasses 82 ist grösser als derjenige des Auslasses 84. Demgemäss vermindert sich das Volumen der Schlitze 80 von dem Einlass 82 zu dem Auslass 84. Eine schematisierte Querschnittsansicht der Schlitze 80 (Fig. 4) zeigt eine allgemein zusammengesetzte Krümmungskurve, die im Wesentlichen gewunden bzw. serpentinenförmig gestaltet ist. Die Umlenkstreben 50 ́ ́ sind dazu ausgelegt, eine, Abgasströmung 86 mit begrenztem Wirkungsgradverlust umzulenken, wenn eine Gasturbinenmaschine 10 innerhalb ihres auslegungsgemässen Leistungsbereiches betrieben wird. Insbesondere trifft die Strömung 86 auf die gekrümmte Vorderfläche 72 der Umlenkstrebe 50 ́ ́ unter einem auslegungspunktgemässen Einlassdrallwinkel auf, so dass die Strömung 86 um die Umlenkstrebe 50 ́ ́ herum einheitlich, konstant ist. Laminare Grenzschichten 88 und 90 werden an den Oberflächen 74 bzw. 76 der Umlenkstrebe 50 ́ ́ gebildet. Bei dem auslegungspunktgemässen Drallwinkel ist die Druckdifferenz der Strömung von der Oberfläche 74 zu der Oberfläche 76 vernachlässigbar, wobei jede Strömung durch die Schlitze 80 «deminimis» (eine Kleinigkeit) ist.

[0014] Indem nun auf Figur 7Bezug genommen wird, ist die Umlenkstrebe 50 ́ ́ während eines Schwachlastbetriebs veranschaulicht, bei dem die Strömung 86 auf die gekrümmte Vorderkante 72 der Umlenkstrebe 50 ́ ́ unter einem Drallwinkel auftrifft, der deutlich von dem auslegungspunktgemässen Drallwinkel (Fig. 4) abweicht. Die Strömung 86 setzt sich entlang der Oberfläche 74 fort und definiert die laminare Grenzschicht 88. Die Strömung 86 setzt sich entlang der Oberfläche 76 fort und definiert eine laminare Grenzschicht 92. Der abweichende Drallwinkel ergibt eine Druckdifferenz zwischen den Strömungen an den Oberflächen 74 und 76. An der Oberfläche 74 wird eine Hochdruckströmung geschaffen, während an der Oberfläche 76 ein Niederdruck geschaffen wird. Dieser Differenzdruck zwischen den Flächen 74 und 76 erzeugt eine Saugwirkung an den Schlitzen 80, die eine durch die Schlitze führende Strömung zur Folge hat. Das sich vermindernde Volumen der Schlitze 80 verursacht auf Grund des Bernoulli-Prinzips eine Geschwindigkeitssteigerung der hindurchfliessenden Strömung. Das Bernoulli-Prinzip sagt aus, dass nach der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und dem Druck eines Fluids, wenn die Fluidgeschwindigkeit steigt, der Druck gleichermassen fällt. Deshalb wird die in die Schlitze 80 an dem Einlass 82 eintretende Strömung beim Durchgang durch die Schlitze 80 zu dem Auslass 84 beschleunigt. Die aus den Schlitzen 80 austretende Strömung ist schneller als die Strömung an dem stromaufwärtigen Ende der Fläche 76. Diese Strömungen vereinigen sich an dem Auslass 84, wodurch die Strömung an der Fläche 76 stromabwärts von dem Auslass 84 beschleunigt wird. Anders als bei dem vorstehend erläuterten Stand der Technik löst sich diese beschleunigte Strömung an der Oberfläche 76 nicht ab. Der Impuls dieser Strömung wird nicht zu Null reduziert; es wird eine Einheitlichkeit bzw. Konstanz der Strömung zwischen den Flächen 74 und 76 aufrechterhalten. Wie vorstehend beschrieben, sind die Schlitze 80 gewunden bzw. serpentinförmig gestaltet, um das Hineinströmen in den Einlass 82 und das Herausströmen aus dem Auslass 84 zu unterstützen. Insbesondere führt die Strömungsrichtung an der Fläche 74 zu dem Einlass 82, und der Auslass 84 folgt der Strömungsrichtung an der Fläche 76. Demgemäss ist der Druckwiderstand reduziert, was die Effizienz des Diffusors 42 steigert, sowie Teilebeanspruchung reduziert.

[0015] Während die Erfindung in Einzelheiten in Verbindung mit lediglich einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte es ohne weiteres verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf derartige offenbarte Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von Variationen, Veränderungen, Ersetzungen oder äquivalenten Anordnungen aufzunehmen, die hier vorstehend nicht beschrieben sind, die jedoch dem Rahmen und Schutzumfang der Erfindung entsprechen. Ausserdem ist es zu verstehen, dass, während verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, Aspekte der Erfindung lediglich einige von den beschriebenen Ausführungsformen enthalten können. Demgemäss ist die Erfindung nicht als durch die vorstehende Beschreibung beschränkt anzusehen, sondern ist nur durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche beschränkt.

[0016] Eine Umlenkstrebe 50 ́ ́ zur Verwendung in einem Diffusor 42 einer Turbinenmaschine 10 weist eine Vorderkante 72 mit einer ersten und zweiten gegenüberliegenden Fläche 74, 76 auf, die von dieser ausgehen und die an einer Hinterkante 78 enden. Schlitze 80 erstrecken sich durch die Umlenkstrebe 50 ́ ́ hindurch und nehmen von der ersten Fläche 74 zu der zweiten Fläche 76 an Volumen ab. Während eines Schwachlastbetriebs der Turbinenmaschine 10 trifft eine Abgasströmung auf die Vorderkante 72 unter einem abweichenden Drallwinkel auf. Dies hat zur Folge, dass die Abgasströmung an der ersten Fläche 74 unter einem höherem Druck steht als an der zweiten Fläche 76, was die Abgasströmung veranlasst, durch die Schlitze 80 eingeleitet zu werden. Die Reduktion des Volumens in dem Schlitz 80 bewirkt, dass die Abgasströmung beim Durchgang durch die Schlitze 80 beschleunigt wird. Diese Abgasströmung aus den Schlitzen 80 wird mit einer Abgasströmung an der zweiten Fläche 76 vereinigt. Auf diese Weise wird der Impuls der Abgasströmung an der zweiten Fläche 76 erhöht, um die zweite laminare Grenzschicht 92 an der zweiten Fläche aufrechtzuerhalten.

Bezugszeichenliste

[0017] <tb>10<sep>Gasturbinenmaschine <tb>12<sep>äusseres Turbinengehäuse <tb>14<sep>Einlass <tb>16<sep>Verdichter <tb>18<sep>Verdichterschaufeln <tb>20<sep>Welle <tb>22<sep>Mittellinie <tb>24<sep>Brennkammern <tb>26<sep>Eintrittsöffnungen <tb>28<sep>Brennstoffeinlass <tb>30<sep>mehrstufige Turbine <tb>32<sep>erste Stufen <tb>34<sep>Turbinenschaufeln <tb>36<sep>letzte Stufen <tb>38<sep>Turbinenschaufeln <tb>40<sep>Ausgangswelle <tb>42<sep>Diffusor <tb>44<sep>Strömung <tb>46<sep>Strömung <tb>50<sep>Umlenkstreben <tb>50 ́<sep>Umlenkstrebe <tb>50 ́ ́<sep>Umlenkstrebe <tb>52<sep>gekrümmte Vorderfläche <tb>54<sep>spitz zulaufende Fläche <tb>56<sep>spitz zulaufende Fläche <tb>58<sep>Hinterkante <tb>60<sep>Strömung <tb>62<sep>laminare Grenzschicht <tb>64<sep>laminare Grenzschicht <tb>66<sep>Ablösepunkt <tb>68<sep>Wirbelströmung <tb>70<sep>Wirbel <tb>72<sep>gekrümmte Vorderkante <tb>74<sep>spitz zulaufende Fläche <tb>76<sep>Spitz zulaufende Fläche <tb>78<sep>Hinderkante <tb>80<sep>Schlitz <tb>82<sep>Einlass <tb>84<sep>Auslass <tb>86<sep>Strömung <tb>88<sep>Laminare Grenzschicht <tb>90<sep>Laminare Grenzschicht <tb>92<sep>Laminare Grenzschicht

Claims (6)

1. Umlenkstrebe (50 ́ ́) zur Verwendung in einem Diffusor (42) einer Turbinenmaschine (10), wobei die Umlenkstrebe (50 ́ ́) aufweist: eine gekrümmte Vorderkante (72); eine erste spitz zulaufende Fläche (74), die an ihrem einen Ende von der gekrümmten Vorderkante (72) ausgeht; eine zweite spitz zulaufende Fläche (76), die an ihrem einen Ende von der gekrümmten Vorderkante (72) ausgeht, wobei die zweite spitz zulaufende Fläche (76) der ersten spitz zulaufenden Fläche (74) gegenüberliegend angeordnet ist; eine Hinterkante (78), die an den anderen Enden der ersten und der zweiten spitz zulaufenden Fläche (74, 76) definiert ist; und wenigstens einen Schlitz (80), der sich durch die Umlenkstrebe (50 ́ ́) von der ersten spitz zulaufenden Fläche (74) zu der zweiten spitz zulaufenden Fläche (76) erstreckt, wobei der wenigstens eine Schlitz (80) von der ersten spitz zulaufenden. Fläche (74) zu der zweiten spitz zulaufenden Fläche (76) an Volumen abnimmt, wobei der wenigstens einen Schlitz (80) in der Nähe der gekrümmten Vorderkante (72) angeordnet ist.

2. Umlenkstrebe nach Anspruch 1, wobei der wenigstens einen Schlitz (80) mehrere Schlitze aufweist, die zueinander ausgerichtet sind.

3. Umlenkstrebe nach Anspruch 1, wobei der wenigstens einen Schlitz (80) einem Wesentlichen rechteckige Gestalt mit gerundeten Enden aufweist.

4. Umlenkstrebe nach Anspruch 1, wobei der wenigstens einen Schlitz (80) im Wesentlichen die Gestalt einer zusammengesetzten Krümmungskurve aufweist.

5. Umlenkstrebe nach Anspruch 4, wobei die Gestalt einer im Wesentlichen zusammengesetzten Krümmungskurve eine serpentinförmige Gestalt aufweist.

6. Umlenkstrebe nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Schlitz (80) in der Nähe der gekrümmten Vorderkante (72) angeordnet ist, um so während eines Schwachlastbetriebs der Turbinenmaschine (10) eine laminare Grenzschicht (92) an der zweiten spitz zulaufenden Fläche (76) aufrechtzuerhalten.