CH701954A2

CH701954A2 - Central body for an exhaust diffuser.

Info

Publication number: CH701954A2
Application number: CH01654/10A
Authority: CH
Inventors: Deepesh Dinesh Nanda
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2011-04-15
Also published as: US20110088379A1; CN102042048A; JP6017755B2; CH701954B1; JP2011085134A; CN102042048B; DE102010038020A1

Abstract

Ein Abgasdiffusor enthält einen zentralen Grundkörper (202), der aufweist: einen Einlass (211), der dazu eingerichtet ist, mit einer Gasturbine verbunden zu werden; eine äussere Wand (206); eine innere Wand (204); und ein stromabwärts des Einlasses gelegenes Ende (212). Die innere Wand bildet von einem Eintrittsort ausgehend zu dem Ende eine fortlaufende Krümmung. Der Diffusor enthält ferner einen zweiten Abschnitt (104), der mit dem Ende des zentralen Grundkörpers verbunden ist.An exhaust gas diffuser includes a central body (202) having: an inlet (211) adapted to be connected to a gas turbine; an outer wall (206); an inner wall (204); and an end (212) located downstream of the inlet. The inner wall forms a continuous curvature from an entry point to the end. The diffuser further includes a second portion (104) connected to the end of the central body.

Description

Beschreibung description

Hintergrund zu der Erfindung Background to the invention

[0001 ] Die hier beschriebene Erfindung betrifft Turbinen und speziell Diffusoren für den Einsatz in Gasturbinen und Dampfturbinen. The invention described herein relates to turbines and especially diffusers for use in gas turbines and steam turbines.

[0002] Typische Gasturbinen enthalten einen Diffusorkonus oder Diffusor, der an der Schaufel der letzten Stufe des Rotors angebracht ist. Der Diffusor dient im Wesentlichen dazu, den statischen Druck des Abgases durch eine Verringerung der kinetischen Energie des Abgases zu steigern. Allgemein kann dies durch eine Vergrösserung der Querschnittsfläche des Diffusors in Richtung des Abgasmassenstroms erreicht werden. Typical gas turbines include a diffuser cone or diffuser which is attached to the blade of the last stage of the rotor. The diffuser essentially serves to increase the static pressure of the exhaust gas by reducing the kinetic energy of the exhaust gas. In general, this can be achieved by increasing the cross-sectional area of the diffuser in the direction of the exhaust gas mass flow.

[0003] Selbstverständlich sind Diffusoren nicht uneingeschränkt effizient. Eine Quelle von Verlusten und Erzeugung von Turbulenz in Abgasdiffusoren basiert ergibt sich aus der Wechselwirkung der Strömung mit Streben und Inspektionsöffnungen. Die Streben sind strukturelle Elemente, die die Rotorlast von einem Zentrum auf ein Aussengehäuse (bzw. eine äussere Wand) übertragen, wobei das Aussengehäuse anschliessend die Last auf ein Fundament überträgt. Aerodynamisch bilden Streben Hindernisse zwischen der inneren und äusseren Wand des Diffusors. Die innere Wand umgibt gewöhnlich einen Abschnitt der Rotorwelle und andere in Frage kommende Elemente. Of course, diffusers are not fully efficient. A source of losses and generation of turbulence in exhaust diffusers results from the interaction of flow with struts and inspection ports. The struts are structural elements that transmit the rotor load from a center to an outer housing (or outer wall), the outer housing subsequently transferring the load to a foundation. Aerodynamically, struts form obstacles between the inner and outer walls of the diffuser. The inner wall usually surrounds a portion of the rotor shaft and other elements in question.

[0004] Der Verlust, der aufgrund der Wechselwirkung der Strömung mit Streben hervorgerufen wird, wird bei hohen Machzahlen an dem Turbinenauslass möglicherweise noch gesteigert, was durch Turbinenbetriebsbedingungen grossen Massendurchsatzes und durch Strömungsverteilungen gefördert werden kann, die einen grossen Teil der Strömung in der Nähe des Nabenströmungspfads konzentrieren. Streben sind gewöhnlich in der Nähe des Diffusoreinlasses angeordnet, wo sich konstruktionsmässig der Bereich des grössten Diffusionsgradienten befindet. Folglich kann ein in diesem Bereich auftretender Verlust sich entscheidend auf die Leistung und das akustische Verhalten des gesamten Diffusorsystems auswirken. The loss caused by the interaction of the flow with struts may be further increased at high Mach numbers at the turbine outlet, which may be promoted by turbine operating conditions of large mass flow rates and flow distributions that account for a large portion of the flow near the turbine Concentrate hub flow paths. Struts are usually located near the diffuser inlet where, by design, the region of greatest diffusion gradient is located. Consequently, any loss occurring in this area can have a significant impact on the performance and acoustic performance of the entire diffuser system.

Kurzbeschreibung der Erfindung Brief description of the invention

[0005] Gemäss einem Aspekt der Erfindung ist ein zentraler Grundkörper für einen Abgasdiffusor offenbart. Der zentrale Grundkörper weist eine äussere Wand und eine von der äusseren Wand beabstandete innere Wand auf, wobei die innere Wand eine fortlaufende Krümmung zwischen einem Eintrittsort und einem Ende des zentralen Grundkörpers bildet. According to one aspect of the invention, a central body for an exhaust diffuser is disclosed. The central body has an outer wall and an inner wall spaced from the outer wall, the inner wall forming a continuous curvature between an entry location and an end of the central body.

[0006] Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Abgasdiffusor offenbart. Der Diffusor weist einen zentralen Grundkörper mit einem Einlass auf, der dazu eingerichtet ist, mit einer Gasturbine verbunden zu werden, wobei der zentrale Grundkörper eine äussere Wand, eine innere Wand und ein stromabwärts des Einlasses gelegenes Ende aufweist, wobei die innere Wand eine fortlaufende Krümmung von einem Eintrittsort zu dem Ende bildet. Der zentrale Grundkörper weist einen zweiten Abschnitt auf, der mit dem Ende des zentralen Grundkörpers verbunden ist. According to a further aspect of the invention, an exhaust gas diffuser is disclosed. The diffuser has a central body having an inlet adapted to be connected to a gas turbine, the central body having an outer wall, an inner wall and an end located downstream of the inlet, the inner wall having a continuous curvature from an entry point to the end. The central body has a second portion which is connected to the end of the central body.

[0007] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Gasturbine, die ein Turbinengehäuse aufweist, das einen Abschnitt der Gasturbine umgibt. Die Turbine enthält ferner einen Abgasdiffusor, der mit dem Turbinengehäuse verbunden ist, das einen zentralen Grundkörper mit einem Einlass aufweist, der dazu eingerichtet ist, mit einer Gasturbine verbunden zu werden, wobei der zentrale Grundkörper eine äussere Wand, eine innere Wand und ein stromabwärts des Einlasses gelegenes Ende aufweist, wobei die innere Wand von einem Eintrittsort zu dem Ende eine fortlaufende Krümmung bildet. Another aspect of the present invention relates to a gas turbine having a turbine housing surrounding a portion of the gas turbine. The turbine further includes an exhaust gas diffuser connected to the turbine housing having a central body with an inlet adapted to be connected to a gas turbine, the central body defining an outer wall, an inner wall, and a downstream one Inlet end, wherein the inner wall forms a continuous curvature from an entry point to the end.

[0008] Diese und andere Vorteile und Merkmale werden anhand der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlicher. These and other advantages and features will become more apparent from the following description taken in conjunction with the drawings.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

[0009] Der als die Erfindung erachtete behandelte Gegenstand, wird in den der Beschreibung beigefügten Patentansprüchen speziell aufgezeigt und gesondert beansprucht. Die vorausgehend erwähnten und sonstige Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren verständlich: The treated subject matter considered as the invention is specifically pointed out and claimed separately in the claims appended hereto. The foregoing and other features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

[0010] Fig. 1 zeigt eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Diffusors nach dem Stand der Technik; Fig. 1 shows a cutaway side view of a diffuser according to the prior art;

[0011 ] Fig. 2 zeigt eine aufgeschnittene Seitenansicht eines Diffusors gemäss einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 shows a cutaway side view of a diffuser according to an embodiment;

[0012] Fig. 3 zeigt die kinetische Turbulenzenergie, die in den in Fig. 1 dargestellten Diffusoren vorliegen kann; Fig. 3 shows the kinetic turbulence energy which may be present in the diffusers illustrated in Fig. 1;

[0013] Fig. 4 zeigt die kinetische Turbulenzenergie, die in den in Fig. 2 gezeigten Diffusoren vorhanden sein kann; Fig. 4 shows the kinetic turbulence energy which may be present in the diffusers shown in Fig. 2;

[0014] Fig. 5 zeigt einen Graph, der die Turbulenzintensitätsänderung über die Spanne des Radius an dem Grundkörperende veranschaulicht; Fig. 5 is a graph illustrating turbulence intensity variation over the span of the radius at the base end;

[0015] Fig. 6 zeigt eine aufgeschnittene Seitenansicht eines weiteren Diffusors gemäss einem Ausführungsbeispiel; [0016] Fig. 7 zeigt eine aufgeschnittene Seitenansicht noch eines Diffusors gemäss einem Ausführungsbeispiel; Fig. 6 shows a cutaway side view of another diffuser according to an embodiment; Fig. 7 shows a cutaway side view of a diffuser according to an embodiment;

[0017] Fig. 8 veranschaulicht die kinetische Turbulenzenergie in einem Diffusor, wie er in Fig. 2 gezeigt ist; und Fig. 8 illustrates the kinetic turbulence energy in a diffuser as shown in Fig. 2; and

2 [0018] Fig. 9 veranschaulicht die kinetische Turbulenzenergie in einem Diffusor, wie er in Fig. 7 gezeigt ist. FIG. 9 illustrates the kinetic turbulence energy in a diffuser as shown in FIG. 7. FIG.

[0019] Die detaillierte Beschreibung erläutert mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung zusammen mit Vorteilen und Merkmalen. The detailed description with reference to the drawings illustrates embodiments of the invention together with advantages and features.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention

[0020] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Strömungspfadbereich in dem Strebenkanal durch eine Gestaltung des Innenzylinders (bzw. der inneren Wand) des Diffusors gesteuert. Diese Gestaltung des Strömungspfades wird erzielt, indem die maximale Öffnung bei dem Abschnitt minimalen Querschnitts in dem Diffusor vorliegt, der sich bei der maximalen Strebendicke befindet, wobei eine gezielte Änderung stromaufwärts und stromabwärts der Strebe eine Gestalt des Strömungspfad der inneren Wand erzeugt, und häufig durch Strömungsabriss von Wänden begrenzt ist. Das Grundkörperende ist die Funktion des Radius des zentralen Grundkörpers und des Winkels der Diffusorinnenwand. In ähnlicher Weise wird das Gehäuse gestaltet, indem der Radius des Endes der äusseren Wand festgehalten wird und eine Funktion der radialen Verwirbelung ist. Insbesondere und im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der die innere Wand einen oder mehrere «ebene «Abschnitte aufweist, kann die innere Wand, in einem Ausführungsbeispiel so gestaltet sein, dass die innere Wand von dem Einlass zu einem Ende eines zentralen Grundkörperabschnitts des Diffusors gekrümmt ist. Flieraus ergibt sich eine geringere Behinderung durch die Strebe und somit eine Verringerung des Verlusts durch die Strebe. In noch einem Ausführungsbeispiel kann die äussere Wand stromaufwärts der Streben gestaltet sein, mit der Folge, dass die Machzahl quer über die Streben verringert wird, ohne die Aussenwanddurchmesser zu erweitern, die möglicherweise aufgrund von Versandbeschränkungen einer Turbine begrenzt sind. In one embodiment of the present invention, a flow path area in the strut channel is controlled by a configuration of the inner cylinder (or inner wall) of the diffuser. This flowpath design is achieved by having the maximum opening at the minimum cross-section portion in the diffuser that is at the maximum strut thickness, with a targeted change creating a shape of the inner wall flowpath upstream and downstream of the strut, and often through Stall is limited by walls. The base end is the function of the radius of the central body and the angle of the diffuser inner wall. Similarly, the housing is shaped by retaining the radius of the end of the outer wall and being a function of radial swirling. In particular, and in contrast to the prior art, where the inner wall has one or more "flat" sections, in one embodiment, the inner wall may be configured such that the inner wall from the inlet to one end of a central body portion of the diffuser is curved. Flieraus results in less obstruction by the strut and thus a reduction in loss by the strut. In yet another embodiment, the outer wall may be configured upstream of the struts, with the result that the Mach number across the struts is reduced without expanding the outer wall diameters, which may be limited due to shipping limitations of a turbine.

[0021 ] Fig. 1 zeigt eine abgeschnittene Seitenansicht eines Diffusors aus dem Stand der Technik 100. Der Diffusor 100 enthält einen zentralen Körperabschnitt 102 und einen zweiten Abschnitt 104. Der zentrale Körperabschnitt 102 und der zweite Abschnitt 104 können getrennt ausgebildet werden und im Einsatz miteinander vereinigt werden. Der zentrale Körperabschnitt 102 weist eine Rotorkammer 106 auf. Die Rotorkammer 106 umgibt im Betrieb einen Abschnitt eines (nicht gezeigten) Gasturbinenrotors. Fig. 1 shows a cut-away side view of a prior art diffuser 100. The diffuser 100 includes a central body portion 102 and a second portion 104. The central body portion 102 and the second portion 104 may be formed separately and in use with each other to be united. The central body portion 102 has a rotor chamber 106. The rotor chamber 106 in operation surrounds a portion of a gas turbine rotor (not shown).

[0022] Der zentrale Körperabschnitt 102 weist eine innere Wand 108 auf, die aus mindestens einer ersten Ebene 1 10 und einer zweiten Ebene 1 12 gebildet ist. Die erste Ebene 110 erstreckt sich von der Nabe 114 zu der zweiten Ebene 1 12. Die zweite Ebene 112 erstreckt sich von der ersten Ebene 1 10 zu dem Grundkörperende 1 18. Der zweite Abschnitt 104 kann einen zylindrischen Kanal aufweisen, der dazu eingerichtet ist, einen Abschnitt eines Rotors oder andere Elemente zu umgeben. The central body portion 102 has an inner wall 108 which is formed of at least a first plane 1 10 and a second plane 1 12. The first plane 110 extends from the hub 114 to the second plane 1 12. The second plane 112 extends from the first plane 110 to the body end 1 18. The second section 104 may comprise a cylindrical channel adapted to to surround a section of a rotor or other elements.

[0023] Der zentrale Körperabschnitt 102 kann ferner eine oder mehrere Streben 120 enthalten, die zwischen der inneren Wand 108 und der äusseren Wand 122 ausgebildet sind. Die Strebe 120 dient dazu, die innere Wand 108 und die äussere Wand 122 in einer festen Beziehung zueinander zu halten. Die Anzahl von Streben 120 ist variabel und beträgt üblicherweise vier, fünf oder zehn. The central body portion 102 may further include one or more struts 120 formed between the inner wall 108 and the outer wall 122. The strut 120 serves to hold the inner wall 108 and the outer wall 122 in a fixed relationship to each other. The number of struts 120 is variable and is usually four, five or ten.

[0024] Der Diffusor 100 hat einen Diffusoreinlass 124, der gewöhnlich mit einem (nicht gezeigten) Auslass der Gasturbine verbunden ist, und einen Diffusorauslass 126, der mit einem Schalldämpfer verbunden sein kann. Während der in Fig. 1 gezeigte Entwurf im Allgemeinen möglicherweise in der Lage ist, den beabsichtigten Zweck zu erfüllen, kann eine solche Konstruktion einen oder mehrere Nachteile aufweisen. Erstens ist die Wechselwirkung der Strömung mit Streben 120, wie im Vorausgehenden beschrieben, eine Flauptursache des Auftretens von Verlusten und Turbulenzen in Abgasdiffusoren. Diese Verluste können mit hohen Machzahlen an dem Turbinenauslass (z.B. hohen Eintrittsgeschwindigkeiten an dem Diffusoreinlass 124) gesteigert werden, was durch Hochstrombetriebsbedingungen und Strömungsverteilungen, die einen grossen Teil der Strömung in der Nähe des Strömungspfads der Nabe 1 14 konzentrieren, gefördert werden kann. Die Streben 120 sind gewöhnlich in der Nähe des Diffusoreinlasses 124 angeordnet, der konstruktionsmässig der Bereich des grössten Diffusionsgradienten ist. Folglich kann sich jeder in diesem Bereich entstandene Verlust massgebend auf die Leistung des gesamten Diffusorsystems auswirken. The diffuser 100 has a diffuser inlet 124, which is usually connected to an outlet (not shown) of the gas turbine, and a diffuser outlet 126, which may be connected to a muffler. While the design shown in Figure 1 may generally be capable of accomplishing its intended purpose, such a construction may have one or more disadvantages. First, the interaction of the flow with struts 120, as described above, is a major cause of the occurrence of losses and turbulence in exhaust gas diffusers. These losses can be increased with high Mach numbers at the turbine outlet (e.g., high entrance velocities at the diffuser inlet 124), which can be promoted by high flow operating conditions and flow distributions that concentrate a large portion of the flow near the flowpath of the hub 14. The struts 120 are usually located near the diffuser inlet 124, which by design is the region of greatest diffusion gradient. Consequently, any loss incurred in this area can have a significant impact on the performance of the entire diffuser system.

[0025] Darüber hinaus beeinflusst das Auftreten grosser Turbulenzen das akustische Verhalten der Schalldämpferkonstruktion des Abgasdiffusors nachteilig und kann Schwingungen an einem ersten Bündel von Rohren eines mit dem Diffusor verbundenen HRSG anregen oder eine zusätzliche Ursache dafür sein, was zu einem Ausfall des HRSG führen kann. In addition, the occurrence of large turbulence adversely affects the acoustic performance of the muffler structure of the exhaust diffuser and may excite or be an additional cause for vibrations on a first bundle of pipes of an HRSG connected to the diffuser, which may result in failure of the HRSG.

[0026] Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Beispiels eines Diffusors 200 gemäss einem Ausführungsbeispiel. Der Diffusor 200 enthält einen zentralen Grundkörper 202 und einen zweiten Abschnitt 104. Im Betrieb strömt Abgas aus der Gasturbine durch den Diffusor in der mit dem Pfeil A bezeichneten Richtung. In dieser Beschreibung, befindet sich ein Objekt «stromabwärts» eines anderen Objekts oder einer Position, falls es davon in Richtung des Pfeils A beabstandet ist, und es befindet sich «stromaufwärts», falls es in einer gegenüber dem Pfeil A entgegengesetzten Richtung davon beabstandet ist. Fig. 2 shows an embodiment of an example of a diffuser 200 according to an embodiment. The diffuser 200 includes a central body 202 and a second portion 104. In operation, exhaust gas from the gas turbine flows through the diffuser in the direction indicated by the arrow A. In this description, an object is "downstream" of another object or position if it is spaced therefrom in the direction of the arrow A, and it is "upstream" if it is spaced apart in a direction opposite to the arrow A. ,

[0027] Der zentrale Grundkörper 202 weist eine innere Wand 204 und eine äussere Wand 206 auf. Die Streben 120 halten die innere Wand 204 in einer festen Beziehung zu der äusseren Wand 206. Die innere Wand 204 bildet eine innere Kammer 208, durch die einen Abschnitt eines Rotors hindurchgeführt sein kann. Der zentrale Grundkörper 202 weist ausserdem einen Einlass 21 1 auf. The central body 202 has an inner wall 204 and an outer wall 206. The struts 120 hold the inner wall 204 in a fixed relationship to the outer wall 206. The inner wall 204 forms an inner chamber 208 through which a portion of a rotor may pass. The central body 202 also has an inlet 21 1.

3 [0028] Gemäss einem Ausführungsbeispiel verläuft die innere Wand 204 gekrümmt von einem Eintrittsort 210 zu einem Grundkörperende 212. In einem Ausführungsbeispiel ist die Krümmung eine fortlaufende Krümmung. In einem Ausführungsbeispiel weist die Krümmung ein Keilprofil auf. In einem Ausführungsbeispiel ist die innere Wand ausgehend von einem geringen Abstand stromabwärts des Eintrittsorts 210 zu dem Grundkörperende 212 gekrümmt. In einem Ausführungsbeispiel bildet die innere Wand 204 eine fortlaufende Krümmung von dem Grundkörperende 212 zu einem Bereich stromaufwärts einer oder mehrerer Streben 120. In einem Ausführungsbeispiel kann sich der Eintrittsort 210 an einer beliebigen Stelle zwischen dem Einlass 211 und den Streben 120 befinden. In one embodiment, the inner wall 204 curves from an entry location 210 to a body end 212. In one embodiment, the curvature is a continuous curve. In one embodiment, the curvature has a spline profile. In one embodiment, the inner wall is curved from a small distance downstream of the entry location 210 to the base end 212. In one embodiment, the inner wall 204 forms a continuous curvature from the body end 212 to an area upstream of one or more struts 120. In one embodiment, the entry location 210 may be anywhere between the inlet 211 and the struts 120.

[0029] Die erste Ebene 1 10 und eine zweite Ebene 112 aus Fig. 1 sind als Gegensatz (gestichelt gezeichnet) dargestellt und sind nicht Teil des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, vergrössert die Gestaltung einer gekrümmten inneren Wand 204 die Querschnittsfläche des zentralen Grundkörpers 202. Dies kann in einem Ausführungsbeispiel eine durch die Streben 120 verursachte Turbulenz verringern, ohne den Aussendurchmesser der äusseren Wand 206 gegenüber dem nach dem Stand verwendeten zu erweitern. In noch einem Ausführungsbeispiel kann die Verwendung einer gekrümmten inneren Wand 204 erlauben, die äussere Wand 206 mit einem kleineren Durchmesser zu bemessen. The first level 1 10 and a second level 112 of FIG. 1 are shown as opposed (shown in pencil) and are not part of the embodiment shown in FIG. As can be seen from Fig. 2, the configuration of a curved inner wall 204 increases the cross-sectional area of the central body 202. In one embodiment, this can reduce turbulence caused by the struts 120, without the outer diameter of the outer wall 206 over the prior art used to expand. In yet another embodiment, the use of a curved inner wall 204 may allow the outer wall 206 to be sized with a smaller diameter.

[0030] Fig. 3 und 4 veranschaulichen die kinetische Turbulenzenergie (k) in Grundkörpern 102 und 202, wie sie in Fig. Figs. 3 and 4 illustrate the kinetic turbulence energy (k) in bases 102 and 202 as shown in Figs.

1 und 2 gezeigt sind. Der Wert k ist durch die Schwankungen der Geschwindigkeit definiert und hat die Dimensionen (Länge<2>/Zeit<2>). In Fig. 3 und 4 ist der Bereich, der die niedrigsten k-Werte (in der Grössenordnung von 0,0 bis 100 m<2>/s<2>) aufweist, mit Bezugszeichen 302 bezeichnet. Wie ersichtlich, ist der Bereich mit dem niedrigen k-Wert in Fig. 3 wesentlich kleiner als in Fig. 4. Dementsprechend ist die kinetische Turbulenzenergie des zentralen Grundkörpers 202 geringer als diejenige des zentralen Grundkörpers 102. Geringere k-Werte bedeuten geringere Verluste. 1 and 2 are shown. The value k is defined by the variations of the velocity and has the dimensions (length <2> / time <2>). In Figs. 3 and 4, the region having the lowest k values (of the order of 0.0 to 100 m 2 / s 2) is designated 302. As can be seen, the region with the low k value in FIG. 3 is substantially smaller than in FIG. 4. Accordingly, the kinetic turbulence energy of the central main body 202 is less than that of the central main body 102. Lower k values mean lower losses.

[0031 ] Fig. 5 zeigt die Änderung der Turbulenzintensität (x-Achse) abgetragen an der Spanne der Länge eines zentralen Grundkörpers (y-Achse). Die Turbulenzintensität ist in diesem Beispiel definiert mit: I = ( (k<2>/3)<1>/2)/(mittlere Geschwindigkeit an dem Einlass des zentralen Grundkörpers). In Fig. 5 repräsentiert die Krümmung 402 die Intensität I für den zentralen Grundkörper 102, und die Krümmung 404 repräsentiert die Intensität I für den zentralen Grundkörper 202. Für beide Krümmungen 402 und 404 enthält der zentrale Grundkörper 10 Streben 120. Fig. 5 shows the change of the turbulence intensity (x-axis) plotted on the span of the length of a central body (y-axis). The turbulence intensity is defined in this example as: I = ((k <2> / 3) <1> / 2) / (average velocity at the inlet of the central body). In FIG. 5, the curvature 402 represents the intensity I for the central body 102, and the curvature 404 represents the intensity I for the central body 202. For both curvatures 402 and 404, the central body 10 includes struts 120.

[0032] Ausserdem zeigten experimentell gewonnene Daten, dass der Erholungsfaktor (RF, Recover Factor) des in Fig. In addition, experimentally obtained data showed that the recovery factor (RF, Recover Factor) of FIG.

2 gezeigten Ausführungsbeispiels grösser ist als derjenige von Fig. 1. In der Tat haben experimentelle Daten zwischen dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel eine Steigerung des RF von über 10 Prozent nachgewiesen. In fact, experimental data between the inventive embodiment of FIG. 2 and the example shown in FIG. 1 has demonstrated an increase in RF of over 10 percent.

[0033] Fig. 6 zeigt noch ein Ausführungsbeispiel eines Diffusors 502. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Diffusor 502 eine modifizierte äussere Wand 504 auf. Die Aussenwand 504 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem gekrümmten Abschnitt 506 ausgebildet. Der gekrümmte Abschnitt 506 erstreckt sich von einem Einlass 508 des Diffusors 502 zu einer Stelle stromabwärts des Einlasses 508. In einem Ausführungsbeispiel weist der Diffusor 502 einen Radius r auf, und der gekrümmte Abschnitt 506 erstreckt sich nicht über einen Abstand r von der Mittelachse 510 des Diffusors hinaus. In einem Ausführungsbeispiel kann die innere Wand 512 gestaltet sein, wie es in Fig. 1 oder Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 6 shows yet another embodiment of a diffuser 502. In this embodiment, the diffuser 502 has a modified outer wall 504. The outer wall 504 is formed in this embodiment with a curved portion 506. The curved portion 506 extends from an inlet 508 of the diffuser 502 to a location downstream of the inlet 508. In one embodiment, the diffuser 502 has a radius r, and the curved portion 506 does not extend a distance r from the central axis 510 of FIG Diffusers out. In one embodiment, the inner wall 512 may be configured as shown in FIG. 1 or FIG. 2.

[0034] Fig. 7 zeigt in einer abgeschnittenen Seitenansicht noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der in Fig. 7 gezeigte Diffusor 600 weist einen zentralen Grundkörper 602 und einen zweiten Abschnitt 604 auf. Der zweite Abschnitt 604 kann getrennt von dem zentralen Grundkörper 602 ausgebildet sein und mit diesem entlang einer Eintrittsseitenwand 605 des zweiten Abschnitts 604 verbunden sein. Selbstverständlich kann der zentrale Grundkörper 602 und der zweite Abschnitt 604 auch einstückig ausgebildet sein. Fig. 7 shows in a cutaway side view still another embodiment of the present invention. The diffuser 600 shown in FIG. 7 has a central body 602 and a second portion 604. The second portion 604 may be formed separately from the central body 602 and connected thereto along an entrance sidewall 605 of the second portion 604. Of course, the central body 602 and the second portion 604 may also be integrally formed.

[0035] Der zweite Abschnitt 604 weist eine innere Wand 612 auf. In einem Ausführungsbeispiel ist die Eintrittsseitenwand 605 über die Krümmung 606 mit der inneren Wand 612 verbunden. Dies steht im Gegensatz zu dem exemplarisch durch gestrichelte Linien 608 und 610 veranschaulichten Stand der Technik. The second section 604 has an inner wall 612. In one embodiment, the entrance sidewall 605 is connected to the inner wall 612 via the bend 606. This is in contrast to the prior art exemplified by dashed lines 608 and 610.

[0036] Vorteilhafterweise wird die kinetische Turbulenzenergie, wie in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt, durch die Verwendung der Krümmung 606 reduziert. Fig. 8 veranschaulicht die kinetische Turbulenzenergie in einem Diffusor, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Fig. 8 weist Bereiche 702, 704 und 706 auf, die Bereiche gesteigerter Turbulenz sind. Fig. 9 veranschaulicht die kinetische Turbulenzenergie im Falle eines Diffusors, der einen zweiten Abschnitt 604 aufweist, wie er in Fig. 7 gezeigt ist. Der in Fig. 9 gezeigte Diffusor weist keine Bereiche 702, 704 und 706 auf. Dies zeigt, dass in der Konstruktion, in der ein wie in Fig. 7 gezeigter zweiter Abschnitt 602 verwendet wird, weniger Turbulenz vorhanden ist. Advantageously, as shown in FIGS. 8 and 9, the kinetic turbulence energy is reduced by the use of the curvature 606. FIG. 8 illustrates the kinetic turbulence energy in a diffuser as shown in FIG. 2. FIG. 8 has regions 702, 704, and 706 that are regions of increased turbulence. FIG. 9 illustrates the kinetic turbulence energy in the case of a diffuser having a second portion 604 as shown in FIG. 7. The diffuser shown in FIG. 9 has no regions 702, 704 and 706. This shows that there is less turbulence in the construction using a second section 602 as shown in FIG. 7.

[0037] Es versteht sich, dass die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zur Vereinfachung der Erläuterung getrennt gezeigt sind. Weiter ist selbstverständlich, dass jedes hierin beschriebene Ausführungsbeispiel mit jedem der übrigen hier dargelegten Ausführungsbeispiele kombiniert werden kann. Beispielsweise kann die gekrümmte innere Wand nach Fig. 2 mittels eines Diffusors durchgeführt sein, der eine gekrümmte äussere Wand aufweist, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Darüber hinaus kann eines oder beide der in Fig. 2 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiele einen zweiten Abschnitt aufweisen, wie er in Fig. 7 gezeigt ist. It is understood that the different embodiments of the present invention are shown separately for ease of explanation. It is further understood that each embodiment described herein may be combined with any of the other embodiments set forth herein. For example, the curved inner wall of FIG. 2 may be implemented by means of a diffuser having a curved outer wall as shown in FIG. Moreover, one or both of the embodiments shown in Figs. 2 and 6 may have a second portion as shown in Fig. 7.

[0038] Während die Erfindung lediglich anhand einer beschränkten Anzahl von Ausführungsbeispielen im Einzelnen beschrieben wurde, sollte es ohne weiteres verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf derartige beschriebene Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr kann die Erfindung modifiziert werden, um eine beliebige Anzahl von bisher nicht While the invention has been described in detail only by means of a limited number of embodiments, it should be readily understood that the invention is not limited to such described embodiments. Rather, the invention can be modified to any number of not previously

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Claims

to embody changes, modifications, substitutions or equivalent arrangements described, but which are within the scope of the invention. While various embodiments of the invention have been described, it is further understood that aspects of the invention may include only some of the described embodiments. Accordingly, the invention should not be construed as being limited by the foregoing description, but is limited only by the scope of the appended claims. An exhaust gas diffuser includes a central body 202, 602 having: an inlet 508 configured to be connected to a gas turbine; an outer wall 206, 504; an inner wall 204; and an end 212 located downstream of the inlet. The inner wall forms a continuous curve from an entry point to the end. The diffuser further includes a second portion 104, 604 connected to the end of the central body. List of Reference Numerals [0040] 100, 200, 502, 600 Prior art diffuser 102, 202, 602 Central body section 104, 604 Second section 106 Rotor chamber 108, 204, 512, 612 Inner wall 1 10 First level 1 12 Second level 1 14 Hub 1 18, 212 Basic body end 120 struts 122, 206, 504 Outer wall 124, 21 1, 508 Diffuser inlet 126 Diffuser outlet 208 Inner chamber 210 Entry location 302 Valve range with low k value 402, 404 Curvature 506, 606 Curved section of the outer wall 510 centerline 605 sidewall 608, 610 Dotted lines 702, 704, 706 areas of increased turbulence claims A central body (202, 602) for an exhaust diffuser, the central body comprising: an outer wall (206, 504); and an inner wall (206) spaced from the outer wall, the inner wall forming a continuous curvature between an entry location (210) and an end (212) of the central body.

2. The central body of claim 1, including: one or more struts (120) mounted between the inner wall and the outer wall. Diffuser according to the prior art Central body section second part rotor chamber Inner wall First floor second level hub Body end pursuit Outer wall diffuser inlet diffuser outlet Inner chamber of entry Valve range with low k-value curvature Curved section of the outer wall center line Side wall Dotted lines Areas of increased turbulence 5

3. The central body of claim 2, wherein the entry location is upstream of the one or more struts, and wherein the end is located downstream of the struts.

The central body of claim 1, wherein the outer wall has a curved portion (506) extending from an inlet (508) to a location downstream of the inlet.

The central body of claim 1, in combination with a second portion (604) having an entrance sidewall (605) connected by a curved portion (606) to an inner wall (612) of the second portion.

6. Central body according to claim 1, in conjunction with a gas turbine.

An exhaust gas diffuser, comprising: a central body (202, 602) having an inlet (21 1) adapted to be connected to a gas turbine, the central body comprising an outer wall (206, 504), a inner wall (204) and an end (212) located downstream of the inlet, the inner wall forming a continuous curvature from an entry location to the end; and a second portion (104, 604) connected to the end of the central body.

8. Exhaust diffuser according to claim 7, in connection with a gas turbine.

9. The exhaust diffuser of claim 7, wherein the outer wall forms a curve from the inlet to a location downstream of the inlet.

10. Exhaust diffuser according to claim 7, wherein the central body in the inner wall has a recess to receive a rotor. 6