DE102009025813A1

DE102009025813A1 - Low-noise ejector for a turbomachine

Info

Publication number: DE102009025813A1
Application number: DE102009025813A
Authority: DE
Inventors: Carl Gerard Schott; Kevin W. Kinzie
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2009-12-03
Also published as: JP2009287557A; JP5663144B2; FR2931884A1; US20090297339A1; CN101592084A

Abstract

Eine Turbomaschine (2) enthält einen Verdichter (4) und einen Ejektor (55). Der Ejektor enthält wenigstens eine Düse (60) mit einem ersten Endabschnitt (70), der sich zu einem zweiten Endabschnitt (71) erstreckt und einen Durchflussbereich (75) definiert. Der zweite Endabschnitt (71) enthält einen veränderbaren Auslass (78) zur Steuerung eines Luftflusses von dem Verdichter (4).A turbomachine (2) includes a compressor (4) and an ejector (55). The ejector includes at least one nozzle (60) having a first end portion (70) extending to a second end portion (71) and defining a flow area (75). The second end portion (71) includes a variable outlet (78) for controlling air flow from the compressor (4).

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNGBACKGROUND TO THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ejektoren und insbesondere einen geräuscharmen Ejektor für eine Turbomaschine.The The present invention relates to the field of ejectors, and more particularly a low noise Ejector for a turbomachine.

Wenigstens einige bekannte Ejektoren vermischen zwei Flussströme, nämlich einen Hochdruck-Primär- oder -Treibstrom und einen Niederdruck-Sekundär- oder -Saugstrom, um einen Austrittsfluss mit einem Druck zu erzeugen, der zwischen den der beiden Eingangsflüsse liegt oder kleiner als diese ist. Die Ejektordüse ermöglicht diesen Mischprozess durch Beschleunigung des Hochdruck-Treibflusses unter Erzeugung eines Hochgeschwindigkeitsstrahls. Der Hochgeschwindigkeitsstrahl wird durch ein Mischrohr oder eine Mischkammer hindurch geleitet, um den Niederdruck-Saugfluss mitzureisen. Die beiden miteinander vermischten Flüsse werden anschließend gewöhnlich durch einen Diffusor ausgegeben.At least Some known ejectors mix two flow streams, one High pressure primary or -reibstrom and a low-pressure secondary or suction to one To produce discharge flow with a pressure between the both input flows is less than or equal to this. The ejector nozzle enables this mixing process by accelerating the high pressure propellant flow to produce a high-speed beam. The high-speed jet is passed through a mixing tube or mixing chamber, to travel with the low-pressure suction flow. The two together be merged rivers subsequently usually through a diffuser.

Der Treibfluss wird gedrosselt, um die Ejektorausgabe an eine unter einer vom Entwurf abweichenden Last und/oder Umgebungsbedingungen arbeitende Turbine anzupassen. Bestehende Drosselvorrichtungen erhalten einen konstanten Durchmesser des Hochgeschwindigkeitsstrahls aufrecht, wenn die Ausgabe reduziert wird. In derartigen Vorrichtungen wird der Durchfluss durch Verringerung einer effektiven Geschwindigkeit des Treibflusses reduziert. Eine Reduktion der Geschwindigkeit des Treibflusses unter einer gedrosselten Bedingung unterdrückt den Mitreißeffekt des Ejektors und begrenzt somit den gesamten Drosselungsbereich sowie beeinträchtigt das Mitreißverhalten.Of the Drive flow is throttled to move the ejector output to a lower a design load and / or ambient conditions adapting working turbine. Existing throttle devices obtained maintain a constant diameter of the high velocity jet, when the output is reduced. In such devices the flow by reducing an effective speed reduced the propellant flow. A reduction in the speed of Drive flow under a throttled condition suppresses the entrainment effect of the ejector and thus limits the entire throttle range as well as impaired the entrainment behavior.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält eine Turbomaschine einen Verdichter und einen Ejektor. Der Ejektor enthält wenigstens eine Düse, die einen ersten Endabschnitt aufweist, der sich zu einem zweiten Endabschnitt erstreckt, der einen Durchflussbereich definiert. Der zweite Endabschnitt enthält einen variablen bzw. veränderlichen Auslass zur Steuerung eines Luftflusses von dem Verdichter.According to one exemplary embodiment of the invention a turbomachine a compressor and an ejector. The ejector contains at least one nozzle, which has a first end portion extending to a second End portion extends, which defines a flow area. The second End section contains a variable or variable Outlet for controlling an air flow from the compressor.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält ein Ejektor für eine Turbomaschine wenigstens eine Düse mit einem ersten Endabschnitt, der sich zu einem zweiten Endabschnitt erstreckt, der einen Durchflussbereich definiert. Der zweite Endabschnitt enthält einen variablen Auslass, der konfiguriert ist, um einen Luftfluss von einem Verdichter zu steuern.According to one further exemplary embodiment of the invention an ejector for one Turbomachine at least one nozzle with a first end portion extending to a second end portion extends, which defines a flow area. The second end section contains a variable outlet configured to control airflow to control a compressor.

Gemäß einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält ein Verfahren zur Steuerung eines Luftdurchflusses durch einen Ejektor für eine Turbomaschine eine Erzeugung eines Luftflusses in einem Verdichterabschnitt der Turbomaschine, ein Führen des Luftflusses zu einem Ejektor, ein Durchleiten des Luftflusses zu einer Düse des Ejektors und ein Hindurchleiten des Luftflusses durch einen variablen Auslassabschnitt der Düse.According to one Yet another exemplary embodiment of the invention includes a method for Controlling an air flow through an ejector for a turbomachine a generation of an air flow in a compressor section of Turbomachine, a lead the flow of air to an ejector, passing the air flow to a nozzle of Ejektors and passing the air flow through a variable Outlet section of the nozzle.

Weitere Merkmale und Vorteile werden durch die Methoden der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwirklicht. Weitere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung sind hier in Einzelheiten beschrieben und werden als Teil der beanspruchten Erfindung angesehen. Für ein besseres Verständnis der Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird auf die Beschreibung und die Zeichnungen Bezug genommen.Further Features and benefits are exemplified by the methods Embodiments of present invention. Further embodiments and aspects of the invention are described in detail herein and are considered part of the claimed invention. For a better understanding of Invention with its advantages and features will be on the description and the drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer Gasturbinenmaschine, die einen geräuscharmen Ejektor aufweist, der eine Düse mit einer wahlweise variablen Austrittsöffnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung enthält; 1 FIG. 12 is a schematic illustration of a gas turbine engine having a low noise ejector including a nozzle having an optionally variable exhaust port according to an exemplary embodiment of the invention; FIG.

2 zeigt eine ausschnittsweise schematisierte Darstellung einer Düse, die eine wahlweise variable Austrittsöffnung aufweist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung unter Veranschaulichung der wahlweise variablen Öffnung in einer ersten Konfiguration; 2 FIG. 12 is a fragmentary schematic illustration of a nozzle having an optional variable orifice, according to an exemplary embodiment of the invention, illustrating the selectively variable orifice in a first configuration; FIG.

3 zeigt eine ausschnittsweise schematisierte Darstellung der Düse nach 2 unter Veranschaulichung der wahlweise variablen Öffnung in einer zweiten Konfiguration; 3 shows a fragmentary schematic representation of the nozzle after 2 illustrating the selectively variable opening in a second configuration;

4 zeigt eine ausschnittsweise schematisierte Darstellung einer Düse mit einer wahlweise variablen Öffnung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung unter Veranschaulichung der wahlweise variablen Öffnung in einer ersten Konfiguration; und 4 shows a fragmentary schematic representation of a nozzle with an optional variable opening according to another exemplary embodiment of the invention, illustrating the selectively variable opening in a first configuration; and

5 zeigt eine ausschnittsweise schematisierte Darstellung der Düse nach 4 unter Veranschaulichung der wahlweise variablen Austrittsöffnung in einer zweiten Konfiguration. 5 shows a fragmentary schematic representation of the nozzle after 4 illustrating the selectively variable orifice in a second configuration.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

Indem anfänglich auf 1 Bezug genommen wird, ist eine Turbomaschine, die in Form eines Gasturbinentriebwerks bzw. einer Gasturbinenmaschine veranschaulicht ist, das bzw. die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist, allgemein bei 2 angezeigt. Die Turbinenmaschine 2 enthält einen Verdichter 4, der mehrere Verdichterstufen aufweist, von denen vier bei 6 bis 9 angezeigt sind. Der Verdichter 4 ist mit einer Turbine 12 über eine Welle 14 betriebsmäßig verbunden. Die Turbine 12 enthält mehrere Turbinenstufen, von denen drei bei 17 bis 19 angezeigt sind. Die Turbine 2 enthält ferner ein Kühlsystem 30, das einen Kühlluftfluss von dem Verdichter 4 zu der Turbine 12 leitet. Dies bedeutet, dass Kühlluft aus verschiedenen einzelnen der Stufen 6 bis 9 entnommen und zu entsprechenden einzelnen der Stufen 17 bis 19 der Turbine 12 übermittelt wird.In the beginning on 1 With reference to the drawings, a turbomachine illustrated in the form of a gas turbine engine or a gas turbine engine, according to an exemplary embodiment of the invention, is con is constructed, in general 2 displayed. The turbine engine 2 contains a compressor 4 , which has several compressor stages, four of which at 6 to 9 are displayed. The compressor 4 is with a turbine 12 over a wave 14 operationally connected. The turbine 12 contains several turbine stages, of which three at 17 to 19 are displayed. The turbine 2 also includes a cooling system 30 that provides a cooling air flow from the compressor 4 to the turbine 12 passes. This means that cooling air from different individual stages 6 to 9 taken and corresponding to each of the stages 17 to 19 the turbine 12 is transmitted.

Zu diesem Zweck enthält das Kühlsystem 30 einen ersten Kühlkreis 40, der die Verdichterstufe 7 mit der Turbinenstufe 19 verbindet. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Verdichterstufe 7 eine Mitteldruckstufe, die mit einer entsprechenden Mitteldruckstufe 19 der Turbine 12 verbunden ist. Das Kühlsystem 30 enthält ferner einen zweiten Kühlkreis 44, der die Verdichterstufe 8 mit der Turbinenstufe 18 koppelt. Die Verdichterstufe 8 weist einen höheren Druck als die Stufe 7 auf und ist somit mit der Stufe 18 verbunden, die ebenfalls einen Druck aufweist, der höher ist als derjenige der Stufe 17. Außerdem ist das Kühlsystem 30 veranschaulicht, wie es einen Bypass- bzw. Umgehungskreis 47 enthält, der ein Bypass- bzw. Umgehungsventil 48 aufweist, das wahlweise betätigt wird, um den Innendruck innerhalb der Turbine 2 aufrecht zu erhalten.For this purpose contains the cooling system 30 a first cooling circuit 40 , the compressor stage 7 with the turbine stage 19 combines. In the illustrated embodiment, the compressor stage is 7 a medium-pressure level, with a corresponding medium-pressure level 19 the turbine 12 connected is. The cooling system 30 also includes a second cooling circuit 44 , the compressor stage 8th with the turbine stage 18 coupled. The compressor stage 8th has a higher pressure than the stage 7 up and is thus with the stage 18 connected, which also has a pressure which is higher than that of the stage 17 , In addition, the cooling system 30 illustrates how it bypasses 47 contains a bypass valve 48 which is selectively operated to control the internal pressure within the turbine 2 to maintain.

Um möglichst wenig Hochdruckluft aus dem Verdichter 4 zu verwenden, ist der zweite Kühlkreislauf 44 mit einem Ejektor 55 versehen, der mit dem ersten Kühlkreislauf 40 über einen Verbindungskreis 58 verbunden ist. Bei dieser Anordnung zieht ein Hochdruck-Primärluftfluss oder -Treibluftfluss, der den Ejektor 55 durchströmt, einen Teil eines einen niedrigeren Druck aufweisenden Sekundär- oder Saugluftflusses aus dem ersten Kühlkreis 58 ein. Der Hochdruckluftfluss und der Niederdruckluftfluss vermischen sich miteinander, um einen kombinierten Luftfluss zu bilden, der durch eine Primär- oder Treibdüse 60 geleitet wird, die in dem Ejektor 55 angeordnet ist. Die Treibdüse 60 beschleunigt das Hochdruckfluid auf eine höhere Geschwindigkeit, um dieses im Wesentlichen an einen Druck und eine Geschwindigkeit des Fluids innerhalb beispielsweise der Turbinenstufe 18 anzupassen. Da jedoch der Druck innerhalb der Turbinenstufe 18 in einem Betriebsbereich der Turbine 12 variiert, ist, wie dies in größeren Einzelheiten nachstehend beschrieben ist, der Ejektor 55 wahlweise einstellbar, um Drücke in dem zweiten Kühlkreis 44 zu steuern, um sie über einen weiten Betriebsbereich der Turbine 12 hinweg an Drücke innerhalb der Turbinenstufe 18 anzupassen.To minimize the high pressure air from the compressor 4 to use is the second cooling circuit 44 with an ejector 55 provided with the first cooling circuit 40 via a connection circle 58 connected is. In this arrangement, a high pressure primary air flow or air flow draws the ejector 55 flows through a portion of a lower pressure secondary or Saugluftflusses from the first cooling circuit 58 one. The high pressure air flow and the low pressure air flow mix with each other to form a combined airflow passing through a primary or motive nozzle 60 is passed in the ejector 55 is arranged. The motive nozzle 60 accelerates the high pressure fluid to a higher speed, substantially to a pressure and a velocity of the fluid within, for example, the turbine stage 18 adapt. However, because the pressure within the turbine stage 18 in an operating range of the turbine 12 varies, as described in more detail below, the ejector 55 optionally adjustable to pressures in the second cooling circuit 44 to control it over a wide operating range of the turbine 12 to pressures within the turbine stage 18 adapt.

Es wird nun auf die 2 und 3 zur Beschreibung der Treibdüse 60 Bezug genommen, die gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist. Wie veranschaulicht, enthält die Treibdüse 60 einen ersten Endabschnitt 70, der sich zu einem zweiten Endabschnitt 71 über einen Zwischenabschnitt 72 erstreckt, der einen Durchflussbereich 75 definiert. Wie in größeren Einzelheiten nachstehend erläutert, enthält der zweite Endabschnitt 71 einen variablen bzw. veränderbaren Auslass 78. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform ist der variable Auslass 78 zum Teil durch eine als Chevron bezeichnete Zackenkante 79 definiert, die an dem zweiten Endabschnitt 71 angeordnet ist. Das Chevron 79 ist ausgelegt, um den gesamten Lärm, der von dem Ejektor 55 ausgeben wird, zu reduzieren. Das Chevron 79 ist konfiguriert, um sich zu einer (nicht gesondert bezeichneten) Mittellinie des Ejektors 55 hin zu erstrecken, um den Luftdurchfluss zu steuern. Das Chevron 79 definiert eine erste Dimension 85 für den variablen Auslass 78.It will now be on the 2 and 3 for the description of the motive nozzle 60 Reference is made, which is constructed according to a first exemplary embodiment of the invention. As illustrated, the motive nozzle contains 60 a first end portion 70 leading to a second end section 71 over an intermediate section 72 extends, which has a flow area 75 Are defined. As explained in more detail below, the second end portion includes 71 a variable or variable outlet 78 , According to the exemplary embodiment, the variable outlet is 78 partly by a jagged edge known as chevron 79 defined at the second end portion 71 is arranged. The chevron 79 is designed to absorb all the noise coming from the ejector 55 spend is to reduce. The chevron 79 is configured to go to a (not separately designated) center line of the ejector 55 extend to control the air flow. The chevron 79 defines a first dimension 85 for the variable outlet 78 ,

In weiterer Übereinstimmung mit der veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform enthält der Ejektor 55 eine sekundäre Treibdüse 88, die in der Treibdüse 60 angeordnet ist. Die sekundäre Treibdüse 88 ist mit einer Aktuatorwelle 91 über mehrere Streben betriebsmäßig verbunden, von denen eine bei 93 angezeigt ist. Wie nachstehend in größeren Einzelheiten erläutert, wird die Aktuatorwelle 91 wahlweise betätigt, um die sekundäre Treibdüse 88 innerhalb des Durchflussbereiches 75 zu verschieben, um die Gesamtausgabe aus dem Ejektor 55 zu steuern. Zu diesem Zweck enthält die Sekundärdüse 88 einen ersten Endabschnitt 97, der sich zu einem zweiten Endabschnitt 98 über einen Zwischenabschnitt 99 erstreckt. Der Zwischenabschnitt 99 definiert ein sekundäres Chevron (eine sekundäre Zackenkante) 104, das entsprechend eine zweite Dimension für den variablen Auslass 78 definiert.In further accordance with the illustrated exemplary embodiment, the ejector includes 55 a secondary motive nozzle 88 that in the motive nozzle 60 is arranged. The secondary motive nozzle 88 is with an actuator shaft 91 operatively connected via several struts, one of which at 93 is displayed. As explained in greater detail below, the actuator shaft 91 optionally actuated to the secondary motive nozzle 88 within the flow range 75 to shift the total output from the ejector 55 to control. For this purpose contains the secondary nozzle 88 a first end portion 97 leading to a second end section 98 over an intermediate section 99 extends. The intermediate section 99 defines a secondary chevron (a secondary jagged edge) 104 , which accordingly has a second dimension for the variable outlet 78 Are defined.

Mit dieser Einrichtung wird die sekundäre Treibdüse 88 während eines Grundlastbetriebs der Turbine 2 zu einer ersten Konfiguration bzw. Anordnung verschoben, wie sie in 2 angezeigt ist und in der Luft, die den Durchflussbereich 75 durchströmt, durch den mit der ersten Dimension 85 konfigurierten variablen Auslass 78 hindurchtritt. Während eines von der Grundlast abweichenden Betriebs oder wenn Umgebungslufttemperaturen außerhalb der Entwurfsparameter liegen, wird jedoch die sekundäre Treibdüse 88 zu einer zweiten Konfiguration bzw. Anordnung, wie sie in 3 angezeigt ist, verschoben, in der der den Durchflussbereich 75 durchströmende Luftfluss durch den variablen Auslass 78 geführt wird, der mit der zweiten Dimension 107 konfiguriert ist. Insbesondere liegt das sekundäre Chevron 104 in der zweiten Konfiguration, wie sie in 3 veranschaulicht ist, an dem Chevron 79 an und verschließt oder verengt dadurch den variablen Auslass 78. Natürlich kann in Abhängigkeit von der speziellen Betriebsdrehzahl und/oder den speziellen Umgebungsluftbedingungen die sekundäre Treibdüse 88 zu jeder beliebigen von mehreren Zwischenpositionen verschoben werden (nicht veranschaulicht), um jede beliebige von einer Vielzahl von Zwischendimensionen für den variablen Auslass 78 einzurichten, um einen gewünschten Druck/eine gewünschte Geschwindigkeit des Luftflusses zu erzielen, um Kühlluft zu der Turbinenstufe 18 zu liefern. Bei dieser Einrichtung ist der Ejektor 55 wahlweise konfigurierbar, um einen weiten Bereich von Drücken/Volumina zu erzielen, um diese mit den Betriebsdrücken innerhalb einer Turbinenstufe über einem weiten Betriebsbereich der Turbine 2 abzustimmen.With this device is the secondary motive nozzle 88 during a base load operation of the turbine 2 moved to a first configuration or arrangement, as in 2 is displayed and in the air, which is the flow area 75 flows through, with the first dimension 85 configured variable outlet 78 passes. However, during off-base operation or when ambient air temperatures are outside design parameters, the secondary motive nozzle becomes 88 to a second configuration as shown in FIG 3 is displayed, moved in the of the flow area 75 flowing air flow through the variable outlet 78 is guided, with the second dimension 107 is configured. In particular, the secondary chevron lies 104 in the second configuration, as in 3 is illustrated on the chevron 79 and thereby closes or narrows the variable outlet 78 , Of course, depending on the specific operating speed and / or the particular environment the secondary motive nozzle 88 to any of a plurality of intermediate positions (not illustrated) to any one of a plurality of intermediate dimensions for the variable outlet 78 to achieve a desired pressure / rate of airflow to deliver cooling air to the turbine stage 18 to deliver. In this device is the ejector 55 optionally configurable to achieve a wide range of pressures / volumes to match the operating pressures within a turbine stage over a wide operating range of the turbine 2 vote.

Es wird nun auf die 4 und 5 zur Beschreibung einer Treibdüse 120 Bezug genommen, die gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist. Wie veranschaulicht, enthält die Düse 120 ein Treibrohr 124 mit einem ersten Endabschnitt 128, der sich zu einem zweiten Endabschnitt 129 über einen Zwischenabschnitt 130 erstreckt, um einen Durchflussbereich 132 zu definieren. In einer ähnlichen Weise wie der vorstehend beschriebenen enthält der zweite Endabschnitt 129 einen variablen bzw. einstellbaren Auslass 132. Die Düse 120 enthält ferner mehrere Chevrons oder Zacken, von denen eines bzw. einer bei 136 angezeigt ist und die, wie nachstehend in größeren Einzelheiten erläutert, eine Auslassgeometrie oder -dimension für den variablen Auslass 132 definieren. Auf eine Weise, die ebenfalls der vorstehend beschriebenen ähnlich ist, erstrecken sich die Chevrons 136 zu einer (nicht gesondert bezeichneten) Mittellinie des Ejektors 55 hin, um so die Lärmausgabe während eines Turbinenbetriebs zu minimieren. In der veranschaulichten Ausführungsform enthält jedes Chevron 136 einen ersten Endabschnitt 138, der sich zu einem zweiten Endabschnitt 139 über einen Zwischenabschnitt 140 erstreckt. Gemäß der beispielhaften Ausführungsform, wie sie veranschaulicht ist, ist jedes Chevron 136 an dem Treibrohr 124 schwenkbar montiert und enthält somit ein Schwenkgelenk 142. Wie nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben, sind die Chevrons 136 wahlweise zwischen einer ersten Stellung, wie sie in 4 veranschaulicht ist, und einer zweiten Stellung, wie sie in 5 angezeigt ist, verschwenkbar.It will now be on the 4 and 5 for the description of a motive nozzle 120 Reference is made, constructed in accordance with another exemplary embodiment of the invention. As illustrated, the nozzle contains 120 a driving tube 124 with a first end portion 128 leading to a second end section 129 over an intermediate section 130 extends to a flow area 132 define. In a similar manner to that described above, the second end portion includes 129 a variable or adjustable outlet 132 , The nozzle 120 also contains several chevrons or spikes, one of which at 136 is shown and which, as explained in more detail below, an outlet geometry or dimension for the variable outlet 132 define. In a manner also similar to that described above, the chevrons extend 136 to a (not separately designated) center line of the ejector 55 to minimize noise output during turbine operation. In the illustrated embodiment, each chevron contains 136 a first end portion 138 leading to a second end section 139 over an intermediate section 140 extends. According to the exemplary embodiment as illustrated, each chevron is 136 on the drive pipe 124 pivotally mounted and thus contains a swivel joint 142 , As described in more detail below, the chevrons are 136 optionally between a first position, as in 4 is illustrated, and a second position, as in 5 is displayed, swiveling.

Um die wahlweise Bewegung der Chevrons 136 zu steuern, ist die Düse 120 mit einem Chevron-Kranz 154 versehen, der an dem Treibrohr 124 verschiebbar montiert ist. Der Chevron-Kranz 154 enthält ein erstes Ende 157, das sich zu einem zweiten Ende 158 erstreckt. Das zweite Ende 158 ist mit dem ersten Endabschnitt 138 der mehreren Chevrons 136 funktionsmäßig gekoppelt. Der erste Endabschnitt 157 ist mit einem Aktuatorstab 161 funktionsmäßig gekoppelt, der wahlweise verschiebbar ist, um die Chevrons 136 zwischen der in 4 veranschaulichten ersten Stellung und der in 5 veranschaulichten zweiten Stellung zu überführen oder zu positionieren.To the optional movement of the chevrons 136 to control is the nozzle 120 with a chevron wreath 154 provided on the driving tube 124 is slidably mounted. The chevron wreath 154 contains a first end 157 that is going to be a second end 158 extends. The second end 158 is with the first end section 138 the several chevrons 136 functionally coupled. The first end section 157 is with an actuator rod 161 functionally coupled, which is selectively displaceable to the chevrons 136 between the in 4 illustrated first position and in 5 illustrated second position to transfer or position.

Während eines normalen oder Grundlastbetriebs der Turbine 2 wird der Aktuatorstab 161 verschoben, um den Chevron-Kranz 154 zu veranlassen, die Chevrons 136 in die in 4 veranschaulichte erste Konfiguration zu überführen, wodurch ein Auslassabschnitt oder eine Auslassöffnung 165 mit einer ersten Dimension 166 geschaffen wird. Auf diese Weise tritt ein ausreichender Luftdurchfluss durch den Durchflussbereich 132 hindurch in die Verdichterstufe 18 hinein. Während eines von dem Grundlastbetrieb abweichenden Betriebs oder bei Umgebungstem peraturen, die außerhalb der Entwurfsparameter liegen, wirkt der Aktuatorstab 161 gegen den Chevron-Kranz 154 ein, um die Chevrons 136 zu schließen, wodurch die Öffnung 165 in eine zweite Dimension 169 umgeschaltet wird, die kleiner ist als die erste Dimension 166. Auf diese Weise wird Kühlluft mit einer ausreichenden Menge und einer ausreichenden Temperatur der Turbinenstufe 18 zugeführt, um den von dem Grundlastbetrieb abweichenden Betrieb zu bewältigen.During normal or base load operation of the turbine 2 becomes the actuator rod 161 moved to the chevron wreath 154 to induce the chevrons 136 in the in 4 illustrated first configuration, whereby an outlet section or an outlet opening 165 with a first dimension 166 is created. In this way, a sufficient air flow through the flow area occurs 132 through the compressor stage 18 into it. During an operation deviating from base load operation or at ambient temperatures outside the design parameters, the actuator rod acts 161 against the chevron wreath 154 one to the chevrons 136 close, causing the opening 165 in a second dimension 169 is switched, which is smaller than the first dimension 166 , In this way, cooling air with a sufficient amount and a sufficient temperature of the turbine stage 18 fed to cope with the deviating from the base load operation operation.

An dieser Stelle sollte verständlich sein, dass der Ejektor 55 gemäß der beispielhaften Ausführungen der vorliegenden Erfindung einen wahlweise variablen bzw. einstellbaren Ausgangsluftfluss liefert und somit ermöglicht, den Durchfluss des Kühlkreislaufs an Druckbedingungen innerhalb des Turbinenabschnitts einer Turbinenmaschine bzw. eines Turbinentriebwerks über einen weiten Betriebsbereich hinweg anzupassen. Dies bedeutet, dass der Ejektor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung über einen weiteren Bereich von Betriebsbedingungen hinweg besser einstellbar ist, um ein größeres Maß an Steuerung bei heißeren Temperaturen sowie zusätzliche Einstellungen zu ermöglichen, um Kühlluft in einem weiteren Betriebsbereich bereitzustellen. Es sollte ferner verstanden werden, dass der variable Auslass mit vielfältigen unterschiedlichen Strukturen erzeugt werden kann.At this point it should be understandable that the ejector 55 According to the exemplary embodiments of the present invention, providing an optionally variable output airflow and thus allowing the flow of the refrigeration cycle to be adjusted to pressure conditions within the turbine section of a turbine engine over a wide operating range. This means that the ejector according to the exemplary embodiment of the invention is more adjustable over a wider range of operating conditions to allow a greater degree of control at hotter temperatures as well as additional adjustments to provide cooling air in a wider operating range. It should also be understood that the variable outlet can be made with a variety of different structures.

Allgemein verwendet diese Beschreibung Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsform, zu offenbaren und auch um einen Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, wozu auch die Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentfähige Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Rahmen der beispiel haften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.In general, this description uses examples to disclose the invention, including the best mode, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including making and using any devices or systems and performing any incorporated methods. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the exemplary embodiment of the present invention if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they are structural elements equivalent to those of the claims contain insignificant differences.

Eine Turbomaschine 2 enthält einen Verdichter 4 und einen Ejektor 55. Der Ejektor enthält wenigstens eine Düse 60 mit einem ersten Endabschnitt 70, der sich zu einem zweiten Endabschnitt 71 erstreckt und einen Durchflussbereich 75 definiert. Der zweite Endabschnitt 71 enthält einen veränderbaren Auslass 78 zur Steuerung eines Luftflusses von dem Verdichter 4.A turbomachine 2 contains a compressor 4 and an ejector 55 , The ejector contains at least one nozzle 60 with a first end portion 70 leading to a second end section 71 extends and a flow area 75 Are defined. The second end section 71 contains a changeable outlet 78 for controlling an airflow from the compressor 4 ,

22: Gasturbinenmaschine, GasturbinentriebwerkGas turbine engine, Gas turbine engine
44: Verdichtercompressor
6–96-9: Verdichterstufencompressor stages
1212: Turbineturbine
1414: Wellewave
17–1917-19: Turbinenstufenturbine stages
3030: Kühlsystemcooling system
4141: Erster Kühlkreisfirst cooling circuit
4444: Zweiter Kühlkreissecond cooling circuit
4747: Bypasskreisbypass circuit
4848: Bypassventilbypass valve
5555: Ejektorejector
5858: Verbindungsleitungconnecting line
6060: Düsejet
7070: Erster Endabschnitt (60)First end section ( 60 )
7171: Zweiter Endabschnitt (60)Second end section ( 60 )
7272: Zwischenabschnitt (60)Intermediate section ( 60 )
7575: DurchflussbereichFlow range
7878: Variabler Auslassvariable outlet
7979: Chevron, ZackenChevron, Pink
8282: Auslassöffnungoutlet
8888: Sekundäre DüseSecondary nozzle
9191: Aktuatorwelleactuator shaft
9393: Strebenpursuit
9797: Erstes Ende (88)First end ( 88 )
9898: Zweites Ende (88)Second end ( 88 )
9999: Zwischenabschnitt (88)Intermediate section ( 88 )
104104: Sekundäres ChevronSecondary chevron
107107: Sekundärauslass/-öffnungSecondary outlet / -öffnung
120120: Düsejet
124124: Treibrohrblowing pipe
128128: Erster Endabschnitt (124)First end section ( 124 )
129129: Zweiter Endabschnitt (124)Second end section ( 124 )
130130: Zwischenabschnitt (124)Intermediate section ( 124 )
132132: DurchflussbereichFlow range
133133: Variabler Auslassvariable outlet
136136: ChevronsChevron
138138: Erster Endabschnitt (136)First end section ( 136 )
139139: Zweiter Endabschnitt (136)Second end section ( 136 )
140140: Zwischenabschnittintermediate section
142142: Drehgelenkswivel
154154: Chevron-KranzChevron wreath
157157: Erstes Ende (154)First end ( 154 )
158158: Zweites Ende (154)Second end ( 154 )
161161: Aktuatorstabactuator rod
165165: Öffnungopening
166166: Erste DimensionFirst dimension
169169: Zweite DimensionSecond dimension

Claims

Turbomachine ( 2 ) comprising: a compressor ( 4 ); and an ejector ( 55 ) connected to the compressor ( 4 ) is fluidly connected, wherein the ejector ( 55 ) at least one nozzle ( 60 ) containing a first end portion ( 70 ) extending to a second end portion ( 71 ) and a flow area ( 75 ), the second end portion ( 71 ) a variable outlet ( 78 ; 133 ) for controlling an air flow from the compressor ( 4 ) contains.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 1, wherein the at least one nozzle ( 60 ) a first nozzle ( 60 ) and a second nozzle ( 88 ), wherein the second nozzle with respect to the first nozzle ( 60 ) is arranged displaceably.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 2, wherein the first nozzle ( 60 ) a first chevron section ( 79 ) containing a first dimension for the variable outlet ( 78 ), and the second nozzle ( 88 ) a second chevron section ( 104 ), which has a second dimension for the variable outlet ( 78 ), the second dimension being different from the first dimension, the second nozzle ( 88 ) between a first position in which the air flow from the compressor ( 4 ) the variable outlet ( 78 ), which is arranged with the first dimension, and a second position is displaceable, in which the air flow from the compressor flows through the variable outlet, which is arranged with the second dimension.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 1, wherein the variable outlet ( 132 ) by several chevrons ( 79 ), each of the several chevrons ( 136 ) with the second end ( 71 ) of the at least one nozzle ( 60 ) is pivotally connected.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 4, further comprising: a chevron garland ( 154 ), which interacts with each of the several chevrons ( 136 ) is operatively connected.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 5, wherein the chevron garland ( 154 ) at the at least one nozzle ( 120 ) is mounted displaceably.

Turbomachine ( 2 ) according to claim 4, further comprising: an actuator rod ( 161 ), with the chevron wreath ( 154 ) is operatively connected, wherein the actuator rod ( 161 ) is set to the chevron wreath ( 154 ) between a first position, in which the variable outlet ( 133 ) is set with the first dimension, and optionally a second position in which the variable outlet ( 133 ) with the second dimension, the second dimension being different from the first dimension.