DE19735172A1 - Verbessertes Turbinenscheiben-Eintrittsverhinderungsverfahren und -vorrichtung - Google Patents
Verbessertes Turbinenscheiben-Eintrittsverhinderungsverfahren und -vorrichtungInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Luftlie
fersystem eines Gasturbinentriebwerks zur Kühlung einer
Gasturbinentriebwerks-Turbinenrotoranordnung und insbe
sondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Be
grenzung des Eintrittes von heißem Gas in den Turbinen
rotorluftraum.
Um die Brennstoffausnutzungscharakteristiken zu verbes
sern, werden Hochleistungs-Gasturbinentriebwerke typi
scherweise bei Temperaturen betrieben, die höher sind als
die physischen Eigenschaftsgrenzen der Materialien, aus
denen die Triebwerkskomponenten konstruiert sind. Dies
ist insbesondere der Fall beim "heißen" Abschnitt des
Triebwerks.
Wenn diese höheren Temperaturen nicht kompensiert werden,
haben sie die Oxidation von Triebwerkskomponenten und ver
ringerte Komponentenservicelebensdauer zur Folge. Daher
werden Gasturbinentriebwerke typischerweise mit einem
internen Luftliefersystem versehen, wodurch ein Fluß von
Kühlluft innerhalb des Motors zirkuliert bzw. kreisförmig
bewegt wird, um die Betriebstemperaturen des "heißen"
Triebwerksabschnittes und von anderen Komponenten zu be
grenzen, wodurch die Zuverlässigkeit und lange Service
lebensdauer sichergestellt wird. Kühlluftdurchlässe
innerhalb des Triebwerkes werden typischerweise
verwendet, um den Fluß von solcher Kühlluft zu den
notwendigen Triebwerkskomponenten zu leiten, wodurch die
Triebwerkskomponententemperatur auf ein Niveau verringert
wird, welches zu den Materialeigenschaften der speziellen
Komponente paßt, wodurch somit die Komponentenservice
lebensdauer verlängert wird. Typischerweise wird ein Teil
der komprimierten Luft, der aus dem Turbinenkompressorab
schnitt abgeleitet wird, verwendet, um den "heißen" Ab
schnitt und andere Komponenten zu kühlen. Jedoch ist die
vom Kompressorabschnitt verfügbare Menge an abgeleiteter
Luft im allgemeinen begrenzt, so daß ein Hauptteil der
komprimierten Luft für die Triebwerksverbrennung und zum
Liefern der nützlichen Triebwerksleistung reserviert
ist.
Wenn die Betriebstemperaturen der Turbinentriebwerke
gesteigert werden, um den Wirkungsgrad und die Leistungs
ausgabe zu steigern, muß entweder die Versorgung der
Kühlluft gesteigert werden, um die kritischen Komponenten
zu kühlen, oder eine bessere Verwendung der verfügbaren
Kühlluft ist erforderlich.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Turbinenscheiben
luftraumgebiet bzw. Turbinenscheibenraumgebiet und neu
artige Mittel zur Begrenzung des Eintrittes von heißen
Gasen, die aus der stromaufwärts liegenden Turbinendü
senanordnung austreten, in den Turbinenscheibenraum ge
richtet.
Wenn die heißen Gase aus der stromaufwärts liegenden Tur
binendüsenanordnung austreten und in die Turbinenschau
feln geleitet werden, wird eine Wellenflußregion sofort
hinter und stromabwärts der nachlaufenden Kante jedes
Düsenstatorflügels erzeugt. Somit tritt eine Wiederge
winnung des statischen Druckes auf, und zwar innerhalb
jeder Wellenregion, wodurch ein gesteigerter statischer
lokaler Spitzendruck erzeugt wird, und zwar höher als der
statische Druck des benachbarten Hauptstroms des heißen
Gasflusses. Um den Eintritt von heißen Gasen in den Tur
binenscheibenraum zu verhindern, muß eine ausreichende
Menge von Pufferluft eingeleitet werden, um die erhöhten
statischen Druckspitzen zu überwinden, die stromabwärts
jedes Düsenstators erzeugt werden.
Durch die vorliegende Erfindung werden Mittel gelehrt,
durch die ein Strahl von Kühlluft, genommen aus dem in
ternen Kühlluftliefersystem des Motors, in die Wellen
region sofort stromabwärts von jedem Düsenstatorflügel
eingeleitet wird, und zwar vorzugsweise an der inneren
Flügel/Auskleidungs-Anbringung des Flügels, wodurch die
Größe des statischen Spitzendrucks darin verringert wird.
Durch Verringern der statischen Wellenregiondruckspitzen
kann die Menge der Pufferluft, die in den Turbinenschei
benraum eingeleitet wird, entsprechend reduziert werden,
was einen gesteigerten Triebwerkswirkungsgrad zur Folge
hat.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Teils eines typi
schen Gasturbinentriebwerks, welches die vorlie
gende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1
umkreisten Teils;
Fig. 2A ist eine vergrößerte Schnittansicht eines alter
nativen Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 um
kreisten Teils;
Fig. 3 ist eine Ansicht entlang der Linien 3-3 in Fig. 2,
die einen Teil der Turbinendüse der ersten Stufe
zeigt, die die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 3A stellt eine schematische Veranschaulichung des
Austrittsendes der Turbinendüse der ersten Stufe
dar, und zwar wie in Fig. 3 veranschaulicht, und
zwar mit einer repräsentativen statischen Druck
verteilung des Standes der Technik in Umfangs
richtung, und zwar direkt stromabwärts von den
Düsenstatorflügeln ohne die vorliegende Erfindung;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4
in Fig. 3, die den Fluß des heißen Gases durch die
Düsenstatorflügel der ersten Stufe veranschau
licht;
Fig. 5 stellt eine stark vergrößerte schematische Dar
stellung des heißen Gasflusses dar, wenn er aus
den Statorflügeln der Düse austritt, wobei die
Wellenregion des gestörten Gasflusses direkt
stromabwärts der nachlaufenden Kante der Stator
flügel gezeigt ist.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist ein typisches Gasturbinentrieb
werk 10, welches nicht vollständig gezeigt ist, geschnit
ten worden, um ein typisches Kühlluftliefersystem 12 zu
zeigen, und zwar zum Kühlen der heißen Komponenten des
Turbinenabschnittes 14 des Triebwerkes. Das Triebwerk 10
weist ein Außengehäuse 16, einen Brennerabschnitt 18,
einen Kompressorabschnitt 20 und einen Kompressoraus
laßluftraum bzw. Kompressorauslaßraum 22 auf, wodurch
strömungsmittelmäßig das Luftliefersystem 12 mit dem
Brennerabschnitt 18 verbunden wird. Der Luftraum bzw.
Raum 22 wird teilweise durch das äußere Gehäuse 16 und
eine mehrstückige Innenwand 24 definiert, die teilweise
den Brennerabschnitt 18 umgibt. Der Kompressorabschnitt
20 mit dem Rotor 26 weist eine Vielzahl von drehbaren
Kompressorschaufeln 30 auf, die an einer nicht gezeigten
sich in Längsrichtung erstreckenden Mittelantriebswelle
angebracht sind, die von der Vergasungsturbinenanordnung
29 angetrieben wird. Eine Vielzahl von Kompressorstator
flügeln 31 erstreckt sich radial nach innen vom Außen
gehäuse 16 und ist axial zwischen den Reihen der dreh
baren Kompressorschaufeln 30 positioniert. Obwohl der
Kompressorabschnitt 20 typischerweise ein mehrstufiger
Axialflußkompressor ist, ist nur eine Stufe (die End
stufe) in Fig. 1 zur Vereinfachung gezeigt.
Der Brennerabschnitt 18 weist typischerweise eine ring
förmige Brennkammer 32 auf, die innerhalb des Raumes 22
um die Mittelwelle gelegen ist. Die Brennkammer 32 wird
typischerweise innerhalb des Raumes 22 durch einen Träger
33 getragen. Eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzdüsen 34
ist auch innerhalb des Raumes bzw. Luftraumes 22 am vor
deren Ende der Brennkammer 32 positioniert, wie in Fig. 1
veranschaulicht. Es sei auch bemerkt, daß eine Vielzahl
von (nicht gezeigten) ringförmigen Brennern, insbe
sondere Rohrbrennern (can combustors) die in Umfangs
richtung innerhalb des Raumes 22 um die Mittelwelle
beabstandet sind, verwendet werden könnten. Der Turbi
nenabschnitt 14 weist die Vergasungsturbinenanordnung 29
auf, die teilweise innerhalb einer integralen Düsen- und
Ummantelungsanordnung 42 der ersten Stufe angeordnet ist.
Die Ummantelungsanordnung 42 weist eine Vielzahl von
individuellen bzw. einzelnen sich radial erstreckenden
Statorflügeln 39 auf. Die Ummantelungsanordnung 38 wird
von dem Mittelwellen-Lagergehäuse 46 von einer Serie von
thermischen Massen 40 getragen, die vorgesehen sind, um
ein schnelles thermisches Wachsen während Aufheiz- und
Abkühlzyklen der Triebwerkskomponenten zu verhindern. Ein
Düsentraggehäuse ist innerhalb des Außengehäuses 16
angeordnet und ist am Gehäuse 16 durch nicht gezeigte
mechanische Befestigungsmittel und Zapfen angebracht.
Wie weiter in Fig. 2 gezeigt, weist die Vergasungsturbi
nenanordnung 29 einen Turbinenrotor oder eine Scheibe 50
auf, und zwar mit einer Vielzahl von ersetzbaren Turbi
nenschaufeln oder Flügeln 43, die in Umfangsrichtung an
dem Umfang davon angebracht sind. Für eine detaillierte
Beschreibung eines bevorzugten Verfahrens zur Anbringung
der Turbinenschaufeln 43 an der Turbinenscheibe 50 sei
der Leser hingewiesen auf das US-Patent 5 511 945
"Turbine Rotor And Blade Interface Cooling System",
ausgegeben an Boris Glezer, Aaron R. Fierstein und
Russell B. Jones am 30. April 1996.
Das Kühlluftliefersystem des Triebwerks 10 weist einen
Strömungsmittelflußpfad 94 vom Kompressorauslaßraum 22
zum Turbinenabschnitt 14 auf. Während des Triebwerksbe
triebes ist ein Fluß von unter Druck gesetzter Kühlluft,
durch die Pfeile 96 bezeichnet, innerhalb des Strömungs
mittelflußpfades 94 vorgesehen. Der Strömungsmittel
flußpfad 94 weist eine Vielzahl von nicht gezeigten
internen Triebwerksdurchlässen innerhalb des Triebwerks
10 auf. Ein Teil der internen Durchlässe ist innerhalb
des Lagergehäuses 46 und der Brenner- bzw. Verbrennungs
traganordnung 33.
Der Flußpfad 94 für den Durchlaß der Kühlluft 96 weist
weiter eine Vielzahl von Durchlässen 104 innerhalb der
thermischen Massen 40 auf. Die Vielzahl von Durchlässen
104 verbindet dabei strömungsmittelmäßig die internen
Triebwerkskühlluftlieferdurchlässe mit dem Kühllufthohl
raum 90 innerhalb der inneren Ummantelung 36 der Düsen
anordnung 42, wodurch ein Fluß von Kühlluft daran gelie
fert wird.
Die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden
Erfindung wird auf die Turbinendüsenanordnung 42 der
ersten Stufe gerichtet sein, jedoch sei bemerkt, daß die
Kühltechnik auf dem Rest der Turbinenstufen in ähnlicher
Weise angewandt werden kann.
Mit Bezug auf die Fig. 2, 3 und 4 ist ein Kühlluftauslaß
durchlaß oder -anschluß 52 innerhalb der inneren Ummante
lung 36 der Düsenanordnung 42 vorgesehen, wodurch ein
Strom von Kühlluft aus dem Hohlraum 90 ausgestoßen wird,
und zwar durch eine Vielzahl von Auslaßanschlüssen 52 und
in dem Turbinenscheibenraum 60 direkt unter der nachlau
fenden Kante von jedem Statorflügel 39. Wie unten weiter
beschrieben wird, werden die Auslaßanschlüsse 52 vorzugs
weise nach oben gerichtet, und zwar in einem Winkel A mit
Bezug auf die Radialebene 38 der nachlaufenden Kante des
Statorflügels, wie in Fig. 2 gezeigt, und auch tangential
in einem Winkel B geleitet, und zwar mit Bezug auf jeden
Statorflügel 39, wie in Fig. 4 angezeigt. Es sei beim
Ausführungsbeispiel dieser Beschreibung bemerkt, daß der
Winkel A im Bereich von ungefähr 20 bis 60 Grad ist, und
daß der Winkel B im Bereich von ungefähr 15 bis 30 Grad
liegt.
Eine Alternative ist in Fig. 2A gezeigt. Beispielsweise
weist die innere Ummantelung 36 einen Vorsprung 71 auf,
der eine geneigte Oberfläche 73 definiert. In dieser
Alternative besitzt die geneigte Oberfläche einen Winkel,
der im allgemeinen gleich dem Winkel A des Auslaßan
schlusses 52 ist. Funktionell tragen der Vorsprung 71 und
die geneigte Oberfläche 73 zur Wirksamkeit des Strahles
der Kühlluft bei, die aus dem Hohlraum 90 durch den An
schluß 52 ausgesandt wird.
Mit Bezug auf die Fig. 3A, 4 und 5 erzeugt die kreisför
mige bzw. umlaufende Anordnung von benachbarten Turbinen
statorflügeln 39 typischerweise einen sich progressiv
verengenden Flußbeschleunigungskanal 48 dazwischen von
der Radialebene 37 der stromaufwärts liegenden Führungs
kante der Statoranordnung zur Radialebene 38 der stromab
wärts liegenden nachlaufenden Kante der Düsenanordnung.
Somit steigt gemäß des Bernoulli-Theorems die Geschwin
digkeit des heißen Gasflusses 70, wenn er aus den Brenn
kammern 32 austritt und durch die Venturi-artigen Kanäle
48 zwischen den benachbarten Statorflügeln 39 hindurch
geht, wobei die Geschwindigkeitssteigerungen eine
entsprechende Verringerung des statischen Drucks des
Flusses zur Folge haben.
Es sei ein isothermischer Fluß innerhalb der gesamten
Statorkanäle 48 angenommen, wobei der heiße Gasfluß 70
erwartungsgemäß einen gleichförmigen statischen umlaufen
den Druck zeigen würde. Wenn jedoch der heiße Fluß 70 aus
den Flußbeschleunigungskanälen 48 austritt, tritt eine
Beeinflussung der Druckwiedergewinnung innerhalb der
Welle des austretenden Flusses auf, und zwar direkt
stromabwärts jeder nachlaufenden Kante 54 jedes Stator
flügels, die eine endliche Dicke besitzt, wie in Fig. 5
gezeigt. Fig. 5 ist stark vergrößert worden, um genauer
den Wellenregionfluß 75 zu zeigen, von dem erwartet wird,
daß er sich sofort stromabwärts jeder nachlaufenden Kante
des Statorflügels bildet. Somit wird der statische Druck
innerhalb der Wellenregion 75 der nachlaufenden Kante di
rekt stromabwärts jeder nachlaufenen Kante 54 des Stator
flügels höher sein als der statische Druck innerhalb des
anderenfalls ungestörten heißen Gasflusses 70, wenn er
aus den Kanälen 48 zwischen den Statorflügeln 39 aus
tritt.
Fig. 3A stellt eine schematische Darstellung dar, und
zwar ähnlich der Fig. 3, und zwar stromaufwärts in das
Auslaßende der Düsenanordnung 42 gesehen und veranschau
licht graphisch die statische Umfangsdruckverteilung di
rekt stromabwärts der Radialebene 38 der stromabwärts
liegenden nachlaufenden Kante der Düsenanordnung in Ab
wesenheit der vorliegenden Erfindung bzw. wenn die Er
findung nicht vorgesehen wird. Die Wiedergewinnung des
statischen Druckes direkt hinter jeder nachlaufenden
Kante 54 des Statorflügels wird dabei durch Vektoren 62
angezeigt.
Während des Triebwerkbetriebes ist es wünschenswert,
einen statischen Druck innerhalb des Turbinenraums 60
(siehe Fig. 2) aufrechtzuerhalten, und zwar ausreichend,
um den Eintritt von heißen Gasen 70 radial in dem Raum
bzw. Luftraum zu verhindern. Dies wird gewöhnlicherweise
erreicht durch Liefern einer zusätzlichen Menge von
Pufferluft in den Scheibenraum. Daher müßte mit Bezug auf
die Druckverteilung, wie sie in Fig. 3A dargestellt ist,
der statische Druck innerhalb des Turbinenscheibenraums
60 zumindest gleich dem statischen Druck 62 der Wellen
region sein. Wenn der statische Druck innerhalb des Raums
60 nur gleich dem statischen Kanaldruck wäre, wie von den
Vektoren 64 angezeigt, würde ein daraus folgender Ein
tritt von heißen Gasen 70 radial nach innen zum Raum 60
direkt stromabwärts von jeder nachlaufenden Kante 54 der
Statorflügel vorkommen, und zwar aufgrund des gestei
gerten bzw. angehobenen statischen Druckes innerhalb der
Wellenflußregion 75.
Wenn jedoch die gesteigerten Spitzen des statischen
Druckes 62 innerhalb der Wellenflußregion 75 verringert
und/oder eliminiert werden würden, könnte ein entspre
chend niedrigerer statischer Druck innerhalb des Turbi
nenraums 60 aufrechterhalten werden, was Einsparungen der
erforderlichen Menge an Pufferluft zur Folge hätte, und
dadurch einen größeren Gesamtwirkungsgrad des Gasturbi
nen-Kühlluftliefersystems zur Folge haben.
Es sei Bezug genommen auf die Fig. 2, 3 und 4. Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann der gesteigerte statische
Wellenregiondruck 62 hinter jeder nachlaufenden Kante 54
der Statorflügel in der Nachbarschaft der Anbringung der
nachlaufenden Kante an der inneren Ummantelung 36 verrin
gert werden, und zwar durch Einleiten einer kleinen Menge
von Kühlluft (Masseneinspritzung), und zwar direkt in
jede Wellenregion 74 einer nachlaufenden Kante nahe der
Ummantelung 36, und zwar von den Kühlluftauslaßanschlüs
sen 52. Der bevorzugte Winkel B für den Anschluß 52 soll
te den Strom der Kühlluft, der aus dem Anschluß 52 ausge
lassen wird, mit einem ähnlichen Geschwindigkeitsvektor
einleiten, wie der Geschwindigkeitsvektor des heißen
Hauptstrom-Gasflusses 70, der aus der Statoranordnung 42
austritt.
Somit verhindert durch Verringern der Größe des sta
tischen Druckes innerhalb der Wellenregion 75 das Kühl
luftliefersystem 12 wirkungsvoller das Eintreten von
heißen Gasen in den Turbinenraum 60 des
Gasturbinentriebwerks 10.
Darüber hinaus sehen die primären Vorteile des verbes
serten Turbinenkühlsystems eine wirkungsvollere Kühlluft
verwendung des Kompressorabschnittes 20 vor, steigern die
Komponentenlebensdauer und den Wirkungsgrad des Trieb
werkes und stellen sicher, daß der Hauptteil der kompri
mierten Luft zur Verbrennung und zur Erzeugung einer
nützlichen Leistungsausgabe erzeugt wird.
Während die Erfindung bezüglich des bevorzugten Ausfüh
rungsbeispiels der Erfinder beschrieben worden ist, ist
es offensichtlich, daß viele Alternativen, Modifikationen
und Variationen dem Fachmann im Lichte der vorangegange
nen Lehre offensichtlich werden. Solche Variationen kön
nen das Verändern der Vorrichtung zum Liefern des Kühl
luftflusses innerhalb der Statorflügel und das Vorsehen
von Auslaßanschlüssen an ausgewählten Stellen entlang der
nachlaufenden Kante jedes Statorflügels vorsehen, sind
jedoch nicht darauf eingeschränkt.
Dementsprechend soll die Erfindung alle solche
Alternativen, Modifikationen und Variationen abdecken,
die im Geiste und Umfang der beigefügten Ansprüche
liegen.
Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Die hier offenbarte und gelehrte Erfindung lehrt ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung des Eintrittes von heißen Verbrennungsgasen in den Turbinenscheibenraum eines Gasturbinentriebwerkes, wenn die heißen Gase von einer Turbinendüsenanordnung und in die Turbinenschaufeln fließen. Ein Triebwerkskühlluftstrom wird in die Wellenregion eingespritzt, und zwar direkt hinter und stromabwärts der Statorflügel der Düsenanordnung, wodurch die Wiedergewinnung des statischen Druckes verringert wird, die ansonsten innerhalb der Wellenregion aufritt. Somit ist eine geringere Menge an Pufferluft innerhalb des Turbinenscheibenraums erforderlich, um den Eintritt von heißen Gasen zu verhindern, was einen gesteigerten Wirkungsgrad des Kühlluftliefersystems des Triebwerkes und eine gesteigerte Gesamttriebwerksleistung zur Folge hat.
Die hier offenbarte und gelehrte Erfindung lehrt ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Begrenzung des Eintrittes von heißen Verbrennungsgasen in den Turbinenscheibenraum eines Gasturbinentriebwerkes, wenn die heißen Gase von einer Turbinendüsenanordnung und in die Turbinenschaufeln fließen. Ein Triebwerkskühlluftstrom wird in die Wellenregion eingespritzt, und zwar direkt hinter und stromabwärts der Statorflügel der Düsenanordnung, wodurch die Wiedergewinnung des statischen Druckes verringert wird, die ansonsten innerhalb der Wellenregion aufritt. Somit ist eine geringere Menge an Pufferluft innerhalb des Turbinenscheibenraums erforderlich, um den Eintritt von heißen Gasen zu verhindern, was einen gesteigerten Wirkungsgrad des Kühlluftliefersystems des Triebwerkes und eine gesteigerte Gesamttriebwerksleistung zur Folge hat.
Claims (13)
1. Kühlluftliefersystem zum Kühlen der internen Kom
ponenten eines Gasturbinentriebwerks mit einer Tur
binenanordnung, einem Kompressorabschnitt und einem
Kompressorauslaßraum, der strömungsmittelmäßig das
Luftliefersystem mit dem Kompressorabschnitt verbin
det, wobei das System folgendes aufweist:
- a) einen Strömungsmittelflußpfad zwischen dem Kom
pressorabschnitt und der Turbinenanordnung, wobei
der Strömungsmittelflußpfad den Kompressorauslaßraum
mit den zu kühlenden Motorkomponenten verbindet, und
wobei ein Kühlluftfluß dorthindurch geht, wenn der
Kompressorabschnitt in Betrieb ist;
1) wobei die Turbinenanordnung eine Düsenanordnung aufweist, die stromaufwärts einer drehbaren Turbine positioniert ist, wobei die Düsenanordnung eine innere und eine äußere Umfangsummantelung aufweist, und zwar mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Statorflügeln, die sich radial dazwi schen erstrecken und getrennte Strömungsmittel flußkanäle zwischen den Statorflügeln bilden, wo durch ein Fluß von heißen Gasen durch die Flußkanäle hindurch geht und wobei beim Austreten aus den Fluß kanälen dadurch eine Wellenregion des gestörten Flusses erzeugt wird, und zwar innerhalb des heißen Gasflusses, direkt stromabwärts von jeder nachlaufen den Statorflügelkante; - b) einen Kühlluftstrom, der in jede der Wellenregio nen eingeleitet wird.
2. Kühlluftliefersystem nach Anspruch 1, wobei der
Kühlluftstrom, der in die Wellenregionen eingeleitet
wird, eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten
luftabgebenden Zumeßöffnungen innerhalb der inneren
Ummantelung aufweist, wobei jede der Zumeßöffnungen
strömungsmittelmäßig mit dem Luftliefersystem
verbunden ist.
3. Kühlluftliefersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei
jede der Zumeßöffnungen direkt unter einer
nachlaufenden Kante eines Düsenstatorflügels
positioniert ist.
4. Kühlluftliefersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, wobei jede
der Zumeßöffnungen vorsieht, daß der Kühlluftstrom
tangential in Richtung des bestehenden Flusses von
heißen Gasen gerichtet ist.
5. Kühlluftliefersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, wobei jede
der Zumeßöffnungen auch vorsieht, daß der Kühlluft
strom winklig nach oben in die Wellenregion
gerichtet ist.
6. Kühlluftliefersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, wobei die
innere Auskleidung der Düsenanordnung einen Vor
sprung bzw. Absatz aufweist, der eine geneigte
Oberfläche definiert.
7. Kühlluftliefersystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, wobei die
geneigte Oberfläche einen Winkel besitzt, der im
allgemeinen gleich dem winklig nach oben gerichteten
Kühlluftstrom ist.
8. Gasturbinentriebwerk mit einer Gaserzeugungsvorrich
tung zur Erzeugung eines Flusses von heißen Gasen
mit hoher Geschwindigkeit, wobei eine Turbinenanord
nung einen drehbaren Rotor aufweist, und zwar mit
einer Vielzahl von Turbinenschaufeln, die an dessen
Umfang befestigt sind, wobei eine Düse zwischen der
Gaserzeugungsvorrichtung und der Turbinenanordnung
positioniert ist, um den Fluß von heißen Gasen in
Strömungsmitteleingriff mit den Turbinenschaufeln zu
leiten, wobei die Düse zumindest einen Statorflügel
aufweist, wodurch der Statorflügel eine Wellenregion
von gestörtem Fluß bzw. gestörter Strömung direkt
stromabwärts des Statorflügels erzeugt, wobei weiter
ein gesteigerter bzw. hoher statischer Druck
innerhalb der Wellenregion auftritt, und das
Vorsehen eines Gasflusses, der in die Wellenregion
eingespritzt bzw. eingeleitet wird, wodurch der
statische Druck darin verringert wird.
9. Turbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, wobei die
Düsenanordnung eine innere und eine äußere
Umfangsummantelung besitzt, und zwar mit einer
Vielzahl von Statorflügeln, die sich radial
dazwischen erstrecken.
10. Turbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei der
in die Wellenregion eingespritzte Gasfluß eine
Gasauslaßzumeßöffnung innerhalb der inneren
Ummantelung der Düsenanordnung aufweist.
11. Turbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei die
Gasauslaßzumeßöffnung vorsieht, daß der
eingespritzte Gasfluß in die Wellenregion direkt
stromabwärts von jeder nachlaufenden Kante eines
Statorflügels gerichtet wird, und zwar an der
Verbindung des Statorflügels und der inneren
Ummantelung.
12. Turbinentriebwerk nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 11, wobei der
eingespritzte Gasfluß tangential gerichtet ist, um
zur Richtung des heißen Gasflusses zu passen, wie er
aus der Düsenanordnung austritt.
13. Gasturbinentriebwerk mit einer Gasturbinenerzeu
gungsvorrichtung zur Erzeugung eines Flusses von
heißen Gasen mit hoher Geschwindigkeit, wobei eine
Turbinenanordnung einen drehbaren Rotor mit einer
Vielzahl von Turbinenschaufeln aufweist, die an
dessen Umfang befestigt sind, wobei eine Düse
zwischen der Gaserzeugungsvorrichtung und der
Turbinenanordnung positioniert ist, um den Fluß von
heißen Gasen in Strömungsmitteleingriff mit den
Turbinenschaufeln zu leiten, wobei die Düse zumin
dest einen Statorflügel aufweist, wodurch der Sta
torflügel eine Wellenregion eines gestörten Flusses
direkt stromabwärts des Statorflügels erzeugt, wobei
ferner ein gesteigerter bzw. hoher statischer Druck
innerhalb der Wellenregion auftritt, wobei das
Verfahren zur Verringerung des statischen Druckes
innerhalb der Wellenregion folgende Schritte
aufweist:
- 1) Vorsehen einer Quelle von unter Druck gesetzter Luft,
- 2) Einspritzen eines Stroms der unter Druck ge setzten Luft in die Wellenregion.
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