EP4517054A2 - Kühlbares turbinenmodul für eine strömungsmaschine, sowie strömungsmaschine - Google Patents

Kühlbares turbinenmodul für eine strömungsmaschine, sowie strömungsmaschine Download PDF

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EP4517054A2
EP4517054A2 EP24192460.4A EP24192460A EP4517054A2 EP 4517054 A2 EP4517054 A2 EP 4517054A2 EP 24192460 A EP24192460 A EP 24192460A EP 4517054 A2 EP4517054 A2 EP 4517054A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
annular channel
separating device
circumferential direction
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24192460.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4517054A3 (de
Inventor
Karl Maar
Yannick MULLER
Markus Rohling
Tobias Glasenapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP4517054A2 publication Critical patent/EP4517054A2/de
Publication of EP4517054A3 publication Critical patent/EP4517054A3/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/10—Heating, e.g. warming-up before starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/201—Heat transfer, e.g. cooling by impingement of a fluid

Definitions

  • the invention relates to a turbine module for a turbomachine, comprising a turbine housing with an annular outer wall and an inner housing, and an annular channel for distributing a cooling fluid in a circumferential direction of the turbine module, wherein the annular channel sits directly on the outer wall on the outside, has at least one inlet for the cooling fluid to flow into the annular channel, and has openings for the cooling fluid to flow out into cooling lines of the inner housing.
  • the invention further relates to a compressor module for a turbomachine, comprising a compressor housing with an annular outer wall and an inner housing, and an annular channel for distributing a thermal fluid in a circumferential direction of the compressor module, wherein the annular channel sits directly on the outer wall on the outside, has at least one inlet for the thermal fluid to flow into the annular channel, and has openings for the thermal fluid to flow out into thermal lines of the inner housing.
  • the invention relates to a turbomachine, in particular an aircraft gas turbine.
  • cooling air from the compressor can be supplied to components in turbomachines that are subject to high temperatures, for example high- and low-pressure turbine blades.
  • heated air from the high-pressure compressor can be used to heat components such as guide vanes and prevent icing.
  • the cooling of the inner casing in particular by air, preferably from the compressor, can be carried out in the prior art using an annular channel positioned at the axial height of the inner casing of the turbine module.
  • the cool bleed air is guided from the annular channel into respective struts of the inner casing to ensure that the temperature of the material is below a critical temperature. It is necessary that the bleed air absorbs as little heat as possible between the source, in particular the compressor, and the sink, in particular the strut, and that the bleed air temperature in the ring channel has as little circumferential variation as possible.
  • the heating of the inner housing for example a bearing star of the low-pressure compressor (LPV), in particular by warm bleed air, preferably from the HDV, can be carried out in the prior art using an annular channel positioned at the axial height of the inner housing of the compressor module.
  • the warm air is guided from the annular channel into the respective struts of the inner housing to ensure that the temperature of the material is above freezing point in the critical flight phases.
  • the bleed air loses as little heat as possible between the source, in particular the HDV, and the sink, in particular the strut, and that the bleed air temperature in the annular channel has as little circumferential variation as possible.
  • the invention is based on the object of providing a turbine module, a compressor module and a turbomachine by means of which a heat inflow to the cooling fluid or a heat outflow from the thermal fluid within the annular channel can be reduced.
  • a first aspect of the invention provides a turbine module for a turbomachine.
  • the turbine module comprises at least one turbine housing with an annular outer wall and an inner housing.
  • the turbine module further comprises at least one annular channel for distributing a cooling fluid in a circumferential direction of the turbine module.
  • the annular channel sits directly on the outer wall on the outside.
  • the annular channel has at least an inlet for the cooling fluid to flow into the ring channel.
  • the ring channel has openings for the cooling fluid to flow out into cooling lines of the inner housing.
  • a separating device running in the circumferential direction is provided within the ring channel, which divides the ring channel into a radially inner interior space and a radially outer exterior space.
  • the inner housing to be cooled can in particular have static elements to which, for example, moving and rotating components can be attached or mounted.
  • the inner housing can preferably have struts which extend in a radial direction from the outer wall to a core or to a turbine center frame (TCF) of the turbine module and firmly connect the outer wall to the TCF.
  • the struts can in particular be evenly distributed in the circumferential direction.
  • the cooling lines can in particular be formed within the inner housing.
  • the cooling lines can preferably be hollow spaces within the struts and within the TCF, which guide the cooling fluid in a targeted manner.
  • each opening or several openings can be provided for each strut of the inner housing.
  • each opening in the ring channel can be fluidically connected to a cooling line of the strut or to the cooling lines of the inner housing.
  • the opening can in particular extend through the inner wall of the ring channel or the outer wall of the turbine housing to the cooling line.
  • the outer space of the ring channel has the at least one inlet and the openings. Because the cooling fluid flows from the inlet into the outer space, is distributed within the outer space, in particular in the circumferential direction, and flows from the outer space again through the openings of the outer space, it can advantageously be ensured that cooling fluid does not flow into the interior or only flows slightly.
  • a flow rate of the cooling fluid in the interior is thus zero or at least almost zero or significantly reduced compared to the flow rate of the cooling fluid in the exterior. Due to the reduced flow rate of the cooling fluid in the interior, only a small amount of heat transfer or a smaller amount of heat convection can take place from the outer wall of the turbine housing to the inner side of the separating device.
  • the cooling fluid in the interior can thus advantageously act as insulation or as an insulating air cushion.
  • the heat transfer in the interior can thus be dominated by free convection, which is significantly lower compared to forced convection at increased flow rates. Overall, this can advantageously mean that the cooling fluid in the outer space is heated to a much lower level and cooling performance can be improved.
  • a more homogeneous temperature distribution of the cooling fluid in the outer space in the circumferential direction can be achieved, so that the inner housing can be cooled evenly.
  • the separating device forms the openings, wherein the openings are each fluidically connected to the cooling lines of the inner housing via a tube element.
  • the openings can be formed on the outer side of the separating device.
  • the tube element can in particular be formed through the separating device.
  • the tube element can also in particular be formed through the interior.
  • the tube element can lead through the inner wall of the ring channel or through the outer wall of the turbine housing and open into the cooling line.
  • the interior of the tube element, in which the cooling fluid can be guided can in particular be fluidically separated from the interior by the wall of the tube element.
  • the tube element can thus advantageously ensure that the cooling fluid can flow from the outside directly into the cooling lines without the cooling fluid flowing into the interior.
  • the flowing cooling fluid is fluidically shielded from the interior by the tube element.
  • the insulating air cushion of the interior can thus be retained, so that a cooling effect and a homogeneity of the temperature distribution in the circumferential direction are improved.
  • the opening can in particular be a through hole through the separating device, wherein the tube element has the hole on the outer side at the edge, in particular can be welded.
  • the outer wall of the turbine housing can also have a hole to which the tube element has the hole on the edge, in particular can be welded.
  • At least one section of the outer wall of the turbine housing forms the radially inner inner wall of the ring channel.
  • at least the section of the outer wall of the turbine housing simultaneously corresponds to the inner wall of the ring channel.
  • a separate inner wall of the ring channel can thus advantageously be dispensed with, so that material and weight can be saved.
  • the ring channel can have a U-shaped profile before assembly with the turbine housing, wherein the edges of the U-shaped profile can be connected directly to the outer wall, in particular joined, preferably welded.
  • the separating device has at least one sheet metal which extends substantially in the circumferential direction and in the axial direction of the turbine module. In the radial direction, the at least one sheet extends much less than the extent of the sheet in the circumferential direction and axial effect.
  • the sheet can be understood to be a rolled metal whose width in the axial direction and length in the circumferential direction are much greater than its thickness in the radial direction.
  • the width of the at least one sheet can essentially correspond to a width of the ring channel.
  • the sheet can in particular be shaped in such a way that it has a rounding in the circumferential direction, so that a distance of the at least one sheet to the inner wall of the ring channel or outer wall of the turbine housing is essentially constant over the entire length in the circumferential direction.
  • the at least one sheet can have stiffeners to increase stability, in particular corresponding linear depressions or beads, curvatures, flat depressions or the like.
  • the at least one sheet can be flanged or bent on the axially front and rear edges.
  • the separating device is a sheet metal.
  • the sheet metal can be joined, in particular welded, at its respective ends so that the sheet metal assumes a closed, cylindrical shape.
  • spacer elements of the turbine module are provided, which space the at least one sheet from the outer wall of the turbine housing.
  • the spacer elements can in particular be designed at points in order to keep heat conduction as low as possible.
  • the spacer elements can also be elongated, in particular rail-shaped.
  • the spacer elements can advantageously ensure that the separating device is not in direct contact with the outer wall of the turbine housing, at least almost completely, so that the interior space can be formed.
  • radially inner spacer elements can be provided between the outer wall of the turbine housing and the inner side of the separating device.
  • these spacer elements can extend in the radial direction to a height of a few millimeters, so that the separating device is spaced a few millimeters from the outer wall of the turbine housing.
  • radially outer spacer elements can also be formed between the outer wall of the annular channel and the outer side of the separating device.
  • the spacer elements are formed integrally with the separating device.
  • the spacer elements can be formed from the sheet metal, for example in the form of point-like bumps in the respective sheet metal, or also in the form of scalloped rails. Such spacer elements can be manufactured particularly easily.
  • the spacer elements do not first have to be firmly connected to the respective sheet metal, so that a joining step can be performed.
  • the spacer elements are formed integrally with the outer wall of the turbine housing, for example as point-like or elongated elevations.
  • the separating device is segmented into several sheets in the circumferential direction.
  • each sheet does not extend over the entire length in the circumferential direction, but only over a partial area in the circumferential direction.
  • the several sheets are each designed in the shape of a circular arc, with the several sheets together forming the circle.
  • adjacent sheets are arranged so as to overlap one another at their distal end.
  • the respective two distal ends of a sheet are opposite one another in the circumferential direction, with an edge of a respective end extending in the axial direction.
  • Overlapping can be understood to mean that a distal end of a first sheet is above or below a distal end of a second sheet adjacent to the first sheet, with above being understood to mean radially outside and below being understood to mean radially inside.
  • the adjacent sheets can preferably contact one another in the overlapping area so that no cooling fluid can flow through the overlapping area from the outside into the interior.
  • a first distal end of a sheet is above and an opposite, second distal end of the same sheet is below.
  • the overlaps of the separating device are thus arranged in a quasi-step-like manner in the circumferential direction.
  • One advantage of the overlapping arrangement of adjacent sheets is that the sheets can expand or contract in the circumferential direction as a result of thermal interactions, whereby the overlap area becomes larger or smaller. This advantageously prevents stresses in the sheets.
  • each sheet of the multiple sheets is firmly connected to the outer wall of the turbine housing at its distal, radially outwardly overlapping end region by means of at least one first spacer element.
  • the sheet is firmly connected to the turbine housing by means of the first spacer elements while maintaining an expansion distance adjacent to the overlap region.
  • the first spacer elements can therefore be designed as humps which are recessed in the circumferential direction.
  • the first spacer elements can be welded to the sheet and/or to the outer wall, for example.
  • each sheet of the multiple sheets is connected to the outer wall of the turbine housing in a sliding manner in the circumferential direction at least at its distal, radially inwardly overlapping end region by means of at least one second spacer element.
  • This can advantageously ensure that the inner overlapping end region can expand or contract due to thermal interaction, with the sheet sliding relative to the outer wall.
  • the second spacer elements can either be firmly connected to the outer wall and loosely connected to the sheet, or firmly connected to the sheet and loosely connected to the outer wall.
  • the technical effect is that the sheet can be held securely at both end areas.
  • the loose, inner end area can advantageously be secured radially outwards by the fixed, outer end area of the adjacent sheet.
  • the separating device is spaced apart from an axial front wall of the ring channel and/or from an axial rear wall of the ring channel. This ensures that the outer space and the inner space are not completely fluidically sealed off from one another and thus at least a pressure equalization can take place between the outer space and the inner space.
  • a gap is provided between the front wall or rear wall and the axial, circumferentially extending edges of the separating device, so that cooling fluid exchange can be kept as low as possible and thus only a small heat exchange can take place.
  • the gap is to be designed in such a way that it is small enough so that no strong ventilation of the inner space can take place. and, on the other hand, large enough so that an expansion of the separator in the axial direction does not lead to interaction with the front and/or rear wall.
  • a second aspect of the invention provides a compressor module for a turbomachine.
  • the compressor module comprises at least one compressor housing with an annular outer wall and an inner housing, as well as an annular channel for distributing a heat fluid in a circumferential direction of the compressor module.
  • the annular channel sits directly on the outer wall on the outside.
  • the annular channel has at least one inlet for the heat fluid to flow into the annular channel, as well as openings for the heat fluid to flow out into heat lines of the inner housing. It is provided that a separating device running in the circumferential direction is provided within the annular channel, which divides the annular channel into a radially inner interior space and a radially outer exterior space.
  • the separating device in the ring channel it can be advantageously ensured that the outer space of the ring channel is better shielded from the outer wall of the compressor housing. This can advantageously ensure that heat flow from the heat fluid in the outer space is significantly reduced.
  • heat flow from the heat fluid in the outer space is significantly reduced.
  • the heat fluid is distributed in the circumferential direction, there is therefore significantly less heat exchange, so that temperature gradients in the circumferential direction can be reduced. Almost temperature homogeneity can therefore be ensured in the ring channel, so that the inner housing can be evenly heated all around by the heat fluid.
  • inlet guide vanes IGF, for example, can advantageously be defrosted evenly.
  • the inner housing to be heated can in particular have static elements to which, for example, moving and rotating components can be attached or mounted.
  • the inner housing can preferably have struts which extend in a radial direction from the outer wall to a core or to a compressor center frame (CCF) of the compressor module and firmly connect the outer wall to the CCF.
  • the struts can in particular be evenly distributed in the circumferential direction.
  • the heat pipes can in particular be formed within the inner housing.
  • the heat pipes can preferably be hollow spaces within the struts and within the CCF, which guide the heat fluid in a targeted manner.
  • the struts can correspond to the IGVs.
  • the ring channel can be arranged in particular in an axial direction of the compressor housing at the same height as the inner housing, in particular the struts.
  • the ring channel sits directly on the outer wall.
  • the ring channel for example also referred to as an air box, is designed to guide the heat fluid in its interior and to distribute the heat fluid preferably evenly in the circumferential direction.
  • the ring channel can be formed completely in the circumferential direction so that the ring channel can take on a closed ring shape.
  • the ring channel can in particular have a certain width in the axial direction and a certain height in the radial direction, wherein a length of the ring can essentially correspond to a circumference of the outer wall at this axial position.
  • the ring channel can in particular have walls within which the heat fluid can be guided.
  • a cross section of the ring channel can preferably be essentially rectangular, or for example semicircular or semi-elliptical.
  • the ring channel can preferably have a radially inner inner wall, a radially outer outer wall, an axially front front wall, and an axially rear rear wall.
  • the ring channel can in particular have exactly one inlet through which the heat fluid can flow into the ring channel.
  • the heat fluid can in particular be air, which can be tapped in particular from the high-pressure compressor (HDV) and fed to the ring channel through the inlet.
  • the inlet is preferably arranged in a radially outer region of the ring channel or arranged in the outer space, so that a heat flow to the compressor from a heat fluid supply line, which can be connected to the inlet, is low.
  • each opening or several openings can be provided for each strut of the inner housing.
  • each opening in the ring channel can be fluidically connected to a heat line of the strut or to the heat lines of the inner housing.
  • the opening can in particular extend through the inner wall of the ring channel or the outer wall of the compressor housing to the heat line.
  • the separating device within the ring channel preferably runs completely in the circumferential direction, so that the separating device is also virtually ring-shaped or cylindrical.
  • the separating device essentially spatially separates the ring channel into the interior and the exterior.
  • the exterior is formed in particular essentially by the outer wall of the ring channel, an outer section of the front and rear walls, and an outer side of the separating device
  • the interior is formed in particular essentially by the inner wall of the ring channel, an inner section of the front and rear walls, and an inner side of the separating device, so that the exterior is virtually shielded from the interior or the outer wall of the compressor housing by the separating device.
  • a volume of the exterior can be significantly larger than a volume of the interior.
  • a height of the exterior in the radial direction can also be significantly larger than a height of the interior.
  • the compressor module provides that the outer space of the ring channel has the at least one inlet and the openings. Because the heat fluid flows from the inlet into the outer space, is distributed within the outer space, in particular in the circumferential direction, and flows from the outer space out of the openings of the outer space, it can be advantageously ensured that heat fluid does not flow into the interior or only flows slightly. In particular, a flow rate of the heat fluid in the interior is thus zero or at least almost zero or significantly reduced in comparison to the flow rate of the heat fluid in the exterior. Due to the reduced flow rate of the heat fluid in the interior, only a small heat transfer or a lower heat convection from the inner side of the separating device to the outer wall of the compressor housing can take place.
  • the heat fluid in the interior can therefore advantageously act as insulation or as an insulating air cushion.
  • the heat transfer in the interior can thus be dominated by free convection, which is significantly lower than forced convection at increased flow speeds. Overall, this can advantageously mean that the thermal fluid in the exterior cools down significantly less and heat output can be improved. In addition, a more homogeneous temperature distribution of the thermal fluid in the exterior in the circumferential direction can be achieved, so that the inner housing can be heated evenly.
  • the separating device forms the openings, wherein the openings are fluidically connected to the heat lines of the inner housing via a respective tube element.
  • the openings can be formed on the outer side of the separating device.
  • the tube element can in particular be formed through the separating device.
  • the tube element can also in particular be formed through the interior.
  • the tube element can lead through the inner wall of the ring channel or through the outer wall of the compressor housing and open into the heat line.
  • the interior of the tube element, in which the heat fluid can be guided can in particular be fluidically separated from the interior by the wall of the tube element.
  • the tube element can thus advantageously ensure that the heat fluid from the outside can flow directly into the heat lines without the heat fluid flowing into the interior. Rather, the flowing heat fluid is fluidically shielded from the interior by the tube element.
  • the insulating air cushion of the interior can thus be retained, so that the heating effect and the homogeneity of the temperature distribution in the circumferential direction are improved.
  • the opening can in particular be a through hole through the separating device, wherein the tubular element has the hole on the edge, in particular can be welded.
  • the outer wall of the compressor housing can also have a hole to which the tubular element has the hole on the edge, in particular can be welded.
  • the compressor module provides that at least one section of the outer wall of the compressor housing forms the radially inner inner wall of the annular channel.
  • at least the section of the outer wall of the compressor housing simultaneously corresponds the inner wall of the ring channel.
  • the ring channel can have a U-shaped profile before assembly with the compressor housing, whereby the edges of the U-shaped profile can be connected directly to the outer wall, in particular joined, preferably welded.
  • the separating device has at least one sheet which extends essentially in the circumferential direction and in the axial direction of the compressor module. In the radial direction, the at least one sheet extends much less than the extent of the sheet in the circumferential direction and axial effect.
  • the sheet can be understood to be a rolled metal whose width in the axial direction and length in the circumferential direction are much greater than its thickness in the radial direction.
  • the width of the at least one sheet can essentially correspond to a width of the ring channel.
  • the sheet can in particular be shaped in such a way that it has a rounding in the circumferential direction, so that a distance of the at least one sheet to the inner wall of the ring channel or outer wall of the compressor housing is essentially constant over the entire length in the circumferential direction.
  • the at least one sheet can have stiffeners to increase stability, in particular corresponding linear depressions or beads, curvatures, flat depressions or the like.
  • At least one sheet may be flanged or bent at the axially front and rear edges.
  • the separating device is a sheet metal.
  • the sheet metal can be joined, in particular welded, at its respective ends so that the sheet metal assumes a closed, cylindrical shape.
  • One embodiment of the compressor module provides that spacer elements of the compressor module are provided, which space the at least one sheet from the outer wall of the compressor housing.
  • the spacer elements can be designed in particular at specific points in order to keep heat conduction as low as possible.
  • the spacer elements can also be designed to be elongated, in particular rail-shaped.
  • the spacer elements can advantageously ensure that the separating device, at least almost completely, is not in direct contact with the outer wall of the compressor housing, so that the interior can be designed
  • radially inner spacer elements can be provided between the outer wall of the compressor housing and the inner side of the separating device.
  • these spacer elements can extend in the radial direction to a height of a few millimeters, so that the separating device is spaced a few millimeters from the outer wall of the compressor housing.
  • additional radially outer spacer elements can also be formed between the outer wall of the annular channel and the outer side of the separating device.
  • the spacer elements are formed integrally with the separating device.
  • the spacer elements can be formed from the sheet metal, for example in the form of point-like bumps in the respective sheet metal, or also in the form of scalloped rails. Such spacer elements can be manufactured particularly easily.
  • the spacer elements do not first have to be firmly connected to the respective sheet metal, so that a joining step can be implemented.
  • the spacer elements are formed integrally with the outer wall of the compressor housing, for example as point-like or elongated elevations.
  • the compressor module provides that the separating device is segmented into several sheets in the circumferential direction.
  • each sheet does not extend over the entire length in the circumferential direction, but only over a partial area in the circumferential direction.
  • the several sheets are each designed in the shape of a circular arc, with the several sheets together forming the circle.
  • adjacent sheets are arranged so as to overlap one another at their distal end.
  • the respective two distal ends of a sheet are opposite one another in the circumferential direction, with an edge of a respective end extending in the axial direction.
  • Overlapping can be understood to mean that a distal end of a first sheet is above or below a distal end of a second sheet adjacent to the first sheet, with above being understood to mean radially outside and below being understood to mean radially inside.
  • the adjacent sheets can preferably contact one another in the overlapping area so that no thermal fluid can pass through the overlapping area from the outside into the Interior space can flow.
  • a first distal end of a sheet is above and an opposite, second distal end of the same sheet is below.
  • the overlaps of the separating device are thus arranged in a quasi-step-like manner in the circumferential direction.
  • One advantage of the overlapping arrangement of adjacent sheets is that the sheets can expand or contract in the circumferential direction as a result of thermal interactions, with the overlap area becoming larger or smaller. This advantageously prevents stresses in the sheets.
  • each sheet of the multiple sheets is firmly connected to the outer wall of the compressor housing at its distal, radially outward overlapping end region by means of at least one first spacer element.
  • the sheet is firmly connected to the compressor housing by means of the first spacer elements while maintaining an expansion distance adjacent to the overlap region.
  • the first spacer elements can therefore be designed as humps which are recessed in the circumferential direction.
  • the first spacer elements can be welded to the sheet and/or to the outer wall, for example.
  • each sheet of the multiple sheets is connected to the outer wall of the compressor housing in a sliding manner in the circumferential direction at least at its distal, radially inwardly overlapping end region by means of at least one second spacer element.
  • the second spacer elements can either be firmly connected to the outer wall and loosely connected to the sheet, or firmly connected to the sheet and loosely connected to the outer wall.
  • the technical effect is that the sheet can be held securely at both end areas.
  • the loose, inner end area can advantageously be secured radially outwards by the fixed, outer end area of the adjacent sheet.
  • the compressor module provides that the separating device is spaced apart from an axial front wall of the ring channel and/or from an axial rear wall of the ring channel. This ensures that the outside space and the inside space are not completely fluidically sealed off from one another and thus at least a pressure equalization can take place between the outside space and the inside space.
  • a gap is provided between the front wall or rear wall and the axial edges of the separating device running in the circumferential direction, so that a heat fluid exchange can be kept as low as possible and thus only a small heat exchange can take place.
  • the gap is to be designed in such a way that it is small enough so that no strong ventilation of the inside space can take place, and on the other hand large enough so that an expansion of the separating device in the axial direction does not lead to interaction with the front and/or rear wall.
  • a further aspect of the invention provides a turbomachine, in particular an aircraft gas turbine.
  • the turbomachine comprises at least one turbine module according to the invention and/or one compressor module according to the invention.
  • FIG. 1 a schematic representation of an embodiment of a turbine module 100 according to the invention of a turbomachine 1 in a longitudinal section, and the FIG. 2 in a cross-section.
  • the circumferential direction (U) is shown as straight, although in reality it can be circular or ring-shaped.
  • the turbine module 100 can comprise at least one turbine housing 101 with an annular outer wall 2 and an inner housing 3.
  • the turbine module 100 further comprises an annular channel 4 for distributing a cooling fluid in and/or against a circumferential direction U ( FIG. 2 ) of the turbine module 100.
  • the ring channel 4 sits radially on the outside of the outer wall 2, viewed in the radial direction R, which is directed outwards from a center of the turbine module.
  • the ring channel 4 has at least one inlet 5 for the cooling fluid to flow into the ring channel 4, as well as openings 6 for the cooling fluid to flow out into cooling lines 7 of the inner housing 3.
  • the arrow 28 can in particular represent a main flow of the turbo machine 1, which can flow radially inside the outer wall of the outer wall 2 and can heat this, as well as the inner housing 3, in particular by forced convection.
  • a separating device 8 can be provided which runs in the circumferential direction U and divides the ring channel 4 into a radially inner interior space 9 and a radially outer exterior space 10.
  • the exterior space 11 can have the at least one inlet 5 and the openings 6.
  • the separating device 8 forms the openings 6 radially on the outside, i.e. directed towards the exterior space, wherein the openings 6 are connected via each tube element 11 is fluidically connected to the cooling lines 7 of the inner housing 3.
  • the arrows 29 can indicate in particular the flow directions of the cooling fluid, which can flow from the inlet 5 into the annular channel 4, is preferably distributed in the circumferential direction and flows out of the annular channel 4 again through the openings 6, as well as flows into the cooling lines 7.
  • the separating device 8 can be designed as a metal sheet 13, 14, 15, which can extend, for example, in a ring shape around the outer wall 2 of the turbine housing 101, i.e. essentially in the circumferential direction U and in an axial direction X of the turbine module 100.
  • the separating device 8 can preferably have several metal sheets 13, 14, 15.
  • the separating device 8 can be spaced from an axial front wall 26 of the ring channel 4 and/or from an axial rear wall 27 of the ring channel 104.
  • a gap can be provided here such that pressure equalization can take place between the interior 9 and the exterior 10, but preferably no ventilation of the interior with the cooling fluid.
  • the turbine module 100 can have spacer elements 16, 17 between the outer wall 2 of the turbine housing 101 and the inner wall 12 of the annular channel 4, which space the at least one sheet 13, 14, 15 from the outer wall 2 and the inner wall 12.
  • the spacer elements 16, 17 can be formed integrally with the separating device 8, i.e., for example, joined to the separating device 8, in particular welded, or formed from the separating device 8.
  • FIG. 1 and FIG. 2 The embodiment of the turbine module 100 shown can also correspond to an embodiment of a compressor module 200 according to the invention, whereby the associated description can be read as adapted to the compressor module 200.
  • turbine housing 101 are to be replaced by compressor housing 201, and cooling fluid by heating fluid.
  • the outer wall 2 and the inner housing 3 of the compressor housing 201 can be forced convectively cooled, in particular by the main flow 28 of the turbo machine 1.
  • FIG. 3 is a schematic representation of an embodiment of a section of a separating device 8 of a turbine module 100 or a compressor module 200 with several sheets 13, 14, 15 is shown, in particular an underside of the turbomachine 1.
  • the separating device 8 can be segmented in particular in the circumferential direction U into the several sheets 13, 14, 15.
  • the first sheet 13, which is only shown in sections, can be overlapped at its first distal end 18 (in the circumferential direction U) with a second distal end 20 of the sheet 14 adjacent in the circumferential direction U.
  • the overlapping ends 18, 20 can be mounted in a movable or sliding manner relative to one another, in particular in the circumferential direction U, so that the sheets 13, 14, 15 can expand or contract in the circumferential direction as a result of heat input.
  • the first sheet 13 can be connected to a distal, radially inwardly overlapping end region 24 of the first sheet 13, which can be directly adjacent to the overlapping ends 18, 20, with a second spacer element 17 to the outer wall 2 of the turbine housing 1 or to the inner wall 12 in the circumferential direction U.
  • the second spacer element 17 can be connected either integrally to the first sheet 13 or to the wall 2, 12.
  • the second sheet 14 adjacent to the first sheet 13 can be firmly connected to the outer wall 2 of the turbine housing 1 or to the inner wall 12 in the circumferential direction U with a first spacer element 16 at a distal, radially outwardly overlapping end region 22 of the second sheet 14, which can be directly adjacent to the overlapping ends 18, 20, in particular welded to it via the first spacer element 16.
  • the second sheet is thereby fixed to the end region 22 in the axial direction X, radial direction R and in the circumferential direction U.
  • a position of the first sheet 13 in the end region 24 can thus be fixed radially inward by the second spacer element 17 and radially outward by the overlapping end 18.
  • the sheets 17, 18, 19 can also have further, second spacer elements 17, as shown purely schematically in the middle of the second sheet 14.
  • a radial fixation of a distal, radially inwardly overlapping end 25 of the second sheet 17 can be provided in accordance with the end 24 in connection with an adjacent, third sheet 15, wherein a distal, radially inwardly overlapping end region 25 of the second sheet can be slidably connected to the wall 2, 12 by means of the second spacer element 17, and a distal, radially outwardly overlapping end region 23 of the third sheet 15 can be firmly connected to the wall 2, 12 via the first spacer element, so that the second, distal end 21 of the third sheet 23, which overlaps with the first distal end 19 of the second sheet 14, can be fixed radially outward.
  • a separating device 8 heat protection plate
  • the ring channel 4 or air box can sit directly on the turbine housing 101 or compressor housing 201.
  • An inner side of the ring channel 4 sees in particular the bleed air temperature of the cooling fluid or the heating fluid.
  • the outer walls of the ring channel can see either the nacelle conditions or the annulus conditions of the main flow 29. Due to the significant temperature difference between the bleed air and the annulus and the high heat transfer coefficient (driven by the air velocity in the air box and in the annulus), the greatest heat loss can occur via the outer wall 2.
  • a separating device 4 for example a protective plate, can be attached above or radially outside the outer wall 2. This makes it possible to create an interior space 9, in particular as an intermediate cavity, in which the air velocity can be almost zero (free convection conditions), so that the heat transfer between the main flow 28 and the outer wall 2 can be significantly reduced, and thus the heat exchange between the main flow 28 and the outer wall 2.
  • the sheet 13, 14, 15 of the separating device can be attached (welded) at certain points, e.g. to a first spacer element 17, for example a hump that is recessed in the circumferential direction U, in order to minimize heat conduction.
  • the separating device 8 can be segmented into sheets 13, 14, 15, with overlapping joints.
  • the separating device 8 can be designed and installed in such a way that the thermal expansion (in the axial X and circumferential direction U) cannot lead to interaction with the front wall 26 and/or the rear wall (air box walls).
  • the distances between the sheet 13, 14, 15 and the surrounding ring channel 4 should preferably be designed to be small at the same time so that no strong ventilation of the intermediate cavity can take place.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Turbinenmodul (100) für eine Strömungsmaschine (1), umfassend ein Turbinengehäuse (101) mit einer ringförmigen Außenwand (2) und einem Innengehäuse (3), und einen Ringkanal (4) zur Verteilung eines Kühlfluids in einer Umfangsrichtung (U) des Turbinenmoduls, wobei der Ringkanal außenseitig auf der Außenwand aufsitzt, zumindest einen Einlass (5) zum Einströmen des Kühlfluids in den Ringkanal, sowie Öffnungen (6) zum Ausströmen des Kühlfluids in Kühlleitungen (7) des Innengehäuses aufweist. Es ist vorgesehen, dass innerhalb des Ringkanals eine in Umfangrichtung verlaufende Trennvorrichtung (8) vorgesehen ist, welche den Ringkanal in einen radial inneren Innenraum (9) und in einen radial äußeren Außenraum (10) unterteilt. Die Erfindung betrifft weiter ein entsprechendes Verdichtermodul (200) und eine zugehörige Strömungsmaschine (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Turbinenmodul für eine Strömungsmaschine, umfassend ein Turbinengehäuse mit einer ringförmigen Außenwand und einem Innengehäuse, und einen Ringkanal zur Verteilung eines Kühlfluids in einer Umfangsrichtung des Turbinenmoduls, wobei der Ringkanal außenseitig unmittelbar auf der Außenwand aufsitzt, zumindest einen Einlass zum Einströmen des Kühlfluids in den Ringkanal aufweist, und Öffnungen zum Ausströmen des Kühlfluids in Kühlleitungen des Innengehäuses aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verdichtermodul für eine Strömungsmaschine, umfassend ein Verdichtergehäuse mit einer ringförmigen Außenwand und einem Innengehäuse, und einen Ringkanal zur Verteilung eines Wärmefluids in einer Umfangsrichtung des Verdichtermoduls, wobei der Ringkanal außenseitig unmittelbar auf der Außenwand aufsitzt, zumindest einen Einlass zum Einströmen des Wärmefluids in den Ringkanal aufweist, und Öffnungen zum Ausströmen des Wärmefluids in Wärmeleitungen des Innengehäuses aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Fluggasturbine.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass hochtemperaturbelasteten Bauteilen in Strömungsmaschinen, zum Beispiel Hoch- und Niederdruckturbinenschaufeln, Kühlluft aus dem Verdichter zugeführt werden kann. Im Bereich des Einlaufs von Strömungsmaschinen, insbesondere Fluggasturbinen, kann erwärmte Luft aus dem Hochdruckverdichter verwendet werden, um Komponenten, wie beispielsweise Leitgitter zu erwärmen und Vereisung zu vermeiden. In beiden Anwendungsfällen ist es gewünscht, Verdichterluft mit möglichst gleichmäßiger Temperaturverteilung und möglichst wenig Wärmeverlust bzw. Wärmeeintrag an das zu kühlende bzw. erwärmende Zielbauteil zu führen.
  • Die Kühlung des Innengehäuses, insbesondere durch Luft, vorzugsweise aus dem Verdichter, kann im Stand der Technik anhand eines auf die axiale Höhe des Innengehäuses des Turbinenmoduls positionierten Ringkanals erfolgen. Die kühle Zapfluft wird aus dem Ringkanal in jeweilige Streben des Innengehäuses geleitet, um zu gewährleisten, dass die Temperatur des Materials unter einer kritischen Temperatur liegt. Es ist notwendig, dass die Zapfluft so wenig Wärme wie möglich aufnimmt zwischen der Quelle, insbesondere dem Verdichter, und der Senke, insbesondere der Strebe, und dass die Zapflufttemperatur im Ringkanal so wenig Umfangsvariation wie möglich aufweist. Insbesondere kann es wünschenswert sein, eine Temperaturhomogenität in Umfangsrichtung zu erzielen, um die einzelnen Streben gleichmäßig am Umfang zu kühlen. Dies kann insbesondere wichtig sein, wenn nur eine einzige Luftversorgung am Umfang vorhanden ist.
  • Analog verhält es sich bei der Erwärmung der Komponenten des Verdichtermoduls. Die Beheizung des Innengehäuses, beispielsweise eines Lager-Sterns des Niederdruckverdichters (NDV), insbesondere durch warme Zapfluft, vorzugsweise aus dem HDV, kann im Stand der Technik anhand eines auf die axiale Höhe des Innengehäuses des Verdichtermoduls positionierten Ringkanals erfolgen. Die warme Luft wird aus dem Ringkanal in jeweilige Streben des Innengehäuses geleitet, um zu gewährleisten, dass die Temperatur des Materials über dem Gefrierpunkt in den kritischen Flugphasen liegt. Es ist notwendig, dass die Zapfluft so wenig Wärme wie möglich verliert zwischen der Quelle, insbesondere dem HDV, und der Senke, insbesondere der Strebe, und dass die Zapflufttemperatur im Ringkanal so wenig Umfangsvariation wie möglich aufweist. Insbesondere kann es wünschenswert sein, eine Temperaturhomogenität in Umfangsrichtung zu erzielen, um die einzelnen Streben gleichmäßig am Umfang zu erwärmen. Dies kann insbesondere wichtig sein, wenn nur eine einzige Luftversorgung am Umfang vorhanden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Turbinenmodul, ein Verdichtermodul und eine Strömungsmaschine bereitzustellen, mittels welchen ein Wärmezufluss zu dem Kühlfluid bzw. ein Wärmeabfluss von dem Wärmefluid innerhalb des Ringkanals zu reduzieren.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
  • Durch einen ersten Aspekt der Erfindung ist ein Turbinenmodul für eine Strömungsmaschine bereitgestellt. Das Turbinenmodul umfasst zumindest ein Turbinengehäuse mit einer ringförmigen Außenwand und einem Innengehäuse. Das Turbinenmodul umfasst weiter zumindest einen Ringkanal zur Verteilung eines Kühlfluids in einer Umfangsrichtung des Turbinenmoduls. Der Ringkanal sitzt außenseitig unmittelbar auf der Außenwand auf. Der Ringkanal weist zumindest einen Einlass zum Einströmen des Kühlfluids in den Ringkanal auf. Zudem weist der Ringkanal Öffnungen zum Ausströmen des Kühlfluids in Kühlleitungen des Innengehäuses auf. Es ist innerhalb des Ringkanals eine in Umfangrichtung verlaufende Trennvorrichtung vorgesehen, welche den Ringkanal in einen radial inneren Innenraum und in einen radial äußeren Außenraum unterteilt.
  • Durch den Einsatz der Trennvorrichtung in dem Ringkanal kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass der Außenraum des Ringkanals von der Außenwand des Turbinengehäuses verbessert abgeschirmt wird. Somit kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass ein Wärmeeintrag in das Kühlfluid in dem Außenraum erheblich reduziert wird. Bei der Verteilung des Kühlfluids in Umfangsrichtung findet demnach ein deutlich geringerer Wärmeaustausch statt, sodass Temperaturgradienten in Umfangsrichtung reduziert werden können. Es kann also nahezu eine Temperaturhomogenität im Ringkanal gewährleistet werden, sodass das Innengehäuse ringsum gleichmäßig durch das Kühlfluid gekühlt werden kann.
  • Das zu kühlende Innengehäuse kann insbesondere statische Elemente aufweisen, an welchen beispielsweise bewegliche und rotierende Komponenten befestigt bzw. gelagert werden können. Vorzugsweise kann das Innengehäuse Streben aufweisen, welche sich in einer Radialrichtung von der Außenwand zu einem Kern bzw. zu einem Turbinenzwischengehäuse (engl. Turbine Center Frame, TCF) des Turbinenmoduls erstrecken und die Außenwand fest mit dem TCF verbinden. Die Streben können insbesondere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein. Die Kühlleitungen können insbesondere innerhalb des Innengehäuses ausgebildet sein. Vorzugsweise können die Kühlleitungen Hohlräume innerhalb der Streben und innerhalb des TCF sein, welche das Kühlfluid gezielt führen.
  • Der Ringkanal kann insbesondere in einer Axialrichtung des Turbinengehäuses auf gleicher Höhe zu dem Innengehäuse, insbesondere zu den Streben, angeordnet sein. Insbesondere sitzt der Ringkanal direkt auf der Außenwand auf. Der Ringkanal, beispielsweise auch als Luftkasten bezeichnet, ist dazu ausgebildet, in dessen Inneren das Kühlfluid zu führen und das Kühlfluid vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung zu verteilen. Der Ringkanal kann im Umfangsrichtung vollumfänglich ausgebildet sein, sodass der Ringkanal eine geschlossene Ringform einnehmen kann. Der Ringkanal kann insbesondere eine gewisse Breite in Axialrichtung und eine gewisse Höhe in Radialrichtung aufweisen, wobei eine Länge des Ringes im Wesentlichen einem Umfang der Außenwand an dieser axialen Position entsprechen kann. Der Ringkanal kann insbesondere Wände aufweisen, innerhalb welchen das Kühlfluid geführt werden kann. Ein Querschnitt des Ringkanals kann vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, oder beispielsweise halbkreis- oder halbelipsenförmig. Vorzugsweise kann der Ringkanal eine radial innere Innenwand, eine radial äußere Außenwand eine axial vordere Vorderwand, sowie eine axial hintere Hinterwand aufweisen.
  • Der Ringkanal kann insbesondere genau einen Einlass aufweisen, durch welchen das Kühlfluid in den Ringkanal einströmen kann. Das Kühlfluid kann insbesondere Luft sein, welches insbesondere aus dem Verdichter oder aus der Umgebung abgezapft werden und durch den Einlass dem Ringkanal zugeführt werden kann. Der Einlass ist vorzugsweise an einem radial äußeren Bereich des Ringkanals angeordnet bzw. am Außenraum angeordnet, sodass ein Wärmeeintrag von der Turbine in eine Kühlfluidzuführungsleitung, die mit dem Einlass verbunden sein kann, gering ist.
  • Das durch den Einlass in den Ringkanal einströmende Kühlfluid kann wiederum aus dem Ringkanal durch die Öffnungen wieder ausströmen. Insbesondere kann für jede Strebe des Innengehäuses jeweils genau eine Öffnung oder mehrere Öffnungen vorgesehen sein. Insbesondere kann eine jede Öffnung den Ringkanal fluidisch mit jeweils einer Kühlleitung der Strebe bzw. mit den Kühlleitungen des Innengehäuses verbunden sein. Die Öffnung kann sich insbesondere durch die Innenwand des Ringkanals bzw. der Außenwand des Turbinengehäuses zu der Kühlleitung erstrecken.
  • Unmittelbar innenseitig der Außenwand des Turbinengehäuses kann es vorgesehen sein, dass das heiße Turbinengas strömt und dabei die Außenwand erhitzt. Die Außenwand begrenzt somit die Strömung des Turbinengas nach radial außen. Unmittelbar außenseitig der erhitzten Außenwand, an welcher der Ringkanal unmittelbar aufsitzt, strömt kein Turbinengas.
  • Die Trennvorrichtung innerhalb des Ringkanals verläuft vorzugsweise vollumfänglich in Umfangsrichtung, sodass die Trennvorrichtung quasi ebenfalls ringförmig bzw. zylindrisch ausgebildet ist. Die Trennvorrichtung trennt den Ringkanal in den Innenraum und in den Außenraum im Wesentlichen räumlich ab. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass Innenraum und Außenraum fluidisch durch die Trennvorrichtung voneinander abgeschlossen sind. Der Außenraum wird insbesondere im Wesentlichen durch die Außenwand des Ringkanals, jeweils einem äußeren Abschnitt der Vorder- und Hinterwand, sowie einer äußeren Seite der Trennvorrichtung gebildet, sowie der Innenraum insbesondere im Wesentlichen durch die Innenwand des Ringkanals, jeweils einem inneren Abschnitt der Vorder- und Hinterwand, sowie einer inneren Seite der Trennvorrichtung, sodass der Außenraum quasi durch die Trennvorrichtung von dem Innenraum bzw. der Außenwand des Turbinengehäuses abgeschirmt ist. Vorzugsweise kann ein Volumen des Außenraumes wesentlich größer sein als ein Volumen des Innenraumes. Insbesondere kann auch eine Höhe des Außenraumes in radialer Richtung wesentlich größer sein als eine Höhe des Innenraumes.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Außenraum des Ringkanals den zumindest einen Einlass und die Öffnungen aufweist. Dadurch, dass das Kühlfluid von dem Einlass in den Außenraum einströmt, innerhalb des Außenraumes, insbesondere in Umfangsrichtung, verteilt wird, und vom Außenraum wieder aus den Öffnungen des Außenraumes ausströmt, kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass Kühlfluid nicht oder lediglich geringfügig in den Innenraum strömt. Insbesondere ist eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids im Innenraum somit Null oder zumindest nahezu Null bzw. im Vergleich zu der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids im Außenraum erheblich reduziert. Durch die verminderte Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfuids im Innenraum kann somit lediglich ein geringer Wärmeübergang bzw. eine geringere Wärmekonvektion von der Außenwand des Turbinengehäuses zu der inneren Seite der Trennvorrichtung stattfinden. Das Kühlfluid im Innenraum kann somit vorteilhaft als Isolierung bzw. als isolierendes Luftkissen wirken. Der Wärmeübergang im Innenraum kann somit durch freie Konvektion dominiert sein, welcher im Vergleich zu einer erzwungenen Konvektion bei erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten deutlich geringer ist. Insgesamt kann somit vorteilhaft erreicht werden, dass das Kühlfluid im Außenraum deutlich geringer erwärmt und eine Kühlleistung verbessert werden kann. Darüber hinaus kann eine homogenere Temperaturverteilung des Kühlfluids im Außenraum in Umfangsrichtung erreicht werden, sodass eine gleichmäßige Kühlung des Innengehäuses stattfinden kann.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung die Öffnungen ausbildet, wobei die Öffnungen über jeweils ein Röhrenelement mit den Kühlleitungen des Innengehäuses fluidisch verbunden sind. Insbesondere können die Öffnungen auf der äußeren Seite der Trennvorrichtung ausgebildet sein. Das Röhrenelement kann insbesondere durch die Trennvorrichtung hindurch ausgebildet sein. Das Röhrenelement kann darüber hinaus insbesondere durch den Innenraum hindurch ausgebildet sein. Insbesondere kann das Röhrenelement durch die Innenwand des Ringkanals bzw. durch die Außenwand des Turbinengehäuses führen und in die Kühlleitung münden. Das Innere des Röhrenelementes, in welchem das Kühlfluid geführt werden kann, kann insbesondere durch die Wandung des Röhrenelementes von dem Innenraum fluidisch abgetrennt sein. Durch das Röhrenelement kann somit vorteilhaft gewährleistet werden, dass das Kühlfluid aus dem Außenraum direkt in die Kühlleitungen strömen kann, ohne dass das Kühlfluid dabei in den Innenraum strömt. Vielmehr wird das strömende Kühlfluid durch das Röhrenelement von dem Innenraum fluidisch abgeschirmt. Vorteilhaft kann somit das isolierende Luftkissen des Innenraums erhalten bleiben, sodass eine Kühlwirkung und eine Homogenität der Temperaturverteilung in Umfangsrichtung verbessert wird.
  • Die Öffnung kann insbesondere ein durchgehendes Loch durch die Trennvorrichtung darstellen, wobei das Röhrenelement randseitig mit dem Loch auf der äußeren Seite verfügt, insbesondere verschweißt sein kann. Die Außenwand des Turbinengehäuses kann ebenso ein Loch aufweisen, mit welchem das Röhrenelement randseitig verfügt, insbesondere verschweißt ist.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass zumindest ein Abschnitt der Außenwand des Turbinengehäuses die radial innere Innenwand des Ringkanals bildet. Mit anderen Worten entspricht zumindest der Abschnitt der Außenwand des Turbinengehäuses gleichzeitig die Innenwand des Ringkanals. Auf eine separate Innenwand des Ringkanals kann dadurch vorteilhaft verzichtet werden, sodass Material und Gewicht eingespart werden kann. Insbesondere kann der Ringkanal vor einer Montage mit dem Turbinengehäuse ein U-förmiges Profil aufweisen, wobei die Ränder des U-förmigen Profils direkt mit der Außenwand verbunden werden können, insbesondere gefügt, vorzugsweise geschweißt.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung zumindest ein Blech aufweist, welches sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung und in Axialrichtung des Turbinenmoduls erstreckt. In Radialrichtung ist das zumindest eine Blech im Vergleich zu den Erstreckungen des Blechs in Umfangsrichtung und Axialwirkung wesentlich geringer erstreckt. Unter dem Blech kann ein gewalztes Metall verstanden werden, dessen Breite in Axialrichtung und Länge in Umfangsrichtung sehr viel größer als dessen Dicke in Radialrichtung sind. Die Breite des zumindest einen Bleches kann im Wesentlichen einer Breite des Ringkanals entsprechen. Das Blech kann insbesondere derart ausgeformt sein, dass es eine Rundung in Umfangsrichtung aufweist, sodass ein Abstand des zumindest einen Bleches zu der Innenwand des Ringkanals bzw. Außenwand des Turbinengehäuses über die gesamte Länge in Umfangsrichtung im Wesentlichen konstant ist. Das zumindest eine Blech kann Versteifungen zur Erhöhung der Stabilität aufweisen, insbesondere entsprechende lineare Vertiefungen bzw. Sicken, Wölbungen, flächige Vertiefungen oder dergleichen. An den axial vorderen und hinteren Kanten kann das zumindest eine Blech gebördelt oder abgekantet sein.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung ein Blech ist. Das Blech kann insbesondere an dessen jeweiligen Enden gefügt, insbesondere geschweißt sein, sodass das Blech eine geschlossene, zylindrische Form annimmt.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass Abstandselemente des Turbinenmoduls vorgesehen sind, welche das zumindest eine Blech von der Außenwand des Turbinengehäuses beabstanden. Die Abstandselemente können insbesondere punktuell ausgebildet sein, um eine Wärmeleitung möglichst gering zu halten. Die Abstandselemente können auch länglich, insbesondere schienenförmig ausgebildet sein. Durch die Abstandselemente kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass sich die Trennvorrichtung, zumindest nahezu vollständig, nicht in direktem Kontakt zu der Außenwand des Turbinengehäuses steht, sodass der Innenraum ausgebildet werden kann. Vorzugsweise können radial innere Abstandselemente zwischen der Außenwand des Turbinengehäuses und der inneren Seite der Trennvorrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise können sich diese Abstandselemente in radialer Richtung in eine Höhe von wenigen Millimetern erstrecken, sodass die Trennvorrichtung für wenige Millimeter von der Außenwand des Turbinengehäuses beabstandet ist. Insbesondere können zusätzlich radial äußere Abstandselemente auch zwischen der Außenwand des Ringkanals und der äußeren Seite der Trennvorrichtung ausgebildet sein.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Abstandselemente integral mit der Trennvorrichtung ausgebildet sind. Insbesondere können die Abstandselemente aus dem Blech ausgeformt sein, beispielsweise in Form von punktuellen Höckern in dem jeweiligen Blech, oder auch in Form von scaloppierten Rails. Derartige Abstandselemente können besonders einfach hergestellt werden. Darüber hinaus müssen die Abstandselemente nicht erst mit dem jeweiligen Blech fest verbunden werden, sodass eine Fügeschritt einfallen kann.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Abstandselemente integral mit der Außenwand des Turbinengehäuses ausgebildet sind, beispielsweise als punktuelle oder längliche Erhebungen.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung in Umfangsrichtung in mehrere Bleche segmentiert ist. Mit anderen Worten erstreckt sich ein jeweiliges Blech nicht über die gesamte Länge in Umfangsrichtung, sondern lediglich über einen Teilbereich in Umfangsrichtung. Insbesondere sind die mehreren Bleche jeweils kreisbogenförmig ausgebildet, wobei die mehreren Bleche zusammen den Kreis bilden.
  • Bevorzugt sind jeweils benachbarte Bleche an deren distalen Ende überlappend zueinander angeordnet. Die jeweiligen, beiden distalen Enden eines Bleches sind in der Umfangsrichtung gegenüberliegend, wobei eine Kante eines jeweiligen Endes sich in axialer Richtung erstreckt. Unter Überlappend kann verstanden, dass ein distales Ende eines ersten Bleches oberhalb oder unterhalb zu einem distalen Ende eines zweiten, zu dem ersten Blech benachbarten Bleches, liegt, wobei unter oberhalb vielmehr radial außen und unter unterhalb vielmehr radial innen verstanden werden kann. Die benachbarten Bleche können sich im Überlappungsbereich vorzugsweise kontaktieren, sodass kein Kühlfluid durch den Überlappungsbereich von dem Außenraum in den Innenraum strömen kann. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein erstes distales Ende eines Bleches oberhalb liegt und ein gegenüberliegendes, zweites distales Ende desselben Bleches unterhalb liegt. Insgesamt sind die Überlappungen der Trennvorrichtung somit quasi in Umfangsrichtung treppenartig angeordnet. Ein Vorteil der überlappenden Anordnung benachbarter Bleche besteht darin, dass die Bleche sich in der Umfangsrichtung infolge thermischer Wechselwirkungen ausdehnen oder zusammenziehen können, wobei der Überlappungsbereich größer oder kleiner wird. Dadurch können Spannungen in den Blechen vorteilhaft vermieden werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass jeweils ein Blech der mehreren Bleche an dessen distalen, radial außen überlappenden Endbereich mittels zumindest einem ersten Abstandselement mit der Außenwand des Turbinengehäuses fest verbunden ist. Insbesondere ist das Blech unter Einhaltung eines Dehnungsabstandes benachbart zu dem Überlappungsbereich mittels der ersten Abstandselemente fest mit dem Turbinengehäuse verbunden. Vorzugsweise können die ersten Abstandselemente also Höcker ausgebildet sein, welche in Umfangsrichtung ausgenommen sind. Die ersten Abstandselemente können beispielsweise mit dem Blech und/oder mit der Außenwand verschweißt sein.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass jeweils ein Blech der mehreren Bleche an zumindest dessen distalen, radial innen überlappenden Endbereich mittels zumindest einem zweiten Abstandselement mit der Außenwand des Turbinengehäuses im Umfangrichtung gleitend verbunden ist. Dadurch kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass der innen überlappende Endbereich sich aufgrund thermischer Wechselwirkung ausdehnen oder zusammenziehen kann, wobei das Blech gegenüber der Außenwand gleitet. Die zweiten Abstandselemente können dabei entweder fest mit der Außenwand und lose mit dem Blech, oder fest dem Blech und lose mit der Außenwand verbunden sein.
  • Im Zusammenhang mit dem festen, äußeren Endbereich und dem losen, inneren Endbereich ergibt sich der technische Effekt, dass das Blech gesichert an beiden Endbereichen gehalten werden kann. Der lose, innere Endbereich kann dabei vorteilhaft durch den festen, äußeren Endbereich des benachbarten Bleches vorteilhaft nach radial außen gesichert werden.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung von einer axialen Vorderwand des Ringkanals und/oder von einer axialen Hinterwand des Ringkanals beabstandet ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Außenraum und der Innenraum nicht vollständig fluidisch voneinander abgeschlossen sind und somit zumindest ein Druckausgleich zwischen dem Außenraum und dem Innenraum stattfinden kann. Vorzugsweise ist lediglich ein Spalt zwischen Vorderwand bzw. Hinterwand und den axialen, in Umfangsrichtung verlaufenden Kanten der Trennvorrichtung vorgesehen, sodass ein Kühlfluidaustausch möglichst geringgehalten werden kann und damit lediglich ein geringer Wärmeaustausch stattfinden kann. Insbesondere ist der Spalt derart auszulegen, dass dieser klein genug ist, damit keine starke Belüftung des Innenraumes stattfinden kann, und andererseits groß genug, damit eine Dehnung der Trennvorrichtung in axialer Richtung nicht zur Interaktion mit der Vorder- und/oder Hinterwand führt.
  • Durch einen zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verdichtermodul für eine Strömungsmaschine bereitgestellt. Das Verdichtermodul umfasst zumindest ein Verdichtergehäuse mit einer ringförmigen Außenwand und einem Innengehäuse, sowie einen Ringkanal zur Verteilung eines Wärmefluids in einer Umfangsrichtung des Verdichtermoduls. Der Ringkanal sitzt außenseitig unmittelbar auf der Außenwand auf. Der Ringkanal weist zumindest einen Einlass zum Einströmen des Wärmefluids in den Ringkanal aufweist, sowie Öffnungen zum Ausströmen des Wärmefluids in Wärmeleitungen des Innengehäuses. Es ist vorgesehen, dass innerhalb des Ringkanals eine in Umfangrichtung verlaufende Trennvorrichtung vorgesehen ist, welche den Ringkanal in einen radial inneren Innenraum und in einen radial äußeren Außenraum unterteilt.
  • Durch den Einsatz der Trennvorrichtung in dem Ringkanal kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass der Außenraum des Ringkanals von der Außenwand des Verdichtergehäuses verbessert abgeschirmt wird. Somit kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass ein Wärmefluss von dem Wärmefluid in dem Außenraum erheblich reduziert wird. Bei der Verteilung des Wärmefluids in Umfangsrichtung findet demnach ein deutlich geringerer Wärmeaustausch statt, sodass Temperaturgradienten in Umfangsrichtung reduziert werden können. Es kann also nahezu eine Temperaturhomogenität im Ringkanal gewährleistet werden, sodass das Innengehäuse ringsum gleichmäßig durch das Wärmefluid erwärmt werden kann. Dadurch können beispielsweise Einlassschaufeln (engl. Inlet Guide Vanes, IGV) vorteilhaft gleichmäßig enteist werden.
  • Das zu erwärmende Innengehäuse kann insbesondere statische Elemente aufweisen, an welchen beispielsweise bewegliche und rotierende Komponenten befestigt bzw. gelagert werden können. Vorzugsweise kann das Innengehäuse Streben aufweisen, welche sich in einer Radialrichtung von der Außenwand zu einem Kern bzw. zu einem Verdichterzwischengehäuse (engl. Compressor Center Frame, CCF) des Verdichtermoduls erstrecken und die Außenwand fest mit dem CCF verbinden. Die Streben können insbesondere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein. Die Wärmeleitungen können insbesondere innerhalb des Innengehäuses ausgebildet sein. Vorzugsweise können die Wärmeleitungen Hohlräume innerhalb der Streben und innerhalb des CCF sein, welche das Wärmefluid gezielt führen. Die Streben können den IGVs entsprechen.
  • Der Ringkanal kann insbesondere in einer Axialrichtung des Verdichtergehäuses auf gleicher Höhe zu dem Innengehäuse, insbesondere zu den Streben, angeordnet sein. Insbesondere sitzt der Ringkanal direkt auf der Außenwand auf. Der Ringkanal, beispielsweise auch als Luftkasten bezeichnet, ist dazu ausgebildet, in dessen Inneren das Wärmefluid zu führen und das Wärmefluid vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung zu verteilen. Der Ringkanal kann im Umfangsrichtung vollumfänglich ausgebildet sein, sodass der Ringkanal eine geschlossene Ringform einnehmen kann. Der Ringkanal kann insbesondere eine gewisse Breite in Axialrichtung und eine gewisse Höhe in Radialrichtung aufweisen, wobei eine Länge des Ringes im Wesentlichen einem Umfang der Außenwand an dieser axialen Position entsprechen kann. Der Ringkanal kann insbesondere Wände aufweisen, innerhalb welchen das Wärmefluid geführt werden kann. Ein Querschnitt des Ringkanals kann vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, oder beispielsweise halbkreis- oder halbelipsenförmig. Vorzugsweise kann der Ringkanal eine radial innere Innenwand, eine radial äußere Außenwand eine axial vordere Vorderwand, sowie eine axial hintere Hinterwand aufweisen.
  • Der Ringkanal kann insbesondere genau einen Einlass aufweisen, durch welchen das Wärmefluid in den Ringkanal einströmen kann. Das Wärmefluid kann insbesondere Luft sein, welches insbesondere aus dem Hochdruckverdichter (HDV) abgezapft werden und durch den Einlass dem Ringkanal zugeführt werden kann. Der Einlass ist vorzugsweise an einem radial äußeren Bereich des Ringkanals angeordnet bzw. am Außenraum angeordnet, sodass ein Wärmefluss zu dem Verdichter von einer Wärmefluidzuführungsleitung, die mit dem Einlass verbunden sein kann, gering ist.
  • Das durch den Einlass in den Ringkanal einströmende Wärmefluid kann wiederum aus dem Ringkanal durch die Öffnungen wieder ausströmen. Insbesondere kann für jede Strebe des Innengehäuses jeweils genau eine Öffnung oder mehrere Öffnungen vorgesehen sein. Insbesondere kann eine jede Öffnung den Ringkanal fluidisch mit jeweils einer Wärmeleitung der Strebe bzw. mit den Wärmeleitungen des Innengehäuses verbunden sein. Die Öffnung kann sich insbesondere durch die Innenwand des Ringkanals bzw. der Außenwand des Verdichtergehäuses zu der Wärmeleitung erstrecken.
  • Unmittelbar innenseitig der Außenwand des Verdichtergehäuses kann es vorgesehen sein, dass die kalte Umgebungsluft strömt und dabei die Außenwand abkühlt. Die Außenwand begrenzt somit die Strömung der kalten Umgebungsluft nach radial außen. Unmittelbar außenseitig der abgekühlten Außenwand, an welcher der Ringkanal unmittelbar aufsitzt, strömt keine Umgebungsluft.
  • Die Trennvorrichtung innerhalb des Ringkanals verläuft vorzugsweise vollumfänglich in Umfangsrichtung, sodass die Trennvorrichtung quasi ebenfalls ringförmig bzw. zylindrisch ausgebildet ist. Die Trennvorrichtung trennt den Ringkanal in den Innenraum und in den Außenraum im Wesentlichen räumlich ab. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass Innenraum und Außenraum fluidisch durch die Trennvorrichtung voneinander abgeschlossen sind. Der Außenraum wird insbesondere im Wesentlichen durch die Außenwand des Ringkanals, jeweils einem äußeren Abschnitt der Vorder- und Hinterwand, sowie einer äußeren Seite der Trennvorrichtung gebildet, sowie der Innenraum insbesondere im Wesentlichen durch die Innenwand des Ringkanals, jeweils einem inneren Abschnitt der Vorder- und Hinterwand, sowie einer inneren Seite der Trennvorrichtung, sodass der Außenraum quasi durch die Trennvorrichtung von dem Innenraum bzw. der Außenwand des Verdichtergehäuses abgeschirmt ist. Vorzugsweise kann ein Volumen des Außenraumes wesentlich größer sein als ein Volumen des Innenraumes. Insbesondere kann auch eine Höhe des Außenraumes in radialer Richtung wesentlich größer sein als eine Höhe des Innenraumes.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass der Außenraum des Ringkanals den zumindest einen Einlass und die Öffnungen aufweist. Dadurch, dass das Wärmefluid von dem Einlass in den Außenraum einströmt, innerhalb des Außenraumes, insbesondere in Umfangsrichtung, verteilt wird, und vom Außenraum wieder aus den Öffnungen des Außenraumes ausströmt, kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass Wärmefluid nicht oder lediglich geringfügig in den Innenraum strömt. Insbesondere ist eine Strömungsgeschwindigkeit des Wärmefluids im Innenraum somit Null oder zumindest nahezu Null bzw. im Vergleich zu der Strömungsgeschwindigkeit des Wärmefluids im Außenraum erheblich reduziert. Durch die verminderte Strömungsgeschwindigkeit des Wärmefuids im Innenraum kann somit lediglich ein geringer Wärmeübergang bzw. eine geringere Wärmekonvektion von der inneren Seite der Trennvorrichtung zu der Außenwand des Verdichtergehäuses stattfinden. Das Wärmefluid im Innenraum kann somit vorteilhaft als Isolierung bzw. als isolierendes Luftkissen wirken. Der Wärmeübergang im Innenraum kann somit durch freie Konvektion dominiert sein, welcher im Vergleich zu einer erzwungenen Konvektion bei erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten deutlich geringer ist. Insgesamt kann somit vorteilhaft erreicht werden, dass das Wärmefluid im Außenraum deutlich geringer abgekühlt und eine Wärmeleistung verbessert werden kann. Darüber hinaus kann eine homogenere Temperaturverteilung des Wärmefluids im Außenraum in Umfangsrichtung erreicht werden, sodass eine gleichmäßige Erwärmung des Innengehäuses stattfinden kann.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Trennvorrichtung die Öffnungen ausbildet, wobei die Öffnungen über jeweils ein Röhrenelement mit den Wärmeleitungen des Innengehäuses fluidisch verbunden sind. Insbesondere können die Öffnungen auf der äußeren Seite der Trennvorrichtung ausgebildet sein. Das Röhrenelement kann insbesondere durch die Trennvorrichtung hindurch ausgebildet sein. Das Röhrenelement kann darüber hinaus insbesondere durch den Innenraum hindurch ausgebildet sein. Insbesondere kann das Röhrenelement durch die Innenwand des Ringkanals bzw. durch die Außenwand des Verdichtergehäuses führen und in die Wärmeleitung münden. Das Innere des Röhrenelementes, in welchem das Wärmefluid geführt werden kann, kann insbesondere durch die Wandung des Röhrenelementes von dem Innenraum fluidisch abgetrennt sein. Durch das Röhrenelement kann somit vorteilhaft gewährleistet werden, dass das Wärmefluid aus dem Außenraum direkt in die Wärmeleitungen strömen kann, ohne dass das Wärmefluid dabei in den Innenraum strömt. Vielmehr wird das strömende Wärmefluid durch das Röhrenelement von dem Innenraum fluidisch abgeschirmt. Vorteilhaft kann somit das isolierende Luftkissen des Innenraums erhalten bleiben, sodass eine Wärmewirkung und eine Homogenität der Temperaturverteilung in Umfangsrichtung verbessert wird.
  • Die Öffnung kann insbesondere ein durchgehendes Loch durch die Trennvorrichtung darstellen, wobei das Röhrenelement randseitig mit dem Loch auf der äußeren Seite verfügt, insbesondere verschweißt sein kann. Die Außenwand des Verdichtergehäuses kann ebenso ein Loch aufweisen, mit welchem das Röhrenelement randseitig verfügt, insbesondere verschweißt ist.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass zumindest ein Abschnitt der Außenwand des Verdichtergehäuses die radial innere Innenwand des Ringkanals bildet. Mit anderen Worten entspricht zumindest der Abschnitt der Außenwand des Verdichtergehäuses gleichzeitig die Innenwand des Ringkanals. Auf eine separate Innenwand des Ringkanals kann dadurch vorteilhaft verzichtet werden, sodass Material und Gewicht eingespart werden kann. Insbesondere kann der Ringkanal vor einer Montage mit dem Verdichtergehäuse ein U-förmiges Profil aufweisen, wobei die Ränder des U-förmigen Profils direkt mit der Außenwand verbunden werden können, insbesondere gefügt, vorzugsweise geschweißt.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Trennvorrichtung zumindest ein Blech aufweist, welches sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung und in Axialrichtung des Verdichtermoduls erstreckt. In Radialrichtung ist das zumindest eine Blech im Vergleich zu den Erstreckungen des Blechs in Umfangsrichtung und Axialwirkung wesentlich geringer erstreckt. Unter dem Blech kann ein gewalztes Metall verstanden werden, dessen Breite in Axialrichtung und Länge in Umfangsrichtung sehr viel größer als dessen Dicke in Radialrichtung sind. Die Breite des zumindest einen Bleches kann im Wesentlichen einer Breite des Ringkanals entsprechen. Das Blech kann insbesondere derart ausgeformt sein, dass es eine Rundung in Umfangsrichtung aufweist, sodass ein Abstand des zumindest einen Bleches zu der Innenwand des Ringkanals bzw. Außenwand des Verdichtergehäuses über die gesamte Länge in Umfangsrichtung im Wesentlichen konstant ist. Das zumindest eine Blech kann Versteifungen zur Erhöhung der Stabilität aufweisen, insbesondere entsprechende lineare Vertiefungen bzw. Sicken, Wölbungen, flächige Vertiefungen oder dergleichen. An den axial vorderen und hinteren Kanten kann das zumindest eine Blech gebördelt oder abgekantet sein.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Trennvorrichtung ein Blech ist. Das Blech kann insbesondere an dessen jeweiligen Enden gefügt, insbesondere geschweißt sein, sodass das Blech eine geschlossene, zylindrische Form annimmt.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass Abstandselemente des Verdichtermoduls vorgesehen sind, welche das zumindest eine Blech von der Außenwand des Verdichtergehäuses beabstanden. Die Abstandselemente können insbesondere punktuell ausgebildet sein, um eine Wärmeleitung möglichst gering zu halten. Die Abstandselemente können auch länglich, insbesondere schienenförmig ausgebildet sein. Durch die Abstandselemente kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass sich die Trennvorrichtung, zumindest nahezu vollständig, nicht in direktem Kontakt zu der Außenwand des Verdichtergehäuses steht, sodass der Innenraum ausgebildet werden kann. Vorzugsweise können radial innere Abstandselemente zwischen der Außenwand des Verdichtergehäuses und der inneren Seite der Trennvorrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise können sich diese Abstandselemente in radialer Richtung in eine Höhe von wenigen Millimetern erstrecken, sodass die Trennvorrichtung für wenige Millimeter von der Außenwand des Verdichtergehäuses beabstandet ist. Insbesondere können zusätzlich radial äußere Abstandselemente auch zwischen der Außenwand des Ringkanals und der äußeren Seite der Trennvorrichtung ausgebildet sein.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Abstandselemente integral mit der Trennvorrichtung ausgebildet sind. Insbesondere können die Abstandselemente aus dem Blech ausgeformt sein, beispielsweise in Form von punktuellen Höckern in dem jeweiligen Blech, oder auch in Form von scaloppierten Rails. Derartige Abstandselemente können besonders einfach hergestellt werden. Darüber hinaus müssen die Abstandselemente nicht erst mit dem jeweiligen Blech fest verbunden werden, sodass eine Fügeschritt einfallen kann.
  • Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Abstandselemente integral mit der Außenwand des Verdichtergehäuses ausgebildet sind, beispielsweise als punktuelle oder längliche Erhebungen.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Trennvorrichtung in Umfangsrichtung in mehrere Bleche segmentiert ist. Mit anderen Worten erstreckt sich ein jeweiliges Blech nicht über die gesamte Länge in Umfangsrichtung, sondern lediglich über einen Teilbereich in Umfangsrichtung. Insbesondere sind die mehreren Bleche jeweils kreisbogenförmig ausgebildet, wobei die mehreren Bleche zusammen den Kreis bilden.
  • Bevorzugt sind jeweils benachbarte Bleche an deren distalen Ende überlappend zueinander angeordnet. Die jeweiligen, beiden distalen Enden eines Bleches sind in der Umfangsrichtung gegenüberliegend, wobei eine Kante eines jeweiligen Endes sich in axialer Richtung erstreckt. Unter Überlappend kann verstanden, dass ein distales Ende eines ersten Bleches oberhalb oder unterhalb zu einem distalen Ende eines zweiten, zu dem ersten Blech benachbarten Bleches, liegt, wobei unter oberhalb vielmehr radial außen und unter unterhalb vielmehr radial innen verstanden werden kann. Die benachbarten Bleche können sich im Überlappungsbereich vorzugsweise kontaktieren, sodass kein Wärmefluid durch den Überlappungsbereich von dem Außenraum in den Innenraum strömen kann. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein erstes distales Ende eines Bleches oberhalb liegt und ein gegenüberliegendes, zweites distales Ende desselben Bleches unterhalb liegt. Insgesamt sind die Überlappungen der Trennvorrichtung somit quasi in Umfangsrichtung treppenartig angeordnet. Ein Vorteil der überlappenden Anordnung benachbarter Bleche besteht darin, dass die Bleche sich in der Umfangsrichtung infolge thermischer Wechselwirkungen ausdehnen oder zusammenziehen können, wobei der Überlappungsbereich größer oder kleiner wird. Dadurch können Spannungen in den Blechen vorteilhaft vermieden werden.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass jeweils ein Blech der mehreren Bleche an dessen distalen, radial außen überlappenden Endbereich mittels zumindest einem ersten Abstandselement mit der Außenwand des Verdichtergehäuses fest verbunden ist. Insbesondere ist das Blech unter Einhaltung eines Dehnungsabstandes benachbart zu dem Überlappungsbereich mittels der ersten Abstandselemente fest mit dem Verdichtergehäuse verbunden. Vorzugsweise können die ersten Abstandselemente also Höcker ausgebildet sein, welche in Umfangsrichtung ausgenommen sind. Die ersten Abstandselemente können beispielsweise mit dem Blech und/oder mit der Außenwand verschweißt sein.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass jeweils ein Blech der mehreren Bleche an zumindest dessen distalen, radial innen überlappenden Endbereich mittels zumindest einem zweiten Abstandselement mit der Außenwand des Verdichtergehäuses im Umfangrichtung gleitend verbunden ist. Dadurch kann vorteilhaft gewährleistet werden, dass der innen überlappende Endbereich sich aufgrund thermischer Wechselwirkung ausdehnen oder zusammenziehen kann, wobei das Blech gegenüber der Außenwand gleitet. Die zweiten Abstandselemente können dabei entweder fest mit der Außenwand und lose mit dem Blech, oder fest dem Blech und lose mit der Außenwand verbunden sein.
  • Im Zusammenhang mit dem festen, äußeren Endbereich und dem losen, inneren Endbereich ergibt sich der technische Effekt, dass das Blech gesichert an beiden Endbereichen gehalten werden kann. Der lose, innere Endbereich kann dabei vorteilhaft durch den festen, äußeren Endbereich des benachbarten Bleches vorteilhaft nach radial außen gesichert werden.
  • Eine Ausführungsform des Verdichtermoduls sieht vor, dass die Trennvorrichtung von einer axialen Vorderwand des Ringkanals und/oder von einer axialen Hinterwand des Ringkanals beabstandet ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass der Außenraum und der Innenraum nicht vollständig fluidisch voneinander abgeschlossen sind und somit zumindest ein Druckausgleich zwischen dem Außenraum und dem Innenraum stattfinden kann. Vorzugsweise ist lediglich ein Spalt zwischen Vorderwand bzw. Hinterwand und den axialen, in Umfangsrichtung verlaufenden Kanten der Trennvorrichtung vorgesehen, sodass ein Wärmefluidaustausch möglichst geringgehalten werden kann und damit lediglich ein geringer Wärmeaustausch stattfinden kann. Insbesondere ist der Spalt derart auszulegen, dass dieser klein genug ist, damit keine starke Belüftung des Innenraumes stattfinden kann, und andererseits groß genug, damit eine Dehnung der Trennvorrichtung in axialer Richtung nicht zur Interaktion mit der Vorder- und/oder Hinterwand führt.
  • Durch einen weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Strömungsmaschine, insbesondere eine Fluggasturbine, bereitgestellt. Die Strömungsmaschine umfasst zumindest ein erfindungsgemä-ßes Turbinenmodul und/oder ein erfindungsgemäßes Verdichtermodul.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen. Dabei zeigen:
    • FIG. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Turbinenmoduls bzw. Verdichtermoduls einer Strömungsmaschine in einem Längsschnitt;
    • FIG: 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Turbinenmoduls bzw. Verdichtermoduls einer Strömungsmaschine in einem Querschnitt;
    • FIG. 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Abschnittes einer Trennvorrichtung mit mehreren Blechen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.
  • Im Folgenden werden die FIG. 1 und die FIG. 2 gemeinsam beschrieben, wobei die FIG. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Turbinenmoduls 100 einer Strömungsmaschine 1 in einem Längsschnitt, und die FIG. 2 in einem Querschnitt zeigt. Vereinfacht ist die Umfangsrichtung (U) als geradlinig dargestellt, wobei diese in der Realität vielmehr kreisförmig bzw. ringförmig sein kann.
  • Das Turbinenmodul 100 kann zumindest ein Turbinengehäuse 101 mit einer ringförmigen Außenwand 2 und einem Innengehäuse 3 umfassen. Das Turbinenmodul 100 umfasst weiterhin einen Ringkanal 4 zur Verteilung eines Kühlfluids in und/oder entgegen einer Umfangsrichtung U (FIG. 2) des Turbinenmoduls 100. Der Ringkanal 4 sitzt in der Radialrichtung R betrachtet, welche von einem Zentrum des Turbinenmoduls nach außen gerichtet ist, radial außenseitig auf der Außenwand 2 auf. Der Ringkanal 4 weist zumindest einen Einlass 5 zum Einströmen des Kühlfluids in den Ringkanal 4 auf, sowie Öffnungen 6 zum Ausströmen des Kühlfluids in Kühlleitungen 7 des Innengehäuses 3. Der Pfeil 28 kann insbesondere eine Hauptströmung der Strömungsmaschine 1 darstellen, welche radial innerhalb des Außenwand der Außenwand 2 strömen kann und diese, sowie das Innengehäuse 3, insbesondere erzwungen konvektiv erwärmen kann.
  • Innerhalb des Ringkanals 4 kann eine in Umfangrichtung U verlaufende Trennvorrichtung 8 vorgesehen sein, welche den Ringkanal 4 in einen radial inneren Innenraum 9 und in einen radial äußeren Außenraum 10 unterteilt. Insbesondere kann der Außenraum 11 den zumindest einen Einlass 5 und die Öffnungen 6 aufweisen. Beispielsweise bildet die Trennvorrichtung 8 radial außenseitig, also zum Außenraum gerichtet, die Öffnungen 6 aus, wobei die Öffnungen 6 über jeweils ein Röhrenelement 11 mit den Kühlleitungen 7 des Innengehäuses 3 fluidisch verbunden sind. Die Pfeile 29 können insbesondere die Strömungsrichtungen des Kühlfluids andeuten, welches aus dem Einlass 5 in den Ringkanal 4 strömen kann, sich vorzugsweise im Umfangsrichtung verteilt und durch die Öffnungen 6 wieder aus dem Ringkanal 4 ausströmt, sowie in die Kühlleitungen 7 einströmt.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Abschnitt der Außenwand 2 des Turbinengehäuses 101 eine radial innere Innenwand 12 des Ringkanals 4 bildet.
  • Beispielsweise kann die Trennvorrichtung 8 als Blech 13, 14, 15 ausgebildet sein, welches sich beispielsweise ringförmig um die Außenwand 2 des Turbinengehäuses 101, also sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung U und in einer Axialrichtung X des Turbinenmoduls 100 erstrecken kann. Die Trennvorrichtung 8 kann jedoch vorzugsweise mehrere Bleche 13, 14, 15 aufweisen. Insbesondere kann die Trennvorrichtung 8 von einer axialen Vorderwand 26 des Ringkanals 4 und/oder von einer axialen Hinterwand 27 des Ringkanals 104 beabstandet sein. Insbesondere kann hier ein Spalt derart vorgesehen sein, dass ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 9 und dem Außenraum 10 stattfinden kann, jedoch vorzugsweise keine Belüftung des Innenraumes mit dem Kühlfluid.
  • Das Turbinenmodul 100 kann Abstandselemente 16, 17 zwischen Außenwand 2 des Turbinengehäuses 101 bzw. Innenwand 12 des Ringkanals 4 aufweisen, welche das zumindest eine Blech 13, 14, 15 von der Außenwand 2 bzw. Innenwand 12 beabstanden. Beispielsweise können die Abstandselemente 16, 17 integral mit der Trennvorrichtung 8 ausgebildet sein, also beispielsweise mit der Trennvorrichtung 8 gefügt, insbesondere verschweißt, oder aus der Trennvorrichtung 8 ausgeformt.
  • Das in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Turbinenmoduls 100 kann ebenfalls ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdichtermoduls 200 entsprechen, wobei die zugehörige Beschreibung entsprechend angepasst auf das Verdichtermodul 200 gelesen werden kann. Insbesondere sind die Begriffe Turbinengehäuse 101 durch Verdichtergehäuse 201, sowie Kühlfluid durch Wärmefluid zu ersetzen. Die Außenwand 2 und das Innengehäuse 3 des Verdichtergehäuses 201 kann insbesondere durch die Hauptströmung 28 der Strömungsmaschine 1 erzwungen konvektiv abgekühlt sein.
  • In FIG. 3 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Abschnittes einer Trennvorrichtung 8 eines Turbinenmoduls 100 oder eines Verdichtermoduls 200 mit mehreren Blechen 13, 14, 15 gezeigt, insbesondere einer Unterseite der Strömungsmaschine 1. Die Trennvorrichtung 8 kann insbesondere in der Umfangsrichtung U in die mehreren Bleche 13, 14, 15 segmentiert sein. Das erste Blech 13, welches lediglich abschnittsweise dargestellt ist, kann an dessen ersten distalen Ende 18 (In Umfangsrichtung U) mit einem zweiten distalen Ende 20 des in Umfangsrichtung U benachbarten Bleches 14 überlappt sein. Die überlappenden Enden 18, 20 können insbesondere in Umfangsrichtung U beweglich bzw. gleitend zueinander gelagert sein, sodass sich infolge eines Wärmeeintrages die Bleche 13, 14, 15 in Umfangsrichtung ausdehnen bzw. zusammenziehen können.
  • Das erste Blech 13 kann an einem distalen, radial innen überlappendenden Endbereich 24 des ersten Blechs 13, welcher direkt benachbart zu dem überlappenden Enden 18, 20 anschließen kann, mit einem zweiten Abstandelement 17 mit der Außenwand 2 des Turbinengehäuses 1 bzw. mit der Innenwand 12 im Umfangrichtung U gleitend verbunden sein. Das zweite Abstandselement 17 kann dabei entweder integral mit dem ersten Blech 13 oder mit der Wand 2, 12 verbunden sein.
  • Das zum ersten Blech 13 benachbarte, zweite Blech 14 kann an einem distalen, radial außen überlappendenden Endbereich 22 des zweiten Blechs 14, welcher direkt benachbart zu dem überlappenden Enden 18, 20 anschließen kann, mit einem ersten Abstandelement 16 mit der Außenwand 2 des Turbinengehäuses 1 bzw. mit der Innenwand 12 im Umfangrichtung U fest verbunden sein, insbesondere über das erste Abstandselement 16 mit dieser verschweißt. Dadurch ist das zweite Blech an dem Endbereich 22 in Axialrichtung X, Radialrichtung R und in Umfangsrichtung U fixiert.
  • Eine Position des ersten Bleches 13 im Endbereich 24 kann somit nach radial innen durch das zweite Abstandselement 17 und nach radial außen durch das überlappende Ende 18 fixiert sein.
  • Die Bleche 17, 18, 19 können darüber hinaus weitere, zweite Abstandselemente 17 aufweisen, wie rein schematisch mittig zu dem zweiten Blech 14 dargestellt ist.
  • Eine radiale Fixierung eines distalen, radial innen überlappenden Endes 25 des zweiten Bleches 17 kann entsprechend zu dem Ende 24 in Verbindung mit einem benachbarten, dritten Blech 15 gegeben sein, wobei ein distaler, radial innen überlappender Endbereich 25 des zweiten Blechs gleitend mittels des zweiten Abstandselementes 17 mit der Wand 2, 12 verbunden sein kann, sowie ein distaler, radial außen überlappender Endbereich 23 des dritten Blechs 15 über das erste Abstandselement mit der Wand 2, 12 fest verbunden sein kann, sodass das zweite, distale Ende 21 des dritten Bleches 23, welches mit dem erstes distales Ende 19 des zweiten Blechs 14 überlappt ist, nach radial außen fixiert werden kann.
  • Insgesamt zeigen die Beispiele, wie eine Trennvorrichtung 8 (Wärmeschutzblech) für einen Anti-Icing-Ringkanal 4 bzw. Kühlfluidringkanal 4 bereitgestellt werden kann. Der Ringkanal 4 oder Luftkasten kann direkt auf dem Turbinengehäuse 101 oder Verdichtergehäuse 201 aufsitzen. Eine Innenseite des Ringkanals 4 sieht insbesondere die Zapflufttemperatur des Kühlfuids bzw. des Wärmefluids. Die Außenwände des Ringkanals können entweder die Nacelle-Bedingungen oder die Annulus Bedingungen der Hauptströmung 29 sehen. Aufgrund des deutlichen Temperaturunterschiedes zwischen der Zapfluft und Annulus sowie den hohen Wärmeübertragungskoeffizienten (getrieben durch die Luftgeschwindigkeit im Luftkasten und im Annulus) kann der größte Wärmeverlust über die Außenwand 2 erfolgen. Um die Außenwand zu isolieren und Wärmeenergie in der Zapfluft so lange wie möglich zu behalten, kann eine Trennvorrichtung 4, beispielsweise ein Schutzblech, oberhalb bzw. radial außerhalb der Außenwand 2 angebracht werden. Damit kann ein Innenraum 9, insbesondere als Zwischenkavität, geschaffen werden, in welcher die Luftgeschwindigkeit nahezu null sein kann (freie Konvektionsbedingungen), sodass die Wärmeübertragung zwischen der Hauptströmung 28 und der Außenwand 2 deutlich reduziert sein kann, und damit der Wärmeaustauch zwischen Hauptströmung 2 und Außenwand 2.
  • Das Blech 13, 14, 15 der Trennvorrichtung kann punktuell, z.B. auf einen ersten Abstandselement 17, beispielsweise einem Höcker, der in Umfangsrichtung U ausgenommen ist, befestigt (verschweißt) sein, um die Wärmeleitung zu minimieren. Die Trennvorrichtung 8 kann in Bleche 13, 14, 15 segmentiert sein, mit überlappenden Stößen. Die Trennvorrichtung 8 kann so konzipiert und angebracht sein, dass die thermische Dehnung (in axialer X und Umfangsrichtung U) nicht zur Interaktion mit der Vorderwand 26 und/oder der Hinterwand (Luftkastenwände) führen kann. Die Abstände zwischen Blech 13, 14, 15 und umliegenden Ringkanal 4 sollten vorzugsweise gleichzeitig klein ausgelegt werden, damit keine starke Belüftung der Zwischenkavität stattfinden kann.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Strömungsmaschine
    2
    Außenwand
    3
    Innengehäuse
    4
    Ringkanal
    5
    Einlass
    6
    Öffnungen
    7
    Kühlleitungen
    8
    Trennvorrichtung
    9
    Innenraum
    10
    Außenraum
    11
    Röhrenelement
    12
    Innenwand
    13
    erstes Blech
    14
    zweites Blech
    15
    drittes Blech
    16
    erste Abstandselemente
    17
    zweite Abstandselemente
    18
    erstes distales Ende des ersten Blechs
    19
    erstes distales Ende des zweiten Blechs
    20
    zweites distales Ende des zweiten Blechs
    21
    zweites distales Ende des dritten Blechs
    22
    distaler, radial außen überlappender Endbereich des zweiten Blechs
    23
    distaler, radial außen überlappender Endbereich des dritten Blechs
    24
    distaler, radial innen überlappender Endbereich des ersten Blechs
    25
    distaler, radial innen überlappender Endbereich des zweiten Blechs
    26
    axiale Vorderwand des Ringkanals
    27
    axiale Hinterwand des Ringkanals
    28
    Hauptströmung
    29
    Fluidströmung
    100
    Turbinenmodul
    101
    Turbinengehäuse
    200
    Verdichtermodul
    201
    Verdichtergehäuse
    R
    Radialrichtung
    U
    Umfangsrichtung
    X
    Axialrichtung

Claims (10)

  1. Turbinenmodul (100) für eine Strömungsmaschine (1), umfassend
    - ein Turbinengehäuse (101) mit einer ringförmigen Außenwand (2) und einem Innengehäuse (3), und
    - einen Ringkanal (4) zur Verteilung eines Kühlfluids in einer Umfangsrichtung (U) des Turbinenmoduls (100), wobei der Ringkanal (4)
    - außenseitig auf der Außenwand (2) aufsitzt,
    - zumindest einen Einlass (5) zum Einströmen des Kühlfluids in den Ringkanal (4) aufweist, und
    - Öffnungen (6) zum Ausströmen des Kühlfluids in Kühlleitungen (7) des Innengehäuses (3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    innerhalb des Ringkanals (4) eine in Umfangrichtung (U) verlaufende Trennvorrichtung (8) vorgesehen ist, welche den Ringkanal (4) in einen radial inneren Innenraum (9) und in einen radial äußeren Außenraum (10) unterteilt.
  2. Turbinenmodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenraum (11) des Ringkanals (4) den zumindest einen Einlass (5) und die Öffnungen (6) aufweist, wobei insbesondere die Trennvorrichtung (8) die Öffnungen (6) ausbildet und die Öffnungen (6) über jeweils ein Röhrenelement (11) mit den Kühlleitungen (7) des Innengehäuses (3) fluidisch verbunden sind und/oder wobei zumindest ein Abschnitt der Außenwand (2) des Turbinengehäuses (101) eine radial innere Innenwand (12) des Ringkanals (4) bildet.
  3. Turbinenmodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (8) zumindest ein Blech (13, 14, 15) aufweist, welches sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung (U) und in einer Axialrichtung (X) des Turbinenmoduls (100) erstreckt, wobei insbesondere Abstandselemente (16, 17) vorgesehen sind, welche das zumindest eine Blech (13, 14, 15) von der Außenwand (2) des Turbinengehäuses (101) beabstanden, wobei bevorzugt die Abstandselemente (16, 17) integral mit der Trennvorrichtung (8) ausgebildet sind und weiter bevorzugt die Trennvorrichtung (8) in Umfangsrichtung (U) in mehrere Bleche (13, 14, 15) segmentiert ist, wobei jeweils benachbarte Bleche (13, 14, 15) an deren distalen Ende (18, 19, 20, 21) überlappend zueinander angeordnet sind.
  4. Turbinenmodul (100) nach einem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Blech (13, 14, 15) der mehreren Bleche (13, 14, 15) an dessen distalen, radial außen überlappenden Endbereich (22, 23) mittels zumindest einem ersten Abstandselement (16) mit der Außenwand (2) des Turbinengehäuses (101) fest verbunden ist, wobei insbesondere jeweils ein Blech (13, 14, 15) der mehreren Bleche (13, 14, 15) an zumindest dessen distalen, radial innen überlappenden Endbereich (24, 25) mittels zumindest einem zweiten Abstandselement (17) mit der Außenwand (2) des Turbinengehäuses (1) im Umfangrichtung (U) gleitend verbunden ist.
  5. Turbinenmodul (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (8) von einer axialen Vorderwand (26) des Ringkanals (4) und/oder von einer axialen Hinterwand (27) des Ringkanals (104) beabstandet ist.
  6. Verdichtermodul (200) für eine Strömungsmaschine (1), umfassend
    - ein Verdichtergehäuse (201) mit einer ringförmigen Außenwand (2) und einem Innengehäuse (3), und
    - einen Ringkanal (4) zur Verteilung eines Wärmefluids in einer Umfangsrichtung (U) des Verdichtermoduls (200), wobei der Ringkanal (4)
    - außenseitig auf der Außenwand (2) aufsitzt,
    - zumindest einen Einlass (5) zum Einströmen des Wärmefluids in den Ringkanal (4) aufweist, und
    - Öffnungen (6) zum Ausströmen des Wärmefluids in Wärmeleitungen des Innengehäuses (3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    innerhalb des Ringkanals (4) eine in Umfangrichtung (U) verlaufende Trennvorrichtung (8) vorgesehen ist, welche den Ringkanal (4) in einen radial inneren Innenraum (9) und in einen radial äußeren Außenraum (10) unterteilt.
  7. Verdichtermodul (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenraum (10) des Ringkanals (4) den zumindest einen Einlass (5) und die Öffnungen (6) aufweist, wobei insbesondere die Trennvorrichtung (8) die Öffnungen (6) ausbildet, wobei die Öffnungen (6) in diesem Fall über jeweils ein Röhrenelement (11) mit den Kühlleitungen (7) des Innengehäuses (3) fluidisch verbunden sind.
  8. Verdichtermodul (200) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abschnitt der Außenwand (2) des Verdichtergehäuses (201) eine radial innere Innenwand (12) des Ringkanals (4) bildet, wobei
    die Trennvorrichtung (8) bevorzugt zumindest ein Blech (13, 14, 15) aufweist, welches sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung (U) und in einer Axialrichtung (X) des Verdichtermoduls (200) erstreckt.
  9. Verdichtermodul (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Abstandselemente (16, 17) vorgesehen sind, welche das zumindest eine Blech (13, 14, 15) von der Außenwand (2) des Verdichtergehäuses (201) beabstanden, wobei insbesondere die Abstandselemente (16, 17) integral mit der Trennvorrichtung (8) ausgebildet sind und/oder die Trennvorrichtung (8) in Umfangsrichtung (U) in mehrere Bleche (13, 14, 15) segmentiert ist, wobei jeweils benachbarte Bleche (13, 14, 15) an deren distalen Ende (18, 19, 20, 21) überlappend zueinander angeordnet sind und/oder jeweils ein Blech (13, 14, 15) der mehreren Bleche (13, 14, 15) an dessen distalen, radial außen überlappenden Endbereich (22, 23) mittels zumindest einem ersten Abstandselement (16) mit der Außenwand (2) des Verdichtergehäuses (201) fest verbunden ist, wobei weiter bevorzugt jeweils ein Blech (13, 14, 15) der mehreren Bleche (13, 14, 15) an zumindest dessen distalen, radial innen überlappenden Endbereich (24, 25) mittels zumindest einem zweiten Abstandselement (17) mit der Außenwand (2) des Verdichtergehäuses (201) im Umfangrichtung (U) gleitend verbunden ist.
  10. Strömungsmaschine (1), insbesondere Fluggastubine, umfassend ein Turbinenmodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und/oder ein Verdichtermodul (200) nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
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