WO2014111325A1 - Method for controlling a gas mass stream, flow duct and turbomachine with flow duct - Google Patents

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WO2014111325A1
WO2014111325A1 PCT/EP2014/050435 EP2014050435W WO2014111325A1 WO 2014111325 A1 WO2014111325 A1 WO 2014111325A1 EP 2014050435 W EP2014050435 W EP 2014050435W WO 2014111325 A1 WO2014111325 A1 WO 2014111325A1
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flow channel
flow
turbomachine
gas mass
flow duct
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PCT/EP2014/050435
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Francois Benkler
Stefan Braun
Stephan Klumpp
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
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    • 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
    • F05D2270/00—Control
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    • F05D2270/17—Purpose of the control system to control boundary layer
    • F05D2270/172—Purpose of the control system to control boundary layer by a plasma generator, e.g. control of ignition

Definitions

  • the present invention relates to a method for Steue ⁇ tion of flowing through a flow channel gas mass flow and a flow channel, which is designed to carry out this method and a turbomachine with this flow channel.
  • a flow channel is present, for example, as a diffuser or inlet in a turbomachine, such as a gas turbine. Through the flow channel flows during operation of the door ⁇ bomaschine a gas mass flow.
  • the activation of the plasma actuator takes place according to a predefined scheme.
  • a control of the activation of the plasma actuators can take place after a precalculation.
  • the activation of the plasma actuators is then dependent on the geometry of the flow channel when specific characteristics rela ⁇ hung as if he achieves certain characteristic value combinations. These characteristics can include the rotor speed, the amount of air, the temperature or simply the time.
  • the control is preferably carried out by a control unit.
  • the activation of the plasma Actuator when falling below a certain speed of the gas mass flow is determined in particular by means of sensors in the flow channel.
  • the flow conduit according to the invention with a limit it ⁇ the wall according to the invention comprises at least one disposed on the Wan ⁇ dung and / or at a positioned in the flow channel guide profile plasma actuator.
  • the plasma actuators are preferably connected to a control unit.
  • the flow channel according to the invention advantageously provides a flow channel with which a gas mass flow can be influenced.
  • the flow channel according to the invention requires for influencing no moving parts. It is relatively easy and inexpensive to manufacture.
  • the individual components for the flow channel according to the invention are very easy to design. Plasma actuators are thin, flexible and can be simply glued on, for example.
  • the flow channel according to the invention can be designed shorter in its axial length than conventional flow channels who ⁇ . Turbines can thus be made cheaper.
  • the flow channel according to the invention offers the possibility ⁇ ability to be retrofitted in existing turbomachinery can.
  • this has a plurality of plasma actuators, which are arranged radially to an axis of rotation.
  • the velocity of the gas masses ⁇ stream close to the wall can be influenced by the disposed on the walls of plasma actuators in a given cross section of the flow channel ⁇ the entire circumference. That offers the opportunity, ever upon request, to generate swirling effects or to counteract a swirl of the gas mass flow.
  • the radially arranged plasma actuators are activated circumferentially.
  • a simultaneous activation of the plasma actuators is possible.
  • this has a plurality of plasma Aktuato ⁇ ren, which are arranged along the flow channel.
  • the gas mass flow can be accompanied influencing in its course.
  • On one point of the flowing gas mass flow can be acted several times. This point happens successively the several arranged in the longitudinal direction
  • Plasma actuators In particular, a combination of radially and longitudinally arranged plasma actuators provides extensive opportunities for influencing.
  • the inventive flow channel of the flow channel is a diffuser and the wall of the flow channel is formed from a Gehotkon ⁇ tur and a hub contour.
  • At least one plasma actuator is arranged on the housing contour and / or on the hub contour and / or in the guide profile.
  • turbomachines can be increased by preventing an early stall.
  • the flow channel according to the invention designed as a diffuser allows this possibility.
  • the flow channel is an inlet of a turbine.
  • the design of the flow channel according to the invention as an inlet additionally offers the possibility of optimizing a turbomachine.
  • the through the inlet to the turbine flowing air can be influenced according to the requirements by means of the plasma actuators and thus a more efficient, resource-saving operation of the turbine can be obtained.
  • the flow channel according to the invention is preferably integrated in a turbomachine.
  • the turbomachine is in particular a gas turbine.
  • the advantages of the flow channel according to the invention thus benefit the turbomachine as an assembly.
  • FIG. 1 shows a turbomachine according to the invention with a
  • FIG. 1 shows the turbomachine with the flow channel with
  • a turbomachine 1 according to the invention is shown by way of example.
  • the turbomachine 1 is in particular a gas turbine.
  • the turbomachine 1 shown here has a compressor 2 and a diffuser 3.
  • the diffuser 3 is madebil ⁇ det as inventive flow channel 17.
  • the diffuser 3 is integrally ⁇ classified here downstream of the compressor. 2
  • the diffuser 3 may also be a diffuser, which is arranged downstream of a turbine of a turbomachine 1.
  • the flow channel 17 according to the invention can also be an inlet of a turbine of the turbomachine 1.
  • the compressor 2 comprises a plurality of rows of blades 4, which are fixed to a rotor and a plurality of rows with Guide vanes 5, which are fastened to a housing 14.
  • the rotor blades 4 rotate with the rotor about an axis of rotation 15.
  • a row with outlet blades 6 is positioned, which in particular are adjustable.
  • the turbomachine 1 according to the invention has at least be ⁇ rich manner the flow channel 17 according to the invention.
  • the flow channel 17 according to the invention can be positio ⁇ ned in the diffuser 3 and / or in the inlet of the turbine of the turbomachine 1 and / or elsewhere.
  • a gas mass flow 9, 10 flows through the flow channel 17.
  • the flow channel 17 according to the invention is formed by the diffuser 3.
  • the diffuser 3 is positioned adjacent to the compressor 2 downstream of the compressor 2.
  • a wall of the flow channel 17 is in this case formed by a hub 16 and the housing 14.
  • the cross section of the flow channel 17 extends downstream ⁇ Windbook towards an outlet. 13
  • the diffuser 3 reduces ⁇ with the speed of the gas mass flow 9, 10th
  • the diffuser 3 which is formed by the flow channel 17 according to the invention, may for example be a diffuser 3 for an annular combustion chamber or for a silo combustion chamber.
  • the flow channel 17 has at least one plasma actuator 7. This can be arranged on the wall of the flow channel 17 or on a guide channel 8 positioned in the flow channel, a so-called strut.
  • the flow channel 17 has a plurality of plasma actuators 7.
  • the wall of the flow channel 17 is in this case formed by the hub 16 and the housing 14.
  • the flow channel 17 points in This way, therefore, an annular cross-section.
  • the plasma actuators 7 may be positioned on both the hub 16 and the housing 14.
  • the plasma actuators 7 may be arranged on the at least one guide profile 8.
  • an arrangement of the plasma actuators 7 is provided extending in the flow direction or also in radial rows.
  • the plasma actuators 7 positioned one behind the other in the flow direction can influence the gas mass flow 9, 10 over a region along the flow direction.
  • the radially arranged plasma actuators 7 can provide for influencing an entire edge region of the cross section.
  • Plasma actuators 7 to generate an additional twist. Depending on the application, it is possible in the other direction to reduce the possible swirl of the gas mass flow 9, 10 by activating the radially arranged plasma actuators 7 in succession opposite the direction of rotation of the rotor.
  • FIG. 1 shows the flow channel 17 according to the invention, acting here as a diffuser 3, in a first situation in which the plasma actuators 7 are not activated.
  • FIG. 2 shows the flow channel 17 according to the invention in a second situation, in which the plasma actuators 7 are activated.

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Abstract

The invention presents a method for controlling a gas mass stream (9, 10) flowing through a flow duct (17) of a turbomachine (1), in which method at least one plasma actuator (7) arranged in the flow duct (17) is activated and the gas mass stream (9, 10) is thereby at least partially accelerated. Also claimed are a flow duct (17) and a turbomachine (1) having said flow duct (17).

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Steuerung eines Gasmassenstroms, Strömungskanal sowie Turbomaschine mit Strömungskanal Method for controlling a gas mass flow, flow channel and turbomachine with flow channel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steue¬ rung eines durch einen Strömungskanal strömenden Gasmassenstroms sowie einen Strömungskanal, der ausgebildet ist, die- ses Verfahren auszuführen und eine Turbomaschine mit diesem Strömungskanal . The present invention relates to a method for Steue ¬ tion of flowing through a flow channel gas mass flow and a flow channel, which is designed to carry out this method and a turbomachine with this flow channel.
Ein Strömungskanal ist beispielsweise als Diffusor oder Ein- lauf in einer Turbomaschine, wie einer Gasturbine, vorhanden. Durch den Strömungskanal strömt während des Betriebs der Tur¬ bomaschine ein Gasmassenstrom. A flow channel is present, for example, as a diffuser or inlet in a turbomachine, such as a gas turbine. Through the flow channel flows during operation of the door ¬ bomaschine a gas mass flow.
Es ist zudem bekannt, mittels eines Plasma-Aktuators ein elektrisches Feld zu erzeugen, welches Luft in der Umgebung des Plasma-Aktuators teilweise ionisiert. Dadurch werden ge¬ ladene Luftteilchen vom elektrischen Feld beschleunigt, die dann mit langsameren Luftmolekülen interagieren und diese beschleunigen . Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Gasmassenstrom innerhalb eines Strömungskanals gesteuert werden kann. Zudem soll ein für dieses Verfahren ausgebildeter Strömungskanal und eine Turbomaschine mit diesem Strömungskanal bereitge- stellt werden. It is also known to generate an electric field by means of a plasma actuator, which partially ionizes air in the vicinity of the plasma actuator. This ge ¬ charged air particles are accelerated by the electric field, which then interact with slower air molecules and accelerate this. It is an object of the present invention to provide a method with which a gas mass flow within a flow channel can be controlled. In addition, a flow channel designed for this method and a turbomachine with this flow channel should be provided.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Steuerungsverfahren nach Anspruch 1 sowie einem Strömungskanal nach Anspruch 4 und einer Turbomaschine nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbil- düngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines durch einen Strömungskanal einer Turbomaschine strömenden Gasmas¬ senstroms, wird zumindest ein im Strömungskanal angeordneter Plasma-Aktuator aktiviert und dadurch der Gasmassenstrom zu- mindest teilweise beschleunigt. Insbesondere wird der Gasmas¬ senstrom in dem Strömungskanal einer Gasturbine beeinflusst. This object is achieved with a control method according to claim 1 and a flow channel according to claim 4 and a turbomachine according to claim 9. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims and described in the description. In the inventive method for controlling a fluid flowing through a flow duct of a turbomachine Gasmas ¬ senstroms, is arranged in the flow passage plasma actuator is at least activated and thereby the gas mass flow at least partially accelerated. In particular, the Gasmas ¬ senstrom is influenced in the flow channel of a gas turbine.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft möglich, die Geschwindigkeit des Gasmassenstroms in Wandnähe des Strömungskanals der Turbomaschine zu beschleunigen. Damit kann das Risiko einer frühen Strömungsablösung verringert und eine gleichmäßigere Geschwindigkeitsverteilung erzielt werden, womit der Gasmassenstrom effizienter durch den Strömungskanal geleitet wird. With the method according to the invention, it is advantageously possible to accelerate the velocity of the gas mass flow near the wall of the flow channel of the turbomachine. Thus, the risk of early flow separation can be reduced and a more uniform velocity distribution can be achieved, whereby the gas mass flow is conducted through the flow channel more efficiently.
Durch die Hilfsleistung der Plasma-Aktuatoren werden vorteilhaft die Grenzen der derzeitigen Designmöglichkeiten von Strömungskanälen verschoben und die Gestaltungsmöglichkeiten erweitert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können bei- spielsweise Diffusoren kürzer ausgelegt werden als bisher.Due to the auxiliary power of the plasma actuators, the limits of the current design possibilities of flow channels are advantageously shifted and the design options expanded. By means of the method according to the invention, it is possible, for example, to design diffusers shorter than hitherto.
Zudem können größere Öffnungsverhältnisse realisiert und so¬ mit eine größere Druck-Rückgewinnung erzielt werden. In addition, larger opening ratios can be realized and thus ¬ achieved with a greater pressure recovery.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aktivierung des Plasma-Aktuators nach einem vordefinierten Schema. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the activation of the plasma actuator takes place according to a predefined scheme.
Damit kann eine Steuerung der Aktivierung der Plasma-Aktuatoren nach einer Vorausberechnung erfolgen. Die Aktivierung der Plasma-Aktuatoren erfolgt dann abhängig von der Geometrie des Strömungskanals beim Erreichen bestimmter Kennwerte bezie¬ hungsweise bei Erreichen bestimmter Kennwertkombinationen. Diese Kennwerte können unter anderem die Rotordrehzahl, die Luftmenge, die Temperatur oder einfach die Zeit sein. Die Steuerung erfolgt bevorzugt durch eine Kontrolleinheit. In this way, a control of the activation of the plasma actuators can take place after a precalculation. The activation of the plasma actuators is then dependent on the geometry of the flow channel when specific characteristics rela ¬ hung as if he achieves certain characteristic value combinations. These characteristics can include the rotor speed, the amount of air, the temperature or simply the time. The control is preferably carried out by a control unit.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Aktivierung des Plasma- Aktuators bei einer Unterschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit des Gasmassenstroms. Die Geschwindigkeit des Gasmassenstroms wird dafür insbesondere mittels Sensoren im Strömungskanal ermittelt. In an alternative advantageous embodiment of the method according to the invention, the activation of the plasma Actuator when falling below a certain speed of the gas mass flow. The velocity of the gas mass flow is determined in particular by means of sensors in the flow channel.
Damit kann auf eine Ist-Situation reagiert und Störgrößen können ausgeglichen werden. Eine Aktivierung der Plasma-Aktu- atoren kann mithin situationsgerecht erfolgen. Der erfindungsgemäße Strömungskanal mit einer ihn begrenzen¬ den Wandung weist erfindungsgemäß zumindest einen an der Wan¬ dung und/oder an einem in dem Strömungskanal positionierten Leitprofil angeordneten Plasma-Aktuator auf. Die Plasma-Aktu- atoren sind bevorzugt mit einer Kontrolleinheit verbunden. This can react to an actual situation and disturbances can be compensated. Activation of the plasma actuators can thus take place in accordance with the situation. The flow conduit according to the invention with a limit it ¬ the wall according to the invention comprises at least one disposed on the Wan ¬ dung and / or at a positioned in the flow channel guide profile plasma actuator. The plasma actuators are preferably connected to a control unit.
Mit dem erfindungsgemäßen Strömungskanal ist vorteilhaft ein Strömungskanal bereitgestellt, mit dem ein Gasmassenstrom be- einflusst werden kann. Der erfindungsgemäße Strömungskanal benötigt zur Beeinflussung keine beweglichen Teile. Er ist relativ einfach und kostengünstig herzustellen. Die einzelnen Komponenten für den erfindungsgemäßen Strömungskanal sind sehr einfach zu konzipieren. Plasma-Aktuatoren sind dünn, flexibel und lassen sich beispielsweise einfach aufkleben. Der erfindungsgemäße Strömungskanal kann in seiner axialen Länge kürzer als herkömmliche Strömungskanäle ausgelegt wer¬ den. Turbinen können somit günstiger hergestellt werden. Zudem bietet der erfindungsgemäße Strömungskanal die Möglich¬ keit, in bereits vorhandenen Strömungsmaschinen nachgerüstet werden zu können. The flow channel according to the invention advantageously provides a flow channel with which a gas mass flow can be influenced. The flow channel according to the invention requires for influencing no moving parts. It is relatively easy and inexpensive to manufacture. The individual components for the flow channel according to the invention are very easy to design. Plasma actuators are thin, flexible and can be simply glued on, for example. The flow channel according to the invention can be designed shorter in its axial length than conventional flow channels who ¬ . Turbines can thus be made cheaper. In addition, the flow channel according to the invention offers the possibility ¬ ability to be retrofitted in existing turbomachinery can.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strömungskanals weist dieser mehrere Plasma-Aktuatoren auf, die radial zu einer Rotationsachse angeordnet sind. Damit kann in einem bestimmten Querschnitt des Strömungs¬ kanals am gesamten Umfang die Geschwindigkeit des Gasmassen¬ stroms in Wandnähe von den an den Wänden angeordneten Plasma- Aktuatoren beeinflusst werden. Das bietet die Möglichkeit, je nach Anforderung, Dralleffekte zu erzeugen oder einem Drall des Gasmassenstroms entgegenzuwirken. Die radial angeordneten Plasma-Aktuatoren werden dazu umlaufend aktiviert. Daneben ist erfindungsgemäß auch eine gleichzeitige Aktivierung der Plasma-Aktuatoren möglich. In an advantageous embodiment of the flow channel according to the invention, this has a plurality of plasma actuators, which are arranged radially to an axis of rotation. Thus, the velocity of the gas masses ¬ stream close to the wall can be influenced by the disposed on the walls of plasma actuators in a given cross section of the flow channel ¬ the entire circumference. That offers the opportunity, ever upon request, to generate swirling effects or to counteract a swirl of the gas mass flow. The radially arranged plasma actuators are activated circumferentially. In addition, according to the invention, a simultaneous activation of the plasma actuators is possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strömungskanals weist dieser mehrere Plasma-Aktuato¬ ren auf, die längs des Strömungskanals angeordnet sind. In a further advantageous embodiment of the flow channel according to the invention, this has a plurality of plasma Aktuato ¬ ren, which are arranged along the flow channel.
Damit kann der Gasmassenstrom beeinflussend in seinem Lauf begleitet werden. Auf eine Stelle des fließenden Gasmassenstroms kann mehrmals eingewirkt werden. Diese Stelle passiert nacheinander die mehreren in Längsrichtung angeordneten Thus, the gas mass flow can be accompanied influencing in its course. On one point of the flowing gas mass flow can be acted several times. This point happens successively the several arranged in the longitudinal direction
Plasma-Aktuatoren. Insbesondere eine Kombination aus radial und längs angeordneten Plasma-Aktuatoren gewährt umfangreiche Beeinflussungsmöglichkeiten . Plasma actuators. In particular, a combination of radially and longitudinally arranged plasma actuators provides extensive opportunities for influencing.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Strömungskanals ist der Strömungskanal ein Diffusor und die Wandung des Strömungskanals ist aus einer Gehäusekon¬ tur und einer Nabenkontur gebildet. An der Gehäusekontur und/oder an der Nabenkontur und/oder in dem Leitprofil ist der zumindest eine Plasma-Aktuator angeordnet. In a further advantageous embodiment of the inventive flow channel of the flow channel is a diffuser and the wall of the flow channel is formed from a Gehäusekon ¬ tur and a hub contour. At least one plasma actuator is arranged on the housing contour and / or on the hub contour and / or in the guide profile.
Besonders in Diffusoren kann durch die Beeinflussung des Gasmassenstroms die Effizienz von Strömungsmaschinen gesteigert werden, indem ein früher Strömungsabriss verhindert wird. Der erfindungsgemäße als Diffusor ausgelegte Strömungskanal ge- stattet diese Möglichkeit. Especially in diffusers, by influencing the gas mass flow, the efficiency of turbomachines can be increased by preventing an early stall. The flow channel according to the invention designed as a diffuser allows this possibility.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strömungskanals ist vorgesehen, dass der Strömungs¬ kanal ein Einlauf einer Turbine ist. In a further advantageous embodiment of the flow channel according to the invention, it is provided that the flow channel is an inlet of a turbine.
Die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strömungskanals als Einlauf bietet zusätzlich die Möglichkeit der Optimierung einer Strömungsmaschine. Die durch den Einlauf in die Turbine strömende Luft kann entsprechend den Anforderungen mittels der Plasma-Aktuatoren beeinflusst und damit eine effizientere, ressourcenschonende Arbeitsweise der Turbine erwirkt werden . The design of the flow channel according to the invention as an inlet additionally offers the possibility of optimizing a turbomachine. The through the inlet to the turbine flowing air can be influenced according to the requirements by means of the plasma actuators and thus a more efficient, resource-saving operation of the turbine can be obtained.
In allen seinen Ausgestaltungen ist der erfindungsgemäße Strömungskanal bevorzugt in eine Turbomaschine integriert. Die Turbomaschine ist insbesondere eine Gasturbine. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Strömungskanals kommen so der Turbomaschine als Baugruppe zugute. In all its embodiments, the flow channel according to the invention is preferably integrated in a turbomachine. The turbomachine is in particular a gas turbine. The advantages of the flow channel according to the invention thus benefit the turbomachine as an assembly.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Turbomaschine mit einem 1 shows a turbomachine according to the invention with a
erfindungsgemäßen Strömungskanal und Figur 2 die Turbomaschine mit dem Strömungskanal mit  flow channel according to the invention and Figure 2 shows the turbomachine with the flow channel with
aktivierten Plasma-Aktuatoren.  activated plasma actuators.
In den Figuren 1 und 2 ist beispielhaft eine erfindungsgemäße Turbomaschine 1 skizziert. Die Turbomaschine 1 ist insbeson- dere eine Gasturbine. Die hier gezeigte Turbomaschine 1 weist einen Verdichter 2 und einen Diffusor 3 auf. Der Diffusor 3 ist dabei als erfindungsgemäßer Strömungskanal 17 ausgebil¬ det . Der Diffusor 3 ist hier stromabwärts des Verdichters 2 ange¬ ordnet. Erfindungsgemäß kann der Diffusor 3 auch ein Diffusor sein, welcher stromabwärts einer Turbine einer Turbomaschine 1 angeordnet ist. Zudem kann der erfindungsgemäße Strömungs¬ kanal 17 auch ein Einlauf einer Turbine der Turbomaschine 1 sein. In FIGS. 1 and 2, a turbomachine 1 according to the invention is shown by way of example. The turbomachine 1 is in particular a gas turbine. The turbomachine 1 shown here has a compressor 2 and a diffuser 3. The diffuser 3 is ausgebil ¬ det as inventive flow channel 17. The diffuser 3 is integrally ¬ classified here downstream of the compressor. 2 According to the invention, the diffuser 3 may also be a diffuser, which is arranged downstream of a turbine of a turbomachine 1. In addition, the flow channel 17 according to the invention can also be an inlet of a turbine of the turbomachine 1.
Der Verdichter 2 umfasst mehrere Reihen mit Laufschaufeln 4, die an einem Rotor befestigt sind und mehrere Reihen mit Leitschaufeln 5, die an einem Gehäuse 14 befestigt sind. Die Laufschaufeln 4 drehen sich mit dem Rotor um eine Rotationsachse 15. Am in Strömungsrichtung betrachteten Ende des Verdichters 2 ist eine Reihe mit Auslaufschaufeln 6 positio- niert, die insbesondere verstellbar sind. The compressor 2 comprises a plurality of rows of blades 4, which are fixed to a rotor and a plurality of rows with Guide vanes 5, which are fastened to a housing 14. The rotor blades 4 rotate with the rotor about an axis of rotation 15. At the end of the compressor 2 considered in the direction of flow, a row with outlet blades 6 is positioned, which in particular are adjustable.
Die erfindungsgemäße Turbomaschine 1 weist zumindest be¬ reichsweise den erfindungsgemäßen Strömungskanal 17 auf. Der erfindungsgemäße Strömungskanal 17 kann dabei im Diffusor 3 und/oder im Einlass der Turbine der Turbomaschine 1 positio¬ niert sein und/oder an anderer Stelle. Während des Betriebs der Turbomaschine 1 strömt ein Gasmassenstrom 9, 10 durch den Strömungskanal 17. Im gezeigten Beispiel ist der erfindungsgemäße Strömungskanal 17 durch den Diffusor 3 ausgebildet. Der Diffusor 3 ist angrenzend an den Verdichter 2 stromabwärts des Verdichters 2 positioniert. Eine Wandung des Strömungskanals 17 ist hierbei durch eine Nabe 16 und das Gehäuse 14 gebildet. Im Diffusor 3 weitet sich der Querschnitt des Strömungskanals 17 stromab¬ wärts zu einem Auslass 13 hin. Der Diffusor 3 verringert da¬ mit die Geschwindigkeit des Gasmassenstroms 9, 10. The turbomachine 1 according to the invention has at least be ¬ rich manner the flow channel 17 according to the invention. The flow channel 17 according to the invention can be positio ¬ ned in the diffuser 3 and / or in the inlet of the turbine of the turbomachine 1 and / or elsewhere. During operation of the turbomachine 1, a gas mass flow 9, 10 flows through the flow channel 17. In the example shown, the flow channel 17 according to the invention is formed by the diffuser 3. The diffuser 3 is positioned adjacent to the compressor 2 downstream of the compressor 2. A wall of the flow channel 17 is in this case formed by a hub 16 and the housing 14. In the diffuser 3, the cross section of the flow channel 17 extends downstream ¬ Windwärts towards an outlet. 13 The diffuser 3 reduces ¬ with the speed of the gas mass flow 9, 10th
Stromabwärts des Diffusors 3 ist in der Turbomaschine 1 ins- besondere eine hier nicht näher gezeigte Brennkammer angeord¬ net. Der Diffusor 3, der vom erfindungsgemäßen Strömungskanal 17 gebildet wird, kann beispielsweise ein Diffusor 3 für eine Ringbrennkammer oder für eine Silobrennkammer sein. Erfindungsgemäß weist der Strömungskanal 17 wenigstens einen Plasma-Aktuator 7 auf. Dieser kann an der Wandung des Strömungskanals 17 oder an einem im Strömungskanal positionierten Leitprofil 8, einem sogenannten Strut, angeordnet sein. In dem in den Figuren 1 und 2 illustrierten Beispiel weist der Strömungskanal 17 mehrere Plasma-Aktuatoren 7 auf. Die Wandung des Strömungskanals 17 ist hierbei durch die Nabe 16 und das Gehäuse 14 gebildet. Der Strömungskanal 17 weist in dieser Weise mithin einen ringförmigen Querschnitt auf. Die Plasma-Aktuatoren 7 können sowohl an der Nabe 16 als auch an dem Gehäuse 14 positioniert sein. Zudem können die Plasma- Aktuatoren 7 an dem zumindest einen Leitprofil 8 angeordnet sein. Downstream of the diffuser 3 is angeord ¬ net in the turbo machine 1 in particular a combustion chamber not shown in detail here. The diffuser 3, which is formed by the flow channel 17 according to the invention, may for example be a diffuser 3 for an annular combustion chamber or for a silo combustion chamber. According to the invention, the flow channel 17 has at least one plasma actuator 7. This can be arranged on the wall of the flow channel 17 or on a guide channel 8 positioned in the flow channel, a so-called strut. In the example illustrated in FIGS. 1 and 2, the flow channel 17 has a plurality of plasma actuators 7. The wall of the flow channel 17 is in this case formed by the hub 16 and the housing 14. The flow channel 17 points in This way, therefore, an annular cross-section. The plasma actuators 7 may be positioned on both the hub 16 and the housing 14. In addition, the plasma actuators 7 may be arranged on the at least one guide profile 8.
Erfindungsgemäß ist eine Anordnung der Plasma-Aktuatoren 7 in Strömungsrichtung verlaufenden oder auch in radial verlaufenden Reihen vorgesehen. Die in Strömungsrichtung hintereinan- der positionierten Plasma-Aktuatoren 7 können den Gasmassenstrom 9, 10 über einen Bereich längs zur Strömungsrichtung beeinflussen. Die radial angeordneten Plasma-Aktuatoren 7 können für eine Beeinflussung eines gesamten Randbereichs des Querschnitts sorgen. Zudem ist es möglich, in dem Gasmassen- ström 9, 10 mittels der auf der Nabe 16 positionierten According to the invention, an arrangement of the plasma actuators 7 is provided extending in the flow direction or also in radial rows. The plasma actuators 7 positioned one behind the other in the flow direction can influence the gas mass flow 9, 10 over a region along the flow direction. The radially arranged plasma actuators 7 can provide for influencing an entire edge region of the cross section. In addition, it is possible in the gas mass flow 9, 10 by means of the hub 16 positioned
Plasma-Aktuatoren 7 einen zusätzlichen Drall zu erzeugen. Je nach Anwendung ist es anders herum möglich durch eine entgegengesetzt der Rotationsrichtung des Rotors nacheinander erfolgende Ansteuerung der radial angeordneten Plasma-Aktua- toren 7 einen möglichen Drall des Gasmassenstroms 9, 10 zu verringern .  Plasma actuators 7 to generate an additional twist. Depending on the application, it is possible in the other direction to reduce the possible swirl of the gas mass flow 9, 10 by activating the radially arranged plasma actuators 7 in succession opposite the direction of rotation of the rotor.
Die Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen, hier als Diffusor 3 fungierenden Strömungskanal 17 in einer ersten Situation, in der die Plasma-Aktuatoren 7 nicht aktiviert sind. Die Figur 2 zeigt den erfindungsgemäßen Strömungskanal 17 in einer zweiten Situation, in der die Plasma-Aktuatoren 7 aktiviert sind. FIG. 1 shows the flow channel 17 according to the invention, acting here as a diffuser 3, in a first situation in which the plasma actuators 7 are not activated. FIG. 2 shows the flow channel 17 according to the invention in a second situation, in which the plasma actuators 7 are activated.
Durch einen in Strömungsrichtung früheren Strömungsabriss des Gasmassenstroms 10 ergibt sich in der in Figur 1 dargestell¬ ten ersten Situation eine herkömmliche Geschwindigkeitsverteilung 12, bei der die Geschwindigkeit zur Wand hin abnimmt. Der herkömmliche Gasmassenstrom 10 wird dadurch abgelenkt. In der Figur 1 findet diese Ablenkung beispielhaft in Richtung des Gehäuses 14 statt. Dagegen zeigt die in der Figur 2 dar¬ gestellte zweite Situation mit aktivierten Plasma-Aktuatoren 7 einen beeinflussten Geschwindigkeitsverlauf 11, welcher homogener ausgebildet ist und zu den Wänden hin weniger stark abnimmt. Ein daraus resultierender beeinflusster Gasmassenstrom 9 erfährt eine geringere oder keine Ablenkung. Die Richtung des Gasmassenstroms 9, 10 kann mit dem erfindungsge¬ mäßen Verfahren den vorgegebenen Anforderungen entsprechend beeinflusst werden. By an earlier in the flow direction of flow separation of the gas mass flow 10 is a conventional velocity distribution 12 in which the speed decreases to the wall results in the dargestell ¬ th in Figure 1 the first situation. The conventional gas mass flow 10 is thereby deflected. In FIG. 1, this deflection takes place by way of example in the direction of the housing 14. In contrast, shows the ¬ is identified in the Figure 2 situation with activated second plasma actuators 7 influenced a speed curve 11, which is formed of homogeneous and toward the walls less decreases. A resulting influenced gas mass flow 9 experiences less or no deflection. The direction of the gas mass flow 9, 10 can be influenced with the method erfindungsge ¬ MAESSEN the predetermined requirements.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung eines durch einen Strömungskanal (17) einer Turbomaschine (1) strömenden Gasmassenstroms (9,1. A method for controlling a gas mass flow (9, 9) flowing through a flow channel (17) of a turbomachine (1)
10), bei dem zumindest ein im Strömungskanal (17) angeord¬ neter Plasma-Aktuator (7) aktiviert wird und dadurch der Gasmassenstrom (9, 10) zumindest teilweise beschleunigt wird . 10), in which at least one in the flow channel (17) angeord ¬ neter plasma actuator (7) is activated and thereby the gas mass flow (9, 10) is at least partially accelerated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
bei dem die Aktivierung des Plasma-Aktuators (7) nach einem vordefinierten Schema erfolgt.  in which the activation of the plasma actuator (7) takes place according to a predefined scheme.
3. Verfahren nach Anspruch 1, 3. The method according to claim 1,
bei dem die Aktivierung des Plasma-Aktuators (7) bei einer Unterschreitung einer bestimmten Geschwindigkeit des Gasmassenstroms (9, 10) erfolgt.  in which the activation of the plasma actuator (7) takes place when the gas mass flow (9, 10) falls below a certain speed.
4. Strömungskanal (17) mit einer den Strömungskanal (17) begrenzenden Wandung, 4. flow channel (17) with a flow channel (17) delimiting wall,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Strömungskanal (17) zumindest einen an der Wandung und/oder an einem in dem Strömungskanal (17) positionierten Leitprofil (8) angeordneten Plasma-Aktuator (7) aufweist.  the flow channel (17) has at least one plasma actuator (7) arranged on the wall and / or on a guide profile (8) positioned in the flow channel (17).
5. Strömungskanal (17) nach Anspruch 4, 5. flow channel (17) according to claim 4,
wobei der Strömungskanal (17) mehrere Plasma-Aktuatoren (7) aufweist, die radial zu einer Rotationsachse (15) angeord- net sind.  wherein the flow channel (17) has a plurality of plasma actuators (7), which are arranged radially to a rotation axis (15).
6. Strömungskanal (17) nach Anspruch 4 oder 5, 6. flow channel (17) according to claim 4 or 5,
wobei der Strömungskanal (17) mehrere Plasma-Aktuatoren (7) aufweist, die längs des Strömungskanals (17) angeordnet sind. wherein the flow channel (17) comprises a plurality of plasma actuators (7) which are arranged along the flow channel (17).
7. Strömungskanal (17) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Strömungskanal (17) ein Diffusor (3) ist und die Wandung des Strömungskanals (17) aus einer Gehäusekontur (14) und einer Nabenkontur (16) gebildet ist und an der Gehäusekontur (14) und/oder an der Nabenkontur (16) und/oder in dem Leitprofil (8) der zumindest eine Plasma-Aktuator (7) angeordnet ist. 7. flow channel (17) according to one of claims 4 to 6, wherein the flow channel (17) is a diffuser (3) and the wall of the flow channel (17) of a housing contour (14) and a hub contour (16) is formed and to the housing contour (14) and / or on the hub contour (16) and / or in the guide profile (8) of the at least one plasma actuator (7) is arranged.
8. Strömungskanal (17) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Strömungskanal (17) ein Einlauf einer Turbine ist . 8. flow channel (17) according to one of claims 4 to 6, wherein the flow channel (17) is an inlet of a turbine.
9. Turbomaschine (1) mit einem Strömungskanal (17) nach einem der Ansprüche 4 bis 8. 9. turbomachine (1) with a flow channel (17) according to one of claims 4 to 8.
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