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Title:
DIFFUSER OF A THERMAL ENERGY MACHINE AND THERMAL ENERGY MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/079221
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a diffuser (1) of a thermal energy machine (3), in particular of a gas turbine (5), comprising a diffuser inlet (20), a diffuser outlet (22), and a plurality of air-guiding elements (23), wherein an air mass flow enters the diffuser (1) through the diffuser inlet (20), and wherein the air mass flow that has entered the diffuser (1) exits the diffuser (1) through the diffuser outlet (22) and flows off as a plurality of partial air mass flows (24) by means of the air-guiding elements (23), wherein at least two immediately adjacent air-guiding elements (23) of the plurality of air-guiding elements (23) are designed in such a way that the flow-off angles (αn) thereof with respect to the circumferential surface (32) formed by the outlet opening (31) of the diffuser outlet (22) extending circumferentially in the circumferential direction (25) differ from each other.

Inventors:
FUCHS FLORIAN (DE)
HECKLAU MARTIN (DE)
HERZOG NILS (DE)
MAVROMMATIS PHILIPPOS THEODOROS (DE)
MUTKE STEFAN (DE)
MÜHL JULIA (DE)
PRUSS MATTHIAS (DE)
RECKERT RAFAEL (DE)
SPEISER JULIAN (DE)
WOHLTAT RENE (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/077051
Publication Date:
May 26, 2016
Filing Date:
November 19, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
F01D9/02; F04D29/54; F23R3/04
Foreign References:
GB657366A1951-09-19
US4718819A1988-01-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Diffusor (1) einer thermischen Energiemaschine (3), ins- besondere einer Gasturbine (5) , mit einem Diffusoreintritt

(20), mit einem Diffusoraustritt (22) und mit einer Viel¬ zahl an Luftleitelementen (23) , bei welchem ein Luftmassenstrom durch den Diffusoreintritt (20) hindurch in den Diffusor (1) hinein gelangt, und bei welchem der in den Diffusor (1) gelangte Luftmassenstrom durch den Diffusor- austritt (22) wieder aus dem Diffusor (1) hinaus gelangt und hierbei mittels der Luftleitelemente (23) als eine Vielzahl an in Umfangsrichtung benachbarten Luftmassenpar- tialströmen (24) abströmt,

wobei wenigstens zwei unmittelbar benachbarte Luftleitele¬ mente (23) der Vielzahl an Luftleitelementen (23) derart ausgestaltet sind, dass deren in Umfangsrichtung erfassbare Komponente eines Abströmwinkel η bezogen auf eine durch die Austrittsöffnung (31) des Diffusoraustritts (22) ausge- staltete Umfangsflache (32) voneinander verschieden sind.

2. Diffusor (1) nach Anspruch 1,

wobei zwei unmittelbar benachbarte Luftleitelemente (23) mit unterschiedlichen in Umfangsrichtung erfassbaren Nei- gungswinkeln (30) gegenüber der Umfangsflache (32) geneigt angeordnet sind.

3. Diffusor (1) nach Anspruch 1 oder 2,

wobei zwei unmittelbar benachbart zu einem gemeinsam be- nachbarten Luftleitelement (23) angeordnete Luftleitele¬ mente (23) unterschiedlich stark geneigt gegenüber diesem gemeinsamen unmittelbar benachbarten Luftleitelement (23) angeordnet sind. 4. Diffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei in Bezug auf die Umfangsflache (32) gewählte Nei¬ gungswinkel (30) der Luftleitelemente (23) in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Umfangslage (33) an dem Diffusoraus- tritt (22) gewählt sind.

5. Diffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei Abströmwinkel η und/oder Neigungswinkel (30) von be- nachbarten Luftleitelementen (23) , insbesondere von zwei unmittelbar benachbarten Luftleitelementen (23) , in Abhängigkeit von einem von der letzten Verdichterstufe formu¬ lierten Strömungsaustrittswinkel des Luftmassenstroms eines stromauf angeordneten Verdichters gewählt sind.

6. Diffusor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

wobei sich am Diffusoraustritt (22) gegenüberliegende Luft¬ leitelemente (23) voneinander verschiedene Abströmwinkel η bzw. voneinander verschiedene Neigungswinkel (30) aufwei- sen.

7. Diffusor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

ausgestaltet als Diagonal-Ringdiffusor . 8. Thermische Energiemaschine (3), insbesondere Gasturbine (5) , mit einem Verdichter zum Verdichten eines entlang der Maschinenlängsmittelachse (4) in axialer Strömungsrichtung (2) strömenden Luftmassenstroms, mit einem diesem Verdichter axial nachgeschalteten Diffusor (1) und mit zwei sich gegenüberliegenden, radial weiter außen angeordneten Silo-

Brennkammern, bei welcher ein durch ein Gehäuse (11) der thermischen Energiemaschine (3) ausgestalteter Diffuso- raustrittsbereich (10) radial in zu den Silo-Brennkammern hin führenden Zuströmkanäle (15, 16) derart hinein mündet, dass der aus dem Diffusor (1) austretende Luftmassenstrom mittels des Diffusoraustrittsbereichs (10) in die Zuström¬ kanäle (15, 16) abströmen kann,

wobei die thermische Energiemaschine (3) sich durch einen Diffusor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus- zeichnet.

Description:
Beschreibung

Diffusor einer thermischen Energiemaschine sowie thermische Energiemaschine

Die Erfindung betrifft einen Diffusor einer thermischen Energiemaschine, insbesondere einer Gasturbine, mit einem Diffu- soreintritt, mit einem Diffusoraustritt und mit einer Viel- zahl an Luftleitelementen, bei welchem ein Luftmassenstrom durch den Diffusoreintritt hindurch in den Diffusor hinein gelangt, und bei welchem der in den Diffusor gelangte Luft ¬ massenstrom durch den Diffusoraustritt wieder aus dem Diffusor hinaus gelangt und hierbei mittels der Luftleitelemente als eine Vielzahl an Luftmassenpartialströmen abströmt.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine thermische Energie ¬ maschine, insbesondere eine Gasturbine, mit einem Verdichter zum Verdichten eines entlang der Maschinenlängsmittelachse in axialer Strömungsrichtung strömenden Luftmassenstroms, mit einem diesem Verdichter axial nachgeschalteten Diffusor und mit zwei sich gegenüberliegenden, radial weiter außen angeordneten Silo-Brennkammern, bei welcher ein durch ein Gehäuse der thermischen Energiemaschine ausgestalteter Diffusoraus- trittsbereich radial in zu den Silo-Brennkammern hin führenden Zuströmkanäle derart hinein mündet, dass der aus dem Dif ¬ fusor austretende Luftmassenstrom mittels des Diffusoraus- trittsbereichs in die Zuströmkanäle abströmen kann. Gattungsgemäße Diffusoren speziell stromab eines Verdichters einer Turbine sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die aerodynamischen Eigenschaften dieser Diffusoren werden im Wesentlichen durch die Konturen von Innen- und Außenschale des Diffusors und durch Luftleitbleche an einem Diffusoraustritt , aber auch insbesondere durch die Leitschau ¬ felreihe der letzten Verdichterstufe eines stromab angeordne ¬ ten Verdichters beeinflusst. Durch eine im Wesentlichen radiale Strömungsrichtung des Luftmassenstroms wird unter anderem eine Sekundärströmung mit einer Strömungskomponente in radialer Richtung induziert, welche zu einer kritischen Verblockung des Luftmassenstroms innerhalb des Diffusors und damit auch zu erhöhten Strömungs ¬ verlusten bezüglich des Luftmassenstroms führen kann. Ferner kann es zu partiellen Strömungsablösungen kommen, welche zu einer empfindlichen Reduzierung der Verzögerung des Luftmassenstroms am Diffusor und insofern auch zu einem geringeren statischen Druck am Diffusoraustritt führen können.

Weiter ist es aus der EP 0 628 728 AI bekannt, einen so ge ¬ nannten Split-Diffusor zwischen dem Verdichter und einer Ringbrennkammer einer Gasturbine anzuordnen, um die verdich- tete Luft einem Brennkammerplenum verlustarm zuzuführen. Dabei sind im Split-Diffusor ausgangsseitig Entdrallschaufeln mit identischen Abströmprofilen angeordnet, wodurch einzelne Luftströme mit gleichem Drall abströmen. Nach der EP 0 651 207 AI kann die Segmentierung der Abströmung in Umfangsrich- tung auch durch individuelle Rechteck-Kanäle erfolgen, deren jeweiligen Austrittsöffnungen auf unterschiedlichen Radien liegen. Gemäß der FR 1 037 610 können Entdrallschaufeln auch diffusoreingangsseitig vorgesehen sein. Insgesamt eignen sich derartige Diffusoren jedoch nur bedingt zur Verwendung in einer Gasturbine mit Silo-Brennkammern.

Darüber hinaus offenbart die US 2007/0271923 AI eine Gastur ¬ bine, bei der zur Reduzierung der Strömungsverluste zwischen Diffusorausgang und Brennkammereingang Leitelemente vorgesehen sind. Deren Befestigung erscheint jedoch recht aufwändig und auch aerodynamisch verlustbehaftet zu sein.

Es ist Aufgabe der Erfindung, insbesondere die vorstehend ge ¬ nannten Nachteile zu überwinden und zudem die aerodynamische Effizienz von gattungsgemäßen Diffusoren zu steigern. Die Aufgabe wird von einem Diffusor einer thermischen Energiemaschine, insbesondere einer Gasturbine, mit einem Diffu- soreintritt, mit einem Diffusoraustritt und mit einer Viel ¬ zahl an Luftleitelementen gelöst, bei welchem ein Luftmassen- ström durch den Diffusoreintritt hindurch in den Diffusor hinein gelangt, und bei welchem der in den Diffusor gelangte Luftmassenstrom durch den Diffusoraustritt wieder aus dem Diffusor hinaus gelangt und hierbei mittels der Luftleit ¬ elemente als eine Vielzahl an in Umfangsrichtung benachbarten Luftmassenpartialströmen abströmt, wobei wenigstens zwei un ¬ mittelbar benachbarte Luftleitelemente derart ausgestaltet sind, dass deren in Umfangsrichtung erfassbare Komponente ei ¬ nen Abströmwinkel η bezogen auf die durch die in Umfangs- richtung umlaufende Austrittsöffnung des Diffusoraustritts ausgestaltete Umfangsflache voneinander verschieden sind.

Jedem der Luftleitelemente wohnt durch seine Gestalt ein lo ¬ kaler Abströmwinkel η inne, mit welchem ein durch das jewei ¬ lige Luftleitelement erzeugter Luftmassenpartialstrom von diesem Luftleitelement abströmt. Jeder lokale Abströmwinkel ist in zwei unterschiedliche Komponenten (die wiederum Winkel sind) zerlegbar:

Eine erste Komponente, welche durch einen Längsschnitt durch den Diffusor entlang seiner Längsmittelachse erfassbar ist, gibt die Neigung der abströmenden Luft gegenüberüber der

Längsmittelachse an: ob die Luft parallel zur Längsmittelach ¬ se ausströmt oder nach radial weiter außen bzw. innen geleitet wird.

Eine zweite Komponente des Abströmwinkels, welche durch einen senkrecht zur Längsmittelachse des Diffusors verlaufenden

Schnitt erfassbar ist, gibt die Neigung der abströmenden Luft gegenüber der Umfangsrichtung an: ob die Luft parallel zur Umfangsrichtung des Diffusoraustritts (Maximaldrall) oder mit minder starkem Drall um die Längsmittelachse ausströmt. Dabei ist es unerheblich, ob der Drall im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt ist. Diese zweite Komponente wird hier als in Umfangsrichtung er ¬ fassbare Komponente des Abströmwinkels bezeichnet und ist er ¬ findungsgemäß unterschiedlich für zumindest zwei unmittelbar benachbarte Luftmassenpartialströme . Dies wird damit er- reicht, dass die betreffenden Luftleitelemente dementspre- chende ausgebildet sind: wenigstens zwei unmittelbar benach ¬ barte Luftleitelemente der Vielzahl an Luftleitelementen sind derart ausgestaltet, dass deren in Umfangsrichtung erfassbare Komponente eines Abströmwinkel η bezogen auf eine durch die Austrittsöffnung des Diffusoraustritts ausgestaltete Umfangs- fläche voneinander verschieden sind.

Im Detail sind die Abströmwinkel sogar für unterschiedliche radiale Positionen des Diffusoraustritts ermittelbar. Wenn jedoch hier nun von unterschiedlichen Komponenten des

Abströmwinkels benachbarter Luftleitelementen die Rede ist, so setzt dieser Vergleich voraus, dass die verglichenen

Abströmwinkel der betreffenden Luftleitelemente auf gleichem Radius ermittelt werden. Der Radius ist dabei der radiale Ab- stand zwischen der Längsmittelachse des Diffusors und dem be ¬ treffenden Punkt der Hinterkante des Luftleitelements.

Bisher sind diese den Luftleitelementen innewohnende Abströmwinkel - bezogen auf die im Sinne der Erfindung formulierte Umfangsfläche - für alle Luftleitelemente gleich, so dass bisher die Luftmassenpartialströmen mit gleichem Drall abströmten, unabhängig davon, an welcher Umfangslage sie platziert waren. Insofern strömten die Luftmassenpartialströme bisher nur undifferenziert von dem Diffusor ab, so dass die meisten der Luftmassenpartialströme beispielsweise Mündungs ¬ öffnungen von Zuströmkanälen von Silo-Brennkammern uneffektiv zugeleitet wurden.

Speziell dieser Nachteil ist vorliegend behoben bzw. zumin- dest stark abgeschwächt.

Durch die Verwendung der Erfindung können an unterschiedlichen Umfangspositionen des Diffusoraustritts die jeweiligen Luftmassenpartialströme mit einem jeweils individuellen Drall dort lokal ausströmen, so dass die einzelnen Luftmassenparti ¬ alströme den Mündungsöffnungen von Zuströmkanälen von Silo- Brennkammern nun verlustärmer zugeleitet werden können. Bei- spielsweise können diejenigen Luftmassenpartialströme, die einen längeren Weg zur Mündungsöffnungen zurücklegen müssen, durch entsprechend ausgestaltete Luftleitelemente mit einem größeren Drall aus dem Diffusor ausströmen als diejenigen Luftmassenpartialströme, die einen kürzeren Weg zu den Mün- dungsöffnungen zurücklegen müssen. Dies verringert die Strömungsverluste zwischen dem Diffusoraustritt und dem Mündungs ¬ bereichen .

Die Anzahl an benachbarten Luftleitelementen mit unterschied- liehen in Umfangsrichtung erfassbaren Komponenten der

Abströmwinkel kann vorliegend verschieden sein und hängt im Wesentlichen auch von dem Design des Diffusors oder dergleichen ab. Insofern können auch nur ausgewählte Luftleitelemente im Sin ¬ ne der Erfindung manipuliert werden, um die vorliegenden gewünschten Effekte erzielen zu können.

Im Sinne der Erfindung beziehen sich die Abströmwinkel η auf die Umfangsfläche, welche durch die in Umfangsrichtung umlau ¬ fende Austrittsöffnung des Diffusoraustritts ausgestaltet ist .

Diese Umfangsfläche ist hierbei durch die gebogene und sich in Umfangsrichtung des Diffusors erstreckende Austrittsöff ¬ nung des Diffusoraustritts aufgespannt.

Der Begriff „thermische Energiemaschine" betrifft im Sinne der Erfindung im Wesentlichen eine Turbine und insbesondere eine Gasturbine. Insofern werden die Begriffe „thermische

Energiemaschine" und „Turbine" vorliegend synonym verwendet. Die zwei unmittelbar benachbarten Luftleitelemente sind hierbei in Umfangsrichtung des Diffusoraustritts direkt nebenein ¬ ander bevorzugt an dem Diffusoraustritt des Diffusors, oder alternativ unmittelbar hinter dem Diffusoraustritt in einem Diffusoraustrittsbereich einer thermischen Energiemaschine bzw. einer Turbine angeordnet.

Es versteht sich, dass die vorliegenden Luftleitelemente un ¬ terschiedlich ausgestaltet sein können. Beispielsweise weist ein Luftleitelement einen Blechkörper auf, welcher einen im Sinne der Erfindung vorteilhaften Abströmwinkel η formu ¬ liert .

Ein solcher gewünschter Abströmwinkel η kann konstruktiv be- sonders einfach beispielsweise durch einen am Diffusoraus- tritt geeignet gewählten Neigungswinkel des Blechkörpers bzw. des jeweiligen Luftleitelements erzielt werden. Hierbei kön ¬ nen vorteilhafterweise gleich gestaltete bzw. identische Luftleitelemente verwendet werden, wodurch eine kostengüns- tige Herstellung erreicht werden kann.

Kumulativ oder alternativ können auch Luftleitelemente mit unterschiedlich geformten und gerichteten Luftleitflächen verwendet werden, um die vorliegenden Effekte erzielen oder verstärken zu können. Hierdurch verkompliziert sich jedoch die Herstellung und Montage der einzelnen unterschiedlichen Luftleitelemente .

Vorliegend kann die Anzahl der vorgesehenen Luftleitelemente nahezu beliebig gewählt werden, wobei die Abströmwinkel und/oder die Neigungswinkel der Luftleitelemente, insbeson ¬ dere von wenigstens zwei unmittelbar benachbarten Luftleit ¬ elementen, in Abhängigkeit von der Anzahl der an dem Diffu- soraustritt angeordneten Luftleitelemente gewählt sein kön- nen.

Beispielsweise sind 48 solcher Luftleitelemente an dem Umfang des Diffusoraustritts verteilt angeordnet. Die vorliegenden Luftleitelemente sind in Umfangsrichtung des Diffusoraustritts nebeneinander und damit auch im Wesentli ¬ chen konzentrisch um eine Maschinenlängsmittelachse einer thermischen Energiemaschine bzw. eines Verdichters der ther ¬ mischen Energiemaschine herum angeordnet.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass die Begrifflichkeit „unmittelbar" im Sinne der Erfindung bezogen auf die Luft- leitelemente, zwei direkt nebeneinander angeordnete Luftleit ¬ elemente beschreibt, zwischen welchen kein weiteres der Luft ¬ leitelemente angeordnet ist. Im Gegensatz hierzu beschreibt die Begrifflichkeit „mittelbar" vorliegend benachbarte Luft ¬ leitelementen, zwischen denen ein oder mehrere Luftleitele- mente angeordnet sind.

Jedenfalls können die durch die Vielzahl an Luftleitelementen erzeugten Luftmassenpartialströme vorliegend mit unterschied ¬ lichen Abströmwinkeln von dem Diffusoraustritt abströmen, wo- durch alle erzeugten Luftmassenpartialströme vorteilhafter, insbesondere mit günstigeren Vorzugsrichtungen, etwa in Richtung von Zuströmkanäle von radial weiter außen angeordneten Silo-Brennkammern oder dergleichen, abströmen können. Insbesondere sind die Abströmwinkel der Luftmassenpartial ¬ ströme derart von den einzelnen Luftleitelementen vorgegeben, dass eine diesbezüglich direktere Anströmung der Zuströmkanäle erfolgt. Insofern wird die Aufgabe der Erfindung auch von einer thermischen Energiemaschine, insbesondere einer Gasturbine, mit einem Verdichter zum Verdichten eines entlang der Maschinenlängsmittelachse in axialer Strömungsrichtung strömenden Luftmassenstroms, mit einem diesem Verdichter axial nachge- schalteten Diffusor und mit zwei sich gegenüberliegenden, radial weiter außen angeordneten Silo-Brennkammern gelöst, bei welcher ein durch ein Gehäuse der thermischen Energiemaschine ausgestalteter Diffusoraustrittsbereich radial in zu den Si- lo-Brennkammern hin führenden Zuströmkanäle derart hinein mündet, dass der aus dem Diffusor austretende Luftmassenstrom mittels des Diffusoraustrittsbereichs in die Zuströmkanäle abströmen kann, wobei die thermische Energiemaschine sich durch den hier beschriebenen Diffusor auszeichnet, welcher nach einer der hier beschriebenen Merkmalskombination ausgestaltet sein kann.

Hierdurch kann der Diffusoraustritt an der thermischen Ener- giemaschine, insbesondere an der Gasturbine, derart ausge ¬ staltet werden, dass insbesondere die Zuströmkanäle der Silo- Brennkammern direkter und definierter durch die Luftmassen- partialströme angeströmt werden können. Eine durch den vorliegenden Diffusor ausgerüstete thermische Energiemaschine bzw. Turbine kann somit wesentlich effektiver betrieben werden.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante sieht vor, dass zwei un- mittelbar benachbarte Luftleitelemente mit unterschiedlichen Neigungswinkeln gegenüber der Umfangsfläche geneigt angeord ¬ net sind.

Hierdurch können die jeweils durch die unterschiedlich gegen- über der Umfangsfläche geneigten Luftleitelemente erzeugten Luftmassenpartialströme individueller abströmen.

Gleiches gilt, wenn zwei unmittelbar benachbart zu einem ge ¬ meinsam benachbarten Luftleitelement angeordnete Luftleitele- mente unterschiedlich stark geneigt gegenüber diesem gemeinsamen unmittelbar benachbarten Luftleitelement angeordnet sind .

Das gemeinsame Luftleitelement ist hierbei zwischen den bei- den hierzu unmittelbar benachbarten Luftleitelementen angeordnet, wobei diese Luftleitelemente in Umfangsrichtung des Diffusoraustritts nebeneinander platziert sind. Erzeugen die Luftleitelemente, insbesondere zwei unmittelbar benachbarte Luftleitelemente, relativ zu der Umfangsflache, welche durch die im Wesentlichen konzentrisch um eine Maschi- nenlängsmittelachse des Diffusors herum verlaufende Aus- trittsöffnung des Diffusoraustritts aufgespannt ist, unter ¬ schiedliche Abströmwinkel, können die Abströmrichtungen der Luftmassenpartialströme individuell vorgegeben werden, um die im Sinne der Erfindung gewünschten Effekte zu erzielen. Die Vorzugsrichtungen der durch die Luftleitelemente erzeug ¬ ten Luftmassenpartialströme können noch präziser und effekti ¬ ver insbesondere an einem Diffusoraustrittsbereich abströmen, wenn in Bezug auf die Umfangsfläche gewählte Neigungswinkel der Luftleitelemente in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Um- fangslage an dem Diffusoraustritt gewählt sind.

Beispielsweise weisen von einer Mündungsöffnung eines Zuströmkanals weiter entfernt angeordnete Luftleitbleche bzw. Luftleitelemente einen anderen Neigungswinkel, insbesondere einen spitzeren Neigungswinkel, auf als ein näher an einem solchen Zuströmkanal angeordnetes Luftleitblech bzw. Luft ¬ leitelement .

Je nach Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, wenn Abströmwinkel η und/oder Neigungswinkel der Luftleit ¬ elemente in Bezug auf eine durch eine Austrittsöffnung des Diffusoraustritts ausgestaltete Umfangsfläche umso kleiner sind, je weiter das jeweilige Luftleitelement von einer Mün ¬ dungsöffnung eines Zuströmkanals von Silo-Brennkammern oder dergleichen entfernt angeordnet ist, da hierdurch die parti ¬ ellen Abströmungen gezielter vorgegeben werden können.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn Abströmwinkel η und/oder Neigungswinkel von benachbarten Luftleitelementen, insbesondere von zwei unmittelbar benachbarten Luftleitele ¬ menten, in Abhängigkeit von einem von der letzten Verdichterstufe formulierten Strömungsaustrittswinkel des Luftmassen ¬ stroms eines stromauf angeordneten Verdichters gewählt sind. Einer durch einen Restdrall des aus der letzten Verdichterstufe austretenden Luftmassenstroms gegebenenfalls entstehen ¬ den Verblockung des Luftmassenstroms innerhalb des Diffusors kann vorteilhaft dadurch entgegengewirkt werden, dass die

Abströmwinkel η und/oder Neigungswinkel der Luftleitelemente in Abhängigkeit von einem von der letzten Verdichterstufe formulierten Strömungsaustrittswinkel des Luftmassenstroms des vorgeschalteten Verdichters gewählt sind.

Im Idealfall können die sich gegenüberliegenden Luftleitelemente in Umfangsrichtung des Diffusoraustritts um 180° ver ¬ setzt zueinander angeordnet sein. Gegebenenfalls können auch Schieflasten hinsichtlich zweier Silo-Brennkammereinrichtun- gen einer Gasturbine zur Gänze vermieden oder zumindest sig ¬ nifikant reduziert werden, wenn sich am Diffusoraustritt ge ¬ genüberliegende Luftleitelemente nicht den gleichen Abström ¬ winkel η bzw. nicht den gleichen Neigungswinkel aufweisen. Insofern ist es vorteilhaft, wenn sich am Diffusoraustritt gegenüberliegende Luftleitelemente voneinander verschiedene Abströmwinkel η bzw. voneinander verschiedene Neigungswinkel aufweisen . Durch eine individuelle Anpassung der Abströmwinkel η bzw. der Neigungswinkel im Sinne der Erfindung kann eine Auftei ¬ lung des Luftmassenstroms präziser erfolgen und somit eine Homogenisierung der Verbrennung an den Silo-Brennkammereinrichtungen erreicht werden.

Jedenfalls können mit der vorliegenden Erfindung die von dem Diffusoraustritt abströmenden Luftmassenpartialströme bereits quasi vorsortiert werden, so dass sie effektiver insbesondere einen Diffusoraustrittsbereich durchströmen können.

Weitere Merkmale, Effekte und Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung und nachfolgender Beschreibung erläutert, in welchen beispielhaft ein Diffusor mit durch unterschiedlich gewählte Neigungswinkel ausgerichteten Luftleitelementen an einer als Turbine ausgestalteten thermischen Energiemaschine dargestellt und beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 schematisch eine quer zu einer Turbinenlängsmittel- achse geschnittene Querschnittsansicht eines Diffu- sors einer Turbine; und

Figur 2 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines

Diffusorsegmentes des in der Figur 1 gezeigten Dif- fusors . Der in den Figuren 1 und 2 zumindest teilweise gezeigte Dif- fusor 1 ist stromab, also in axialer Strömungsrichtung 2 gesehen hinter einem hier nicht gezeigten Verdichter einer thermischen Energiemaschine bzw. einer Turbine 3 angeordnet, wobei die axiale Strömungsrichtung 2 mit der Längsmittelachse 4 fluchtet.

Bei der Turbine 3 handelt es sich in diesem Ausführungsbei ¬ spiel um eine Gasturbine 5, wobei sich die Turbine 3 bzw. die Gasturbine 5 noch durch zwei radial weiter außen angeordnete und nicht dargestellte Silo-Brennkammereinrichtungen mit jeweils einer Silo-Brennkammer (nicht gezeigt) auszeichnet.

Hierbei ist ein stromab hinter dem Diffusor 1 ausgebildeter Diffusoraustrittsbereich 10 zumindest teilweise durch ein Ge- häuse 11 der Turbine 3 ausgestaltet, wobei dieser Diffusor- austrittsbereich 10 seitlich und in Bezug auf seine Längsmit ¬ telachse 4 in radialer Richtung 12 (nur beispielhaft einge ¬ zeichnet) radial nach außen in jeweils eine Mündungsöffnung 13 bzw. 14 eines Zuströmkanals 15 bzw. 16 hinein mündet, wel- eher jeweils bis in die entsprechende Silo-Brennkammer führt.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, handelt es sich bei dem hier gezeigten Diffusor um einen Diagonal-Ringdiffusor . Diagonal be- deutet dabei, dass die Hauptströmungsrichtung im Diffusor 1 in etwa 45° gegenüber einer Längsmittelachse 4 des Diffusors 1 beträgt. Ringdiffusor bedeutet dabei, dass der

Diffusoraustrittsbereich 10 als Ringspalt ausgebildet ist, der die Längsmittelachse 4 des Diffusors 1 konzentrisch umgibt .

Wie insbesondere auch gemäß der Darstellung nach der Figur 2 gut ersichtlich ist, gelangt ein hier nicht weiter einge- zeichneter, den Verdichter in axialer Strömungsrichtung 2 durchströmender Luftmassenstrom durch einen Diffusoreintritt 20 hindurch in den Diffusor 1, durchströmt einen sich aufweitenden Diffusorkanal 21 des Diffusors 1 und strömt an ¬ schließend weiter aus einen Diffusoraustritt 22 und dem Dif- fusoraustrittsbereich 10 zu den Mündungsöffnungen 13 und 14 ab, wobei der abströmende Luftmassenstrom im Bereich des Diffusoraustritts 22 mittels einer Vielzahl an Luftleitele ¬ menten 23 (hier nur exemplarisch beziffert) in eine entsprechende Vielzahl an Luftmassenpartialströmen 24 (nur exempla- risch beziffert, siehe Figur 1) aufgeteilt wird.

Die Vielzahl an Luftleitelementen 23 ist in Umfangsrichtung 25 des Diffusoraustritts 22 konzentrisch um die Turbinen- längsmittelachse 4 herum verteilt angeordnet.

Damit die einzelnen Luftmassenpartialströme 24 direkter und optimierter in Richtung der Mündungsöffnungen 13 und 14 abströmen können, sind zumindest einige der Luftleitelemente 23 und insbesondere jeweils zwei unmittelbar benachbarte Luft- leitelemente 23 mit einem Neigungswinkel 30 (nur exemplarisch eingetragen) gegenüber einer durch die Austrittsöffnung 31 des Diffusoraustritts 22 aufgespannten Umfangsfläche 32 der ¬ art geneigt angeordnet, dass die einzelnen Luftmassenpartial ¬ ströme 24 direkter und optimierter in Richtung der Mündungs- Öffnungen 13 und 14 abströmen können.

Kumulativ oder alternativ können Luftleitelemente 23 noch derart unterschiedlich ausgebildet sein, dass die einzelnen Luftmassenpartialströme 24 direkter und optimierter in Richtung der Mündungsöffnungen 13 und 14 oder noch effektiver abströmen können. So ist im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erkennbar, dass diejenigen Luftmassenpartialströme 24, welche auf der 03:00 Uhr und 09:00 Uhr Position des Dif- fusors 1 ausströmen, dies nahezu drallfrei tun. Mit anderen Worten: Die Luftmassenpartialströme bzw. die diese lenkenden Luftleitelemente 23 weisen eine eher kleine bis gar keine in Umfangsrichtung erfassbare Komponente des Abströmwinkels auf. Im Unterschied dazu sind diejenigen Luftmassenpartialströme, welche auf der 12:00 Uhr und 06:00 Uhr Position des Diffusors ausströmen, mit größerem Drall versehen. Mithin weisen diese Luftmassenpartialströme bzw. die diese lenkenden Luftleitele ¬ mente 23 eine eher größere in Umfangsrichtung erfassbare Kom- ponente des Abströmwinkels auf.

Mithin sind in den Übergangsbereichen, beispielsweise bei der 02:00 Uhr Position, zwei unmittelbar benachbart zu einem gemeinsam benachbarten Luftleitelement 23 angeordnete Luftleit- elemente 23 unterschiedlich geneigt zu diesem gemeinsamen unmittelbar benachbarten Luftleitelement 23 angeordnet, so dass bevorzugt jedes der Luftleitelemente 23 in Bezug auf die Um- fangsflache 32 anders geneigt angeordnet ist. Insofern können die Luftleitelemente 23 bezüglich der vorlie ¬ genden Umfangsflache 32 unterschiedliche Abströmwinkel η er ¬ zeugen .

Von einem der Luftleitelemente 23 wird also ein Abströmwinkel η erzeugt, wobei von einem ersten unmittelbar benachbarten Luftleitelemente 23 ein hiervon verschiedener Abströmwinkel η + ι und von einem weiteren unmittelbar benachbarten Luftleitelemente 23 ein hiervon verschiedener Abströmwinkel η -ι er ¬ zeugt wird. Weiter wird von einem ersten mittelbar benachbar- ten Luftleitelemente 23 ein hiervon verschiedener Abströmwinkel η+2 erzeugt usw. Ferner sind die in Bezug auf die Umfangsflache 32 gewählte Neigungswinkel 30 der Luftleitelemente 23 in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Umfangslage 33 an dem Diffusoraustritt 22 gewählt, wodurch die einzelnen Luftmassenpartialströme 24 noch zielgerichteter in Richtung der Mündungsöffnungen 13 und 14 abströmen.

Mittels des in der Turbine 2 integrierten und vorstehend be ¬ schriebenen Diffusors 1 können die von dem Diffusoraustritt 22 abströmenden Luftmassenpartialströme 24 hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung bereits derart gut vorsortiert werden, dass sie effektiver zu den Mündungsöffnungen 13 bzw. 14 hin abströmen können.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch dieses offenbarte Ausführungsbei ¬ spiel eingeschränkt, und andere Variationen können vom Fach ¬ mann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.