CH708780A2

CH708780A2 - Übergangskanalanordnung mit modifizierter Hinterkante in einem Turbinensystem.

Info

Publication number: CH708780A2
Application number: CH01627/14A
Authority: CH
Inventors: Kevin Weston Mcmahan; Carl Gerard Schott; Clint Luigie Ingram; Gunnar Leif Siden; Sylvain Pierre
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-04-30
Also published as: US9458732B2; US20150114003A1; CN104566456B; DE102014115402A1; CN104566456A; CH708780A8; JP6537161B2; JP2015083916A

Abstract

Es ist eine Übergangskanalanordnung für ein Turbinensystem geschaffen. Diese weist mehrere Übergangskanäle (50) auf, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal (130) und einen zweiten Übergangskanal (132) aufweisen. Jeder der mehreren Übergangskanäle (50) weist einen Einlass (52), einen Auslass (54) und einen Durchgang (56) auf, der sich zwischen dem Einlass (52) und dem Auslass (54) erstreckt und der eine Längsachse (90), eine Radialachse (94) und eine Tangentialachse (92) definiert. Der Auslass (54) jedes Übergangskanals (50) ist zu dem Einlass (52) entlang der Längsachse (90) und der Tangentialachse (92) versetzt. Die Übergangskanalanordnung weist ferner eine aerodynamische Struktur auf, die durch die Durchgänge (56) des ersten Übergangskanals (130) und des zweiten Übergangskanals (132) definiert ist. Die aerodynamische Struktur weist eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante auf, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.

Description

Beschreibung

[0001 ] Diese Erfindung wurde mit Unterstützung der US-Regierung unter dem von dem Energieministerium vergebenen Auftrag Nr. DE-FC26-05NT42643 geschaffen. Die US-Regierung hat bestimmte Rechte an der Erfindung.

GEBIET DER ERFINDUNG

[0002] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft allgemein Turbinensysteme und insbesondere Übergangskanäle von Turbinensystemen.

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG

[0003] Turbinensysteme werden in grossem Umfang auf Gebieten wie z.B. der Stromerzeugung eingesetzt. Beispielsweise enthält ein herkömmliches Gasturbinensystem einen Verdichterabschnitt, einen Brennkammerabschnitt und wenigstens einen Turbinenabschnitt. Der Verdichterabschnitt ist dafür eingerichtet, Luft zu verdichten, während die Luft durch den Verdichterabschnitt strömt. Die Luft wird dann aus dem Verdichterabschnitt zu dem Brennkammerabschnitt strömen gelassen, wo sie sich mit Brennstoff vermischt und verbrannt wird, was einen Heissgasstrom erzeugt. Der Heissgasstrom wird an den Turbinenabschnitt geliefert, welcher den Heissgasstrom nutzt, indem er daraus Energie zum Antreiben des Verdichters, eines elektrischen Generators und anderer verschiedener Lasten entzieht.

[0004] Die Brennkammerabschnitte von Turbinensystemen enthalten im Allgemeinen Rohre oder Kanäle, um das verbrannte Heissgas durch diese hindurch zu dem Turbinenabschnitt oder den Turbinenabschnitten strömen zu lassen. Vor kurzem wurden Brennkammerabschnitte eingeführt, welche Rohre oder Kanäle enthalten, die den Strom des Heissgases verschieben. Beispielsweise wurden Kanäle für Brennkammerabschnitte eingeführt, die, während sie das Heissgas longitudinal hindurchströmen lassen, den Strom zusätzlich radial oder tangential derart verschieben, dass der Strom verschiedene Zackenkomponenten hat. Diese Konstruktionen haben verschiedene Vorteile, einschliesslich der Beseitigung von Leitschaufeln der ersten Stufe aus den Turbinenabschnitten. Die Leitschaufeln der ersten Stufe waren früher zur Verschiebung des Heissgasstroms vorgesehen und können aufgrund der Konstruktion dieser Kanäle gegebenenfalls nicht erforderlich sein. Die Beseitigung der Leitschaufeln der ersten Stufe kann damit verbundene Druckverluste verringern und den Wirkungsgrad und die Leistungsabgabe des Turbinensystems erhöhen.

[0005] Die aerodynamische Effizienz von derzeit bekannten Übergangskanälen ist jedoch von zunehmender Bedeutung. Beispielsweise haben neuere Studien gezeigt, dass Heissgasströme durch solche Übergangskanäle relativ hohe aerodynamische Verluste, insbesondere relativ hohe Druckverluste, aufweisen. Solche Studien haben ferner die Erzeugung relativ hoher Wirbelschleppen in den stromabwärtigen Abschnitten der Übergangskanäle aufgezeigt, was zu ungleichmässiger Strömung und hohen schwankenden Mischungsverlusten stromabwärts von diesen führt. Aufgrund einer solchen ungleichmässigen Strömung und schwankenden Vermischung können die Schaufeln der ersten Stufe in den Turbinenabschnitten hochzyklischen Ermüdungsbelastungen und thermischen Belastungen ausgesetzt sein, die die Dauerhaltbarkeit der Schaufeln wesentlich verkürzen können.

[0006] Dementsprechend wäre ein verbesserter Übergangskanal zur Verwendung in einem Turbinensystem in der Fachwelt erwünscht. Beispielsweise wäre ein Übergangskanal, der verbesserte Effizienzwerte ergibt, vorteilhaft. Ferner wäre ein Übergangskanal vorteilhaft, der Mischungsverluste minimiert und somit die gesamte Druckverluste reduziert und die Systemleistung und den Systemwirkungsgrad verbessert. Noch weiter wäre ein Übergangskanal vorteilhaft, der hochzyklische Ermüdungsbelastungen und thermische Belastungen an den Schaufeln der ersten Stufe der Turbinenabschnitte reduziert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0007] Aspekte und Vorteile der Erfindung werden zum Teil in der nachstehenden Beschreibung dargestellt oder können aus der Beschreibung ersichtlich sein oder durch die praktische Ausführung der Erfindung erkannt werden.

[0008] In einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung eine Übergangskanalanordnung für ein Turbinensystem. Die Übergangskanalanordnung weist mehrere Übergangskanäle auf, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal und einen zweiten Übergangskanal aufweisen. Jeder der mehreren Übergangskanäle weist einen Einlass, einen Auslass und einen Durchgang auf, der sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckt und der eine Längsachse, eine Radialachse und eine Tangentialachse definiert. Der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle ist zu dem Einlass entlang der Längsachse und der Tangentialachse versetzt. Die Übergangskanalanordnung weist ferner eine aerodynamische Struktur auf, die durch die Durchgänge des ersten Übergangskanals und des zweiten Übergangskanals definiert ist. Die aerodynamische Struktur weist eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante auf, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.

[0009] In einer Ausführungsform der zuvor erwähnten Übergangskanalanordnung definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, und die Hinterkante verläuft krummlinig in einer Ebene, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Gierachse definiert ist.

2 [0010] In der Übergangskanalanordnung des zuvor erwähnten Typs kann die Hinterkante in Richtung der Druckseite gekrümmt sein.

[0011 ] Alternativ kann die Hinterkante in Richtung der Saugseite gekrümmt sein.

[0012] In einer weiteren Alternative, kann die Hinterkante in Richtung der Druckseite und der Saugseite gekrümmt sein.

[0013] In einer weiteren Ausführungsform der Übergangskanalanordnung definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, und die Hinterkante verläuft krummlinig in einer Ebene, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Achse in Spannweitenrichtung definiert ist.

[0014] In der Übergangskanalanordnung des vorstehend erwähnten Typs kann die Hinterkante konvex sein.

[0015] Alternativ kann die Hinterkante konkav sein.

[0016] In einer weiteren Alternative oder zusätzlich kann die Hinterkante mehrere krummlinige Abschnitte aufweisen. [0017] In einer noch weiteren Alternative oder zusätzlich kann die Hinterkante mehrere Zacken aufweisen.

[0018] In einer Ausführungsform der Übergangskanalanordnung des zuvor erwähnten Typs definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, wobei sich die mehreren Zacken in einer Ebene erstrecken, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Gierachse definiert ist.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, wobei sich die mehreren Zacken in einer Ebene erstrecken, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Achse in Spannweitenrichtung definiert ist.

[0020] In der Übergangskanalanordnung jedes beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann ein Kanal in der Hinterkante definiert sein.

[0021 ] Alternativ oder zusätzlich kann der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle ferner zu dem Einlass jedes der mehreren Übergangskanäle entlang der radialen Achse versetzt sein.

[0022] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung eine Turbomaschine, die aufweist: einen Einlassabschnitt; einen Auslassabschnitt; einen Verdichterabschnitt; einen Turbinenabschnitt; und einen Brennkammerabschnitt zwischen dem Verdichterabschnitt und dem Turbinenabschnitt. Der Brennkammerabschnitt weist mehrere Übergangskanäle auf, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal und einen zweiten Übergangskanal aufweisen. Jeder der mehreren Übergangskanäle weist einen Einlass, einen Auslass und einen Durchgang auf, der sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckt und der eine Längsachse, eine Radialachse und eine Tangentialachse definiert. Der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle ist zu dem Einlass entlang der Längsachse und der Tangentialachse versetzt. Der Brennkammerabschnitt weist ferner eine aerodynamische Struktur auf, die durch die Durchgänge des ersten Übergangskanals und des zweiten Übergangskanals definiert ist. Die aerodynamische Struktur weist eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante auf, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.

[0023] In einer Ausführungsform der zuvor erwähnten Turbomaschine definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, wobei die Hinterkante in einer Ebene krummlinig ist, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Gierachse definiert ist.

[0024] In einer weiteren Ausführungsform definiert die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, wobei die Hinterkante in einer Ebene krummlinig ist, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Achse in Spannweitenrichtung definiert ist.

[0025] In der Turbomaschine jedes beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann die Hinterkante mehrere Zacken aufweisen.

[0026] Alternativ oder zusätzlich kann ein Kanal in der Hinterkante definiert sein.

[0027] In der Turbomaschine jedes beliebigen vorstehend erwähnten Typs kann der Turbinenabschnitt eine Schaufelanordnung der ersten Stufe aufweisen, wobei keine Leitschaufeln stromaufwärts von der Schaufelanordnung der ersten Stufe angeordnet sind.

[0028] Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. Die beigefügten Zeichnungen, welche in dieser Beschreibung enthalten sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.

3 KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0029] Eine vollständige und befähigende Beschreibung der vorliegenden Erfindung, einschliesslich ihrer besten Ausführungsart, die an einen Durchschnittsfachmann gerichtet ist, ist nachstehend in der Beschreibung beschrieben, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen:

[0030] Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Gasturbinensystems gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;

[0031 ] Fig. 2 eine Querschnittsansicht verschiedener Abschnitte eines Gasturbinensystems gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;

[0032] Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer ringförmigen Anordnung von Übergangskanälen gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;

[0033] Fig. 4 eine perspektivische Draufsicht mehrerer Übergangskanäle gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;

[0034] Fig. 5 eine perspektivische Seitenansicht eines Übergangskanals gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;

[0035] Fig. 6 eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer Übergangskanalanordnung ist, die benachbarte Übergangskanäle aufweist und zwischen ihnen verschiedene Abschnitte eines Schaufelblatts ausbildet, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0036] Fig. 7 eine Querschnittsansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0037] Fig. 8 eine Querschnittsansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0038] Fig. 9 eine Querschnittsansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0039] Fig. 10 eine Querschnittsansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0040] Fig. 11 eine Seitenansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0041 ] Fig. 12 eine Seitenansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0042] Fig. 13 eine Seitenansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0043] Fig. 14 eine Seitenansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;

[0044] Fig. 15 eine Querschnittsansicht von Abschnitten eines Schaufelblatts ist, die durch eine Übergangskanalanordnung gebildet sind, die benachbarte Übergangskanäle aufweist, gemäss einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und

[0045] Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht eines Turbinenabschnitts eines Gasturbinensystems gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

[0046] Es wird nun im Detail auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen ein oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind. Jedes Beispiel wird im Rahmen einer Erläuterung der Erfindung und nicht einer Einschränkung der Erfindung gegeben. Tatsächlich wird es für Fachleute ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung ohne Abweichung von dem Umfang oder Wesen der Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise können als Teil einer Ausführungsform dargestellte oder beschriebene Merkmale bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu ergeben. Somit soll die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Varianten umfassen, soweit sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

4 [0047] Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Turbomaschine, die in der gezeigten Ausführungsform ein Gasturbinensystem 10 ist. Es sollte verstanden werden, dass die Turbomaschine der vorliegenden Offenbarung kein Gasturbinensystem 10 sein muss, vielmehr jedes beliebige geeignete Turbinensystem oder eine andere Turbomaschine, wie z.B. ein Dampfturbinensystem oder ein anderes geeignetes System, sein kann. Das System 10, wie es gezeigt ist, kann einen Verdichterabschnitt 12, einen Brennkammerabschnitt 14, welcher, wie nachstehend beschrieben, mehrere Brennkammern 15 enthalten kann, und einen Turbinenabschnitt 16. Der Verdichterabschnitt 12 und der Turbinenabschnitt 16 können über eine Welle 18 miteinander verbunden sein. Die Welle 18 kann eine einzelne Welle sein oder aus mehreren Wellensegmenten bestehen, die miteinander zum Ausbilden der Welle 18 verbunden sind. Die Welle 18 kann ferner mit einem Generator oder einer anderen geeigneten Energiespeichervorrichtung verbunden sein oder kann z.B. mit einem elektrischen Versorgungsnetz direkt verbunden sein. Ein Einlassabschnitt 19 kann eine Luftströmung zu dem Verdichterabschnitt 12 liefern, und Abgase können aus dem Turbinenabschnitt 16 durch einen Auslassabschnitt 20 ausgegeben und ausgestossen und/oder in dem System 10 oder einem anderen geeigneten System verwendet werden. Abgase aus dem System 10 können z.B. in die Atmosphäre ausgestossen werden, zu einer Dampfturbine oder zu einem anderen geeigneten System geleitet werden oder durch einen Abhitzedampferzeuger wiederverwendet werden.

[0048] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine vereinfachte Zeichnung verschiedener Abschnitte eines Gasturbinensystems 10 veranschaulicht. Das Gasturbinensystem 10, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, weist einen Verdichterabschnitt 12 zur Unterdrucksetzung eines Arbeitsfluids, wie nachstehend beschrieben, das durch das System 10 strömt. Das unter Druck stehende Arbeitsfluid, das aus dem Verdichterabschnitt 12 ausgegeben wird, strömt in einen Brennkammerabschnitt 14 hinein, der mehrere Brennkammern 15 aufweisen kann (von denen lediglich eine in Fig. 2 dargestellt ist), die in einer kreisringförmigen Anordnung um eine Achse des Systems 10 herum angeordnet sind. Das Arbeitsfluid, das in den Brennkammerabschnitt 14 einströmt, wird mit Kraftstoff, wie z.B. Erdgas oder einer anderen Flüssigkeit oder einem Gas vermischt und verbrannt. Heisse Gase einer Verbrennungsströmung strömen von jeder Brennkammer 15 zu einem Turbinenabschnitt 16, um das System 10 anzutreiben und Strom zu erzeugen.

[0049] Eine Brennkammer 15 in der Gasturbine 10 kann vielfältige Komponenten zum Vermischen und Verbrennen des Arbeitsfluids und des Kraftstoffs aufweisen. Die Brennkammer 15 kann beispielsweise ein Gehäuse 21 , wie z.B. ein Verdichterauslassgehäuse 21 aufweisen. Vielfältige Hülsen, die sich axial erstreckende kreisringförmige Hülsen sein können, können zumindest teilweise in dem Gehäuse 21 angeordnet sein. Die in Fig. 2 gezeigten Hülsen erstrecken sich axial entlang einer im Allgemeinen in Längsrichtung verlaufenden Achse 98, so dass der Einlass der Hülse mit dem Auslass axial ausgerichtet ist. Beispielsweise kann eine Brennkammerauskleidung 22 allgemein eine sich darin befindende Brennzone 24 definieren. Das Verbrennen des Arbeitsfluids, des Kraftstoffs und eines optionalen Oxidationsmittels kann im Allgemeinen in der Brennzone 24 stattfinden. Die daraus resultierenden heissen Verbrennungsgase können im Wesentlichen axial entlang der Längsachse 98 stromabwärts gerichtet durch die Brennkammerauskleidung 22 in ein Übergangsstück 26 hinein strömen und strömen dann im Wesentlichen axial entlang der Längsachse 98 durch das Übergangsstück 26 hindurch und in den Turbinenabschnitt 16 hinein.

[0050] Die Brennkammer 15 kann ferner eine Brennstoffdüse 40 oder mehrere Brennstoffdüsen 40 aufweisen. Kraftstoff kann zu den Brennstoffdüsen 40 von einem oder mehreren (nicht gezeigten) Verteilern zugeführt werden. Wie nachstehend beschrieben, kann die Brennstoffdüse 40 oder können die Brennstoffdüsen 40 den Kraftstoff und optional das Arbeitsfluid zu der Brennzone 24 zur Verbrennung zuführen.

[0051 ] Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 15 kann eine Brennkammer 15 gemäss der vorliegenden Offenbarung einen oder mehrere Übergangskanäle 50 aufweisen, auf die allgemein als Übergangskanalanordnung Bezug genommen wird. Die Übergangskanäle 50 der vorliegenden Offenbarung können anstelle verschiedener sich axial erstreckender Hülsen anderer Brennkammern vorgesehen sein. Ein Übergangskanal 40 kann beispielsweise das sich axial erstreckende Übergangsstück 26 und optional die Brennkammerauskleidung 22 einer Brennkammer 15 ersetzen. Somit kann sich der Übergangskanal von den Brennstoffdüsen 40 oder von der Brennkammerauskleidung 22 aus erstrecken. Wie hierin beschrieben, kann der Übergangskanal 50 vielfältige Vorteile gegenüber den sich axial erstreckenden Brennkammerauskleidungen 22 und den Übergangsstücken 26 zur Leitung des Arbeitsfluids durch diesen und zu dem Turbinenabschnitt 16 ergeben.

[0052] Wie gezeigt, können die mehreren Übergangskanäle 50 in einer ringförmigen Anordnung um die Längsachse 90 herum angeordnet sein. Ferner kann sich jeder Übergangskanal 50 zwischen einer Brennstoffdüse 40 oder mehreren Brennstoffdüsen 40 und dem Turbinenabschnitt 16 erstrecken. Beispielsweise kann sich jeder Übergangskanal 50 von den Brennstoffdüsen 40 zu dem Turbinenabschnitt 16 erstrecken. Somit kann das Arbeitsfluid allgemein von den Brennstoffdüsen 40 durch den Übergangskanal 50 hindurch zu dem Turbinenabschnitt 16 strömen. In einigen Ausführungsformen können die Übergangskanäle vorteilhafterweise die Beseitigung der Leitschaufeln der ersten Stufe in dem Turbinenabschnitt ermöglichen, was jegliche Wirbelschleppe und jeglichen Druckverlust, die damit verbunden sind, beseitigen und den Wirkungsgrad und die Ausgangsleistung des Systems 10 erhöhen kann.

[0053] Jeder Übergangskanal 50 kann einen Einlass 52, einen Auslass 54 und einen zwischen ihnen angeordneten Durchgang 56 aufweisen. Der Einlass 52 und der Auslass 54 des Übergangskanals 50 kann allgemein kreisförmige der ovale Querschnitte, rechteckige Querschnitte, dreieckige Querschnitte oder alle beliebigen anderen geeigneten polygonalen Querschnitte aufweisen. Ferner sollte es verständlich sein, dass der Einlass 52 und der Auslass 54 des Übergangskanals 50 keine ähnlich geformten Querschnitte haben müssen. In einer Ausführungsform kann der Einlass 52 beispielsweise

5 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, während der Auslass 54 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen kann.

[0054] Ferner kann der Durchgang 56 zwischen dem Einlass 52 und dem Auslass 54 im Wesentlichen verjüngt sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann z.B. zumindest ein Teil des Durchgangs 56 im Wesentlichen konisch geformt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Durchgang 56 oder jeder beliebige Teil davon einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, dreieckigen Querschnitt oder jeden beliebigen anderen geeigneten polygonalen Querschnitt aufweisen. Es sollte verständlich sein, dass sich die Querschnittsform des Durchgangs 56 durch den gesamten Durchgang 56 hindurch oder irgendeinen Teil desselben verändern kann, während sich der Durchgang 56 von dem relativ grösseren Einlass 52 zu dem relativ kleineren Auslass 54 verjüngt.

[0055] Der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 kann zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 versetzt sein. Der Begriff «versetzt», wie er hierin verwendet wird, bedeutet entlang der identifizierten Koordinatenrichtung im Abstand angeordnet. Der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 kann zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 in Längsrichtung versetzt sein, bspw. entlang der Längsachse 90 versetzt sein.

[0056] Zusätzlich kann in beispielhaften Ausführungsformen der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 tangential versetzt sein, bspw. entlang einer Tangentialachse 92 versetzt sein. Weil der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 tangential versetzt ist, können die Übergangskanäle 50 vorteilhafterweise die Tangentialkomponente der Arbeitsfluidströmung durch die Übergangskanäle 50 nutzen, um, wie nachstehend erläutert, den Bedarf an Leitschaufeln der ersten Stufe in dem Turbinenabschnitt 16 zu beseitigen.

[0057] Ferner kann in beispielhaften Ausführungsformen der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 radial versetzt sein, bspw. entlang einer Radialachse 94 versetzt sein. Weil der Auslass 54 jedes der mehreren Übergangskanäle 50 zu dem Einlass 52 des jeweiligen Übergangskanals 50 radial versetzt ist, können die Übergangskanäle 50 vorteilhafterweise die Radialkomponente der Arbeitsfluidströmung durch die Übergangskanäle 50 verwenden, um, wie nachstehend erläutert, den Bedarf an Leitschaufeln der ersten Stufe in dem Turbinenabschnitt 16 zu beseitigen.

[0058] Es sollte verstanden werden, dass die Tangentialachse 92 und die Radialachse 94 einzeln für jeden Übergangskanal 50 hinsichtlich des durch die ringförmige Anordnung definierten Umfangs der Übergangskanäle 50 definiert sind, wie in Fig. 3 gezeigt, und dass die Achsen 92 und 94 für jeden Übergangskanal 50 an dem Umfang auf der Basis der Anzahl der Übergangskanäle 50, die in einer kreisringförmigen Anordnung um die Längsachse 90 herum angeordnet sind, variieren.

[0059] Wie beschrieben, können die heissen Verbrennungsgase, nachdem sie durch den Übergangskanal 50 hindurchgeleitet werden, von dem Übergangskanal 50 in den Turbinenabschnitt 16 hinein geleitet werden. Wie in Fig. 16 gezeigt, kann ein Turbinenabschnitt 16 gemäss der vorliegenden Offenbarung eine Ummantelung 102 aufweisen, die einen Heissgaspfad 104 definieren kann. Die Ummantelung 102 kann aus mehreren Ummantelungsblöcken 106 ausgebildet sein. Die Ummantelungsblöcke 106 können in einer oder mehreren kreisringförmigen Anordnungen angeordnet sein, von denen jede darin einen Teil des Heissgaspfads 104 definieren kann.

[0060] Der Turbinenabschnitt 16 kann ferner mehrere Laufschaufeln 1 12 und mehrere Leitschaufeln 1 14 aufweisen. Jede der mehreren Laufschaufeln 112 und Leitschaufeln 1 14 kann zumindest teilweise in dem Heissgaspfad 104 angeordnet sein. Ferner können die mehreren Laufschaufeln 112 und die mehreren Leitschaufeln 1 14 in einer oder mehreren ringförmigen Anordnungen angeordnet sein, von denen jede einen Teil des Heissgaspfads 104 definieren kann.

[0061 ] Der Turbinenabschnitt 16 kann mehrere Turbinenstufen aufweisen. Jede Stufe kann mehrere Laufschaufeln 1 12, die in einer ringförmigen Anordnung angeordnet sind, und mehrere Leitschaufeln 1 14 aufweisen, die in einer ringförmigen Anordnung angeordnet sind. In einer Ausführungsform kann der Turbinenabschnitt 16, wie in Fig. 13 gezeigt, z.B. drei Stufen aufweisen. Beispielsweise kann eine erste Stufe des Turbinenabschnitts 16 eine (nicht gezeigte) Leitschaufelanordnung der ersten Stufe und eine Laufschaufelanordnung 122 der ersten Stufe aufweisen. Die Leitschaufelanordnung kann mehrere Leitschaufeln 1 14 aufweisen, die in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und befestigt sind. Die Laufschaufelanordnung 122 kann mehrere Laufschaufein 1 12 aufweisen, die in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und mit der Welle 18 verbunden sind. In beispielhaften Ausführungsformen, in denen der Turbinenabschnitt mit einem Brennkammerabschnitt 14 verbunden ist, der mehrere Übergangskanäle 50 aufweist, kann die Leitschaufelanordnung der ersten Stufe jedoch beseitigt werden, so dass keine Leitschaufeln stromaufwärts der Laufschaufelanordnung 122 der ersten Stufe angeordnet sind. Stromaufwärts kann in Bezug auf die Strömung der heissen Verbrennungsgase durch den Heissgaspfad 104 definiert sein.

[0062] Eine zweite Stufe des Turbinenabschnitts 16 kann eine Leitschaufelanordnung 123 der zweiten Stufe und eine Laufschaufelanordnung 124 der zweiten Stufe aufweisen. Die in der Leitschaufelanordnung 123 enthaltenen Leitschaufeln 1 14 können in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und befestigt sein. Die in der Laufschaufelanordnung 124 enthaltenen Laufschaufein 1 12 können in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und mit der Welle 18 verbunden sein. Die Leitschaufelanordnung 123 der zweiten Stufe ist somit zwischen der Laufschaufelanordnung 122 der ersten Stufe und der Laufschaufelanordnung 124 der zweiten Stufe entlang des Heissgaspfads 104 angeordnet. Eine dritte

6 Stufe des Turbinenabschnitts 16 kann eine Leitschaufelanordnung 125 der dritten Stufe und eine Laufschaufelanordnung 126 der dritten Stufe aufweisen. Die in der Leitschaufelanordnung 125 enthaltenen Düsen 114 können in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und befestigt sein. Die in der Laufschaufelanordnung 126 enthaltenen Laufschaufein 1 12 können in Umfangsrichtung um die Welle 18 herum angeordnet und mit der Welle 18 verbunden sein. Somit ist die Leitschaufelanordnung 125 der dritten Stufe zwischen der Laufschaufelanordnung 124 der zweiten Stufe und der Laufschaufelanordnung 126 der dritten Stufe entlang des Heissgaspfads 104 angeordnet.

[0063] Es sollte verständlich sein, dass der Turbinenabschnitt 16 nicht auf drei Stufen beschränkt ist, sondern vielmehr jede beliebige Anzahl von Stufen innerhalb des Umfangs und im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt.

[0064] Jeder Übergangskanal 50 kann mit einem oder mehreren benachbarten Übergangskanälen 50 verbunden sein. Beispielsweise veranschaulichen die Fig. 4 bis 12 einen ersten Übergangskanal 130 und einen zweiten Übergangskanal 132 der mehreren Übergangskanäle 50. Diese benachbarten Übergangskanäle 130, 132 können Kontaktflächen 134 aufweisen, die Aussenflächen sein können, die in den Auslässen des Übergangskanals 50 enthalten sind. Die Kontaktflächen 134 können, wie gezeigt, mit zugehörigen Kontaktflächen 134 benachbarter Übergangskanäle 50 in Kontakt stehen, um eine Verbindungsstelle zwischen den Übergangskanälen 50 zu schaffen. Die Kontaktflächen 134 des ersten und zweiten Übergangskanals 130, 132 können, wie gezeigt, miteinander in Kontakt stehen und eine Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Übergangskanal 130, 132 schaffen.

[0065] Ferner können die benachbarten Übergangskanäle 50, wie z.B. der erste und der zweite Übergangskanal 130, 132, Zusammenwirken, um zwischen einander aerodynamische Strukturen 140 zu bilden, die verschiedene aerodynamischen Oberflächen eines Schaufelblatts aufweisen. Eine solche aerodynamische Struktur 140 kann beispielsweise durch innere Oberflächen der Durchgänge 56 der Übergangskanäle 50 definiert sein und kann ferner gebildet werden, wenn die Kontaktflächen 134 benachbarter Übergangskanäle 50 miteinander in Verbindung kommen. Diese verschiedenen Oberflächen können die Heissgasströmung in den Übergangskanälen 50 verschieben und somit, wie vorstehend beschrieben, den Bedarf an Leitschaufeln der ersten Stufe beseitigen. Wie beispielsweise in den Fig. 6 bis 8 gezeigt, kann eine Innenfläche eines Durchgangs 56 eines Übergangskanals 50, wie z.B. eines ersten Übergangskanals 130, eine Druckseite 142 definieren, während eine gegenüberliegende Innenfläche eines Durchgangs 56 eines benachbarten Übergangskanals 50, wie z.B. eines zweiten Übergangskanals 132, eine Saugseite 144 definieren kann. Wenn die benachbarten Übergangskanäle 50, wie z.B. deren Kontaktflächen 134, miteinander in Verbindung stehen, können die Druckseite 142 und die Saugseite 144 Zusammenwirken, um eine Hinterkante 146 zu definieren.

[0066] Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 15 weist nun eine aerodynamische Struktur 140 gemäss vorliegender Offenbarung eine Hinterkante 146 auf, die eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist. Die modifizierte aerodynamische Kontur kann in beispielhaften Ausführungsformen die Effizienz der Übergangskanäle 50 und der Turbomaschinen allgemein erhöhen, indem z.B. aerodynamische Verluste reduziert und weiter Wirbelschleppen im Betrieb reduziert werden. Ferner kann eine solche modifizierte aerodynamische Kontur im Wesentlichen gleichförmige Geschwindigkeiten und Temperatu rfelder erzeugen, die die Laufschaufelanordnungen der ersten Stufe beeinflussen. Die Laufschaufelanordnungen der ersten Stufe erfahren somit vorteilhafterweise reduzierte hochzyklischen Ermüdungsbelastungen und thermische Lasten. Solche Strömungsbedingungen können somit die Haltbarkeit der Laufschaufelanordnungen der ersten Stufe verlängern.

[0067] Eine Hinterkante 146 kann aufgrund der Modifikation der Form der Hinterkante 146 und/oder der Ausrichtung der Hinterkante 146 eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweisen. Fig. 7 bis 10 veranschaulichen beispielsweise vielfältige Ausführungsformen der Hinterkanten 146 mit modifizierten aerodynamischen Konturen gemäss beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt, definiert eine aerodynamische Struktur 140 gemäss der vorliegenden Offenbarung eine Achse 152 in Sehnenrichtung, eine Achse 154 in Spannweitenrichtung und eine Gierachse 156. Jede Achse 152, 154, 156 verläuft, wie gezeigt, im Wesentlichen senkrecht zu den anderen Achsen, so dass die Gierachse 156 beispielsweise zu der Achse 152 in Sehnenrichtung und zu der Achse 154 in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft. Fig. 7 und 8 veranschaulichen Ansichten einer aerodynamischen Struktur 140 mit einer Ebene, die von der Achse 154 in Spannweitenrichtung und der Gierachse 156 definiert ist. Die Hinterkante 146 oder zumindest ein Teil von dieser kann, wie gezeigt, in dieser Ebene krummlinig oder zackenförmig sein. In einigen Ausführungsformen kann, wie in Fig. 7 gezeigt, die Hinterkante 146 beispielsweise in Richtung der Druckseite 142 gekrümmt sein, während in anderen Ausführungsformen die Hinterkante 146, wie in Fig. 8 gezeigt, in Richtung der Saugseite 144 gekrümmt sein kann. Während ferner die Fig. 7 und 8 Hinterkanten 146 veranschaulichen, die einen einzigen krummlinigen Bereich aufweisen, kann in anderen Ausführungsformen, wie in Fig. 10 veranschaulicht, eine Hinterkante 146 mehrere krummlinige Bereiche aufweisen. Jeder Bereich kann eine unabhängige Kurve aufweisen, die in Richtung der Druckseite 142 oder der Saugseite 144 gekrümmt sein kann. Es können zwei, drei, vier oder mehrere krummlinige Bereiche vorgesehen sein. Somit kann die Hinterkante 146 ein krummliniges Muster aufweisen, das abwechselnd in Richtung der Druckseite 142 und der Saugseite 144 gekrümmt ist. Alternativ kann unter Bezugnahme auf Fig. 9 die Hinterkante 146 mehrere Zacken 163 aufweisen, so dass im Wesentlichen ein Sägezahnmuster durch die Hinterkante 146 oder einen Teil derselben hindurch in der Ebene geschaffen ist, die durch die Achse 154 in Spannweitenrichtung und die Gierachse 156 definiert ist. Alternativ können Borsten oder andere geeignet gestaltete Merkmale an der Hinterkante 146 vorgesehen sein und sich in der Ebene erstrecken, um ähnlich der Funktionsweise der Zacken 163 eine turbulente Strömung hervorzurufen.

[0068] Fig. 1 1 bis 13 veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen einer aerodynamischen Struktur 140 mit einer Hinterkante 146, die eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist. Beispielsweise veranschaulichen Fig. 1 1 bis 13

7 Ansichten einer aerodynamischen Struktur 140 in einer Ebene, die durch die Achse 152 in Sehnenrichtung und die Achse 154 in Spannweitenrichtung definiert ist. Die Hinterkante 146 oder zumindest ein Teil derselben kann, wie gezeigt, in dieser Ebene krummlinig sein. Z.B. kann in einigen Ausführungsformen, wie in Fig. 9 gezeigt, die Hinterkante 146 eine konvex gekrümmte Form aufweisen. In anderen Ausführungsformen, wie in Fig. 10 gezeigt, kann die Hinterkante 146 eine konkav gekrümmte Form aufweisen. Während die Fig. 9 und 10 Hinterkanten 146 veranschaulichen, die jeweils einen einzigen krummlinigen Abschnitt aufweisen, kann ferner in anderen Ausführungsformen, wie in Fig. 11 gezeigt, eine Hinterkante 146 mehrere krummlinige Abschnitte 162 aufweisen. Jeder Bereich 162 kann eine unabhängige Kurve aufweisen, die, wie gezeigt, konvex oder konkav sein kann. Es können zwei, drei, vier oder mehrere krummlinige Abschnitte 162 vorgesehen sein.

[0069] Fig. 14 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer aerodynamischen Struktur 140 mit einer Hinterkante 146, die eine modifizierte aerodynamische Kontur in der Ebene aufweist, die durch die Achse 152 in Sehnenrichtung und die Achse 154 in Spannweitenrichtung definiert ist. In diesen Ausführungsformen weist die Hinterkante 146 mehrere Zacken 164 auf, so dass im Wesentlichen ein Sägezahnmuster durch die Hinterkante 146 oder einen Teil derselben in der Ebene geschaffen ist, die durch die Achse 152 in Sehnenrichtung und die Achse 154 in Spannweitenrichtung definiert ist. Alternativ können Borsten oder andere geeignet gestaltete Merkmale an der Hinterkante 146 vorgesehen sein und sich in der Ebene erstrecken, um ähnlich der Funktionsweise der Zacken 164 eine turbulente Strömung hervorzurufen.

[0070] Fig. 15 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform einer aerodynamischen Struktur 140 mit einer Hinterkante 146, die eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist. In diesen Ausführungsformen kann ein oder können mehrere Kanäle 166 in der Hinterkante 146, wie z.B. zwischen Teilen der Kontaktflächen 134, definiert sein. Strahlen geeigneter Gase 168, wie z.B. Teile der Verbrennungsgase, Kühlgase usw. können durch die Kanäle 166 geleitet und an der Hinterkante 146 ausgegeben werden. Somit kann durch die Kanäle 166 und die Abgase 168 aus diesen die strömungstechnische Vermischung unterstützt werden. Die Kanäle 166 können so angeordnet werden, dass die Gase 168 im Wesentlichen entlang der Achse 152 in Sehnenrichtung oder unter einem geeigneten Winkel, wie z.B. unter einem Winkel zu der Achse 152 in Sehnenrichtung in der Ebene, die durch die Achse 152 in Sehnenrichtung und der Gierachse 156 definiert ist, und/oder in der Ebene, die durch die Achse 152 in Sehnenrichtung und die Achse 154 in Spannweitenrichtung definiert ist, ausgegeben werden.

[0071 ] Entsprechend weisen Übergangskanalanordnungen, die mehrere Übergangskanäle 50 aufweisen, die zwischen einander aerodynamische Strukturen 140 gemäss der vorliegenden Offenbarung definieren, während des Turbomaschinenbetriebs vorteilhafterweise eine erhöhte Effizienz auf. Beispielsweise kann die Verwendung der aerodynamischen Strukturen 140, welche Hinterkanten 146 aufweisen, die, wie hierin beschrieben, modifizierte aerodynamische Konturen aufweisen, die Effizienz der Übergangskanäle 50 und der Turbomaschine insgesamt erhöhen, indem sie beispielsweise aerodynamische Verluste reduzieren und im Betrieb Wirbelschleppen weiter reduzieren.

[0072] Diese schriftliche Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung, einschliesslich ihrer besten Ausführungsart, zu offenbaren und um auch jeden Fachmann zu befähigen, die Erfindung, einschliesslich der Herstellung und Nutzung aller Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren, in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.

[0073] Es sind Übergangskanalanordnungen für Turbinensysteme und Turbinenmaschinen geschaffen. In einer Ausführungsform weist eine Übergangskanalanordnung mehrere Übergangskanäle auf, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal und einen zweiten Übergangskanal aufweisen. Jeder der mehreren Übergangskanäle weist einen Einlass, einen Auslass und einen Durchgang auf, der sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckt und der eine Längsachse, eine Radialachse und eine Tangentialachse definiert. Der Auslass jedes Übergangskanals ist zu dem Einlass entlang der Längsachse und der Tangentialachse versetzt. Die Übergangskanalanordnung weist ferner eine aerodynamische Struktur auf, die durch die Durchgänge des ersten Übergangskanals und des zweiten Übergangskanals definiert ist. Die aerodynamische Struktur weist eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante auf, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.

Bezugszeichenliste

[0074]

Bezugszeichen Komponente

10 Turbinensystem

12 Verdichterabschnitt

14 Brennkammerabschnitt

15 Brennkammer

8 Bezugszeichen

16

18

21

22

24

26

30

32

34

36

38

40

50

52

54

56

90

92

94

98

102

104

106

1 12

1 14

122

123

124

125

126 130 132 134 142 144

Komponente

Turbinenabschnitt

Welle

Gehäuse

Brennkammerauskleidung

Brennzone

Übergangsstück

Strömungshülse

Strömungspfad

Aufprallhülse

Strömungspfad

Externer Ringraum

Brennstoffdüse

Übergangskanal

Einlass

Auslass

Durchgang

Längsachse

Tangentialachse

Radialachse

Längsachse

Ummantelung

Heissgaspfad

Mantelblock

Laufschaufel

Leitschaufel

Laufschaufelanordnung der ersten Stufe

Leitschaufelanordnung der zweiten Stufe

Laufschaufelanordnung der zweiten Stufe

Leitschaufelanordnung der dritten Stufe

Laufschaufelanordnung der dritten Stufe

Erster Übergangskanal

Zweiter Übergangskanal

Kontaktfläche

Druckseite

Saugseite

9

Claims

Bezugszeichen Komponente 146 Hinterkante 152 Achse in Sehnenrichtung 154 Achse in Spannweitenrichtung 156 Gierachse 162 Krummliniger Abschnitt 163 Zacken 164 Zacken 168 Abgas Patentansprüche 1. Übergangskanalanordnung für ein Turbinensystem, wobei die Übergangskanalanordnung aufweist: mehrere Übergangskanäle, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal und einen zweiten Übergangskanal aufweisen, wobei jeder der mehreren Übergangskanäle einen Einlass, einen Auslass und einen Durchgang aufweist, der sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckt und der eine Längsachse, eine Radialachse und eine Tangentialachse definiert, wobei der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle zu dem Einlass entlang der Längsachse und der Tangentialachse versetzt ist; und eine aerodynamische Struktur, die durch die Durchgänge des ersten Übergangskanals und des zweiten Übergangskanals definiert ist, wobei die aerodynamische Struktur eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante aufweist, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.
2. Übergangskanalanordnung gemäss Anspruch 1 , wobei die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse definiert, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, und wobei die Hinterkante krummlinig in einer Ebene verläuft, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Gierachse definiert ist.
3. Übergangskanalanordnung gemäss Anspruch 2, wobei die Hinterkante in Richtung der Druckseite oder in Richtung der Saugseite gekrümmt ist; oder wobei die Hinterkante abwechselnd in Richtung der Druckseite und der Saugseite gekrümmt ist.
4. Übergangskanalanordnung gemäss Anspruch 1 , wobei die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse definiert, die senkrecht zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung verläuft, und wobei die Hinterkante in einer Ebene krummlinig ist, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Achse in Spannweitenrichtung definiert ist.
5. Übergangskanal gemäss Anspruch 4, wobei die Hinterkante konvex oder konkav ist oder wobei die Hinterkante mehrere krummlinige Abschnitte aufweist.
6. Übergangskanal gemäss Anspruch 1 , wobei die Hinterkante mehrere Zacken aufweist.
7. Übergangskanalanordnung gemäss Anspruch 6, wobei die aerodynamische Struktur eine Achse in Sehnenrichtung, eine Achse in Spannweitenrichtung und eine Gierachse definiert, die zu der Achse in Sehnenrichtung und der Achse in Spannweitenrichtung senkrecht verläuft, und wobei sich die mehreren Zacken in einer Ebene erstrecken, die durch die Achse in Sehnenrichtung und die Gierachse oder durch die Achse in Sehnenrichtung und die Achse in Spannweitenrichtung definiert ist.
8. Übergangskanalanordnung gemäss jedem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Kanal in der Hinterkante definiert ist; und/oder wobei der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle ferner zu dem Einlass jedes der mehreren Übergangskanäle entlang der radialen Achse versetzt ist.
9. Turbomaschine, die aufweist: einen Einlassabschnitt; einen Auslassabschnitt; einen Verdichterabschnitt; einen Turbinenabschnitt; und einen Brennkammerabschnitt zwischen dem Verdichterabschnitt und dem Turbinenabschnitt, wobei der Brennkammerabschnitt aufweist: mehrere Übergangskanäle, die in einer im Wesentlichen ringförmigen Anordnung angeordnet sind und die einen ersten Übergangskanal und einen zweiten Übergangskanal aufweisen, wobei jeder der mehreren Übergangskanäle 10 einen Einlass, einen Auslass und einen Durchgang aufweist, der sich zwischen dem Einlass und dem Auslass erstreckt und der eine Längsachse, eine Radialachse und eine Tangentialachse definiert, wobei der Auslass jedes der mehreren Übergangskanäle zu dem Einlass entlang der Längsachse und der Tangentialachse versetzt ist; und eine aerodynamische Struktur, die durch die Durchgänge des ersten Übergangskanals und des zweiten Übergangskanals definiert ist, wobei die aerodynamische Struktur eine Druckseite, eine Saugseite und eine Hinterkante aufweist, wobei die Hinterkante eine modifizierte aerodynamische Kontur aufweist.
10. Turbomaschine gemäss Anspruch 9, wobei der Turbinenabschnitt eine Laufschaufelanordnung der ersten Stufe aufweist und wobei keine Leitschaufeln stromaufwärts von der Laufschaufelanordnung der ersten Stufe angeordnet sind. 11