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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. Dezember 2010 eingereichten vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 61/428725 mit dem Titel „GAS TURBINE ENGINE WITH SECONDARY AIR FLOW CIRCUIT“, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft Gasturbinenmotoren und insbesondere Gasturbinenmotoren mit Sekundärluftstromkreisen.
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Hintergrund
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Sekundärluftstromkreise von Gasturbinenmotoren, die einen Sekundärluftstrom wirksam quer über einen Motorkernströmungspfad übertragen, bleiben ein interessantes Gebiet. Einige herkömmliche Systeme haben verschiedene Mängel, Unzulänglichkeiten und Nachteile bezüglich bestimmter Anwendungen. Daher besteht ein anhaltender Bedarf für weitere Beiträge auf diesem Technologiegebiet.
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Das Dokument
DE 198 17 705 C2 offenbart eine Endstufe des Kompressors einer Gasturbine, wobei die Endstufe aus einer radialen Stufe mit einem radialen Laufrad, einem beschaufelten Diffusor und einer axialen Umlenkschaufel besteht. Der Diffusor besteht aus einem gehäuseseitigen Innenteil, einer Diffusorgehäuseaußenseite und Diffusorschaufeln mit innenliegenden horizontalen Sackbohrungen. Verdichtete Kühlluft gelangt durch in die Diffusorschaufel eingearbeitete Entnahmeöffnungen in die Sackbohrungen der Diffusorschaufel und dann durch Bohrungen in der Diffusorgehäuseaußenseite weiter in eine im Verdichtergehäuse angeordnete Kühlluftabführung.
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Aus dem Dokument
US 2008 / 0 141 679 A1 ist eine Turbomaschine bekannt, deren Radialverdichterstufe ein mit einem Abschnitt einer Welle verbundenes Verdichterrad und einen Stator aufweist, der über einen stromaufwärts angeordneten ringförmigen Flansch mit einem Außengehäuse der Turbomaschine verbunden ist, welches sich um den Kompressor, den Diffusor und die Brennkammer erstreckt. Ein Endstück des Diffusors begrenzt zusammen mit einer stromabwärtigen radialen Oberfläche des Verdichterrads einen ringförmigen Hohlraum, der mit aus dem Auslass des Kompressors durch eine Radialöffnung entnommener Luft belüftet wird.
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Das Dokument
US 6 190 123 B1 beschreibt einen Zentrifugalkompressor, bei dem ein Kühlmedium in einen Trennspalt stromabwärts eines Leckagestroms des Arbeitsmediums eingeführt wird, wobei das Kühlmedium entfernt wird, nachdem ein Wärmeaustausch stattgefunden hat.
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Kurzbeschreibung
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein spezieller Gasturbinenmotor. Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gasturbinenmotor mit einem besonderen Sekundärluftstromkreis. Andere Ausführungsformen umfassen Vorrichtungen, Systeme, Einrichtungen, Hardware, Verfahren und Kombinationen für Gasturbinenmotoren und Sekundärluftstromkreise auf. Weitere Ausführungsformen, Ausgestaltungen, Merkmale, Aspekte, Nutzen und Vorteile der vorliegenden Anmeldung werden aus der hier gegebenen Beschreibung und den Figuren deutlich.
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Figurenliste
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Die vorliegende Beschreibung nimmt Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleicher Teile bezeichnen und in denen:
- 1 schematisch einige Aspekte eines nicht einschränkenden Beispiels einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasturbinenmotors darstellt; und
- 2 eine Querschnittansicht ist, die einige Aspekte eines nicht einschränkenden Beispiels eines Verdichters, eines Diffusors und einiger peripherer Hardwarekomponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
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Zum besseren Verständnis der Grundlagen der Erfindung wird nun Bezug genommen werden auf die in den Figuren wiedergegebenen Ausführungsbeispiele und es werden Fachbegriffe zum Beschreiben derselben verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass durch die Darstellung und Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung keine Einschränkung des Bereichs der Erfindung beabsichtigt ist. Auch liegen alle angedachten Änderungen und/oder Abwandlungen der dargestellten und/oder beschriebenen Ausführungsbeispiele im Umfang der vorliegenden Erfindung. Ferner sollen jegliche weiteren Anwendungen der Grundlagen der Erfindung wie vorliegend dargestellt und/oder beschrieben, die einem Fachmann auf dem die Erfindung betreffenden Gebiet normalerweise einfallen würden, als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden.
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In den Zeichnungen und insbesondere in 1 sind einige Aspekte eines nicht einschränkenden Beispiels einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gasturbinenmotors 10 schematisch dargestellt. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Gasturbinenmotor 10 eine Axial-Zentrifugal-Strömungsmaschine, beispielsweise in der Form eines Luftfahrzeugtriebwerks. In anderen Ausführungsformen kann der Gasturbinenmotor 10 eine Zentrifugal-Strömungsmaschine oder eine Axial-Strömungsmaschine sein oder eine beliebige andere Strömungskonfiguration haben. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen Gasturbinenmotorkonfigurationen wie beispielsweise Strahlturbinentriebwerke, Mantelstromtriebwerke, Turboprop-Triebwerke und Turboshaft-Triebwerke mit Axial-, Zentrifugal- und/oder Axial-Zentrifugal-Verdichtern und/oder Turbinen.
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In einer Ausgestaltung weist der Gasturbinenmotor 10 einen Verdichter 12 mit einem Verdichterrad 14, einen Diffusor 16, ein Verbrennungssystem 18, eine Turbine 20 mit einem Turbinenrotor 22 und eine Welle 24 auf, die das Verdichterrad 14 mit dem Turbinenrotor 22 verbindet. Das Verbrennungssystem 18 steht in Fluidkommunikation mit dem Verdichter 12 und der Turbine 20. Der Turbinenrotor 22 ist über die Welle 24 antreibend mit dem Verdichterrad 14 verbunden. Das Verdichterrad 14, der Turbinenrotor 22 und die Welle 24 bilden einen Hauptmotorrotor 26, der sich um eine Motormittelachse 28 dreht. Obgleich nur eine einzige Welle dargestellt ist, versteht es sich, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowohl Ein- als auch Mehrwellenmotoren umfassen. Die Anzahl der Lauf- und Leitschaufeln und die Anzahl ihrer Stufen im Verdichter 12 und in der Turbine 20 können gemäß den Anforderungen der Anwendung variieren, z.B. mit dem Gewicht, der Effizienz und den Ausgangsleistungsanforderungen einer bestimmten Anwendung des Gasturbinenmotors 10. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Gasturbinenmotor 10 einen oder mehrere Schaufelkränze, zusätzliche Verdichtern und/oder zusätzliche Turbinen aufweisen.
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Im Betrieb des Gasturbinenmotors 10 wird am Einlass des Verdichters 12 Luft empfangen und verdichtet. Nachdem die Luft verdichtet worden ist, wird sie dem Diffusor 16 zugeführt, der die Geschwindigkeit der vom Verdichter 12 abgegebenen Druckluft vermindert. In einer Ausgestaltung ist der Diffusor 16 ein Radialdiffusor. In anderen Ausführungsformen können andere Diffusoranordnungen verwendet werden. Die den Diffusor 16 verlassende Druckluft wird mit Kraftstoff vermischt und im Verbrennungssystem 18 verbrannt. Die aus dem Verbrennungssystem 18 austretenden heißen Gase werden in die Turbine 20 geleitet. Die Turbine 20 extrahiert Energie aus den heißen Gasen, um unter anderem mechanische Wellenleistung zum Antreiben des Verdichters 12 über die Welle 24 zu erzeugen. In einer Ausgestaltung werden die aus der Turbine 20 austretenden heißen Gase in eine (nicht dargestellte) Düse geleitet, die Schubleistung für den Gasturbinenmotor 10 erzeugt. In anderen Ausführungsformen können weitere Verdichter- und/oder Turbinenstufen in einem oder mehreren zusätzlichen Rotoren stromaufwärts und/oder stromabwärts des Verdichters 12 und/oder der Turbine 20 eingesetzt werden, z.B. in Ein- oder Mehrwellen-Gastu rbi nenmotoren.
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2 zeigt eine Querschnittansicht einiger Aspekte eines nicht einschränkenden Beispiels eines Verdichters 12, eines Diffusors 16 und einiger peripherer Hardwarekomponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausgestaltung ist der Verdichter 12 ein Zentrifugal-Verdichter. In anderen Ausführungsformen können andere Verdichtertypen eingesetzt sein. Der Verdichter 12 weist eine Ummantelung 30 auf, in der das Verdichterrad 14 angeordnet ist. Der Diffusor 16 ist eine Strömungspfadstruktur, die dafür konfiguriert ist, stromabwärts des Verdichterrads 14 einen Strömungspfad 32 zum Leiten und Ausbreiten des durch das Verdichterrad 14 erzeugten Druckluftstroms zu bilden. In anderen Ausführungsformen können zusätzlich zum oder anstelle des Diffusors 16 andere Strömungspfadstrukturen stromabwärts des Verdichterrads 14 angeordnet sein.
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Der durch das Verdichterrad 14 unter Druck gesetzte Strom tritt aus dem Verdichterrad 14 radial nach außen in den durch den Diffusor 16 gebildeten Strömungspfad 32 aus. Die anfängliche Breite des Strömungspfades 32 ist primär durch die Höhe der Verdichterradflügel 33 des Verdichterrades 14 innerhalb der Ummantelung 30 festgelegt. Die Verdichtung der Luft durch den Betrieb der Flügel 33 innerhalb der Ummantelung 30 führt zu erhöhten Temperaturen im Verdichterrad 14 sowie zu Temperaturgradienten quer über das Verdichterrad 14. Die erhöhten Temperaturen und Temperaturgradienten beeinflussen die Lebensdauer des Verdichterrades 14 nachteilig. Um Temperaturspitzenwerte im Verdichterrad 14 sowie Temperaturgradienten im Verdichterrad 14 zu vermindern, wird an einer den Flügeln 33 entgegengesetzten Rückseite 36 des Verdichterrades 14 ein Sekundärluftstrom AF bereitgestellt. Der Sekundärluftstrom AF kühlt einen heißeren Abschnitt des Verdichterrades 14, z.B. einen Endabschnitt 38 des Verdichterrades 14, ab und überträgt außerdem Wärme vom Endabschnitt 38 zu einem radial inneren Abschnitt 40. Dadurch vermindert der Sekundärluftstrom AF Temperaturspitzenwerte im Verdichterrad 14 und verringert Temperaturgradienten durch Erhöhen der Temperaturen im radial inneren Abschnitt 40. Die Verringerung der Temperaturspitzenwerte ermöglicht es, die Materialanforderungen für das Verdichterrad 14 zu reduzieren, indem für die Konstruktion des Verdichterrades 14 ein Material mit einer niedrigeren Temperaturbeständigkeit als für ähnliche Flügelräder verwendet werden kann, die unter ähnlichen Verhältnissen und Bedingungen betrieben werden und keinen Sekundärluftstrom wie beispielsweise den Sekundärluftstrom AF erhalten. Die verminderten Temperaturgradienten reduzieren thermisch induzierte Spannungen, wodurch die Materialanforderungen für das Verdichterrad 14 weiter reduziert werden. Die Verminderung des Temperaturspitzenwertes und/oder des Temperaturgradienten kann die Verwendung eines kostengünstigeren Materials bei der Konstruktion des Verdichterrades 14 ermöglichen.
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In einer Ausgestaltung wird der Sekundärluftstrom dem Verdichterrad 14 aus einem Hohlraum 42 zugeführt, der durch eine Struktur 44, eine Struktur 46 und eine Struktur 48 gebildet ist. Der Hohlraum 42 ist auf der bezüglich der Rückseite 36 entgegengesetzten Seite des Strömungspfades 32 angeordnet. In anderen Ausführungsformen kann der Sekundärluftstrom von einer anderen Stelle zugeführt werden. In einer Ausgestaltung sind die Strukturen 44, 46 und 48 eine statische Last aufnehmende Strukturen. In anderen Ausführungsformen kann eine oder können mehrere der Strukturen 44, 46 und 48 keine lastaufnehmenden Strukturen sein. In noch anderen Ausführungsformen kann eine oder können mehrere der Strukturen 44, 46 und 48 keine statische Strukturen sein. Der Sekundärluftstrom AF wird dem durch die Strukturen 44, 46 und 48 definierten Hohlraum 42 durch eine nicht dargestellte Einrichtung zugeführt. In einer Ausgestaltung ist die Struktur 48 eine Motorgehäusestruktur. In anderen Ausführungsformen kann die Struktur 48 eine andere Motorstruktur sein. Die Strukturen 44 und 46 sind mit der Struktur 48 verbunden und dazu aufgebaut, Kräfte des Diffusors 16 aufzunehmen. In einer Ausgestaltung sind die Strukturen 44 und 46 über ein Gewindebefestigungssystem 50 mit dem Diffusor 16 verbunden. In anderen Ausführungsformen können die Strukturen 44 und 46 durch eine andere Einrichtung, z.B. durch Bolzen, Querkeilanordnungen oder andere mit Gewinde und/oder ohne Gewinde versehene Befestigungselemente verbunden sein.
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Der Diffusor 16 weist mehrere Leitschaufeln 34 auf, die quer über den Strömungspfad 32 verlaufen und dafür konfiguriert sind, den aus dem Verdichterrad 14 austretenden Strom zu leiten. In einer Ausgestaltung hat jede Leitschaufel 34 eine darin ausgebildete Transferöffnung 52, die sich durch den Diffusor 16 und quer über den Strömungspfad 32 erstreckt. In anderen Ausführungsformen können weniger als alle Leitschaufeln 34 Transferöffnungen 52 aufweisen. Die Struktur 44 weist mehrere Zufuhröffnungen 54 auf, die mit den Transferöffnungen 52 und mit dem Hohlraum 42 in Fluidkommunikation stehen. Die Zufuhröffnungen 54 sind dazu konfiguriert, den Sekundärluftstrom vom Hohlraum 42 in die Transferöffnungen 52 zu übertragen. In einer Ausgestaltung sind die Transferöffnungen 52 derart dimensioniert, dass sie den Durchsatz des Sekundärluftstroms AF regeln. In anderen Ausführungsformen kann der Durchsatz des Sekundärluftstroms AF durch die Größe der Öffnungen 54 geregelt sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Durchsatz des Sekundärluftstroms AF durch andere Wirkflächen oder Steuereinrichtungen geregelt sein.
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In einer Ausgestaltung ist ein Verteilerkanal 56 zwischen den Transferöffnungen 52 und den Zufuhröffnungen 54 angeordnet. Der Verteilerkanal 56 verbindet die Transferöffnungen 52 fluidleitend mit den Zufuhröffnungen 54. Der Verteilerkanal 56 ist dazu betriebsfähig, den Übergangsströmungsbereich zwischen den Zufuhröffnungen 54 und den Transferöffnungen 52 zu vergrößern, was den Eintritt des Sekundärluftstroms aus den Zufuhröffnungen 54 in die Transferöffnungen 52 unterstützt, und vermindert ferner das Erfordernis nach einer präzisen Anordnung der Struktur 44 bezüglich des Diffusors 16 zum Verbessern einer Fluchtung der Öffnungen 52 und 54. In einer Ausgestaltung ist der Verteilerkanal 56 ein in Umfangsrichtung um die Struktur 44 herum verlaufender ringförmiger Kanal. In anderen Ausführungsformen kann der Verteilerkanal 56 die Form diskreter Hohlräume haben. In einer Ausgestaltung ist der Verteilerkanal 56 in der Struktur 44 ausgebildet. In anderen Ausführungsformen kann der Verteilerkanal 56 zusätzlich zur oder anstelle der Struktur 44 im Diffusor 16 ausgebildet sein.
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Gegenüberliegend dem Diffusor 16 und der Rückseite 36 des Verdichterrades 14 ist eine statische Struktur in Gestalt einer Abdeckplatte 58 angeordnet. In einer Ausgestaltung weist die Abdeckplatte 58 mehrere Öffnungen 60 auf, die dafür konfiguriert sind, den Sekundärluftstrom aus den Transferöffnungen 52 zu einem Endabschnitt 38 des Verdichterrades 14 zu leiten. In einer Ausgestaltung sind die Öffnungen 60 dafür konfiguriert, eine Vorverwirbelung im Sekundärluftstrom AF in der Drehrichtung des Verdichterrades 14 zu induzieren, um beispielsweise Verluste zu vermindern. In anderen Ausführungsformen müssen die Öffnungen 60 nicht dafür konfiguriert sein, eine Vorverwirbelung zu induzieren. In einer Ausgestaltung sind die Öffnungen 60 in der Abdeckplatte 58 ausgebildete Schlitze. In anderen Ausführungsformen kann eine einzige Öffnung 60 z.B. in der Form eines ringförmigen Hohlraums verwendet werden. In noch anderen Ausführungsformen kann die Abdeckplatte 58 oder eine andere Komponente einfach um ein gewünschtes Maß vom Diffusor 16 beabstandet sein. Die Abdeckplatte 58 ist von der Rückseite 36 des Verdichterrades 14 beabstandet und dazu geeignet, den Sekundärluftstrom vom Endabschnitt 38 des Verdichterrades 14 entlang der Rückseite des Verdichterrades 14 radial nach innen zu leiten.
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Die Öffnungen 54, 52 und 60, sowie ein zwischen dem Verdichterrad 14 und der Abdeckplatte 58 definierter Hohlraum 66 bilden einen Kühlkreis 62. Der Kühlkreis 62 ist dazu betriebsfähig, dem Verdichterrad 14 den Sekundärluftstrom 64 zuzuführen, um die Temperatur eines Abschnitts des Verdichterrades 14, in der vorliegenden Ausführungsform z.B. der Rückseite 36, zu steuern, wobei der Sekundärluftstrom AF der Rückseite 36 des Verdichterrades 14 quer zum Strömungspfad 32 durch die Transferöffnungen 52 zugeführt wird. Der Sekundärluftstrom AF wird aus dem Hohlraum 42 mit einem Druck zugeführt, der ausreichend ist, um Druckgradienten und eine durch die Rückseite 36 erzeugte Zentrifugalkraft zu überwinden, wodurch eine vom Endabschnitt 38 radial nach innen gerichtete netto positive Strömung erhalten wird. Ein Strömungsdämpfer (Flow Discourager) 64 ist am Ende des Kühlkreises 62 angeordnet, um den Durchsatz der an der Rückseite 36 des Verdichterrades 14 austretenden Sekundärluft zu vermindern und den Eintritt anderer Gase in den zwischen der Abdeckplatte 58 und der Rückseite 36 des Verdichterrades 14 definierten Hohlraum 66 zu verhindern. In einer Ausgestaltung ist der Strömungsdämpfer 64 eine Labyrinthdichtung. In anderen Ausführungsformen kann der Strömungsdämpfer 64 andere Ausgestaltungen haben und kann beispielsweise und ohne darauf eingeschränkt zu sein ein Kohlenstoffdichtungssystem oder ein andersartiges Dichtungs- oder ein Strömungsdämpfungssystem sein. In einer Ausgestaltung wird der aus dem Strömungsdämpfer 64 austretende Sekundärluftstrom AF der Turbine 20 als Kühlluft zugeführt. In anderen Ausführungsformen kann der Sekundärluftstrom AF beispielsweise anderen Komponenten zugeführt werden oder kann dem Motorkernströmungspfad zugeführt werden oder kann in die Umgebung entsorgt werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen einen Gasturbinenmotor, mit: einem Verdichter mit einem Verdichterrad; einem Diffusor mit mehreren Diffusorleitschaufeln, wobei der Diffusor einen Strömungspfad stromabwärts vom Verdichterrad bildet, und wobei die Diffusorleitschaufeln sich quer über den Strömungspfad erstrecken, und wobei mindestens eine der Diffusorleitschaufeln eine erste Öffnung aufweist, die sich durch die Diffusorleitschaufeln und quer über den Strömungspfad erstreckt; einem mit dem Verdichter in Fluidkommunikation stehenden Verbrenner; einer mit dem Verbrenner in Fluidkommunikation stehenden Turbine; und einem Sekundärluftstromkreis, der dazu betreibbar ist, dem Verdichterrad einen Sekundärluftstrom zum Steuern einer Temperatur eines Abschnitts des Verdichterrades zuzuführen, wobei der Sekundärluftstrom dem Verdichterrad quer über den Strömungspfad durch die erste Öffnung zugeführt wird.
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In einer Variante ist das Verdichterrad ein Zentrifugal-Verdichterrad und der Diffusor ist ein Radial-Diffusor.
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In einer anderen Variante weist das Verdichterrad mehrere Laufschaufeln und eine den mehreren Laufschaufeln entgegengesetzte Rückseite auf, und umfasst ferner eine statische Struktur, die von der Rückseite beabstandet und dafür konfiguriert ist, den Sekundärluftstrom aus der ersten Öffnung zur Rückseite des Verdichterrades zu richten.
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In einer noch anderen Variante ist die statische Struktur dafür konfiguriert, den Sekundärluftstrom von einem Endabschnitt des Verdichterrades entlang der Rückseite des Verdichterrades radial nach innen zu leiten.
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In einer noch anderen Variante weist die statische Struktur eine zweite Öffnung auf, die dafür konfiguriert ist, den Sekundärluftstrom aus der ersten Öffnung zum Endabschnitt des Verdichterrades zu leiten.
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In einer noch anderen Variante weist der Gasturbinenmotor ferner eine erste statische Struktur auf, die mit dem Diffusor verbunden ist und eine in sich ausgebildete Öffnung aufweist, die dafür konfiguriert ist, den Sekundärluftstrom aus einem Hohlraum in der Nähe der ersten statischen Struktur mindestens einer Diffusorleitschaufel zuzuführen.
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In einer weiteren Variante ist die erste statische Struktur eine lastaufnehmende Struktur des Gasturbinenmotors.
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In einer noch anderen Variante weist der Gasturbinenmotor ferner eine zweite statische Struktur auf, die dazu geeignet ist, in Verbindung mit der ersten statischen Struktur den Hohlraum zu bilden, wobei die erste statische Struktur und die zweite statische Struktur dafür konfiguriert sind, Diffusorkräfte aufzunehmen.
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In einer noch anderen Variante umfasst der Gasturbinenmotor ferner ein Motorgehäuse, wobei die erste statische Struktur und die zweite statische Struktur mit dem Motorgehäuse verbunden sind, und wobei das Motorgehäuse, die erste statische Struktur und die zweite statische Struktur den Hohlraum bilden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen einen Gasturbinenmotor, mit: einem Verdichter mit einem Verdichterrad, das dazu konfiguriert ist, einen Druckluftstrom zu erzeugen, einer Strömungspfadstruktur, die dafür konfiguriert ist, stromabwärts vom Verdichter einen Strömungspfad zu bilden und den Druckluftstrom zu empfangen, wobei die Strömungspfadstruktur eine stationäre Struktur aufweist, die sich quer über den Strömungspfad erstreckt und eine Transferöffnung hat, die sich durch die stationäre Struktur und quer über den Strömungspfad erstreckt; einer an einer Seite des Strömungspfades angeordneten Sekundärluftstromquelle; und einem Sekundärluftstromkreis, der dazu betreibbar ist, dem Verdichterrad einen Sekundärluftstrom zum Steuern einer Temperatur eines Abschnitts des Verdichterrades zuzuführen, wobei der Sekundärluftstrom dem Verdichterrad quer über den Strömungspfad durch die Transferöffnung zugeführt wird.
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In einer Variante weist das Verdichterrad mehrere Laufschaufeln und eine den mehreren Laufschaufeln entgegengesetzte Rückseite auf, und umfasst ferner eine statische Struktur, die dafür konfiguriert ist, den Sekundärluftstrom aus der Transferöffnung der Rückseite des Verdichterrades zuzuführen.
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In einer anderen Variante weist der Gasturbinenmotor ferner einen Strömungsdämpfer zwischen der statischen Struktur und dem Verdichterrad auf, wobei der Strömungsdämpfer dafür konfiguriert ist, einen Durchsatz des an der Rückseite des Verdichterrades austretenden Sekundärluftstroms zu verringern.
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In einer anderen Variante ist der Strömungsdämpfer eine Labyrinthdichtung.
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In einer noch anderen Variante ist die statische Struktur dafür konfiguriert, den Sekundärluftstrom von einem Endabschnitt des Verdichterrades entlang der Rückseite des Verdichterrades radial nach innen zu leiten.
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In einer noch anderen Variante weist der Gasturbinenmotor ferner eine statische Struktur auf, die mit der stationären Struktur verbunden ist und eine darin ausgebildete Zufuhröffnung aufweist, die dafür konfiguriert ist, den Sekundärluftstrom der Transferöffnung zuzuführen.
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In einer noch anderen Variante umfasst der Gasturbinenmotor einen Verteilerkanal, der die Zufuhröffnung fluidleitend mit der Transferöffnung verbindet.
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In einer weiteren Variante umfasst der Gasturbinenmotor ferner eine Turbine, wobei der Sekundärluftstrom der Turbine zugeführt wird, nachdem er auf das Verdichterrad eingewirkt hat.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen einen Gasturbinenmotor, mit: einem Verdichter mit einem Verdichterrad, das dafür konfiguriert ist, einen Druckluftstrom zu erzeugen, einer Strömungspfadstruktur, die dafür konfiguriert ist, stromabwärts des Verdichters einen Strömungspfad zu bilden und den Druckluftstrom aufzunehmen, einer auf einer Seite des Strömungspfades angeordneten Sekundärluftstromquelle, und einer Einrichtung zum Leiten des Sekundärluftstroms quer über den Strömungspfad zu einer gegenüberliegenden Seite des Strömungspfades zum Steuern einer Temperatur eines Abschnitts des Verdichterrades.
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In einer Variante weist das Verdichterrad eine Rückseite auf und umfasst ferner eine Einrichtung zum Leiten des Sekundärluftstroms entlang der Rückseite des Verdichterrades radial nach innen.
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In einer anderen Variante weist der Gasturbinenmotor ferner eine Einrichtung zum Steuern eines Durchsatzes des Sekundärluftstroms auf.
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In einer noch anderen Variante weist die Einrichtung zum Leiten einen Diffusor mit mehreren Diffusorleitschaufeln auf, wobei der Diffusor einen Strömungspfad stromabwärts des Verdichterrades bildet, wobei die Diffusorleitschaufeln sich quer über den Strömungspfad erstrecken, wobei mindestens einige der Diffusorleitschaufeln jeweils eine Öffnung aufweisen, die sich durch die Diffusorleitschaufeln und quer über den Strömungspfad erstreckt, und wobei die Öffnungen dazu konfiguriert sind, den Sekundärluftstrom quer über den Strömungspfad zu übertragen.
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Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben worden ist, die derzeit als die geeignetste und vorteilhafteste angesehen wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte(n) Ausführungsform(en) eingeschränkt sein soll, sondern dass verschiedene Abwandlungen abgedeckt sein sollen und äquivalente Anordnungen im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sein sollen, deren Schutzbereich die breiteste Auslegung zugemessen werden soll, um alle diese Abwandlungen und äquivalenten Anordnungen zu umfassen, soweit nach dem Gesetz zulässig. Es sollte ferner klar sein, dass obschon die Verwendung von Worten wie bevorzugt, vorzugsweise oder vorteilhaft in der obigen Beschreibung angibt, dass das so bezeichnete Merkmal wünschenswerter sein kann, es dennoch nicht notwendig sein muss und Ausführungsformen ohne dieses Merkmal als im Schutzbereich der Erfindung liegend angesehen werden, wobei der Schutzbereich durch die folgenden Ansprüche definiert ist. Beim Lesen der Ansprüche ist, wenn Wörter wie „ein“, „eine“, „mindestens ein“ oder „mindestens ein Abschnitt“ verwendet werden, nicht beabsichtigt, den Anspruch auf nur ein Element zu begrenzen, sofern dies im Anspruch nicht ausdrücklich anders angegeben ist. Wenn die Wendung „mindestens ein Abschnitt“ und/oder „ein Abschnitt“ verwendet wird, kann der Gegenstand einen Teil und/oder den gesamten Gegenstand umfassen, sofern dies nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
