Kombinierter Wirbelgleichrichter

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Wirbelgleichrichter zum Führen von Entnahmeluftströmen (21), der in einer Zwischenscheibenkammer (3) zwischen zwei Rotorscheiben (1, 2) des Verdichters einer Gasturbine mit mindestens einer Welle angeordnet ist und mindestens einen Ring (11) mit am Umfang angeordneten Lochpassagen umfasst, in denen Entnahmeluftröhren (15) angeordnet sind.
Um einen Wirbelgleichrichter zu schaffen, für den wenig Material benötigt wird und der deswegen ein geringes Gewicht aufweist, wobei gleichzeitig gerichtete Entnahmeluftströme mit geringen Druckverlusten erzeugt werden, umfassen die Lochpassagen erste Lochpassagen (13) und zweite Lochpassagen (14), und es sind nur in den ersten Lochpassagen (13) Entnahmeluftröhren (15) angeordnet, wobei die Entnahmeluftröhren (15) gleichmäßig am Umfang des Rings (11) verteilt sind, und die zweiten Lochpassagen (14) frei von Entnahmeluftröhren (15) sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wirbelgleichrichter zum Führen von Entnahmeluftströmen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Führen von Entnahmeluftströmen mittels des Wirbelgleichrichters.

[0002] In einer Gasturbine werden aus dem Luftstrom im Verdichter Entnahmeluftströme abgezweigt, um bestimmte Komponenten zu kühlen oder gegeneinander abzudichten. Die Entnahmeluftströme werden zwischen zwei benachbarten Rotorscheiben des Verdichters, z.B. in der sechsten Stufe des Hochdruckverdichters, beispielsweise durch Lochpassagen in einer der Rotorscheiben des Verdichters abgezweigt und strömen durch eine Zwischenscheibenkammer zwischen den beiden Rotorscheiben in Richtung der Welle.

[0003] In der Zwischenscheibenkammer bilden die Entnahmeluftströme einen freien Entnahmeluftwirbel aus, durch den hohe Druckverluste entstehen. Um die Druckverluste zu verringern, werden Wirbelgleichrichter verwendet.

[0004] Die Entnahmeluftströme werden nach dem Durchströmen der Zwischenscheibenkammer an der Welle entlang stromab in den Bereich der Turbine geleitet, um dort z.B. die Zwischenräume zwischen den Rotorscheiben der Turbine abzudichten. Anschließend wird die Entnahmeluft in den Gasstrom geleitet.

[0005] Die radiale Luftentnahme bei sehr hohen Rotorgeschwindigkeiten und die anschließende Umlenkung der Strömung im Bereich der Welle in axiale Richtung verursacht einen nicht zu vernachlässigenden Druckverlust. Um einen möglichst geringen Druckverlust zu erreichen, werden in der Praxis Wirbelgleichrichter (Vortex Reducer) eingesetzt. Diese sind im einfachsten Fall gerade, radial nach innen gerichtete Rohrsysteme, in denen die Luft zwangsgeführt wird.

[0006] Der Vorteil eines Wirbelgleichrichters liegt darin, dass die Luft beim Durchströmen der Zwischenscheibenkammer zur Wellenmitte hin keine Zunahme ihrer Umfangsgeschwindigkeit erfährt und somit keinen freien Wirbel ausbildet. Damit fällt der einhergehende Druckverlust geringer aus als dies im Vergleich zu einem nicht drallreduzierten System der Fall wäre.

[0007] Aus der EP 1 457 640 B1 ist ein Wirbelgleichrichter bekannt, der aus einem ringförmigen Lagerschenkel an einer der benachbarten Rotorscheiben des Verdichters, einem separaten Trägerring und einer Vielzahl von Entnahmeluftröhren gebildet ist. Der Trägerring ist im radial äußeren Bereich an den benachbarten Rotorscheiben des Verdichters befestigt. Die Entnahmeluftröhren sind in Öffnungen am Umfang des Trägerrings angeordnet und radial nach innen zur Welle hin gerichtet. Die Öffnungen im Trägerring grenzen an Lochpassagen im ringförmigen Lagerschenkel an.

[0008] In der EP 1 564 373 B1 ist ein Wirbelgleichrichter ohne Trägerring beschrieben, bei dem die Entnahmeluftröhren direkt in die Lochpassagen des ringförmigen Lagerschenkels an einer der benachbarten Rotorscheiben des Verdichters eingesetzt sind.

[0009] In der US 7,159,402 B2 ist ein Wirbelgleichrichter mit Entnahmeluftröhren offenbart, bei dem die Entnahmeluftströme am Austritt aus den Entnahmeluftröhren umgelenkt werden, wobei die radialen Entnahmeluftströme zu einem axialen Gesamtluftstrom werden.

[0010] Diese Wirbelgleichrichter benötigen jedoch wegen der Vielzahl von Entnahmeluftröhren viel Material und weisen infolgedessen ein hohes Gewicht auf. Außerdem neigen diese Wirbelgleichrichter aufgrund der hohen Temperatur und der Reibung der Entnahmeluftströme zum Verschleiß an den Entnahmeluftröhren.

[0011] Die US 4,919,590 beschreibt einen Wirbelgleichrichter, der aus Schaufeln gebildet ist, die radial an einer der Rotorscheiben, die die Zwischenscheibenkammer bilden, ausgebildet sind. Zwischen den Schaufeln bestehen somit kreissegmentförmige Kanäle, die die Entnahmeluftströme in der Zwischenscheibenkammer führen.

[0012] Bei diesem Wirbelgleichrichter werden die Entnahmeluftströme jedoch nur teilweise geführt, d.h. es sind immer noch starke Verwirbelungen in der Zwischenscheibenkammer vorhanden. Der Druckverlust wird also nicht ausreichend reduziert.

[0013] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Wirbelgleichrichter zu schaffen, für den wenig Material benötigt wird und der deswegen ein geringes Gewicht aufweist, wobei gleichzeitig gerichtete Entnahmeluftströme mit geringen Druckverlusten erzeugt werden.

[0014] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Wirbelgleichrichter zum Führen von Entnahmeluftströmen nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe mit einem Verfahren zum Führen von Entnahmeluftströmen nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

[0015] Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe in einem Wirbelgleichrichter zum Führen von Entnahmeluftströmen, der in einer Zwischenscheibenkammer zwischen zwei Rotorscheiben des Verdichters einer Gasturbine mit mindestens einer Welle angeordnet ist und mindestens einen Ring mit am Umfang angeordneten Lochpassagen umfasst, in denen Entnahmeluftröhren angeordnet sind. Außerdem umfassen die Lochpassagen erste Lochpassagen und zweite Lochpassagen, und es sind nur in den ersten Lochpassagen Entnahmeluftröhren angeordnet, wobei die Entnahmeluftröhren gleichmäßig am Umfang des Rings verteilt sind, und die zweiten Lochpassagen frei von Entnahmeluftröhren sind.

[0016] Dieser Wirbelgleichrichter weist also eine Kombination von ersten Lochpassagen mit Entnahmeluftröhren und zweiten Lochpassagen ohne Entnahmeluftröhren auf. Der kombinierte Wirbelgleichrichter benötigt weniger Material und weist damit ein geringeres Gewicht auf als die Wirbelgleichrichter in Röhrenbauweise nach dem Stand der Technik. Gleichzeitig wird die Ausbildung eines freien Wirbels in der Zwischenscheibenkammer verhindert, wodurch eine Drallreduzierung gewährleistet ist. Außerdem ist der Wirbelgleichrichter weniger verschleißanfällig als die Wirbelgleichrichter nach EP 1 457 640 B1 oder EP 1 564 373 B1, da er eine geringere Anzahl an Entnahmeluftröhren aufweist. Außerdem sind die auf den Ring wirkenden Zentrifugalkräfte geringer als bei diesen beiden Ausführungsformen nach dem Stand der Technik.

[0017] Vorzugsweise umfassen die ersten Lochpassagen mit Entnahmeluftröhren ein Drittel und die zweiten Lochpassagen zwei Drittel der gesamten Anzahl an Lochpassagen. Diese Auswahl bewirkt eine deutliche Gewichtsreduzierung bei gleichzeitig ausreichender Drallreduzierung. Gleichwohl kann auch ein anderes Verhältnis zwischen ersten und zweiten Lochpassagen gewählt werden.

[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Entnahmeluftröhren geradlinig radial angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders verlustarme radiale Strömung der Entnahmeluft durch den Wirbelgleichrichter.

[0019] Alternativ dazu können die Entnahmeluftröhren entgegen der Drehrichtung des Verdichters gekrümmt sein. Dies bewirkt, dass die Teilluftströme in Umfangsrichtung in einem Winkel von beispielsweise 45° zum Radius in den Wellenkanal eintreten und nicht durch ein radiales Anströmen der Welle gebremst werden. Die Krümmung entgegen der Drehrichtung des Verdichters verhindert die Drallbildung in den Zwischenräumen des Wirbelgleichrichters und im Wellenkanal.

[0020] Insbesondere weisen die Entnahmeluftröhren Rippen auf, die in die Zwischenräume zwischen den Rotorscheiben ragen. Durch diese Rippen können die Entnahmeluftströme zwischen den Entnahmeluftröhren weiter begradigt werden.

[0021] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Entnahmeluftröhren im Querschnitt oval ausgebildet. Durch den Ovalen Querschnitt füllen die Entnahmeluftröhren die Zwischenscheibenkammer in axialer Richtung besser aus. Dadurch wird verhindert, dass ein Teil der Entnahmeluft radial an den Entnahmeluftröhren vorbeirotiert.

[0022] Außerdem können an mindestens einer der beiden Rotorscheiben radiale Schaufeln angebracht sein, die axial in die Zwischenräume zwischen den Entnahmeluftröhren ragen. Auch durch diese Schaufeln, die alternativ zu den oben genannten Rippen oder zusätzlich zu diesen verwendet werden können, können die Entnahmeluftströme zusätzlich geführt werden.

[0023] Weiterhin kann an den radial inneren Enden der Entnahmeluftröhren und/oder an der Welle der Gasturbine mindestens eine Umlenkvorrichtung vorgesehen sein. Die Umlenkvorrichtung kann die Verwirbelungen beim Austritt der Entnahmeluftströme aus dem Wirbelgleichrichter im Bereich der Welle verringern und damit den Druckverlust weiter reduzieren.

[0024] Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zum Führen von Entnahmeluftströmen mittels des Wirbelgleichrichters, wobei die Entnahmeluftströme, die durch die Lochpassagen in die Entnahmeluftröhren strömen, zur Welle hin geführt werden. Die Entnahmeluftströme gehen in erste Teilluftströme und zweite Teilluftströme über, wobei nur die ersten Teilluftströme durch die ersten Lochpassagen in die Entnahmeluftröhren strömen und die zweiten Teilluftströme durch die zweiten Lochpassagen in die Zwischenräume zwischen den Entnahmeluftröhren strömen und dabei zur Welle hin geführt werden.

[0025] Die kombinierte Anwendung von Entnahmeluftröhren und freien Lochpassagen führt die Entnahmeluftströme zur Welle hin. Die Luft erfährt zum einen in den Entnahmeluftröhren eine Drallreduzierung, zum anderen erfährt die durch die freien Lochpassagen strömende Luft durch die Außenseite der Entnahmeluftröhren ebenfalls eine Drallreduzierung. Die Entnahmeluftröhren verhindern also eine Ausbildung eines freien Wirbels in der Zwischenscheibenkammer.

[0026] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die zweiten Teilluftströme in den Zwischenräumen zwischen den Entnahmeluftröhren mittels der Rippen an den Entnahmeluftröhren und/oder mittels der Schaufeln zusätzlich geführt. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Drallreduzierung im Teilluftstrom zwischen den Entnahmeluftröhren erzielt.

[0027] Weiterhin können die Entnahmeluftröhren die ersten Teilluftströme und die zweiten Teilluftströme in radialer Richtung von außen nach innen führen. Dies bewirkt eine besonders verlustarme Strömung durch den Wirbelgleichrichter.

[0028] Alternativ können die Entnahmeluftröhren die ersten Teilluftströme und die zweiten Teilluftströme in der zur Drehrichtung des Verdichters entgegen gesetzten Richtung und gleichzeitig zur Welle hin führen. Wie bereits oben beschrieben, wird auf diese Weise ein strömungstechnisch günstigerer Übergang vom Wirbelgleichrichter zum Wellenkanal erreicht.

[0029] Außerdem kann die Umlenkvorrichtung die im Bereich der Welle aus dem Wirbelgleichrichter austretenden ersten und zweiten Teilluftströme umlenken und aus den ersten und zweiten Teilluftströmen einen axialen Gesamtluftstrom erzeugen. Die Strömung wird also weiterhin drallreduziert, so dass die Turbulenzen am Übergang vom Wirbelgleichrichter zum Wellenkanal verringert werden können.

[0030] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelgleichrichters,

Fig. 4

eine Draufsicht auf ein Segment des Wirbelgleichrichters,

Fig. 2

einen Radialschnitt durch einen Entnahmeluftkanal des Wirbelgleichrichters und

Fig. 3

einen Radialschnitt durch eine freie Lochpassage des Wirbelgleichrichters.

[0031] Die Fig. 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Wirbelgleichrichter 10. Der Wirbelgleichrichter 10 umfasst einen Trägerring 11 mit ersten Lochpassagen 13, zweiten Lochpassagen 14 und Entnahmeluftröhren 15.

[0032] Der als Trägerring 11 ausgebildete Ring weist einen Flansch 11a auf, der radial nach außen abgewinkelt ist. Die ersten und zweiten Lochpassagen 13 und 14 sind am Umfang des Trägerrings 11 angeordnet. In den ersten Lochpassagen 13 ist jeweils eine geradlinige Entnahmeluftröhre 15 angeordnet. Die zweiten Lochpassagen 14 weisen dagegen keine Entnahmeluftröhren 15 auf. Eine erste Lochpassage 13 mit einer Entnahmeluftröhre 15 wechselt sich in Umfangsrichtung jeweils mit zwei Lochpassagen 14 ohne Entnahmeluftröhren 15 ab. Aufgrund dieser Kombination von ersten Lochpassagen 13 mit Entnahmeluftröhren 15 und zweiten Lochpassagen 14 ohne Entnahmeluftröhren 15 wird der Wirbelgleichrichter 10 auch als kombinierter Wirbelgleichrichter bezeichnet.

[0033] Die Entnahmeluftröhren 15 weisen jeweils ein radial äußeres Ende 15a auf, mit dem die Entnahmeluftröhre 15 an dem Trägerring 11 befestigt ist. Außerdem weisen die Entnahmeluftröhren 15 jeweils ein radial inneres Ende 15b auf, das radial in das Innere des Trägerrings 11 hinein ragt. Zwischen zwei benachbarten Entnahmeluftröhren 15 befindet sich je ein Zwischenraum 16.

[0034] In Fig. 2 sind außer dem Segment des Wirbelgleichrichters 10 ein erster Teilluftstrom 22 und ein zweiter Teilluftstrom 23 stellvertretend für die ersten und zweiten Teilluftströme dargestellt, die durch den Wirbelgleichrichter 10 strömen. Die ersten Teilluftströme entstehen durch den Eintritt der in Fig. 2 nicht dargestellten Entnahmeluftströme in die ersten Lochpassagen 13. Die zweiten Teilluftströme entstehen durch den Eintritt der in Fig. 2 nicht dargestellten Entnahmeluftströme in die zweiten Lochpassagen 14. Exemplarisch ist jeweils ein Entnahmeluftstrom 21 in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

[0035] Der erste Teilluftstrom 22 strömt radial von außen nach innen durch die erste Lochpassage 13 und die Entnahmeluftröhre 15 zur Welle hin. Der zweite Teilluftstrom 23 strömt radial von außen nach innen durch die zweite Lochpassage 14 und den Zwischenraum 16 zwischen zwei Entnahmeluftröhren 15 zur Welle hin. Der Pfeil 25 zeigt die Drehrichtung des nicht dargestellten Verdichters und damit des Wirbelgleichrichters 10 an.

[0036] In den Fig. 3 und 4 ist der Wirbelgleichrichter 10 jeweils in Einbaulage zusammen mit einer ersten Rotorscheibe, einer zweiten Rotorscheibe 2 und einer Schraubenverbindung 12 dargestellt.

[0037] Die erste Rotorscheibe 1 ist konzentrisch zur Mittellinie 5 aufgebaut und weist einen radial äußeren Bereich 1a auf, an dem sich die Schraubenverbindung 12 befindet.

[0038] Die zweite Rotorscheibe 2 ist ebenfalls konzentrisch zur Mittellinie 5 aufgebaut und weist einen Lagerschenkel 4 auf, der ringförmig aufgebaut ist und vom radial äußeren Bereich 2a der zweiten Rotorscheibe 2 radial leicht nach innen angewinkelt in Richtung der ersten Rotorscheibe 1 vorsteht. Der Lagerschenkel 4 ist mit einem radial nach innen gerichteten Flansch 4a versehen. Außerdem weist der Lagerschenkel 4 an seinem Umfang gleichmäßig verteilte Öffnungen 4b auf. Der Flansch 4a des Lagerschenkels 4 ist mittels der Schraubenverbindung 12 am radial äußeren Bereich 1a der ersten Rotorscheibe 1 befestigt.

[0039] Die erste Rotorscheibe 1 und die zweite Rotorscheibe 2 sind parallel zu einander im nicht dargestellten Verdichter angeordnet und gehören zum Hochdruckverdichter. Zwischen der ersten Rotorscheibe 1 und der zweiten Rotorscheibe 2 befindet sich eine Zwischenscheibenkammer 3 mit einem radial äußeren Teil 3a und einem radial inneren Teil 3b. Der radial äußere Teil 3a der Zwischenscheibenkammer 3 befindet sich zwischen dem Trägerring 11 des Wirbelgleichrichters 10, der zweiten Rotorscheibe 2, dem Lagerschenkel 4 und der Schraubenverbindung 12. Der radial innere Teil 3b der Zwischenscheibenkammer 3 ist durch den Trägerring 11, die erste Rotorscheibe 1 und die zweite Rotorscheibe 2 begrenzt.

[0040] In der Zwischenscheibenkammer 3 ist der Wirbelgleichrichter 10 konzentrisch zur Mittellinie 5 und parallel zur ersten und zweiten Rotorscheibe 1 und 2 angeordnet. Der radial nach außen abgewinkelte Flansch 11a des Trägerrings 11 des Wirbelgleichrichters 10 befindet sich zwischen dem radial nach innen abgewinkelten Flansch 4a des Lagerschenkels 4 der zweiten Rotorscheibe 2 und dem äußeren Bereich 1a der ersten Rotorscheibe 1 und ist somit ebenfalls mittels der Schraubverbindung 12 an der ersten Rotorscheibe 1 befestigt. Der Wirbelgleichrichter 10 ist in der Zwischenscheibenkammer 3 so ausgerichtet, dass die ersten und zweiten Lochpassagen 13 und 14 radial im Wesentlichen zu den Öffnungen 4b im Lagerschenkel 4 der zweiten Rotorscheibe 2 zeigen.

[0041] Alternativ zu der dargestellten Anordnung, in der die Entnahmeluftröhren 15 in den ersten Lochpassagen 13 des Trägerrings 11 angeordnet sind, können die Entnahmeluftröhren 15 auch direkt in Öffnungen 4b des Lagerschenkels 4 eingesetzt sein. In diesem Fall ist kein separater Trägerring 11 erforderlich.

[0042] Anstelle der radial angeordneten Entnahmeluftröhren 15 können auch in Umfangsrichtung entgegen der Drehrichtung 25 des Verdichters gebogene Entnahmeluftröhren vorgesehen sein, die die Teilluftströme 22 und 23 entgegen der Drehrichtung 25 des nicht dargestellten Verdichters führen.

[0043] In Fig. 3 ist der Verlauf der Entnahmeluft durch eine erste Lochpassage 13 und eine Entnahmeluftröhre 15 des Wirbelgleichrichters 10 stellvertretend für weitere nicht dargestellte Entnahmeluftströme, die als erste Teilluftströme durch die ersten Lochpassagen 13 und Entnahmeluftröhren 15 des Wirbelgleichrichters 10 strömen, dargestellt.

[0044] Der exemplarisch dargestellte Entnahmeluftstrom 21 wird zunächst vom Verdichterluftstrom 20 abgezweigt und durch die Öffnungen 4b des Lagerschenkels 4 in den radial äußeren Teil 3a der Zwischenscheibenkammer 3 geleitet. Von dort aus strömt ein Teilluftstrom 22 aus dem radial äußeren Teil 3a der Zwischenscheibenkammer 3 durch die ersten Lochpassagen 13 des Wirbelgleichrichters 10 vom radial äußeren Ende 15a der Entnahmeluftröhre 15 durch die Entnahmeluftröhre 15 hindurch bis zum radial inneren Ende 15b der Entnahmeluftröhre 15. Am radial inneren Ende 15b der Entnahmeröhre 15 tritt der Teilluftstrom aus dem Wirbelgleichrichter 10 aus und vereinigt sich mit den anderen nicht dargestellten ersten und zweiten Teilluftströmen zu einem Gesamtluftstrom 24, der in axialer Richtung entlang einer nicht dargestellten Welle, die entlang der Mittellinie 5 verläuft, weiterströmt.

[0045] In Fig. 4 ist der Verlauf der Entnahmeluft durch eine zweite Lochpassage 14 des Wirbelgleichrichters 10 stellvertretend für weitere nicht dargestellte Entnahmeluftströme, die als zweite Teilluftströme durch die zweiten Lochpassagen 14 des Wirbelgleichrichters 10 strömen, dargestellt.

[0046] Der exemplarisch dargestellte Entnahmeluftstrom 21 wird zunächst vom Verdichterluftstrom 20 abgezweigt und durch die Öffnungen 4b des Lagerschenkels 4 in den radial äußeren Teil 3a der Zwischenscheibenkammer 3 geleitet. Von dort aus strömt ein Teilluftstrom 23 aus dem radial äußeren Teil 3a der Zwischenscheibenkammer 3 durch die zweiten Lochpassagen 14 und zwischen den Entnahmeluftröhren 15 entlang, d.h. der Teilluftstrom 23 strömt im Wesentlichen radial von außen nach innen durch den radial inneren Teil 3b der Zwischenscheibenkammer 3 zur Welle hin.

[0047] Zwischen den radial inneren Enden 15b der benachbarten Entnahmeluftröhren 15 tritt der Teilluftstrom 23 aus dem Wirbelgleichrichter 10 aus und vereinigt sich mit den anderen nicht dargestellten ersten und zweiten Teilluftströmen zu einem Gesamtluftstrom 24, der in axialer Richtung entlang einer nicht dargestellten Welle weiterströmt.

[0048] Im Betrieb werden also der in den Fig. 2 und 3 exemplarisch dargestellte Teilluftstrom 22 und die übrigen durch die ersten Lochpassagen 13 strömenden, nicht dargestellten ersten Teilluftströme durch die Entnahmeluftröhren 15 geradlinig radial von außen nach innen geführt. Beim Durchströmen der Entnahmeluftröhre 15 kühlt sich der Teilluftstrom 22 ab.

[0049] Der in den Fig. 2 und 4 exemplarisch dargestellte Teilluftstrom 23 und die übrigen durch die zweiten Lochpassagen 14 strömenden, nicht dargestellten zweiten Teilluftströme dagegen werden durch die Zwischenräume 16 zwischen den benachbarten Entnahmeluftröhren 15 in radialer Richtung von außen nach innen geführt, wie in Fig. 2 besonders deutlich wird.

[0050] Durch die Entnahmeluftröhren 15 wird die Ausbildung eines freien Wirbels in der Zwischenscheibenkammer 3 in der Drehrichtung 25 des nicht dargestellten Verdichters verhindert und damit der Druckverlust in der Entnahmeluft deutlich verringert. Gleichzeitig wird wenig Material für den Wirbelgleichrichter 10 benötigt. Das Verhältnis der freien zweiten Lochpassagen 14 zu den mit den Entnahmeluftröhren 15 verbundenen ersten Lochpassagen 13 soll dabei möglichst groß sein, z.B. 2:1. Außerdem soll der gesamte Wirbelgleichrichter einen möglichst großen Durchmesser aufweisen, damit die ersten und zweiten Teilluftströme 22 und 23 über eine möglichst lange Strecke geführt werden.

Bezugszeichenliste

[0051] 

1

Erste Rotorscheibe

1a

Radial äußerer Bereich

2

Zweite Rotorscheibe

2a

Radial äußerer Bereich

3

Zwischenscheibenkammer

3a

Radial äußerer Teil

3b

Radial innerer Teil

4

Lagerschenkel

4a

Flansch

4b

Öffnung

5

Mittellinie

10

Wirbelgleichrichter

11

Trägerring

11a

Flansch

12

Schraubenverbindung

13

Erste Lochpassage

14

Zweite Lochpassage

15

Entnahmeluftröhre

15a

Radial äußeres Ende

15b

Radial inneres Ende

16

Zwischenraum

20

Verdichterluftstrom

21

Entnahmeluftstrom

22

Erster Teilluftsstrom

23

Zweiter Teilluftstrom

24

Gesamtluftstrom

25

Drehrichtung

Ansprüche

1. Wirbelgleichrichter (10) zum Führen von Entnahmeluftströmen (21), der in einer Zwischenscheibenkammer (3) zwischen zwei Rotorscheiben (1, 2) des Verdichters einer Gasturbine angeordnet ist und mindestens einen Ring (11) mit am Umfang angeordneten Lochpassagen umfasst, in denen Entnahmeluftröhren (15) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochpassagen erste Lochpassagen (13) und zweite Lochpassagen (14) umfassen und nur in den ersten Lochpassagen (13) Entnahmeluftröhren (15) angeordnet sind, wobei die Entnahmeluftröhren (15) gleichmäßig am Umfang des Rings (11) verteilt sind, und die zweiten Lochpassagen (14) frei von Entnahmeluftröhren (15) sind.

2. Wirbelgleichrichter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lochpassagen (13) mit Entnahmeluftröhren (15) ein Drittel und die zweiten Lochpassagen (14) zwei Drittel der gesamten Anzahl an Lochpassagen (14, 15) umfassen.

3. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) geradlinig radial angeordnet sind.

4. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) entgegen der Drehrichtung (25) des Verdichters gekrümmt sind.

5. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) Rippen aufweisen, die in die Zwischenräume (16) zwischen den Rotorscheiben (1, 2) ragen.

6. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) im Querschnitt oval ausgebildet sind.

7. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer der beiden Rotorscheiben (1, 2) radiale Schaufeln angebracht sind, die axial in die Zwischenräume (16) zwischen den Entnahmeluftröhren (15) ragen.

8. Wirbelgleichrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den radial inneren Enden (15b) der Entnahmeluftröhren (15) und/oder an der Welle der Gasturbine mindestens eine Umlenkvorrichtung vorgesehen ist.

9. Verfahren zum Führen von Entnahmeluftströmen mittels des Wirbelgleichrichters (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Entnahmeluftströme (21), die durch die Lochpassagen in die Entnahmeluftröhren (15) strömen, zur Welle hin geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftströme (21) in erste Teilluftströme (22) und zweite Teilluftströme (23) übergehen, wobei nur die ersten Teilluftströme (22) durch die ersten Lochpassagen (13) in die Entnahmeluftröhren (15) strömen und die zweiten Teilluftströme (23) durch die zweiten Lochpassagen (14) in die Zwischenräume (16) zwischen den Entnahmeluftröhren (15) strömen und dabei zur Welle hin geführt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Teilluftströme (23) in den Zwischenräumen (16) zwischen den Entnahmeluftröhren (15) mittels der Rippen an den Entnahmeluftröhren (15) und/oder mittels der Schaufeln zusätzlich geführt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) die ersten Teilluftströme (22) und die zweiten Teilluftströme (23) in radialer Richtung von außen nach innen führen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeluftröhren (15) die ersten Teilluftströme (22) und die zweiten Teilluftströme (23) in der zur Drehrichtung (25) des Verdichters entgegen gesetzten Richtung und gleichzeitig zur Welle hin führen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkvorrichtung die im Bereich der Welle aus dem Wirbelgleichrichter (10) austretenden ersten und zweiten Teilluftströme (22, 23) umlenkt und aus den ersten und zweiten Teilluftströmen (22, 23) einen axialen Gesamtluftstrom (24) erzeugt.

Zeichnung