(19)
(11) EP 2 781 692 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
24.09.2014  Patentblatt  2014/39

(21) Anmeldenummer: 13160105.6

(22) Anmeldetag:  20.03.2013
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F01D 5/14(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME

(71) Anmelder: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Auf dem Kampe, Tilman
    47269 Duisburg (DE)
  • Mükusch, Stephan
    10627 Berlin (DE)

   


(54) Diffusor und Strömungsmaschine mit dem Diffusor


(57) Die Erfindung betrifft einen Diffusor mit einer einen Diffusorkanal (7) begrenzenden Diffusorgehäusewand (6), die derart geformt ist, dass sich der Diffusorkanal (7) in Strömungsrichtung (14) eines in dem Diffusorkanal (7) strömbaren Arbeitsfluids (21) aufweitet, einem ein Hilfsfluid (22) aufweisenden Hilfsfluidreservoir und einer Einsaugeinrichtung (10), die eine Einsaugpassage (11), die in den Diffusorkanal (7) an einem Mündungsbereich (24) mündet und via die das Hilfsfluid (22) aus dem Hilfsfluidreservoir von dem Arbeitsfluid (21) in den Diffusorkanal (7) saugbar ist, und einen Leitapparat (12) aufweist, mittels dem die Strömung (13) des aus dem Hilfsfluidreservoir in den Diffusorkanal (7) eingesogenen Hilfsfluids (22) derart richtbar ist, dass sie unmittelbar benachbart zu der Diffusorgehäusewand (6) in die Strömungsrichtung und in die Grenzschicht des Arbeitsfluids (21) an der Diffusorgehäusewand (6) einbringbar ist, wobei im Volllastbetrieb des Diffusors (1) in dem Mündungsbereich (24) der Totaldruck des Hilfsfluids (22) niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids (21) und der statische Druck des Arbeitsfluids (21) niedriger als der Totaldruck des Hilfsfluids (22) ist.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft einen Diffusor und eine Strömungsmaschine mit dem Diffusor.

[0002] Eine Strömungsmaschine, beispielsweise eine Gasturbine, weist eine Turbine auf, in der zur Gewinnung von Rotationsenergie ein Arbeitsfluid entspannt wird. Anschließend wird das Arbeitsfluid durch einen Diffusor geleitet, um kinetische Energie des Arbeitsfluids in statischen Druck umzuwandeln. Weiterhin kann mittels des Diffusors der Druckabbau über die Turbine und damit der Wirkungsgrad der Strömungsmaschine erhöht werden. Zudem ist am Austritt des Diffusors die Strömung homogener und langsamer als am Eintritt des Diffusors, was besonders vorteilhaft ist, wenn das Arbeitsfluid nach dem Verlassen der Strömungsmaschine zum Betreiben einer Dampfturbine verwendet wird.

[0003] Bei theoretisch reibungsfreier Strömung des Arbeitsfluids durch den Diffusor ist der Totaldruck pt des Arbeitsfluids am Eintritt in den Diffusor gleich dem Totaldruck pt des Arbeitsfluids am Austritt aus dem Diffusor. Der Totaldruck ist dabei definiert als pt = ph + ps, wobei ph der hydrodynamische Druck, für den gilt: ph = 0.5*p*v2 mit p der Dichte und v der Geschwindigkeit des Arbeitsfluids, und ps der statische Druck des Arbeitsfluids ist.

[0004] Verluste treten in der Strömung insbesondere durch eine Reibung des Arbeitsfluids mit der Wand des Diffusors auf. In dem Bereich an der Wand des Diffusors, in dem die Reibung einen Einfluss auf die Strömung hat, bildet sich eine Grenzschicht aus. Aufgrund der Reibung ist die Geschwindigkeit in der Grenzschicht niedriger als in der Mitte des Diffusors. Geschwindigkeiten in der Grenzschicht von Null oder sogar Geschwindigkeiten, die der Hauptströmungsrichtung in dem Diffusor entgegengesetzt sind, führen zu einer Ablösung der Strömung. Die Neigung zur Bildung der Ablösung steigt dabei mit einem zunehmendem Öffnungswinkel des Diffusors. Die Ablösung führt dazu, dass sich an der Wand Wirbel ausbilden können. Die Wirbel führen zu einer Blockage der nachfolgenden Strömung, so dass der Strömungswiderstand in dem Diffusor stark ansteigt, was mit starken Verlusten der Strömung einhergeht.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Diffusor und eine Strömungsmaschine mit dem Diffusor zu schaffen, wobei die Verluste in dem Diffusor bei einer kurzen Länge des Diffusors in Strömungsrichtung gering sind.

[0006] Der erfindungsgemäße Diffusor weist eine einen Diffusorkanal begrenzende Diffusorgehäusewand, die derart geformt ist, dass sich der Diffusorkanal in Strömungsrichtung eines in dem Diffusorkanal strömbaren Arbeitsfluids aufweitet, ein ein Hilfsfluid aufweisendes Hilfsfluidreservoir und eine Einsaugeinrichtung auf, die eine Einsaugpassage, die in den Diffusorkanal an einem Mündungsbereich mündet und via die das Hilfsfluid aus dem Hilfsfluidreservoir von dem Arbeitsfluid in den Diffusorkanal saugbar ist, und einen Leitapparat auf, mittels dem die Strömung des aus dem Hilfsfluidreservoir in den Diffusorkanal eingesogenen Hilfsfluids derart richtbar ist, dass sie unmittelbar benachbart zu der Diffusorgehäusewand in die Strömungsrichtung und in die Grenzschicht des Arbeitsfluids an der Diffusorgehäusewand einbringbar ist, wobei im Volllastbetrieb des Diffusors in dem Mündungsbereich der Totaldruck des Hilfsfluids niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids und der statische Druck des Arbeitsfluids niedriger als der Totaldruck des Hilfsfluids ist.

[0007] Dadurch, dass mit dem Leitapparat die Strömung des Hilfsfluids in die Strömungsrichtung gerichtet wird, kann aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Arbeitsfluids im Volllastbetrieb das Arbeitsfluid das Hilfsfluid in den Diffusorkanal saugen. Indem das Hilfsfluid in den Diffusorkanal unmittelbar benachbart zu der Diffusorgehäusewand gesogen wird, erhöht sich der Massenstrom an der Diffusorgehäusewand. Der erhöhte Massenstrom verdrängt die Grenzschicht, wodurch eine Strömungsablösung an der Diffusorgehäusewand unterbunden wird. Dadurch sind der Strömungswiderstand und damit auch die Verluste in dem Diffusor gering. Zudem kann der Diffusor mit einem großen Öffnungswinkel und mit einer kurzen Baulänge in der Strömungsrichtung ausgeführt werden.

[0008] Durch das Vorsehen des Leitapparats kann das Hilfsfluid vorgesehen werden, dessen Totaldruck niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids und damit besonders niederenergetisch ist. Es ist vorteilhaft nicht notwendig, das Hilfsfluid, bevor es in den Diffusorkanal gesaugt wird, aufwändig zu verdichten.

[0009] Die Strömung des in den Diffusorkanal eingesogenen Hilfsfluids ist bevorzugt mit dem Leitapparat derart richtbar, dass sie wandparallel ist. Dadurch kann die Strömungsablösung besonders effektiv unterbunden werden.

[0010] Der Mündungsbereich ist bevorzugt in einem Eintrittsbereich des Diffusors angeordnet. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass das Hilfsfluid stromauf der möglichen Strömungsablösung in den Diffusor einbringbar ist. Zudem ist die Geschwindigkeit des Arbeitsfluids im Eintrittsbereich des Diffusors am größten, so dass das Hilfsfluid in diesem Bereich besonders effektiv und mit einem großen Massenstrom einsaugbar ist. Das Hilfsfluid mit dem großen Massenstrom kann dabei die Grenzschicht besonders effektiv unterbinden. Alternativ ist es bevorzugt möglich, ein mögliches Ablösegebiet in dem Diffusor zu bestimmen und den Mündungsbereich unmittelbar benachbart stromauf des Ablösegebiets anzuordnen.

[0011] Die Einsaugpassage ist bevorzugt eine Rezirkulationsleitung, die in eine in dem Diffusorgehäuse stromab des Mündungsbereichs angeordnete Entnahmeöffnung mündet, so dass das Hilfsfluidreservoir der Diffusor stromab des Mündungsbereichs ist. Alternativ bevorzugt ist die Einsaugpassage eine Zuleitung, die in die Umgebung des Diffusors mündet, so dass das Hilfsfluidreservoir die Umgebung ist. Die Umgebung kann dabei beispielsweise die Atmosphäre sein, wobei der Totaldruck des Hilfsfluids 1 bar beträgt. In der Zuleitung ist bevorzugt ein Rückschlagorgan, insbesondere ein Rückschlagventil und/oder eine Rückschlagklappe, vorgesehen, so dass im Teilllastbetrieb des Diffusors, wenn der statische Druck des Arbeitsfluids höher als der Totaldruck des Hilfsfluids ist, ein Austreten des Arbeitsfluids aus dem Diffusor via die Zuleitung unterbunden ist.

[0012] Es ist bevorzugt, dass die Diffusorgehäusewand eine Außenwand aufweist, an der die Einsaugeinrichtung angeordnet ist und die den Diffusorkanal derart radial außen begrenzt, dass sich der Diffusorkanal in der Strömungsrichtung aufweitet. Die Diffusorgehäusewand weist bevorzugt eine Innenwand auf, an der die Einsaugeinrichtung angeordnet ist und die den Diffusorkanal derart radial innen begrenzt, dass sich der Diffusorkanal in der Strömungsrichtung aufweitet.

[0013] Die erfindungsgemäße Strömungsmaschine weist den Diffusor und eine Turbine auf, die stromauf des Diffusors angeordnet ist und fluidleitend mit der Turbine verbunden ist. Bevor das Arbeitsfluid in den Diffusor eintritt, kann es in der Turbine zur Gewinnung von Rotationsenergie entspannt werden. Indem das Hilfsfluid mit dem niedrigeren Totaldruck als dem Totaldruck des Arbeitsfluids eingesetzt wird, ist es nicht erforderlich, das Hilfsfluid einem Verdichter der Strömungsmaschine oder der Turbine zu entnehmen. Somit ist der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine vorteilhaft hoch. Herkömmlich wird der Radialspalt zwischen der letzten, stromab liegenden Laufschaufelreihe der Turbine und der Turbinengehäusewand der Turbine nicht so schmal wie möglich ausgelegt, um dadurch den Massenstrom und die Geschwindigkeit des Arbeitsfluids an der Außenwand des Diffusors zu erhöhen. Ein breiter Radialspalt verringert jedoch nachteilig den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine. Weil der Massenstrom des in den Diffusor eingesogenen Hilfsfluids bereits groß ist, kann der Radialspalt der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine schmal ausgeführt werden, so dass der Wirkungsgrad der Strömungsmaschine vorteilhaft hoch ist. Es ist vorteilhaft auch möglich, die letzte, stromab liegende Laufschaufelreihe mit einem Deckband zu versehen, wodurch der Massenstrom an der Außenwand des Diffusors besonders gering ist. Durch das Vorsehen der Einsaugeinrichtung kommt es trotz dem Deckband nicht zu einer Ablösung an der Außenwand des Diffusors. Der Diffusor weist bevorzugt die Innenwand auf, die von einer Rotorwelle der Strömungsmaschine gebildet ist, wobei sich die Rotorwelle in der Strömungsrichtung verjüngt.

[0014] Es ist bevorzugt, dass die Einsaugpassage zwischen der Turbinengehäusewand der Turbine und der Diffusorgehäusewand ausgebildet ist. Es ist denkbar, eine Leckage zwischen der Turbinengehäusewand und der Diffusorgehäusewand auszunutzen und mit dem Leitapparat erfindungsgemäß zu richten. Die Einsaugpassage ist bevorzugt ein über den Umfang der Strömunsmaschine zumindest abschnittsweise ausgebildeter Spalt. Es ist bevorzugt, dass die Strömungsmaschine eine Gasturbine ist. Alternativ ist bevorzugt, dass die Strömungsmaschine eine Dampfturbine ist.

[0015] Im Folgenden werden drei bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figuren 1, 3
zwei Strömungsmaschinen, in denen ein Hilfsfluid der Umgebung der Strömungsmaschine entnommen wird und
Figur 2
eine Strömungsmaschine, in der das Hilfsfluid einem Diffusor der Strömungsmaschine entnommen wird.


[0016] Wie es aus Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, weist eine Strömungsmaschine eine Turbine 2 und einen Diffusor 1 auf. Die Turbine 2 gemäß den Figuren 1 bis 3 ist in Axialbauweise ausgeführt und weist eine ein Turbinengehäuse bildende Turbinengehäusewand 5 und eine Rotorwelle 4 auf, die innerhalb des Turbinengehäuses angeordnet ist und um eine Rotorachse 3 drehbar ist. Im Betrieb der Strömungsmaschine strömt ein Arbeitsfluid 21 mit einer Hauptströmungsrichtung 14 in der Turbine 2. In der Hauptströmungsrichtung 14 sind abwechselnd Reihen von Leitschaufeln 18, die an der Turbinengehäusewand 5 befestigt sind, und von Laufschaufeln 19 angeordnet, die an der Rotorwelle 4 befestigt sind. In Figuren 1 bis 3 sind jeweils die letzten, in der Hauptströmungsrichtung 14 stromab liegenden Reihen von Leitschaufeln 18 und Laufschaufeln 19 dargestellt. Zwischen den Laufschaufeln 18 und der Turbinengehäusewand 5 ist ein Radialspalt 20 ausgebildet. An dem in der Hauptströmungsrichtung 14 stromab liegenden Ende der Turbinengehäusewand 5 ist ein Turbinenaustrittsbereich 9 angesiedelt, an dem das Arbeitsfluid 21 von der Turbine 2 abströmt.

[0017] Der Diffusor 1 ist von einer Diffusorgehäusewand 6 gebildet, an dessen in der Hauptströmungsrichtung 14 stromauf liegenden Ende ein Diffusoreintrittsbereich 8 angesiedelt ist, an dem das Arbeitsfluid 21 in den Diffusor 1 eintritt. Der Diffusor 1 ist in der Hauptströmungsrichtung 14 stromab der Turbine 2 angeordnet. In Figuren 1 bis 3 sind der Turbinenaustrittsbereich 9 und der Diffusoreintrittsbereich 8 unmittelbar benachbart zueinander angeordnet. Denkbar ist jedoch auch, dass die Turbine 2 und der Diffusor 1 mit einem Zwischenkanal verbunden sind, so dass der Turbinenaustrittsbereich 9 und der Diffusoreintrittsbereich 8 im Abstand zueinander angeordnet sind.

[0018] Die Diffusorgehäusewand 6 begrenzt einen Diffusorkanal 7, in dem das Arbeitsfluid 21 im Betrieb der Strömungsmaschine strömt und der sich in der Hauptströmungsrichtung 14 aufweitet. Die Diffusorgehäusewand 6 weist eine Außenwand auf, die das Arbeitsfluid 21 radial außen begrenzt und in Form eines hohlen Kegelstumpfes ausgebildet ist. Andere Formen der Außenwand sind ebenfalls denkbar, beispielsweise kann der Diffusor gekrümmt sein. In Figuren 1 bis 3 ist dargestellt, dass sich die Rotorwelle 4 bis in den Diffusor 1 erstreckt und innerhalb des Diffusors 1 verjüngt. Die Rotorwelle 3 innerhalb des Diffusors 1 bildet eine Innenwand der Diffusorgehäusewand 6 und begrenzt das Arbeitsfluid 21 radial innen. Das in der Haupströmungsrichtung 14 stromab liegende Ende der Rotorwelle 3 ist innerhalb des Diffusors 1 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, das stromab liegende Ende der Rotorwelle 3 stromauf oder stromab des Diffusors 1 vorzusehen. In dem Fall, dass das stromab liegende Ende des Diffusors 1 stromauf des Diffusors 1 vorgesehen ist, weist die Diffusorgehäusewand 6 nur eine Außenwand und keine Innenwand auf.

[0019] Wie es aus Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, weist der Diffusor 1 eine Einsaugeinrichtung 10 auf, die an dem Diffusoreintrittsbereich 8 angebracht ist und mittels der ein Hilfsfluid 22 von einem Hilfsfluidreservoir in den Diffusorkanal 7 eingebracht werden kann. Es ist auch möglich, eine weitere Einsaugeinrichtung an der Innenwand vorzusehen. Die Einsaugeinrichtung 10 weist eine Einsaugpassage 11 auf, via die das Hilfsfluidreservoir fluidleitend mit dem Diffusorkanal 7 verbunden ist. Die Einsaugpassage 11 mündet in den Diffusorkanal 7 an einem Mündungsbereich 24. Die Einsaugeinrichtung 10 weist weiterhin einen Leitapparat 12 auf, mittels dem das in den Diffusorkanal 7 eintretende Hilfsfluid 22 derart richtbar ist, dass das Hilfsfluid 22 unmittelbar benachbart zu der Diffusorgehäusewand 6 und in der Hauptströmungsrichtung 14 strömt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strömung 13 des in den Diffusorkanal 7 eintretenden Hilfsfluids 22 parallel zu der dem Hilfsfluid 22 unmittelbar benachbarten Diffusorgehäusewand 6.

[0020] Im Volllastbetrieb der Strömungsmaschine, der mit dem Volllastbetrieb des Diffusors einhergeht, herrschen in dem Diffusor 1 hohe Geschwindigkeiten des Arbeitsfluids 21. Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten und weil mittels des Leitapparates 12 das Hilfsfluid 22 in die Haupströmungsrichtung 14 richtbar ist, wird das Hilfsfluid 22 von dem Arbeitsfluid 21 mitgerissen. Dies ist immer im Volllastbetrieb der Fall, wenn an dem Mündungsbereich 24 der Totaldruck des Hilfsfluids 22 niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids 21 und der statische Druck des Arbeitsfluids 21 niedriger als der Totaldruck des Hilfsfluids 22 ist. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Totaldruck des Hilfsfluids 22 in dem Hilfsfluidreservoir niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids 21 an dem Mündungsbereich 24 und der statische Druck des Arbeitsfluids 21 an dem Mündungsbereich 24 niedriger als der Totaldruck des Hilfsfluids 22 in dem Hilfsfluidreservoir ist.

[0021] In Figuren 1 bis 3 erstreckt sich die Einsaugpassage 11 zumindest teilweise zwischen der Turbinengehäusewand 5 und der Diffusorgehäusewand 6. Der Leitapparat 12 ist jeweils von einem Abschnitt der Turbinengehäusewand 5 gebildet, welcher im Wesentlichen parallel zu der Hauptströmungsrichtung 14 ist. Das Hilfsfluid 22 ist zwischen der radialen Außenseite des Abschnitts und der Diffusorgehäusewand 6 strömbar und erhält dadurch seine Strömungsrichtung 13. Es ist ebenfalls möglich, die Einsaugpassage 11 in einer Öffnung in der Diffusorgehäusewand 6 münden zu lassen und den Leitapparat 12 an der radialen Innenseite der Diffusorgehäusewand 6 anzubringen. Der Leitapparat könnte in Form eines Bleches ausgeführt sein, dessen in der Haupströmungsrichtung 14 stromauf liegendes Ende an der Diffusorgehäusewand 6 angebracht ist und dessen stromab liegendes Ende parallel zu der Hauptströmungsrichtung 14 und/oder parallel zu der Diffusorgehäusewand 6 und frei liegend ausgebildet ist. Das Hilfsfluid 22 strömt in diesem Fall zwischen dem Blech und der Diffusorgehäusewand 6 und erhält dadurch seine Strömungsrichtung 13.

[0022] In der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist die Einsaugpassage 11 eine Rezirkulationsleitung 16, dessen Ende, das dem Mündungsbereichs 24 abgewandt ist, eine in der Diffusorgehäusewand 6 eingebrachte Entnahmeöffnung 15 ist. Die Entnahmeöffnung 15 ist in der Hauptströmungsrichtung 14 stromab des Mündungsbereichs 24 angeordnet, so dass das Hilfsfluidreservoir in der Ausführungsform gemäß Figur 2 der Diffusor 1 in einem Bereich stromab des Mündungsbereichs 24 ist.

[0023] In der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist die Einsaugpassage 11 eine Zuleitung 17, dessen Ende, das dem Mündungsbereich 24 abgewandt ist, in die Umgebung 23 der Strömungsmaschine mündet. Das Hilfsfluidreservoir in der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist somit die Umgebung 23. Es ist bevorzugt, dass die Zuleitung 17 ein Rückschlagorgan aufweist, so dass im Teillastbetrieb der Strömungsmaschine, der mit dem Teilllastbetrieb des Diffusors 1 einhergeht und der sich dadurch auszeichnet, dass der statische Druck des Arbeitsfluids an dem Mündungsbereich 24 höher als der Totaldruck des Hilfsfluids 22 an dem Mündungsbereich 24 sein kann, ein Austreten des Arbeitsfluids 21 via die Zuleitung 17 unterbunden ist.

[0024] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.


Ansprüche

1. Diffusor mit einer einen Diffusorkanal (7) begrenzenden Diffusorgehäusewand (6), die derart geformt ist, dass sich der Diffusorkanal (7) in Strömungsrichtung (14) eines in dem Diffusorkanal (7) strömbaren Arbeitsfluids (21) aufweitet, einem ein Hilfsfluid (22) aufweisenden Hilfsfluidreservoir und einer Einsaugeinrichtung (10), die eine Einsaugpassage (11), die in den Diffusorkanal (7) an einem Mündungsbereich (24) mündet und via die das Hilfsfluid (22) aus dem Hilfsfluidreservoir von dem Arbeitsfluid (21) in den Diffusorkanal (7) saugbar ist, und einen Leitapparat (12) aufweist, mittels dem die Strömung (13) des aus dem Hilfsfluidreservoir in den Diffusorkanal (7) eingesogenen Hilfsfluids (22) derart richtbar ist, dass sie unmittelbar benachbart zu der Diffusorgehäusewand (6) in die Strömungsrichtung und in die Grenzschicht des Arbeitsfluids (21) an der Diffusorgehäusewand (6) einbringbar ist,
wobei im Volllastbetrieb des Diffusors (1) in dem Mündungsbereich (24) der Totaldruck des Hilfsfluids (22) niedriger als der Totaldruck des Arbeitsfluids (21) und der statische Druck des Arbeitsfluids (21) niedriger als der Totaldruck des Hilfsfluids (22) ist.
 
2. Diffusor gemäß Anspruch 1,
wobei die Strömung des in den Diffusorkanal (7) eingesogenen Hilfsfluid mit dem Leitapparat (12) derart richtbar ist, dass sie wandparallel ist.
 
3. Diffusor gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei der Mündungsbereich (24) in einem Eintrittsbereich (8) des Diffusors (1) angeordnet ist.
 
4. Diffusor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Einsaugpassage (11) eine Rezirkulationsleitung (16) ist, die in eine in dem Diffusorgehäuse (6) stromab des Mündungsbereichs (24) angeordnete Entnahmeöffnung (15) mündet, so dass das Hilfsfluidreservoir der Diffusor (1) stromab des Mündungsbereichs (24) ist.
 
5. Diffusor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei die Einsaugpassage (11) eine Zuleitung (17) ist, die in die Umgebung (23) des Diffusors (1) mündet, so dass das Hilfsfluidreservoir die Umgebung (23) ist.
 
6. Diffusor gemäß Anspruch 5,
wobei in der Zuleitung (17) ein Rückschlagorgan, insbesondere ein Rückschlagventil und/oder eine Rückschlagklappe, vorgesehen ist, so dass im Teilllastbetrieb des Diffusors, wenn der statische Druck des Arbeitsfluids (21) höher als der Totaldruck des Hilfsfluids (22) ist, ein Austreten des Arbeitsfluids (21) aus dem Diffusor (1) via die Zuleitung (17) unterbunden ist.
 
7. Diffusor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Diffusorgehäusewand (6) eine Außenwand aufweist, an der die Einsaugeinrichtung (10) angeordnet ist und die den Diffusorkanal (7) derart radial außen begrenzt, dass sich der Diffusorkanal (7) in der Strömungsrichtung (14) aufweitet.
 
8. Diffusor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei die Diffusorgehäusewand (6) eine Innenwand aufweist, an der die Einsaugeinrichtung (10) angeordnet ist und die den Diffusorkanal (7) derart radial innen begrenzt, dass sich der Diffusorkanal (7) in der Strömungsrichtung (14) aufweitet.
 
9. Strömungsmaschine mit einem Diffusor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8
und einer Turbine (2), die stromauf des Diffusors (1) angeordnet ist und fluidleitend mit der Turbine (2) verbunden ist.
 
10. Strömungsmaschine gemäß Anspruch 9,
wobei die Einsaugpassage (11) zwischen der Turbinengehäusewand (5) der Turbine (2) und der Diffusorgehäusewand (6) ausgebildet ist.
 
11. Strömungsmaschine gemäß Anspruch 10,
wobei die Einsaugpassage (11) ein über den Umfang der Strömungsmaschine zumindest abschnittsweise ausgebildeter Spalt ist.
 
12. Strömungsmaschine gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Strömungsmaschine eine Gasturbine oder eine Dampfturbine ist.
 




Zeichnung










Recherchenbericht









Recherchenbericht