[go: up one dir, main page]

EP0042044B1 - Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze - Google Patents

Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze Download PDF

Info

Publication number
EP0042044B1
EP0042044B1 EP81102534A EP81102534A EP0042044B1 EP 0042044 B1 EP0042044 B1 EP 0042044B1 EP 81102534 A EP81102534 A EP 81102534A EP 81102534 A EP81102534 A EP 81102534A EP 0042044 B1 EP0042044 B1 EP 0042044B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
housing
ledges
axial compressor
compressor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP81102534A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0042044A1 (de
Inventor
Hartmut Dr.-Ing. Griepentrog
Hellmut Weinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG filed Critical MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Publication of EP0042044A1 publication Critical patent/EP0042044A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0042044B1 publication Critical patent/EP0042044B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/028—Layout of fluid flow through the stages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/545—Ducts
    • F04D29/547—Ducts having a special shape in order to influence fluid flow

Definitions

  • the invention relates to a single-stage or multi-stage axial compressor with axially one behind the other, combined into stages guide vane and rotor blade rings, and with one or more from the inner surface of the housing surrounding the vane rings protruding in the circumferential direction around the axis, which according to Art are stair-stepped.
  • sleepers are arranged on the inner wall of the axial compressor, the penultimate sleeper lying directly at the level of a moving blade in the direction of flow.
  • DE-C No. 809842 also describes an axial compressor in which the changes in the internal diameter of the housing required in the direction of flow are carried out by stepwise narrowing.
  • the thresholds formed by the constriction are present both on the inside of the housing and on the outside of the rotor.
  • the threshold surfaces are each cylindrical or conical.
  • the flow guidance is to be improved by the thresholds in such a way that the risk of the flow becoming detached is reduced on the outside of the impeller and on the inside of the stator when the axial speed is shifted.
  • Such a shift in the axial speed is then - according to the cited patent specification - under certain circumstances to avoid difficulties with regard to the Mach number at high peripheral speeds. This indicates that the known device should make it possible to improve the flow, particularly when shifting to high speeds.
  • the primary aim is not to improve the design of the compressor, but to enlarge the work area. As experience shows, it is necessary to increase the flow in the axial direction at the blade tip, e.g. the peripheral speed is reduced.
  • each threshold should restrict the overall free cross-section of the housing only to a cross-sectional area between 80 to 99%, preferably between 95 to 99%, of the cross-sectional area existing before the threshold.
  • the outer contour of the rising surface of the sleepers be curved in the form of a convex curve, which is composed of circular and / or parabolic arcs. A similar rounding can also be found in DE-PS No. 809842.
  • the inner contour of the compressor housing can be assigned a certain average taper, which is related to the compression to be achieved. It is proposed, when using the sleepers according to the invention, to place the upstream base points of the sleepers approximately on a conical jacket describing the mean taper of the inner surface of the housing. This situation can also be deviated from, wind tunnel and standing tests can give the expert advice for improvement.
  • the fact that the axial velocity in the outer blade area is accelerated by the narrowing due to the sleepers is used.
  • the effect is intensified by reducing the flow cross-section.
  • the swirl of the flow is not changed by the constriction; the circumferential component remains constant.
  • the defined high point of the thresholds for example the average threshold height, be approximately on a conical jacket K z describing the average conicity of the inner surface 11 of the housing.
  • the exemplary embodiments of multi-stage axial compressors shown in FIGS. 1 and 2 have guide vane and rotor blade rings arranged one behind the other in conventional and known manner and combined into stages 1, 2, 3,.
  • the guide blades 4, 6 are connected downstream of the moving blades 5, 7.
  • the blades 4 to 7 are also partially pivotable and connected to corresponding adjustment devices.
  • sleepers 12, 13, 14 are provided on the opposite housing inner wall 11, which protrude inward from the inner surface of the housing surrounding the blade rings and in the circumferential direction about the axis.
  • the sleepers are stepped in the direction of flow in the manner of a staircase, constricting the free overall cross section of the housing from step to step by 1 to 5% of the cross-sectional area in front of the threshold.
  • Each threshold 12 to 14 is arranged immediately in front of a moving blade, in the present case designated with the numbers 15, 16, 17, the operation being in the area of the moving blade tips Streamlines are compressed.
  • the outer contour of the sleepers ie the rising surface 18, is rounded in a convex manner.
  • the curvature curve is composed of circular and / or parabolic arcs. The curvature is intended to prevent flow interruptions, turbulence and similar disturbances in the flow.
  • the narrowing of the overall cross section through the thresholds 12, 13, 14 is not so great that an excessive flow constriction occurs in normal operation, which is also undesirable.
  • FIG. 3 On the left side of FIG. 3, the flow conditions of an axial compressor without a threshold arrangement are shown, but with a conically narrowing flow channel.
  • the amount delivered is assumed to be 100% of the bucket height.
  • the speeds C ax are essentially the same over the blade height .
  • the flow velocity in the axial direction If, on the other hand, the quantity is reduced significantly, for example to 60% of the nominal delivery quantity, the speed decreases measured over the bucket height. This can result in tearing, particularly in the upper blade area.
  • the flow channel is equipped with thresholds B, there is an increase in the flow velocities in the upper region, recognizable by the nose, which results from the envelope of the velocity verifiers. It is therefore plausible that the surge limit can be shifted to smaller flow rates - calculated in relation to the nominal flow rate.
  • the installation of sleepers was initially dispensed with in the entrance area.
  • the entire housing with such thresholds, for example if the gases used have a high speed of sound, as is the case for helium, for example.
  • the upstream base points of the sleepers 12 to 14 lie approximately on a conical jacket K, which describes the mean taper of the inner surface 11 of the housing. This shape is relatively easy to produce and brings a defined compression performance.
  • the blades 15, 16, 17 within the housing are turned cylindrical or conical at their tips. This gives them exactly the same distance from the inner surface 11 of the housing, the gradation by the threshold permitting a defined flow gain which is the same for all individual blades.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrstufigen Axialverdichter mit axial hintereinander angeordneten, zu Stufen zusammengefassten Leitschaufel- und Laufschaufelkränzen, und mit einer oder mehreren aus der Innenfläche des die Schaufelkränze umgebenden Gehäuses nach innen vorstehenden, in Umfangsrichtung um die Achse verlaufenden Schwellen, die nach Art einer Treppe abgestuft sind.
  • Eine solche Vorrichtung ist in der GB-A Nr. 866793 beschrieben. In einer Ausführungsform gemäss Fig. 1 der genannten Patentschrift sind an der Gehäuseinnenwand des Axialverdichters Schwellen angeordnet, wobei die vorletzte Schwelle in Strömungsrichtung unmittelbar auf Höhe einer Laufschaufel liegt.
  • Bei einer Axialverdichterstufe entstehen ausser den Drucksteigerungen beim Durchströmen der Schaufeln auch Druckdifferenzen in radialer Richtung in den Spalten zwischen den Leit- und Laufschaufeln. Bei der Auslegung eines Axialverdichters im normalen Betriebspunkt werden diese radialen Druckgefälle berücksichtigt, so dass ein Gleichgewicht zwischen dem radialen Druckgefälle vor dem Laufrand und dem radialen Druckgefälle nach dem Laufrand im Zusammenhang mit der Drucksteigerung beim Durchströmen der Schaufeln besteht.
  • Mit kleiner werdenden Durchsätzen, insbesondere bei Verzögerungsgittern, steigt die Tendenz zur Ablösung der Strömung auf der Saugseite der Schaufeln. Diese Abreissneigung ist bei Gittern beliebiger Form festzustellen; sie ist unabhängig von der Bewegung des Gitters, wenn die Strömung relativ zum Gitter betrachtet wird. Die Ablösetendenz ist also bei Leit- und Laufschaufeln von Axialverdichtern vorhanden. Ausserdem tritt die Ablösung nicht an allen Schaufeln einer Verdichterstufe gleichzeitig ein, sondern zunächst nur an einzelnen oder an mehreren Stellen des Laufschaufelgitters (vgl. Darstellung, S. 478/479 des Buches Eckert/Schnell "Axial- und Radialkompressoren", Springer-Verlag 1961).
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass diese Erscheinung, wenn sie einmal begonnen hat, sofort verstärkt wird und das ganze Strömungssystem im Verdichter dadurch aus dem Gleichgewicht kommt, d.h. das Arbeiten des Verdichters wird labil. Diesen Vorgang bezeichnet man allgemein mit Pumpen, die Grenze, bei der das Pumpen eintritt, als "Pumpgrenze".
  • Mit einer Schwelle, die unmittelbar hinter einer Laufschaufelkante beginnt, wie in der GB-A Nr. 866793, kann eine Verschiebung der Pumpgrenze bei Veränderung des Durchsatzes nicht erreicht werden.
  • In der DE-C Nr. 809842 ist weiterhin ein Axialverdichter beschrieben, bei dem die in Strömungsrichtung erforderlichen Veränderungen des Gehäuseinnendurchmessers durch stufenweise Einengung durchgeführt sind. Dabei sind die durch die Einengung gebildeten Schwellen sowohl an der Innenseite des Gehäuses als auch an der Aussenseite des Rotors vorhanden. Die Schwellenoberflächen sind jeweils zylindrisch oder konisch geführt. Die Strömungsführung soll durch die Schwellen dahingehend verbessert werden, dass die Ablösegefahr der Strömung beim Laufrad aussen und beim Leitrad innen bei Verschiebung der Axialgeschwindigkeit verringert wird. Zu einer solchen Verschiebung der Axialgeschwindigkeit ist man - nach Aussage der genannten Patentschrift-dann unter Umständen gewungen, um bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten Schwierigkeiten hinsichtlich der Machzahl zu vermeiden. Damit ist angedeutet, dass die bekannte Vorrichtung insbesondere bei Verschiebung zu hohen Drehzahlen eine Verbesserung der Strömung ermögklichen sollte.
  • Die Zeichnung der genannten Patentschrift und die entsprechende Beschreibung zeigen einen Teil des Strömungskanals eines Axialverdichters. Es ist daraus ersichtlich, dass in Strömungsrichtung sich der Strömungskanal jeweils im Fussbereich vor den nachfolgenden Leit- und Laufschaufeln verengt. Dazu sind Schwellen in der Umfangsliniesowohl des Gehäuses als auch des Rotos ausgebildet. Auch diese Anordnung ist nicht geeignet, die Pumpgrenze des Verdichters, d.h. das Abreissen der Strömung an den Schaufeln bei kleineren Fördermengen, zu verhindern.
  • Es stellt sich damit die Aufgabe, einen Axialverdichter der eingangs genannten Art insbesondere in Breichen niedriger Drehzahlen in seinem Verhalten zu verbessern, d.h. insbesondere dann das Ablösen der Strömung zu verhindern, um damit die Pumpgrenze zu niedrigeren Fördermengen zu verschieben. Erreicht werden soll also primär nicht eine Verbesserung im Auslegepunkt des Verdichters, sondern eine Vergrösserung des Arbeitsbereiches. Wie die Erfahrung zeigt, ist es dazu erforderlich, die Strömung in axialer Richtung an der Laufschaufelspitze zu erhöhen, wenn z.B. die Umfangsgeschwindigkeit gesenkt wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Axialverdichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Schwellen in Strömungsrichtung unmittelbar vor den Laufschaufeln auf der Innenfläche des Gehäuses angeordnet sind, so dass im Bereich der Laufschaufelspitzen die Stromlinien verdichtet sind.
  • Zur Vermeidung des Strömungsabrisses ist auch bekannt (DE-B Nr. 2351308), einen profilierten, vor einem Laufschaufelkranz angeordneten, zur Maschinenachse konzentrischen Ring anzuordnen, dessen äussere Ringfläche mit der Gehäusewand einen ringförmigen, in Strömungsrichtung konvergierenden Kanal bildet. Der Lösungsvorschlag gemäss der DE-B Nr. 2351308 ist zwar durchaus realisierbar, bedeutet jedoch in der Praxis relativ hohe zusätzliche Baukosten, da der Ring schwer im Gehäuse eingebaut werden kann, wenn die übrigen, baulichen Voraussetzungen berücksichtigt werden. Nicht zu unterschätzen sind ferner die Wirkungsgradverluste durch die zusätzliche, reibungserzeugende Oberfläche und die sogenannte Strömungs-Nachlaufdelle.
  • Gegenüber dem zuletzt genannten Stand der Technik hat daher die Konstruktion gemäss Erfindung die Vorteile, dass sie wirtschaftlich und mit vertretbaren Kosten einzubauen ist, und dass sie theoretisch nur einen geringen Verlust des Wirkungsgrades hervorruft, der praktisch nicht gemessen werden konnte.
  • Ferner ist es zur Verschiebung der Pumpgrenze zu kleineren Mengen hin bekannt (DE-A Nr. 2446512), bei einer Strömungsmaschine, insbesondere bei einer Pumpe mit radialer Beschaufelung und beschaufeltem äusseren Leitrad im abreissgefährdeten Strömungsquerschnitt Störstellen anzuordnen. Zur Durchführung dieser Massnahme ist im Eintrittsbereich des leitrades eine die Strömung beeinflussende Störstelle in Form eines oder mehrerer Stege vorgesehen. Die Einrichtung gemäss DE-A Nr. 2446512 ist jedoch für den der Erfindung zugrundeliegenden Axialverdichter eingangs genannter Gattung ungeeignet, um die Pumpgrenze im unteren Fördermengenbereich zu stabilisieren, insbesondere deswegen, weil damit die zuerst am Laufschaufelgitter einsetzende Ablösung nicht korrigierbar ist. Andererseits ist aber auch wegen der völlig anderen Schaufelkonfiguration eines Verdichters mit axialer Beschaufelung dieses Prinzip nicht übertragbar.
  • Wesentliches Kriterium ist für die Ausgestaltung des Gegenstandes gemäss Erfindung, dass bei Normallast die einzubauenden Schwellen den Querschnitt nicht so stark einengen, dass der Normalbetrieb wesentlich behindert wird. Die Erfahrung zeigt, dass jede Schwelle den freien Gesamtquerschnitt des Gehäuses nur auf eine Querschnittsfläche zwischen 80 bis 99%, vorzugsweise zwischen 95 bis 99%, der vor der Schwelle bestehenden Querschnittsfläche einschnüren sollte.
  • Um die Strömung möglichst ungestört und verlustarm durch das Gehäuse zu führen, empfiehlt es sich, dass die Aussenkontur der Anstiegsfläche der Schwellen in Form einer konvexgekrümmten Linie gebogen ist, die sich aus Kreis- und/oder Parabelbögen zusammensetzt. Eine ähnliche Abrundung ist auch der DE-PS Nr. 809842 zu entnehmen.
  • Üblicherweise kann der Innenkontur des Verdichtergehäuses eine bestimmte mittlere Konizität zugeordnet werden, die mit der zu erreichenden Verdichtung im Zusammenhang steht. Es wird vorgeschlagen, bei Verwendung der erfindungsgemässen Schwellen, die jeweils strom aufwärts gelegenen Fusspunkte der Schwellen angenähert auf einen die mittlere Konizität der Innenfläche des Gehäuses beschreibenden Kegelmantel zu legen. Von dieser Lage kann auch abgewichen werden, wobei Windkanal- und Standversuche dem Fachmann Hinweise für eine Verbesserung bringen können.
  • Ferner wird vorgeschlagen, den Innenflächen des Gehäuses zwischen den einzelnen Schwellen eine Zylindermantelkonfiguration zu geben. Von dieser Konfiguration kann abgewichen werden. Es kann eine sich erweiternde oder verengende, insbesondere Kegelmantelkonfiguration mit einem Öffnungswinkel von 0,5 und 10° gewählt werden.
  • Dabei wird zur Verschiebung der Pumpgrenze zu kleineren Fördermengen ausgenutzt, dass durch die Verengung durch die Schwellen die Axialgeschwindigkeit im äusseren Schaufelbereich beschleunigt wird. Der Effekt wird noch verstärkt durch die Verkleinerung des Strömungsquerschnittes. Der Drall der Strömung wird durch die Einschnürung nicht geändert; die Umfangskomponente bleibt konstant.
  • Durch die Erhöhung der Axialgeschwindigkeit im Bereiche der Schaufelspitzen werden dort die Schaufelprofile gegenüber der Auslegung ohne eine stufenweise Verengung mit den erfindungsgemässen Schwellen mehr auf der Saugseite angeströmt. Sie sind damit entlastet. Das Abreissen der Strömung wird auf niedrigere Durchsatzgeschwindigkeiten verlegt.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, das festgelegte Hochpunkte der Schwellen, z.B. die mittlere Schwellenhöhe, angenähert auf einem die mittlere Konizität der Innenfläche 11 des Gehäuses beschreibenden Kegelmantel Kz liegen.
  • Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn die Höhe der Schwellen schnittweise in Strömungsrichtung ansteigt.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Die Figuren zeigen:
    • Fig. 1 einen Querschnitt durch den oberen Teil eines Verdichters gemäss Erfindung;
    • Fig. 2 in mehr schematischer Darstellung die Anordnung der Schwellen;
    • Fig. 3 eine Gegenüberstellung der Strömungsgeschwindigkeiten bei einem Axialverdichter mit und ohne Schwellen;
    • Fig. 4 das gemessene Kraftfeld bei Axialverdichtern mit und ohne Schwellen.
  • Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele mehrstufiger Axialverdichter weisen in üblicher und bekannter Weise hintereinander angeordnete, zu Stufen 1, 2, 3,... zusammengefasste Leitschaufel- und Laufschaufelkränze auf. Die Leitschaufeln 4, 6 sind dabei den Laufschaufeln 5, 7 nachgeschaltet. Vor dem ersten Laufschaufelkranz ist ein Vorleitkranz 8 mit schwenkbaren Schaufeln zur Regelung der Durchsatzmenge angeordnet. Auch die Schaufeln 4 bis 7 sind teilweise schwenkbar angeordnet und mit entsprechenden Verstelleinrichtungen verbunden. Während die äussere Wandung des Rotors 10 in Strömungsrichtung eine stetige Verengung aufweisen kann, sind auf der gegenüberliegenden Gehäuseinnenwand 11 Schwellen 12,13, 14 vorgesehen, die aus der Innenfläche des die Schaufelkränze umgebenden Gehäuses nach innen vorstehend und in Umfangsrichtung um die Achse verlaufen. Die Schwellen sind nach Art einer Treppe in Strömungsrichtung abgestuft, wobei sie den freien Gesamtquerschnitt des Gehäuses jeweils von Stufe zu Stufe um jeweils 1 bis 5% der vor der Schwelle herrschenden Querschnittsfläche einschnüren.
  • Jede Schwelle 12 bis 14 ist unmittlebarvor einer Laufschaufel, im vorliegenden Falle mit den Nummern 15,16,17 bezeichnet, angeordnet, wobei im Betrieb im Bereich der Laufschaufelspitzen die Stromlinien verdichtet sind. Wie insbesondere aus der Fig. 2 erkennbar ist, ist die Aussenkontur der Schwellen, d.h. die Anstiegsfläche 18 abgerundet konvex gekrümmt. Die Krümmungskurve setzt sich aus Kreis- und/oder Parabelbögen zusammen. Es soll durch die Krümmung verhindert werden, dass Strömungsabrisse, Verwirbelungen und ähnliche Störungen der Strömung auftreten. Auf der anderen Seite ist die Verengung des Gesamtquerschnittes durch die Schwellen 12, 13, 14 nicht so gross, dass im Normalbetrieb eine zu starke Strömungsverengung auftritt, die ebenfalls unerwünscht ist.
  • Wesentlich ist weiterhin, dass die Schwellen in Strömungsrichtung unmittelbar vor den Laufrädern angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, dass die Pumpgrenze zu kleineren Gesamtfördermengen verschoben wird. Diese Tatsache soll die Fig. 3 und 4 illustrieren.
  • Auf der linken Seite der Fig. 3 sind die Strömungsverhältnisse eines Axialverdichters ohne Schwellenanordnung, jedoch mit sich konisch verengendem Strömungskanal abgebildet. Über die Schaufelhöhe ist die geförderte Menge mit 100% angenommen. Über die Schaufelhöhe ergeben sich im wesentlichen gleiche Geschwindigkeiten Cax. der Strömungsgeschwindigkeit in Axialrichtung. Wird dagegen die Menge wesentlich herabgesetzt, beispielsweise auf 60% der Nennfördermenge, so nimmt die Geschwindigkeit über die Schaufelhöhe gemessen ab. Insbesondere im oberen Schaufelbereich kann es dabei zu Abrissen kommen. Wird dagegen der Strömungskanal mit Schwellen ausgerüstet B, so ergibt sich im oberen Bereich eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten, erkennbar an der Nase, die sich bei der Einhüllenden der Geschwindigkeitsverktoren ergibt. Damit ist plausibel, dass die Pumpgrenze zu kleineren Fördermengen - gerechnet in bezug auf die Nennfördermenge-verschoben werden kann.
  • Diese plausible Annahme wird auch durch Messungen bestätigt. Fig. 4 zeigt verschiedene Kennlinien, die an einem Axialverdichter mit etwa 400000 m3/h Leistung gemessen wurden. Dabei wurde einmal der Strömungskanal mit sich verjüngender, aber glatter Innenfläche verwendet; zum anderen wurde ein Strömungskanal verwendet, der die erfindungsgemässen Schwellen aufwies. Der Auslegepunkt bei beiden Verdichtern lag bei einem Druckverhältnis von etwa 4,4 und einer Nennförmenge von etwa 375000 m3/h. Die Pumpgrenze bei der ursprünglichen Form, bezeichnet mit Gi, lag dabei wesentlich ungünstiger als bei Verwendung von Schwellen gemäss Erfindung. Hierbei ergab sich eine Kurve G2. Die Kennlinien a bis f sind dabei jeweils bei verschiedenen Leitschaufelstellungen gemessen worden, wobei sich die Prozentzahlen auf den Verstellbereich der Leitschaufeln beziehen, d.h. durch die Wege des Schaufelverstellwerkes definiert sind. Die Nenndrehzahl lag dabei etwa bei 3000 U/min.
  • Wie aus Fig. 1 ferner ersichtlich, ist im Eingangsbereich zunächst auf den Einbau von Schwellen verzichtet worden. Es ist jedoch durchaus möglich, das ganze Gehäuse mit derartigen Schwellen zu versehen, beispielsweise wenn die verwendeten Gase eine hohe Schallgeschwindigkeit haben, wie dies beispielsweise für Helium der Fall ist.
  • Wie in Fig. 2 durch die Linie K, angedeutet ist, liegen die stromaufwärts gelegen Fusspunkte der Schwellen 12 bis 14 angenähert auf einem die mittlere Konizität der Innenfläche 11 des Gehäuses beschreibenden Kegelmantel K, . Diese Form lässt sich relativ leicht herstellen und bringt eine definierte Verdichtungsleistung.
  • Um eine genaue Einpassung der Laufschaufeln 15, 16, 17 innerhalb des gehäuses zu ermöglichen, sind die Laufschaufeln an ihren Spitzen zylindrisch oder konisch überdreht. Hierdurch erhalten sie exakt den gleichen Abstand von der Innenfläche 11 des Gehäuses, wobei die Abstufung durch die Schwelle eine definierte Strömungsverstärkung ermöglicht, die für alle einzelnen Schaufeln gleich ist.

Claims (7)

1. Ein- oder mehrstufiger Axialverdichter mit axial hintereinander angeordneten, zu Stufen (1, 2, 3) zusammengefassten Leitschaufel- und Laufschaufelkränzen (4, 6; 15, 16, 17), und mit einer oder mehreren aus der Innenfläche (11) des die Schaufelkränze umgebenden Gehäuses nach innen vorstehenden, in Umfangsrichtung um die Achse verlaufenden Schwellen (12, 13, 14), die nach Art einer Treppe abgestuft sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellen (12, 13, 14) in Strömungsrichtung unmittelbar vor den Laufschaufeln (15, 16, 17) auf der Innenfläche (11) des Gehäuses angeordnet sind, so dass im Bereich der Laufschaufelspitzen die Stromlinien verdichtet sind.
2. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schwelle (12, 13, 14) den freien Gesamtquerschnitt des Gehäuses auf eine Querschnittsfläche zwischen 80 bis 99%, vorzugsweise zwischen 95 bis 99%, der vor der Schwelle bestehenden Querschnittsfläche einschnürt.
3. Axialverdichter nach einem der beiden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenkontur der Anstiegsfläche (18) der Schwellen (12,13,14) in Form einer konvex gekrümmten Linie gebogen ist, die sich aus Kreis-und/oder Parabelbögen zusammensetzt.
4. Mehrstufiger Axialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils stromaufwärts gelegenen Fusspunkte der Schwellen (12,13,14) angenähert auf einem die mittlere Konizität der Innenfläche (11) des Gehaüses beschreibenden Kegelmantel (K1) liegen.
5. Mehrstufiger Axialverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass festgelegte Hochpunkte der Schwellen (12, 13, 14) z.B. die mittlere Schwellenhöhe, angenähert auf einem die mittlere Konizität der Innenfläche (11) des Gehäuses beschreibenden Kegelmantel (Kz) liegen.
6. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschaufeln (15, 16, 17) ihren Spitzen zylindrisch oder konisch überdreht sind.
7. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Schwellen (12, 13, 14) schrittweise in Strömungsrichtung ansteigt.
EP81102534A 1980-06-13 1981-04-03 Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze Expired EP0042044B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3022206 1980-06-13
DE3022206A DE3022206C2 (de) 1980-06-13 1980-06-13 Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0042044A1 EP0042044A1 (de) 1981-12-23
EP0042044B1 true EP0042044B1 (de) 1984-07-11

Family

ID=6104545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP81102534A Expired EP0042044B1 (de) 1980-06-13 1981-04-03 Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0042044B1 (de)
JP (2) JPS5728900A (de)
DE (2) DE3022206C2 (de)
SU (1) SU1109065A3 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2908152B1 (fr) * 2006-11-08 2009-02-06 Snecma Sa Aube en fleche de turbomachine
DE102009032277A1 (de) 2009-07-08 2011-01-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennkammerkopf einer Gasturbine
DE102009033754A1 (de) 2009-07-17 2011-01-20 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Axialverdichter mit einem Strömungsimpulserzeuger
JP6423084B2 (ja) * 2014-08-29 2018-11-14 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ガスタービンエンジン用の制御された収束圧縮機流路

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH216489A (de) * 1940-04-04 1941-08-31 Sulzer Ag Mehrstufiger Axialverdichter.
DE809842C (de) * 1948-10-19 1951-08-02 Hermann Oestrich Dr Ing Axialverdichter
US2846137A (en) * 1955-06-03 1958-08-05 Gen Electric Construction for axial-flow turbomachinery
GB866793A (en) * 1956-09-01 1961-05-03 Gio Batta Sommariva Improvements in or relating to axial flow compressors
US2990106A (en) * 1956-10-12 1961-06-27 English Electric Co Ltd Axial flow multi-stage compressors
US3775023A (en) * 1971-02-17 1973-11-27 Teledyne Ind Multistage axial flow compressor
DE2351308C3 (de) * 1973-10-12 1981-10-08 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen Einrichtung zur Erweiterung des Arbeitsbereichs von Axialströmungsmaschinen
JPS5314205A (en) * 1976-07-23 1978-02-08 Hitachi Ltd Step structure for axial-flow fluid machine

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6259800U (de) 1987-04-14
SU1109065A3 (ru) 1984-08-15
DE3022206C2 (de) 1983-08-11
EP0042044A1 (de) 1981-12-23
DE3164670D1 (en) 1984-08-16
DE3022206A1 (de) 1982-01-07
JPS5728900A (en) 1982-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0690206B1 (de) Diffusor für Turbomaschine
DE69915283T2 (de) Kreiselrad für turbomaschinen
DE69211441T2 (de) Kreiselverdichter
EP0417433B1 (de) Axialdurchströmte Turbine
EP0903468A1 (de) Deckband für axialdurchströmte Turbine
DE1428191A1 (de) Kreiselgeblaese
EP0581978A1 (de) Mehrzoniger Diffusor für Turbomaschine
WO2019063384A1 (de) Diffusor für einen verdichter
DE10037684A1 (de) Niederdruckdampfturbine mit Mehrkanal-Diffusor
CH689400A5 (de) Zentrifugalpumpe mit einstueckigem Diffusor- und Abfuehrschaufel-Kanalringelement.
DE102004043036A1 (de) Strömungsarbeitsmaschine mit Fluidentnahme
DE102009052619A1 (de) Zwischenboden für eine Radialturbomaschine
EP1651869B1 (de) Laufrad für pumpen
EP1789653B1 (de) Rotor für ein triebwerk
EP3376041A1 (de) Rückführstufe und radialturbofluidenergiemaschine
WO2019034740A1 (de) Diffusor für einen radialverdichter
EP0752066B1 (de) Einrichtung zur geräuschreduzierung bei kreiselpumpen
DE102016207212A1 (de) Leitschaufelkranz für eine Strömungsmaschine
DE1728005A1 (de) Rotationspumpe
EP0042044B1 (de) Axialverdichter mit verschobener Pumpgrenze
EP3848590A1 (de) Abströmbereich eines verdichters, verdichter mit einem solchen abströmbereich, und turbolader mit dem verdichter
DE102016218983A1 (de) Schaufeln mit in Strömungsrichtung S-förmigem Verlauf für Laufräder radialer Bauart
DE3430769C2 (de)
DE3912279C2 (de)
WO2011036206A1 (de) Radialverdichterdiffusor

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): CH DE FR GB IT NL

ITCL It: translation for ep claims filed

Representative=s name: BARZANO' E ZANARDO MILANO S.P.A.

17P Request for examination filed

Effective date: 19811110

TCNL Nl: translation of patent claims filed
ITF It: translation for a ep patent filed
GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): CH DE FR GB IT LI NL

REF Corresponds to:

Ref document number: 3164670

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840816

ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
ITTA It: last paid annual fee
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PUE

Owner name: MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE AKTIENGESELLSCHAFT -DANN A

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Free format text: M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG- NUERNBERG AKTIENGESELLSCHAFT TRANSFER- MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE GMBH * MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE GMBH TRANSFER- MAN GUTEHOFFNUNGSHUETTE AKTIENGESELLSCHAFT

NLS Nl: assignments of ep-patents

Owner name: GHH BORSIG TURBOMASCHINEN GMBH;MAN GUTEHOFFNUNGSHU

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

Ref country code: FR

Ref legal event code: CJ

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20000313

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20000320

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20000320

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20000323

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20000428

Year of fee payment: 20

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20010402

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20010402

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20010402

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20010403

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Effective date: 20010402

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

NLV7 Nl: ceased due to reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20010403

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: CJ

Ref country code: FR

Ref legal event code: CD

Ref country code: FR

Ref legal event code: CA