Agialarbeitende mehrstufige Turbomaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine axial arbeitende mehrstufige Turbomaschine, ins besondere für kompressible Medien.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass der letzten Stufe einer Stufengruppe ein Diffusor nach geschaltet ist, der durch mindestens eine Zwi schenwand in mindestens zwei kleinere Dif- fusoren unterteilt ist, und dass ferner Mittel vorgesehen sind, mit deren Hilfe durch Ab saugen der Grenzschicht Wirbelablösung im Diffusor verhindert wird. Die Zwischen wände können hohl ausgebildet und mit Öff nungen zum Absaugen der Grenzschicht ver sehen sein. Die Mittel zum Absaugen der Grenzschicht werden zweckmässig mit Stellen tieferen Druckes der Maschine verbunden.
Es kann sich empfehlen, die Mittel zum Absau gen der Grenzschicht je nach der Druckhöhe der Grenzschicht mit verschiedenen Stellen der Maschine, die tieferen Druck aufweisen als die Grenzschicht, zu verbinden.
Die Erfindung ermöglicht den Vorteil, dass einerseits zur Verhütung der Strömungs ablösung nur wenig Gas abzuführen ist und anderseits die Unterteilung des Diffusors mit einer Mindestzahl von Zwischenwänden er folgen kann.
Es zeigt sich nämlich in der Praxis, @dass bei kurzen, und stark erweiterten Diffusoren unter Umständen zur Verhütung einer Ab lösung der Strömung an so vielen Stellen Gas abgesaugt werden muss, dass insgesamt der Nachteil, der durch den Gasverlust eintritt, den Vorteil (der Grenzschichtabsaugung auf hebt. Man kann aber auch Leitorgane in Form von Zwischenwänden in einen kurzen und stark erweiterten Diffusor einbauen.
Nur entstehen hier an den vielen Wänden Rei- bungsverluste, die wiederum die Vorteile der durch die Zwischenwände geregelten Strö mung aufheben können. Durch geeignete Kombination von Zwischenwänden mit der Grenzschichtabsaugung ist es möglich, die gesamten Nachteile viel schneller zum Ver schwinden zu bringen als die Vorteile dahin fallen würden,
so dass die Gasverluste und die Reibungsverluste zusammen um ein Mehr faches durch die eintretende Verbesserung der Strömung im Diffusor und die damit erleich terte Rückgewinnung der Strömungsenergie aufgehoben werden.
Einige Ausführungsbeispiele. des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung vereinfacht dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Maschine mit unterteil tem Diffusor und Saugschlitzen zur Grenz- schichtabsaugung; Fig. 2 stellt eine Ausführung mit Grenz- schichtabsaugung durch eine Pumpe dar. Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Aus führung, bei der der Diffusor erst hinter dem Austrittsstutzen angeordnet ist.
In Fig. 1 ist eine axialarbeitende Turbo maschine 1, zum Beispiel ein Axialgebläse, mit der Welle 2, dargestellt, die von irgend einer Maschine angetrieben wird. Das Axial- geb'läse 1 saugt durch einen Ansaugstutzen ein kompress.ibles Medium, zum Beispiel Luft, Gas, Dämpfe ete., an, das durch die Schaufeln 4, 5 verdichtet und in einen Druck stutzen 6 gefördert wird.
Die axialarbeitende Turbomaschine 1 ist mit Grenzschichtabsau- gung durch die Kanäle 16, 17 versehen und zwecks Unterteilung des Diffusors ist bei spielsweise ein Blech 18 angeordnet. Die Grenzschichtabsaugvorrichtung zeigt dabei noch eine weitere Besonderheit, indem die beiden Saugschlitze 16 und 17 mit zwei ver schiedenen Räumen 20 und 21 verbunden sind, die ihrerseits durch geeignete Öffnun gen 22, 23 mit verschiedenen Stellen des Turbokompressors 1 in Verbindung stehen.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel, das bis auf die Anordnung der Absa.ugvorrichtung gleich ausgebildet ist wie das bereits be schriebene. Die Saugschlitze 24, 25 sind hier mit einem Raum 26 in Verbindung gebracht worden, in dem durch eine Ansaugvorrich tung 28, zum Beispiel durch eine Pumpe oder einen Ejektor, ein künstliches Vakuum er zeugt wird.
Nach Fig. 3 ist die Turbomaschine so aus gebildet, dass das Arbeitsmedium nach der letzten Stufe unmittelbar in den Austritts stutzen 29 und von diesem erst in den Dif- fusor 30 gelangt. Der Diffusor 30 kann dabei sowohl Unterteilung durch Schaufeln 31, 3 2 als auch Grenzschichtabsaugung durch Ka näle 35 aufweisen. An die Kanäle 35 ist ein Raum 33 angeschlossen, welcher durch eine Pumpe 34 oder einen Ejektor die Grenz- sehiehtabsaugung ausführt. Die Räume 36 in den Schaufeln 31, 32 können ebenfalls mit dem Raum 35 verbunden sein.
Agial working multi-stage turbo machine. The invention relates to an axially operating multistage turbomachine, in particular for compressible media.
It is characterized in that the last stage of a stage group is followed by a diffuser, which is divided into at least two smaller diffusers by at least one intermediate wall, and that means are also provided with the aid of which by suctioning off the boundary layer, vortex shedding in the Diffuser is prevented. The intermediate walls can be made hollow and see ver with openings for sucking off the boundary layer. The means for sucking off the boundary layer are expediently connected to places of lower pressure on the machine.
It may be advisable to connect the means for suctioning off the boundary layer, depending on the pressure level of the boundary layer, with different points on the machine which have lower pressure than the boundary layer.
The invention enables the advantage that, on the one hand, to prevent the flow separation, only a small amount of gas has to be discharged and, on the other hand, the subdivision of the diffuser with a minimum number of partition walls can follow.
It has been shown in practice that with short and greatly enlarged diffusers, under certain circumstances, gas has to be sucked off at so many points to prevent the flow from separating that the overall disadvantage that occurs due to the loss of gas has the advantage (the Boundary layer suction removes, but guide elements in the form of partition walls can also be built into a short and greatly expanded diffuser.
Only here there are friction losses on the many walls, which in turn can cancel out the advantages of the flow regulated by the partition walls. Through a suitable combination of partition walls with the boundary layer suction, it is possible to make the entire disadvantages disappear much faster than the advantages would disappear
so that the gas losses and the friction losses together are canceled out by a multiple due to the improvement in the flow in the diffuser and the thus facilitated recovery of the flow energy.
Some examples. of the invention are shown in simplified form on the drawing.
1 shows a machine with a subdivided diffuser and suction slits for suctioning off boundary layers; FIG. 2 shows an embodiment with boundary layer suction by a pump. FIG. 3 illustrates a further embodiment in which the diffuser is only arranged behind the outlet connection.
In Fig. 1, an axially working turbo machine 1, for example an axial fan, with the shaft 2, is shown, which is driven by any machine. The axial fan 1 sucks in a compressible medium, for example air, gas, vapors, etc., through an intake port, which is compressed by the blades 4, 5 and conveyed into a pressure port 6.
The axially operating turbomachine 1 is provided with boundary layer suction through the channels 16, 17 and, for the purpose of subdividing the diffuser, a sheet metal 18 is arranged, for example. The boundary layer suction device shows another special feature in that the two suction slots 16 and 17 are connected to two different spaces 20 and 21, which in turn are connected to different locations of the turbo compressor 1 through suitable openings 22, 23.
Fig. 2 shows another example, which is the same except for the arrangement of the suction device as that already be written. The suction slots 24, 25 have been brought into connection here with a space 26 in which an artificial vacuum is generated by a suction device 28, for example by a pump or an ejector.
According to FIG. 3, the turbomachine is designed in such a way that, after the last stage, the working medium enters the outlet connector 29 directly and from there only enters the diffuser 30. The diffuser 30 can have both subdivision by blades 31, 32 and boundary layer suction by channels 35. A space 33 is connected to the ducts 35, which uses a pump 34 or an ejector to suction out the boundary vision. The spaces 36 in the blades 31, 32 can also be connected to the space 35.