CH216489A - Mehrstufiger Axialverdichter. - Google Patents

Description

  Mehrstufiger     Axialoerdiehter.       Die Erfindung bezieht sich auf einen  mehrstufigen     Axialverdichter    und ist da  durch gekennzeichnet, dass der die Schaufel  kränze enthaltende Förderkanal in radialer  Richtung mindestens auf einer Seite durch  Zylinderflächen begrenzt ist, die stufenför  mig aneinander gereiht sind. Vorteilhaft wird       rler    den Laufkranz und ,den Leitkranz einer       Verdichterstufe    enthaltende Teil des     Förder-          kanals    innen und aussen je durch eine Zylin  derfläche begrenzt.  



  Bei     AYialverdichtern    bilden sich an den  Begrenzungsflächen des die Schaufelkränze  enthaltenden     Förderkanals    Grenzschichten       verzögerter    Strömungsgeschwindigkeit aus.  Wenn die Dicke dieser Grenzschichten so  gross wird, dass grössere Endstücke der Lauf  und Leitschaufeln in diese hineinragen, so  stellen     sich    - der verminderten     Strömungs-          geschwindigkeit    wegen -     AblösunbgserscUei-          nungen    ein, die die Strömungsverhältnisse  ungünstig beeinflussen und damit den Wir  kungsgrad     derMaschine    verschlechtern.

   Wird  die     Grenzschichtdicke    durch Absaugen ver-    mindert, so werden wohl Verluste,     die    wegen       Ablösungserscheinungen    eintreten     könnten,          verhütet;    anderseits entstehen aber infolge  der     Absaugung    Verluste, welche ebenso     gross     oder noch grösser wie die durch Strömungs  ablösung hervorgerufenen Verluste werden.

    Auch die einfache     Beschleunigung    der     Ge-          samtströmung    vermag keinen wesentlichen  Vorteil zu bringen, weil infolge der erhöhten  Geschwindigkeit in den     letzten    Stufen die  Schaufelhöhe so klein wird,     dass    das Verhält  nis der     Grenzschichtdicke    zur verminderten       Schaufelhöhe        gegenüber    den     Verhältnissen     bei nicht beschleunigter     Strömung    kaum klei  ner oder in vielen Fällen sogar vergrössert       wird.     



  Wird -die Begrenzung des     Förderkanals     durch Zylinderflächen gebildet, die - sofern  sie nicht .den gleichen Durchmesser     besitzen     - stufenförmig aneinander gereiht sind, so  ergeben sich sprunghafte     Änderungen,    wel  che die .in einer Stufe sich bildende     Grenz-          schicht    beim Übergang in die nächste Stufe      mindestens     teilweise    zerstören, so dass ihre  Dicke entsprechend verkleinert wird.  



  Die Erfindung ist nachstehend an Hand  der Zeichnung näher erläutert.     Fig.    1 bis 3  zeigen bekannte Ausführungen von Axial  verdichtern.     Fig.    4 bis 6 zeigen     Ausfüh-          rungsbeispiele    der Erfindung. Endlich sind  durch die     Fig.    7 die Strömungsverhältnisse  dargestellt, die sich beim Übergang von einer  Stufe zur nächsten     einstellen.     



  Beim     Durchtritt    des zu     verdichtenden     Mittels durch die bekannten Verdichter  <U>('Fit'-.</U> 1 bis 3) verkleinert sich mit wachsen  der Verdichtung das spezifische Volumen. Es  wurden deshalb, um eine     konstante    Durch  trittsgeschwindigkeit durch den ganzen     För-          derkanal    1 des Verdichters einzuhalten, eine  oder     beide    der Begrenzungsflächen 2 und 3  des Förderkanals     kegelig    ausgebildet.  



  Gemäss der Erfindung wird auf     die    ste  tige Begrenzung des Strömungskanals     (Fig.    4  bis 6) verzichtet;     die    Begrenzungsflächen 2  und 3 werden vielmehr durch Zylinderflächen  gebildet, die mindestens teilweise stufen  förmig aneinander gereiht sind.  



  Beim     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    4  sind die äussere und die innere Begrenzungs  fläche 2 und 3, beim Ausführungsbeispiel  nach     Fig.    5 nur die innere     Begrenzungsfläche      < 3 und beim     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    6  nur die äussere Begrenzungsfläche 2 aus  stufenförmig aneinander     gereihten    Zylinder  flächen gebildet.

   Die Verengung des Kanal  querschnittes     ist    derart     bemessen,    dass die  mittlere Geschwindigkeit in den einzelnen  Stufen ungefähr gleich gross ist.     Vorteilhaft     erfolgt der     Übergang    von einer Stufe zur fol  genden zwischen einem Laufrad und dem  nachfolgenden     Leitrad,    da das     Leitrad    als       solches    schon als     Diffusor    zur     Wirkung     kommt.  



  Die     Übergänge    an den Stufen zwischen  zwei Zylindern     verschiedenen    Durchmessers  werden zweckmässig mit Abrundungen aus  geführt, die     tangential    in die anschliessende  Zylinderfläche übergehen. In     Fig.    7 sind    einige Strömungsfäden 4 und 5 in der Um  gebung des     Überganges    von     einer    Zylinder  fläche 6 mit dem Durchmesser D in die Zy  linderfläche 7 mit dem Durchmesser d dar  gestellt.

   Zwischen der Zylinderfläche 6 und  dem Strömungsfaden 5 hat sich eine     Grenz-          schiert    von der Dicke S ausgebildet, die bei  der     Übergangsstufe    zwischen den Zylinder  flächen 6 und 7 infolge der Strömungsunste  tigkeit auf die Dicke     s    verkleinert wird. Die  Geschwindigkeitsverteilung an den     Stellen    8       bezw.    9 ergibt sich     aus    den Kurven 10     bezw.     11.

   Im     Bereich    der normalen Strömung     weist     die Geschwindigkeit an beiden Stellen 8 und  9 den gleichen Wert     T'    auf; sie fällt aber im  Bereich der Grenzströmung bis auf den Wert  0 an der     Begrenzungsfläche    ab. Durch die       Einschnürung    werden die langsamer strömen  den Mengen im     Bereich    der Grenzschicht an  der Zylinderfläche 6 am meisten     heschleu-          nigt,    so dass .die     Grenzschichtdicke    nach der       Einschnürung        entsprechend    kleiner wird.

   Die  Strömung ausserhalb der Grenzschicht wird  durch die     Einschnürung    nur     unwesentlich        be-          einflusst,    so dass die Geschwindigkeit im Be  reich der ganzen Strömung im wesentlichen  unverändert bleibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Mehrstufiger Axialverdiehter, dadurch ge kennzeichnet, dass der die Schaufelkränze enthaltende Förderkanal in radialer Richtung mindestens auf einer Seite durch Zylinder flächen begrenzt ist, die stufenförmig anein ander gereiht sind.

   UNTERANSPRUCH Mehrstufiger Axialverdichter nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Laufkranz und den Leitkranz einer Ver- dichterstufe enthaltende Teildes Förderkanals innen und aussen je durch eine Zylinderfläche begrenzt ist.