CH464431A - Leitvorrichtung an Axialverdichter - Google Patents

Leitvorrichtung an Axialverdichter

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CH464431A
CH464431A CH1293267A CH1293267A CH464431A CH 464431 A CH464431 A CH 464431A CH 1293267 A CH1293267 A CH 1293267A CH 1293267 A CH1293267 A CH 1293267A CH 464431 A CH464431 A CH 464431A
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CH
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blades
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compressor
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inlet guide
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Application number
CH1293267A
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English (en)
Inventor
Walter Dipl Ing Becht
Original Assignee
Ltg Lufttechnische Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/56Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/563Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable specially adapted for elastic fluid pumps

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

Description


      Leitvorrichtung        an        Agialverdichter       Die     Erfindung    bezieht sich     auf    eine Leitvorrichtung  an     einem        ein-    oder mehrstufigen     Axialverdichter    mit  einem dem Laufrad der ersten Stufe vorgeschalteten       Vorleitkranz,    dessen     Schaufeln    um radial zur     Verdich-          terachse    angeordnete Achsen schwenkbar sind, und mit  einer vor dem Laufrad der ersten Stufe konzentrisch zur       Verdichterachse    angeordneten, der Form des Saugmun  des bzw.

   des Aussengehäuses angepassten     Stabilisie-          rungsfläche.    Bei     Axialverdichtern    tritt bei starker Dros  selung unterhalb des     normalen    Betriebsbereiches, also  bei kleinerer Fördermenge, eine Instabilität der Kennli  nie auf.

   Die Kennlinie, die dadurch     gekennzeichnet    ist,  dass die Druckerhöhung in Funktion der Fördermenge  aufgetragen wird, erhält bei vom     Normalbetriebszustand     abweichenden Zuständen sattelförmige Einbuchtungen,  die verbunden sind mit einer mehr oder weniger heftigen  Druckabnahme statt mit einer     Druckzunahme.    Diese       Betriebszustände    sind aus     akustischen    Gründen uner  wünscht, da die im Laufrad abgerissene Strömung zu  starken Schallbelästigungen führt. Gleichzeitig mit die  sen Erscheinungen verbunden sind Gefährdungen der  Laufschaufeln, die durch die instabile Strömung in  Schwingungen versetzt werden.

   Diese     Erscheinungen     sind     bedingt    durch eine starke radiale Verschiebung der  Stromlinien im Laufrad nach aussen, so dass sich die  ganze Strömung der Spitze des Laufrades zu verlagert.  Es können bei starker Drosselung     Ringwirbel    am Lauf  radeintritt auftreten, die die Fördermenge bis auf Null       herunterdrücken        können.     



  Ein einfaches Mittel, um diese lästigen Erscheinun  gen auszuschalten, besteht in der Anordnung eines  sogenannten Saugringes oder einer Stabilisierungsfläche,  die vor das Laufrad in einem bestimmten Abstand vom  Gehäuse gesetzt wird. Diese     Stabilisierungsfläche    muss  so nahe wie möglich an die Eintrittskanten der Lauf  schaufeln herangebracht werden. Diese Fläche hat die       Eigenschaft,    dass sie die Ausbildung des vorhin geschil-         derten    Wirbels zum Teil verhindert und in der Nähe der  Schaufelspitzen des Laufrades noch     eine    gesunde Strö  mung erzwingt.

   Dies macht sich bemerkbar     in    einer       Vergleichmässigung    der Charakteristik, d. h. der     Druck-          Mengen-Kurve.    Die     sattelförmigen,    tiefen Ausbuchtun  gen nach unten in der     Kennlinie    verschwinden oder  werden doch so stark     gemildert,    dass ein stabiler Betrieb  möglich ist. Das Schallverhalten des Verdichters ist ein       wesentlich    anderes als ohne diese Stabilisierungsfläche  und die     Schwingungsbeanspruchungen    der     Laufschau-          feln,    werden     gemindert.     



  Bei     Axialverdichtern    mit einem fest eingestellten       Vorleitrad    hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die       Stabilisierungsfläche        zwischen    diesem und dem nachfol  genden Laufrad     anzuordnen.     



  Eine Mengenregelung ist bei jeder     Kreiselmaschine     durch     Drehzahlveränderungen    gegeben. Es können aber  auch mit einer festen Drehzahl die Mengen     vorteilhaft     durch ein regelbares     Leitrad    geregelt werden, welches  vor das Laufrad der ersten Stufe gesetzt wird. Bei einer  Stellung der drehbaren     Leitschaufeln    im Sinne der  Umfangsrichtung wird die Menge verkleinert (Mittdrall).  Bei Gegendrall wird die Menge vergrössert. Bei dieser  Methode der Mengenregelung treten jedoch bei stärkerer       Abdrosselung    wieder dieselben Unannehmlichkeiten auf  wie bei der Stufe ohne Stabilisator.  



  Um einen Verdichter in einem grössten Arbeitsbe  reich betreiben zu können, ohne diese Nachteile der  akustischen Belästigung und der Gefahr der Schaufel  schwingungen in Kauf nehmen zu müssen, soll eine  Leitvorrichtung geschaffen werden, dank welcher der  Verdichter in den verschiedenen Betriebsgebieten mit       annähernd    stabiler     Kennlinie    zu arbeiten vermag. Bei  lufttechnischen Anlagen ist es von grösstem Vorteil, bei  stark     wechselnden    Fördermengen, die mit den Erforder  nissen des mit Luft zu bedienenden Fabrikationsvorgan  ges zusammenhängen, in jedem geforderten Betriebsbe-      reich stabile     Strömungsverhältnisse    in der     Verdichterstu-          fe    zu schaffen.  



  Die gestellte Aufgabe soll     erfindungsgemäss    dadurch  gelöst werden, dass die schwenkbaren     Schaufeln    des       Vorleitkranzes    von der Nabe des Verdichters bis etwa  zur Innenseite der Stabilisierungsfläche reichen, wobei  diese die Schaufeln des     Vorleitkranzes    wenigstens  über deren gesamte     axiale    Erstreckung bis     unmittelbar     vor das Laufrad abdeckt, so dass zwischen der Gehäuse  wand und deren     Stabilisierungsfläche    ein von     Leitschau-          feln,    freibleibender     Ringspalt    entsteht.  



  Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt,  dem zwischen der     Stabilisierungsfläche    und dem Gehäu  se gebildeten Ringspalt eine radiale Breite von etwa 1/8  bis 1/7 der radialen     Laufschaufellänge    zu geben.  



  Ebenso soll bei einer bevorzugten Ausführungsform  der axiale Abstand zwischen den Austrittskanten der       Vorleitschaufeln    des     Vorleitrades    und den Eintrittskan  ten der Laufschaufeln wenigstens das Achtfache der  grössten Profildicke der     Vorleitschaufeln        in    ganz geöff  netem Zustand betragen.  



  Bei der genannten Breite des Ringspaltes ergeben sich  die günstigsten     Kennlinien    im     Druck-Mengen-Dia-          gramm.    Der weiterhin     genannte    Abstand gewährleistet  mit den genannten Massen den akustisch ruhigsten Lauf  des Verdichters.  



  Die     Erfindung    ist in der nachfolgenden Beschreibung  einer     in    der beigefügten Zeichnung rein schematisch  dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstan  des     näher    erläutert.  



       Fig.    1 zeigt einen Teillängsschnitt durch eine     Ver-          dichterstufe,in          Fig.    2 ist eine Einzelheit in vergrössertem Masstab  im Schnitt nach der Linie     II-II    der     Fig.    1 dargestellt.  Der Verdichter weist     in.    üblicher und bekannter  Weise     ein    Laufrad     mit        Schaufeln    1 sowie ein diesem  nachgeschaltetes Leitrad mit     Schaufeln    2 auf.

   Vor dem  Laufrad ist ein     Vorleitrad    3 mit um Achsen 5 schwenk  baren Schaufeln 4 zur Regelung der     Durchsatzmenge     angeordnet. Diese Leitschaufeln 4 des     Vorleitrades    3  erstrecken sich von der Nabe 8 nicht bis zum Gehäuse 6  des Verdichters,     sondern.    lediglich bis zu einer ringförmi  gen Stabilisierungsfläche 7, welche sich wenigstens über  die gesamte axiale Erstreckung der     Leitschaufeln    4 bis  unmittelbar an die Vorderkante der     Laufradschaufeln    1  ausdehnt und so die     Leitschaufeln    4 nach aussen  abdeckt.  



  Die     ringförmige    Stabilisierungsfläche bildet     mit    dem  Gehäuse 6, dem sie in ihrer Form angepasst     ist,    einen  Ringspalt 9. Dieser Ringspalt 9 hat vorzugsweise eine  Breite in     Radialrichtung,    welche etwa 1/8 bis 1/7 der  gesamten radialen Länge der     Laufschaufeln    1 entspricht.  Der zwischen den Vorderkanten der     Laufradschaufeln    1  und den diesen zu gerichteten Kanten der Stabilisie  rungsfläche 7 gebildete Spalt 10 soll so klein wie möglich  gehalten werden. Man wird also mit der Kante der  Stabilisierungsfläche so nahe an die Vorderkanten der       Laufradflächen    1 herangehen, wie es aus Sicherheits  gründen gerade noch möglich ist.

    



  Ebenso wie sich für die Breite des Ringspaltes 9 ein  optimales Mass herausgestellt hat, gilt dies auch für den  Abstand 11     zwischen    den Vorderkanten der     Laufrad-          schaufeln.    1 und den Hinterkanten der     Leitschaufeln    4  des     Vorleitrades    3 in deren ganz geöffnetem Zustand.  Es hat sich herausgestellt, dass dieser Abstand wenig  stens das Achtfache der grössten Profildicke 12 der    Schaufeln 4 des     Vorleitrades    3 in ganz geöffnetem  Zustand betragen sollte.  



  Mit der erfindungsgemässen Anordnung ist es sehr  einfach     möglich,    mit Hilfe des verstellbaren     Vorleitrades     bei konstanter Drehzahl eine Mengenregelung zu errei  chen, ohne dass man bei sehr starker Drosselung in das  Abrissgebiet kommt, in welchem, wie beschrieben, Un  zuträglichkeiten akustischer und mechanischer Natur  auftreten. Dies kann nur durch die beschriebene gegen  seitige Zuordnung der Stabilisierungsfläche mit den  unter     ihr    angeordneten drehbaren     Vorleitschaufeln    vor  dem Laufrad erreicht werden. Auch bei kleinen Mengen  durchsätzen wird eine annähernd monoton verlaufende       Druck-Mengen-Kurve    erzielt.  



  Mit der     erfindungsgemässen        Ausführungsform        eines          Axialverdichters    kann die gestellte Aufgabe sogar so gut  gemeistert werden, dass bei mehrstufigen Verdichtern  lediglich vor das Laufrad der ersten und dann frühestens  der vierten Stufe ein regelbares     Vorleitrad    3 mit der  diesem     erfindungsgemäss    zugeordneten Stabilisierungs  fläche 7 angeordnet zu werden braucht. Die erstrebte       Wirkung    tritt also über drei Stufen ein.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Leitvorrichtung an einem ein- oder mehrstufigen Axialverdichter mit einem dem Laufrad der ersten Stufe vorgeschalteten Vorleitkranz, dessen Schaufeln um ra dial zur Verdichterachse angeordnete Achsen schwenk bar sind, und mit einer vor dem Laufrad der ersten Stufe konzentrisch zur Verdichterachse angeordneten, der Form des Saugmundes bzw.
    des Aussengehäuses ange- passten Stabilisierungsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbaren Schaufeln (4) des Vorleitkranzes (3) von der Nabe (8) des Verdichters bis etwa zur Innenseite der Stabilisierungsfläche (7) reichen, wobei diese die Schaufeln des Vorleitkranzes (3) wenigstens über deren gesamte axiale Erstreckung bis unmittelbar vor das Laufrad (1) abdeckt, so dass zwischen der Gehäusewand (6) und deren Stabilisierungsfläche (7) ein von Leitschaufeln freibleibender Ringspalt (9) ent steht. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Leitvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen der Gehäusewand (6) und der Stabilisierungsfläche (7) gebildete Ringspalt (9) eine radiale Breite von etwa 1/8 bis 1/7 der radialen Länge der Schaufeln des Laufrades (1) aufweist. 2. Leitvorrichtung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand (11) zwischen den Austrittskanten der Schau feln (4) des Vorleitkranzes (3) und den Eintrittskanten der Schaufeln des Laufrades (1) wenigstens das 8-fache der grössten Profildicke (12) der Schaufeln (4) des Vorleitkranzes (3) in ganz geöffnetem Zustand be trägt.
CH1293267A 1966-10-05 1967-09-15 Leitvorrichtung an Axialverdichter CH464431A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477740A1 (de) * 1990-09-25 1992-04-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Axialströmungsgebläse

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0477740A1 (de) * 1990-09-25 1992-04-01 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Axialströmungsgebläse
US5230605A (en) * 1990-09-25 1993-07-27 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Axial-flow blower

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