DE102009043230A1

DE102009043230A1 - Radial compressor diffuser

Info

Publication number: DE102009043230A1
Application number: DE102009043230A
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Komor; Theodor Dr. Wallmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-05-26
Also published as: EP2483567A1; CN102686889A; WO2011036206A1; US20120183395A1

Abstract

Es wird ein Radialverdichterdiffusor für eine Radialverdichterstufe (1) geschaffen, der einen Strömungskanal (7) aufweist, der radial nach außen verläuft und radial innenliegend einen bei einem ersten Radius (10) zylindrisch umlaufenden Eintrittsquerschnitt (9) sowie radial außenliegend einen zylindrisch umlaufenden Austrittsquerschnitt (11) aufweist. Im Bereich des Austrittsquerschnitts (11) ist in dem Strömungskanal (7) eine Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung (15) vorgesehen, durch die die von herkömmlichen beschaufelten Diffusoren bekannten Nachteile vermieden werden.A radial compressor diffuser is created for a radial compressor stage (1), which has a flow channel (7) which runs radially outwards and radially on the inside an inlet cross-section (9) that is cylindrical at a first radius (10) and a radially outer, cylindrical outlet cross-section ( 11). In the area of the outlet cross-section (11), a radial diffuser outlet blading (15) is provided in the flow channel (7), which avoids the disadvantages known from conventional bladed diffusers.

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialverdichterdiffusor für eine Radialverdichterstufe, wobei der Radialverdichterdiffusor eine Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung aufweist.The invention relates to a radial compressor diffuser for a radial compressor stage, wherein the radial compressor diffuser has a radial diffuser outlet blading.

Radialverdichterstufen kommen in unterschiedlichen Bauformen von Turboverdichtern zur Anwendung. Dabei ist die Art der Strömungsführung in den Radialverdichterstufen je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Die Strömungsführung in Radialverdichtern weist ein Laufrad, einen Radialdiffusor, und ein Abströmgehäuse als wesentliche Elemente auf. Dies trifft insbesondere zu für die Strömungsführung von einstufigen Radialverdichtern, einzelnen Stufen von Getriebeverdichtern, oder den Endstufen vielstufiger Einwellenverdichter. Der Radialdiffusor kann sowohl als schaufelloser wie auch als beschaufelter Diffusor ausgeführt werden. Das Abströmgehäuse ist in der Regel als spiralförmiges Gehäuse ausgeführt.Radial compressor stages are used in different types of turbocompressors. The type of flow guidance in the radial compressor stages is different depending on the application. The flow guide in radial compressors has an impeller, a radial diffuser, and a discharge housing as essential elements. This applies in particular to the flow guidance of single-stage centrifugal compressors, individual stages of transmission compressors, or the final stages of multistage single-shaft compressors. The radial diffuser can be designed as a shovelless or as a bladed diffuser. The outflow housing is usually designed as a spiral housing.

Zur Erzielung bester Betriebseigenschaften muss das Spiralgehäuse so ausgelegt und gestaltet sein, dass der statische Druck über den Laufradumfang bzw. über den Umfang des Radialdiffusors hinweg konstant ist. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, dass der Strömungsquerschnitt der Spirale genau an die am Austritt des Radialdiffusors vorherrschenden Strömungsdaten angepasst wird. Da sich aber die Strömungsdaten bei Betrieb entlang der Verdichterkennlinie ändern, gelingt diese Anpassung oft nur sehr unvollkommen: Beispielsweise ist die Spirale nur für einen bestimmten Auslegungspunkt genau an die Strömungsdaten angepasst, wohingegen an den anderen Betriebspunkten („Off-Design-Betriebspunkte”) des Verdichters keine besondere Anpassung der Spirale vorhanden ist. Mit anderen Worten, in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebspunkt liegt eine mehr oder weniger große aerodynamischen Fehlanpassung zwischen Laufrad und Diffusor einerseits und dem Spiralgehäuse andererseits vor, was entsprechend negative Auswirkungen für das Betriebsverhalten des Radialdiffusors zur Folge hat.To obtain the best operating characteristics, the volute must be designed and designed so that the static pressure is constant over the circumference of the impeller or over the circumference of the radial diffuser. In order to achieve this, it is necessary that the flow cross-section of the spiral be adapted exactly to the flow data prevailing at the outlet of the radial diffuser. However, since the flow data change during operation along the compressor characteristic, this adaptation often succeeds only imperfectly. For example, the spiral is adapted to the flow data only for a certain design point, whereas at the other operating points ("off-design operating points") of the Compressor no special adaptation of the spiral is present. In other words, depending on the respective operating point there is a more or less large aerodynamic mismatch between impeller and diffuser on the one hand and the volute casing on the other hand, which has correspondingly negative effects on the performance of the radial diffuser result.

Im Folgenden wird beispielhaft ein Rechengang zum Berechnen der Querschnittsbemessung eines Spiralgehäuses zur Erzielung konstanten statischen Druckes über den Laufrad- bzw. Diffusorumfang beschrieben, wie er in Eckert/Schnell, „Axial- und Radial-Kompressoren”, Springer Verlag, 1961, S. 417 ff angegeben ist. Danach wird als der entscheidende Parameter für die Querschnittsbemessung ein Spiralgrößenparameter C verwendet, der wie folgt berechnet wird:

mit C_u: Tangentialkomponente der Strömungsgeschwindigkeit am Eintritt in die Spirale für den Spiralauslegungspunkt, r: der Radius am Spiraleintritt, Q: der Volumenstrom am Eintritt in die Spirale für den Spiralauslegungspunkt, π: Kreiskonstante.The following is an example of a calculation for calculating the cross-sectional dimensioning of a spiral housing to achieve constant static pressure on the impeller or diffuser circumference described as in Eckert / Schnell, "Axial and Radial Compressors", Springer Verlag, 1961, p 417 ff is specified. Thereafter, a spiral size parameter C is used as the decisive parameter for the cross-sectional dimensioning, which is calculated as follows:

with C _u : tangential component of the flow velocity at the inlet to the spiral for the spiral design point, r: the radius at the spiral inlet, Q: the volume flow at the inlet to the spiral for the spiral design point, π: cycle constant.

Daraus folgt nach Umformung:

bzw.

mit b: Breite des Diffusors am Spiraleintritt.It follows after conversion:

respectively.

with b: width of the diffuser at the spiral inlet.

Somit gilt: Für eine Verdichterstufe mit gegebener Spirale, charakterisiert durch den Spiralgrößenparameter C, wird genau dann ein konstanter Druck über den Umfang des Laufrades bzw. des Diffusors erzielt, wenn der Strömungswinkel den Wert α_c gemäß der obigen Beziehung annimmt. Der sich am Spiraleintritt einstellende Strömungswinkel α wird durch das Laufrad und die weitere Entwicklung der Strömung im Radialdiffusor geprägt. Dieser Winkel ist keineswegs konstant, sondern ändert sich entlang der Verdichterkennlinie. Daher ist nur an dem ausgezeichneten Betriebspunkt, an dem α = α_c gilt, eine optimale Abstimmung zwischen Laufrad, Diffusor und Spirale zu verzeichnen. Bei Betriebspunkten, die von diesem Betriebspunkt abweichen, ist aufgrund α ≠ α_c mit Einbußen zu rechnen.Thus, for a given scroll compressor stage characterized by the scroll size parameter C, a constant pressure over the circumference of the impeller or diffuser is achieved if and only if the flow angle assumes the value α _c according to the above relationship. The flow angle α that occurs at the spiral inlet is shaped by the impeller and the further development of the flow in the radial diffuser. This angle is by no means constant, but changes along the compressor curve. Therefore, only at the excellent operating point where α = α _c applies, an optimal balance between impeller, diffuser and spiral is recorded. At operating points that deviate from this operating point, α ≠ α _{c may lead} to losses.

Darüber hinaus unterbleibt vielfach die dezidierte Auslegung der Spirale und es werden stattdessen Laufrad und Diffusor mit einer im Rahmen einer standardisierten Baukastensystematik bereits vorhandenen Spirale kombiniert. Dies geschieht oftmals aus Kostengründen, wobei nichtoptimale Betriebseigenschaften zugunsten der Kostensituation in Kauf genommen werden. Die oben beschriebene Problematik tritt insbesondere bei schaufellosen Radialdiffusoren auf, aber auch bei beschaufelten Radialdiffusoren. Insbesondere im Falle schaufelloser Radialdiffusoren wirkt sich ein fehlangepasstes Spiralgehäuse vielfach besonders negativ auf das Betriebsverhalten der Verdichterstufe aus.In addition, the dedicated design of the spiral is often omitted, and instead impeller and diffuser are combined with a spiral already present within the framework of a standardized modular system. This is often done for cost reasons, whereby non-optimal operating characteristics are accepted in favor of the cost situation. The problem described above occurs especially with bladeless radial diffusers, but also with bladed radial diffusers. Especially in the case of vaneless radial diffusers, a mismatched spiral casing often has a particularly negative effect on the operating behavior of the compressor stage.

Bei einem beschaufelten Radialdiffusor können die mit fehlangepassten Spiralgehäusen verknüpften Einbußen weitgehend vermieden werden. Mit Hilfe eines beschaufelten Diffusors lassen sich Wirkungsgradvorteile gegenüber einem unbeschaufelten Diffusor erzielen, wobei dies aber nur dann erreicht wird, wenn der beschaufelte Diffusor möglichst nahe zum Laufrad hin positioniert wird. Die Eintrittsverhältnisse r₃/r₁ (r₃ bezeichnet hier den Radius, an dem die Radialerstreckung der Radialverdichterbeschaufelung nach innen endet, und r₁ bezeichnet den Radius, an dem der Eintrittsquerschnitt des Strömungskanals bzw. der Laufradaustritt liegt) bei beschaufelten Diffusoren liegen aus diesem Grund in der Regel zwischen r₃/r₁ = 1,05 und r₃/r₁ 1,2. Geschaufelte Diffusoren sind jedoch nicht immer erwünscht und haben unter anderem den Nachteil einer Einengung des nutzbaren Fahrbereichs und verursachen erhöhten Verdichterlärm. In einem beschaufelten Radialdiffusor können unter Umständen Schwingungsanregungen durch Laufrad-Leitrad-Interaktion auftreten, genauer gesagt ergeben sich Wechselwirkungen zwischen Diffusorschaufeln und Laufschaufeln, was zu einer Schwingungsanregung des hochbelasteten Laufrades führen kann. So ist bei einem beschaufelten Radialverdichterdiffusor aufgrund von Nachlaufdellen des Laufrades mit erheblichen Fluktuationen in der Zuströmung zu den Diffusorschaufeln zu rechnen, was durch Interaktion mit den Diffusorschaufeln unter anderem auch zu dem oben angedeuteten signifikanten Anstieg des Verdichterlärms führt. Die nachteiligen Effekte aufgrund der Laufrad-Leitrad-Interaktion sind umso ausgeprägter je kleiner das Radienverhältnis r₃/r₁ ist.With a bladed radial diffuser, the losses associated with mismatched volute casings can be largely avoided. With the help of a bladed diffuser can be achieved efficiency advantages over a bladed diffuser, but this is only achieved if the bladed diffuser is positioned as close to the impeller out. The inlet conditions r ₃ / r ₁ (r ₃ here denotes the Radius at which the radial extent of the radial compressor blade ends inward, and r ₁ denotes the radius at which the inlet cross section of the flow channel or the impeller outlet is) with bladed diffusers are usually between r ₃ / r ₁ = 1, 05 and r ₃ / r ₁ 1,2. However, scooped diffusers are not always desirable and have the disadvantage, among other things, of narrowing the usable travel range and causing increased compressor noise. In a bladed radial diffuser, under certain circumstances, vibration excitations may occur due to impeller-stator interaction; more specifically, interactions between diffuser blades and blades result, which can cause vibration excitation of the heavily loaded impeller. Thus, in the case of a bladed radial compressor diffuser, considerable fluctuations in the inflow to the diffuser blades are to be expected due to follow-on dents of the impeller, which, inter alia, leads to the above-indicated significant increase in compressor noise due to interaction with the diffuser blades. The adverse effects due to the impeller-impeller interaction are the more pronounced the smaller the radii ratio r ₃ / r ₁ .

Aufgabe der Erfindung ist, einen Radialverdichter zu schaffen, der verbesserte Betriebseigenschaften bei nicht optimal angepasstem Abströmgehäuse aufweist und nicht mit Nachteilen behaftet ist, die von herkömmlichen beschaufelten Diffusoren her bekannt ist.The object of the invention is to provide a centrifugal compressor which has improved operating characteristics with a non-optimally adapted outflow housing and is free from disadvantages known from conventional bladed diffusers.

Erfindungsgemäß wird ein Radialverdichterdiffusor für eine Radialverdichterstufe geschaffen, aufweisend einen Strömungskanal, der radial nach außen verläuft und radial innen liegend einen bei einem ersten Radius zylindrisch umlaufenden Eintrittsquerschnitt sowie radial außen liegend einen zylindrisch umlaufenden Austrittsquerschnitt aufweist und der derart gestaltet ist, dass im Betrieb des Radialverdichterdiffusors eine von einem unmittelbar stromauf des Radialverdichterdiffusors angeordneten Radialverdichterlaufrad abströmende und durch den Eintrittsquerschnitt in den Strömungskanal eintretende Gasströmung zum Abströmen durch den Austrittsquerschnitt in ein Abströmspiralgehäuse verzögert wird. Im Bereich des Austrittsquerschnitts in dem Strömungskanal ist eine Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung vorgesehen, die bewirkt, dass der von der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung aufgeprägte Abströmwinkel der Gasströmung nahezu unbeeinflusst von dem Betriebszustand des Radialverdichterlaufrads ist und dass deren Radialerstreckung nach innen an einem dritten Radius endet, wobei das Verhältnis des dritten Radius zum ersten Radius mindestens 1,2 beträgt. Erfindungsgemäß wird außerdem eine Radialverdichterstufe geschaffen, die den erfindungsgemäßen Radialverdichterdiffusor aufweist.According to the invention, a radial compressor diffuser for a radial compressor stage is provided, comprising a flow channel which extends radially outwards and radially inwardly has a cylindrical inlet flow area at a first radius and radially outwardly a cylindrical circumferential outlet cross-section and which is designed such that during operation of the radial compressor diffuser a gas flow flowing away from a radial compressor impeller arranged immediately upstream of the radial compressor diffuser and entering through the inlet cross section into the flow duct is delayed for outflow through the outlet cross section into a outflow spiral casing. Provided in the region of the exit section in the flow channel is a radial diffuser exit paddle which causes the gas flow discharge angle imparted by the radial diffuser exit paddle to be nearly unaffected by the operating state of the radial compressor impeller and its radial extension to terminate inwardly at a third radius, the ratio of the third radius to the first radius is at least 1.2. According to the invention, a radial compressor stage is also provided which has the radial compressor diffuser according to the invention.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Radialverdichterdiffusors ist, dass für den äußeren Bereich des Radialdiffusors eine Leitbeschaufelung verwendet wird, die auch bei Variation des Volumenstroms entlang der Kennlinie einen nahezu konstanten Abströmwinkel α mit dem Wert α_c bewirkt, wodurch im gesamten Bereich der Kennlinie eine optimale Zuströmung zur Spirale erreicht wird und Einbußen bei Wirkungsgrad und Verdichterarbeit vermieden werden.An advantage of the radial compressor diffuser according to the invention is that for the outer region of the radial diffuser a Leitbeschaufelung is used, which causes a nearly constant outflow angle α with the value α _c even with variation of the volume flow along the characteristic, whereby in the entire range of the characteristic optimum flow to Spiral is achieved and losses in efficiency and compressor work can be avoided.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung des Radialverdichterdiffusors eine Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Leitschaufeln auf, deren Vorderkanten an dem dritten Radius umlaufend angeordnet sind. Dabei weist bevorzugt die Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Leitschaufeln Hinterkanten auf, die in einem Bereich zwischen dem dritten Radius und dem Radius des Austrittsquerschnitts umlaufend angeordnet sind.According to one embodiment of the invention, the radial diffuser outlet blading of the radial compressor diffuser has a plurality of circumferentially arranged vanes, the leading edges of which are circumferentially arranged at the third radius. In this case, the plurality of guide vanes arranged over the circumference preferably has trailing edges which are arranged circumferentially in a region between the third radius and the radius of the outlet cross section.

Die erfindungsgemäße Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung weist ein höheres Eintrittsradienverhältnis r₃/r₁ auf als dies bei herkömmlichen beschaufelte Diffusoren der Fall ist, weswegen die Leitbeschaufelung in einer Zone platziert ist, in der ein vergleichsweise niedriges Geschwindigkeitsniveau herrscht (das Geschwindigkeitsniveau im Diffusor verhält sich etwa proportional zum Kehrwert der radialen Erstreckung). Dadurch sind einerseits die Inzidenzverluste am Eintritt der Beschaufelung niedrig, andererseits herrscht in der Engstelle zwischen den Stufen ein solch niedriges Geschwindigkeits- bzw. Machzahlniveau, dass auch zu hohen Volumenströmen hin die kritische Massenstromdichte nicht erreiche wird. Damit tritt bei der erfindungsgemäßen Beschaufelung keine Einschnürung des Betriebsbereiches ein, wie es bei herkömmlichen beschaufelten Diffusoren der Fall ist. Ferner sind bei dem Radienverhältnis r₃/r₁ ≥ 1,2 die Nachlaufdellen weitgehend ausgeglichen, so dass negative Effekte, die durch Laufrad-Leitrad-Wechselwirkung verursacht werden, vermieden werden. Bevorzugt beträgt das Verhältnis des dritten Radius zum ersten Radius mindestens 1,35.The radial diffuser exit blading of the present invention has a higher inlet radii r ₃ / r ₁ than conventional bladed diffusers, and therefore the blading is placed in a zone having a comparatively low speed level (the speed level in the diffuser is approximately proportional to the reciprocal the radial extent). As a result, on the one hand the incidence losses at the inlet of the blading are low, on the other hand there is such a low speed or Mach number level in the constriction between the steps that even at high volume flows the critical mass flow density will not reach. Thus occurs in the blading according to the invention no constriction of the operating range, as is the case with conventional bladed diffusers. Further, at the radii ratio r ₃ / r ₁ ≥ 1.2, the trailing dents are largely balanced, so that negative effects caused by impeller-stator interaction are avoided. Preferably, the ratio of the third radius to the first radius is at least 1.35.

Die erfindungsgemäße Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung bewirkt, dass der aufgeprägte Abströmwinkel eine verbesserte Aasströmung zum spiralförmigen Sammelraum gewährleistet und deren radiale Erstreckung nach innen an dem dritten Radius endet, wobei das Verhältnis des dritten Radius zum ersten Radius mindestens so groß ist, dass die von herkömmlichen beschaufelten Radialdiffusoren bekannten Nachteile vermieden werden.The radial diffuser exit blading according to the invention causes the impressed outflow angle to ensure improved jet flow to the spiral plenum and to terminate radially inward at the third radius, the ratio of the third radius to the first radius being at least as great as known drawbacks of conventional bladed radial diffusers be avoided.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radialverdichterdiffusors anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigt:In the following, a preferred embodiment of an inventive Radial compressor diffuser explained with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:

1 eine schematische Schnittansicht einer Radialverdichterstufe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 1 a schematic sectional view of a radial compressor stage according to an embodiment of the invention; and

2 eine Draufsicht der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung der Radialverdichterstufe aus 1. 2 a plan view of the Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung the radial compressor stage 1 ,

In 1 wird eine schematische Schnittansicht einer Radialverdichterstufe 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Radialverdichterstufe 1 weist ein Radialverdichterlaufrad 3, einen Radialverdichterdiffusor 6, sowie ein Abströmspiralgehäuse 8 auf. Das Radialverdichterlaufrad 3 sitzt auf einer Welle 2 zum Antreiben des Radialverdichterlaufrads 3. Im Betrieb der Radialverdichterstufe 1 tritt Gas über einen Laufradeintritt 4 des Radialverdichterlaufrads 3 in das Radialverdichterlaufrad 3 ein, durchströmt das Radialverdichterlaufrad 3 und tritt über den Laufradaustritt 5 und über einen Radialverdichterdiffusoreintritt 9 in den Radialverdichterdiffusor 6 ein.In 1 is a schematic sectional view of a radial compressor stage 1 shown according to an embodiment of the invention. The radial compressor stage 1 has a centrifugal compressor impeller 3 , a centrifugal compressor diffuser 6 , and a Abströmspiralgehäuse 8th on. The radial compressor impeller 3 sits on a wave 2 for driving the centrifugal compressor impeller 3 , In operation of the radial compressor stage 1 Gas enters via an impeller inlet 4 of the centrifugal compressor impeller 3 into the centrifugal compressor impeller 3 a, flows through the radial compressor impeller 3 and passes over the impeller exit 5 and via a radial compressor diffuser inlet 9 in the radial compressor diffuser 6 one.

Der Radialverdichterdiffusoreintritt 9 ist in einem bestimmten, gemäß 1 als Radius 10 bezeichneten radialen Abstand zur Achse der Welle 2 angeordnet. Der Radialverdichterdiffusor 6 weist ferner einen Kanal 7 sowie einen Austritt 11 auf, der am Radius 12 angeordnet ist und eine bestimmte Breite 13 hat. An den Diffusor 6 schließt sich ein Abströmspiralgehäuse 8 mit einem Abströmgehäuseeintritt 14 an. Der Diffusor 6 weist ferner eine Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 auf. Die Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 ist nahe zum Radialdiffusoraustritt 11 hin angeordnet und erstreckt sich zwischen einem Radius 16, d. h. dem Radius am Eintritt der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15, und dem Bereich zwischen dem dritten Radius 16 und dem Radius 12 des Austrittsquerschnitts 11. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 im äußeren Bereich des Radialverdichterdiffusors 6, kurz vor der Eintrittszone des Abströmspiralgehäuses 8 vorgesehen. Das Eintrittsradienverhältnis, hier das Verhältnis zwischen dem Radius 16 am Eintritt der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 und dem Radius 10 am Radialdiffusoreintritt 9, liegt oberhalb des Eintrittsradienverhältnisses in herkömmlichen beschaufelten Radialdiffusoren.The radial compressor diffuser inlet 9 is in a particular, according to 1 as a radius 10 designated radial distance to the axis of the shaft 2 arranged. The radial compressor diffuser 6 also has a channel 7 as well as an exit 11 up, at the radius 12 is arranged and a certain width 13 Has. To the diffuser 6 closes a Abströmspiralgehäuse 8th with a discharge housing entrance 14 at. The diffuser 6 also has a radial diffuser exit blading 15 on. The radial diffuser exit blading 15 is close to the radial diffuser exit 11 arranged and extends between a radius 16 ie the radius at the entrance of the radial diffuser exit blading 15 , and the area between the third radius 16 and the radius 12 the outlet cross-section 11 , In the in 1 shown embodiment is a Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 in the outer region of the radial compressor diffuser 6 , just before the entry zone of the Abströmspiralgehäuses 8th intended. The Eintrittsradienverhältnis, here the relationship between the radius 16 at the entrance of the radial diffuser exit blading 15 and the radius 10 at Radialdiffusoreintritt 9 , is above the inlet radii ratio in conventional bladed radial diffusers.

In 2 wird schematisch ein Teil der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 der Radialverdichterstufe aus 1 gezeigt. Die Beschaufelung 15 weist eine Vielzahl von Leitschaufeln 17 auf, die sich radial zwischen dem Radius 22 und dem Radius 16 erstrecken. Dabei befinden sich jeweils die Hinterkanten 20 der Leitschaufeln 17 am Radius 22 und die Vorderkanten 19 der Leitschaufeln 17 sind am Radius 16 angeordnet. Ferner sind die Leitschaufeln 17 gegenüber einer radialen Richtung geneigt, so dass der sich einstellende Strömungsgeschwindigkeitsvektor 21 stromabwärts der Leitschaufeln 17 bzw. der Radialdiffusoraustrittsbeschaufelung 15 den Abströmwinkel α aufweist, der in 2 mit 18 bezeichnet ist.In 2 schematically becomes part of the radial diffuser exit blading 15 the radial compressor stage 1 shown. The blading 15 has a variety of vanes 17 on, extending radially between the radius 22 and the radius 16 extend. Here are each the trailing edges 20 the vanes 17 at the radius 22 and the leading edges 19 the vanes 17 are at the radius 16 arranged. Further, the vanes 17 inclined relative to a radial direction, so that the adjusting flow velocity vector 21 downstream of the vanes 17 or the radial diffuser exit blading 15 has the outflow angle α, the in 2 With 18 is designated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Eckert / Schnell, "Axial and Radial Compressors", Springer Verlag, 1961, p. 417 et seq. [0004]

Claims

Radial compressor diffuser for a radial compressor stage ( 1 ), with a flow channel ( 7 ) which extends radially outward and radially inward one at a first radius ( 10 ) Cylindrical circulating inlet cross-section ( 9 ) and radially outwardly lying a cylindrical circumferential outlet cross-section ( 11 ), wherein the flow channel ( 7 ), one of a directly upstream of the radial compressor diffuser ( 6 ) arranged radial compressor impeller ( 3 ) and through the inlet cross section ( 9 ) in the flow channel ( 7 ) entering gas flow for outflow through the outlet cross-section ( 11 ) in a Abströmspiralgehäuse ( 8th ), wherein in the region of the outlet cross-section ( 11 ) in the flow channel ( 7 ) a radial diffuser exit blading ( 15 ) is provided which causes the radial diffuser exit blading ( 15 ) impressed outflow angle ( 18 ) of the gas flow almost unaffected by the operating state of the radial compressor impeller ( 3 ) and that their radial extension inwards at a third radius ( 16 ), where the ratio of the third radius ( 16 ) to the first radius ( 10 ) is at least 1.2.

A radial compressor diffuser according to claim 1, wherein said radial diffuser exit blading ( 15 ) a plurality of circumferentially arranged guide vanes ( 17 ) whose leading edges ( 19 ) at the third radius ( 16 ) are arranged circumferentially.

A radial compressor diffuser according to claim 2, wherein said plurality of circumferentially disposed vanes (FIGS. 17 ) Trailing edges ( 20 ) in a region between the third radius ( 16 ) and the radius ( 12 ) of the outlet cross section ( 11 ) are arranged circumferentially.

A radial compressor diffuser according to claim 3, wherein the ratio of the third radius ( 16 ) to the first radius ( 10 ) is at least 1.35.

Radial compressor stage with a radial compressor diffuser ( 6 ) according to one of claims 1 to 4.