DE102015220333A1

DE102015220333A1 - Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad in einem Radialverdichter und eine Turbomaschine

Info

Publication number: DE102015220333A1
Application number: DE102015220333.6A
Authority: DE
Inventors: Simon SCHULDT; Knut Rosenau
Original assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US10465705B2; US20170108004A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad in einem Radialverdichter einer Turbomaschine, gekennzeichnet durch mindestens eine mechanischer Stellvorrichtung (20), mit der das Gehäuse (3) des Laufrades (1) gezielt zur Einstellung des Spaltes (21) axial verstellbar ist, wobei die mindestens eine Stellvorrichtung (20) über einen Stellring (10) ansteuerbar ist und eine Kraft- und / oder Drehmomentübertragung vom Stellring (10) über mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9), insbesondere einem Gewindehebel, oder einem Kipphebel (26) bewirkbar ist. Die Erfindung betrifft auch eine Turbomaschine, insbesondere ein Flugzeugtriebwerk, mit einer solchen Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad in einem Radialverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Turbomaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
Wenn in einem Radialverdichter z.B. durch thermische Einwirkungen ein Spalt zwischen dem Laufrad, d.h. den Spitzen der Rotorschaufeln, und dem Gehäuse des Laufrades entsteht, sinkt die Effizienz des Radialverdichters. Es muss aber auch das Risiko minimiert werden, dass das Laufrad im Betrieb in dem Gehäuse anläuft, so dass bei der Montage immer ein gewisser Sicherheitszuschlag für einen Effizienzverlust während der Nutzungsdauer vorgehalten wird.
Vorrichtungen zur Einstellung des Spaltes sind z.B. aus der US 2014/017060 A1 , der US 6,273,671 B1 , der US 2015/016946 , der US 2013/202428 , der WO 2014 / 053722 A1 , der US 2011/002774 A1 und der US 4687412 A bekannt.
Es besteht die Aufgabe, robuste und effiziente Vorrichtungen zur Einstellung des Spaltes zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dabei dient mindestens eine mechanische Stellvorrichtung dazu, das Gehäuse des Laufrades axial gezielt zur Einstellung des Spaltes zu verstellen, wobei die mindestens eine Stellvorrichtung über einen Stellring – insbesondere synchron – ansteuerbar ist und eine Kraft- und / oder Drehmomentübertragung vom Stellring über mindestens eine Verstellhebelvorrichtung bewirkbar ist. Der Stellring dient dazu, Kräfte von der mindestens einen Stellvorrichtung zu der mindestens einen diskreten Verstellhebelvorrichtung zu leiten und – wenn mehrere Verstellhebelvorrichtungen vorhanden sind – diese zu synchronisieren.
Diese Vorrichtung benötigt keine Federelemente oder sonstigen Energiespeicher, um in einfacher und effizienter Weise die mindestens eine mechanische Stellvorrichtung zu betätigen. Die Spalteinstellung erfolgt hier axial parallel zur Drehachse des Radialverdichters.
Dabei kann in einer Ausführungsform der Stellring auf der Saugseite (d.h. vor dem Radialverdichter) des Radialverdichters konzentrisch um die Drehachse des Laufrades angeordnet sein, wobei der Stellring axial und / oder in Umfangsrichtung relativ zum Gehäuse beweglich ist. In einer Alternative ist die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Radialverdichters beweglich angeordnet. In einer anderen Alternative ist die mindestens eine Verstellhebelvorrichtungen parallel zur Drehachse des Radialverdichters beweglich angeordnet sind. Die Anordnung und / oder die Beweglichkeit des Stellrings kann somit an die baulichen Gegebenheiten in der Umgebung des Radialverdichters angepasst werden.
In einer Ausführungsform kann die axiale Einstellung so vorgenommen werden, dass mittels Stellring jeweils ein Drehmoment auf die mindestens eine Stellvorrichtung mit einem Gewindehebel übertragbar ist, wobei das Drehmoment in den Gewindehebeln jeweils eine axial wirkende Kraft zur Verstellung des Gehäuses des Laufrades erzeugt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Drehmoment in dem Gewindehebel an einer Welle angreift, die axial an einem Diffusorgehäuse, insbesondere durch einen Lagerbock, abgestützt ist. In einer Ausführungsform erfolgt dann die Umwandlung des Drehmoments in eine axial wirkende Kraft über ein Gewinde, insbesondere ein Flachgewinde, eine Wendelnutführung, ein Trapezgewinde, ein Sägengewinde oder ein Rundgewinde. Ein Trapezgewinde weist eine konzentrische Selbstzentrierung auf.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Gewinde in einer Muttervorrichtung angeordnet, wobei die Muttervorrichtung mit einem Anbindungselement zur Übertragung der axial wirkenden Kraft gekoppelt ist. Über eine Gewindeverbindung lässt sich ein Drehmoment einfach und genau in eine lineare, hier axial wirkende Kraft umwandeln. Diese Kraft dient dann dem Einstellen des Spaltes. Das Anbindungselement ist in einer der Ausführungsformen eine im Wesentlichen starre Verbindung mit der die Bewegung der Muttervorrichtung auf das Gehäuse des Laufrades bewirkt wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung jeweils ein Gelenkgetriebe, insbesondere einen Zweigelenkhebel mit einem Kipphebel und einen Schlepphebel zur Umwandlung einer axialen Bewegung des Stellrings in eine axiale Bewegung des Gehäuses des Laufrades auf. Dies zeigt, dass die Verstellhebelvorrichtungen grundsätzlich unterschiedlich ausgestaltete Hebelgetriebe verwenden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist zur Vermeidung oder Minimierung einer Drehbewegung des Gehäuses des Laufrades eine Federvorrichtung als Verbindung zu einem radial anschließenden Diffusorgehäuse vorgesehen. Die Federvorrichtung kann z.B. als federnder Vollring ausgebildet sein, der einen Übergang zwischen einem radial anschließenden Diffusorgehäuse und dem Gehäuse des Radialverdichters abdichtet.
Für eine gleichmäßige Einstellung des Spaltes sind in einer Ausführungsform zwischen drei und zwanzig, bevorzugt zwischen fünf und zehn Stellvorrichtungen konzentrisch um die Drehachse im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet.
Zusätzlich kann in einer Ausführungsform das Gehäuse des Laufrades mechanisch mit einer Druckkammer so gekoppelt sein, dass der Druck in der Druckkammer einen Beitrag zur Einstellung des Spaltes liefert. So kann z.B. die auf das Gehäuse des Laufrades wirkende Druckkraft unterstützend für die axiale Kraft sein, die von der mindestens einen mechanischen Stellvorrichtung ausgeht. Die mindestens eine Stellvorrichtung selbst kann z.B. wenigstens teilweise innerhalb der Druckkammer angeordnet sein.
Die Aufgabe wird auch durch eine Turbomaschine, insbesondere ein Flugzeugtriebwerk, mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erläutert. Dabei zeigt
1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad;
2 eine perspektivische Ansicht von Stellvorrichtungen und eines um die Drehachse beweglichen Stellringes für eine Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß 1, ausgeführt als Gewindehebel mit Gleitstein und Schiebeführung;
3 eine perspektivische Ansicht von Stellvorrichtungen und eines um die Drehachse beweglichen Stellringes für die Ausführungsform einer Vorrichtung, ausgeführt als Gewindehebel mit Schlepphebel;
4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform mit Stellvorrichtungen und eines um die Drehachse beweglichen Stellringes für eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes, ausgeführt als Kipphebel mit Schlepphebel;
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform mit Stellvorrichtungen und einem und um die Drehachse beweglichen Stellring, ausgeführt als Kipphebel mit Schlepphebel;
6 eine Detailansicht einer federnden Verbindung des Gehäuses des Laufrades mit dem radial anschließenden Diffusor;
7 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung unter Verwendung einer Druckkammer.
In der 1 ist in einer Schnittansicht ein Teil eines Radialverdichters dargestellt, wie er z.B. in Turbomaschinen, wie Flugzeugtriebwerken, eingesetzt wird. Der Radialverdichter weist ein Laufrad 1 auf, das sich um eine Drehachse D dreht. Die zu verdichtende Luft strömt – durch Pfeile symbolisiert – in der hier dargestellten Ausführungsform von der Saugseite links kommend im Wesentlichen axial in das Laufrad 1 des Radialverdichters ein. Im Bereich des Einlaufs ist eine Axialführung 13 mit einer Dichtung angeordnet.
Im Laufrad 1 wird die Strömung in eine radiale Richtung umgelenkt und tritt dann in den Diffusor 2 (Stator) ein. Am Ausgang des Diffusors liegt dann die gewünschte Druckerhöhung vor.
Das Laufrad 1 wird zur Saugseite hin von einem Gehäuse 3 abgedeckt. Der Diffusor 2 verläuft in einem Diffusorgehäuse 22. Im Übergangsbereich zwischen dem Gehäuse 3 des Laufrades 1 und des Diffusorgehäuses 22 ist eine Dichtung 8 angeordnet.
Auf Grund insbesondere von thermischen Belastungen kann zwischen dem Laufrad 1 und dem Gehäuse 3 des Laufrades ein unerwünscht großer Spalt 21 auftreten. In der in 1 dargestellten Ausführungsform ist dieser Spalt 21 durch eine Vorrichtung einstellbar, die mittels einer mehrere Teile 4, 5, 6, 7 aufweisenden mechanischen Stellvorrichtung 20 auf das Gehäuse 3 des Laufrades 1 wirkt.
Im Folgenden wird eine Möglichkeit der Gestaltung der Stellvorrichtung 20 beschrieben.
Zur Einstellung des Spaltes 21 (oder auch der Spaltweite) ist das Gehäuse 3 des Laufrades 1 relativ zum Laufrad 1 insbesondere in axialer Richtung beweglich ausgebildet. Durch eine Verschiebung des Gehäuses 3 in axialer Richtung auf den Spalt 21 hin – durch Doppelpfeile dargestellt – kann der Spalt in gewünschter Weise eingestellt werden.
Vor allem ist es das Ziel, den Spalt am Radialverdichteraustritt möglichst gering zu halten, da gerade an dieser Stelle in der Luftströmung Nachlaufdellen durch große Spalte entstehen. Diese sorgen für einen Effizienzverlust.
Die axiale Bewegung des Gehäuses 3 wird hier durch eine Verstellhebelvorrichtung mit einem Gewindehebel 9, der über Gleitstein 11 und Schiebeführung 12 mit einem Stellring 10 (besser in 2 erkennbar) gekoppelt sind. In 1 ist eine Stellvorrichtung 20 zur axialen Verstellung des Gehäuses 3 des Laufrades 1 dargestellt.
Die Stellvorrichtung 20 weist in dieser Ausführungsform einen Lagerbock 4 auf, der mit dem Diffusorgehäuse 22 fest verbunden ist. In dem Lagerbock 4 ist eine Gleitbuchse 5 mit Flansch angeordnet, in der eine Welle 6 angeordnet ist, die durch die Gleitbuchse 5 radial gelagert wird. Ein Absatz der Welle 6 liegt an dem Flansch der Gleitbuchse 5 an, so dass die Welle 6 auch axial gelagert ist.
An der dem Diffusorgehäuse 22 abgewandten Seite weist die Welle 6 ein Gewinde 23 auf, dass hier als Wendelnut ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein Spitzgewinde, ein Trapezgewinde, ein Sägengewinde, ein Flachgewinde oder ein Rundgewinde verwendet werden. Die Welle 6 ist mit der Verstellhebelvorrichtung gekoppelt, so dass eine Drehbewegung an dem Gewindehebel 9 eine Drehbewegung der Welle 6 bewirkt.
Die Welle 6 ist über das Gewinde 23 mit einer Muttervorrichtung 7 verbunden. Die Muttervorrichtung 7 ist mit einer Anbindung 24 an das Gehäuse 3 des Laufrades 1 gekoppelt.
Insgesamt weisen die Stellvorrichtungen 20 in dieser Ausführungsform jeweils einen Lagerbock 4 am Diffusorgehäuse 22 und eine Welle 6 in einer Gleitbuchse 5 auf, wobei die Welle 6 ein Gewinde 23 zur Verbindung mit einer Muttervorrichtung 7 aufweist, an der eine Anbindung 24 zum Gehäuse 3 des Laufrades 1 angeordnet ist.
Wird über die Gewindehebel 9 ein Drehmoment auf die Welle 6 übertragen, so dreht sich die Welle 6 in der Gleitbuchse 5. Auf Grund des Gewindes 23 wird die Drehbewegung auf die Muttervorrichtung 7 übertragen, die sich dadurch in axialer Richtung (siehe Doppelpfeil) bewegt. Somit kann über die Verstellhebelvorrichtung 9 eine axiale Verstellung der Muttervorrichtung bewirkt werden.
Diese axiale Einstellbewegung überträgt sich über die fest mit der Muttervorrichtung 7 verbundene Anbindung 24 auf das Gehäuse 3 des Laufrades 1. Damit kann das Gehäuse axial in Richtung auf den Spalt 21 oder auch vom Spalt 21 weg bewegt werden, um eine Einstellung des Spaltes 21 zu ermöglichen.
Wie in 2 dargestellt, sind um das Gehäuse 3 des Laufrades 1 fünf Stellvorrichtungen 20 in gleichem Winkelabstand von 72° um die Drehachse D angeordnet.
Das Laufrad 1 und der Diffusor 2 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt. In alternativen Ausführungsformen können weniger oder mehr Stellvorrichtungen 20 vorgesehen sein. Damit kann das gesamte Gehäuse 3 des Laufrades 1 somit gezielt in axialer Richtung bewegt werden, um den Spalt 21 einzustellen.
In 2 sind die Stellvorrichtungen mit den Gewindehebeln 9 an einem Ende mit dem Stellring 10 beweglich verbunden, wobei in der Ausführungsform gemäß der 2 ein Gewindehebel 9 in Kombination mit Gleitstein und Schiebeführung verwendet wird.
Wenn der Stellring 10 in der dargestellten Ausführungsform in Umfangsrichtung um die Drehachse D bewegt wird – in 2 durch Doppelpfeil und „1. Rotation“ angedeutet – werden die Gewindehebel 9 über den Gleitstein („2 Gleiten“) entsprechend synchron ausgelenkt („3 Rotation“), d.h., es wird eine Drehbewegung erzeugt, die dann – wie im Zusammenhang mit der 1 beschrieben – in eine axiale Einstellbewegung („4 Axiale Verstellung“) für das Gehäuse 3 des Laufrades 1 umgesetzt wird.
Der Stellring 10 erlaubt somit in einfacher Weise eine synchrone Übertragung einer Drehbewegung, die dann in eine lineare, axiale Bewegung umgesetzt wird.
In der Ausführungsform gemäß 2 sind die Gewindehebel 9 in Kombination mit einem Gleitstein und vorzugsweise als Langloch ausgebildeter Schiebeführung 12 (siehe 1) angeordnet. Zwischen dem Stellring 10 und dem Gewindehebel 9 ist ein Gleitstein 11 angeordnet, der die Reibung bei der zuvor beschriebenen Bewegung verringert.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform zur Einstellung des Spaltes 21 mit Gewindehebel 9 und einem Schlepphebel 18 dargestellt. Grundsätzlich ist diese Ausführung zur Ausführungsform gemäß 2 ähnlich, so dass auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann.
Der Stellring 10 wird auch hier um die Drehachse D bewegt („1. Rotation“ in 3). Dadurch werden die Kipphebel 18 der fünf Verstellhebelvorrichtungen ebenfalls gedreht (siehe Pfeile, „2. Bewegung“). Durch diese Drehbewegung wird die hier nicht dargestellte Welle 6 gedreht („3. Rotation“), so dass das Gehäuse 3 axial verstellt wird („4. Axiale Verstellung“).
In der 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Einstellung des Spaltes 21 dargestellt, die neben Kipphebeln 26 auch Schlepphebel 18 aufweisen. Auch erfolgt die synchrone Ansteuerung der Kipphebel 26 durch den Stellring 10 in anderer Art, da sich der Stellring neben einer Bewegung um die Drehachse D auch in axialer Richtung bewegt.
Die Kipphebel 26 sind jeweils mit einem Schlepphebel 18 verbunden, der wiederum an der Stellvorrichtung 20 angeordnet ist. In 4 ist der Stellring 10 in einer ersten Arbeitsposition dargestellt, das ist die Position, in der er sich am weitesten zum Rotor bewegt hat.
Wenn der Stellring 10 um die Drehachse D in Rotation versetzt wird („1. Rotation“), werden die Kipphebel 26 ebenfalls in Rotation versetzt („2. Rotation“). Die Kipphebel 26 versetzten die Schlepphebel 18 in Rotation („3. Rotation“), was dann zur axialen Verstellung des Gehäuses 3 führt („4. Axiale Verstellung“).
Die Schlepphebel 18 sind jeweils an Lagerböcken 19 auf dem Gehäuse 3 des Laufrades 1 angelenkt, so dass dieses Gehäuse 3 durch die Drehbewegung in eine axiale Bewegung versetzt wird, mit der der Spalt 21 einstellbar ist.
Somit weist die Stellvorrichtung 20 dieser Ausführungsform keine Welle 6 mit einem Gewinde 23 auf, um eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzusetzen, sondern ein Zweihebelgelenk mit einem Kipphebel 26 und einem Schlepphebel 18, der mit einem Lagerbock 19 am Gehäuse 3 des Laufrades 1 befestigt ist.
Die hier gezeigten Verstellhebelvorrichtungen 9 (d.h. Kipphebel 26 und Schlepphebel 18) wirken jeweils mit dem Stellring 10 zusammen, um den Spalt 21 einzustellen. Die Ausgestaltung der Verstellhebelvorrichtungen 9, kann dabei in unterschiedlicher Weise vorgenommen werden.
In 5 wird eine alternative Variante gemäß 4 gezeigt, die aber kürzere Kipphebel 26 aufweist. Ansonsten kann auf die Beschreibung der 4 Bezug genommen werden.
Zur Vermeidung oder Minimierung einer Rotation des Gehäuses 3 des Laufrades 1 ist ein ringförmiges Federelement 16 vorgesehen, das am Übergang zwischen Diffusorgehäuse 22 und dem Gehäuse 3 des Laufrades 1 angeordnet ist. Dies ist in 6 dargestellt. In einer alternativen Ausgestaltung kann das Federelement 16 auch als elastischer Vollring ausgebildet sein, der den Gehäuseübergang abdichtet.
Die Ausführungsformen der 2 bis 5 zeigen, dass unterschiedliche Verstellhebelvorrichtungen 9 verwendet werden können, um eine Bewegung des Stellrings 10 synchron in eine axiale Bewegung des Gehäuses 3 des Laufrades 1 umzusetzen.
In 7 ist eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß 1 dargestellt, so dass auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden kann. Insbesondere ist die Stellvorrichtung 20 unter Verwendung des Lagerbocks 4, der Gleitbuchse 5, der Welle 6, dem Gewinde 23 und der Muttervorrichtung 7 gleich. Auch die Ansteuerung der Verstellhebelvorrichtungen 9 über den Stellring 10 erfolgt so, wie dies z.B. in den 2 und 3 dargestellt ist.
In der Ausführungsform gemäß der 7 ist die Stellvorrichtung 20 zur Haltung des Spaltes 21 in einer Druckkammer 25 angeordnet, die von einer Druckkammerwand 14 umgeben ist.
Über eine Druckleitung 14 kann die Druckkammer 25 unter einen Überdruck gesetzt werden, so dass eine Druckdifferenz zwischen dem Radialverdichter und der Umgebung erzeugt wird. Durch den erhöhten Druck kann die Stellvorrichtung 20 kleiner und leichter dimensioniert werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass die Stellvorrichtung 20 außerhalb des Druckraums 25 angeordnet wird.
Der Druckaufbau kann z.B. über den Brennkammerdruck oder Verdichterzapfluft gespeist werden. Der Druck kann auch regelbar sein, so dass er auf unterschiedliche Betriebszustände eingestellt werden kann.
Alternativ kann auch eine Stellvorrichtung 20 mit Kipphebeln 26 und Schlepphebeln 18 gemäß einer der Ausführungsformen in 4 und 5 mit einer Druckkammer 25 kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Laufrad des Radialverdichters
2: Diffusor
3: Gehäuse des Laufrades
4: Lagerbock
5: Gleitbuchse mit Flansch
6: Welle mit Gewinde
7: Muttervorrichtung
8: Dichtung
9: Verstellhebelvorrichtung, Gewindehebel
10: Stellring für Verstellhebelvorrichtungen
11: Gleitstein
12: Schiebeführung oder Langloch im Gewindehebel
13: Axialführung und Dichtung des Gehäuses des Radialverdichters
14: Druckkammerwand
15: Zugang Druckleitung
16: ringförmiges Federelement
18: Schlepphebel
19: Lagerbock auf Gehäuse des Laufrades
20: Stellvorrichtung
21: Spalt
22: Diffusorgehäuse
23: Gewinde
24: Anbindung der Muttervorrichtung mit dem Gehäuse des Laufrades
25: Druckkammer
26: Kipphebel
D: Drehachse des Laufrades
K: axiale Kraft zur Einstellung des Spaltes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2014/017060 A1 [0003]
US 6273671 B1 [0003]
US 2015/016946 [0003]
US 2013/202428 [0003]
WO 2014/053722 A1 [0003]
US 2011/002774 A1 [0003]
US 4687412 A [0003]

Claims

Vorrichtung zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem Gehäuse eines Laufrades und dem Laufrad in einem Radialverdichter einer Turbomaschine, gekennzeichnet durch mindestens eine mechanische Stellvorrichtung (20), mit der das Gehäuse (3) des Laufrades (1) gezielt zur Einstellung des Spaltes (21) axial verstellbar ist, wobei die mindestens eine Stellvorrichtung (20) über einen Stellring (10) ansteuerbar ist und eine Kraft- und / oder Drehmomentübertragung vom Stellring (10) über mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9), insbesondere mit einem Gewindehebel, bewirkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von mechanischen Stellvorrichtungen (20), die über einen gemeinsamen Stellring (10) gezielt synchron zur Einstellung des Spaltes (21) verstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (10) auf der Saugseite des Radialverdichters konzentrisch um die Drehachse (D) des Laufrades (1) angeordnet ist, wobei der Stellring (10) in Umfangsrichtung um die Drehachse D und / oder axial relativ zum Gehäuse (3) beweglich ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9) in einer Ebene senkrecht zur Drehachse (D) des Radialverdichters beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9) parallel zur Drehachse (D) des Radialverdichters beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Stellrings (10) über die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9) mit einem Gewindehebel jeweils ein Drehmoment auf die mindestens eine Stellvorrichtung (20) übertragbar ist, wobei die Drehmomente in der mindestens einen Stellvorrichtung (20) eine axial wirkende Kraft (K) zur Verstellung des Gehäuses (3) des Laufrades (1) erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment in der mindestens einen Stellvorrichtung (20) an einer Welle (6) angreifen, die axial an einem Diffusorgehäuse (22), insbesondere durch einen Lagerbock (4), abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlung des Drehmoments in die axial wirkende Kraft (K) über ein Gewinde (23), insbesondere ein Flachgewinde, eine Wendelnutführung, ein Trapezgewinde, ein Sägengewinde oder ein Rundgewinde erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (23) in einer Muttervorrichtung (7) angeordnet ist, wobei die Muttervorrichtung (7) mit einem Anbindungselement (24) zur Übertragung der axial wirkenden Kraft (K) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verstellhebelvorrichtung (9) ein Gelenkgetriebe, insbesondere einen Zweigelenkhebel mit einem Kipphebel (26) und einem Schlepphebel (18), zur Umwandlung einer axialen Bewegung des Stellrings (10) in eine axiale Bewegung des Gehäuses (3) des Laufrades (1) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung oder Minimierung einer Drehbewegung des Gehäuses (3) des Laufrades (1) eine Federvorrichtung (16) als Verbindung zu einem radial anschließenden Diffusorgehäuse (22) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Federvorrichtung (16) als federnder Vollring ausgebildet ist, der einen Übergang zwischen dem radial anschließenden Diffusorgehäuse (22) und dem Gehäuse (3) des Radialverdichters abdichtet.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen drei und zwanzig, bevorzugt zwischen fünf und zehn Stellvorrichtungen (20) konzentrisch um die Drehachse (D) im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) des Laufrades (1) mechanisch mit einer Druckkammer (25) so gekoppelt ist, dass der Druck in der Druckkammer (25) einen Beitrag zur Einstellung des Spaltes (21) liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Stellvorrichtung (20) wenigstens teilweise innerhalb der Druckkammer (25) angeordnet ist.
Turbomaschine, insbesondere ein Flugzeugtriebwerk, mit mindestens einem Radialverdichter, der eine Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweist.