DE102018101051B4 - Wheel - Google Patents

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DE102018101051B4 DE102018101051.6A DE102018101051A DE102018101051B4 DE 102018101051 B4 DE102018101051 B4 DE 102018101051B4 DE 102018101051 A DE102018101051 A DE 102018101051A DE 102018101051 B4 DE102018101051 B4 DE 102018101051B4
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Abstract

Um ein Laufrad, insbesondere Radialverdichterlaufrad, umfassend eine Bodenscheibe, eine zu der Bodenscheibe beabstandete Deckscheibe und eine Mehrzahl von Hauptschaufeln, welche zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordnet sind, wobei an der Deckscheibe eine Eintrittsöffnung für Fluid ausgebildet ist, bereitzustellen, welches bei vereinfachter Herstellbarkeit vielseitig einsetzbar ist, wird vorgeschlagen, dass ein Radius der Eintrittsöffnung mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % eines Abstands zwischen einem radial äußeren Endbereich der Hauptschaufeln von einer Längsmittelachse des Laufrads beträgt, dass die Hauptschaufeln jeweils eine Innenkante aufweisen, welche an einem radial inneren Endbereich der Hauptschaufeln ausgebildet ist, und dass ein Winkel zwischen der Innenkante und der Längsmittelachse des Laufrads mindestens 40,0° und/oder höchstens 50,0° beträgt.In order to provide an impeller, in particular a radial compressor impeller, comprising a base disk, a cover disk spaced apart from the base disk and a plurality of main blades which are arranged between the base disk and the cover disk, an inlet opening for fluid being formed on the cover disk, which can be manufactured in a simplified manner is versatile, it is proposed that a radius of the inlet opening is at least 23.0% and/or at most 38.0% of a distance between a radially outer end region of the main blades from a longitudinal central axis of the impeller, that the main blades each have an inner edge, which is formed on a radially inner end region of the main blades, and that an angle between the inner edge and the longitudinal center axis of the impeller is at least 40.0 ° and / or at most 50.0 °.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad, insbesondere Radialverdichterlaufrad, umfassend eine Bodenscheibe, eine zu der Bodenscheibe beabstandete Deckscheibe und eine Mehrzahl von Hauptschaufeln, welche zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordnet sind, wobei an der Deckscheibe eine Eintrittsöffnung für Fluid ausgebildet ist.The invention relates to an impeller, in particular a radial compressor impeller, comprising a base disk, a cover disk spaced apart from the base disk and a plurality of main blades which are arranged between the base disk and the cover disk, an inlet opening for fluid being formed on the cover disk.

In der DE 38 11 602 C2 wird ein Radialventilator mit einem Laufrad offenbart, wobei das Laufrad eine mit einer kreisförmigen Ansaugöffnung versehene Deckwand und eine von der Deckwand beabstandete Rückwand umfasst, wobei die Rückwand eine Laufradnabe trägt, die in axialer Richtung auf die Ansaugöffnung vorgezogen ist und dort als halbkugelige oder halbkugelähnliche, gewölbte Kalotte ausgebildet ist und der Scheitel der Kalotte sich innerhalb des Saugmundes des Laufrads befindet. Die DE 10 2015 117 463 A1 betrifft ein Turbinenlaufrad für eine Radialturbine.In the DE 38 11 602 C2 a centrifugal fan with an impeller is disclosed, the impeller comprising a top wall provided with a circular suction opening and a rear wall spaced from the top wall, the rear wall carrying an impeller hub which is pulled forward in the axial direction towards the suction opening and there as a hemispherical or hemispherical, curved dome is formed and the apex of the dome is located within the suction mouth of the impeller. The DE 10 2015 117 463 A1 relates to a turbine runner for a radial turbine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Laufrad bereitzustellen, welches bei vereinfachter Herstellbarkeit vielseitig einsetzbar ist.The invention is based on the object of providing an impeller which can be used in a variety of ways while being easier to produce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laufrad gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by an impeller according to claim 1.

Das Laufrad ist beispielsweise Teil eines Kompressors und/oder Verdichters und/oder Gebläses und/oder Ventilators.The impeller is, for example, part of a compressor and/or compressor and/or blower and/or fan.

Das Laufrad eignet sich beispielsweise für eine mehrstufige Anwendung, bei welcher eine Mehrzahl von Laufrädern in Serie angeordnet sind.The impeller is suitable, for example, for a multi-stage application in which a plurality of impellers are arranged in series.

Bei einer mehrstufigen Anwendung kann es vorgesehen sein, dass sich eine Geometrie jeweiliger nacheinander angeordneter Laufräder verändert. Beispielsweise nimmt von Laufrad zu Laufrad der Radius der Eintrittsöffnung ab, während der Abstand des radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads zumindest näherungsweise konstant bleibt.In a multi-stage application, it can be provided that a geometry of respective impellers arranged one after the other changes. For example, the radius of the inlet opening decreases from impeller to impeller, while the distance of the radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller remains at least approximately constant.

Beispielsweise ist der Abstand zwischen dem jeweiligen radial äußeren Endbereich der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads für alle Hauptschaufeln des Laufrads zumindest näherungsweise gleich.For example, the distance between the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller is at least approximately the same for all main blades of the impeller.

Der Winkel zwischen der Innenkante der Hauptschaufeln und der Längsmittelachse des Laufrads beträgt mindestens 40,0° und/oder höchstens 50,0°.The angle between the inner edge of the main blades and the longitudinal center axis of the impeller is at least 40.0° and/or at most 50.0°.

Der Winkel beträgt vorzugsweise zumindest näherungsweise 45,0°. Unter zumindest näherungsweise ist zu verstehen, dass Abweichungen des genannten Winkels maximal 5 % betragen.The angle is preferably at least approximately 45.0°. At least approximately is to be understood as meaning that deviations from the angle mentioned amount to a maximum of 5%.

Falls nicht anders angegeben ist unter der Angabe „zumindest näherungsweise“ zu verstehen, dass eine geometrische Form um durchschnittlich höchstens 10 % und insbesondere durchschnittlich höchstens 5 % von einer angegebenen idealen geometrischen Form abweicht oder dass ein Wert und/oder ein Abstand und/oder ein Winkel um höchstens 10 % und insbesondere höchstens 5 % von dem angegebenen Wert und/oder Abstand und/oder Winkel abweicht. Eine prozentuale Abweichung einer geometrischen Form von einer idealen geometrischen Form entspricht beispielsweise einer durchschnittlichen Abweichung einer Breite und/oder Länge und/oder Höhe der geometrischen Form von der Breite und/oder Länge und/oder Höhe einer idealen geometrischen Form.Unless otherwise stated, the statement “at least approximately” means that a geometric shape deviates from a specified ideal geometric shape by an average of no more than 10% and in particular an average of no more than 5%, or that a value and/or a distance and/or a Angle deviates by a maximum of 10% and in particular a maximum of 5% from the specified value and/or distance and/or angle. A percentage deviation of a geometric shape from an ideal geometric shape corresponds, for example, to an average deviation of a width and/or length and/or height of the geometric shape from the width and/or length and/or height of an ideal geometric shape.

Es lässt sich dadurch eine Strömung des Fluids innerhalb des Laufrads optimieren. Das Laufrad lässt sich dadurch bei verringertem Materialaufwand vereinfacht herstellen.This allows the flow of fluid within the impeller to be optimized. The impeller can therefore be manufactured more easily with reduced material costs.

Beispielsweise ist das Laufrad zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse ausgebildet.For example, the impeller is designed to be at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Bodenscheibe quer und insbesondere senkrecht zu der Längsmittelachse orientiert ist.In particular, it can be provided that the bottom disk is oriented transversely and in particular perpendicular to the longitudinal central axis.

Die Bodenscheibe liegt beispielsweise zumindest näherungsweise in einer Radialebene, welche senkrecht zu der Längsmittelachse des Laufrads orientiert ist.The bottom disk lies, for example, at least approximately in a radial plane which is oriented perpendicular to the longitudinal central axis of the impeller.

Die Hauptschaufeln des Laufrads und/oder Zwischenschaufeln des Laufrads sind beispielsweise an der Bodenscheibe festgelegt.The main blades of the impeller and/or intermediate blades of the impeller are fixed, for example, to the bottom disk.

Die Deckscheibe ist beispielsweise zu der Bodenscheibe in einer zu der Längsmittelachse des Laufrads parallelen Richtung beabstandet angeordnet.The cover disk is, for example, arranged at a distance from the bottom disk in a direction parallel to the longitudinal central axis of the impeller.

Die Hauptschaufeln sind zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordnet. Hierunter ist zu verstehen, dass zumindest ein Teilbereich einer jeweiligen Hauptschaufel zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe angeordnet ist.The main blades are arranged between the bottom disk and the cover disk. This is to be understood as meaning that at least a portion of a respective main blade is arranged between the base disk and the cover disk.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Abstand des radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads bei allen Hauptschaufeln zumindest näherungsweise gleich gewählt ist.In particular, it can be provided that a distance of the radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller is chosen to be at least approximately the same for all main blades.

Der jeweilige radial innere Endbereich der Hauptschaufeln wird beispielsweise durch die jeweilige Innenkante der Hauptschaufeln gebildet. Der jeweilige radial äußere Endbereich der Hauptschaufeln wird beispielsweise durch eine jeweilige Außenkante der Hauptschaufeln gebildet.The respective radially inner end region of the main blades is formed, for example, by the respective inner edge of the main blades. The respective radially outer end region of the main blades is formed, for example, by a respective outer edge of the main blades.

Die Eintrittsöffnung des Laufrads weist beispielweise eine Kante auf, welche die Eintrittsöffnung umgibt und/oder umschließt und/oder begrenzt. Der Radius der Eintrittsöffnung entspricht insbesondere einem Abstand der Kante von der Längsmittelachse des Laufrads.The inlet opening of the impeller has, for example, an edge which surrounds and/or encloses and/or limits the inlet opening. The radius of the inlet opening corresponds in particular to a distance of the edge from the longitudinal central axis of the impeller.

Die Eintrittsöffnung ist beispielsweise zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse des Laufrads ausgebildet.The inlet opening is, for example, at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis of the impeller.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Eintrittsöffnung von einem radial inneren Endbereich der Deckscheibe umgeben und/oder umschlossen und/oder begrenzt wird.In particular, it can be provided that the inlet opening is surrounded and/or enclosed and/or limited by a radially inner end region of the cover disk.

Der Abstand des radial inneren Endbereichs der Deckscheibe zu der Längsmittelachse des Laufrads beträgt beispielsweise mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % eines Abstands zwischen dem jeweiligen radial äußeren Endbereich der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse.The distance between the radially inner end region of the cover plate and the longitudinal central axis of the impeller is, for example, at least 23.0% and/or at most 38.0% of a distance between the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Winkel zwischen der jeweiligen Innenkante der Hauptschaufeln und der Längsmittelachse mindestens 42,0° und insbesondere mindestens 44,0° beträgt und/oder höchstens 48,0° und insbesondere höchstens 46,0° beträgt.In particular, it can be provided that the angle between the respective inner edge of the main blades and the longitudinal central axis is at least 42.0° and in particular at least 44.0° and/or at most 48.0° and in particular at most 46.0°.

Der Winkel zwischen der jeweiligen Innenkannte der Hauptschaufeln und der Längsmittelachse beträgt beispielsweise zumindest näherungsweise 45,0°. The angle between the respective inner edge of the main blades and the longitudinal central axis is, for example, at least approximately 45.0°.

Günstig kann es sein, wenn die jeweilige Innenkante der Hauptschaufeln quer und insbesondere senkrecht zu einer Innenfläche eines Deckscheibensegments der Deckscheibe orientiert ist.It can be advantageous if the respective inner edge of the main blades is oriented transversely and in particular perpendicular to an inner surface of a cover disk segment of the cover disk.

Das Deckscheibensegment grenzt beispielsweise an die jeweilige Innenkante der Hauptschaufeln an.The cover disk segment borders, for example, on the respective inner edge of the main blades.

Vorteilhaft kann es sein, wenn der jeweilige radial innere Endbereich der Hauptschaufeln zu einer Eintrittsöffnung des Laufrads für Fluid beabstandet angeordnet ist.It can be advantageous if the respective radially inner end region of the main blades is arranged at a distance from an inlet opening of the impeller for fluid.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse des Laufrads zwischen dem jeweiligen radial inneren Endbereich der Hauptschaufeln und der Eintrittsöffnung für Fluid eine Ausnehmung ausgebildet ist, und dass die Ausnehmung in dieser Querschnittsebene zumindest näherungsweise als Ringsegment und/oder als Kreisringsegment ausgebildet ist.In particular, it can be provided that a recess is formed in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis of the impeller between the respective radially inner end region of the main blades and the inlet opening for fluid, and that the recess in this cross-sectional plane at least approximately as a ring segment and / or as a circular ring segment is trained.

Zumindest näherungsweise als Ringsegment und/oder als Kreisringsegment ausgebildet bedeutet, dass eine Form der Ausnehmung durchschnittlich um höchstens 10 % von einer Form eines idealen Ringsegments und/oder Kreisringsegments abweicht.Designed at least approximately as a ring segment and/or as a circular ring segment means that a shape of the recess deviates on average by a maximum of 10% from a shape of an ideal ring segment and/or circular ring segment.

Vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen dem jeweiligen radial inneren Endbereich der Hauptschaufeln und der Eintrittsöffnung für Fluid eine Ausnehmung gebildet ist, und wenn die Ausnehmung zumindest näherungsweise eine kegelstumpfförmige Form aufweist und/oder eine kegelstumpfförmige Einhüllende aufweist.It can be advantageous if a recess is formed between the respective radially inner end region of the main blades and the inlet opening for fluid, and if the recess has at least approximately a frusto-conical shape and/or has a frusto-conical envelope.

Unter zumindest näherungsweise kegelstumpfförmig ist zu verstehen, dass eine Form der Ausnehmung um durchschnittlich höchstens 10 % von einer Form eines idealen Kegelstumpfs abweicht.By at least approximately truncated cone-shaped is meant that a shape of the recess deviates by an average of at most 10% from a shape of an ideal truncated cone.

Die Ausnehmung ist beispielsweise zumindest näherungsweise als hohler Kegelstumpf und/oder hohlkegelstumpfförmig ausgebildet.The recess is, for example, at least approximately designed as a hollow truncated cone and/or in the shape of a hollow truncated cone.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Ausnehmung zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse des Laufrads ausgebildet ist.In particular, it can be provided that the recess is designed to be at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis of the impeller.

Unter zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch ist zu verstehen, dass eine Form der Ausnehmung um durchschnittlich höchstens 10 % von einer Form einer idealen rotationssymmetrischen Ausnehmung abweicht.By at least approximately rotationally symmetrical is meant that a shape of the recess deviates by an average of at most 10% from a shape of an ideal rotationally symmetrical recess.

Ein Mittelpunktswinkel der Ringform und/oder der Kreisringform beträgt insbesondere mindestens 40,0° und/oder höchstens 50,0° und insbesondere zumindest näherungsweise 45,0°.A center angle of the ring shape and/or the circular ring shape is in particular at least 40.0° and/or at most 50.0° and in particular at least approximately 45.0°.

Günstig kann es sein, wenn ein Abstand eines radial äußeren Endbereichs der Bodenscheibe von der Längsmittelachse des Laufrads zumindest näherungsweise einem Abstand eines radial äußeren Endbereichs der Deckscheibe von der Längsmittelachse entspricht.It can be advantageous if a distance of a radially outer end region of the base disk from the longitudinal central axis of the impeller corresponds at least approximately to a distance of a radially outer end region of the cover disk from the longitudinal central axis.

Unter zumindest näherungsweise ist zu verstehen, dass der Abstand des radial äußeren Endbereichs der Bodenscheibe von der Längsmittelachse des Laufrads um höchstens 5 % von einem Abstand des radial äußeren Endbereichs der Deckscheibe von der Längsmittelachse abweicht.By at least approximately it is meant that the distance of the radially outer end region of the base disk from the longitudinal central axis of the impeller deviates by a maximum of 5% from a distance of the radially outer end region of the cover disk from the longitudinal central axis.

Vorteilhaft kann es sein, wenn ein kürzester Abstand zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe mindestens 5,0 % und/oder höchstens 9,0 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads beträgt.It can be advantageous if a shortest distance between the base disk and the cover disk is at least 5.0% and/or at most 9.0% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Günstigerweise ist ein Abstand zwischen der Bodenscheibe und der Deckscheibe an einem jeweiligen radial äußeren Endbereich der Deckscheibe und der Bodenscheibe am geringsten.Conveniently, a distance between the base disk and the cover disk is smallest at a respective radially outer end region of the cover disk and the base disk.

Vorteilhaft kann es sein, wenn in einer Querschnittsebene durch die Längsmittelachse des Laufrads ein radial äußerer Teilbereich der Deckscheibe zumindest näherungsweise parallel zu einer Geraden verläuft.It can be advantageous if a radially outer portion of the cover plate runs at least approximately parallel to a straight line in a cross-sectional plane through the longitudinal central axis of the impeller.

Unter zumindest näherungsweise parallel zu einer Geraden ist zu verstehen, dass eine Form der Deckscheibe in dem radial äußeren Teilbereich um höchstens 10 % von einer Deckscheibe mit einer idealen geradlinigen Form abweicht.By at least approximately parallel to a straight line it is meant that a shape of the cover disk in the radially outer partial region deviates by a maximum of 10% from a cover disk with an ideal rectilinear shape.

Beispielsweise beträgt ein Winkel zwischen der Geraden und einer senkrecht zur Längsmittelebene orientierten Radialebene des Laufrads mindestens 3,6° und/oder höchstens 6,3°.For example, an angle between the straight line and a radial plane of the impeller oriented perpendicular to the longitudinal center plane is at least 3.6° and/or at most 6.3°.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse des Laufrads ein radial innerer Teilbereich der Deckscheibe zumindest näherungsweise durch einen Kreisbogen beschrieben wird.In particular, it can be provided that in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis of the impeller, a radially inner portion of the cover disk is at least approximately described by a circular arc.

Beispielsweise beträgt ein Krümmungsradius des Kreisbogens mindestens 12,8 % und/oder höchstens 20,8 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads.For example, a radius of curvature of the circular arc is at least 12.8% and/or at most 20.8% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Beispielsweise beträgt ein Mittelpunktswinkel des Kreisbogens mindestens 83,7° und/oder höchstens 86,4°.For example, a central angle of the circular arc is at least 83.7° and/or at most 86.4°.

Günstig kann es sein, wenn in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse des Laufrads ein radial innerer Endbereich der Deckscheibe zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse des Laufrads verläuft.It can be advantageous if, in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis of the impeller, a radially inner end region of the cover disk runs at least approximately parallel to the longitudinal central axis of the impeller.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die Deckscheibe an einem radial inneren Endbereich der Deckscheibe zumindest näherungsweise als geometrischer Zylinder ausgebildet ist, wobei ein Radius des Zylinders mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % eines Abstands zwischen dem jeweiligen radial äußeren Endbereich der Hauptschaufeln und der Längsmittelachse des Laufrads beträgt.It can be advantageous if the cover disk is at least approximately designed as a geometric cylinder on a radially inner end region of the cover disk, with a radius of the cylinder being at least 23.0% and/or at most 38.0% of a distance between the respective radially outer end region main blades and the longitudinal center axis of the impeller.

Insbesondere liegt der Zylinder zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse des Laufrads.In particular, the cylinder is at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis of the impeller.

Zumindest näherungsweise als geometrischer Zylinder ausgebildet bedeutet, dass ein Abstand einer geometrischen Form maximal 20 % von einer idealen Zylinderform abweicht.Designed at least approximately as a geometric cylinder means that a distance of a geometric shape deviates a maximum of 20% from an ideal cylindrical shape.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zwischen der Deckscheibe und der Bodenscheibe und/oder zwischen der Deckscheibe und einem Spinnerelement des Laufrads ein Zwischenraum ausgebildet ist, wobei die Hauptschaufeln und/oder Zwischenschaufeln des Laufrads in dem Zwischenraum angeordnet sind.In particular, it can be provided that a gap is formed between the cover disk and the base disk and/or between the cover disk and a spinner element of the impeller, with the main blades and/or intermediate blades of the impeller being arranged in the gap.

Vorteilhaft kann es sein, wenn in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse des Laufrads der Zwischenraum zumindest näherungsweise axialsymmetrisch zu einer Längsmittelachse des Zwischenraums ausgebildet ist.It can be advantageous if, in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis of the impeller, the gap is formed at least approximately axially symmetrically to a longitudinal central axis of the gap.

Vorteilhaft kann es sein, wenn eine senkrecht zu der Längsmittelachse des Zwischenraums orientiere Querschnittsbreite des Zwischenraums in Richtung der Längsmittelachse und/oder in Richtung eines Mittelbereich des Laufrads ansteigt und insbesondere linear ansteigt.It can be advantageous if a cross-sectional width of the gap oriented perpendicular to the longitudinal central axis of the gap increases in the direction of the longitudinal central axis and / or in the direction of a central region of the impeller and in particular increases linearly.

Es kann vorgesehen sein, dass das Laufrad Zwischenschaufeln umfasst, wobei eine oder mehrere Zwischenschaufeln in Umfangsrichtung des Laufrads jeweils zwischen zueinander benachbarten Hauptschaufeln angeordnet sind.It can be provided that the impeller comprises intermediate blades, with one or more intermediate blades being arranged in the circumferential direction of the impeller between mutually adjacent main blades.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Abstand eines jeweiligen radial inneren Endbereichs der Zwischenschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads größer ist als ein Abstand des jeweiligen radial inneren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads.In particular, it can be provided that a distance of a respective radially inner end region of the intermediate blades from the longitudinal central axis of the impeller is greater than a distance of the respective radially inner end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Abstand eines jeweiligen radial inneren Endbereichs der Zwischenschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads mindestens 22,5 % und/oder 32,5 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads beträgt.In particular, it can be provided that a distance of a respective radially inner end region of the intermediate blades from the longitudinal central axis of the impeller is at least 22.5% and / or 32.5% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Beispielsweise beträgt ein Abstand des jeweiligen radial inneren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse mindestens 9,0 % und/oder höchstens 15,0 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads.For example, a distance of the respective radially inner end region of the main blades from the longitudinal central axis is at least 9.0% and/or at most 15.0% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Der Abstand des jeweiligen radial inneren Endbereichs der Zwischenschaufeln beträgt beispielsweise zumindest näherungsweise 27,5 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads.The distance of the respective radially inner end region of the intermediate blades is, for example, at least approximately 27.5% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Beispielsweise ist ein jeweiliger radial innerer Endbereich der Zwischenschaufeln bezüglich des jeweiligen radial inneren Endbereichs der Hauptschaufeln radial nach außen versetzt.For example, a respective radially inner end region of the intermediate blades is offset radially outwards with respect to the respective radially inner end region of the main blades.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass ein Abstand des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads einem Abstand eines jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Zwischenschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads entspricht.In particular, it can be provided that a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller corresponds to a distance of a respective radially outer end region of the intermediate blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Insbesondere kann es vorgesehene sein, dass das Laufrad ein Spinnerelement aufweist, welches in einem Mittelbereich und/oder Zentralbereich des Laufrads angeordnet ist.In particular, it can be provided that the impeller has a spinner element which is arranged in a central region and/or central region of the impeller.

Das Spinnerelement ist insbesondere von den Hauptschaufeln und/oder Zwischenschaufeln des Laufrads umgeben.The spinner element is surrounded in particular by the main blades and/or intermediate blades of the impeller.

Günstig kann es sein, wenn das Spinnerelement zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse des Laufrads angeordnet und/oder ausgebildet ist.It can be advantageous if the spinner element is arranged and/or designed at least approximately rotationally symmetrically to the longitudinal central axis of the impeller.

Das Spinnerelement weist beispielweise eine kegelförmige Einhüllende auf, wobei eine Höhenrichtung der Kegelform zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse des Laufrads orientiert ist.The spinner element has, for example, a conical envelope, with a height direction of the conical shape being oriented at least approximately parallel to the longitudinal central axis of the impeller.

Vorteilhaft kann es sein, wenn ein Radius des Spinnerelements auf Höhe eines radial inneren Endbereichs der Deckscheibe des Laufrads mindestens 5,0 % und/oder höchstens 7,6 % eines Abstands des jeweiligen radial äußeren Endbereichs der Hauptschaufeln von der Längsmittelachse des Laufrads beträgt.It can be advantageous if a radius of the spinner element at the level of a radially inner end region of the cover disk of the impeller is at least 5.0% and/or at most 7.6% of a distance of the respective radially outer end region of the main blades from the longitudinal central axis of the impeller.

Vorteilhafthaft kann es sein, wenn die Eintrittsöffnung für Fluid zwischen einem Spinnerelement des Laufrads und einem radial inneren Endbereich der Deckscheibe des Laufrads ausgebildet ist.It can be advantageous if the inlet opening for fluid is formed between a spinner element of the impeller and a radially inner end region of the cover plate of the impeller.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zwischen einem radial äußeren Endbereich der Deckscheibe und einem radial äußeren Endbereich der Bodenscheibe eine Austrittöffnung für Fluid gebildet ist.In particular, it can be provided that an outlet opening for fluid is formed between a radially outer end region of the cover disk and a radially outer end region of the base disk.

Die Eintrittsöffnung für Fluid ist beispielsweise als ringförmige und/oder zylinderringförmige Ausnehmung ausgebildet, wobei die Ausnehmung zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse des Laufrads angeordnet und/oder ausgebildet ist.The inlet opening for fluid is designed, for example, as an annular and/or cylindrical ring-shaped recess, wherein the recess is arranged and/or designed at least approximately rotationally symmetrically to the longitudinal central axis of the impeller.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelachse des Laufrads die Hauptschaufeln zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve verlaufen, dass die Querschnittskurve bezogen auf die Längsmittelachse des Laufrads einen konkav gekrümmten radial inneren Teilbereich aufweist, und dass die Querschnittskurve einen sich an den radial inneren Teilbereich anschließenden radial äußeren Teilbereich aufweist, welcher geradlinig verläuft.In particular, it can be provided that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal central axis of the impeller, the main blades run at least approximately parallel to a cross-sectional curve, that the cross-sectional curve has a concavely curved radially inner partial region in relation to the longitudinal central axis of the impeller, and that the cross-sectional curve has a has a radially outer partial area adjoining the radially inner partial area, which runs in a straight line.

Konkav gekrümmt bezogen auf die Längsmittelachse bedeutet, dass die Querschnittskurve zu der Längsmittelachse hin gekrümmt ist.Concave curved relative to the longitudinal central axis means that the cross-sectional curve is curved towards the longitudinal central axis.

Die Querschnittskurve wird beispielsweise durch ein Polynom 3. Grades beschrieben.The cross-sectional curve is described, for example, by a polynomial of the 3rd degree.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelebene des Laufrads die Hauptschaufeln zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve verlaufen, und dass an einem radial äußeren Teilbereich und/oder dem radial äußeren Endbereich der Hauptschaufeln ein Winkel zwischen der Querschnittskurve und einer Quergeraden mindestens 60° und/oder höchstens 70° beträgt, wobei die Quergerade senkrecht zu einer Verbindungsgeraden zwischen der Längsmittelachse des Laufrads und dem radial äußeren Teilbereich und/oder dem radial äußeren Endbereich orientiert ist, und insbesondere dass der Winkel mindestens 62° und insbesondere mindestens 64° beträgt und/oder höchstens 68° und insbesondere höchstens 66° beträgt.In particular, it can be provided that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal center plane of the impeller, the main blades run at least approximately parallel to a cross-sectional curve, and that at a radially outer partial region and/or the radially outer end region of the main blades there is an angle between the cross-sectional curve and a transverse straight line is at least 60° and/or at most 70°, wherein the transverse straight line is oriented perpendicular to a connecting straight line between the longitudinal central axis of the impeller and the radially outer partial region and/or the radially outer end region, and in particular that the angle is at least 62° and in particular at least 64 ° and/or is at most 68° and in particular at most 66°.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelachse des Laufrads die Hauptschaufeln zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve verlaufen, und dass an einem radial inneren Teilbereich und/oder einem radial inneren Endbereich der Hauptschaufeln ein Winkel zwischen der Querschnittskurve und einer Quergeraden mindestens 24,0° und/oder höchstens 35,0° beträgt, wobei die Quergerade senkrecht zu einer Verbindungsgeraden zwischen der Längsmittelachse des Laufrads und dem radial inneren Teilbereich und/oder dem radial inneren Endbereich orientiert ist.In particular, it can be provided that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal central axis of the impeller, the main blades run at least approximately parallel to a cross-sectional curve, and that at a radially inner partial region and/or a radially inner end region of the main blades an angle between the cross-sectional curve and a transverse straight line is at least 24.0° and/or at most 35.0°, wherein the transverse straight line is oriented perpendicular to a connecting straight line between the longitudinal central axis of the impeller and the radially inner partial region and/or the radially inner end region.

Eine Drehzahl des Laufrads im Betrieb beträgt beispielsweise mindestens 3.000 U/Min. und/oder höchstens 14.000 U/Min.A speed of the impeller during operation is, for example, at least 3,000 rpm. and/or a maximum of 14,000 rpm.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung.The following description of preferred embodiments serves to explain the invention in more detail in conjunction with the drawings.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Radialverdichterlaufrads;
  • 2 einen Querschnitt des Radialverdichterlaufrads gemäß 1, in einer Querschnittsebene durch eine Längsmittelachse des Radialverdichterlaufrads und
  • 3 einen Querschnitt einer Hauptschaufel des Radialverdichterlaufrads gemäß 1 in einer Querschnittsebene senkrecht zu der Längsmittelachse des Radialverdichterlaufrads.
Show it:
  • 1 a schematic exploded view of an exemplary embodiment of a centrifugal compressor impeller;
  • 2 a cross section of the radial compressor impeller 1 , in a cross-sectional plane through a longitudinal central axis of the radial compressor impeller and
  • 3 a cross section of a main blade of the centrifugal compressor impeller 1 in a cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal center axis of the centrifugal compressor impeller.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numbers in all figures.

Ein Ausführungsbeispiel eines Laufrads 10 (1, 2 und 3) ist beispielsweise als Radialverdichterlaufrad 12 ausgebildet. Das Radialverdichterlaufrad 12 wird beispielsweise in Kompressoren und insbesondere in Radialkompressoren verwendet.An exemplary embodiment of an impeller 10 ( 1 , 2 and 3 ) is designed, for example, as a radial compressor impeller 12. The centrifugal compressor impeller 12 is used, for example, in compressors and in particular in centrifugal compressors.

Das Radialverdichterlaufrad 12 umfasst eine Bodenscheibe 14 und eine zu der Bodenscheibe 14 beabstandete Deckscheibe 16. Zwischen der Bodenscheibe 14 und der Deckscheibe 16 ist eine Mehrzahl von Hauptschaufeln 18 angeordnet. Die Hauptschaufeln 18 sind zumindest bereichsweise zwischen der Deckscheibe 16 und der Bodenscheibe 14 angeordnet.The radial compressor impeller 12 comprises a base disk 14 and a cover disk 16 spaced apart from the base disk 14. A plurality of main blades 18 are arranged between the base disk 14 and the cover disk 16. The main blades 18 are arranged at least in some areas between the cover disk 16 and the base disk 14.

Das Radialverdichterlaufrad 12 ist insbesondere zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu einer Längsmittelachse 20 ausgebildet.The radial compressor impeller 12 is in particular designed to be at least approximately rotationally symmetrical to a longitudinal central axis 20.

Die Deckscheibe 16 ist zu der Bodenscheibe 14 parallel zu der Längsmittelachse 20 beabstandet angeordnet.The cover disk 16 is arranged at a distance from the bottom disk 14 parallel to the longitudinal central axis 20.

In einem Zentralbereich und/oder Mittelbereich des Radialverdichterlaufrads 12 ist ein Spinnerelement 22 angeordnet. Beispielsweise ist das Spinnerelement 22 zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 20 ausgebildet.A spinner element 22 is arranged in a central region and/or middle region of the radial compressor impeller 12. For example, the spinner element 22 is at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis 20.

Das Spinnerelement 22 ist beispielsweise zumindest näherungsweise kegelförmig ausgebildet und/oder weist eine kegelförmige Einhüllende auf. Eine Höhenrichtung des Kegels und/oder der Kegelform ist dabei zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse 20 orientiert.The spinner element 22 is, for example, at least approximately conical and/or has a conical envelope. A height direction of the cone and/or the cone shape is oriented at least approximately parallel to the longitudinal central axis 20.

Zwischen dem Spinnerelement 22 und der Bodenscheibe 14 ist ein Zwischenelement 24 angeordnet. Das Zwischenelement 24 ist beispielsweise ringförmig und/oder kreisringförmig ausgebildet.An intermediate element 24 is arranged between the spinner element 22 and the base disk 14. The intermediate element 24 is, for example, annular and/or annular.

Das Zwischenelement 24 ist mit der Bodenscheibe 14 einerseits und dem Spinnerelement 22 andererseits verbunden.The intermediate element 24 is connected to the bottom disk 14 on the one hand and the spinner element 22 on the other hand.

Das Zwischenelement 24 ist mit der Bodenscheibe 14 und/oder dem Spinnerelement 22 beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden.The intermediate element 24 is connected to the base disk 14 and/or the spinner element 22, for example in a form-fitting and/or material-locking manner.

Das Zwischenelement 24 weist einen kleineren Radius auf als die Bodenscheibe 14. Die Bodenscheibe 14 weist beispielsweise eine Ausnehmung 26 auf, welche eine zu der Form des Zwischenelements 24 komplementäre Form aufweist.The intermediate element 24 has a smaller radius than the base disk 14. The base disk 14 has, for example, a recess 26 which has a shape that is complementary to the shape of the intermediate element 24.

Die Ausnehmung 26 und/oder das Zwischenelement 24 sind beispielsweise ringförmig und/oder kreisringförmig ausgebildet.The recess 26 and/or the intermediate element 24 are, for example, annular and/or annular.

Das Zwischenelement 24 ist beispielsweise in radialer Richtung durch Formschluss an der Ausnehmung 26 der Bodenscheibe 14 gehalten und/oder fixiert.The intermediate element 24 is held and/or fixed, for example, in the radial direction by positive locking on the recess 26 of the base disk 14.

Das Zwischenelement 24 weist eine Ausnehmung 28 auf. Die Ausnehmung 28 ist beispielsweise scheibenförmig und/oder kreisförmig ausgebildet.The intermediate element 24 has a recess 28. The recess 28 is, for example, disc-shaped and/or circular.

Eine Form der Ausnehmung 28 ist beispielsweise komplementär zu einem Bodenbereich 30 des Spinnerelements 22 ausgebildet.A shape of the recess 28 is, for example, complementary to a bottom region 30 of the spinner element 22.

Der Bodenbereich 30 des Spinnerelements 22 ist dem Zwischenelement 24 und/oder der Bodenscheibe 14 zugewandt angeordnet. Beispielsweise ist ein Radius des Spinnerelements 22 in dem Bodenbereich 30 am größten.The bottom region 30 of the spinner element 22 is arranged facing the intermediate element 24 and/or the bottom disk 14. For example, a radius of the spinner element 22 is largest in the bottom region 30.

Das Spinnerelement 22 ist beispielsweise an dem Bodenbereich 30 in der Ausnehmung 28 des Zwischenelements 24 in radialer Richtung durch Formschluss gehalten.The spinner element 22 is held, for example, on the bottom region 30 in the recess 28 of the intermediate element 24 in the radial direction by positive locking.

Das Spinnerelement 22 und/oder das Zwischenelement 24 und/oder die Ausnehmung 26 der Bodenscheibe 14 sind in einem Zentralbereich und/oder Mittelbereich 32 des Radialverdichterlaufrads 12 angeordnet. Das Spinnerelement 22 und/oder das Zwischenelement 24 und/oder die Ausnehmung 26 sind beispielsweise zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 20 ausgebildet.The spinner element 22 and/or the intermediate element 24 and/or the recess 26 of the bottom disk 14 are arranged in a central region and/or middle region 32 of the radial compressor impeller 12. The spinner element 22 and/or the intermediate element 24 and/or the recess 26 are, for example, at least approximately rotationally symmetrical to the longitudinal central axis 20.

Die Bodenscheibe 14 weist in dem Zentralbereich 32 eine Öffnung 34 auf. Durch die Öffnung 34 ist aus Richtung einer Unterseite 36 der Bodenscheibe 14 eine Nabe 38 oder ein Teil einer Nabe 38 durchgeführt und/oder durchgetaucht. Die Unterseite 36 ist der Deckscheibe 16 abgewandt.The bottom disk 14 has an opening 34 in the central area 32. A hub 38 or part of a hub 38 is passed through and/or immersed through the opening 34 from the direction of an underside 36 of the base disk 14. The underside 36 faces away from the cover plate 16.

Das Zwischenelement 24 und/oder das Spinnerelement 22 weisen jeweils Öffnungen 40, 42 auf, durch welche zumindest ein Teil der Nabe 38 durchgeführt und/oder durchgetaucht ist.The intermediate element 24 and/or the spinner element 22 each have openings 40, 42 through which at least part of the hub 38 is passed and/or immersed.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Spinnerelement 22 und/oder das Zwischenelement 24 und/oder die Bodenscheibe 14 mittels der Nabe 38 jeweils drehfest miteinander verbunden sind.In particular, it is provided that the spinner element 22 and/or the intermediate element 24 and/or the bottom disk 14 are each connected to one another in a rotationally fixed manner by means of the hub 38.

Die Nabe 38 weist beispielsweise eine Ausnehmung und/oder eine Öffnung 44 auf, mittels welcher die Nabe 38 mit einer (nicht dargestellten) Antriebswelle zum Antrieb des Radialverdichterlaufrads 12 drehfest verbindbar ist.The hub 38 has, for example, a recess and/or an opening 44, by means of which the hub 38 can be connected in a rotationally fixed manner to a drive shaft (not shown) for driving the radial compressor impeller 12.

Es kann vorgesehen sein, dass an der Unterseite 36 der Bodenscheibe 14 eine Stützscheibe 46 angeordnet ist. Die Stützscheibe 46 ist beispielsweise an der Nabe 38 und/oder an der Bodenscheibe 14 festgelegt.It can be provided that a support disk 46 is arranged on the underside 36 of the base disk 14. The support disk 46 is fixed, for example, on the hub 38 and/or on the base disk 14.

Zwischen der Deckscheibe 16 und der Bodenscheibe 14 und/oder dem Spinnerelement 22 ist ein Zwischenraum 46 ausgebildet (vgl. 2). In dem Zwischenraum 46 sind die Hauptschaufeln 18 des Radialverdichterlaufrads 12 angeordnet.A space 46 is formed between the cover disk 16 and the base disk 14 and/or the spinner element 22 (cf. 2 ). The main blades 18 of the radial compressor impeller 12 are arranged in the intermediate space 46.

Die Hauptschaufeln 18 sind vorzugsweise an der Bodenscheibe 14 und/oder an dem Zwischenelement 24 festgelegt.The main blades 18 are preferably fixed to the base disk 14 and/or to the intermediate element 24.

Die Hauptschaufeln 18 sind in einer Umfangsrichtung 48 des Radialverdichterlaufrads 12 zueinander beabstandet angeordnet.The main blades 18 are arranged spaced apart from one another in a circumferential direction 48 of the radial compressor impeller 12.

Die Umfangsrichtung 48 ist quer und insbesondere senkrecht zu der Längsmittelachse 20 des Radialverdichterlaufrads 12 orientiert.The circumferential direction 48 is oriented transversely and in particular perpendicular to the longitudinal central axis 20 of the radial compressor impeller 12.

Die Hauptschaufeln 18 sind vorzugsweise in Umfangsrichtung 48 gleichmäßig zueinander beabstandet. Beispielsweise weisen mehrere oder alle zueinander benachbarte Hauptschaufeln 18 des Radialverdichterlaufrads 12 in Umfangsrichtung 48 jeweils den gleichen Abstand auf.The main blades 18 are preferably evenly spaced apart from one another in the circumferential direction 48. For example, several or all of the main blades 18 of the radial compressor impeller 12 that are adjacent to one another have the same distance in the circumferential direction 48.

Die Hauptschaufeln 18 erstrecken sich ausgehend von dem Mittelbereich 32 des Radialverdichterlaufrads 12 radial nach außen.The main blades 18 extend radially outwards from the central region 32 of the radial compressor impeller 12.

Eine Haupt-Erstreckungsrichtung 50 der Hauptschaufeln 18 liegt beispielsweise in einer Radialebene 52, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Längsmittelachse 20 orientiert ist.A main direction of extension 50 of the main blades 18 lies, for example, in a radial plane 52, which is oriented transversely and in particular perpendicular to the longitudinal central axis 20.

Die Radialebene 52 verläuft beispielsweise parallel zu der Bodenscheibe 14.The radial plane 52 runs, for example, parallel to the bottom disk 14.

Es kann vorgesehen sein, dass in Umfangsrichtung 48 zwischen einander benachbarten Hauptschaufeln 18 jeweils Zwischenschaufeln 54 angeordnet sind. Beispielsweise ist zwischen zwei benachbarten Hauptschaufeln 18 jeweils eine Zwischenschaufel 54 angeordnet.It can be provided that intermediate blades 54 are arranged in the circumferential direction 48 between adjacent main blades 18. For example, an intermediate blade 54 is arranged between two adjacent main blades 18.

An einem der Bodenscheibe 14 gegenüberliegenden oberen Endbereich 56 des Radialverdichterlaufrads 12 ist eine Eintrittsöffnung 58 für Fluid ausgebildet. Die Eintrittsöffnung 58 wird von einem radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16 umschlossen.An inlet opening 58 for fluid is formed on an upper end region 56 of the radial compressor impeller 12 opposite the base disk 14. The inlet opening 58 is enclosed by a radially inner end region 60 of the cover disk 16.

Das Radialverdichterlaufrad 12 umfasst eine Austrittsöffnung 62 für Fluid.The centrifugal compressor impeller 12 includes an outlet opening 62 for fluid.

Die Austrittsöffnung 62 ist zwischen einem radial äußeren Endbereich 64 der Deckscheibe 16 und einem radial äußeren Endbereich 66 der Bodenscheibe 14 ausgebildet.The outlet opening 62 is formed between a radially outer end region 64 of the cover disk 16 and a radially outer end region 66 of the base disk 14.

Die Hauptschaufeln 18 weisen jeweils einen radial inneren Endbereich 68 und einen zu dem radial inneren Endbereich 68 beabstandeten radial äußeren Endbereich 70 auf. Beispielweise ist der radial äußere Endbereich 70 in einer zu der Radialebene 52 parallelen Richtung zu dem radial inneren Endbereich 68 beabstandet.The main blades 18 each have a radially inner end region 68 and a radially outer end region 70 which is spaced apart from the radially inner end region 68. For example, the radially outer end region 70 is spaced apart from the radially inner end region 68 in a direction parallel to the radial plane 52.

Die Hauptschaufeln 18 erstrecken sich jeweils zwischen dem radial inneren Endbereich 68 und dem radial äußeren Endbereich 70.The main blades 18 each extend between the radially inner end region 68 and the radially outer end region 70.

In dem radial inneren Endbereich 68 weisen die Hauptschaufeln 18 jeweils eine Innenkante 72. In dem radial äußeren Endbereich 70 weisen die Hauptschaufeln 18 jeweils eine Außenkante 74 auf.In the radially inner end region 68, the main blades 18 each have an inner edge 72. In the radially outer end region 70, the main blades 18 each have an outer edge 74.

Die jeweiligen Außenkanten 74 der Hauptschaufeln 18 sind vorzugsweise zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse 20 orientiert und/oder verlaufen zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse 20. Die Außenkanten 74 sind beispielsweise quer und insbesondere senkrecht zu der Bodenscheibe 14 orientiert.The respective outer edges 74 of the main blades 18 are preferably oriented at least approximately parallel to the longitudinal central axis 20 and/or run at least approximately parallel to the longitudinal central axis 20. The outer edges 74 are, for example, oriented transversely and in particular perpendicular to the base disk 14.

Der jeweilige radial äußere Endbereich 70 der Hauptschaufeln 18 wird beispielsweise durch die Außenkante 74 gebildet. Der jeweilige radial innere Endbereich 68 der Hauptschaufeln 18 wird beispielsweise durch die Innenkannte 72 gebildet.The respective radially outer end region 70 of the main blades 18 is formed, for example, by the outer edge 74. The respective radially inner end region 68 of the main blades 18 is formed, for example, by the inner edge 72.

Die jeweiligen radial äußeren Endbereiche 70 der Hauptschaufeln 18 liegen beispielsweise in radialer Richtung zumindest näherungsweise auf einer Höhe mit dem radial äußerem Endbereich 64 der Deckscheibe 16 und/oder mit dem radial äußeren Endbereich 66 der Bodenscheibe 14.The respective radially outer end regions 70 of the main blades 18 are, for example, in the radial direction at least approximately at the same height as the radially outer end region 64 of the cover disk 16 and/or with the radially outer end region 66 of the base disk 14.

Der jeweilige radial äußere Endbereich 70 und/oder die jeweilige Außenkante 74 der Hauptschaufeln 18 sind mit einem Abstand R2 zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.The respective radially outer end region 70 and/or the respective outer edge 74 of the main blades 18 are spaced at a distance R 2 from the longitudinal central axis 20.

Die Eintrittsöffnung 58 für Fluid ist beispielsweise ringförmig und/oder kreisringförmig ausgebildet.The inlet opening 58 for fluid is, for example, annular and/or annular.

Die Eintrittsöffnung 58 weist einen Radius R1 auf. Der Radius R1 entspricht einem Abstand der Längsmittelachse 20 von dem radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16. Die Eintrittsöffnung 58 wird beispielsweise durch den radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16 umschlossen und/oder begrenzt.The inlet opening 58 has a radius R 1 . The radius R 1 corresponds to a distance of the longitudinal central axis 20 from the radially inner end region 60 of the cover disk 16. The inlet opening 58 is enclosed and/or limited, for example, by the radially inner end region 60 of the cover disk 16.

Beispielsweise weist die Deckscheibe 16 in dem radial inneren Endbereich 60 eine Kante 76 auf und/oder der radial innere Endbereich 60 ist als Kante 76 ausgebildet. Beispielsweise wird die Eintrittsöffnung 58 von der Kante 76 umgeben und/oder umschlossen und/oder begrenzt.For example, the cover plate 16 has an edge 76 in the radially inner end region 60 and/or the radially inner end region 60 is designed as an edge 76. For example, the inlet opening 58 is surrounded and/or enclosed and/or limited by the edge 76.

Die Kante 76 ist mit dem Radius R1 zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.The edge 76 is spaced apart from the longitudinal central axis 20 with the radius R 1 .

Beispielsweise entspricht der Radius R1 der Eintrittsöffnung 58 mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % des Abstands R2.For example, the radius R 1 of the inlet opening 58 corresponds to at least 23.0% and/or at most 38.0% of the distance R 2 .

Die jeweilige Innenkante 72 der Hauptschaufeln 18 ist der Eintrittsöffnung 58 zugewandt angeordnet und/oder ist zu der Eintrittsöffnung 58 beabstandet angeordnet.The respective inner edge 72 of the main blades 18 is arranged facing the inlet opening 58 and/or is arranged at a distance from the inlet opening 58.

Ein Winkel αD zwischen der Innenkannte 72 und der Längsmittelachse 20 beträgt vorzugsweise zumindest näherungsweise 45°.An angle α D between the inner edge 72 and the longitudinal central axis 20 is preferably at least approximately 45°.

Die Innenkannte 72 weist ein erstes Ende 78 und ein zu dem ersten Ende 78 beabstandetes zweites Ende 80 auf.The inner edge 72 has a first end 78 and a second end 80 spaced apart from the first end 78.

Das erste Ende 78 grenzt an das Spinnerelement 22 an. Das zweite Ende 80 grenzt an die Deckscheibe 16 an. Das zweite Ende 80 der Kante 76 grenzt beispielsweise an ein Deckscheibensegment 82 der Deckscheibe 16 an.The first end 78 adjoins the spinner element 22. The second end 80 adjoins the cover plate 16. The second end 80 of the edge 76 borders, for example, a cover disk segment 82 of the cover disk 16.

Die Innenkante 72 ist quer und insbesondere senkrecht zu einer Innenfläche 83 des Deckscheibensegments 82 orientiert.The inner edge 72 is oriented transversely and in particular perpendicular to an inner surface 83 of the cover disk segment 82.

Zwischen den jeweiligen Innenkanten 72 der Hauptschaufeln 18 und der Eintrittsöffnung 58 ist eine Ausnehmung 84 ausgebildet. Die Ausnehmung 84 ist innerhalb des Zwischenraums 46 ausgebildet und/oder angeordnet.A recess 84 is formed between the respective inner edges 72 of the main blades 18 and the inlet opening 58. The recess 84 is formed and/or arranged within the gap 46.

Die Ausnehmung 84 ist in einer Querschnittsebene durch die Längsmittelachse 20 ringsegmentförmig und/oder kreisringsegmentförmig ausgebildet. Die Ausnehmung 84 weist in dieser Querschnittsebene ein ringsegmentförmiges und/oder kreisringsegmentförmiges Profil auf.The recess 84 is designed in the shape of a ring segment and/or annular segment in a cross-sectional plane through the longitudinal central axis 20. The recess 84 has a ring segment-shaped and/or circular ring segment-shaped profile in this cross-sectional plane.

Die Ausnehmung 84 ist beispielsweise in der Querschnittsebene durch die Längsmittelachse als Ringsegment 85 ausgebildet oder umfasst ein Ringsegment 85. Dieses Ringsegment 85 weist einen Mittelpunktswinkel αM auf.The recess 84 is formed, for example, in the cross-sectional plane through the longitudinal central axis as a ring segment 85 or comprises a ring segment 85. This ring segment 85 has a center angle α M.

Der Mittelpunktswinkel αm beträgt beispielsweise zumindest näherungsweise 45°.The center angle α m is, for example, at least approximately 45°.

Der radial äußere Endbereich 64 der Deckscheibe 16 ist zu dem radial äußeren Endbereich 66 der Bodenscheibe 14 mit einem Abstand b1 beabstandet.The radially outer end region 64 of the cover disk 16 is spaced from the radially outer end region 66 of the base disk 14 by a distance b 1 .

Der Abstand b1 beträgt mindestens 5,0 % und/oder höchstens 9,0 % des Abstand R2.The distance b 1 is at least 5.0% and/or at most 9.0% of the distance R 2 .

Die Deckscheibe 16 umfasst einen radial inneren Teilbereich 86 und einen sich an den radial inneren Teilbereich 86 anschließenden radial äußeren Teilbereich 88.The cover plate 16 comprises a radially inner subregion 86 and a radially outer subregion 88 adjoining the radially inner subregion 86.

Ein Querschnitt des radial äußeren Teilbereichs 88 der Deckscheibe 16 ist parallel zu einer Geraden 89 orientiert, wobei eine Querschnittsebene durch die Längsmittelachse 20 verläuft.A cross section of the radially outer portion 88 of the cover disk 16 is oriented parallel to a straight line 89, with a cross-sectional plane running through the longitudinal central axis 20.

Ein Winkel γ zwischen der Geraden 89 und der Radialebene 52 beträgt mindestens 3,5° und/oder höchstens 6,3°.An angle γ between the straight line 89 and the radial plane 52 is at least 3.5° and/or at most 6.3°.

Ein Querschnitt des radial inneren Teilbereichs 86 der Deckscheibe 16 wird zumindest näherungsweise durch einen Kreisbogen 90 beschrieben, wobei eine Querschnittsebene durch die Längsmittelachse 20 verläuft.A cross section of the radially inner portion 86 of the cover disk 16 is at least approximately described by a circular arc 90, with a cross-sectional plane running through the longitudinal central axis 20.

Der Kreisbogen 90 weist einen Krümmungsradius RD auf. Der Krümmungsradius RD beträgt mindestens 12,0 % und/oder höchstens 21,0 % des Abstands R2.The circular arc 90 has a radius of curvature R D. The radius of curvature R D is at least 12.0% and/or at most 21.0% of the distance R 2 .

Ein Mittelpunktswinkel αM2 des Kreisbogens 90 beträgt mindestens 83,7° und/oder höchstens 86,5°.A center angle α M2 of the circular arc 90 is at least 83.7° and/or at most 86.5°.

Beispielsweise bildet ein Abschnitt des Kreisbogens 90 den radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16 oder der Kreisbogen 90 geht in den radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16 über.For example, a section of the circular arc 90 forms the radially inner end region 60 of the cover disk 16 or the circular arc 90 merges into the radially inner end region 60 of the cover disk 16.

In dem radial inneren Endbereich 60 ist ein Querschnitt der Deckscheibe 16 in einer Querschnittsebene durch die Längsmittelachse 20 zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse 20 orientiert.In the radially inner end region 60, a cross section of the cover disk 16 is oriented at least approximately parallel to the longitudinal central axis 20 in a cross-sectional plane through the longitudinal central axis 20.

Die Deckscheibe 16 weist in dem radial inneren Endbereich 60 beispielsweise zumindest näherungsweise eine hohlzylindrische Form auf. Ein Radius des Hohlzylinders entspricht dabei dem Radius R1 der Eintrittsöffnung 58.The cover disk 16 has, for example, at least approximately a hollow cylindrical shape in the radially inner end region 60. A radius of the hollow cylinder corresponds to the radius R 1 of the inlet opening 58.

Ein Querschnitt des Zwischenraums 46 in einer Querschnittsebene durch die Längsmittelachse 20 ist zumindest näherungsweise axialsymmetrisch zu einer Längsmittelachse 92 des Zwischenraums 46 ausgebildet.A cross section of the gap 46 in a cross-sectional plane through the longitudinal central axis 20 is at least approximately axially symmetrical to a longitudinal central axis 92 of the gap 46.

Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Querschnittsbreite 94 des Zwischenraums 46 in einer Richtung radial nach innen und/oder in Richtung der Längsmittelachse 20 und/oder in Richtung des Mittelbereichs 32 zunimmt und insbesondere linear zunimmt.In particular, it can be provided that a cross-sectional width 94 of the gap 46 increases in a direction radially inward and/or in the direction of the longitudinal central axis 20 and/or in the direction of the central region 32 and in particular increases linearly.

Beispielsweise ist die Querschnittsbreite 94 des Zwischenraums 46 an dem radial äußeren Endbereich 70 der Hauptschaufeln 18 am geringsten und/oder an dem radial inneren Endbereich 60 der Deckscheibe 16 am größten.For example, the cross-sectional width 94 of the gap 46 is smallest at the radially outer end region 70 of the main blades 18 and/or is largest at the radially inner end region 60 of the cover plate 16.

Die Zwischenschaufeln 54 weisen analog zu den Hauptschaufeln 18 jeweils eine Innenkante 96 und eine zu der der Innenkante 96 beabstandete Außenkante 98 auf.Analogous to the main blades 18, the intermediate blades 54 each have an inner edge 96 and an outer edge 98 spaced apart from the inner edge 96.

Die Innenkante 96 ist in einem radial inneren Endbereich 100 der Zwischenschaufel 54 angeordnet oder bildet den radial inneren Endbereich 100 der Zwischenschaufel 54. Die Außenkante 98 ist in einem radial äußeren Endbereich 102 der Zwischenschaufel 54 angeordnet oder bildet einen radial äußeren Endbereich 102 der Zwischenschaufel 54.The inner edge 96 is arranged in a radially inner end region 100 of the intermediate blade 54 or forms the radially inner end region 100 of the intermediate blade 54. The outer edge 98 is arranged in a radially outer end region 102 of the intermediate blade 54 or forms a radially outer end region 102 of the intermediate blade 54.

Die Innenkante 72 und/oder der radial innere Endbereich 68 der Hauptschaufeln 18 ist mit einem Abstand R1Bo zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.The inner edge 72 and/or the radially inner end region 68 of the main blades 18 is spaced from the longitudinal center axis 20 at a distance R 1Bo .

Die Innenkante 96 und/oder der radial innere Endbereich 100 der Zwischenschaufeln 54 ist mit einem Abstand RSp zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.The inner edge 96 and/or the radially inner end region 100 of the intermediate blades 54 is spaced at a distance R Sp from the longitudinal central axis 20.

Beispielsweise ist der Abstand RSp größer als der Abstand R1BO.For example, the distance R Sp is greater than the distance R 1BO .

Beispielsweise beträgt der Abstand R1Bo mindestens 9,0 % und/oder höchstens 15 % des Abstands R2.For example, the distance R 1Bo is at least 9.0% and/or at most 15% of the distance R 2 .

Beispielsweise beträgt der Abstand RSp mindestens 22,5 % und/oder höchstens 32,5 % des Abstands R2. Der Abstand RSp beträgt beispielsweise zumindest näherungsweise 27,5 % des Abstand R2.For example, the distance R Sp is at least 22.5% and/or at most 32.5% of the distance R 2 . The distance R Sp is, for example, at least approximately 27.5% of the distance R 2 .

Ein Abstand der Außenkante 98 und/oder eines radial äußeren Endbereichs 102 der Zwischenschaufeln 54 entspricht beispielsweise dem Abstand R2.A distance between the outer edge 98 and/or a radially outer end region 102 of the intermediate blades 54 corresponds, for example, to the distance R 2 .

Ein Radius R1N des Spinnerelements 22 auf Höhe des radial inneren Endbereichs 60 der Deckscheibe 16 beträgt beispielsweise mindestens 4,5 % und höchstens 8,0 % des Abstands R2.A radius R 1N of the spinner element 22 at the level of the radially inner end region 60 of the cover disk 16 is, for example, at least 4.5% and at most 8.0% of the distance R 2 .

Ein Querschnitt einer Hauptschaufel 18 des Radialverdichterlaufrads 12 ist in 3 gezeigt, wobei eine Querschnittsebene senkrecht zu der Längsmittelachse 20 orientiert ist.A cross section of a main blade 18 of the centrifugal compressor impeller 12 is in 3 shown, wherein a cross-sectional plane is oriented perpendicular to the longitudinal central axis 20.

Die Hauptschaufel 18 verläuft in der Querschnittsebene zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve 104. Die Querschnittskurve 104 wird beispielsweise durch ein Polynom dritten Grades beschrieben.The main blade 18 runs in the cross-sectional plane at least approximately parallel to a cross-sectional curve 104. The cross-sectional curve 104 is described, for example, by a third degree polynomial.

Die Querschnittskurve 104 weist einen radial inneren Teilbereich 106 und einen sich an den radial inneren Teilbereich 106 anschließenden radial äußeren Teilbereich 108 auf.The cross-sectional curve 104 has a radially inner subregion 106 and a radially outer subregion 108 adjoining the radially inner subregion 106.

In dem radial äußeren Teilbereich 108 verläuft die Querschnittskurve 104 der Hauptschaufel 18 zumindest näherungsweise geradlinig.In the radially outer portion 108, the cross-sectional curve 104 of the main blade 18 runs at least approximately in a straight line.

In dem radial inneren Teilbereich 106 weist die Querschnittskurve 104 eine Krümmung auf.In the radially inner portion 106, the cross-sectional curve 104 has a curvature.

Beispielsweise ist die Querschnittskurve 104 in dem radial inneren Teilbereich 106 zu der Längsmittelachse 20 hin gekrümmt.For example, the cross-sectional curve 104 is curved toward the longitudinal central axis 20 in the radially inner portion 106.

Die Querschnittskurve 104 weist beispielsweise in dem radial inneren Teilbereich 106, bezogen auf die Längsmittelachse 20, eine konkave Krümmung auf.The cross-sectional curve 104 has, for example, a concave curvature in the radially inner portion 106, relative to the longitudinal central axis 20.

An dem radial äußeren Endbereich 70 der Hauptschaufel 18 beträgt ein Winkel β2 zwischen der Querschnittskurve 104 und einer Quergeraden 110a beispielsweise zumindest näherungsweise 65°. Die Quergerade 110a ist dabei senkrecht zu einer Verbindungsgeraden 110b zwischen der Längsmittelachse 20 und dem radial äußeren Endbereich 70 orientiert. Der radial äußere Endbereich 70 ist mit dem Abstand R2 zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.At the radially outer end region 70 of the main blade 18, an angle β 2 between the cross-sectional curve 104 and a transverse straight line 110a is, for example, at least approximately 65°. The transverse straight line 110a is oriented perpendicular to a connecting straight line 110b between the longitudinal central axis 20 and the radially outer end region 70. The radially outer end region 70 is spaced apart from the longitudinal center axis 20 by the distance R 2 .

In dem radial inneren Endbereich 68 der Hauptschaufel 18 beträgt ein Winkel β1Bo zwischen der Querschnittskurve 104 und einer Quergeraden 112a mindestens 24,0° und/oder höchstens 26,8°. Die Quergerade 112a ist dabei senkrecht zu einer Verbindungsgeraden 112b zwischen der Längsmittelachse 20 und dem radial inneren Endbereich 68 der Hauptschaufel 18 orientiert. Die Verbindungsgerade 112b ist mit dem Abstand R1Bo zu der Längsmittelachse 20 beabstandet.In the radially inner end region 68 of the main blade 18, an angle β 1Bo between the cross-sectional curve 104 and a transverse straight line 112a is at least 24.0° and/or at most 26.8°. The transverse straight line 112a is oriented perpendicular to a connecting straight line 112b between the longitudinal central axis 20 and the radially inner end region 68 of the main blade 18. The connecting straight line 112b is spaced at a distance R 1Bo from the longitudinal center axis 20.

Die Querschnittskurve weist einen Punkt 114 auf, welcher mit einem Abstand R1m zu der Längsmittelachse 20 beabstandet ist.The cross-sectional curve has a point 114 which is spaced from the longitudinal center axis 20 by a distance R 1m .

An dem Punkt 114 beträgt ein Winkel β1m zwischen der Querschnittskurve 104 und einer Quergeraden 116 mindestens 30,0° und/oder höchstens 31,0°. Die Quergerade 116a ist dabei senkrecht zu einer Verbindungsgeraden 116b zwischen der Längsmittelachse 20 und dem Punkt 114 orientiert.At point 114, an angle β 1m between the cross-sectional curve 104 and a transverse straight line 116 is at least 30.0° and/or at most 31.0°. The transverse straight line 116a is oriented perpendicular to a connecting straight line 116b between the longitudinal central axis 20 and the point 114.

Der Punkt 114 ist zu dem radial inneren Endbereich 68 in einer dem radial äußeren Endbereich 70 zugewandten Richtung beabstandet.The point 114 is spaced from the radially inner end region 68 in a direction facing the radially outer end region 70.

Die Querschnittskurve 104 weist einen zu dem Punkt 114 beabstandeten Punkt 118 auf, welcher zwischen dem Punkt 114 und dem radial äußeren Endbereich 70 positioniert ist. Der Punkt 118 ist zu dem Punkt 114 in einer dem radial äußeren Endbereich 70 zugewandten Richtung beabstandet.The cross-sectional curve 104 has a point 118 spaced from the point 114 and positioned between the point 114 and the radially outer end region 70. The point 118 is spaced from the point 114 in a direction facing the radially outer end region 70.

Der Punkt 118 ist zu der Längsmittelachse 20 mit einem Abstand R1Due beabstandet. An dem Punkt 118 beträgt ein Winkel β1Due zwischen der Querschnittskurve 104 und einer Quergeraden 120a mindestens 32,5° und/oder höchstens 34,5°. Die Quergerade 120a ist dabei senkrecht zu einer Verbindungsgerade 120b zwischen der Längsmittelachse 20 und dem Punkt 118 orientiert.The point 118 is spaced from the longitudinal center axis 20 by a distance R 1Due . At point 118, an angle β 1Due between the cross-sectional curve 104 and a transverse straight line 120a is at least 32.5° and/or at most 34.5°. The transverse straight line 120a is oriented perpendicular to a connecting straight line 120b between the longitudinal central axis 20 and the point 118.

Typische Parameterverhältnisse der Deckscheibe 16, der Hauptschaufeln 18 und der Zwischenschaufeln 54 des Radialverdichterlaufrads 12 sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Die Werte sind dabei auf den Abstand R2 normiert. Durchmesserverhältnis R 1/ R 2 0,235 0,264 0,294 0,332 0,374 Parameter Deckscheibe R2 1 1 1 1 1 R1 0,235 0,264 0,294 0,332 0,374 b1 0,050 0,050 0,064 0,080 0,090 RD 0,128 0,144 0,168 0,188 0,208 R1N 0,050 0,076 0,076 0,076 0,076 γ[°] 3,647 4,100 4,496 5,182 6,246 αD[°] 45 45 45 45 45 Parameter Hauptschaufeln R1Bo 0,092 0,107 0,119 0,132 0,149 R1m 0,116 0,132 0,148 0,166 0,186 R1Due 0,136 0,153 0,172 0,194 0,217 β1Bo [°] 26,8 26,9 26,3 25,6 24,0 β1m [°] 30,0 30,8 30,0 29,8 30,0 β1Due [°] 32,5 33,8 33,0 33,2 34,5 β2 [°] 65 65 65 65 65 Parameter Zwischenschaufeln RSp 0,275 0,275 0,275 0,275 0,275 Typical parameter ratios of the cover plate 16, the main blades 18 and the intermediate blades 54 of the centrifugal compressor impeller 12 are given in the table below. The values are standardized to the distance R 2 . Diameter ratio R 1/ R 2 0.235 0.264 0.294 0.332 0.374 Parameter cover plate R2 1 1 1 1 1 R1 0.235 0.264 0.294 0.332 0.374 b1 0.050 0.050 0.064 0.080 0.090 R D 0.128 0.144 0.168 0.188 0.208 R1N 0.050 0.076 0.076 0.076 0.076 γ[°] 3,647 4,100 4,496 5,182 6,246 αD [°] 45 45 45 45 45 Main blade parameters R1Bo 0.092 0.107 0.119 0.132 0.149 R 1m 0.116 0.132 0.148 0.166 0.186 R1Due 0.136 0.153 0.172 0.194 0.217 β 1Bo [°] 26.8 26.9 26.3 25.6 24.0 β 1m [°] 30.0 30.8 30.0 29.8 30.0 β 1Due [°] 32.5 33.8 33.0 33.2 34.5 β 2 [°] 65 65 65 65 65 Parameter intermediate blades R Sp 0.275 0.275 0.275 0.275 0.275

Der Abstand R2 beträgt beispielsweise mindestens 0,15 m und/oder höchstens 1,5 m. Der Abstand R2 beträgt beispielsweise ca. 1,0 m.The distance R 2 is, for example, at least 0.15 m and/or at most 1.5 m. The distance R 2 is, for example, approximately 1.0 m.

Das Radialverdichterlaufrad 12 funktioniert wie folgt:

  • Das Radialverdichterlaufrad 12 ist beispielsweise Bestandteil eines Verdichters zur Kompression eines Fluids und/oder Gases.
The centrifugal compressor impeller 12 works as follows:
  • The radial compressor impeller 12 is, for example, part of a compressor for compressing a fluid and/or gas.

Zur Kompression eines Fuids und/oder Gases wird das Radialverdichterlaufrad in Rotation versetzt. Das Fluid und/oder Gas wird durch die Eintrittsöffnung 58 des Radialverdichterlaufrads 12 angesaugt und mittels der Hauptschaufeln 18 und/oder Zwischenschaufeln 54 radial nach außen abgelenkt und/oder beschleunigt.To compress a fluid and/or gas, the radial compressor impeller is rotated. The fluid and/or gas is sucked in through the inlet opening 58 of the radial compressor impeller 12 and deflected and/or accelerated radially outwards by means of the main blades 18 and/or intermediate blades 54.

Anschließend verlässt das Fluid und/oder Gas das Radialverdichterlaufrad 12 über die Austrittsöffnung 62.The fluid and/or gas then leaves the radial compressor impeller 12 via the outlet opening 62.

Auf diese Weise wird mittels des Radialverdichterlaufrads 12 eine Bewegungsenergie des Fluids und/oder Gases erhöht.In this way, the kinetic energy of the fluid and/or gas is increased by means of the radial compressor impeller 12.

Die Bewegungsenergie kann anschließend beispielsweise mittels eines Diffusors in Druck umgewandelt werden.The kinetic energy can then be converted into pressure, for example using a diffuser.

Claims (27)

Laufrad (10), insbesondere Radialverdichterlaufrad (12), umfassend eine Bodenscheibe (14), eine zu der Bodenscheibe (14) beabstandete Deckscheibe (16) und eine Mehrzahl von Hauptschaufeln (18), welche zwischen der Bodenscheibe (14) und der Deckscheibe (16) angeordnet sind, wobei an der Deckscheibe (16) eine Eintrittsöffnung (58) für Fluid ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (R1) der Eintrittsöffnung (58) mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % eines Abstands (R2) zwischen einem radial äußeren Endbereich (70) der Hauptschaufeln (18) von einer Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) beträgt und die Eintrittsöffnung als ringförmige und/oder zylinderringförmige Ausnehmung ausgebildet ist, dass die Hauptschaufeln (18) jeweils eine Innenkante (72) aufweisen, welche an einem radial inneren Endbereich (68) der Hauptschaufeln (18) ausgebildet ist, und dass ein Winkel (αD) zwischen der Innenkante (72) und der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) mindestens 40,0° und höchstens 50,0° beträgt.Impeller (10), in particular a radial compressor impeller (12), comprising a base disk (14), a cover disk (16) spaced apart from the base disk (14) and a plurality of main blades (18), which are between the base disk (14) and the cover disk ( 16) are arranged, an inlet opening (58) for fluid being formed on the cover plate (16), characterized in that a radius (R 1 ) of the inlet opening (58) is at least 23.0% and/or at most 38.0% a distance (R 2 ) between a radially outer end region (70) of the main blades (18) from a longitudinal central axis (20) of the impeller (10) and the inlet opening is designed as an annular and / or cylindrical ring-shaped recess so that the main blades (18) each have an inner edge (72) which is formed on a radially inner end region (68) of the main blades (18), and that an angle (α D ) between the inner edge (72) and the longitudinal central axis (20) of the impeller (10) is at least 40.0° and at most 50.0°. Laufrad (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (αD) zwischen der jeweiligen Innenkante (72) der Hauptschaufeln (18) und der Längsmittelachse (20) mindestens 42,0° und insbesondere mindestens 44,0° beträgt und höchstens 48,0° und insbesondere höchstens 46,0° beträgt.impeller (10). Claim 1 , characterized in that the angle (α D ) between the respective inner edge (72) of the main blades (18) and the longitudinal central axis (20) is at least 42.0° and in particular at least 44.0° and at most 48.0° and in particular is at most 46.0°. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Innenkante (72) der Hauptschaufeln (18) quer und insbesondere senkrecht zu einer Innenfläche (83) eines Deckscheibensegments (82) der Deckscheibe (16) orientiert ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective inner edge (72) of the main blades (18) is oriented transversely and in particular perpendicular to an inner surface (83) of a cover disk segment (82) of the cover disk (16). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige radial innere Endbereich (68) der Hauptschaufeln (18) zu der Eintrittsöffnung (58) für Fluid beabstandet angeordnet ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the respective radially inner end region (68) of the main blades (18) is arranged at a distance from the inlet opening (58) for fluid. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) zwischen dem jeweiligen radial inneren Endbereich (68) der Hauptschaufeln (18) und der Eintrittsöffnung (58) für Fluid eine Ausnehmung (84) ausgebildet ist, und dass die Ausnehmung (84) in dieser Querschnittsebene zumindest näherungsweise als Ringsegment (85) und/oder als Kreisringsegment ausgebildet ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis (20) of the impeller (10) between the respective radially inner end region (68) of the main blades (18) and the inlet opening (58) for Fluid a recess (84) is formed, and that the recess (84) is formed in this cross-sectional plane at least approximately as a ring segment (85) and / or as a circular ring segment. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem jeweiligen radial inneren Endbereich (68) der Hauptschaufeln (18) und der Eintrittsöffnung (58) für Fluid eine Ausnehmung (84) gebildet ist, und dass die Ausnehmung (84) zumindest näherungsweise eine kegelstumpfförmige Form aufweist und/oder eine kegelstumpfförmige Einhüllende aufweist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a recess (84) is formed between the respective radially inner end region (68) of the main blades (18) and the inlet opening (58) for fluid, and that the recess (84 ) has at least approximately a frusto-conical shape and/or has a frusto-conical envelope. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand eines radial äußeren Endbereichs (66) der Bodenscheibe (14) von der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) zumindest näherungsweise einem Abstand eines radial äußeren Endbereichs (64) der Deckscheibe (16) von der Längsmittelachse (20) entspricht.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance of a radially outer end region (66) of the base disk (14) from the longitudinal central axis (20) of the impeller (10) is at least approximately a distance of a radially outer end region (64) the cover plate (16) corresponds to the longitudinal central axis (20). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein kürzester Abstand (b1) zwischen der Bodenscheibe (14) und der Deckscheibe (16) mindestens 5,0 % und/oder höchstens 9,0 % eines Abstands (R2) des jeweiligen radial äußeren Endbereichs (70) der Hauptschaufeln (18) von der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) beträgt.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a shortest distance (b 1 ) between the base disk (14) and the cover disk (16) is at least 5.0% and/or at most 9.0% of a distance (R 2 ) of the respective radially outer end region (70) of the main blades (18) from the longitudinal central axis (20) of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (b1) zwischen der Bodenscheibe (14) und der Deckscheibe (16) an einem jeweiligen radial äußeren Endbereich (64, 66) der Deckscheibe (16) und der Bodenscheibe (14) am geringsten ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a distance (b 1 ) between the base disk (14) and the cover disk (16) at a respective radially outer end region (64, 66) of the cover disk (16) and the Bottom disc (14) is the smallest. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Querschnittsebene durch die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) ein radial äußerer Teilbereich (88) der Deckscheibe (16) zumindest näherungsweise parallel zu einer Geraden (89) verläuft.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a cross-sectional plane through the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), a radially outer portion (88) of the cover disk (16) runs at least approximately parallel to a straight line (89). . Laufrad (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (γ) zwischen der Geraden (89) und einer senkrecht zur Längsmittelachse (20) orientierten Radialebene (52) des Laufrads (10) mindestens 3,6° und/oder höchstens 6,3° beträgt.impeller (10). Claim 10 , characterized in that an angle (γ) between the straight line (89) and a radial plane (52) of the impeller (10) oriented perpendicular to the longitudinal central axis (20) is at least 3.6° and/or at most 6.3°. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) ein radial innerer Teilbereich (86) der Deckscheibe (16) zumindest näherungsweise durch einen Kreisbogen (90) beschrieben wird.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), a radially inner portion (86) of the cover disk (16) is at least approximately described by a circular arc (90). becomes. Laufrad (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Krümmungsradius (RD) des Kreisbogens (90) mindestens 12,8 % und/oder höchstens 20,8 % eines Abstands (R2) des jeweiligen radial äußeren Endbereichs (70) der Hauptschaufeln (18) von der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) beträgt.impeller (10). Claim 12 , characterized in that a radius of curvature (R D ) of the circular arc (90) is at least 12.8% and / or at most 20.8% of a distance (R 2 ) of the respective radially outer end region (70) of the main blades (18) from the Longitudinal central axis (20) of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunktswinkel (αM) des Kreisbogens (90) mindestens 83,7° und/oder höchstens 86,4° beträgt.Impeller (10) according to one of the Claims 12 or 13 , characterized in that a center angle (α M ) of the circular arc (90) is at least 83.7° and/or at most 86.4°. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) ein radial innerer Endbereich (60) der Deckscheibe (16) zumindest näherungsweise parallel zu der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) verläuft.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), a radially inner end region (60) of the cover disk (16) is at least approximately parallel to the longitudinal central axis (20). of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (16) an einem radial inneren Endbereich (60) der Deckscheibe (16) zumindest näherungsweise als geometrischer Zylinder ausgebildet ist, wobei ein Radius (R1) des Zylinders mindestens 23,0 % und/oder höchstens 38,0 % eines Abstands (R2) zwischen dem jeweiligen radial äußeren Endbereich (70) der Hauptschaufeln und der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) beträgt.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the cover disk (16) is at least approximately designed as a geometric cylinder on a radially inner end region (60) of the cover disk (16), with a radius (R 1 ) of the cylinder at least 23.0% and/or at most 38.0% of a distance (R 2 ) between the respective radially outer end region (70) of the main blades and the longitudinal central axis (20) of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Deckscheibe (16) und der Bodenscheibe (14) und/oder zwischen der Deckscheibe (16) und einem Spinnerelement (22) des Laufrads (10) ein Zwischenraum (46) ausgebildet ist, wobei die Hauptschaufeln (18) und/oder Zwischenschaufeln (54) des Laufrads (10) in dem Zwischenraum (46) angeordnet sind.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that there is a gap (46) between the cover disk (16) and the base disk (14) and/or between the cover disk (16) and a spinner element (22) of the impeller (10). ) is formed, wherein the main blades (18) and / or intermediate blades (54) of the impeller (10) are arranged in the intermediate space (46). Laufrad (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene durch die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) der Zwischenraum (46) zumindest näherungsweise axialsymmetrisch zu einer Längsmittelachse (92) des Zwischenraums (46) ausgebildet ist.impeller (10). Claim 17 , characterized in that in a geometric cross-sectional plane through the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), the gap (46) is at least approximately axially symmetrical to a longitudinal central axis (92) of the gap (46). Laufrad (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine senkrecht zu der Längsmittelachse (20) des Zwischenraums (46) orientierte Querschnittsbreite (94) des Zwischenraums (46) in Richtung der Längsmittelachse (20) und/oder in Richtung eines Mittelbereichs (32) des Laufrads (10) ansteigt und insbesondere linear ansteigt.impeller (10). Claim 18 , characterized in that a cross-sectional width (94) of the intermediate space (46) oriented perpendicular to the longitudinal central axis (20) of the intermediate space (46) in the direction of the longitudinal central axis (20) and / or in the direction of a central region (32) of the impeller (10) increases and in particular increases linearly. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zwischenschaufeln (54), wobei eine oder mehrere Zwischenschaufeln (54) in Umfangsrichtung (48) des Laufrads jeweils zwischen zueinander benachbarten Hauptschaufeln (18) angeordnet sind.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized by intermediate blades (54), one or more intermediate blades (54) being arranged in the circumferential direction (48) of the impeller between mutually adjacent main blades (18). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Spinnerelement (22), welches in einem Mittelbereich (32) und/oder Zentralbereich des Laufrads (10) angeordnet ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized by a spinner element (22) which is arranged in a central region (32) and/or central region of the impeller (10). Laufrad (10) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinnerelement (22) zumindest näherungsweise rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) angeordnet und/oder ausgebildet ist.impeller (10). Claim 21 , characterized in that the spinner element (22) is arranged and/or designed at least approximately rotationally symmetrically to the longitudinal central axis (20) of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (R1N) des Spinnerelements (22) auf Höhe eines radial inneren Endbereichs (60) der Deckscheibe (16) des Laufrads (10) mindestens 5,0 % und/oder höchstens 7,6 % eines Abstands (R2) des jeweiligen radial äußeren Endbereichs (70) der Hauptschaufeln (18) von der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) beträgt.Impeller (10) according to one of the Claims 21 or 22 , characterized in that a radius (R 1N ) of the spinner element (22) at the level of a radially inner end region (60) of the cover plate (16) of the impeller (10) is at least 5.0% and / or at most 7.6% of a distance (R 2 ) of the respective radially outer end region (70) of the main blades (18) from the longitudinal central axis (20) of the impeller (10). Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnung (58) für Fluid zwischen einem Spinnerelement (22) des Laufrads (10) und einem radial inneren Endbereich (60) der Deckscheibe (16) des Laufrads (10) ausgebildet ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet opening (58) for fluid between a spinner element (22) of the impeller (10) and a radially inner end region (60) of the cover plate (16) of the impeller (10) is trained. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) die Hauptschaufeln (18) zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve (104) verlaufen, dass die Querschnittskurve (104) bezogen auf die Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) einen konkav gekrümmten radial inneren Teilbereich (106) aufweist, und dass die Querschnittskurve (104) einen sich an den radial inneren Teilbereich (106) anschließenden radial äußeren Teilbereich (108) aufweist, welcher geradlinig verläuft.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), the main blades (18) run at least approximately parallel to a cross-sectional curve (104), that the cross-sectional curve (104 ) has a concavely curved radially inner subregion (106) relative to the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), and that the cross-sectional curve (104) has a radially outer subregion (108) adjoining the radially inner subregion (106), which runs in a straight line. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelebene (20) des Laufrads (10) die Hauptschaufeln (18) zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve (104) verlaufen, und dass an einem radial äußeren Teilbereich (108) und/oder dem radial äußeren Endbereich (70) der Hauptschaufeln (18) ein Winkel (β2) zwischen der Querschnittskurve (104) und einer Quergeraden (110a) mindestens 60° und/oder höchstens 70° beträgt, wobei die Quergerade (110a) senkrecht zu einer Verbindungsgeraden (110b) zwischen der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) und dem radial äußeren Teilbereich (108) und/oder dem radial äußeren Endbereich (70) orientiert ist, und insbesondere dass der Winkel (β2) mindestens 62° und insbesondere mindestens 64° beträgt und/oder höchstens 68° und insbesondere höchstens 66° beträgt.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal center plane (20) of the impeller (10), the main blades (18) run at least approximately parallel to a cross-sectional curve (104), and that on a radial outer partial region (108) and/or the radially outer end region (70) of the main blades (18), an angle (β 2 ) between the cross-sectional curve (104) and a transverse straight line (110a) is at least 60° and/or at most 70°, whereby the transverse straight line (110a) is oriented perpendicular to a connecting straight line (110b) between the longitudinal central axis (20) of the impeller (10) and the radially outer partial region (108) and/or the radially outer end region (70), and in particular that the angle ( β 2 ) is at least 62° and in particular at least 64° and/or is at most 68° and in particular at most 66°. Laufrad (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer geometrischen Querschnittsebene senkrecht zur Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) die Hauptschaufeln (18) zumindest näherungsweise parallel zu einer Querschnittskurve (104) verlaufen, und dass an einem radial inneren Teilbereich (106) und/oder einem radial inneren Endbereich (68) der Hauptschaufeln (18) ein Winkel (β1Bo, B1m, B1Due) zwischen der Querschnittskurve (104) und einer Quergeraden (112a, 116a, 120a) mindestens 24,0° und/oder höchstens 35,0° beträgt, wobei die Quergerade (112a, 116a, 120a) senkrecht zu einer Verbindungsgeraden (112b, 116b, 120b) zwischen der Längsmittelachse (20) des Laufrads (10) und dem radial inneren Teilbereich (106) und/oder dem radial inneren Endbereich (68) orientiert ist.Impeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that in a geometric cross-sectional plane perpendicular to the longitudinal central axis (20) of the impeller (10), the main blades (18) run at least approximately parallel to a cross-sectional curve (104), and that on a radial inner partial region (106) and/or a radially inner end region (68) of the main blades (18), an angle (β 1Bo , B 1m , B 1Due ) between the cross-sectional curve (104) and a transverse straight line (112a, 116a, 120a) is at least 24 .0° and/or at most 35.0°, the transverse straight line (112a, 116a, 120a) being perpendicular to a connecting straight line (112b, 116b, 120b) between the longitudinal central axis (20) of the impeller (10) and the radially inner partial region (106) and/or the radially inner end region (68) is oriented.
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DE102015117463A1 (en) 2015-10-14 2017-04-20 Atlas Copco Energas Gmbh Turbine wheel for a radial turbine

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