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Die Erfindung betrifft einen Verdichterfür eine Gasturbine und eine Gasturbine.
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Stand der Technik
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Eine Vielzahl von Verdichtern für Gasturbinen ist bekannt. Der Verdichter weist einen Rotor mit Schaufeln auf. Die Schaufeln sind in einem Strömungskanal, der von einer Außenkanalwand und einer Innenkanalwand begrenzt ist, angeordnet. Die Außenkanalwand weist üblicherweise einen gleichbleibenden Innendurchmesser bzw. eine nach radial innen verlaufende Verjüngung auf Höhe der Schaufelspitzen des Rotors auf. Die Außenkanalwand weist oftmals eine Verjüngung in Form eines Konus auf.
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Auch sind Zirkulationsstrukturen („casing treatments“) sowie Unterbrechungselemente, die eine Zirkulationsstruktur in Form einer Aussparung in Zirkulationsräume unterbrechen, zum Verbessern der Strömungseigenschaften des Strömungskanals bekannt.
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Nachteilig an bisher bekannten Verdichtern ist, dass diese aufgrund des Spaltes bzw. Abstands zwischen den Schaufeln des Rotors und der Außenkanalwand hohe Leistungsverluste und folglich einen geringen Wirkungsgrad aufgrund geringer Kontraktion nach dem Verdichtungsstoß im Rotor aufweisen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Verdichter füreine Gasturbine bzw. eine Gasturbine mit einem Verdichter aufzuzeigen, bei dem bzw. der Verluste aufgrund des Spaltes zwischen Rotor bzw. Schaufelspitze und der Außenkanalwand vermindert sind.
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Diese Aufgabe wird durch einen Verdichterfür eine Gasturbine gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Gasturbine gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Verdichter für eine Gasturbine gelöst, wobei der Verdichter einen Rotor und eine Außenkanalwand umfasst, wobei der Rotor mehrere Schaufeln aufweist, wobei zwischen der Außenkanalwand und den Schaufelspitzen der Schaufeln in radialer Richtung ein Spalt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkanalwand eine in Umfangsrichtung des Verdichters um die Drehachse umlaufende Zirkulationsstrukturaufweist, wobei die Zirkulationsstrukturin axialer Richtung teilweise vor den Schaufeln liegt, dass die Schaufelspitze in einem ersten Teilbereich der Schaufelspitze eine erste Steigung und in einem an den ersten Teilbereich unmittelbar angrenzenden zweiten Teilbereich der Schaufelspitze eine zweite Steigung aufweist,
wobei die Außenkanalwand in dem Bereich, der sich in der axialen Richtung hinter der Zirkulationsstrukturauf Höhe des ersten Teilbereichs der Schaufel befindet, und zumindest teilweise in dem Bereich, der sich in der axialen Richtung auf Höhe des zweiten Teilbereichs der Schaufel befindet, im Wesentlichen parallel zu der Schaufelspitze verläuft, wobei die erste Steigung größer als die zweite Steigung ist.
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Ein Vorteil hiervon ist, dass der Verdichter geringe Verluste aufgrund des Spalts zwischen Rotor bzw. Schaufel und der Außenkanalwand aufweist. Somit weist der Verdichter einen höheren Wirkungsgrad auf. Zudem wird technisch einfach verhindert, dass Gas entgegengesetzt zur üblichen Strömungsrichtung des Gases in dem Verdichter strömt. Auch wird eine Berührung zwischen der Schaufel bzw. den Schaufeln und der Außenkanalwand sicher verhindert. Insbesondere können die Leistungsverluste durch eine aufeinander abgestimmte Form der Verjüngung der Schaufel und der Verjüngung des Innendurchmessers der Außenkanalwand vermindert werden. Zudem wird ein Entstehen einer scharfen Kante in der Außenkanalwand beim Einlaufen der Schaufel in die Außenkanalwand weitestgehend vermieden. Hierdurch werden turbulente Strömungen weitgehend vermieden. Der Ausdruck, „dass die erste Steigung größer als die zweite Steigung ist“, bedeutet insbesondere, dass die Differenz zwischen der zweiten Steigung und der ersten Steigung stets negativ ist. Die erste Steigung kann positiv oder negativsein. Die zweite Steigung kann positiv, wenn die erste Steigung nicht-negativ ist, oder negativ sein.
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Insbesondere wird die Aufgabe auch durch eine Gasturbine mit einem oben beschriebenen Verdichter gelöst.
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Die Vorteile der Gasturbine mit dem Verdichter entsprechen analog den oben angegebenen Vorteilen des Verdichters füreine Gasturbine.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Zirkulationsstruktur mehrere, insbesondere in axialer Richtung oder schräg zu der axialen Richtung verlaufende, Unterbrechungselemente auf, wobei die Unterbrechungselemente in Umfangsrichtung der Gasturbine zueinander beabstandet angeordnet sind. Hierdurch können die Strömungsverhältnisse verbessert werden. Dies wiederum verringert die Spaltverluste in dem Verdichter weiter.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen negativen Wert auf, wobei die zweite Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen größeren negativen Wert als die erste Steigung aufweist. Vorteilhaft hieran ist, dass bei einer in Radius abfallenden Gehäusekonturüberdem Rotor, eine größere Engfläche im mittleren Sehnenbereich des Rotors und damit kleinere Mach-Zahlen erreicht werden können, und gleichzeitig einem stufenlosen Auslauf der Gehäusekontur im Hinterkantenbereich. Hierdurch ergeben sich besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse in dem Verdichterrotor.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen positiven Wert auf, wobei die zweite Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen negativen Wert aufweist. Vorteilhaft hieran ist, bei einer zylindrischen, leicht in Radius abfallenden oder leicht in Radius steigenden Gehäusekontur über dem Rotor, eine größere Engfläche im mittleren Sehnenbereich des Rotors und damit kleinere Mach-Zahlen erreicht werden können, und gleichzeitig einem stufenlosen Auslauf der Gehäusekontur im Hinterkantenbereich. Hierdurch ergeben sich besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse in dem Verdichterrotor.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen positiven Wert auf, wobei die zweite Steigung entlang der positiven axialen Richtung in Bezug auf die axiale Richtung einen kleineren positiven Wert als die erste Steigung aufweist. Vorteilhaft hieran ist, dass bei einer in Radius steigenden Gehäusekontur über dem Rotor, eine größere Engfläche im mittleren Sehnenbereich des Rotors und damit kleinere Mach-Zahlen erreicht werden können, und gleichzeitig einem stufenlosen Auslauf der Gehäusekontur im Hinterkantenbereich. Hierdurch ergeben sich besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse in dem Verdichterrotor.
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Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der erste Teilbereich der Schaufel überca. 30% bis ca. 90%, insbesondere ca. 66%, einer axialen Länge derSchaufel, die entlang der axialen Richtung von der Vorderkante der Schaufel zu der Hinterkante der Schaufel verläuft. Vorteilhaft hieran ist, dass die Leistungsverluste aufgrund des Spalts zwischen dem Rotor bzw. der Schaufel und der Außenkanalwand noch stärkerverringert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der zweite Teilbereich bis zu dem in der axialen Richtung hinteren Endpunkt der Schaufelspitze.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Spalt zwischen der Außenkanalwand und der Schaufelspitze derart ausgebildet, dass, insbesondere auch nach einer Berührung der Außenkanalwand durch die Schaufel während eines Drehens des Rotors, die Innenseite der Außenkanalwand in axialer Richtung auf Höhe der Schaufeln eine punktstetige Form im mathematischen Sinne, insbesondere keine nach Innen vorspringende scharfe Kante, aufweist. Ein Vorteil hiervon ist, dass auch dann keine Verwirbelungen bzw. Wirbel entstehen, wenn der Rotors bzw. die Schaufel durch Erhitzung und/oder Unwucht oder ähnliches die Außenkanalwand berührt hat. Dies verhindert zudem, dass nach einer Berührung der Außenkanalwand durch die Schaufel die Leistung des Verdichters wesentlich absinkt.
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Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich zusammen über die im Wesentlichen gesamte axiale Länge der Schaufel. Hierdurch werden die Verluste aufgrund des Spalts noch stärker verringert.
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Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters;
- 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters; und
- 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters. Der Verdichter bzw. Kompressor ist für eine Gasturbine, z.B. eine Gasturbine eines Flugzeugs, ausgebildet.
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In 1 ist nur ein oberer Ausschnitt des Verdichters 10 zu sehen. Der untere Teil des Verdichters 10 kann rotationssymmetrisch in Bezug auf die Drehachse des Rotors zu dem in 1 dargestellten Teil des Verdichters 10 ausgebildet sein. Möglich ist auch, dass der Verdichter 10 nur periodisch rotationssymmetrisch in Bezug auf die Drehachse des Rotors oder aperiodisch ausgebildet ist. Es können weitere Elemente des Verdichters 10 vorhanden sein, die in 1 nicht gezeigt sind.
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Der Verdichter 10 umfasst mindestens einen Rotor. Der Rotor wiederum weist mehrere Schaufeln 20, die sich um eine Drehachse des Rotors drehen. Der Verdichter 10 ist zum Komprimieren bzw. Verdichten von Gas ausgebildet. Der Verdichter 10 kann mehr als einen Rotor umfassen. Es ist auch möglich, dass die Gasturbine mehr als einen Verdichter 10 aufweist.
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Die Schaufeln 20 des Rotors können gleich groß und äquidistant in Umfangsrichtung des Rotors ausgebildet sein. Der Rotor kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch um seine Drehachse ausgebildet sein. Die Schaufeln des Rotors sind in einem Strömungskanal, der von einer Außenkanalwand 60 und einer Innenkanalwand begrenzt ist, angeordnet.
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Wie in 1 zu sehen ist, verlaufen eine X-Richtung (auch axiale Richtung genannt) parallel zu der Drehachse des Rotors (in 1 von links nach rechts) und eine Radialrichtung R-Richtung (auch radiale Richtung genannt) senkrecht zur Drehachse des Rotors (in 1 von unten nach oben). Zudem gibt es eine Umfangsrichtung U, die senkrecht zur Zeichenebene der 1 verläuft. Die genannten drei Richtungen stehen jeweils senkrecht zueinander.
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Das Gas strömt üblicherweise in dem Verdichter 10 von links nach rechts bzw. in positive X-Richtung bzw. positive axiale Richtung. Diese Richtung verläuft in 1 von links nach rechts.
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Die Schaufel 20 erstreckt sich von einer Drehachse des Rotors weg. Der Rotor ist in der Außenkanalwand 60 angeordnet. Zwischen dem in Radialrichtung äußeren Ende der Schaufel 20 bzw. der in Radialrichtung äußeren Kante der Schaufel 20 (Schaufelspitze 25 genannt) und der Außenkanalwand 60 des Rotors bzw. der Innenseite der Außenkanalwand 60 ist ein Spalt 76 bzw. Abstand vorhanden.
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Die Außenkanalwand 60 weist eine Zirkulationsstruktur 65 („casing treatment“) auf. Die Zirkulationsstruktur65 befindet sich teilweise in axialer Richtung gesehen vor der Höhe des Rotors bzw. der Schaufel 20, d.h. die Zirkulationsstruktur liegt in Hauptströmungsrichtung, die in 1 von links nach rechts verläuft, teilweise vor der Schaufel 20. Der Abstand der Zirkulationsstruktur65 zur Drehachse des Rotors ist größer als der Abstand der Schaufelspitze 25 der Schaufel 20 zu der Drehachse des Rotors. Dies bedeutet, dass die Zirkulationsstruktur65 teilweise einen Wert entlang der axialen Richtung aufweist, der kleiner als der Wert des Rotors bzw. der Schaufel 20 entlang der axialen Richtung ist. Somit befindet sich die Zirkulationsstruktur65 in axialer Richtung nicht direkt bzw. unmittelbar vor dem Rotor bzw. der Schaufel 20.
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Die Zirkulationsstruktur 65 umfasst eine Aussparung, die in Umfangsrichtung U umlaufend bzw. ringförmig verläuft. In der Aussparung sind mehrere Unterbrechungselemente 67 angeordnet. Die Unterbrechungselemente 67 unterteilen die Aussparung in Umfangsrichtung U in mehrere Unterbereiche bzw. Zirkulationsräume. Die Unterbrechungselemente 67 können jeweils nur in axialer Richtung verlaufen oder können jeweils einen Winkel zur axialen Richtung aufweisen. In 1 ist die Seitenansicht eines Unterbrechungselements 67 der Zirkulationsstruktur 65 zu sehen. Die Unterbrechungselemente 67 können äquidistant zueinander angeordnet sein. Die Unterbrechungselemente 67 erstrecken sich jeweils nicht über den gesamten Querschnitt der Aussparung in Umfangsrichtung.
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Die Aussparung der Zirkulationsstruktur65 weist auf der der axialen Richtung bzw. der Strömungsrichtung des Gases zugewandten Seite (in 1 links) eine gebogene Form auf. Die Unterbrechungselemente 67 der Zirkulationsstruktur 65 können koaxial zur Drehachse des Rotors angeordnet sein.
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Die Unterbrechungselemente 67 weisen auf der der Strömungsrichtung des Gases abgewandten Seite bzw. in positiver axialer Richtung (in 1 rechts) jeweils eine S-Form auf. Auf der in Radialrichtung bzw. radialer Richtung unteren Seite des jeweiligen Unterbrechungselements 67 verjüngt sich das Unterbrechungselement 67 in axiale Richtung. Die Unterbrechungselemente 67 sind auf der der negativen axialen Richtung zugewandten Seite an die Form der Aussparung der Zirkulationsstruktur 65 angepasst, so dass auf der der Strömungsrichtung zugewandten Seite bzw. in negative axialer Richtung der Aussparung bzw. des Unterbrechungselements 67 kein Freiraum bzw. kein Spalt oder ähnliches vorhanden ist.
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Die Unterbrechungselemente 67 der Zirkulationsstruktur 65 dienen in Umfangsrichtung als eine Art Leitblech oder Wellenbrecher. Dies bedeutet, dass das Strömen von Luft und/oder Gas in Umfangsrichtung durch die Unterbrechungselemente 67 erschwert oder sogar verhindert wird.
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Auf Höhe der Zirkulationsstruktur 65 in axialer Richtung befindet sich der in axiale Richtung vordere Endpunkt der Spitze 22 bzw. der Vorderkante 21a der Schaufel 20. Auf Höhe der Schaufel 20, in axialer Richtung nach der Zirkulationsstruktur 65, verjüngt sich der innere Durchmesser bzw. Innendurchmesser der Außenkanalwand 60 bzw. der Innenseite der Außenkanalwand 60 entlang der axialen Richtung (in 1 von links nach rechts).
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Die Schaufeltiefe ist die axiale Länge der Schaufel 20 von der in axialen Richtung vorderen äußeren Ecke 22 der Vorderkante 21a der Schaufel 20 bis zu der in axialer Richtung hinteren äußeren Ecke 23 der Hinterkante 21 b der Schaufel 20.
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Die Schaufel 20 bzw. Schaufelspitze 25 des Rotors weist einen ersten Teilbereich 26 und einen zweiten Teilbereich 28 auf. Der zweite Teilbereich 28 der Schaufel 20 befindet sich in axialer Richtung hinter dem ersten Teilbereich 26 der Schaufel 20. Der erste Teilbereich 26 grenzt unmittelbar an den zweiten Teilbereich 28.
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In dem ersten Teilbereich 26 weist die Schaufel 20 eine erste Steigung auf. Die in radialer Richtung äußere Kante bzw. die Schaufelspitze 25 der Schaufel 20 im ersten Teilbereich 26 der Schaufel 20 verläuft somit in einem Winkel zur axialen Richtung.
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Im zweiten Teilbereich 28 weist die Schaufel 20 eine zweite Steigung auf. Dies bedeutet, dass die in radialer Richtung äußere Kante des zweiten Teilbereichs 28 der Schaufel 20 in einem Winkel zur axialen Richtung bzw. zur Drehachse des Rotors verläuft.
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Im zweiten Teilbereich 28 der Schaufel 20 steigt der Durchmesser somit weniger stark als im ersten Teilbereich oder sinkt der Durchmesser in radialer Richtung des Rotors stärker als im ersten Teilbereich 26. Im ersten Teilbereich 26 und im zweiten Teilbereich 28 der Schaufel 20 kann die Verjüngung bzw. Steigung jeweils konstant sein. Die erste Steigung der äußeren Kante der Schaufel 20 im ersten Teilbereich 26 und die zweite Steigung der äußeren Kante der Schaufel 20 im zweiten Teilbereich 28 sind folglich konstant.
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Der erste Teilbereich 26 beginnt am in axialer Richtung vorderen Ende bzw. Endpunkt 22 der Schaufelspitze 25.
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Der zweite Teilbereich 28 der Schaufel 20 beginnt an einer Stelle, die sich ca. 30% bis ca. 95%, z. B. ca. 66%, der nominellen Schaufeltiefe in axialer Richtung bzw. der axialen Länge der Schaufel 20 (die axiale Länge der Schaufel 20 verläuft in axialer Richtung von der Vorderkante 21 a zu der Hinterkante 21 b der Schaufel 20) hinter dem äußeren Endpunkt 22 der Vorderkante 21a der Schaufel 20 befindet. Möglich ist auch, dass der zweite Teilbereich der Schaufel 20 an einer Stelle beginnt, die sich ca.60% hinter der vorderen Ecke 22 der Vorderkante 21 a der Schaufel 20 befindet.
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In dem zweiten Teilbereich 28 der Schaufel 20 weist die Schaufel 20 eine Verjüngung mit einer zweiten Steigung auf. Die zweite Steigung in dem zweiten Teilbereich 28 der Schaufel 20 ist kleiner als die erste Steigung.
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Die erste Steigung kann in Bezug auf die axiale Richtung entlang der axialen Richtung ein positiver Wert sein, während die zweite Steigung ein negativer Wert ist. Vorstellbar ist auch, dass die erste Steigung in Bezug auf die axiale Richtung bzw. relativ zu der axialen Richtung entlang der axialen Richtung ein großer positiver Wert ist und die zweite Steigung in Bezug auf die axiale Richtung entlang der axialen Richtung ein kleiner positiver Wert ist. Es ist auch möglich, dass die erste Steigung in Bezug auf die axiale Richtung entlang der axialen Richtung ein kleiner negativer Wert ist und die zweite Steigung in Bezug auf die axiale Richtung entlang der axialen Richtung ein großer negativer Wert ist.
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Die Differenz zwischen der zweiten Steigung und der ersten Steigung ist stets negativ. Dies bedeutet, dass die zweite Steigung minus der ersten Steigung stets einen negativen Wert ergibt, unabhängig von den Vorzeichen der ersten Steigung und der zweiten Steigung.
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Die erste Steigung kann beispielsweise einen Winkel von ca. -3° zur axialen Richtung bzw. Horizontalen aufweisen. Die zweite Steigung kann beispielsweise einen Winkel von ca. - 4°zur axialen Richtung bzw. Horizontalen aufweisen.
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Der Spalt 76 zwischen der Schaufelspitze 25 und der Außenkanalwand 60 ist im ersten Teilbereich und im zweiten Teilbereich im Wesentlichen gleich groß. Dies gilt vor dem Einlaufen der Schaufelspitze 25 in die Außenkanalwand 60 und danach.
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Die Außenkanalwand 60 weist am in der axialen Richtung hinteren Ende des zweiten Teilbereichs der Schaufelspitze 25 eine erneute Änderung der Steigung auf. Die geänderte Steigung kann die Steigung der Außenkanalwand 60 in axialer Richtung vor der Zirkulationsstruktur65 sein.
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Durch die Form der Schaufelspitze 25 existiert, auch nach einem Einlaufen der Schaufelspitze 25 in die Außenkanalwand 60, kein Sprung oder nurein sehr kleiner Vorsprung bzw. eine kleine Kante in der Außenkanalwand 60. Klein kann in diesem Zusammenhang beispielsweise bedeuten, dass die Höhe der Kante weniger als 0,5% oder weniger als 0,2% des Abstands der Außenkanalwand von der Drehachse beträgt. Somit ist ein Gebiet, in dem aufgrund der starken Änderung des Abstands der Außenkanalwand 60 von der Drehachse Wirbel auftreten können, nicht vorhanden oder sehr gering. Folglich wird die Strömung des Gases im Wesentlichen nicht negativ beeinträchtigt.
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Der Spalt 76 zwischen der Schaufelspitze 25 und der Außenkanalwand 60 ist über den gesamten zweiten Teilbereich der Schaufelspitze 25 konstant bzw. gleichbleibend groß.
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Die Außenkanalwand 60 kann in axialer Richtung vor und hinter der Schaufel 20 fluchtend zueinander verlaufen. Die Außenkanalwand 60 kann jeweils gebogen sein.
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Es ist möglich, dass die erste Steigung Null beträgt und die zweite Steigung negativ ist. Es ist auch möglich, dass die zweite Steigung Null beträgt und die erste Steigung positiv ist.
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2 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters 10. Bei der zweiten Ausführungsform verläuft die Innenseite der Außenkanalwand 60 nur in einem Teil des zweiten Teilbereichs 27 der Schaufelspitze 25 parallel zu der Schaufelspitze 25. Im hinteren Teil in der axialen Richtung des zweiten Teilbereichs 27 der Schaufelspitze 25 verläuft die Innenseite der Außenkanalwand 60 in der stromauf Verlängerung der Kontur stromab des Rotors 20. Dies bedeutet, dass die Außenkanalwand 60 in dem hinteren Teil in der axialen Richtung des zweiten Teilbereichs 27 der Schaufelspitze eine Verlängerung der Außenkanalwand 60 hinter dem Rotor, d.h. in 2 rechts des Rotors sein kann. Die Steigung der Außenkanalwand 60 in dem hinteren Teil in der axialen Richtung des zweiten Teilbereichs 27 kann der Steigung der Außenkanalwand 60 vor der Zirkulationsstruktur entsprechen. Möglich ist jedoch auch, dass die Steigungen unterschiedlich groß sind. Die Ausbildung in 2 kann die Situation vor dem Einlaufen oder bei einem unterdurchschnittlich tiefen Einlauf der Schaufel 20 in die Außenkanalwand 60 darstellen. Möglich ist auch, dass 2 die Situation darstellt, bei der die Schaufel 20 nur teilweise entlang ihrer axialen Länge in die Außenkanalwand 60 eingelaufen ist.
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Die Außenkanalwand 60 verläuft über ca. die Hälfte der axialen Länge des zweiten Teilbereichs 27 der Schaufelspitze 25 parallel zu der Schaufelspitze 25.
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3 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verdichters 10.
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Bei der dritten Ausführungsform ist die Schaufel 20 sehr tief in die Außenkanalwand 60 eingelaufen. Hierdurch hat sich eine Kante in der Außenkanalwand 60 an dem hinteren Ende 23 der Schaufelspitze 25 ausgebildet. Die Kante ist jedoch klein bzw. weist eine geringe Höhe auf. Klein kann in diesem Zusammenhang beispielsweise bedeuten, dass die Höhe der Kante weniger als 0,5% oder 0,2% des Abstands der Außenkanalwand 60 von der Drehachse beträgt. Die Kante der Außenkanalwand 60 beeinträchtigt die Strömung in dem Verdichter jedoch nur geringfügig bzw. im Wesentlichen nicht.
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Die Rotorblattspitzengeometrie wird auch als „supertip“ bzw. ein derartiger Rotorals supertip-Rotor bezeichnet.
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Der Rotor kann Teil eines Zwischendruckverdichters sein. In axialer Richtung kann der Zwischendruckverdichterzwischen einem Vorverdichter oder Zwischenkanal und einem Hochdruckverdichter angeordnet sein.
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Durch die Kombination von Zirkulationsstruktur 65 und Verjüngung des Innendurchmessers der Außenkanalwand 60 werden Leistungsverluste durch den Spalt 76 bzw. Abstand zwischen Rotor bzw. Schaufelspitze 25 und der Außenkanalwand 60 stark vermindert.
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Zudem wird durch die Zirkulationsstruktur65 und Verjüngung des Innendurchmessers der der Außenkanalwand 60 ein Pumpen („compressor stall“) des Verdichters verhindert.
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Die Gasturbine kann eine Gasturbine für ein Flugzeug sein. Die Gasturbine kann ein Wellenleistungstriebwerk oder eine Strahlturbine sein. Die Gasturbine kann Teil eines Turbinen-Strahltriebwerksfür ein Flugzeug sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verdichter
- 20
- Schaufel
- 21a
- Vorderkante der Schaufel
- 21 b
- Hinterkante der Schaufel
- 22
- vorderer Endpunkt /Spitze der Vorderkante
- 23
- physischer hinterer Endpunkt/äußere Ecke der Hinterkante
- 25
- Schaufelspitze
- 26
- erster Teilbereich der Schaufel
- 28
- zweiter Teilbereich der Schaufel
- 30
- nominelle Schaufeltiefe/Sehnenlänge/axiale Länge der Schaufel
- 60
- Außenkanalwand
- 65
- Zirkulationsstruktur („casing treatment“)
- 67
- Unterbrechungselement
- R
- radiale Richtung
- X
- axiale Richtung
- U
- Umfangsrichtung
