DE1403097C

DE1403097C - Compressor with shock wave diffuser

Info

Publication number: DE1403097C
Authority: DE
Inventors: Pierre Georges Dammarie les Lys Seine-et-Marne Schwaar (Frankreich)
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Publication date: 1972-10-26

Description

einer ebenfalls an sich bekannten Supersonic-Impulsbeschaufelung besteht, die eine Austrittsgeschwindigkeit in den Stoßwellendiffusor mit im Ubcrschall liegender Axialkomponente liefert.a supersonic impulse blading, which is also known per se, has an exit velocity into the shock wave diffuser with im Supersound lying axial component supplies.

Energiezufuhr unter gleichzeitiger Vergrößerung der axialen Geschwindigkeitskomponente möglich ist, so daß beispielsweise im Ausgang des Supersonic-Rades auch eine praktisch rein axiale Überschallströmung erzielt werden kann, die in dem stationären Stoßwellendiffusor in einer zur Achse notmalen Stoßwelle inEnergy supply with simultaneous increase in the axial speed component is possible, so that, for example, a practically purely axial supersonic flow is also achieved at the exit of the Supersonic wheel can be that in the stationary shock wave diffuser in a notmalen to the axis shock wave in

Druck umgesetzt wird. Eine solche rein axiale Strömung kann ohne Verwendung von Zwischenleitschauao fein erzielt werden. Wenn beispielsweise die StrömungPressure is implemented. Such a purely axial flow can be achieved without the use of Zwischenleitschauao can be achieved finely. For example, if the current

Die Erfindung betrifft einen Verdichter mit einem im Einlaß rein axial ist und beide Antriebsgeschwindigschaufellosen stationären Stoßwellendiffusor und ei- keiten gleich sind, bestünde dafür die Bedingung, in nem diesem vorgeschalteten rotierenden Verdichter beiden Rädern an jedem Radius gleiche Arbeiten zu zur Erzeugung einer Überschallströmung. leisten und Drehströmungen mit konstanten Drall-The invention relates to a compressor with a purely axial inlet and both drive vane-less drive speeds stationary shock wave diffuser and ei- quen are the same, the condition would exist in nem this upstream rotating compressor to both wheels on each radius the same work to generate a supersonic flow. bars and rotary currents with constant swirl

Bei einem bekannten derartigen Verdichter (deut- 25 momenten zu benutzen, bei denen v_u ■ r — const sehe Patentschrift 724 553) besteht der rotierende Ver- ist, wobei v_u die Umfangskomponente der Absolutdichter aus einem einstufigen radialen oder axialen geschwindigkeit und r der zugehörige Halbmesser ist. Kreiselradverdichtcr, und dem stationären schaufel- Die Rechnung zeigt, daß eine weitere Steigerung derIn a known compressor of this type (significant moments to be used in which v _u ■ r - const see patent specification 724 553) there is the rotating ver, where v _{u is} the circumferential component of the absolute compressor from a single-stage radial or axial speed and r the associated radius is. Impeller compressor, and the stationary vane- The calculation shows that a further increase in

losen Stoßwellendiffusor ist ein beschaufelter Unter- erzielbaren Verdichtungsverhältnisse durch Abweischalldiffusor nachgescha'It'et, der zur weiteren Ver- 30 chung von der rein axialen Austiittsrichtung möglich dichtung und zur Ausrichtung der Ausgangsströmung ist. Die Theorie der schrägen Stoßwellen zeigt hierzu, dient. daß es dabei tatsächlich möglich ist, schräge Stoß-Loose shock wave diffuser is a bladed under-achievable compression ratio by deflecting sound diffuser nachgescha'It'et, which is possible to further reduce the purely axial direction of exit seal and to align the outlet flow. The theory of oblique shock waves shows that serves. that it is actually possible to

Bei derartigen Verdichtern besteht zunächst der wellen zweiter Ordnung zu verwenden, d. h. solche, Vorteil, daß in einem stationären Stoßwellendiffusor die zu einer Unterschallströmung führen. Dabei ist es die Grenzschichten mit einfachen Hilfsmitteln be- 35 jedoch infolge des Vorhandenseins der Tangentialblasen oder abgesaugt werden können. Sodann ergibt komponente der Strömungsgeschwindigkeit vor und sich durch die schaufellose Ausführung des Diffusors hinter der Stoßwelle zweckmäßig, die radiale Gleichgegenüber beschaufelten Stoßwellen-Diffusoren der gewichtsbedingung beiderseits der ringförmigen Stoßweitere Vorteil, daß ein größerer Bereich von ver- welle aufzustellen. Bei dieser Berechnung kann die schiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der aus dem 40 radiale Verteilung der Stoßwinkel in dem den Bedinrotierendcn Verdichter austretenden Überschallströ- gungen einer schrägen Stoßwelle zweiter Ordnung entmung mit brauchbarem Wirkungsgrad auf Unterschall- sprechenden Gebiet willkürlich gewählt werden. Die so geschwindigkeit gebracht werden kann. aufgestellte radiale Gleichgewichtsbedingung legt dannIn such compressors, first of all, the second order wave is to be used; H. such, Advantage that in a stationary shock wave diffuser they lead to a subsonic flow. It is there the boundary layers can be opened with simple aids, however, due to the presence of the tangential bubbles or can be aspirated. Then gives the component of the flow velocity before and Due to the vaneless design of the diffuser behind the shock wave, it is useful to have a radial opposite Bladed shock wave diffusers of the weight condition on both sides of the ring-shaped shock, another advantage of being able to set up a larger area of the wave. In this calculation, the different circumferential velocities from the radial distribution of the shock angle in the direction of rotation Compressor exiting supersonic currents of an inclined shock wave of the second order demineralization with usable efficiency in subsonic speaking areas can be chosen arbitrarily. The so speed can be brought. established radial equilibrium condition then sets

Bei dem bekannten Verdichter ist die der Strömung auch die radiale Verteilung der Bremsenergie der Strömit erträglichen Verlusten zuführbare Energie ver- 45 mung an der Stelle der Stoßwelle fest. Unter den Behältnismäßig gering. Auch bringen die hohen Um- dingungen der Drehströmung, welche der ErzeugungIn the known compressor, that of the flow is also the radial distribution of the braking energy of the flow tolerable losses, the energy that can be supplied is fixed at the point of the shock wave. Under the container-like small amount. The high conditions of the rotary flow also bring about the generation

einer schrägen ringförmigen Stoßwelle zweiter Ordnung entsprechen, sind die obenerwähnten Einflüsse mit den Bedingungen der praktischen Ausführung der bei dem erfindungsgemäßen Verdichter verwendeten Beschaufelungen vereinbar.correspond to an oblique annular shock wave of the second order, are the influences mentioned above with the practical implementation conditions of those used in the compressor according to the invention Blading compatible.

Es sind zwar bereits rotierende Verdichter mit zwei gegenläufigen Laufrädern bekannt (z. B. britische Patentschrift 687 365), doch ist dabei das zweite 55 Laufrad mit einer Stoßbeschaufelung versehen, so daß der Übergang zu Unterschallströmung mit entsprechender Druckerhöhung innerhalb der Svhaufelkanäle erfolgt. Es leuchtet ein, daß die dabei erziclbaren Wirkungsgrade und Druckerhöhungen bcträchtbekannten Transonic-Beschaufelung und einem nach- 60 lieh geringer sind als bei dem erfindungsgemäßeri Vergcschalteten gegenläufigen /weiten Laufrad mit einer dichter, da in den Schaufelkanälen höhere Grenzschichtverluste auftreten. Eine Beeinflussung dieser Grenzschichten durch Anblasen oder Absaugen ist im Gegensat/, zu dem crfindiingsgomäßen Verdichter nicht 65 in einfacher Weise möglich.Rotating compressors with two counter-rotating impellers are already known (e.g. British Patent specification 687 365), but the second impeller is provided with impact blades so that the transition to subsonic flow with a corresponding pressure increase within the Svhaufel canals he follows. It is clear that the degrees of efficiency and pressure increases that can be achieved are known Transonic blading and a subsequent 60 borrowed are less than in the case of the switched according to the invention counter-rotating / wide impeller with a denser, since higher boundary layer losses in the blade channels appear. Influencing these boundary layers by blowing on or sucking off is im Opposite to the crfinding-like compressor not 65 possible in a simple manner.

Das bei dem erfmdungsgemäßen Verdichter verwendete Supersonic-Laufrad ist so beschaffen, daß dem Strömungsmittel Geschwindigkeitsenergie ver-The Supersonic impeller used in the compressor according to the invention is such that add velocity energy to the fluid

fangsgcschwindigkeiten der aus dem rotierenden Verdichter austretenden Strömung zusätzliche Verluste mit sich, auch durch die zur Ausrichtung notwendige Nachschaltung des beschaufelten Diffusors.starting speeds from the rotating compressor escaping flow entails additional losses, also due to the alignment necessary Downstream of the bladed diffuser.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen von Überschall- auf Unterschallgeschwindigkeit umsetzenden Verdichter zu schaffen, der bei gutem Wirkungsgrad eine hohe Energiezufuhr und ein hohes Verdichtungsverhältnis ermöglicht.The present invention is based on the object of providing a speed from supersonic to subsonic converting compressor to create, with good efficiency, a high energy supply and a high Compression ratio allows.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einem Verdichter der eingangs angegebenen Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der vorgeschaltete Verdichter aus einem ersten Laufrad mit einer an sichAccording to the invention, this object is achieved with a compressor of the type specified above, the is characterized in that the upstream compressor consists of a first impeller with a per se

ebenfalls an sich bekannten Supersonic-Impulsbeschaufclung besteht, die eine Auslriltsgeschwindigkdt in den Stoüwcllcndiffusor mit im ubcrschall liegender Axialkomponente liefert.also known supersonic impulse charging there is a speed of deployment in the Shock-absorbing diffuser with an axial component in the background supplies.

Dei dem crlindimgsgemäßen Verdichter kann im ersten Laufrad die erzielte relative Überschallgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig gehalten werden, daThe crlindimgsgeme compressor can in first impeller the achieved relative supersonic speed can be kept relatively low because

mittelt, d. h. das Strömungsmittel beschleunigt wird, jedoch eine schädliche Wechselwirkung der an den Vorderkanten der Schaufeln auftretenden und in die Schaufelkanäle hineinreichenden schwachen Stöße und ihrer Reflexionen mit der Grenzschicht vermieden wird. Die für die Auslegung derartiger Räder, insbesondere ihrer Beschaufelungen, maßgebenden Berechnungsgrundlagen und Kriterien sind in der Literatur mehrfach beschrieben, wobei die Beschaufelungen durch Ausdrücke wie »shock-free«, »impuls-like« oder »Impulsbeschaufelung« bezeichnet sind. Hierzu wird verwiesen auf die NACA-Berichte 1083, 2302, 2492, 2604 und 2992 (NACA = National Advisory Commitee for Aeronautics, Washington). Wie dort unter anderem dargelegt ist, müssen bei der Auslegung einer Impulsbeschaufelung verschiedene Kriterien beachtet werden, beispielsweise die Vermeidung von Kanten und Vorsprüngen in den Schaufelkanälen, eine Erweiterung des wirksamen Strömungsquerschnitts der Schaufelkanäle in der Strömungsrichtung (entsprechend einer Beschleunigung der Überschall-Relativströmung) usw. In diesem Zusammenhang sei der Vollständigkeit halber erwähnt, daß bei bekannten Verdichtern mit Stoßwellenbeschaufelung (britische Patentschrift 687 365) keilförmige Schaufeln und konvergentdivergent Schaufelkanäle vorgesehen sind. averages, d. H. the fluid is accelerated, however, a detrimental interaction of the occurring at the leading edges of the blades and into the Weak impacts reaching into the blade channels and their reflections with the boundary layer are avoided will. The decisive calculation bases for the design of such wheels, in particular their blading and criteria are described several times in the literature, with the blading through expressions like "shock-free", "impuls-like" or "Impulse blading" are designated. Reference is made to the NACA reports 1083, 2302, 2492, 2604 and 2992 (NACA = National Advisory Committee for Aeronautics, Washington). Like under there is stated otherwise, various criteria must be taken into account when designing impulse blading be an extension, for example the avoidance of edges and protrusions in the blade channels the effective flow cross-section of the blade channels in the flow direction (corresponding to an acceleration of the supersonic relative flow) etc. In this context, the completeness is sake mentioned that in known compressors with shock wave blades (British patent 687 365) wedge-shaped blades and convergent-divergent blade channels are provided.

Die genaue praktische Dimensionierung des bei dem erfindungsgemäßen Verdichter verwendeten Supersonic-Laufrades kann im Einzelfall eine gewisse Rechen- oder Versuchsarbeit erforderlich machen, wozu dem Fachmann in den genannten NACA-Berichten ausführlich und ausreichend Anleitung gegeben wird.The exact practical dimensioning of the Supersonic impeller used in the compressor according to the invention may require a certain amount of calculation or experimentation in individual cases, for which the specialist is given detailed and sufficient guidance in the above-mentioned NACA reports will.

In dem bei der Erfindung verwendeten schaufellosen Stoßwellendiffusor kann die Verdichtung entweder in einer einzigen Stoßwelle erfolgen, die bei rein axialer Strömung normal zur Achse und bei einer Strömung mit der Umfangskomponente schräg zur Achse liegt, oder zunächst in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Überschall -Vorverdichtungssystem und dann in einer mit Unterschreitung der Schallgeschwindigkeit arbeitenden Stoßwelle.In the vaneless shock wave diffuser used in the invention, the compression can be either in a single shock wave, which is normal to the axis in a purely axial flow and in a flow with the circumferential component inclined to the axis, or initially in a continuous or discontinuous manner Supersonic pre-compression system and then in one that falls below the speed of sound working shock wave.

Der erfindungsgemäße Verdichter kann mit Vorteil bei Gasturbinen oder Gasturbinen-Strahltriebwerken verwendet werden. Er wird dabei von der Gasturbine angetrieben. Bei Verwendung in Strahltriebwerken kann vor ihm ein Einlaßdiffusor oder eine beliebige Gruppe von Vorstufen angeordnet sein.The compressor according to the invention can advantageously be used in gas turbines or gas turbine jet engines be used. It is driven by the gas turbine. When used in jet engines an inlet diffuser or any group of precursors can be arranged in front of it.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing described in more detail.

F i g. 1 ist ein schematischer Axialschnitt eines erfindungsgemäßen Verdichters;F i g. 1 is a schematic axial section of a compressor according to the invention;

F i g. 2 und 3 sind Schnitte durch aufeinanderfolgende Schaufeln längs der Linie H-II bzw. IH-111 der F i g. 1;F i g. 2 and 3 are sections through successive blades along lines H-II and IH-111, respectively the F i g. 1;

F i g. 4 zeigt ein Geschwindigkeitsdiagramm für die Strömungszustände an den Naben des ersten und zweiten Laufrades;F i g. 4 shows a velocity diagram for the flow conditions at the hubs of the first and second second impeller;

F i g. 5 ist ein entsprechendes Diagramm für die Strömungszustände an den Umfangen des ersten und zweiten Laufrades.F i g. Fig. 5 is a corresponding diagram for the flow conditions at the peripheries of the first and second second impeller.

Der in F i g. I dargestellte Verdichter hat einen Lufteinlaß 1 mit Leitschaufeln 2, die an dem Gehäuse 3 des Verdichters sowie an einem Mittelkörper 4, der von radialen Armen 5 gehalten ist, befestigt sind. Die Leitschaufeln 2 können auch fehlen.The in F i g. I has a compressor Air inlet 1 with guide vanes 2, which on the housing 3 of the compressor and on a central body 4, the is held by radial arms 5, are attached. The guide vanes 2 can also be absent.

Auf den Liifteinlaß 4 folgt ein rotierender Verdichter mit einem ersten Laufrad 6 und einem zweiten Laufrad 7. Die Nabe 8 des Laufrades 7 wird von einer Welle 9 über eine Verzahnung 10 angetrieben, während eine andere Verzahnung 11 mit einer Zwischenwelle 12 im Eingriff steht, welche über ein Zahnrad 13 mit einer Hohlwelle 14 im Eingriff steht. Die Hohlwelle 14 ist mit der Nabe 15 des Laufrades 6 fest verbunden. Diese Übertragung bewirkt, daß sich das Laufrad 6 mit der gleichen Drehzahl wie das Laufrad 7The lift inlet 4 is followed by a rotating compressor with a first impeller 6 and a second impeller 7. The hub 8 of the impeller 7 is of a Shaft 9 driven via a toothing 10, while another toothing 11 with an intermediate shaft 12 is in engagement, which is in engagement with a hollow shaft 14 via a gear 13. The hollow shaft 14 is firmly connected to the hub 15 of the impeller 6. This transfer causes the Impeller 6 with the same speed as the impeller 7

ίο dreht, jedoch gegensinnig zu diesem, wie es die Pfeile der F i g. 2 und 3 zeigen.ίο rotates, however, in the opposite direction to this, like the arrows the F i g. 2 and 3 show.

Die Beschaufelung des zweiten Laufrades 7 ist so ausgebildet, daß die Relativströmung in den Schaufelkanälen vollständig mit Überschallgeschwindigkeit erfolgt und daß aus dem Ausgang eine Strömung mit einer Absolutgeschwindigkeit austritt, die axial oder schräg gerichtet ist und eine Überschall-Axialkomponente hat.
Auf das zweite Laufrad 7 folgt ein Stoßwellenverdichter. Der an das Laufrad 7 angrenzende Teil des Stoßwellenverdichters wird durch einen schaufellosen ringförmigen Durchlaß 16 gebildet, der einen mit Überschallgeschwindigkeit arbeitenden Diffusor bildet. In diesem wird eine Stoßwelle 17 hinter dem Hals 18 des Diffusors oder im Grenzfall am Hals 18 selbst erzeugt. Der Stoßwellendiffusor kann gewünschtenfalls mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Grenzschichten versehen sein. Diese Vorrichtung kann beispielsweise mit Absaugung der Grenzschicht durch in der Wand des Diffusors angebrachte Schlitze oder durch porös ausgebildete Diffusorwände arbeiten.The blades of the second impeller 7 are designed in such a way that the relative flow in the blade channels takes place completely at supersonic speed and that a flow with an absolute speed emerges from the outlet, which is directed axially or obliquely and has a supersonic axial component.
The second impeller 7 is followed by a shock wave compressor. The part of the shock wave compressor adjoining the impeller 7 is formed by a blade-less annular passage 16 which forms a diffuser operating at supersonic speed. In this a shock wave 17 is generated behind the neck 18 of the diffuser or, in the limit case, on the neck 18 itself. If desired, the shock wave diffuser can be provided with a device for influencing the boundary layers. This device can work, for example, with suction of the boundary layer through slots made in the wall of the diffuser or through porous diffuser walls.

Die Beschaufelung des ersten Laufrades 6 ist für eine mit Überschreitung der Schallgeschwindigkeit erfolgende Relativströmung ausgebildet, d. h. für eine Strömung, welche an der Nabe mit Unterschallgeschwindigkeit und am Umfang mit Überschallgeschwindigkeit erfolgt.The blading of the first impeller 6 is for one with the speed of sound being exceeded formed relative flow, d. H. for a flow which at the hub is subsonic and at the circumference at supersonic speed.

Die Beschaufelung des ersten Laufrades 6 hat ein kleines Durchmesserverhältnis (Verhältnis des Innendurchmessen zum Außendurchmesser der Schaufeln) und ermöglicht eine große Förderleistung. Infolge der üblichen Strömungsbedingungen am inneren Halbmesser der Beschaufelung übersteigt ihr Verdichtungsverhältnis nicht wesentlich das einer üblichen Axialstufe. Da aber hinter dieser Stufe eine gegenläufige, mit Überschallgeschwindigkeit arbeitende Stufe 7 angeordnet ist, wird diese letztere mit einer Strömung mit großer Umfangskomponente beaufschlagt, deren kinetisches Moment sich aus den. kinetischen Momenten gleichen Zeichens zusammensetzt, welche von der durch die stromaufwärts liegenden. Leitschaufeln 2 erzeugten positiven vorausgehenden Drehung und der Antriebsarbeit der mit Überschreitung der Schallgeschwindigkeit arbeitenden Beschaufelung 6 heirühren. The blades of the first impeller 6 have a small diameter ratio (ratio of the inner diameter to the outer diameter of the blades) and enables a large conveying capacity. As a result of The usual flow conditions at the inner radius of the blades exceed their compression ratio not essentially that of a normal axial stage. But since behind this stage there is a counter-rotating, with Supersonic speed working stage 7 is arranged, this is with a flow with the latter applied to a large circumferential component, the kinetic moment of which is derived from the. kinetic moments of the same sign, which is composed of that by the upstream. Guide blades 2 generated positive preceding rotation and the drive work of when the speed of sound is exceeded working blading 6.

Es ist zu bemerken, daß die Flächen der die Schaufeln 6 und 7 umgebenden Verkleidung und der Naben, an welchen diese Schaufeln befestigt sind, in Richtung auf den Diffusor konvergieren.It should be noted that the surfaces of the fairing surrounding the blades 6 and 7 and of the hubs, to which these vanes are attached converge towards the diffuser.

In den F i g. 4 und 5 bezeichnen die Buchstaben 11, \\ w wie üblich die Tangentialgeschwindigkeit des Laufrades für einen gegebenen Halbmesser bzw. die Absolutgeschwindigkeit der Strömung an dieser Stelle bzw. die Relativgeschwindigkeit der Strömung gegenüber der Beschaufelung. Die diesen Buchstaben beigefügten Indizes 1, 2, 3, 4 kennzeichnen den Eingang der mit Überschreitung der Schallgeschwindigkeit arbeitenden Beschaufelung des ersten Laufrades 6 bzw.In the F i g. 4 and 5, the letters 11, \\ w denote, as usual, the tangential speed of the impeller for a given radius or the absolute speed of the flow at this point or the relative speed of the flow compared to the blades. The indices 1, 2, 3, 4 attached to these letters identify the entrance of the blades of the first impeller 6 or

den Ausgang dieser Beschaufelung bzw. den Eingang der mit Überschallgeschwindigkeit arbeitenden Beschaufelung des Laufrades 7 bzw. den Austritt aus dieser Beschaufelung.the exit of this blading or the entrance of the blading working at supersonic speed of the impeller 7 or the exit from this blading.

In der folgenden Tabelle sind Beispiele für Zahlenwerte in den Diagrammen nach den F i g. 4 und angegeben.'The following table shows examples of numerical values in the diagrams according to FIGS. 4 and specified. '

Geschwindigkeiten an der Nabe (F i g. 4) in m/secSpeeds at the hub (Fig. 4) in m / sec

IOIO

H₁ = 225
M₂ = 266
W₃ = 266
n₄ = 287H ₁ = 225
M ₂ = 266
W ₃ = 266
n ₄ = 287

V₁ = 264 v₂ = 314 »a = 314 v₄ = 505 V ₁ = 264 v ₂ = 314 »a = 314 v ₄ = 505

»v, = W₂ = W₃ = iv₄ =»V, = W ₂ = W ₃ = iv ₄ =

Geschwindigkeiten am Umfang (F i g. 5) in m/secVelocities on the circumference (Fig. 5) in m / sec

»ι = 450
H₂ = 450
H₃ = 450
H₄ = 407»Ι = 450
H ₂ = 450
H ₃ = 450
H ₄ = 407

V₁ = 230 v₂ = 257 V₃ = 257 V₄ = 505V ₁ = 230 v ₂ = 257 V ₃ = 257 V ₄ = 505

W₁ = H'₂ = W₃ = w₄ = W ₁ = H ' ₂ = W ₃ = w ₄ =

Man erkennt, daß bei dem angegebenen Beispiel am Ausgang des zweiten Laufrades 7 sowohl an der Nabe as als auch am Umfang eine rein axiale Überschallströmung mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von 505 m/scc vorliegt, was einer Mach-Zahl von 1,6 entspricht.It can be seen that in the example given at the output of the second impeller 7 both at the hub as as well as a purely axial supersonic flow at the circumference with a uniform velocity of 505 m / scc is present, which corresponds to a Mach number of 1.6.

Man könnte die Schaufeln des Laufrades 7 so ausführen, daß die Austritts-Relativgeschwindigkeit w\ eine Absolutgeschwindigkeit v'₄ ergibt, welche schräg liegt, wie gestrichelt in den F i g. 4 und 5 angegeben. In diesem Fall vergrößert man die Verdichtungsarbeit um das Produkt aus H₄ und der Projektion von v'₄ auf H₄. Es entsteht dann eine schräge Stoßwelle zweiter Ordnung in dem Diffusor 16, und es muß eine Ausrichtvorrichtung vorgesehen werden, welche durch eine einstellbare Beschaufelung am Ausgang des Diffusörs gebildet werden kann.The blades of the impeller 7 could be designed so that the exit relative speed w \ results in an absolute _{speed v '4} , which is inclined, as shown in dashed lines in FIGS. 4 and 5 indicated. In this case, the compression work is increased by the product of H ₄ and the projection of v ' ₄ onto H ₄ . An oblique shock wave of the second order then arises in the diffuser 16, and an alignment device must be provided which can be formed by adjustable blades at the outlet of the diffuser.

Von den Möglichkeiten zur Abwandlung der Erfindung sei hier nur diejenige erwähnt, bei der die Umsetzung der kinetischen Energie der aus dem Laufrad 7 austretenden Strömung im Ringraum 16 nicht mittels einer einzigen ringförmigen Stoßwelle erfolgt, die bei reiner Axialströmung normal zur Achse und bei Vorhandensein einer Umfangskomponente schräg zur .Achse liegt, sondern zunächst mittels eines kontinuierlichen oder diskontinuierlichen mit Überschallgeschwindigkeit arbeitenden Vorverdichtungssystems und sodann mittels einer mit Überschreitung der Schallgeschwindigkeit arbeitenden frontalen Stoßwelle (System Oswatitsch).Of the possibilities for modifying the invention, only the one in which the implementation is mentioned should be mentioned here the kinetic energy of the flow emerging from the impeller 7 in the annular space 16 is not by means of a single annular shock wave occurs, which is normal to the axis and in the presence of pure axial flow a circumferential component is inclined to .Achse, but initially by means of a continuous or discontinuous supersonic supercharging systems and then by means of a frontal shock wave that works when the speed of sound is exceeded (system Oswatitsch).

Der konvergierende Teil zwischen dem Schaufelaustritt des Laufrades 7 und dem Hals 18 des Diffusörs 16 bildet an sich einen kontinuierlichen mit Überschallgeschwindigkeit arbeitenden Vordiffusor.The converging part between the blade outlet of the impeller 7 and the neck 18 of the diffuser 16 inherently forms a continuous, supersonic, prediffuser.

Es kann zweckmäßig sein, hinter dem Hals 18 und vor dem divergierenden Teil 16 einen Teil mit konstantem Querschnitt anzuordnen.It may be useful, behind the neck 18 and in front of the diverging part 16, a part with a constant To arrange cross-section.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Compressor with a vane-less stationary
Shock wave diffuser and a rotating compressor upstream of this for generating a
Supersonic flow, characterized in that the upstream compressor
from a first impeller (6) with a per se known transonic blading and a subsequent sound flow in the blade channels largely switched counter-rotating second impeller (7) is avoided, and on the other hand that a high

a further acceleration and energy supply takes place in the downstream Supersonic impeller; the losses in the Transonic impeller are correspondingly low.

Because the Transonic and Supersonic impellers run in opposite directions, the Supersonic impeller, relative supersonic speed prevails over the entire blade height, so that the Formation of shock waves with subsequent sub