DE1926423A1

DE1926423A1 - Schleiderverdichter

Info

Publication number: DE1926423A1
Application number: DE19691926423
Authority: DE
Inventors: Mayer Charles Burton; Abild Robert Nobel
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1968-06-03
Filing date: 1969-05-23
Publication date: 1969-12-11
Also published as: US3493169A; FR2010030A1; GB1239196A

Description

Dr, Ing. E. BERKENFELP , Djpl.-lng, H, BfRKENFELP, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 22. Mai 1909 SQh// Name d. Anm. UNITED AIBCBAPT CORPORATION

Schleuderyerdichter.

Die Erfindung betrifft einen Schleuderyerdichter, welcher insbesondere die letzte Stufe eines mehrstufigen Axialverdichters bildet.

Bei der Verwendung von mehrstufigen Verdichtern, beispielsweise in Plugzeugmotoren, ist es wünschenswert, Luft für einen anderen Zweck als für die Verwendung im Motor zu erhalten oder sogar für die Verwendung zur Kühlung der Turbine. Pur jeden Zweck ist ein erhöhter Druck erwünscht, ohne daß jedoch die Luft während des Verdichtungsvorganges in der letzten oder Schleuderstufe erhitzt wird. Wenn die Strömung der Luft aus einer axialen Richtung in eine radiale Richtung durch den Verdichterrotor abgelenkt wird, . ist ein erheblicher Geschwindigkeitsdruck vorhanden, welcher kombiniert mit dem statischen Druck an dieser Stelle einen wesentlich erhöhten Druck, aber mit einer viel niedrigeren Temperatur erzeugt, als am Ausgang des Schleuderverdichters vorherrscht. Dieser Gesamtdruck ist hoch genug, um zum Kühlen der Turbine verwendbar zu sein und weist eine solche Temperatur auf, um als ein Kühlmedium wirksam zu sein.

Ein Merkmal der Erfindung bildet die Ableitung von Luft oder einem anderen-Gas aus der letzten oder Schleuderstufe eines mehrstufigen Verdichters durch axiale Durchlässe im Schleuderrotor, welche an der Stelle liegen, an welcher der Rotor die Strömung aus der-axialen Richtung in die radiale Richtung ablenkt., wodurch der Gesamtdruck erhalten wird, der in dem verdichteten Medium an dieser Stelle verfügbar ist.

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Gemäß der Erfindung weist der Rotor des Schleuderverdichters in axialer Richtung verlaufende, vorne offene Durchlässe auf, welche einen Teil des im Verdichter in axialer Richtung strömenden, ver-'dichtbaren Mediums aufnehmen. Diese Durchlässe sind an der Stelle angeordnet, an welcher der Rotor beginnt, dem gasförmigen Medium eine radiale Strömung zu erteilen. Der dynamische Druck des Mediums wird innerhalb dieser Durchlässe in statischen Druck umgewandelt, um einen wirksamen höheren Gesamtdruck zu erhalten. Entsprechend angeordnete Durchlässe im Rotor lenken das gasförmige Medium in eine Püllkammer, welche an den Rotor angrenzt oder denselben umschließt.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist ein zweiteiliger derrotor. In dem einen Teil des Rotors sind axiale Durchlässe vorgesehen, die mit radialen Durchlässen in Verbindung stehen, welche in einer oder in beiden in Eingriff stehenden Oberflächen ausgebildet sind und durch welche das abgeleitete Gas zu einem zentral angeordneten, axialen Durchlaß ^m Rotor geleitet wird.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den Verdichter. ·

Der dargestellte Verdichter weist ein Gehäuse 2 auf mit einer An zahl von Reihen von Statorflügeln 4. für die axiale Strömung, wel che vom Stator nach innen vorstehen und mit Reihen von Schaufeln 6 auf dem Rotor 8 abwechseln. Das in den Einlaß 10 eintretende gasförmige Medium wird durch diese abwechselnden Schaufeln und Flügel verdichtet? und in axialer Richtung in eine letzte oder Schieuderstufe 12 abgeleitet. Diese Stufe besteht aus einem Rotor 14, der eine gekrümmte Oberfläche 16 aufweist, die am Einlaß im wesentlichen aixial ist und in eine radiale Oberfläche am Aus laß übergeht. Diese Oberfläche ist mit mehreren Flügeln 18- versehen, welche von derselben gegen eine mit denselben züsammenwir* kende gekrümmte Oberfläche 20 des Gehäuses vorstehen. Aus dem Rotor 14 wird das verdichtete Medium durch einen Diffusor 22 abgeleitet.

Der Rotor wird von im Abstand liegenden Lagern 24 und 26 getragen. Das Lager 24 ist durch eine Reihe von Streben 28 und eine

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Stützscheibe JO abgestützt. Das Lager 26 ist am inneren Umfang einer Stütze 32 angeordnet, die sich vom Gehäuse am Diffusor 22 nach innen erstreckt. Ein Dichtungsring 34 am Rotor und ein mit demselben zusammenwirkender Ring 36 an der Stütze 32 begrenzen eine Kammer 38* welche durch öffnungen 40 im Rotor mit einer zweiten Kammer 42 innerhalb des Rotors verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist der Schleuderrotor mit axial gerichteten Durchlässen 44 versehen, welche an einer Stelle liegen, an welcher die gekrümmte Oberfläche 16 begonnen hat, sich der radialen Richtung anzunähern. Die Durchlässe 44 sind nach vorne hin offen, so daß ein Teil des Mediums, das sich von der letzten Reihe der Statorflügel 4 in axialer Richtung bewegt, in diese Durchlässe eintritt. Dadurch wird an dieser Stelle ein Gesamtdruck erzeugt, welcher die Summe des statischen Drucks in diesem Teil des Verdichters und des dynamischen oder Geschwindigkeitsdrucks ist, der sich aus der axialen Bewegung des Mediums ergibt.

Die Durchlässe 44, welche radiale Durchlässe 46 kreuzen, führen das abgeleitete Medium in radialer Richtung nach innen in die Kammer-42 und von dort in die Kammer 38· Das in diesen Kammern befindliche abgeleitete Medium wird in der gewünschten Weise verwendet, in-dem dasselbe entweder zur Turbine in Umlauf gesetzt wird, welche den Verdichter antreibt, um die Flügel oder Schaufeln der Turbine zu kühlen, oder für irgendeine besondere Verwendung, für welche das gasförmige Medium geeignet ist.

Wie ersichtlich ist, beginnt an dieser Stelle die Schleuderstufe gerade ihre Verdichtungsaufgabe zu erfüllen, während welcher die Temperatur des Mediums in Folge des Verd-iehtungsVorganges wesentlich erhöht wird. Die oben beschriebenen Durchlässe sind daher so angeordnet, daß sie das Medium an einer Stelle ableiten, an welcher der Druck verhältnismäßig hoch ist, aber bevor das Medium durch die Ver dichtungs aufgäbe der Sehleuderstufe zu stark erhitzt ist.

Der Schleuderrotor 14 kann aus zwei Scheiben I4a und 14b hergestellt werden^ von denen die erstere den Einlaßteil und die letztere den Auslaßteil des Rotors bildet. Die radialen Durchlässe 46

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werden in einer oder in beiden der in Eingriff stehenden Oberflächen der Scheiben ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Durchlässe 46 in der Scheibe 14b angeordnet. Auf diese Weise können die Durchlässe 46 an der Kreuzungsstelle mit den Durchlässen 44 enden und brauchen nicht in radialer
Richtung in die gekrümmte Oberfläche 16 zu münden. Die Scheiben werden durch (nicht dargestellte) Bolzen zusammengehalten oder sie können nach Ausbildung der Durchlässe in denselben auf andere Weise miteinander verbunden werden.

Patentansprüche

U 6/136 _4-

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Claims

Or. Ing. E* BERKENFEIP - Dipping. H, BERKENFEiD, Patentanwälte, KpIn

Anlgpe Akten?<?idi«n

_f zur Eingabe yprn 33» M&t 1 £09 SCh// Name d. Anm. UNlTEEl. AIBORAFT

Paten ^5,..P..,¹?. Ψ ^v ^. ° - ^e

Schleuderverdiehter, welcher insbesondere die letzte Stufe eines mehrstufigen Axialverdiehfcers bildet und aus einem

besteht, der eine, gekrümmte Ob§rf-L^Qhe aufweist, welche Wand des Strömunssweges durch den Rotor bildet, wobei die Oberfläche m Einlaß zur Achse des Rotors im wesentlichen pa« rallel und am Auslaß gu dieser Achse unter einem beträchtlichen Winkel geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor (14) Afelsitungsdupenlässe (44) für die strömung von Medium durch dieselben vorgesehen sind, wobei das Einlaßende der Durchlässe im wesentlichen axial gerichtet und in der einen Wand angrenzend an das linlajende der gekrtirnrnten Oberfläche (16) angeordnet ist.

2, schleuderverdiehter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, daS die eine Wand mit Rippen versehen ist, wobei die Einlaßenden der ßurehlässe zwischen den Rippen liegen«

3t Sehleuderverdiehter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die linlaßenden der EMrchlässe wie Schaufeln wirken« um das tiber die eine Wand str&Bende Medium aufzunehmen*

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