DE19514707A1 - Vorleiteinrichtung für Radialverdichter - Google Patents

Vorleiteinrichtung für Radialverdichter

Info

Publication number
DE19514707A1
DE19514707A1 DE19514707A DE19514707A DE19514707A1 DE 19514707 A1 DE19514707 A1 DE 19514707A1 DE 19514707 A DE19514707 A DE 19514707A DE 19514707 A DE19514707 A DE 19514707A DE 19514707 A1 DE19514707 A1 DE 19514707A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
vorleiteinrichtung
compressor
radial
channels
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19514707A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Werner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19514707A priority Critical patent/DE19514707A1/de
Publication of DE19514707A1 publication Critical patent/DE19514707A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0246Surge control by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/14Preswirling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorleiteinrichtung für Radialverdichter nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Vorleiteinrichtungen vor Radialverdichtern werden bekanntermaßen dann eingesetzt, wenn Anpassung der Anlagen an wechselnde Betriebsbedingungen erforderlich wird. Dabei gibt des Vorleiteinrichtungen mit festen oder beweglichen Leitgittern, wobei letztere vorzugsweise dann verwendet werden, wenn Fördermenge, Druckverhältnis, Dichte des Fördermediums oder Ansaugtemperatur während des Betriebes eines Radialverdichters starken Schwankungen unterworfen sind. Durch positive (Mitdrall) oder negative (Gegendrall) Winkelanstellung beweglicher Vorleitschaufeln vor der Eintrittskante eines Verdichterlaufrades kann dadurch ein Radialverdichter entsprechend den temporär vorliegenden Betriebsverhältnissen optimal nachgeregelt, sein auf einen Dauerbetrieb in mehreren Arbeitspunkten bezogener Gesamtwirkungsgrad verbessert und dadurch Einsparungen im Verbrauch erforderlicher Antriebsenergie erzielt werden. Gegenüber einem ungeregelten Verdichter kann eine geregelte Ausführung überdies in anderen Abmessungen ausgelegt werden, so daß auf serienmäßig lieferbare, aber in eher benachbarten Lieferkennfeldern arbeitende Aggregate zurückgegriffen werden kann, wenn diese aufgrund hoher Produktionsstückzahlen preisgünstig bezogen werden können.
So stehen also Einsparungen im Energieverbrauch, aber für den aufgerüsteten Radialverdichter Investitionskosten für die Vorleiteinrichtung sowie Einstellungs-, Wartungs- und Instandhaltungsmehrkosten den dagegen permanent ausfallenden Mehrbetriebskosten einer nicht vorleitschaufelgeregelten Anlage gegenüber, welche durch erhöhten Verbrauch aufgrund fehlender Regelung und Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse verursacht werden.
Unter anderem um dieses Kostenverhältnis zwischen Anfangsinvestition und Betriebskostenvorteil zu verbessern, wird in einer Anmeldeschrift DE-P 43 07 098.1-13 ein Radialverdichter für den Aufladebetrieb eines Verbrennungsmotors beschrieben, bei dem - gegenüber der Verwendung verstellbarer Vorleitschaufeln - eine Vorleitvorrichtung mit einem ersten, axial ins Verdichterlaufrad führenden Hauptkanal und einem zweiten, dagegen radial ins Verdichterlaufrad führenden Nebenkanal vorgesehen ist. Diese spezielle Anordnung der Ansaugkanäle vor dem Verdichterlaufrad wirkt dadurch vordrallerzeugend, daß dem drallfrei und axial eintretenden Gashauptstrom vor dem Eintritt ins Laufrad ein drallbehaftet und radial eintretender Gasnebenstrom überlagert wird.
Dabei stellt dieses, aufgrund geringeren Aufwandes kostengünstigere Ausführung gegenüber Vorleiteinrichtungen einerseits mit festen, andererseits mit beweglichen Leitgittern in ihrer Wirkung eine Mischform dar, da aufgrund vorgewählter Kanalquerschnitte sich in Betriebszuständen niedriger Förderleistung keine, in Betriebszuständen höherer Förderleistung hingegen ansteigende Änderung der Anströmrichtung ins Verdichterlaufrad einstellt. Eine äußere Regelung oder eine Anpassung an temporär vorkommende, außergewöhnliche Betriebszustände ist mit dieser Bauart nicht möglich und auch nicht vorgesehen. Sie dient vielmehr hier dem Zweck, im Fahrzeugbetrieb bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor dem Verdichterlaufrad eine andere Drehzahl und damit ein verbessertes Nachlauf- und Ansprechverhalten zu verleihen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsbereich dieser gegenüber vorleitschaufelgeregelten Systemen kostengünstigeren, aber weniger leistungsfähigen Vorleiteinrichtung aus DE-P 43 07 098.1-13 zu verbreitern sowie thermodynamische Nachteile, die sich aus der Beschreibung des in der Schrift genannten speziellen Ausführungsbeispiels ergeben, durch konstruktive Änderungsansätze zu beheben.
Dabei soll insbesondere Wert gelegt werden auf eine möglichst kontinuierlich wirkende Anpassung an alle vorkommenden Betriebszustände, so daß zunächst die günstigen und betriebskostensenkenden Eigenschaften eines vorleitschaufelgeregelten Systems sicher erreicht oder sogar übertroffen werden - derartige Vorleitschaufeleinrichtungen haben nämlich den Nachteil, daß bei zunehmender Anstellung beweglicher Vorleitschaufeln die Eintrittsquerschnitte mit verringert und Stoß- und Abreißverluste der Strömung vor oder nach der Beschaufelung verursacht werden, so daß nur bestimmte Verstellwinkel und damit beschränkte Regelmöglichkeiten gegeben sind.
Auch soll die Grundkonzeption der mit der erfindungsgemäß verbesserten Vorleiteinrichtung ausgerüsteten Strömungsmaschine von bereits auf dem Markt befindlichen und in größerer Serie hergestellten Baumustern möglichst wenig abweichen, wobei günstigstenfalls mit einer einzigen, ausgeführten Vorleiteinrichtung auch verschiedene, in benachbarten oder einander überdeckenden Lieferkennfeldern arbeitende Radialverdichter nachgerüstet, im Wirkungsgradverhalten - bezogen auf einen Dauerbetrieb in mehreren Arbeitspunkten - verbessert und dadurch Kosteneinsparungen realisiert werden können.
Schließlich sollen Herstellungsprozeß und Ausführungsart der verbesserten Vorleiteinrichtung vereinfacht und mit einer für wirtschaftlichere Produktion vorteilhaften Einschränkung der Teile- und Formenvielfalt verbunden werden.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche - besonders durch diejenigen von Anspruch 1 - genannten Merkmale vorteilhaft gelöst.
Dadurch, daß gegenüber dem bekannten System aus der Anmeldeschrift DE-P 43 07 098.1-13, das mit Festquerschnitten der Kanäle in der Vorleiteinrichtung arbeitet, durch Vorsehen regelbarer Ventile die Querschnitte der Kanäle verändert und somit der durch die Zusammenführung von Axial- und Radialkomponente der Saugströmung geregelte Vordrall vor dem Verdichterlaufrad stufenlos verändert werden kann, ergibt sich - bei gleichzeitig preisgünstigerer und erschütterungsunempfindlicherer Gestaltung gegenüber einem Vorleitgitter - eine verbesserte Anpassung der Vorleitströmung, wie diese sonst nur von leitschaufelgeregelten Anlagen und auch hier nur beim Betrieb mit wenig geschlossenen Verstellschaufeln bekannt ist. Natürlich müssen die vorzusehenden Ventile verlustarm und besonders strömungsgünstig gestaltet sein, wofür sich Kugel-, kegel-, bomben- oder auch rohrförmige, axial gegen einen Ventilsitz verschiebbare Verschlußkörper eignen, wie diese aus zahlreichen früheren Veröffentlichungen bereits bekannt geworden sind. Eine Erweiterung der Saugkanäle stromauf der Ventile ist dabei ratsam, will man verlustfreie An- und Abströmung ermöglichen.
Dadurch, daß gegenüber dem aus der obengenannten Anmeldeschrift bekannte System die Vorleitkanäle nicht im Verdichtergehäuse selbst, sondern räumlich und stofflich von diesem abgetrennt und in einiger Entfernung vor diesem angeordnet sind, wird erreicht, daß vom druckseitigen Radialkanal des Verdichters eine Wärmeübertragung auf das durch die Vorleiteinrichtung geführte Medium nicht stattfindet. Da die Vorleiteinrichtung mit ihrem zusätzlichen Radialkanal gegenüber einer leitschaufelgeregelten Ausführung eine sehr große Oberfläche besitzt, ist dies eine wichtige Voraussetzung für einen wirkungsgradverbessernden und thermodynamisch günstigeren Betrieb. Zudem wird durch Abkoppelung der Vorleiteinrichtungen mit ihren axialen und radialen Leitkanälen vom druckseitigen Verdichtergehäuse der Radialverdichter in seiner ursprünglichen Einheit und Gestalt unverändert weiterverwendbar, so daß sowohl bei Nachrüstung einer vorhandenen als auch bei Konzeption einer neuen Anlage auf serienmäßig lieferbare Verdichter zurückgegriffen werden kann. So müssen - gegenüber dem obengenannten, früheren Ausführungsbeispiel - zur Aufrüstung eines Radialverdichters keine grundsätzlich erweiterten und auf die Spaltmaße zwischen Laufrad und Radialkanälen nachtolerierten Doppelspiralgehäuse hergestellt und im Austausch zum druckseitigen Radialkanal verbaut werden, wodurch auch das Gewicht eines zum Beispiel fliegend auf seinem Druckstutzen aufmontierten Radialverdichters unverändert verbleibt und Schwingungsschäden durch elastische Abkopplung von Verdichter selbst und Vorleiteinrichtung vermieden werden können.
Sehr preiswert und mechanisch weit zuverlässiger wird die erfindungsgemäße und mit Vordrallkanälen versehene Vorleiteinrichtung dann, wenn sie in einem aus thermoplastischem oder faserverstärktem kaltaushärtenden Kunststoff hergestellten separaten Gehäuse integriert oder andererseits im Gehäuse eines üblicherweise einem Radialverdichter vorgeschalteten Ansaugfilters angeordnet wird. Wegen der im Vergleich zu einer leitschaufelverstellbaren Vorleitvorrichtung sehr hohen Drallerzeugung kann ein solches Gehäuse oder ein solcherart erweiterter Ansaugfilter auch weiter vom Verdichter entfernt angeordnet werden, wenn als Verbindung zwischen Saugstutzen des Verdichters und Druckstutzen der Leiteinrichtung ein einfaches, nicht sehr gekrümmtes Rohr mit glatter Innenwand verwendet wird. Sind Ein- und Austrittsquerschnitt dieser Rohrleitung unterschiedlich, aber mit gleichmäßigen Übergängen gewählt, so kann die Drallwirkung am Austrittsquerschnitt in einem festen Verhältnis zusätzlich verändert werden. Zum Beispiel ergibt eine Verengung des Rohres zum Verdichter hin eine Erhöhung des Vordralles im Austrittsquerschnitt, während eine Erweiterung vordrallvermindernd wirkt. So kann die maximale Drallwirkung einer derartigen Vorleiteinrichtung drosselfrei zusätzlich verändert werden, je nachdem ob eine kundenorientierte Anpassung an listenmäßig lieferbare Aggregate dieses erfordert.
Durch Verwendung zweier entgegengesetzt gewundener, wahlweise zuschaltbarer getrennter Gasnebenkanäle, die in einem oder mehreren separaten Gehäusen den Gashauptkanal umgebend in einer oder mehreren Ebenen hintereinander angeordnet oder auf ähnliche Weise im Ansaugfiltergehäuse integriert sind, kann wahlweise sowohl Mitdrall als auch Gegendrall erzeugt werden, je nachdem ob eine optimale Anpassung einer solcherart geregelten Anlage an temporär einsetzende Schwankungen der Fördermenge, des Druckverhältnisses, der Dichte des Fördermediums oder dessen Ansaugtemperatur dies erfordert. Dabei entstehen keine Stoß- und Abreißverluste in der Saugströmung durch eine zusätzliche Leitbeschaufelung.
Selbstverständlich ist - ebenso wie es bei verstellbaren Vorleitgittern der Fall ist - sowohl drallfreie Anströmung des Radialverdichters als auch drallbehaftete Anströmung jederzeit einstellbar, je nachdem ob allein die Regelvorrichtung des Axialkanals, beide zugleich, nämlich die des Axial- und der Radialkanäle, oder nur diejenige der Radialkanäle in der erfindungsgemäßen Vorleiteinrichtung geöffnet werden. Eine zusätzliche Drosselung der Saugströmung durch kontinuierliches Verschließen aller Vorleitkanäle oder - wenn entgegengesetzt gewunden ausgeführte Radialkanäle in der Vorrichtung vorgesehen sind - durch Gegeneinanderlauf unterschiedlich drallgerichteter Vorleitströme ist möglich.
Weitere Vorteile, die äußerliche Ausführung, die Anordnung und die Regelung der Vorrichtung betreffend, ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil der Nebenansprüche.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorleiteinrichtung, bei der ein Gashaupt- und ein Gasnebenkanal in einem separaten Einzelgehäuse angeordnet sind;
Fig. 2 eine Vorleiteinrichtung, bei der ein Gashaupt- und ein Gasnebenkanal in einem Filtergehäuse angeordnet sind und eine Regelung mit Ventilen, welche die freien Querschnitte der Gaskanäle steuern, vorgesehen ist.
Ein separates Gehäuse 1 weist nach Fig. 1 einen axialen Gashauptkanal 3 mit einer Eintrittsöffnung 5 und einen radialen Gasnebenkanal 4 mit einer Austrittsöffnung 6 in den Gashauptkanal 3 auf. Gemäß Anspruch 9 ergibt sich hierbei die Geometrie des Eintrittsbereichs des Gasnebenkanals 4 in den Gashauptkanal 3 der Strömungsrichtung folgend aus einer Verschneidung eines radialen, schneckenförmigen Horizontalquerschnittes 9 mit einem den Gashauptkanal 3 umgebenden winkligen Kegelmantel 10, wobei die Achse des Kegelmantels vorzugsweise parallel und ortsgleich mit derjenigen des Gashauptkanals 3 verläuft. Eine derart strömungsgünstig und weitgehend wirbelfrei ausgeführte Hereinführung des Gasnebenkanals 4 in den Gashauptkanal 3 ist vorteilhaft verbunden mit einer vereinfachten Herstellung eines gieß- oder spritzgußgerechten Fertigungsmodells mit allen Formschrägen, dessen Herstellung aus einem mit einem Horizontalquerschnitt 9 vorgeformten, langen Grundkörper durch einfache, spanende Drehbearbeitung der Kegelgestalt 10 auf einer Drehmaschine, in der das Modell in der Achse des Gashauptkanals 3 aufgenommen wird, erfolgen kann. Die den Gashauptkanal 3 und den Gasnebenkanal 4 steuernden Ventile sind nicht dargestellt, werden aber in Fig. 2 in einer vereinfachten Anordnung beschrieben.
Ein Filtergehäuse 2 weist nach Fig. 2 einen Filter 11, einen im späteren Verlauf axial wirkenden und den Gasstrom dann drallfrei führenden Gashauptkanal 3 mit einer Eintrittsöffnung 5 und einen schneckenförmig gewundenen, radial wirkenden und den Gasstrom drallbehaftet führenden Gasnebenkanal 4 mit einer Austrittsöffnung 6 in den Gashauptkanal 3 auf.
Eine in einem Filterdeckel 12 mittels einer Zugstange 17 gelagerte und tief ins Filtergehäuse 2 hineinragende, axial verschiebbar oder zusätzlich oder auch wahlweise nur drehbar angeordnete rohrförmige Hülse 13 besitzt im oberen Bereich eine kegelförmige Erweiterung 14 und im unteren Bereich einen als Rohr- oder Drehschieber ausgeführten übrigen Teil 15 mit kreisförmigem Querschnitt.
Ein den freien Querschnitt der Eintrittsöffnung 5 des im späteren Verlauf axial wirkenden Gashauptkanals 3 und dadurch den drallfrei geführten Gashauptstrom regelndes Ventil 7 wird gebildet aus der kegelförmigen Erweiterung 14 der axial verschiebbaren Hülse 13 als Ventilkörper und aus einer in der Mitte bereichsweise und gestaltlich analog ebenfalls kegelförmigen Einziehung 16 des Filterdeckels 12 als Ventilsitz.
Ein den freien Querschnitt der Austrittsöffnung 6 des radial wirkenden und schneckenförmig gewundenen Gasnebenkanals 4 und dadurch den drallbehaftet geführten Gasnebenstrom regelndes Ventil 8 wird gebildet aus dem als Rohr- oder Drehschieber ausgeführten übrigen Teil 15 der rohrförmigen Hülse 13 als Ventilkörper und dem Innendurchmesser des weiteren Verlaufs des Gashauptkanals 3 nach der Zusammenführung mit dem Gasnebenkanal 4 als Ventilsitz.
Bei einer Schiebe- oder Drehbewegung der Hülse 13 nach oben, welche durch eine äußere, an der Zugstange 17 angreifende Regeleinrichtung eingeleitet werden kann, wird die Eintrittsöffnung 5 des im späteren Verlauf axial wirkenden Gashauptkanals 3 durch Annäherung der kegelförmigen Erweiterung 14 der rohrförmigen Hülse 13 an die ebenfalls kegelige Einziehung 16 des Filterdeckels 12 vermindert oder ganz verschlossen, während gleichzeitig die Austrittsöffnung 6 des radial wirkenden Gasnebenkanals 4 in den Gashauptkanal 3 vergrößert oder ganz geöffnet wird.
Hierdurch wird der in seinem weiteren Verlauf zunächst drallfrei geführte Gashauptstrom in seiner Stärke vermindert, während gleichzeitig der radial und drallbehaftet geführte Gasnebenstrom in seiner Stärke bevorzugt in den Gashauptstrom neu eingeleitet wird. Es ergibt sich durch Überlagerung beider Strömungen im weiteren Verlauf der Vorleiteinrichtung eine Gasströmung mit hohem Ausgangsdrall.
Bei einer Schiebe- oder Drehbewegung der Hülse 13 nach unten wird die Eintrittsöffnung 5 des im späteren Verlauf axial wirkenden Gashauptkanals 3 durch Entfernung der kegelförmigen Erweiterung 14 der rohrförmigen Hülse 13 von der ebenfalls kegeligen Einziehung 16 des Filterdeckels 12 hingegen vergrößert oder ganz geöffnet, während gleichzeitig die Austrittsöffnung 6 des radial wirkenden Gasnebenkanals 4 in den Gashauptkanal 3 vermindert oder ganz geschlossen wird.
Hierdurch wird der in seinem weiteren Verlauf zunächst drallfrei geführte Gashauptstrom in seiner Stärke vergrößert, während gleichzeitig der radial und drallbehaftet geführte Gasnebenstrom in seiner Stärke vermindert oder ganz reduziert in den Gashauptstrom neu eingeleitet wird. Es ergibt sich durch Überlagerung beider Strömungen im weiteren Verlauf der Vorleiteinrichtung eine Gasströmung mit niedrigem oder gänzlich fehlendem Ausgangsdrall.
Eine erfindungsgemäß derart gestaltete Vorleiteinrichtung erreicht im Regelverhalten Betriebswerte, wie sie sonst nur durch hochwertigere, im Aufwand und in der Herstellung teurere Vorleiteinrichtungen mit verstellbaren Leitschaufelgittern erzielt werden können. Insbesondere in Fällen, in denen aufgrund geringster Baugröße oder starker äußerer oder innerer Schwingungsbeanspruchung die Anwendung verstellbarer Leitschaufelgitter erschwert ist, kann durch Anwendung einer erfindungsgemäß gestalteten Vorleiteinrichtung erfolgreich Abhilfe geschaffen werden.
Eine weiterreichende Verwendung kommt nicht nur bei gasfördernden Verdichtern, sondern auch bei flüssigkeitsfördernden Pumpen, bei gas- oder bei flüssigkeitsgetriebenen Turbinen in Betracht, wobei - nach entsprechender konstruktiver Anpassung und Weiterentwicklung - sowohl radiale, halbaxiale oder axiale Bauarten von Strömungsmaschinen je nach Einsatz- und Betriebsbereich durch Änderung der Anströmrichtung geregelt oder gedrosselt werden können.
So können zum Beispiel Verdichter oder Kompressoren für Luft, Erd- oder andere Brenngase, für Rauch- oder Deponiegase, Abgasturbolader, Gasturbinen oder Strahltriebwerke oder auch Verdichter für Raketentriebwerke mit einer erfindungsgemäß nach einem der beiden Ausführungsbeispiele gestalteten Vorleiteinrichtung saugseitig vor dem Verdichtereintritt oder - wenn Turbinen geregelt werden sollen - auch druckseitig vor dem Turbinenrad ausgestattet und im Betriebsverhalten verbessert werden.
Bezugszeichenliste
 1 separates Gehäuse
 2 Filtergehäuse
 3 Gashauptkanal
 4 Gasnebenkanal
 5 Eintrittsöffnung Gashauptkanal
 6 Austrittsöffnung Gasnebenkanal
 7 Ventil Gashauptstrom
 8 Ventil Gasnebenstrom
 9 schneckenförmiger Horizontalquerschnitt
10 Kegelmantel, Kegelgestalt
11 Filter
12 Filterdeckel
13 rohrförmige Hülse
14 kegelförmige Erweiterung
15 übriger Teil mit kreisförmigem Querschnitt
16 kegelige Einziehung Filterdeckel
17 Zugstange

Claims (23)

1. Vorleiteinrichtung für einen Radialverdichter, welche saugseitig und stromauf der Eintrittsöffnung des Verdichterlaufrades und wahlweise zusätzlich stromab des Austrittsquerschnittes eines Luftfilters angeordnet ist, welche aus einem den Gasstrom axial ins Verdichterlaufrad leitenden Gashauptkanal und aus einem oder mehreren den Gasstrom radial ins Verdichterlaufrad leitenden Gasnebenkanälen besteht, welche ihrerseits wenigstens bereichsweise als Drallkanäle ausgebildet und konzentrisch zum Gashauptkanal ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) im Gashauptkanal (3) stromauf der Austrittsöffnungen (6) der Gasnebenkanäle (4) ein Ventil (7) angeordnet ist, das durch Eingriff einer äußeren Regeleinrichtung den freien Durchgangsquerschnitt des Gashauptkanals (3) teilweise oder ganz verschließen und eröffnen kann;
  • b) in den Gasnebenkanälen (4) stromab der Eintrittsöffnung (5) des Gashauptkanals (3) Ventile (8) angeordnet sind, die durch Eingriff einer äußeren Regeleinrichtung die freien Durchgangsquerschnitte der Gasnebenkanäle (4) teilweise oder ganz eröffnen und verschließen können;
  • c) die die Gasnebenkanäle (4) verschließenden Ventile (8) teilweise oder ganz geöffnet werden, während gleichzeitig das den Gashauptkanal (3) eröffnende Ventil (7) teilweise oder ganz verschlossen wird, wenn die Vorleiteinrichtung den Gasstrom nicht axial, sondern in einer geänderten Anströmrichtung (Mit- oder Gegendrall) ins Verdichterrad leiten soll;
  • d) das den Gashauptkanal (3) verschließende Ventil (5) teilweise oder ganz geöffnet wird, während gleichzeitig die die Gasnebenkanäle (6) eröffnenden Ventile (8) teilweise oder ganz verschlossen werden, wenn die Vorleiteinrichtung den Gasstrom nicht in einer geänderten Anströmrichtung (Mit- oder Gegendrall), sondern axial ins Verdichterrad leiten soll.
2. Vorleiteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle stromauf des Radialverdichters angeordneten Kanäle (3) und (4) in einem eigenen, vom Verdichtergehäuse körperlich und räumlich durch einen Abstand abgetrennten und separat in einer Entfernung vor diesem ausgeführten Einzelgehäuse (1) untergebracht und mit dem saugseitigen Verdichtereintrittsflansch direkt, über eine feste oder über eine elastische, schwingungsdämpfende Rohrverbindung mit kreisförmigem Querschnitt verbunden sind.
3. Vorleiteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle stromauf des Radialverdichters angeordneten Kanäle (3) und (4) in einem vor dem saugseitigen Verdichtereintritt angeordneten Filtergehäuse (2) untergebracht sind.
4. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle stromauf des Radialverdichters angeordneten Kanäle (3) und (4) im Radialverdichtergehäuse angeordnet, wenn möglich thermisch von diesem abgetrennt und gegen Wärmeleitung ausgehend vom druckseitigen Radialkanal des Verdichters isoliert ausgeführt werden können.
5. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile in Gestalt kugel-, kegel-, bomben- oder rohrförmiger axial gegen Ventilsitze verschiebbarer Verschlußkörper, als verstellbare Blenden, Klappen oder Leitgitter ausgebildet sind.
6. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen und Schließen der Ventile in Abhängigkeit zueinander und durch eine oder mehrere mechanische, elektrische, hydraulische oder pneumatische Regeleinrichtungen erfolgt.
7. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1) oder (2) und Ventile aus metallischem Werkstoff oder aus thermoplastischem oder kaltaushärtendem und wahlweise faserverstärktem Kunststoff hergestellt sind.
8. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung verschiedener Baugrößen von Radialverdichtern und Vorleiteinrichtungen durch entsprechend gewählte Ein- und Austrittsquerschnitte der dazwischenliegenden, rohrförmigen Verbindungsleitung erfolgt.
9. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Fig. 1 die Geometrie des Eintrittsbereichs der Gasnebenkanäle (4) in den Gashauptkanal (3) aus der Verschneidung einfacher, schneckenförmiger Horizontalquerschnitte (9) mit einem den Gashauptkanal (3) umgebenden, spitz- oder stumpfwinkligen Kegelmantel (10) besteht, wobei die Achse des Kegelmantels vorzugsweise parallel zu derjenigen des Gashauptkanals (3) verläuft.
10. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Fig. 2 das den Gashauptkanal (3) verschließende Ventil (7) aus einer kegelförmigen Erweiterung (14) einer axial verschiebbaren und wahlweise zusätzlich auch drehbaren rohrförmigen Hülse (13) und aus einer als Ventilsitz bereichsweise und gestaltlich analog ebenfalls kegelförmigen Einziehung (16) des Filterdeckels (12) besteht und einteilig mit den die Gasnebenkanäle (4) eröffnenden Ventilen (6), die aus dem übrigen Teil (15) der rohrförmigen Hülse (13) bestehen und die Eintrittsöffnungen der Gasnebenkanäle axial- oder drehschieberartig abdecken können, ausgeführt ist.
11. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß Fig. 2 der äußere Umfang der kegelförmigen Erweiterung (14) der rohrförmigen Hülse (13) bis nahe an den Filterstoff des Luftfilters (11) herangeführt ist, um Axial- und Radialeinströmrichtungen sicher und vorwirbelfrei voneinander in Filternähe zu trennen.
12. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters mit Gegen- und Mitdrall die Vorleiteinrichtung aus zwei entgegengesetzt gewundenen, in einem oder mehreren neben- oder hintereinander angeordneten Gehäusen mit oder ohne Filtereinsatz untergebrachten Gasnebenkanälen und einem gemeinsamen Gashauptkanal besteht, wobei die Gasnebenkanäle auch verkürzt und in einer Ebene ausgeführt sein können.
13. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters mit Gegen- und Mitdrall die entgegengesetzt gewundenen Gasnebenkanäle getrennte Austrittsöffnungen in den gemeinsamen Gashauptkanal aufweisen.
14. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters mit Gegendrall der den Mitdrall erzeugende Gasnebenkanal verschlossen bleibt.
15. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters mit Mitdrall der den Gegendrall erzeugende Gasnebenkanal verschlossen bleibt.
16. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters ohne Vordrall die entgegengesetzt gewundenen Gasnebenkanäle gemeinsam verschlossen bleiben.
17. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters in einem abgeregelten oder gedrosselten Zustand mit Vordrall die entgegengesetzt gewundenen Gasnebenkanäle gemeinsam geöffnet werden, so daß die eintretenden, entgegengesetzt gerichteten Drallströmungen einander überlagern und durch Wirbelbildung den freien Austrittsquerschnitt der Vorleiteinrichtung wirkungsgemäß vermindern.
18. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahlweisen Betrieb des Radialverdichters in einem abgeregelten oder gedrosselten Zustand ohne Vordrall die entgegengesetzt gewundenen Gasnebenkanäle und der gemeinsame Gashauptkanal gemeinschaftlich teilweise oder ganz geschlossen werden.
19. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleiteinrichtung beim Anbau am Radialverdichter tragend am Verdichtereintrittsflansch oder nichttragend und an einer von der Anlage unabhängigen Stelle ortsfest und schwingungsfrei aufgelagert wird.
20. Vorleiteinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleiteinrichtung in der beschriebenen Ausführung, aber mit umgekehrten Strömungsrichtungen betrieben werden kann, wenn sie - temporär entbunden von der ursprünglich vorgesehenen Funktion - zweckentfremdet und zeitweilig als Nachdrallregeleinrichtung in einem anderen Strömungsaggregat angewendet werden soll.
21. Vorleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleiteinrichtung zur Regelung radial-, halbaxial- oder axialwirkender gas- oder flüssigkeitsfördernder Strömungsverdichter oder Strömungspumpen eingesetzt wird.
22. Vorleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleiteinrichtung zur Regelung radial-, halbaxial- oder axialwirkender gas- oder flüssigkeitsgetriebener Turbinen eingesetzt wird.
23. Vorleiteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleiteinrichtung zur Regelung eines Abgasturboladers eingesetzt wird, welcher zur Aufladung eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird.
DE19514707A 1995-04-21 1995-04-21 Vorleiteinrichtung für Radialverdichter Withdrawn DE19514707A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19514707A DE19514707A1 (de) 1995-04-21 1995-04-21 Vorleiteinrichtung für Radialverdichter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19514707A DE19514707A1 (de) 1995-04-21 1995-04-21 Vorleiteinrichtung für Radialverdichter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19514707A1 true DE19514707A1 (de) 1996-10-24

Family

ID=7760047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19514707A Withdrawn DE19514707A1 (de) 1995-04-21 1995-04-21 Vorleiteinrichtung für Radialverdichter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19514707A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015049159A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-09 Continental Automotive Gmbh Verdichter mit variablem verdichtereinlauf
DE102014224533A1 (de) 2014-12-01 2016-06-02 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verdichter mit verstellbarer Drallerzeugungseinrichtung
US9945337B2 (en) 2013-09-25 2018-04-17 Continental Automotive Gmbh Piezoelectric injector for direct fuel injection
DE102017129884A1 (de) 2017-12-14 2019-06-19 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verstellbare Drallerzeugungseinrichtung für Verdichter
DE102018110557A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verdichtereintritt mit verstellbarer Eintrittsgeometrie

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH144384A (de) * 1929-04-19 1930-12-31 Bbc Brown Boveri & Cie Mehrstufiger Kreiselverdichter bezw. -gebläse.
DE911352C (de) * 1943-01-17 1954-05-13 Fritz Schupp Kreiselmaschine mit Einrichtung zur gegenseitigen Verstellung der Lauf- und Leitraeder
DE1020833B (de) * 1954-10-13 1957-12-12 Tech Studien Ag Umsteuerbare Radialturbine, insbesondere fuer Heissluft- und Gasturbinenanlagen
DE1034192B (de) * 1953-10-22 1958-07-17 Sncf Einrichtung zur Regelung wesentlich radial durchstroemter Turbomaschinen mittels axial verschiebbarer Wand der Stroemungswege
DE1101684B (de) * 1958-02-12 1961-03-09 Bruno Eck Dr Ing Drallregler fuer Ventilatoren
DE2500496A1 (de) * 1974-03-18 1975-09-25 Wallace Murray Corp Kompressorvorrichtung
DD117267A1 (de) * 1973-12-29 1976-01-05
DE3333035C2 (de) * 1983-09-13 1987-01-08 Proizvodstvennoe ob"edinenie "Nevskij zavod" imeni V.I. Lenina, Leningrad Kreiselverdichter
CH661567A5 (en) * 1983-09-14 1987-07-31 Proizv Ob Nevsky Z Im V I Centrifugal compressor
DE3448204C2 (en) * 1984-10-10 1988-04-07 Doneckij Politechniceskij Institut Fan
DE4003940C1 (en) * 1990-02-09 1990-10-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Radial-flow compressor with inlet flow control - has inlet passage housing with three differently shaped passages between suction line and impeller
DE4307098A1 (de) * 1993-03-06 1994-09-08 Daimler Benz Ag Abgasturbolader

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH144384A (de) * 1929-04-19 1930-12-31 Bbc Brown Boveri & Cie Mehrstufiger Kreiselverdichter bezw. -gebläse.
DE911352C (de) * 1943-01-17 1954-05-13 Fritz Schupp Kreiselmaschine mit Einrichtung zur gegenseitigen Verstellung der Lauf- und Leitraeder
DE1034192B (de) * 1953-10-22 1958-07-17 Sncf Einrichtung zur Regelung wesentlich radial durchstroemter Turbomaschinen mittels axial verschiebbarer Wand der Stroemungswege
DE1020833B (de) * 1954-10-13 1957-12-12 Tech Studien Ag Umsteuerbare Radialturbine, insbesondere fuer Heissluft- und Gasturbinenanlagen
DE1101684B (de) * 1958-02-12 1961-03-09 Bruno Eck Dr Ing Drallregler fuer Ventilatoren
DD117267A1 (de) * 1973-12-29 1976-01-05
DE2500496A1 (de) * 1974-03-18 1975-09-25 Wallace Murray Corp Kompressorvorrichtung
DE3333035C2 (de) * 1983-09-13 1987-01-08 Proizvodstvennoe ob"edinenie "Nevskij zavod" imeni V.I. Lenina, Leningrad Kreiselverdichter
CH661567A5 (en) * 1983-09-14 1987-07-31 Proizv Ob Nevsky Z Im V I Centrifugal compressor
DE3448204C2 (en) * 1984-10-10 1988-04-07 Doneckij Politechniceskij Institut Fan
DE4003940C1 (en) * 1990-02-09 1990-10-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Radial-flow compressor with inlet flow control - has inlet passage housing with three differently shaped passages between suction line and impeller
DE4307098A1 (de) * 1993-03-06 1994-09-08 Daimler Benz Ag Abgasturbolader

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9945337B2 (en) 2013-09-25 2018-04-17 Continental Automotive Gmbh Piezoelectric injector for direct fuel injection
WO2015049159A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-09 Continental Automotive Gmbh Verdichter mit variablem verdichtereinlauf
CN105593527A (zh) * 2013-10-02 2016-05-18 大陆汽车有限公司 具有可变压缩机入口的压缩机
DE102014224533A1 (de) 2014-12-01 2016-06-02 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verdichter mit verstellbarer Drallerzeugungseinrichtung
DE102017129884A1 (de) 2017-12-14 2019-06-19 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verstellbare Drallerzeugungseinrichtung für Verdichter
DE102017129884B4 (de) 2017-12-14 2023-04-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verstellbare Drallerzeugungseinrichtung für Verdichter
DE102018110557A1 (de) * 2018-05-03 2019-11-07 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verdichtereintritt mit verstellbarer Eintrittsgeometrie

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3051099B1 (de) Verdichter mit variabler anströmgeometrie
DE2934041C2 (de) Gesteuerte Abgasturboladerturbine
EP1316699B1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
DE102014216162B4 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102015209704A1 (de) Verdichter mit variabler Anströmgeometrie
DE112013005624T5 (de) Doppelschnecken-Halbaxial-Turbolader mit Einzelventil
DE102010004657B4 (de) Frischgasversorgungsvorrichtung für eine Verbrennungsmaschine und Verfahren zum Betrieb einer solchen Frischgasversorgungsvorrichtung
EP0770772B1 (de) Motorbremsvorrichtung
EP2607650B1 (de) Anordnung einer Drosseleinrichtung in einem Abgasturbolader
DE102007035966A1 (de) Radialverdichter für einen Turbolader
DE3833906C2 (de)
DE102004035044A1 (de) Verdichter in einem Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb eines Verdichters
WO2019052729A1 (de) Radialverdichter mit einem irisblendenmechanismus für eine aufladevorrichtung eines verbrennungsmotors, aufladevorrichtung und lamelle für den irisblendenmechanismus
DE102017209598A1 (de) Verdichter, Abgasturbolader und Brennkraftmaschine
DE202014103795U1 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
EP1530671B1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
WO2019052760A1 (de) Verdichter für eine aufladevorrichtung einer brennkraftmaschine und aufladevorrichtung für eine brennkraftmaschine
DE19514707A1 (de) Vorleiteinrichtung für Radialverdichter
EP2024618B1 (de) Turboverdichter für eine brennkraftmaschine
DE202015101916U1 (de) Zweistufig aufladbare Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader
DE10352712A1 (de) Mehrstufige Luftversorgungseinrichtung mit Zweistrom-Maschine
DE102018212756B3 (de) Radialverdichter, Aufladevorrichtung und Brennkraftmaschine mit Abgasrückführeinrichtung
EP0051125B1 (de) Abgasturbine eines Abgasturboladers für Brennkraftmaschinen
DE102004024948B4 (de) Abgasturbolader
DE102014212967B4 (de) Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Abgasturbolader und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee