DE2524556A1

DE2524556A1 - Axialstroemungsgeblaese mit einzelansaug

Info

Publication number: DE2524556A1
Application number: DE19752524556
Authority: DE
Inventors: Sunao Aoki; Makoto Kobayashi; Nobuyuki Yamaguchi
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1974-05-31
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1975-12-04
Also published as: CA1012890A; DE2524556B2; SE399741B; US3986790A; JPS50151407U; AU499912B2; SE7506147L; CH606807A5; AU8151375A; DK231075A; DK137769C; JPS5548157Y2; GB1511375A; DK137769B

Description

PATE NTANWALTS B ο R O ERLIN — MÜNCHEN PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPL-ING. H.-J. PRESTING (BLN)

1 BERLIN 33, HERBERTSTR. 22

3 O. MAl 1975

Ihr Zeichen Ihr Schreib«! vom Unter Zeichen Berlin, den

50-1064

MITSUBISHI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA,

5-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-Ku, Tokyo, Japan

Axialströmungsgebläse mit Einzelansaug

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lufteinlaßgehäuse eines Axialströmungskompressors der Einzelsaugart, bei dem eine Luftströmung vom Lufteinlaßgehäuse zum Axialströmungskompressor verbessert ist.

Ein übliches Einzelsauglufteinlaßgehäuse, das einen Axialst römungskompr es sor verwendet, wird anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben. Figur 1 zeigt einen Längsschnitt an der Achse des Kompressors und figur 2 einen Schnitt an der Linie II-II der Figur 1.

Wenn eine Luftströmung 03, die von einer Ansaugöffnung 02 eines Einlaßgehäuses 01 angesaugt wird, das sich an einem Axialkompressor befindet, durch einen großen trompeten-

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BORO MÖNCHEN:	TELEX:	TELEQRAMM:	TELEFON:	BANKKONTO:	POSTSCHECKKONTO;
■ MÖNCHEN 23	1-8M44	INVENTION	BERLIN	BERLINER BANK A3.	W. MEISSNER, BUfW
ST. ANNASTR. 11	' INVENd	BERLIN	*on/m to si*	BERLIN ti	«au-to·
TEL: Μβ/a SB44			oao/Masaa	Mwnra·

förmigen Innenzylinder 04 hindurchgeht, erzeugt sie ein großes Trenngebiet an der gegenüberliegenden Seite zur Ansaugöffnung 02 um den Innenzylinder 04 herum. Wegen des Trenngebietes steigt die Turbulenz des Luftstromes stark an, der Druckverlust des Lufteinlaßgehäuses wird erhöht und die Ungleichheit einer Strömung im Kompressoreinlaß wird größer, so daß sich die Leistung des Kompressors verringert. Dieser Kompressor wird beispielsweise in einer Weise benutzt, wie sie in den Figuren 3 bis 5 gezeigt wird, in denen das Bezugszeichen 05 ein Auslaßgehäuse 0,6 ein unregelmäßiges Rohr 07, ein Strömungsvereinheitlichendes Gitter 08, ein Venturi und 09 eine Teilauslaßführung bezeichnet.

Da ein Axialströmungskompressor im allgemeinen eine solche Zusammensetzung besitzt, daß seine Welle 010 außerhalb des Lufteinlaßgehäuses gelagert ist, ist es notwendig, daß der Innenzylinder 04 eine große, trompetenförmige Ausdehnung nach vorn (in der umgekehrten Richtung zum Kompressor) unter dem Einfluß einer Halterung 011, sowie Rohrleitungen usw. besitzt. Obwohl dieser Innenzylinder bisher auf einfache Weise diesen Erfordernissen entsprach, und die Herstellung erleichterte, ist es zum Verbessern der Leistung eines Axialströmungskompressors notwendig, daß der Innenzylinder hydraulich betrachtet wird, um die Verbesserungen in einer Strömungsanordnung im Lufteinlaßgehäuse zu suchen.

Es ist Aufgabe der Erfindung diese Nachteile zu beseitigen und eine Luftströmung aus einem Lufteinlaßgehäuse zum Axialströmungskompressor so zu verbessern, so daß die Leistung des Axialkompressors sich nicht verringern kann. Gemäß der Erfindung ist ein Lufteinlaßgehäuse eines Axialströmungskompressors der Einzelsaugart vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Innenzylinder der Einzelsaugart einen elliptischen Querschnitt besitzt, bei dem die größere Achse in der Lüfteinlaßrichtung liegt, und daß der ellip-

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tische abschnitt sich in der Größe zum Einlaß des Axialkompressors verringert oder ein dreieck-pyramidisches Endstück besitzt, das sich in der Größe zum Kompressoreinlr;ß verringert, der am Lufteinlaßhinterteil des Innenzylinders befestigt iot.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen beziehen sich die

Figuren 1 bis 5 auf ein herkömmliches Beispiel, wo von Figur 1 ein Schnitt an der Linie I-I der Figur 2 ist, Figur 2 ein Schnitt an der Linie II-II der Figur 1 ist, Figur 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels ist,

Figur 4· eine Vorderansicht der Figur 3» gesehen aus der Richtung III, und

Figur 5 ein Schnitt an der Linie V-V der Figur 3· Die

Figuren 6 bis 14- beziehen sich auf die Erfindung und zwar zeigt Figur 6 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Erfindung bei einem Axialströmungskompressor angewendet wird,

Figur 7 ein Schnitt an der Linie VII-VII der Figur 6,

Figur 8 die Darstellung der Beziehung zwischen der grösseren vichse a und der kleineren Achse b bei geschnittenem Innenzylinder,

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Figur 9 eine Seitenansicht der Figur 8, gesehen von der Richtung IX aus,

Figur 10 eine Ansicht der Figur 8, gesehen von der Richtung X aus,

Figur 11 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses,

Figur 12 eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem das Endstück festliegt,

Figur 13 eine Seitenansicht der Figur 12, und

Figur 14 eine perspektivische Darstellung des Endstücks.

Die Figuren 6 bis 14 zeigen die Erfindung bei einem Einzelsauglufteinlaßgehäuse eines Axialstromungskompressors.

Die Bezugszeichen bedeuten: 1 der Axialströmungskompressor

2 das stationäre Blatt

3 das bewegliche Blatt des Kompressors, das sich

zusammen mit einer Welle 4· dreht.

5 das Einzelsauglufteinlaßge-

häuse an einem Kompressoreinlaß 6 und

7 ein Innenzylinder des Einlaßgehäuses, dessen Schnitt in einer senkrecht zur Achse verlaufenden Ebene einen elliptischen Abschnitt der Stromlinienform ist. Die größere Achse der Ellipse liegt in der Lufteinlaßrichtung (eine dichtung, in der die Luftströmung 8 aus einer Einlaßöffnung 9 des Gehäuses 5 angesaugt wird). Der Innenzylinder 7 ist so geformt, daß der elliptische Abschnitt sich in der Größe linear zur Kompressoreinlaßseite 6 verringert. Das Kompressorseitenende des Innenzylinders 7

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ist zylindrisch und konzentrisch zur Einlaßinnenseite 6. Ein Ringspalt 10 zwischen dem Innenzylinder 7 und dem Einlaß 6 führt zum beweglichen Blatt 3· Dieser Punkt wird mit Hilfe der Figuren 8 und 10 näher beschrieben. Die Schnittform des Innenzylinders 7 ist eine Ellipse mit einem kleineren Radius b, als kleinster Radius, der in diesem Abschnitt verlangt wird. Der größere Radius a der Ellipse verringert sich beispielsweise von der Vorderseite 11 des Gehäuses 5 zum Kompressoreinlaß 6 linear (Ip"*^)» wobei 1^ ein Radius des. Innenzylinders ist und 1^ zum Erhalt einer bevorzugten Strömung eingestellt sein kann. Eine Instrumententafelunterteilung 12 zwischen dem Innenzylinder 7 und dem Gehäuse 5 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Gehäuseansaugöffnung 9 des Innenzylinders zum Aufrechterhalten der vertikalen Symmetrie des Strömungsverlaufs im Gehäuse 5 eingepaßt, wie die Figuren 7 und 11 zeigen, so daß die Verstärkung des Strömungsverlaufs infolge des Innenzylinderrückstromes verringert werden kann.

Da eine Strömung, die in den Innenzylinder 7 gelangt, und glatter im Vergleich mit einem säulenförmigen oder konischem Innenzylinder ist, wenn der Luftstrom 8 durch die Ansaugöffnung 9 durch den Kompressor 1 in das Gehäuse gesaugt wird, wird der Umfang des Trenngebietes von der Fläche des Innenzylinders 7 am rückwärtigen Teil im Vergleich mit dem säulenförmigen oder konischem Innenzylinder sehr eng. Deshalb wird der Strömungsverlauf im Gehäuse an der Ansaugöffnung 9 der gegenüberliegenden Seite um den Inhenzylinder 7 herum mit Sichern des Einströmens einer einheitlichen Strömung in den ringförmigen Spalt 10 verbessert, der einen Durchgang für die Kompressorströmung bildet.

Der Druckverlust im Lufteinlaßgehäuse 5 wird aber auch wegen dee scharfen Herabsetzens des Trenngebietes gesenkt.

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Es ergibt sich, daß die ringförmige Einlaßströmung in den Durchgang für die Kompressorströmung mit dem Ringspalt 10 gut wird und daß eine Einlaßstörung (eine ungleiche Volldruckströmung am Kompressoreinlaß) verringert wird, wodurch das Absenken der Ausbildung des Kompressors vermieden werden kann. In vielen üblichen Fällen istder Einströmzustand des Luftstromes 8 an der Ansaugöffnung von einem Abtrieb und einer geringen Kontraktion begleitet, während die Trennfläche infolge des Innenzylinders einer Beeinflussung unterliegt. Gemäß der Erfindung kann Jedoch der Strömungsverlauf in einem aufkonstruierten Einströmzustand, der durch Abtrieb und Kontraktion bedingt ist, verbessert werden. Ein Absinken der Kompressorleistung kann somit verhindert werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen die Figuren 12 bis 14. Das Gehäuse 5» der Einlaß 6, die Luftströmung 8, die Ansaugöffnung 9» der Hingspalt 10, die Vorderseite 11 und die Instrumententafel 12 besitzen hier dieselbe Funktion wie die entsprechenden !Teile nach den Figuren 6 bis 11.

Der trompetenförmige Innenzylinder 7a ist ein solcher, der gewöhnlich allein verwendet wird und dessen Kompressorseitenende zylindrisch und konzentrisch zum Einlaß 6 liegt. Das dreieckig-pyramidenförmige Endteil ist am Innenzylinder 7a am Lufteinlaßhinterteil gegenüber der Ansaugöffnung 9 befestigt. Das Endteil 13 verringert sich größenmäßig von der Vorderseite 11 des Gehäuses 5 zum Kompressoreinlaß 6 und verschwindet am Einlaß 6. Außerdem kann die Winkelöffnung des Hinterteils 13 zum Innenzylinder 7a gemäß der Form des Gehäuses 5 beliebig gewählt werden. Durch Festlegen des dreieckig-pyramidenförmigen Endteiles an dem trompetenförmigen Innenzylinder 7a an dessen Lufteinlaßendteil gegenüber der Ansaugöffnung 9 kann somit das Trenngebiet wegen des Innenzylinders 7^a verkleinert oder

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wie im vorhergehenden Fall ganz aufgehoben werden. Das Endteil 13 dient ferner zum Beschleunigen einer Strömung in den Kompressoreinlaß gegenüber der Ansaugöffnung 9 in Bezug auf den Innenzylinder 7a und ergibt, daß ein Absenken des vollen Druckes in diesem Bereich vermieden werden kann. Dieses Endteil 13 kann nur durch Einpassen von zwei Platten am Instrumententafel 12 und am trompetenförmigen Innenzylinder 7a leicht bearbeitet werden und seine Herstellung ist einfach.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Innenzylinder eines Lufteinlaßgehäuses mit Einzelansaugung in der Form eines elliptischen Abschnitts gebracht, dessen größere Achse sich in der dichtung des Lufteinlasses befindet und der elliptische Abschnitt verkleinert sich zum Kompressoreinlaß hin. Ein dreieckig-pyramidenförmiges Endteil, das zum Kompressoreinlaß verkleinert ist, am Lufteinlaßeindteil des Innenzylinders befestigt, wodurch die Luftströmung am Kompressoreinlaß verbessert wird und ein Absinken der Kompressorleistung vermieden werden kann.

Die Erfindung ist in bezug der beiden Ausführungsbeispiele beschrieben worden, in denen die Erfindung bei einem Axialströmungskompressor angewendet wird. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, daß sie vielmehr bei Turbomaschinen, wie Zentrifugalkompressoren und Turbinen oder Fluid-Element en in ähnlicher Weise angewendet werden kann.

- Patentansprüche -

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Claims

fy]J Lufteinlaßgehäuse eines Axialströmungskompressors mit Einzelansaug, dadurch, gekennzeichnet, daß ein Innenzylinder (7, 7a) eines Lufteinlaßgehäuses (5) mit Einzelansaug einen elliptischen Abschnitt besitzt, dessen größere Achse im Lufteinlaßrichtung verläuft und das sich zum Einlaß des Kompressors (1) hin verkleinert.
2. Lufteinlaßgehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein dreieckig-pyramidenförmiges Endstück, das sich zum Kompressoreinlaß (6) hin verkleinert und am Lufteinlaßendteil des Innenzylinders befestigt ist.

Dipl.-lng.

F'atei

0 9 8 4 9/0389

BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: 8 MÖNCHEN 22 1-85« 44 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AG. W. MEISSNER, BLN-W ST. ANNASTR. 11 INVEN d BERLIN 030/885 60 37 BERLIN 31 122 82 -109 TEL.: 089/22 35 44 030/886 23 82 3'595716P¹X)