DE2524556B2 - Einlaßgehäuse für einen Axialverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Einlaßgehäuse für einen Axialverdichter mit einem die Verdichterwelle umhüllenden Innenzylinder und einseitiger Ansaugung des zu verdichtenden Mediums.

Aus der FR-PS 12 30 297 ist ein Axialverdichter bekannt, bei dem der Innenzylinder einen kreisförmigen Querschnitt aufweist

Ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt weist der Innenzylinder bei dem Verdichter gemäß der GB-PS 8 97 065 auf.

Nachteilig bei diesen Verdichtern ist, daß gegenüber der Ansaugöffnung im Innenzylinder eine Turbulenz auftritt, die zu einem Druckverlust und einer ungleichmäßigen Strömung führt, so daß die Leistung des Verdichters hierdurch verringert ist

Aufgabe der Erfindung ist es das Einlaßgehäuse so auszubilden, daß keine Turbulenzen auftreten- und damit eine Erhaltung der Leistung des Verdichters erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei Ausgestaltungen vorgeschlagen, deren Merkmale sich aus den Ansprüchen ergeben.

In den Zeichnungen und der Beschreibung werden zunächst anhand eines bekannten Verdichters die Nachteile des Standes der Technik erläutert und es werden dann die erfindungsgemäßen Lösungen behandelt Dabei zeigen die

F i g. 1 bis 5 ein herkömmliches Beispiel, wobei F i g. 1 ein Schnitt gemäß der Linie I-I der F i g. 2, F i g. 2 ein Schnitt gemäß der Linie H-II der F i g. 1, F i g. 3 eine Seitenansicht der gesamten Anordnung,

F i g. 4 eine Vorderansicht, gesehen aus der Richtung III, und

F i g. 5 ein Schnitt an der Linie V-V der F i g. 3 ist; F i g. 6 bis 14 die Erfindung, und zwar F i g. 6 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel,

Fig.7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII der Fig. 6,

F i g. 8 die Darstellung der Beziehung zwischen der größeren Achse a und der kleineren Achse b bei geschnittenem Innenzylinder,

F i g. 9 eine Seitenansicht der F i g. 8, gesehen von der Richtung IX aus,

Fig. 10 eine Ansicht der Fig.8, gesehen von der Richtung X aus,

- F i g. 11 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses,

Fig. 12 eine Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels,

F i g. 13 eine Seitenansicht der F i g. 12, und
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung des Endstückes.

t ο Wenn eine Luftströmung 03, die von einer Ansaugöffnung 02 eines Einlaßgehäuses 01 angesaugt wird, das sich an einem Axialverdichter befindet, durch einen großen trompetenförmigen 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 Verdichtereinlaß wird größer, so daß sich die Leistung des Verdichters verringert Dieser Verdichter wird beispielsweise in einer Weise benutzt, wie sie in den F i g. 3 bis 5 gezeigt wird, in denen das Bezugszeichen 05 ein Auslaßgehäuse 06, ein unregelmäßiges Rohr 07, ein strömungsvereinheitlichendes Gitter 08, ein Venturi und 09 eine Teilauslaßführung bezeichnet

Da ein Axialverdichter 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 Verdichter) unter dem Einfluß einer Halterung OU, 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 Axialverdichters notwendig, daß der Innenzylinder hydraulisch betrachtet wird, um die Verbesserungen in einer Strömungsanordnung im

Lufteinlaßgehäuse zu suchen.

In den F i g. 6—14 bedeuten die Bezugszeichen 1 den Axialverdichter, 2 das stationäre Blatt 3 das bewegliche Blatt des Verdichters, das sich zusammen mit einer Welle 4 dreht, 5 das Einlaßgehäuse an einem Verdichtereinlaß 6 und 7 ein Innenzylinder des Einlaßgehäuses, dessen Schnitt in einer senkrecht zur Achse verlaufenden Ebene einen elliptischen Abschnitt der Stromlinienform zeigt. Die größere Achse der Ellipse liegt in der Lufteinlaßrichtung (eine Richtung, 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 Verdichtereinlaßseite 6 verringert. Das Verdichterseitenende des Innenzylinders 7 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 F i g. 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 Verdichterein'aß 6 Iinear(l₂—li), wobei l_t ein Radius des Innenzylinders ist und I2 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 F i g. 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 konischen Innenzylinder ist, wenn der Luftstrom 8 durch die Ansaugöffnung 9 durch den Verdichter i 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 konischen Innenzylinder sehr eng. Deshalb wird der Strömungsverlauf im Gehäuse an der Ansaugöffnung 9 der gegenüberliegenden Seite um den Innenzylinder 7 herum mit Sichern des Einströmens einer einheitlichen Strömung in den ringförmigen Spalt 10 verbessert, der einen Durchgang für die Verdichterströmung bildet

Der Druckverlust im Lufteinlaßgehäuse 5 wird aber auch wegen des scharfen Herabsetzens des Trenngebietes gesenkt Es ergibt sich, daß die ringförmige Einlaßströmung in den Durchgang für die Verdichterströmung mit dem Ringspalt 10 gut wird und daß eine Einlaßstörung (eine ungleiche Volldruckströmung am Verdichtereinlaß) verringert wird, wodurch das Absenken der Ausbildung des Verdichters vermieden werden kann. In vielen üblichen Fällen ist der 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 Abrieb und Kontraktion bedingt ist, verbessert werden. Ein Absinken der Kompressorleistung kann somit verhindert werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 12 bis 14. Das Gehäuse S, der Einlaß 6, die Luftströmung 8, die Ansaugöffnung 9, der Ringspalt 10, die Vorderseite 11 und die Instrumententafel 12 besitzen hier dieselbe Funktion wie die entsprechenden TeiJe nach den F i g. 6 bis 11.
Der trompetenförmige Innenzylinder 7a ist ein solcher, der gewöhnlich allein verwendet wird und dessen Kornpressorseitenende zylindrisch und konzentrisch zum Einlaß 6 liegt Das dreieckpyramidenförmige Endteil ist am Innenzylinder 7a am Lufteinlaßhinterteil gegenüber der Ansaugöffnung 9 befestigt Das Endteil

ίο 13 verringert sich größenmäßig von der Vorderseite 11 des Gehäuses 5 zum Verdichtereinlaß 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 7a verkleinert oder wie im vorhergehenden Fall ganz aufgehoben werden. Das Endteil 13 dient ferner zum Beschleunigen einer Strömung in den Verdichtereinlaß 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 an der Instrumententafel 12 und am trompetenförmigen Innenzylinder 7a leicht bearbeitet werden und seine Herstellung ist einfach.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Innenzylinder

jn eines Lufteinlaßgehäuses mit Einzelansaugung in der Form eines elliptischen Abschnittes gebracht dessen größere Achse sich in der Richtung des Lufteinlasses befindet und der elliptische Abschnitt verkleinert sich zum Verdichtereinlaß hin. Ein dreieckig pyramidenförmiges Endteil, das zum Verdichtereinlaß verkleinert ist am Lufteinlaßendteil des Innenzylinders befestigt wodurch die Luftströmung am Verdichtereinlaß verbessert wird und ein Absinken der Verdichterleistung vermieden werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einlaßgehäuse für einen Axialverdichter mit einem die Verdichterwelle umhüllenden Innenzylinder und einseitiger Ansaugung des zu verdichtenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (7) im Bereich der durch die Ansaugöffnung gehenden Ebene im Querschnitt ellipsenförrnig ausgebildet ist — wobei die größere Achse der Ellipse in Richtung der Ansaugöffnung (9) weist — und in Richtung auf die Verdichterstufe (2, 3) in einen kreisförmigen Querschnitt übergeht

2. Einlaßgehäuse für einen Axialverdichter mit einem die Verdichterwelle umhüllenden Innenzylinder und einseitiger Ansaugung des zu verdichtenden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder (7) im Bereich der durch die Ansaugöffnung gehenden Ebene im Querschnitt kreisförmig mit einem dreieckigen Ansatz ausgebildet ist und in Richtung auf die Verdichterstufe (2, 3) in einen kreisförmigen Querschnitt übergeht