DE3028775C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Diffusorkanal für einen Ra­ dialverdichter der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Aus der SU-PS 4 19 639 ist ein derartiger Diffusorkanal bekannt, bei dem an den Oberflächen der beiden Leitplat­ ten in den Kanal hineinragende Leitschaufeln vorgesehen sind, deren Breite über ihre gesamte Länge hin konstant ist und 0,1 bis 0,2 der Diffusorkanalbreite entspricht. Die bogenförmig ausgebildeten Leitschaufeln sind um eine halbe Teilung in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt an beiden Leitplatten angeordnet, wobei ihre Anstellwin­ kel am Einlaßende und am Auslaßende jeweils gleich sind. Aufgrund ihrer relativ geringen Breite können diese Leitschaufeln zwar die durch die Grenzschichten bei schaufellosen Diffusorkanälen hervorgerufenen strömungs­ technischen Nachteile vermindern, eine wirksame Ver­ gleichmäßigung der Strömung über die gesamte Breite des Diffusorkanals insbesondere in dessen Einströmabschnitt ist jedoch nicht möglich. Darüber hinaus führen die an der hinteren Leitplatte vorgesehenen Leitschaufeln zur Geräuschbildung.

Aus der FR-PS 21 87 031 ist ein Radialverdichter be­ kannt, dessen Leitschaufeln nur an einer Kante am Lauf­ rad befestigt sind und mit ihrer anderen einströmseiti­ gen Kante sich mit geringem Spiel an einer entsprechend geformten bogenförmigen Wand bewegen. Am Auslaßende des Laufrades sind zwei unterschiedliche Typen von bogenför­ migen Leitschaufeln an dieser hier den Diffusorkanal be­ grenzenden Wand vorgesehen, von denen der erste Typ un­ mittelbar am Einströmende des Diffusorkanals beginnt und der zweite Leitschaufeltyp radial zurückgesetzt ist. Die Höhe beider Leitschaufeltypen ist an ihrem radial inne­ ren Ende Null und entspricht an ihrem radial äußeren En­ de etwa der halben Kanalbreite. Radial außerhalb dieser Leitschaufeln befindet sich im Diffusorkanal ein weite­ rer Schaufelkranz. Da die Leitschaufeln im Einströmab­ schnitt des Diffusorkanals eine minimale Höhe haben, er­ gibt sich bei hohen Läuferdrehzahlen und entsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeiten ein über die Kanalbrei­ te ungleichmäßiges Strömungsprofil und dadurch ein ent­ sprechend verringerter Wirkungsgrad des Radialverdich­ ters.

Aus der SU-PS 5 22 343 ist ein ähnlicher Radialverdichter bekannt, bei dem die hintere Stirnwand des Laufrades über die radialen Endkanten der Leitschaufeln hinaus verlängert ist und einen sich nach radial außen konisch erweiternden Diffusorkanal einseitig begrenzt. An der ortsfesten Gegenwand des Diffusorkanals sind bogenförmi­ ge Leitschaufeln angeordnet, deren Höhe am Einströmende des Diffusorkanals minimal ist und sich nach radial außen um das Maß der konischen Zurückversetzung der an­ saugseitigen Seitenwand vergrößert. Auch bei diesem Ra­ dialverdichter wird durch die an der ansaugseitigen Sei­ tenplatte des Diffusorkanals vorgesehenen Leitschaufeln der leistungsmindernde Einfluß von Grenzschichten besei­ tigt, aufgrund der geringen Breite der Leitschaufeln kann jedoch die Luftströmung insbesondere im Einströmab­ schnitt nicht wirkungsvoll über die Kanalbreite ver­ gleichmäßigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Diffusorkanal für Radialverdichter der angegebenen Gattung derart weiter­ zubilden, daß eine gleichmäßigere Strömungsverteilung über den Kanalquerschnitt und damit ein verbesserter Wirkungsgrad erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung der Leitschaufeln wird das Strömungsprofil über dem Kanal­ querschnitt vergleichmäßigt und die Grenzschichtbildung incl. der dadurch verursachten Strömungsabrisse besei­ tigt bzw. gemindert. Diese vorteilhafte Wirkung beruht insbesondere darauf, daß der Winkel der Luftströmung in dem der ansaugseitigen Leitplatte nahen Teil des Diffu­ sorkanals bei hohen Laufraddrehzahlen und großen Förder­ leistungen vergrößert wird, was zu der angestrebten gleichmäßigeren Strömungsverteilung führt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen axialen Teilschnitt eines Radial­ verdichters mit dem mit Leitschaufeln besetzten Diffusorkanal;

Fig. 2 eine Schnittansicht I-I in Fig. 1.

Der dargestellte Verdichter hat ein Laufrad 1 mit Lauf­ schaufeln 2 zwischen einer saugseitigen Stirnwand 4 und einer hinteren Stirnwand 3. Radial außerhalb des Laufrads 1 ist ein schaufelfreier Diffusorkanal 12 vorgesehen, der von zwei Leitplatten 5, 6 begrenzt wird und in einen Ring­ raum 7 tangential ausmündet. An der ansaugseitigen Leit­ platte 5 sind Leitschaufeln 11 angeordnet, die in den Diffusorkanal 12 im Bereich der kleinen Strömungswinkel hineinragen. Der Anstellwinkel β ₃ der Leitschaufeln 11 am Kanaleinströmende ist kleiner als der dem mittleren Strö­ mungswinkel entsprechende Anstellwinkel β ₄ am Auslaßende. Die Leitschaufelbreite beträgt 0,2 bis 0,5 der Diffusor­ kanalbreite.

Durch die beanspruchte Konstruktion des Diffusorkanals werden die ungleichmäßigen Hauptströmungen am Laufradaus­ laß im Einströmabschnitt des Diffusorkanals zwangsweise vergleichmäßigt und Strömungsablösungen vermieden. Da sich die Leitschaufeln nur höchstens bis zur Mitte des Diffu­ sorkanals erstrecken und ihr Anstellwinkel am Kanal-Ein­ strömende kleiner als der mittlere Strömungswinkel ist, erfolgt kein merkbarer Anstieg des Lärmpegels.

Claims (1)

1. Diffusorkanal für einen Radialverdichter, der von radi­ alen Stirnflächen zweier ortsfester Leitplatten begrenzt wird und radial außen in einen Ringraum ausmündet, wobei an der Stirnfläche mindestens einer Leitplatte in Um­ fangsrichtung geneigte Leitschaufeln angeordnet sind, deren Breite konstant und größer als die Stärke der sich im Einlaufbereich an der Stirnfläche ausbildenden Grenz­ schicht sowie kleiner als die halbe Breite des Diffusor­ kanals ist, dadurch gekennzeichnet,
   daß die Leitschaufeln (11) nur an der ansaugseitigen Stirnplatte (5) vorgesehen sind,
   daß die Breite jeder Leitschaufel (11) 0,2 bis 0,5 der Breite des Diffusorkanals (12) beträgt und
   daß der Anstellwinkel (β ₃) der Leitschaufeln (11) am Kanal-Einströmende kleiner als der dem mittleren Strö­ mungswinkel entsprechende Anstellwinkel (β ₄) an ihrem Auslaßende ist.