DE3320699C2 - Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen - Google Patents

Abstract

Der Befestigungswinkel der stationären Leitschaufeln (3) bei einer axialen Strömungsmaschine wird durch Drehen der stationären Leitschaufeln (3) mit Hilfe einer Umfangsbewegung eines Zwischenzylinders (7) erreicht. Die dafür eingesetzte Vorrichtung hat einen Arm (17), der an einem Ende an dem Zwischenzylinder (7) befestigt ist und mit seinem anderen Ende (18) in eine Nut (21) eingreift, die in einem Block (20) ausgebildet ist, der an einem Ende einer Betätigungseinrichtung (10) festgelegt ist und in Tangentialrichtung des Zwischenzylinders (7) bewegbar ist. Die Anordnung ermöglicht eine glatte Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung (10), indem diese von jeglicher Beeinflussung durch unerwünschte Kräfte, wie einen seitlichen Druck, befreit ist, der durch eine thermische Expansion des Zwischenzylinders (7) verursacht wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen, wie einen Axialkompressor, eine Axialturbine oder dergleichen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Verbesserung von Teillastbetriebschnrakteristika ader zum Vergrößern des Arbeitsbereichs eines Axialkompressors ist es üblich, eine Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels vorzusehen. Die Vorrichtung zum Ändern des Leitschaufelwinkels nimmt eine fluiddynamische Kraft, die von dem in der Maschine während des Betriebs strömenden Fluid auf die stationären Leitschaufeln ausgeübt wird, sowie eine äußere K.raft auf, die beispielsweise von einem Arbeitszylinder e;rzeugt wird, um die ortsfesten Leitschaufeln zu drehen,

ίο um die fluiddynamische Kraft zu überwinden. Die Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels ist erforderlich, damit, wenn solche Kräfte anliegen, der Betrieb genau eingehalten werden kann.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Ändern des Leitschaufelwinkels bekannt (JP-GM 11 174/1968. DE-OS 14 28 106), welche stationäre Leitschaufelarme aufweist, die an ihren einen Enden an Schäften der stationären Lcitschaufeln, auf die im folgenden als stationärer Leitschaufelschaft Bezug genommen wird, und an ihren anderen Enden an einem Ring um ein inneres Gehäuse herum oder an einem Zwischenzyünder befestigt sind. Während des Betriebs wird der Ring oder Zwischenzylinder in Umfangsrichtung gedreht oder alternativ in Axialrichlung bewegt, um die stationären Leitschaufelarme anzutreiben und um dadurch die stationären Leitschaufeln zu drehen (US-PS 38 60 355, JP-PS 22 445/1977). Bei der Anordnung, bei welcher der Ring oder der Zwischenzylinder axial bewegt wird, sind die stationären Leitschaufelarme rechtwinklig zur Rotorachse angeordnet, während bei der Anordnung, bei welcher der Ring in Umfangsrichtung gedreht wird, die stationären Leitschaufelarme in Axialrichtung des Rotors angeordnet sind.
Bei der erstgenannten Anordnung mit axial bewegtem Ring oder Zwischenzyünder ist es erforderlich, axial treibende Arbeitszylinder um den Ring oder den Zwischenzyünder herum an Stellungen vorzusehen, die einander quer über die Rotorachse gegenüberliegen, um eine glatte axiale Gleitbewegung des Rings oder des Zwischenzylinders zu erhalten. Die herkömmliche Anordnung erfordert somit wenigstens zwei Arbeitszylinder. Dabei ist wesentlich, daß diese Arbeitszylinder die gleiche Treibkraft ausüben, da sonst aufgrund eines lokalen Kontakts zwischen den Gleitteilen eine glatte Gleitbewegung nicht stattfinden kann. Bei dieser Anordnung müssen die Arbeitszylinder zum Drehen des stationären Arms eine Kraft gleicher Größe ausüben. Das axiale treibende System erfordert ;»omit eine größere Treibktaft als das treibende Rotationssystem, bei welchem der Ring oder der Zwischenzyünder gedreht wird, so daß die Ausgangskosten und die laufenden Kosten größer sind.

Bei dem treibenden Rotationssystem kann hingegen ein glatter Antrieb mit nur einem Zylinder erreicht werden. Da der radiale Abstand zwischen der Angriffsstelle der vom Arbeitszylinder erzeugten Kraft und der Drehachse so gewählt werden kann, daß er größer als der Abstand zwischen den stationären Leitschaufelarmen und der Drehachse ist, ist es außerdem möglich, die stationären Leitschaufeln mit einer vom Arbeitszylinder ausgeübten reduzierten Kraft zu drehen. Das treibende Rotationssystem ist deshalb dem treibenden axialen .System überlegen, hat jedoch die nachstehend erwähnten Nachteile.

Bei einer Vorrichtung zum Verändern des Leitschau· felv/inkels mit einem treibenden Rotationssystem ist es üblich, den am Außengehäuse sitzenden Arbeitszylinder mit dem Zwischenzyünder mit einem Gestänge zu vor-

binden (J P-GM 11 174/1968).

Die treibende Kraft kann in eine Kraft, welche so wirkt, daß sie den Zwischenzylinder in Tangentialrichtung drückt oder zieht, und eine Kraft zeriegt werden, die den Zwischenzylinder in eine Richtung senkrecht zur Richtung der tangential wirkenden Kraft drückt oder zieht, wobei beide Kräfte am Angriffspunkt am Zwischenzylinder angreifen. Die am Zwischenzylinder angreifende senkrechte Kraft beträgt mehrere Tausend N, wenn der Kompressor ein Mehrstufenkompressor mit fünf bis sechs Stufen ist Diese große Kraft beeinträchtigt die glatte Arbeitsweise der Einrichtungen zum Absorbieren der thermischen Expansion in unerwünschter Weise, beispielsweise den Zylinderhaltering. Die senkrechte Kraft übt auch eine seitliche Kraft auf die Stange des Arbeitszylinders aus, wodurch ein lokaler Kontakt zwischen der Stange des Arbeitszylinders und derri Zylinder hervorgerufen wird, was die einwandfreie Arbeitsweise des Arbeitszylinders erschwert. Die auf den Arbeitszylinder wirkende seitliche Kraft wird bei der bekannten Vorrichtung auch aus den nachstehenden Gründen erzeugt. Die Lage des Verbindungspunkts zwischen dem Gestängeende und dem Zwischenzylinder bezogen auf die Lage des Arbeitszylinders wird in Axialrichtung aufgrund der thermischen Verwindung während des Betriebs verändert. Deshalb nimmt die Stange des Arbeitszylinders nicht nur den seitlichen Druck, der von der senkrechten Komponente der vom Arbeitszylinder erzeugten treibenden Kraft, sondern auch den seitlichen Druck auf, der von der Differenz der thermischen Expansion zwischen dem Zwischenzylinder und dem Außengehäuse erzeugt wird, was zu einer nicht mehr glatten Arbeitsweise des Arbeitszylinders führt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei einer Teilung des Außengehäuses in zwei Hälften in der Horizontalebene der Arbeitszylinder an der unteren Hälfte des Außengehäuses angebracht werden muß, da bei einer Anbringung an der oberen Hälfte es nicht möglich wäre, den Zwischenzylinder mit dem Arbeitszylinder zu verbinden, so daß eine solche Anordnung physikalisch nicht möglich ist. Weiterhin ist erforderlich, den Arbeitszylinder so nahe wie möglich an der geteilten Fläche des Außengehäuses anzubringen, um die Verbindung des Arbeitszylinders mit dem Zwischenzylinder zu vereinfachen. Dadurch wird in unerwünschter Weise der Verbindungspunkt zwischen dem Zwischenzylinder und dem Gestänge von der Mine des Rotors weg verlegt, so daß der Arbeitszylinder eine größere Kraft ausüben muß.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen der eingangs genannten Art so auszubilden, da3 bei Gewährleistung einer glatten Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung ihre Anbringung an der oberen Hälfte des Außengehäuses möglich ist, welches in einer horizontalen Ebene in eine obere Hälfte und eine untere Hälfte geteilt ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veränderung des Leitschaufelwinkels bei einer axialen Strömungsmaschine ist es möglich, das Angreifen eines seitlichen Drucks an der Betätigungseinrichtung zur Erzeugung der Kraft zum Drehen der stationären Leitschaufeln vollständig zu vermeiden, so daß die Betätigungseinrichtung stabil und glatt arbeiten kann, was eine hohe Betriebssicherheit der Vorrichtung gewährleistet und ihre Anbringung lediglich an der oberen oder unteren Hälfte des Außengehäuses ermöglicht

Die Ansprüche 2 bis 5 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung im Axialschnitt,

F i g. 2 den Schnitt II-II von F i g. 1,

F i g. 3 in einer Einzelheit im Schnitt den Eingriff zwischen Block und Arm,

F i g. 4 den Schnitt IV-iV von F i g. 3 und
F i g. 5 in einer Ansicht wie F i g. 1 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung.

Der in F i g. 1 bis 4 gezeigte Axialkompressor hat einen Rotor I, der Laufschaufeln 2 trägt die die von einem nicht gezeigten Antrieb dem Rotor 1 erteilte Rotationsenergie in einen Drehimpuls umsetzt und diesen an ein Fluid abgibt, das zwischen den Laufschaufeln 2 und Leitschaufeln 3 komprimiert wird, die drehbar an dem Innengehäuse 4 gehalten sind, um einen hohen statischen Druck des Fluids einzustellen. Das Fluid strömt durch einen zwischen der äußeren Umfangsfläche des Rotors 1 und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 4 gebildeten Kanal von dem axialen Ende A zum axialen Ende B in Fig. 1. Die stationären Leitschaufeln 3 sind verdrehbar jeweils an stationären Leitschaufelschäften 5 gehalten, mit denen stationäre Leitschaufelarme 6 an ihren Basisenden verbunden sind. Die Außenenden der stationären Leitschaufelarme 6 greifen in Nuten 8 an der Innenseite eines Zwischenzylinders 7 ein und erstrecken sich in Axialrichtung des Rotors. Der Zwischenzylinder 7 ist drehbar an der Außenseite des Innengehäuses 4 so gehalten, daß jegliche Beeinflussung durch thermische Expansion des Innengehäuses 4 vermieden wird. Die Saugseite des Zwischenzylinders 7 wird direkt von dem Innengehäuse 4 getragen, wobei ein kleiner Spalt dazwischen verbleibt, während die Vorderseite des Zwischenzylinders in der nachstehenden Weise gehalten ist. Um die Differenz der thermischen Expansion zwischen dem Zwischenzylinder 7 und dem Innengehäuse 4 absorbieren zu können, wird der Zwischenzylinder 7 von einem Haltering Il getragen, der radiale Vorsprünge 12 hat, die in radialen Nuten Ϊ3 im Innengehäuse 4 aufgenommen sind. Der Zwischenzylinder 7 ist in Axialrichtung in eine Vielzahl von Segmenten unterteilt, die über Ringe 15 durch beispielsweise Bolzen zu einem Teil zusammengefaßt sind. Die axialen Nuten 8, die die Enden der stationären Leitschaufeiarme 6 zum Drehen der stationären Leitschaufeln 3 aufnehmen, sind an den Innenflächen dieser Ringe 15 ausgebildet. Die stationären Leitschaufelarme 6 sind an ihren inneren Enden mit Verbindungen 16 versehen, die gleitend verschiebbar in den Nuten 8 aufgenommen sind. Für ein Verdrehen der Nuten 8 in Umfangsrichtung ist ein Stellarm 17 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform, bei welcher die Nuten 8 sich als Einheit mit dem Zwischenzylinder 7 drehen, ist der Stellarm 17 an der Außenfläche des Zwischenzylinders 7 befestigt und dreht diesen zusammen mit den Nuten 8. Der Stellarm 17 erstreckt sich zum Außengehäuse 9 und trägt an seinem Ende einen Gleitstein 18. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Zwischenzylinder 7 dadurch zu drehen, daß auf das Ende des Stellarms 17 eine Kraft senkrecht zur Rotorachse, d. h. eine Tangentialkraft, ausgeübt wird, wodurch die stationären Leitschaufelarmee längs der Nuten 8 unter der Wirkung der Ringe 15 so bewegt werden, daß die stationären Leit-

schaufelschäftc 5 gedreht werden, wodurch der Winkel der stationären Leitschaufeln 3 im gewünschten Maß geändert wird.

Im folgenden wird die Maßnahme, eine Tangentialkraft am Ende des Stellarms 17 anzulegen, näher erläutert. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, ist das Außengehäuse 9 auf seiner Innenseite mit einer Führungseinrichtung 19 versehen, die von einer Führungsstange \9b, die an ihren beiden Enden von zwei Lagern 19a gehalten ist, und einer Führungsplatte 19cgebildet werden, die zwischen der Führungsstange 196 und dem Außengehäuse 9 angeordnet ist. Ein hin- und herbewegbarer Block 20 wird von der Führungseinrichtung 19 geführt. Der Block 20 ist mit einer Betätigungseinrichtung verbunden, beispielsweise mit der Stange 10a eines Arbeitszylinders 10, die an dem Außengehäuse 9 festgelegt ist und von dem Arbeitszylinder 10 getrieben wird. Der Block 20 ist an seinem Abschnitt angrenzend an den Zwischenzylinder 7 mit einer Nut 21 zum Übertragen der Kraft von dem Arbeitszylinder 10 in Axialrichtung des Rotors 1 versehen, die sich in Axialrichtung des Rotors erstreckt. Die Nut 21 nimmt den Gleitstein, der am Ende des Stellarms 17 befestigt ist. Die Führungsstange 196 der Führungseinrichtung 19 erstreckt sich durch den Block 20. Da der Block 20 an seinem oberen Abschnitt von der Führungsplatte 19cgeführt wird, kann der Block 20 eine Linearbewegung nur in Axialrichtung des Arbeitszylinders 10 ausführen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Linien, längs der eine Last am Block 20 der Arbeitszylinderstange 10a angelegt wird, im wesentlichen mit der Mitte des Gleitsteins 18 am Ende des Stellarms 17 zusammenfällt, um die glatte Hin- und Herbewegung des Blocks 20 weiter zu gewährleisten.

Der Aufbau für den gegenseitigen Eingriff zwischen dem Ende des Stellarms 17 und dem Block 20 wird anhand der F i g. 3 und 4 erläutert. Der Gleistein 18, der eine im wesentlichen rechteckige Form hat, ist am Ende des Stellarms 17 über ein Halteelement 22, einen Zapfen 23 und eine Kugelbuchse 24 verbunden. Der Gleitstein 18 kann sich in jeder gewünschten Richtung längs des Sitzes der Kugelbuchse 24 um den Zapfen 23 drehen. Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, sind an dem Endabschnitt des Gleitsteins 18 und am Einlaßabschnitt der Nut 21, die im Block 20 ausgeführt ist, jeweils Abschrägungen 18a bzw. 21a ausgeführt um das Einführen des Gleit-Steins 18 in die Nut 21 zu erleichtern. Die Lage des Schwerpunkts des Gleitsteins 18 ist zur unteren Seite hin versetzt, d. h. zur Achse des Rotors, so daß der Gleitstein 18 parallel zur Nut 21 während des Einführens in die Nut 21 gehalten wird. Es ist deshalb möglich, den Eingriff zwischen dem Stellarm 17 und dem Block 20 einfach dadurch herzusteilen, daß das Außerigehäuse 9 von der Oberseite aufgepaßt wird. Der gegenseitige Eingriff zwischen dem Arbeitszylinder 10 und dem Zwischenzylinder 7 kann ohne Verwendung eines Verbindungszapfens einfach durch Aufpassen bzw. Befestigen des Außengehäuses 9 erreicht werden. Bei der tatsächlichen Montage des Axialkompressors werden die Bauteile, wie der Arbeitszylinder 10, die Führungseinrichtung 19, der Block 20 usw. vorher an der innenfläche der oberen Hälfte des Außengehäuses 9 befestigt, so daß sich der Block 20 in einer Position befindet, die dem Ende des Stellarms 17 entspricht Nach der Montage des Rotors 1, des Innengehäuses 4, des Zwischenzylinders 7 usw, wird die obere Hälfte des Außengehäuses 9 aufgesetzt wodurch die Montage des Axialkompressors abgeschlossen ist

Die beschriebene Ausführungsform arbeitet folgendermaßen: An jeder stationären Leitschaufel 3 wirkt eine Sogkraft, wenn sie den statischen Druck des Fluids erhöht. Dies hat zur Folge, daß ein Drehmoment in dem stationären Leitschaufelschaft 5 erzeugt wird, da der Angriffspunkt der Sogkraft zur Achse des stationären Leitschaufelschafts 5 versetzt ist. Dieses Drehmoment tritt während des Betriebs als die auf den Zwischenzylinder 7 wirkende Tangentialkraft auf, so daß es nötig ist, eine Gegenkraft aufzubringen, welche diese Tangentialkraft an den Zwischenzylinder 7 ausgleicht, und /.war mit Hilfe des Arbeitszylinders 10, wodurch die stationären Leitschaufcln 3 in jeder gewünschten Winkelstellung gehalten werden. Fig. 2 zeigt den Kompressor in einem bestimmten Betriebszustand. Zum Ändern des Winkels der stationären Leitschaufeln 3 von dem in F i g. 2 gezeigten Zustand aus wird die von dem Arbeitszylinder 10 auf den Zwischenzylinder 7 ausgeübte Kraft erhöht, um den Zwischenzylinder 7 um einen gewünschten Winkel zu verdrehen. Die Bewegung des Arbeitszylinders 10 wird auf den Block 20 über die Stange 10a übertragen, so daß der Block 20 sich in der zur Achse des Rotors 1 senkrechten Richtung bewegt, während er von der Führungseinrichtung 19 geführt wird, die am Außengehäuse 9 festgelegt ist. Die Bewegung des Blocks 20 verursacht eine Drehung des damit in Eingriff stehenden Stellarms 17 in Bewegungsrichtung des Blocks 20, so daß der Zwischenzylinder 7, der bezüglich des Innengehäuses 4 drehbar ist zusammen mit dem Stellarm 17 drehbar ist. Deshalb werden die stationären Leitschaufeln 3 um einen gewünschten Winkel während des Zusammenwirkens von Nut 8, stationären Leitschaufelarmen 6 und stationären Leitschaufelschäften 5 gedreht.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist der Gleitsteiin 18 am Ende des Steliarms 12 gleitend verschiebbar bezüglich der Nut 21 im Block 20, und zwar sowohl in Vertikalrichtung als auch in Axialrichtung, so daß die Differenz der thermischen Expansion zwischen dem Außengehäuse 9 und dem Zwischenzylinder 7 absorbiert wird. Der Block 20 wird von der Führungseinrichtung 19 am Außengehäuse 9 nur in der Richtung senkrecht zur Achse des Rotors 1 geführt. Deshalb wirkt kein seitlicher Druck auf die Stange 10a ein, was eine glatte Arbeitsweise des Arbeitszylinders 10 gewährleistet und somit auch einen zuverlässigen Betrieb der Vorrichtung zum Ändern des Leitschaufelwinkels. Das Ende des Stellarms 17 nimmt somit nur die Kraft für den Antrieb des Zwischenzylinders 7 in der zur Achse des Rotors 1 senkrechten Richtung auf, wodurch eine glatte Gleitbewegung des Zwischenzylinders 7 gewährleistet ist auch wenn ein Unterschied in der thermischen Expansion zwischen dem Zwischenzylinder 7 und dem Außengehäuse 9 vorliegt oder wenn die Achse des Zwischenzylinders 7 zur Achse des Rotors 1 versetzt oder dazu geneigt ist.

Da der gegenseitige Eingriff zwischen dem Block 20 und dem Stellarm 17 durch den Eingriff zwischen der Nut 21 im Block 20 und dem Gleitstein 18 am Ende des Stellarms 17 erreicht wird, ist es nicht erforderlich, einen Zapfen für die Verbindung des Zwischenzylinders 7 mit dem Außengehäuse 9 zu verwenden. Es ist deshalb möglich, daß sich das Ende des Stellarms 17 in eine Stellung in der Nähe des Außengehäuses 9 erstreckt. Somit reicht der genügend lange Stellarm 17 in eine Position in der Nähe des Außengehäuses 9, was bedingt daß der Angriffspunkt der Tangentialkraft zur Drehung des Zwischenzylinders 7 einen ausreichenden Abstand dazu hat so daß die für die Drehung des Zwischenzylinders 7

erforderliche Tangentialkraft gering ist.

Der Arbeitszylinder 10 kann auch an der unteren Hälfte des Außengehäuses 9 angebracht werden. IZs ist dann möglich, den Eingriff zwischen dem Gleitstein 18 und dem Block 20 auf einfache Weise zu erhalten, und zwar durch Versetzen der Position des Schwerpunkts des Gleitsteins 18 zur unteren Seite der Achse des Zapfens 23, d. h. zu der Unterseite des Gehäuses. Der Gleitstein 18 hat dabei eine im wesentlichen rechteckige Form, so daß es mit der Nut 21 in Oberflächenkontakt steht.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform werden die ortsfesten Leitschaufeln der verschiedenen Stufen auf verschiedene Winkel eingestellt. Dabei ist wie bei der Ausführungsform der F i g. 1 bis 4 der Zwischenzylinder 7 an der Außenseite des Innengehäuses 4 befestigt, um den Unterschied in der thermischen Expansion dazwischen zu absorbieren. An der Innenseile des Zwischenrings 7 sind an Stellen, die den Stufen der stationären Leitschaufeln 3 entsprechen, in Umfangsrichtung drehbare Ringe angeordnet. An den inneren Umfangsflächen des Rings 15 sind axiale Nuten 8 für die Aufnahme der Enden der stationären Leitschaufelarme 6 zum Drehen der stationären Leitschaufeln der jeweiligen Stufen ausgebildet. Die Ringe 15 sind an den jeweiligen axialen Segmenten des Zwischenzylinders 7 vorgesehen. Die axialen Segmente des Zwischenzylinders 7 sind durch Bolzen oder dergleichen miteinander verbunden. Zwei der axialen Segmente des Zwischenzylinders 7 angrenzend an die Saugseite des Kompressors 2 sind mit bestimmten Räumen versehen, während zwei diesen Segmenten zugeordnete Ringe 15 mit Stellarmen 17 verbunden sind, die sich zu dem Außengehäuse 9 durch diese Räume erstrecken. Weitere Ringe 15, d. h. drei Ringe 15 angrenzend an die Förderseite des Kompressors, sind an einefti Abschnitt des Zwischenzylinders 7 befestigt, mit dem ein Stellarm 17 verbunden ist, der sich zum Außengehäuse 9 erstreckt. Von den Stellarmen 17 hat der, der sich zur Saugseite des Kompressors am nächsten befindet, die geringste Länge, während der der Förderseite des Kompressors am nächsten liegende die größte Länge hat. Der Block 20, der sich in Axialrichtung des Rotors erstreckt, hat eine in Axialrichtung des Rotors 1 verlaufende Nut 21 und kann sich in der zur Richtung der Achse des Rotors 1 senkrechten Richtung hin und her bewegen. Die Nut 21 im Block 20 nimmt die Enden der Stellarme 17 auf. Da der der Saugseite des Kompressors am nächsten liegende Stellarm 17 die geringste Länge hat, während der Stellarm 17 in der Nähe der Förderseite des Kompressors die größte Länge hat, ist die Nut 21 am Endabschnitt des Blocks 20 angrenzend an die Saugseite des Kompressors am größten und am Endabschnitt in der Nähe der Förderseite des Kompressors am kleinsten, so daß der Gleitstein 18 am jeweiligen Stellarm 17 in die Nut 21 optimal eingreifen kann. Alternativ hat die Nut 21 eine konstante Tiefe, ist jedoch über der Länge des Blocks 20 entsprechend den Längserstreckungen der Siellarme 17 geneigt da die Nut 21 nur für den Eingriff mit den Enden der Stellarme 17 der jeweiligen Stufen dienen soll. Der Block 20 kann sich in der zur Achse des Rotors 1 senkrechten Richtung hin- und herbewegen, während er von der Führungseinrichtung geführt wird, wie dies anhand von F i g. 2 erläutert wurde. Da sich bei der gezeigten Ausführungsform der Block 20 in Axialrichtung des Rotors 1 erstreckt, werden zwei Führungsstangen 196 zur Bildung der Führungseinrichtung vorgesehen, um den Block 20 stabil zu Bei der vorhergehenden Ausführungsform wird der Block 20 von einem einzigen Arbeitszylinder angetrieben, der am oberen Halbteil des Außengehäuses 9 festgelegt ist.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Nut 21 im Block 20 in Axialrichtung des Rotors und nimmt die Enden der Stellarme 17 auf, die eine andere Länge haben, so daß die stationären Leitschaufeln 3 der den Stellarmen 17 zugeordneten Stufen auf unterschiedliche optimale Winkel gleichzeitig eingestellt werden, wodurch die Kompressorleistung weiter verbessert wird.

Die den dritten bis fünften stationären Leitschaufeln 3 bei dieser Ausführungsform entsprechenden Ringe 15 sind an dem Zwischenzylinder 7 so befestigt, daß sich drei Ringe 15 als Einheit drehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verändern des Leitschaufelwinkels bei axialen Strömungsmaschinen mit einem Laufschaufeln tragenden Rotor, mit einem stationären Innengehäuse, in welchem die Leitschaufeln mit Schäften drehbar gelagert sind, mit einem das Innengehäuse umschließenden Zwischenzyünder, an dessen Innenfläche axiale Nuten vorgesehen sind, in welche verschiebbar und verschwenkbar die einen Enden von sich über eine axiale Länge erstreckenden Armen eingreifen, deren andere Enden jeweils an dem Schaft einer Leitschaufel befestigt sind, und mit einem den Zwischenzylinder umschließenden stationären Außengehäuse, zu dem sich wenigstens ein an der Außenfläche des Zwischenzylinders befestigter Stellarm in radialer Ricntung erstreckt, dessen freies Ende mit einer Betätigungseinrichtung zum Verdrehen des Zwischenzylinders in seiner Umfangsrichtung verbunden ist, gekennzeichnet durch eine an der Innenfläche des Außengehäuses (9) angeordnete Führungseinrichtung (19), in der ein hin- und herschiebbarer Block (20) in der Richtung einer Tangente eines Umkreises der Rotorachse geführt und durch die am Außengehäuse (9) befestigte Betätigungseinrichtung (10) bewegt ist, wobei der Block (20) eine radial nach innen weisende, sich axial erstreckende Nut (21) mit parallelen Nutflanken aufweist, in die ein mit dem freien Ende des Stellarms (17) gelenkig verbundener Gleitstein (18) in radialer Richtung verschieblich und in tangentialer Richtung formschlüssig eingreift.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenzyünder von axial im Abstand angeordneten, zylindrische Segmente (7) zwischen sich aufweisenden Ringen (15) gebildet wird, an denen jeweils ein sich durch einen Ringspalt zwischen benachbarten Segmenten (7) radial erstrekkender Stellarm (17) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitstein (18) ein im wesentlichen quaderförmiges Teil ist, das über eine Kugelbüchse (24) und einen Zapfen (23) an am freien Ende des Stellarms (17) festgelegten Halteelementen (22) gehalten ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (19) wenigstens eine in Lagern (19a,)am Außengehäuse (9) gehaltene Führungsstange (\9b) aufweist, auf der der Block (20) parallel zur Betätigungsrichtung der Betätigungseinrichtung (10) verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (19) eine zwischen Führungsstange und Außengehäuse (9) angeordnete Führungsplatte (19ς) aufweist.