DE3717590A1 - Kompressor - Google Patents
KompressorInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
- F04D29/46—Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
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Description
Die Erfindung bezieht sich generell auf Luftkompres
soren und speziell auf einen Kompressor mit einer variab
len Geometrie der Einlaßdüse (Einlaßbeschaufelung) und
der Diffusoranordnung.
Es gibt eine große Anzahl von drehbaren Kompressoren,
die ein Gehäuse mit einem Zentrifugallüfter (Radialgebläse)
aufweisen, der drehbar in dem Gehäuse gelagert ist. Ein
Einlaßkanal erstreckt sich von einem axialen Ende des
Lüfters zu einem durch das Gehäuse geformten Einlaß. Der
Lüfter wird durch konventionelle Mittel drehbar angetrie
ben und saugt so Luft durch den Einlaßkanal und gibt
komprimierte Luft über einen Diffusorkanal ab, der sich
radial vom anderen Ende des Lüfters nach außen erstreckt.
In vielen Anwendungen ist es wünschenswert, sowohl
den Druck als auch den abgegebenen Luftstrom des Kompres
sors zu ändern. Um variablen Druck und Stromauslaß des
Kompressors zu erzielen, wird bei vielen vorbekannten
Vorrichtungen die Drehgeschwindigkeit des Lüfterrades
geändert, bis der gewünschte Druck und Stromauslaß er
zielt sind.
Es ist ferner oft wünschenswert, den Kompressor mit
einem Elektrogenerator zu kombinieren, beispielsweise
wenn der Elektrogenerator und der Kompressor als Start
hilfe in einem Karren zum Starten und/oder Warten eines
Luftfahrzeugmotors verwendet werden. Unterschiedliche
Luftfahrzeugmotoren benötigen natürlich unterschiedliche
pneumatische Drücke und Luftströme.
In einem Starterkarren werden der Elektrogenerator
und der Kompressor typischerweise durch einen einzelnen
Motor angetrieben. Der Elektrogenerator muß jedoch bei
im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit angetrieben
werden, damit der abgegebene Wechselstrom eine vorbestimm
te Frequenz, typischerweise 400 Hz, aufweist. Umgekehrt
muß der Kompressor mit unterschiedlichen Drehgeschwindig
keiten angetrieben werden um dem erforderlichen Druck
und Stromauslaß an den Luftfahrzeugmotor zu genügen.
Demnach haben diese zuvor bekannten Starterkarren entweder
eine hydrostatische Transmission benutzt, um eine kon
stante Generatorgeschwindigkeit mechanisch aufrecht zu
erhalten, oder sie sind zwar mit variabler Geschwindig
keit betrieben worden, jedoch wandelte ein Konstant
frequenzsystem (VSCF), an den Generatorauslaß angeschlos
sen, die variable Frequenz des Generators elektronisch
in eine konstante Frequenz um.
Diese zuvor bekannten hydrostatischen Übertragungs-
und VSCF-Systeme sind nicht nur teuer im Aufbau, sondern
verschlechtern auch den Gesamtwirkungsgrad von sowohl
dem Kompressor des Starterkarrens als auch des elektri
schen Generatorsystems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Kompressor
zu schaffen, der einen variablen Druck- und Stromauslaß
aufweist und die zuvor erläuterten Nachteile des Standes
der Technik überwindet.
Zusammenfassend weist der Kompressor gemäß Erfindung
ein Gehäuse auf, in dem ein Radialgebläserad drehbar
gelagert ist. Ein Einlaßkanal ist in dem Gehäuse zwischen
einem axialen Ende des Gebläserades und einem Einlaß
geformt, der zum Äußeren des Gehäuses offen ist. Das
andere oder Auslaßende des Gebläserades öffnet sich auf
einen ringförmigen Diffusorkanal, der sich radial nach
außen von der Achse des Gebläserades erstreckt.
Eine Mehrzahl von Einlaßschaufeln ist schwenkbar
zum Gehäuse angeordnet und erstreckt sich im Einlaßkanal
zwischen dem Kompressoreinlaß und dem Gebläserad zur
Bildung einer Einlaßbeschaufelung bzw. einer Einlaßdüse.
Ein Steuerring ist drehbar zum Kompressorgehäuse um den
Einlaßkanal gelagert und mechanisch mit den Einlaßschau
feln verbunden, so daß die Drehung des Steuerringes
gleichzeitig zu einer Schwenkung der Einlaßschaufeln
zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung
führt. Konventionelle Einrichtungen, beispielsweise ein
hydraulischer Betätiger, werden zur variablen Verdrehung
des Steuerringes und so zur Änderung der aerodynamischen
Geometrie der Einlaßbeschaufelung verwendet.
Eine Mehrzahl von Diffusorschaufeln ist in ähnlicher
Weise schwenkbar zu dem Gehäuse innerhalb des Diffusor
kanals montiert, so daß die Diffusorschaufeln zwischen
einer offenen und einer geschlossenen Stellung verstellt
werden können. Ein Diffusorsteuerring ist mechanisch
mit den Diffusorschaufeln verbunden, so daß die Drehung
des Diffusorsteuerrings gleichzeitig zur Schwenkung der
Diffusorschaufeln in eine gewünschte Stellung zwischen
der offenen und der geschlossenen Lage führt. Eine konven
tionelle Einrichtung, beispielsweise ein hydraulischer
Betätiger, wird zur Steuerung der Drehlage des Diffusor
steuerringes benutzt und so zur Änderung der aerodynami
schen Geometrie des Diffusorkanals verwendet.
In der Praxis kann der Druck und der Stromauslaß
des Kompressors durch Änderung der Geometrie des Einlaß-
und/oder Diffusorkanals geändert werden, während eine
im wesentliche konstante Drehgeschwindigkeit des Radial
lüfterrades aufrechterhalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist der Kompressor mit einem elektrischen Generator ge
koppelt und wird in einem Starterkarren für Luftfahrzeuge
verwendet. Da der Kompressor einen variablen Druck und
Strom trotz einer konstanten Antriebsgeschwindigkeit
des Lüfterrades liefert, wird die Antriebswelle für sowohl
das Lüfterrad als auch den Elektrogenerator auf einem
Starterkarren direkt über ein Getriebe mechanisch mitein
ander gekoppelt. Diese direkte mechanische Verbindung
vermeidet die zuvor bekannte Notwendigkeit der hydro
statischen Übertragung oder des VSCF-Systems zur Steuerung
der Generatorfrequenz.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist ein Steuersystem auf Mikroprozessorbasis zur Steuerung
der Betätigung der Diffusor- und Einlaßsteuerringe vorge
sehen, um den gewünschten Druck und Stromauslaß des Kompres
sors zu erhalten. Vorzugsweise weist das Steuersystem
einen oder mehrere Schalter auf, welche es der Bedienungs
person ermöglichen, den gewünschten Druck und Stromauslaß
des Kompressors einzugeben. In einer Form der Erfindung
gibt die Bedienungsperson beispielsweise einfach den
Luftfahrzeugtyp über den oder die Schalter ein, und der
Mikroprozessor bestimmt dann den erforderlichen Druckaus
laß und den abgegebenen Luftstrom des Kompressors aus
Werten, die in einem Speicher enthalten sind und die
vom Mikroprozessor abgerufen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand
der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:.
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausfüh
rungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kompressorabschnitt
der Erfindung bei weggebrochenen Teilen,
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kompressorabschnitt
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Ansicht entlang der Linie
4-4 in Fig. 2 und
Fig. 5 eine schematische Ansicht entlang der Linie
5-5 in Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Systems
11 für Druckluft-und Stromerzeugung dargestellt und weist
einen Druckluftkompressor 10 und einen Wechselstromgene
rator 12 auf. Sowohl der Kompressor 10 als auch der Gene
rator 12 weisen Antriebswellen auf, die direkt mechanisch
über ein Getriebe 14 miteinander verbunden sind, so daß
der Kompressor 10 und der Generator 12 synchron zueinander
umlaufen. Eine bekannte Einrichtung, beispielsweise ein
Motor 16, wird zum gleichzeitigen Antrieb des Kompressors
10 und des Generators 12 mit einer vorbestimmten Drehge
schwindigkeit verwendet. Da der Generator 12 ein Wechsel
stromgenerator ist, muß er bei wesentlich konstanter
Geschwindigkeit angetrieben werden, um die gewünschte
Ausgangsfrequenz zu erhalten.
In Fig. 2 ist ein Teil des Kompressors 10 mit größe
rer Detailgenauigkeit gezeigt und weist ein Gehäuse 20
mit einem Lufteinlaß 22 auf. Der Lufteinlaß 22 öffnet
sich zu einem sich radial erstreckenden Lufteinlaßkanal
24 innerhalb des Gehäuses 20. Das innere Ende des Luft
einlaßkanals 24 erweitert sich nach außen in einen sich
radial erstreckenden, ringförmigen Diffusorkanal 26. Das
äußerste radiale Ende des Diffusorkanals 26 öffnet sich
in eine Auslaßkammer 28.
Ein Radiallüfterrad 30 ist innerhalb des Einlaß
kanals 24 koaxial zu diesem angeordnet, und das äußere
Ende 32 des Lüfters 30 ist zum Lufteinlaß 22 gerichtet,
während das innere Ende 34 zum radial inneren Ende des
Diffusorkanals 26 geöffnet ist. Der Lüfter 30 ist an einer
Hauptwelle 36 befestigt, die wiederum in dem Gehäuse 20
durch konventionelle Mittel drehbar gelagert ist, so daß
der Lüfter 30 sich koaxial innerhalb des Einlaßkanals
24 dreht. Die Welle 26 wird von dem Motor 16 (Fig. 1)
über das Getriebe 14 angetrieben und saugt so Luft über
den Einlaß 22 an und gibt Druckluft durch den Diffusor
kanal 26 in die Druckkammer 28 ab.
Wie zuvor beschrieben, treibt der Motor 16 die
Kompressorwelle 36 und damit auch den Lüfter 30 mit
im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit an. Für unter
schiedliche Anwendungen ist es jedoch notwendig, daß
sowohl der Druck als auch der Luftstrom des Kompressors
gemäß der gewünschten Anwendung sich ändern. Wenn bei
spielsweise angenommen wird, daß das Druckluft-Generator-
System 11 als Starthilfe für ein Luftfahrzeug verwendet
wird, ändern sich der erforderliche Luftdruck und Luft
strom von Luftfahrzeug zu Luftfahrzeug.
Um sowohl den Druck als auch den abgegebenen Strom
des Kompressors 10 zu ändern, wird bei der Erfindung eine
Einlaßdüsenanordnung 50 mit variabler Geometrie und eine
Diffusoranordnung 52 ebenfalls mit variabler Geometrie
angewendet. Die Einlaßdüsenanordnung 50 (Fig. 2 und 4)
weist eine Mehrzahl von Einlaßschaufeln 54 auf, die
innerhalb des Einlaßkanals 24 in Umfangrichtung verteilt
zwischen dem Einlaßende 32 des Lüfters 30 und dem Luft
einlaß 22 angeordnet sind. Jede Schaufel 24 sitzt an
einem Wellenstumpf 56, dessen Achse parallel zur Dreh
achse des Lüfters 30 verläuft und radial von diesem
angeordnet ist.
Die Wellenstümpfe 56 sind jeweils über Lagerbuchsen
58 (Fig. 2) im Kompressorgehäuse 20 gelagert, und zwar
sind die Schaufeln 54 und die Wellenstümpfe 56 in Umfangs
richtung gesehen im gleichen Abstand voneinander im
Einlaßkanal 24 angeordnet, wie am besten aus Fig. 4 er
sichtlich.
Ein Betätigungsring 60 ist drehbar zum Gehäuse 20
und koaxial zu den Wellenstümpfen 56 gelagert. Jeder
Schaufel 54 ist ein Verbindungshebel 200 zugeordnet,
dessen inneres Ende 202 über eine Mutter 204 mit der
zugeordneten Schaufel 54 verbunden ist, so daß die Schau
fel 54 und der zugeordnete Verbindungshebel 200 gleich
zeitig schwenken. Ein Stift 206 am äußeren Ende 208 jedes
Verbindungshebels 200 gleitet in einem Schlitz 210 des
Ringes 60. Die Drehung des Ringes 60 mit Bezug auf das
Gehäuse führt somit zu einer gleichzeitigen Schwenkbewe
gung aller Schaufeln.
Um den Ring 60 und damit die Schaufeln 54 zu schwen
ken, ersetzt mindestens ein Betätigungshebel 212 (Fig. 3
und 4) einen der Verbindungshebel 200. Wie die Verbin
dungshebel 200 ist der Betätigungshebel 212 an der zuge
ordneten Schaufel 54 befestigt und weist einen Stift 214
auf, der in einem Schlitz 216 des Ringes 60 eingreift.
Ungleich den Verbindungshebeln 200 ist jedoch ein
hydraulischer Betätiger 66 schwenkbar mit dem Antriebs
hebel 212 verbunden, so daß das Ausfahren und Rückfahren
einer Kolbenstange 69 des Betätigers 66 zur Verdrehung
des Rings 60 führt.
Zu Zwecken der Redundanz kann ein zweiter Antriebs
hebel 216′ und ein nicht gezeigter Betätiger in betriebs
mäßiger Verbindung zum Ring 60 vorgesehen sein. Ein
Steuersystem 70 (Fig. 2) erzeugt Ausgangssignale zur
Steuerung der Inbetriebnahme des hydraulischen Betätigers
66 und steuert sowohl die Lage der Kolbenstange 69 zwischen
einer voll ausgezogenen und einer vollständig rückgezogenen
Position als auch einer Zwischenposition. In der voll
zurückgezogenen Position schwenkt die Kolbenstange 69
die Einlaßschaufeln 54 in deren voll geschlossene Lage
und beschränkt so den vom Lufteinlaß 22 zu dem Lüfter
30 fließenden Luftstrom auf einen Betrag, wie dieser für
Kühlzwecke wünschenswert ist. In der voll ausgefahrenen
Lage schwenkt die Kolbenstange 69 die Einlaßschaufeln
54 in deren voll geöffnete Lage.
Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 2 und 5 umfaßt
die Diffusoranordnung 52 eine Mehrzahl von Diffusor
schaufeln 80 , die in Umfangsrichtung in gleichem Abstand
voneinander innerhalb des Diffusorkanals 26 angeordnet
sind. Ein länglicher Schlitz 82 ist jeweils im äußeren
Stirnende jeder Diffusorschaufel 80 angebracht, und ein
Stift 84 erstreckt sich in diesen Schlitz 82 und ist gegen
Bewegung zu einem Ring 88 gesichert, der drehbar im
Gehäuse 20 gelagert ist. Die Bemessung des Stifts 84 ist
derart, daß die Schaufel 80 entlang des Stiftes 84 inner
halb der Grenzen des Schlitzes 82 gleiten kann.
Der Ring 88 ist drehbar zum Kompressorgehäuse 20
gelagert (Fig. 2 und 5), und zwar koaxial zur Achse des
Lüfters 30. Eine Mehrzahl von in gleichem Abstand im
Umfang angeordneten Stiften 92 ist am Gehäuse 20 befestigt,
und ein Stift 92 erstreckt sich schwenkbar durch eine
Bohrung in jeder Diffusorschaufel 80, benachbart dem
radialen inneren Ende. Die Drehung des Ringes 88 entgegen
dem Uhrzeigersinn in Fig. 5 führt zur gleichzeitigen
Schwenkung der Diffusorschaufeln 80 aus ihrer mit durch
gezogenen Linien gezeigten offenen Stellung in ihre
strichpunktiert gezeigte geschlossene Stellung. Die
Drehung des Ringes 88 entgegen der Uhrzeigerrichtung
führt gleichzeitig zu einer Gleitbewegung der Diffusor
schaufeln 80 entlang ihrer zugeordneten Stifte 84.
Obzwar eine beliebige Einrichtung zur Steuerung der
Betätigung des Ringes 88 verwendet werden kann, wird in
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Betäti
gungsarm 150 verwendet, dessen inneres Ende über eine
Stiftwelle 151 schwenkbar am Gehäuse 20 gelagert ist.
Das äußere Ende des Armes 150 ist mechanisch mit dem
Ring 88 über einen Stift 152 verbunden, so daß die
Schwenkbewegung des Armes 150 zu einer Drehung des Rings
88 führt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 ist das innere
Ende eines Betätigungshebels 154 ebenfalls mit der Stift
welle 151 verbunden, so daß die Stiftwelle 151, der Hebel
154 und der Arm gleichzeitig miteinander schwenken.
Ein hydraulischer Betätiger 98 (Fig. 3) ist mit
seiner Kolbenstange 100 schwenkbar am äußeren Ende des
Hebels 154 befestigt. Daher führt das Ausfahren oder
Rückziehen der Kolbenstange 100 zum Zylinder 98 zur
Schwenkung des Hebels 154 und des Armes 150 und somit
zum Drehantrieb des Ringes 88. Wie zuvor steuert das
Steuersystem 70 (Fig. 2) die Betätigung des hydraulischen
Betätigers 98 zwischen der voll ausgefahrenen und der
voll rückgezogenen Lage oder einer beliebigen Zwischenlage.
Die Betätigung der Zylinder 66 bzw. 98 verändert
die aerodynamische Geometrie des Einlaßkanals 24 und des
Diffusorkanals 26. Durch die aerodynamische Geometrie
wird sowohl der Druck als auch der abgegebene Strom des
Kompressors 10 gesteuert, obzwar die Geschwindigkeit des
Lüfterrades 30 konstant bleibt.
Wie beschrieben, wird das Steuersystem 70 (Fig. 2)
zur Änderung der Geometrie sowohl des Einlaßdiffusor
kanals über die Betätiger 66 und 98 verwendet. Das Steuer
system 70 empfängt Solleingangssignale über den gewünschten
Druck und abzugebenden Strom des Kompressors 10 von einer
Bedienungsperson, welche eine oder mehrere Schalter 110
betätigt. Wenn das System 11 als Luftfahrzeug-Startkarren
verwendet wird, gibt die Bedienungsperson vorzugsweise
die Type des Luftfahrzeugs über die Schalter 110 ein,
woraufhin das Steuersystem 70 den notwendigen Druck und
Strom aus zuvor im Steuersystem 70 gespeicherten Werten
entnimmt und entsprechende Ausgangssignale an den Betäti
ger 66 und 98 abgibt, um den notwendigen Druck und Strom
des abgegebenen Druckluftstromes zu steuern.
Damit sich die Anordnungen 50 und 52 mit variabler
Geometrie wegen Änderungen in der Lufttemperatur, Feuch
tigkeit und dgl. einstellen können, weist der Kompressor
vorzugsweise eine Mehrzahl von Sensoren 112 auf, von denen
nur zwei gezeigt sind, und die ebenfalls Eingangssignale
an das Steuersystem 70 liefern. Das Steuersystem 70,
welches vorzugsweise auf der Basis von Mikroprozessoren
arbeitet, ändert die Betätigung der Antriebe 66 und 98
zur Kompensation dieser Umweltfaktoren. Die Sensoren 112
können beispielsweise Temperatur-, Strom- Druck und/oder
Feuchtigkeitssensoren umfassen. Zusätzlich wird ein Kiel
fühler zur Messung des Luftstroms vorzugsweise verwendet.
Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist ein Positions
wandler 114 vorzugsweise jedem Betätiger 66 und 98 zuge
ordnet und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal
repräsentativ dem Ausmaß der Betätigung dieser Betätiger
66 oder 98. Die Ausgangssignale dieser Positonswandler 114
werden als Eingangssignale dem Steuersystem 70 zugeführt
und stellen ein Rückkopplungssignal der tatsächlichen Lage
der Betätiger 66 und 98 dar.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ein skizzenmäßig
dargestelltes Belüftungsventil 116 mit dem Steuersystem 70
verbunden, von dem es gesteuert wird. Das Belüftungsventil
116 führt in konventioneller Weise Überdruck in der Druck
kammer 28 ab, wenn es betätigt wird, um einen Kompressor
druckstoß zu vermeiden. Zusätzlich ist das Steuersystem 70
so programmiert, daß es die Diffusorschaufeln 80 und die
Einlaßschaufeln 54 in ihre geschlossene Lage verstellt,
wenn ein Überschwingen zustande kommt, um nachfolgenden
Kompressordruckschwankungen zuvorzukommen und zyklisches
Überschwingen zu eliminieren, wie dies zuvor bekannten
Kompressoren gemein ist.
Aus vorgehender Beschreibung ist ersichtlich, daß
die vorliegende Erfindung ein System konstanter Geschwin
digkeit mit Kompressor und Wechselstromerzeugung vorschlägt,
welches insbesondere als Starthilfekarren zum Starten und
Warten von Luftfahrzeugen brauchbar ist. Da ferner sowohl
der Kompressor als auch der Generator synchron zueinander
und mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden,
wird die zuvor bekannte und für nötig gehaltene hydrosta
tische Übertragung oder das VSCF-System zur Steuerung
der Generatorfrequenz unnötig gemacht, so daß die Gesamt
kosten und die Kompliziertheit des vorliegenden Systems
reduziert werden.
Die variable Geometrie der Anordnungen des Einlasses
des Diffusors verbessert den Wirkungsgrad des Kompressors,
da die vom Kompressor verbrauchte Leistung direkt
proportional zu dem vom Kompressor angeforderten Leistungs
ausgang ist. In einigen Fällen wird beispielsweise Druck
luft überhaupt nicht benötigt, und durch Schließen der
Einlaßdüsenanordnung 50 und der Diffusoranordnung 52
wird die Leistungsaufnahme auf den Wert reduziert, der
zur Überwindung der Reibung und Trägheit des Systems
notwendig ist, wobei ein kleiner Luftstrom zu Kühlzwecken
durch den Kompressor erzeugt wird.
Claims (14)
1. Kompressor mit folgenden Merkmalen:.
ein Gehäuse (20) weist einen Einlaß (22) und einen Auslaß (28) auf;
ein Lüfterrad (30) ist um eine Achse (36) in dem Gehäuse (20) drehbar gelagert;
das Gehäuse (20) weist einen vom Einlaß zu einem Ende des Lüfterrades (30) sich erstreckenden Einlaßkanal (24) und einen Diffusorkanal (26) auf, der sich radial nach außen vom anderen Ende des Lüfterrades (30) erstreckt;
eine Mehrzahl von Einlaßschaufeln (54) ist im Einlaßkanal (24) schwenkbar gelagert, so daß die Schaufeln (54) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage geschwenkt werden können;
eine Verstelleinrichtung ist zur variablen Verschwenkung der Einlaßschaufeln (54) synchron miteinander vorgesehen; eine Mehrzahl von Diffusorschaufeln (80) ist in dem Diffusorkanal (26) schwenkbar gelagert, so daß die Diffusorschaufeln (80) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage verschwenkt werden können;
eine Verstelleinrichtung ist zur variablen Schwenkbewegung der Diffusorschaufeln zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage vorgesehen.
ein Gehäuse (20) weist einen Einlaß (22) und einen Auslaß (28) auf;
ein Lüfterrad (30) ist um eine Achse (36) in dem Gehäuse (20) drehbar gelagert;
das Gehäuse (20) weist einen vom Einlaß zu einem Ende des Lüfterrades (30) sich erstreckenden Einlaßkanal (24) und einen Diffusorkanal (26) auf, der sich radial nach außen vom anderen Ende des Lüfterrades (30) erstreckt;
eine Mehrzahl von Einlaßschaufeln (54) ist im Einlaßkanal (24) schwenkbar gelagert, so daß die Schaufeln (54) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage geschwenkt werden können;
eine Verstelleinrichtung ist zur variablen Verschwenkung der Einlaßschaufeln (54) synchron miteinander vorgesehen; eine Mehrzahl von Diffusorschaufeln (80) ist in dem Diffusorkanal (26) schwenkbar gelagert, so daß die Diffusorschaufeln (80) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage verschwenkt werden können;
eine Verstelleinrichtung ist zur variablen Schwenkbewegung der Diffusorschaufeln zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage vorgesehen.
2. Kompressor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen für
die Einlaßschaufeln (54) und die Diffusorschaufeln (80)
eine Steuerschaltung (70) umfassen, welche eine Einrichtung
zur Errechnung der Schwenklage der Einlaß- und Auslaß
schaufeln (54, 80) zur Erzeugung eines vom Verbraucher
vorgewählten Drucks und Luftstroms bei einer vorgegebenen
Drehgeschwindigkeit des Laufrades (30) aufweist.
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (70) einen
Lufttemperaturwandler (112) umfaßt.
4. Kompressor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine
Kielsonde (112) umfaßt.
5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen
Druckwandler (112) aufweist.
6. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verstelleinrichtung ein
Stellungsfühler (114) zugeordnet ist, der ein Rückkopplungs
signal an die Steuerschaltung (70) abgibt.
7. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (50)
der Einlaßschaufeln (54) eine Mehrzahl von Wellenstümpfen
(56) umfaßt, die jeweils an einer zugeordneten Einlaß
schaufel befestigt sind, daß die Wellenstümpfe (56) in
dem Gehäuse (20) drehbar gelagert sind, und zwar im wesent
lichen parallel und mit einem bestimmten Abstand zur
Kompressorachse, und daß eine Antriebseinrichtung (60,
66, 200, 206) zum gleichzeitigen Antrieb der Wellenstümpfe
vorgesehen ist.
8. Kompressor nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Antriebseinrichtung
(60, 66, 200, 206) einen zum Gehäuse (20) drehbaren Ring
(60), eine Verbindungseinrichtung (200, 206) zur mechani
schen Verbindung der Wellenstümpfe (56) mit dem Ring (60)
und eine Dreheinrichtung (66) für den Ring beinhaltet.
9. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Diffusorschaufel (80)
einen Schlitz (82) aufweist, daß die Verstelleinrichtung
eine Mehrzahl von ersten Stiften (84) aufweist, die sich
durch jeweils einen Diffusorschaufelschlitz (82) erstrecken,
daß ein Ring (88) drehbar zum Gehäuse (20) gelagert ist
und die ersten Stifte (84) trägt, daß eine Mehrzahl von
zweiten Stiften (92) im Abstand vom Schlitz (82) vorgesehen
ist und im Gehäuse (20) gelagert ist und daß eine Ein
richtung zum drehbaren Verstellen des Rings (88) vorgesehen
ist.
10. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9
in Kombination mit einem elektrischen Generator (12), der
einen Drehantrieb aufweist,
gekennzeichnet durch eine Drehantriebseinrichtung (14, 16)
zum synchronen Antrieb des Kompressors (10) und des
Generators (12) mit im wesentlichen konstanter Geschwindig
keit und durch eine Einrichtung zur Änderung des Drucks
der abgegebenen Kompressorluft über einen vorbestimmten
Druckbereich.
11. Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kompressor ein Lüfterrad
(30), einen Einlaßkanal (24) zwischen einem Lufteinlaß (22)
und einem Ende des Lüfterrades (30) aufweist,
ferner einen Diffusorkanal (26), der sich vom anderen Ende
des Lüfterrades radial nach außen erstreckt, und
daß die Änderungseinrichtung eine Einrichtung zur Änderung
der aerodynamischen Geometrie des Einlaßkanals aufweist.
12. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungseinrichtung eine
Einrichtung zur Änderung der aerodynamischen Geometrie
des Diffusorkanals aufweist.
13. Anordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßschaufel
Variable Geometrie-Einrichtung eine Mehrzahl von Schaufeln
(54) aufweist, die in dem Einlaßkanal (24) schwenkbar
gelagert sind und zwischen einer offenen und einer ge
schlossenen Stellung verstellt werden können, und
daß eine Einrichtung zum variablen Verschwenken der
Einlaßschaufeln (54) synchron zu einander in eine
vorgewählte Position zwischen der offenen und der
geschlossenen Stellung vorgesehen ist.
14. Anlage nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungseinrichtung eine
Einrichtung zur Änderung der aerodynamischen Geometrie
des Diffusorkanals (26) aufweist und daß die Diffusor
schaufel-Variable Geometrie-Einrichtung eine Mehrzahl
von Schaufeln (80) aufweist, die in dem Diffusorkanal
(26) schwenkbar gelagert und zwischen einer offenen und
einer geschlossenen Stellung verschwenkbar sind, und
daß eine Einrichtung zur variablen Schwenkung der
Diffusorschaufeln (80) synchron zueinander in eine vor
gewählte Stellung zwischen der offenen und geschlossenen
Stellung vorgesehen ist.
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