DE3844189A1 - Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter - Google Patents

Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter

Info

Publication number
DE3844189A1
DE3844189A1 DE3844189A DE3844189A DE3844189A1 DE 3844189 A1 DE3844189 A1 DE 3844189A1 DE 3844189 A DE3844189 A DE 3844189A DE 3844189 A DE3844189 A DE 3844189A DE 3844189 A1 DE3844189 A1 DE 3844189A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diffuser
guide
blades
radial diffuser
guide grooves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE3844189A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3844189C2 (de
Inventor
Bernhard Dr Woehrl
Gerhard Brueckner
Manfred Dupslaff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH filed Critical MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Priority to DE3844189A priority Critical patent/DE3844189A1/de
Publication of DE3844189A1 publication Critical patent/DE3844189A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3844189C2 publication Critical patent/DE3844189C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/165Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for radial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially parallel to the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/46Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable
    • F04D29/462Fluid-guiding means, e.g. diffusers adjustable especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Radialdiffusor für einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.
Ein derartiger Radialdiffusor hat die Aufgabe die dem Gasstrom durch den Verdichterrotor zugeführte Strömungs­ geschwindigkeit zu reduzieren und dessen kinetische Energie dadurch in statischen Druck umzuwandeln. Da Triebwerke mit unterschiedlichen Leistungen und somit unterschiedlichen Gasdurchsätzen betrieben werden können, ist es erforderlich, derartige Diffusoren an die unter­ schiedlichen Gasdurchsätze anzupassen, um unter allen Be­ triebsbedingungen einen optimalen Wirkungsgrad der Energieumwandlung zu erzielen. Die Druck-Durchsatzcharakte­ ristik hängt bei einem Diffusor von der Lage und der Geo­ metrie der sogenannten Diffusorengfläche ab. Diese Diffu­ sorengflächen sind definiert als die kleinste Fläche normal zur Strömungsrichtung zwischen je zwei benachbarten Diffu­ sorschaufeln. Bei geringem Gasdurchsatz sollen die Diffusor­ engflächen möglichst gering sein, und bei maximalem Durchsatz entsprechend größer. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Diffu­ sorschaufeln auf verschiedene Weise verstellbar zu machen, um die besagten Diffusorengflächen variieren zu können.
Beispielsweise aus der DE-PS 4 18 479 ist ein verstell­ barer Diffusor bekannt geworden, bei dem die Diffusor­ schaufeln aus jeweils translatorisch bewegbaren Schaufel­ vorderteilen und festen Schaufelhinterteilen bestehen, wobei durch die Bewegbarkeit der Schaufelvorderbereiche die Diffusorengquerschnitte verändert werden können. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß durch die aufeinander gleitenden Seitenflächen der beiden Schaufelteile einer­ seits Thermodehnungsprobleme, andererseits Reibkorrosions­ probleme (fretting) auftreten, und zudem erhebliche aero­ dynamische Verluste durch das ungünstige Schaufelprofil unvermeidbar sind. Ferner ist von Nachteil, daß von der Schaufeldruckseite zur Schaufelsaugseite hin Leckströme an den Stoßflächen zwischen den Diffusorschaufeln und dem Diffusorgehäuse den Wirkungsgrad weiter reduzieren.
Die DE-PS 30 44 920 offenbart eine Anordnung, bei der Teilschaufeln dadurch bewegbar sind, daß zwei einer Schaufel zugeordnete Exzenter gemeinsam bewegt werden, so daß die Teilschaufeln in Strömungsrichtung bewegbar sind. Diese Anordnung eignet sich nicht zum Zusammenwirken mit Vorschaufeln und weist zudem im aerodynamisch hoch be­ lasteten Eintrittsteil Schaufelspalte zwischen der Schaufel und dem Diffusorgehäuse auf, wodurch der aero­ dynamische Wirkungsgrad erheblich vermindert wird.
Aus der DE-PS 31 47 334 ist schließlich ein Radialdiffusor bekannt geworden, bei dem die Diffusorschaufeln Bypaßkanäle aufweisen, die die Schaufeldruck- und Schaufelsaugseite miteinander verbinden. Durch einen innerhalb jeder Diffusor­ schaufel wandparallel verfahrbaren Schieber ist der schräg dazu verlaufende Bypaßkanal hinsichtlich seines Durch­ strömungsquerschnittes veränderbar oder absperrbar. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß bei Betriebs­ zuständen im Teillastbereich der erfahrungsgemäß einen erheblichen Teil des Gesamtbetriebes einer Gasturbine ausmacht, die aerodynamische Schaufelkontur sehr ungünstig ist, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades führt. Ferner besteht die Gefahr von Reibkorrosion wie Ver­ schmutzung der Bypaßkanäle oder der Schieberkinematik, wodurch die Funktionsfähigkeit der Kennfeldanpassung insgesamt in Frage gestellt sein kann.
Alternativ dazu ist es bekannt, einen Radialdiffusor mit Hauptschaufeln und Vorschaufeln auszustatten, wie dies beispielsweise in der CH-PS 4 92 130 offenbart ist. Bei dieser Anordnung wird eine Veränderung der Diffusoreng­ flächen dadurch bewirkt, daß die Vorschaufeln und eventuell zusätzlich die Hauptschaufeln verschwenkbar angeordnet sind. Eine derartige Anordnung hat jedoch einer­ seits den Nachteil, daß relativ geringe Winkelveränderungen zu erheblichen Änderungen der Diffusorengflächen führen, was eine sehr exakte und somit aufwendige Verstellkinematik er­ fordert, die zu dem bei unterschiedlichen Betriebstempe­ raturen ausreichend genau arbeiten muß. Ferner läßt sich nicht verhindern, daß zwischen den Schaufeln und den Wandungen außerhalb der Bereiche der Drehteller Spalte ver­ bleiben, durch die von der Druck- zur Saugseite Leckströme fließen und somit den Wirkungsgrad beeinträchtigen.
Ausgehend von den im Stand der Technik bekannten An­ ordnungen ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verstellbaren Radialdiffusor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß einerseits eine exakte Verstellung der Diffusorengflächen möglich ist, und andererseits ein hoher Wirkungsgrad der Energieumwandlung erzielbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kenn­ zeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausbildung hat den Vorteil, daß durch die im wesentlichen translatorische Bewegung der Hauptschaufeln eine hohe Positioniergenauigkeit der Schaufeln und somit eine genaue Anpassung der Diffusorengflächen an die herrschenden Durchsatzver­ hältnisse durchführbar ist. Die Krafteinleitung der Verstellkräfte auf die bewegbaren Schaufeln ist wesent­ lich günstiger als beispielsweise die Krafteinleitung in relativ dünne Stifte bei verschwenkbaren Schaufeln. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die Schienen/Nut-Führung eine Spaltströmung in diesem Bereich vermieden werden kann und somit der Wirkungsgrad des Diffusors verbessert werden kann.
Ferner ist im gesamten Verstellbereich eine günstige aerodynamische Kontur erzielbar, d.h. es sind ins­ besondere keine Spalte, Vorsprünge, oder Absätze vor­ handen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist an beiden gehäuseseitigen Stoßflächen jeder Hauptschaufel je eine Schienen/Nut-Führung vorgesehen. Dadurch läßt sich eine gute Führung der bewegbaren Schaufeln und eine Abstützung der Reaktionskräfte durchführen. Ferner werden vorteilhafterweise die Spalte beidseits der Schaufeln durch die Führungsschienen abgedeckt. Die Führungsschienen sind vorzugsweise an den Hauptschaufeln angebracht, und die Führungsnuten im Diffusorgehäuse vor­ gesehen. Diese Anordnung erfordert den geringsten Fertigungs- und Reparaturaufwand. Die Leitschienen sind normalerweise geradlinig ausgebildet, so daß die beweg­ baren Hauptschaufeln translatorisch bewegt werden. Alternativ ist es jedoch genau so möglich, die Leitschienen bogen­ förmig zu fertigen, wenn dies aus konstruktiver oder aero­ dynamischer Sicht Vorteile bringt.
Die Leitschienen sind im Querschnitt vorzugsweise recht­ eckig ausgebildet, was fertigungstechnisch einfach ist. Genauso ist es jedoch möglich, die Leitschienen im Quer­ schnitt anders zu formen, insbesondere trapezartig oder schwalbenschwanzartig.
Die Gleitflächen der Führungsschienen und/oder der Führungsnuten sind in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung mit einer reibungsmindernden Beschichtung ver­ sehen. Hierdurch wird einerseits Reibkorrosion verhindert, und andererseits lassen sich die zur Verstellung erforderlichen Kräfte hierdurch vermindern. Die Vorschaufeln sind vorzugsweise gehäusefest angeordnet, da die Bewegung der Hauptschaufeln allein eine ausreichende Variation der Diffusorengflächen ermöglicht. Es ist jedoch genau so möglich, ebenfalls die Vorschaufeln verschiebbar anzuordnen, oder die zuerst umströmten Schaufeln als Hauptschaufeln anzusehen, und diese trans­ latorisch bewegbar zu machen, wobei gleichzeitig Nach­ schaufeln gehäusefest angeordnet wären.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die diffusoreintrittsseitigen Enden der Führungsnuten über Ausblasbohrungen mit dem Diffusoraustrittsbereich kommuni­ zieren, und im Bereich der Gleitflächen zwischen den Führungsschienen und den Führungsnuten Längsrinnen vorge­ sehen sind, die sich über ein Teil der Führungsschienen­ länge erstrecken. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß Ablagerungen von Schmutz in den Führungsnuten verhindert wird, und somit die Verstellung durch derartigen Schmutz nicht behindert werden kann. Der in die Schienen/Nut-Führung eindringende Schmutz wird durch Luftströmung, die von dem Bereich höheren Druckes stromab des Diffusors anströmt, abtransportiert. Diese Längsrinnen erstrecken sich vor­ zugsweise über die gesamte Länge der Führungsschienen bzw. Führungsnuten, so daß Schmutzpartikel aus dem Bereich der Dichtflächen weggefördert werden können.
Vorzugsweise sind die Längsrinnen einerseits im schaufeldruck­ seitigen Schienenfußbereich der Führungsschienen vorge­ sehen, und andererseits in den saugseitigen Nutwänden im Bereich des Nutgrundes. Hierdurch wird verhindert, daß aus dem Bereich der Schaufeldruckseite durch den Spalt zwischen den Schaufeln und der Wandung reingedrückte Schmutzpartikel in die Dichtfläche gelangen, sondern im Gegenteil vorher abtransportiert werden können.
Die Ausblasbohrungen weisen vorzugsweise im Bereich der Ein­ mündung in die Führungsnuten Einlaufdüsen auf, wodurch vorteilhafterweise erreicht wird, daß der Druckverlust beim Einströmen in die Ausblasbohrung minimiert und somit mehr Druck in Geschwindigkeit umgesetzt wird. Je höher die Aus­ blasgeschwindigkeit ist, um so größer ist die Reinigungswirkung.
Es sind vorzugsweise zwei Ausblasbohrungen pro Führungsnut vorgesehen, die aus diffusoreintrittsseitiger Richtung in die Führungsnuten einmünden. Dadurch läßt sich jede Längsrinne mit einer Ausblasbohrung verbinden und mit einem stetigen Luftstrom versorgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Verdichter mit nachgeschaltetem Diffusor,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Verdichter mit nachgeschaltetem Diffusor,
Fig. 3 einen weiteren Schnitt durch den erfindungsgemäßen Diffusor,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Diffusorschaufelpaares,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Diffusorschaufel,
Fig. 6 eine perspektivische schematische Ansicht einer Diffusorschaufel,
Fig. 7 zwei schematisch dargestellte Diffusorschaufel­ paare mit dazwischen liegender Diffusoreneng­ fläche.
In dem Axialschnitt gemäß Fig. 1 ist ein Radialverdichter 1 zu sehen, der um die Achse 2 rotiert. Über die am Umfang verteilten Radialschaufeln 3 wird der geförderte Gasstrom in den Bereich der Diffusorschaufeln 4 des Radialdiffusors 5 gefördert. Die Luft wird anschließend in der Luftsammel­ spirale 6 gesammelt und einem nachgeschalteten weiteren Verdichter oder einer Brennkammer zugeführt. Mit dem Radial­ verdichter 1 wird also von außen zugeführte Antriebsenergie in potentielle und kinetische Energie des Strömungsmediums umgewandelt. In dem mit den Diffusorschaufeln 4 versehenen Radialdiffusor 5 wird dann die kinetische Energie durch Verzögerung teilweise in potentielle Energie in Form von Druck umgewandelt.Die genannte Verzögerung wird durch die Kontur der Diffusorschaufeln 4 bestimmt.
In dem Querschnitt gemäß Fig. 2 ist zu sehen, daß der Radialdiffusor 5 aus einer Anzahl am Umfang verteilter Vorschaufeln 7 und stromab davon angeordneter keilförmiger Hauptschaufeln 8 besteht. Während die Vorschaufeln 7 gehäusefest angeordnet sind, sind die Hauptschaufeln 8, wie durch Pfeile angedeutet, etwa translatorisch bewegbar. Durch die Bewegung der Hauptschaufeln 8 läßt sich die durch die gestrichelte Linie 9 angedeutete Diffusorengfläche zwischen benachbarten Diffusorschaufeln 8 in Anpassung an wechselnde Gasdurchsätze variieren.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Radialdiffusor 5. Radial außerhalb der Radialschaufeln 3 des Radialverdichters ist ein ringförmiger Strömungskanal 10 vorgesehen, in dem die Vorschaufeln 7 und die Haupt­ schaufeln 8 angeordnet sind. Die Wandungen des Strömungs­ kanales 10 sind durch die beiden Gehäusescheiben 11 und 12 definiert, wobei die Gehäusescheibe 11 mit dem Spiralgehäuse 13 der Luftsammelspirale 6, und die Gehäusescheibe 12 mit dem Verdichtergehäuse 14 verbunden sind.
In den Gehäusescheiben 11 und 12 sind Führungsnuten 15 a und 15 b eingelassen, in denen mit der gezeigten Hauptschaufel 8 verbundene Führungsschienen 16 a und 16 b verschiebbar ge­ lagert sind.
Die Hauptschaufel 8 ist ferner mit einem Bolzen 17 ver­ bunden, an dem über ein Kugelgelenk 18 ein Stellhebel 19 angebracht ist. Dieser ist über ein weiteres Kugelgelenk 20 mit einem in einem umlaufenden Stellring 21 gelagerten Stift 22 gekoppelt. Der Stellhebel 19 weist dabei Mittel zum individuellen Einstellen seiner Länge und somit zum individuellen Justieren der einzelnen Diffusorengflächen auf. Der Bolzen 17 ist dabei durch ein Langloch 23 in der Gehäusescheibe 11 gesteckt.
Die gesamte Verstellkinematik vom Bolzen 17 bis zum Stell­ ring 21 jeder einzelnen Hauptschaufel 8 ist in einem ring­ förmigen Stellraum 25 untergebracht, der über das Lang­ loch 23 mit dem Strömungskanal 10 des Radialdiffusors in Verbindung steht. Andererseits ist der Stellraum 25 über Dichtungen 26 gegenüber anderen Räumen abgeschlossen. Somit herrscht im Stellraum 25 etwa derjenige statische Druck, der in Höhe des Langloches 23 im Radialdiffusor 5 aufgebaut ist. Wenngleich das Langloch 23 größtenteils durch die Hauptschaufel 8 abgedeckt ist, so sind Mittel vorgesehen, um vorzugsweise von der Druckseite der Hauptschaufel 8 eine Strömungsverbindung zwischen dem Strömungskanal 10 und dem Stellraum 25 zu gewährleisten. Der radial innere Bereich des Stellraumes 25 ist über Ausblasbohrungen 27 a mit den Führungsnuten 15 a in der Spiralscheibe 11 verbunden. Die Hohlräume der Führungs­ nuten 15 a sind ansonsten durch die Hauptschaufeln 8 gegen­ über dem Strömungskanal 10 abgedichtet. Andererseits herrscht in diesem stromaufwärtigen Bereich des Radial­ diffusors 5 ein niedrigerer Druck als im Bereich des Lang­ loches 23, so daß eine Gasströmung über das Langloch 23, den Stellraum 25 und die Ausblasbohrungen 27 a hin zu dem Hohlraum der Führungsnuten 15 a erfolgen kann. Über die Dichtspalte zwischen den Hauptschaufeln 8 und der Gehäuse­ scheibe 11 wird somit ein geringer Luftstrom nach außen blasen, der Ablagerungen von Schmutz, insbesondere aber ein Eindringen von Schmutz in den Hohlraum verhindert.
Zwischen der Gehäusescheibe 12 und dem Verdichtergehäuse 14 ist ein weiterer Ringraum 28 vorgesehen, der über eine oder mehrere Bohrungen 29 mit dem Diffusoraustrittsbereich 30 kommuniziert, und andererseits über Ausblasbohrungen 27 b mit den Führungsnuten 15 b in der Gehäusescheibe 12 verbunden ist. Somit erfolgt hier analag der anderen Seite eine Luft­ strömung von dem Gebiet hohen Drucks im Diffusoraustritts­ bereich 30 über die Bohrung 29, den Ringraum 28, die Ausblas­ bohrungen 27 b zum Hohlraum der Führungsnuten 15 b.
Die Vorschaufel 7 ist über ein Niet 24 zwischen den Ge­ häusescheiben 11 und 12 eingespannt, so daß sie ohne Dichtspalte zwischen Schaufel und Wandung fixiert ist. Die Gehäusescheibe 12 und das Spiralgehäuse 13 sind über Schrauben 31 mit dem Verdichtergehäuse 14 lösbar verbunden.
In der schematischen perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 4 ist eine an der Gehäusescheibe 12 mittels des Niet 24 be­ festigte Vorschaufel 7 zu sehen, sowie die translatorisch bewegbare Hauptschaufel 8. An dieser sind an beiden gehäuse­ seitigen Stoßflächen 32 a und b die Führungsschienen 16 a und 16 b angebracht, wobei ferner die mit der Führungsschiene 16 b zusammenwirkende Führungsnut 15 b in der Gehäusescheibe 12 gezeigt ist. Die translatorische Bewegung der Hauptschaufel 8 ist dadurch erzielbar, daß der Stellring 21 über eine nicht gezeigte Drehvorrichtung in Umfangsrichtung verdreht wird, wobei über den nur schematisch angedeuteten Stift 22 und Bolzen 17 die Hauptschaufel 8 entlang der Führungsschienen 16 a, b/Führungsnuten 15 a, b bewegbar ist.
Die Führungsnuten 15 a, b sind mit Längsrinnen 33 versehen, während die Führungsschienen 16 a, b mit analog ausgebildeten Längsschienen 34 versehen sind. Diese, im Querschnitt vorzugsweise halbkreisförmigen Längsrinnen 33 und 34 sind in dem Querschnitt gemäß Fig. 5 vergrößert dargestellt. Da­ bei ist zu erkennen, daß die Längsrinnen 34 in denjenigen Flanken der Führungsschienen 16 a, 16 b vorgesehen sind, die der mit DS bezeichneten Druckseite der Hauptschaufel 8 zugewandt sind. Diese Längsrinnen 34 sind dabei im Fuß­ bereich der Führungsschienen 16 a, 16 b angeordnet.
Die Längsrinnen 33 sind im Nutgrund der Führungsnuten 15 a, 15 b ebenfalls an den Seitenflächen angeordnet, und zwar an denjenigen, die der mit SS bezeichneten Saugseite der Hauptschaufel 8 näher liegt.
Die Längsrinnen 33 und 34 stehen über Ausblasbohrungen 27 a und 27 b mit den Räumen außerhalb der Gehäusescheiben 11 und 12 in Verbindung. Dabei sind im Bereich der Gehäusescheibe 11 zwei Ausblasbohrungen 27 a angedeutet, die mit beiden Längs­ rinnen 33 und 34 kommunizieren, während im Bereich der Gehäuse­ scheibe 12 nur eine Ausblasbohrung 27 b angedeutet ist, die mit dem Nutgrund der Führungsnut 15 b direkt kommuniziert, und so­ mit nur indirekt mit den Längsrinnen 33 und 34 verbunden sind. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, münden die Auslaßbohrungen 27 a, b in die Führungsnuten 15 a, b im Bereich deren diffusorein­ trittsseitigen Nut enden. Wie anhand der Ausblasbohrung 27 b von Fig. 5 gezeigt ist, können die Ausblasbohrungen Einlauf­ düsen 35 aufweisen. Es steht im Belieben des Fachmannes, bei Bedarf die Anzahl und Richtung der Ausblasbohrungen 27 a, b den Erfordernissen entsprechend zu wählen.
In Fig. 6 ist in einer schematischen perspektivischen An­ sicht die Wirkungsweise der Ausblasung von Schmutzpartikeln näher dargestellt. Die nur schematisch angedeutete Haupt­ schaufel 8 ist zwischen den Gehäusescheiben 11 und 12 ange­ ordnet. Die Ausblasbohrung 27 a wirkt mit der Längsrinne 34 im Fußbereich der Führungsschiene 16 a zusammen. Wie durch Pfeile angedeutet strömt Luft über die Auslaßbohrung 27 a an und strömt durch die Längsrinne 34, wobei ein Teil der Luft nach außen entweicht. Schmutzpartikel die trotzdem in den Bereich der Führungsschiene 16 a, b gelangen werden durch den in den Längsrinnen 34 befindlichen Hauptluftstrom in Richtung Diffusoraustrittsbereich mitgerissen. Hierdurch wird eine Verschmutzung und somit eine Beeinträchtigung der Beweglichkeit der Hauptschaufel 8 sicher verhindert.
In Fig. 7 ist schematisch dargestellt, wie die durch die Linie 9 dargestellte Diffusorengfläche zwischen be­ nachbarten Diffusorschaufelpaaren durch die Verschiebbar­ keit der Hauptschaufeln 8 verändert werden kann. Die ent­ lang der Führungsschienen 16 bewegbaren Schaufeln ver­ ändern die Weite des Strömungskanales 36, wodurch die Diffusorengfläche veränderbar ist. Gleichzeitig können Leckströme von der Druckseite DS zur Saugseite SS nur in dem vorderen Bereich der Hauptschaufel 8 erfolgen, in dem die Führungsschiene 16 nicht vorhanden ist. Im Bereich der Vor­ schaufeln 7 und im restlichen Bereich der Hauptschaufel 8 kommen somit keine Leckströme vor, was gegenüber herkömm­ lichen Radialdiffusoren zu einer wesentlichen Verbesserung des Wirkungsgrades führt. In der gezeigten Ausführung sind die Führungsschienen 16 bogenartig gekrümmt ausgeführt. Bei geradlinig verlaufenden Führungsschienen 16 verhält sich der Zusammenhang jedoch analog.
Zweckmäßigerweise wird das Verhältnis der Weite des Strömungs­ kanals 36 zum Abstand 9 benachbarter Diffusorschaufelpaare durch die Bewegung der Hauptschaufeln 8 im Bereich 0-0,35 variiert. Der Winkel α zwischen der Engfläche 9 und der Tangentenrichtung der Vorschaufel 7 im Bereich des Strömungs­ kanals 36 beträgt vorzugsweise etwa α=90°-130°.

Claims (16)

1. Verstellbarer Radialdiffusor für einen Verdichter, der über den Umfang verteilte Vorschaufeln und mit diesen zusammenwirkende Hauptschaufeln aufweist, wobei durch Bewegung der Hauptschaufeln eine Veränderung des Eng­ querschnittes des Diffusors erzielbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Hauptschaufel (8) an zumindest einer der Stoßflächen (32 a, b) mit dem Diffusorgehäuse eine Schienen/Nut-Führung (15, 16) aufweist, in der sie im wesentlichen parallel zu ihrer Profilsehnenrichtung verschiebbar ist.
2. Radialdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden gehäuseseitigen Stoßflächen (32 a, b) je eine Schienen/Nut-Führung (15, 16) vorgesehen ist.
3. Radialdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (16 a, b) an den Hauptschaufeln (8) angebracht sind, und die Führungsnuten (15 a, b) im Diffusor­ gehäuse vorgesehen sind.
4. Radialdiffsuor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (16 a, b) bogenförmig ausgebildet sind.
5. Radialdiffusor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (16 a, b) im Querschnitt rechteckig ausgebildet sind.
6. Radialdiffusor nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen in den Führungsschienen (16 a, b) und/oder der Führungsnuten (15 a, b) mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen sind.
7. Radialdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschaufeln (7) gehäusefest angeordnet sind.
8. Radialdiffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diffusoreintrittsseitigen Enden der Führungs­ nuten (15 a, b) über Ausblasbohrungen (27 a, b) mit dem Diffusoraustrittsbereich (30) kommunizieren, und im Bereich der Gleitflächen zwischen Führungsschienen (16 a, b) und Führungsnuten (15 a, b) Längsrinnen (33, 34) vorgesehen sind, die sich über ein Teil der Länge der Führungsschienen (16 a, b) bzw. Führungsnuten (15 a, b) erstrecken.
9. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsrinnen (34) sich über mehr als die Hälfte der Länge der Führungsschienen (16 a, b) er­ strecken.
10. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrinnen (34) im schaufeldruckseitigen Schienenfußbereich der Führungsschienen (16 a, b) vorgesehen sind.
11. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längsrinnen (33) der Führungs­ nuten (15 a, b) in den saugseitigen Nutwänden im Bereich des Nutgrundes vorgesehen sind.
12. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasbohrungen (27 a, b) im Bereich der Ein­ mündung in die Führungsnuten (15 a, b) Einlaufdüsen (35) aufweisen.
13. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Führungsnut (15 a, b) zwei Ausblas­ bohrungen (27 a, b) zugeordnet sind.
14. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasbohrungen (27 a, b) aus diffusoreintritts­ seitiger Richtung in die Führungsnuten (15 a, b) einmünden.
15. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Stellraum (25) für die Schaufel­ verstellkinematik vorgesehen ist, der mit dem austrittsseitigen Diffusorbereich (30) kommuniziert, und die Ausblasöffnungen (27 a) vom Stellraum (25) zu den Führungsnuten (15 a) führen.
16. Radialdiffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Schaufel-Verstellkinematik gegen­ überliegenden Gehäuseseite ein Ringraum (28) vor­ gesehen ist, der einerseits mit dem austrittsseitigen Diffusorbereich (30) und andererseits über die Aus­ blasöffnungen (27 b) mit der Führungsnuten (15 b) ver­ bunden ist.
DE3844189A 1988-12-29 1988-12-29 Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter Granted DE3844189A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3844189A DE3844189A1 (de) 1988-12-29 1988-12-29 Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3844189A DE3844189A1 (de) 1988-12-29 1988-12-29 Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3844189A1 true DE3844189A1 (de) 1990-07-12
DE3844189C2 DE3844189C2 (de) 1990-10-11

Family

ID=6370442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3844189A Granted DE3844189A1 (de) 1988-12-29 1988-12-29 Verstellbarer radialdiffusor fuer einen verdichter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3844189A1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006015613A1 (en) * 2004-08-12 2006-02-16 Honeywell International Inc. Turbocharger
WO2006137864A1 (en) * 2004-09-22 2006-12-28 Hamilton Sundstrand Corporation Variale area diffuser vane geometry
WO2007018529A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Honeywell International Inc. Variable geometry compressor module
WO2007018528A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Honeywell International Inc. Variabale geometry nozzle device
US7412830B2 (en) * 2003-06-30 2008-08-19 Daimler Ag Compressor in the induction tract of an internal combustion engine
WO2009068137A1 (de) * 2007-11-28 2009-06-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Leitapparat für eine turbine eines abgasturboladers
WO2009092635A2 (de) * 2008-01-23 2009-07-30 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
CN101949305A (zh) * 2010-09-07 2011-01-19 康跃科技股份有限公司 涡轮增压器复合喷嘴装置
CN102383871A (zh) * 2011-07-21 2012-03-21 常州新瑞汽车配件制造有限公司 涡轮增压器及其工作方法
WO2013023441A1 (zh) * 2011-08-15 2013-02-21 无锡凯迪增压器配件有限公司 双叶片喷嘴系统的涡轮增压器
DE10352252B4 (de) * 2003-11-08 2013-09-19 Alstom Technology Ltd. Kompressor für eine Turbogruppe
US10030669B2 (en) 2014-06-26 2018-07-24 General Electric Company Apparatus for transferring energy between a rotating element and fluid

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE418479C (de) * 1923-03-17 1925-09-09 Maschf Ag Fa Deutsche Kreiselmaschine (Verdichter o. dgl.)
CH492130A (de) * 1968-08-20 1970-06-15 Escher Wyss Ag Das Laufrad eines Zentrifugalverdichters koaxial umschliessender, für die Anströmung mit Überschallgeschwindigkeit bestimmter Leitapparat
DE2442896A1 (de) * 1974-09-07 1976-03-18 Daimler Benz Ag Stroemungsmaschine mit verstelleitrad
DE3147334C1 (de) * 1981-11-28 1983-04-14 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Einrichtung zur Steuerung der engsten Strömungsquerschnitte zwischen den Diffusorleitschaufeln eines Radialverdichters, insbesondere für Gasturbinentriebwerke
DE3044920C2 (de) * 1979-11-30 1984-03-01 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Diffusor für Radialverdichter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE418479C (de) * 1923-03-17 1925-09-09 Maschf Ag Fa Deutsche Kreiselmaschine (Verdichter o. dgl.)
CH492130A (de) * 1968-08-20 1970-06-15 Escher Wyss Ag Das Laufrad eines Zentrifugalverdichters koaxial umschliessender, für die Anströmung mit Überschallgeschwindigkeit bestimmter Leitapparat
DE2442896A1 (de) * 1974-09-07 1976-03-18 Daimler Benz Ag Stroemungsmaschine mit verstelleitrad
DE3044920C2 (de) * 1979-11-30 1984-03-01 Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama, Kanagawa Diffusor für Radialverdichter
DE3147334C1 (de) * 1981-11-28 1983-04-14 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Einrichtung zur Steuerung der engsten Strömungsquerschnitte zwischen den Diffusorleitschaufeln eines Radialverdichters, insbesondere für Gasturbinentriebwerke

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7412830B2 (en) * 2003-06-30 2008-08-19 Daimler Ag Compressor in the induction tract of an internal combustion engine
DE10352252B4 (de) * 2003-11-08 2013-09-19 Alstom Technology Ltd. Kompressor für eine Turbogruppe
WO2006015613A1 (en) * 2004-08-12 2006-02-16 Honeywell International Inc. Turbocharger
WO2006137864A1 (en) * 2004-09-22 2006-12-28 Hamilton Sundstrand Corporation Variale area diffuser vane geometry
US8240984B2 (en) 2005-08-02 2012-08-14 Honeywell International Inc. Variable geometry compressor module
WO2007018528A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Honeywell International Inc. Variabale geometry nozzle device
WO2007018529A1 (en) * 2005-08-02 2007-02-15 Honeywell International Inc. Variable geometry compressor module
US8177491B2 (en) * 2005-08-02 2012-05-15 Honeywell International Inc. Variable geometry nozzle device
WO2009068137A1 (de) * 2007-11-28 2009-06-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Leitapparat für eine turbine eines abgasturboladers
WO2009092635A2 (de) * 2008-01-23 2009-07-30 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
WO2009092635A3 (de) * 2008-01-23 2010-04-22 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladeeinrichtung
US8747059B2 (en) 2008-01-23 2014-06-10 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Supercharger device
CN101949305A (zh) * 2010-09-07 2011-01-19 康跃科技股份有限公司 涡轮增压器复合喷嘴装置
CN101949305B (zh) * 2010-09-07 2013-06-05 康跃科技股份有限公司 涡轮增压器复合喷嘴装置
WO2012031381A1 (zh) * 2010-09-07 2012-03-15 Wang Hang 涡轮增压器复合喷嘴装置
CN102383871A (zh) * 2011-07-21 2012-03-21 常州新瑞汽车配件制造有限公司 涡轮增压器及其工作方法
CN102383871B (zh) * 2011-07-21 2014-12-03 常州新瑞汽车配件制造有限公司 涡轮增压器的工作方法
WO2013023441A1 (zh) * 2011-08-15 2013-02-21 无锡凯迪增压器配件有限公司 双叶片喷嘴系统的涡轮增压器
US10030669B2 (en) 2014-06-26 2018-07-24 General Electric Company Apparatus for transferring energy between a rotating element and fluid

Also Published As

Publication number Publication date
DE3844189C2 (de) 1990-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19752534C1 (de) Radialdurchströmte Abgasturboladerturbine
DE4242494C1 (en) Adjustable flow-guide for engine exhaust turbocharger - has axially-adjustable annular insert in sectors forming different kinds of guide grilles supplied simultaneously by spiral passages
EP1656523B1 (de) Diffusor für eine gasturbine und gasturbine zur energieerzeugung
EP1004748B1 (de) Laufrad für eine Strömungsmaschine
EP0126399B1 (de) Strömungskanal kurzer Baulänge
DE69725506T2 (de) Diffusor mit Gasrückführung
DE3844188C1 (de)
DE3844189C2 (de)
DE1476907C3 (de) Gasturbinentriebwerk mit zwei gleichachsig ineinander angeordneten, drehenden Läufern
DE2731721A1 (de) Gasturbinentriebwerk
CH647042A5 (de) Abdampfstutzen einer turbine.
DE4422700A1 (de) Diffusor für Turbomaschine
DE3712628A1 (de) Drallduese fuer ein kuehlsystem von gastrubinenmotoren
DE2428969A1 (de) Auslass-diffusor fuer kreiselverdichter
DE2247400B1 (de) Vorrichtung zum Abblasen von verdichteter Luft aus einem Verdichter eines Gasturbinenstrahltriebwerks
EP0235642A2 (de) Einrichtung zur Belüftung von Rotorbauteilen für Verdichter von Gasturbinentriebwerken
EP0992656B1 (de) Strömungsmaschine zum Verdichten oder Entspannen eines komprimierbaren Mediums
EP3121373A1 (de) Gekühltes turbinenlaufrad, insbesondere für ein flugtriebwerk
DE3327457C1 (de) Durchstroemturbine
CH652170A5 (de) Austrittsgehaeuse an einer turbine.
EP0131719B1 (de) Verstellbarer Leitapparat
DE19839592A1 (de) Strömungsmaschine mit gekühlter Rotorwelle
EP2243932B1 (de) Abgasturboladerturbine mit einem eine Reihe von verstellbaren Leitschaufeln umfassenden Leitapparat
EP1288435B1 (de) Turbinenschaufel mit zumindest einer Kühlungsöffnung
DE19854835B4 (de) Druckbetätigte Anordnung zur Schaufelspitzenspiel-Steuerung in einer Gasturbinen-Rotorstufe

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MTU AERO ENGINES GMBH, 80995 MUENCHEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee