DE3844189C2

DE3844189C2 -

Info

Publication number: DE3844189C2
Application number: DE3844189A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. 8035 Gauting De Woehrl; Gerhard 8000 Muenchen De Brueckner; Manfred 8047 Karlsfeld De Dupslaff
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1990-10-11
Also published as: DE3844189A1

Description

Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Radialdiffusor für einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruches 1.The invention relates to an adjustable radial diffuser for a compressor according to the preamble of the patent saying 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.Such a radial diffuser has the task of Gas flow through the compressor rotor supplied flow reduce speed and its kinetic Thereby converting energy into static pressure. There Engines with different performances and therefore different gas throughputs can be operated, it is necessary to attach such diffusers to the bottom different gas throughputs to adapt to all Be drive conditions an optimal efficiency of the To achieve energy conversion. The print throughput characters The statistics for a diffuser depend on its location and geo from the so-called diffuser narrow surface. This diffu Sore narrow areas are defined as the smallest area normal to the direction of flow between two neighboring diffusers scoops. At low gas throughput, the diffuser narrow areas should be as small as possible, and with maximum throughput accordingly larger. For this purpose, it is known to Diffu to make sor scoops adjustable in different ways to be able to vary the said diffuser narrow surfaces.

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.For example, from DE-PS 4 18 479 is an adjustment bar diffuser become known, in which the diffuser shovels from each translationally movable shovel front parts and fixed blade rear parts exist, with the movability of the blade front areas the diffuser cross sections can be changed. These However, arrangement has the disadvantage that due to the one another sliding side surfaces of the two blade parts one on the one hand thermal expansion problems, on the other hand frictional corrosion problems (fretting) occur, and also considerable aero dynamic losses due to the unfavorable blade profile are inevitable. Another disadvantage is that of the Blade pressure side to blade suction side leakage currents on the abutting surfaces between the diffuser blades and further reduce the efficiency of the diffuser housing.

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.DE-PS 30 44 920 discloses an arrangement in which Part blades are movable in that two one Bucket-associated eccentrics are moved together, see above that the partial blades are movable in the direction of flow. This arrangement is not suitable for cooperation with Voraufeln and also demonstrates aerodynamically high the inlet part of the blade gap between the Shovel and the diffuser housing, causing the aero dynamic efficiency is significantly reduced.

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 Betriebszuständen 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 Verschmutzung der Bypasskanäle oder der Schieberkinematik, wodurch die Funktionsfähigkeit der Kennfeldanpassung insgesamt in Frage gestellt sein kann.From DE-PS 31 47 334 is finally a radial diffuser become known in which the diffuser blades bypass channels which have the blade pressure and blade suction side connect with each other. Through one inside each diffuser Shovel that can be moved parallel to the wall is the slant bypass duct running through it flow cross section changeable or lockable. These Arrangement has the disadvantage that in operating conditions in the partial load range, Experience has shown that a significant part of the overall operation of a gas turbine makes up the aerodynamic blade contour is very unfavorable, which leads to a deterioration in efficiency leads. There is also a risk of fretting corrosion such as contamination the bypass channels or the slide kinematics, which improves the functionality the map adaptation as a whole be questioned can.

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 Diffusorengflächen dadurch bewirkt, daß die Vorschaufeln und eventuell zusätzlich die Hauptschaufeln verschwenkbar angeordnet sind. Eine derartige Anordnung hat jedoch einerseits den Nachteil, daß relativ geringe Winkelveränderungen zu erheblichen Änderungen der Diffusorengflächen führen, was eine sehr exakte und somit aufwendige Verstellkinematik erfordert, die zu dem bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen ausreichend genau arbeiten muß. Ferner läßt sich nicht verhindern, daß zwischen den Schaufeln und den Wandungen außerhalb der Bereiche der Drehteller Spalte verbleiben, durch die von der Druck- zur Saugseite Leckströme fließen und somit den Wirkungsgrad beeinträchtigen.Alternatively, it is known to have a radial diffuser with main blades and to equip blades, as is the case, for example, in the CH-PS 4 92 130 is disclosed. With this arrangement there will be a change of the narrow diffuser surfaces causes the blades to and possibly additionally arranged the main blades pivotably are. On the one hand, such an arrangement has the disadvantage that relatively small changes in angle lead to significant changes in the Diffuser narrow surfaces lead, which is a very exact and therefore expensive Adjustment kinematics requires that at different operating temperatures must work with sufficient accuracy. Furthermore, do not prevent between the blades and the walls outside the areas of the turntable column remain, by which of the Leakage currents flow from the pressure to the suction side and thus the efficiency affect.

Aus der DE-OS ist schließlich ein gattungsgemäßer Radialdiffusor bekannt geworden, der translatorisch bewegbare Blechstreifen als "Schaufeln" aufweist, die in Nuten geführt sind. Diese Anordnung hat neben erheblichen strömungsmechanischen den weiteren Nachteil, daß sich Schmutz, der vom Verdichter angesaugt wurde, in den Nuten ablagert und hierdurch die Verstellbarkeit hinsichtlich erforderlichem Kraftaufwand und Verstellbereich erheblich einschränken kann.Finally, a generic radial diffuser is from DE-OS became known, the translationally movable sheet metal strip as "blades" which are guided in grooves. This arrangement in addition to considerable fluid mechanics, has the further disadvantage that dirt sucked in by the compressor is in the grooves deposits and thereby the adjustability with regard to the necessary Can significantly reduce effort and adjustment range.

Ausgehend von der im Stand der Technik bekannten Anordnung ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Eindringen von Schmutz in die Schienen-Nutverbindung zu verhindern, bzw. eingedrungenen Schmutz zu entfernen, um auch bei längerem Betrieb unter ungünstigen Umgebungsbedingungen (partikelhaltige, verschmutzte Luft) eine leichtgängige Verstellung des Diffusors zu gewährleisten.Based on the arrangement known in the prior art, it is thus the object of the present invention is the penetration of dirt to prevent or penetrate into the rail-groove connection To remove dirt, even under prolonged operation under unfavorable Environmental conditions (air containing particles, polluted) to ensure smooth adjustment of the diffuser.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, the task is performed in the labeling part of the Features specified claim 1 solved.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß Ablagerungen von Schmutz in den Führungsnuten verhindert werden, 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. Die Längsrinnen erstrecken sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Führungsschienen bzw. Führungsnuten, so daß Schmutzpartikel aus dem Bereich der Dichtflächen weggefördert werden können. Hierdurch wird auch bei Einsatz der Turbine unter stark verschmutzter Atmosphäre eine Beweglichkeit der Diffusorschaufeln sichergestellt.The main advantages of the invention are that deposits of dirt in the guide grooves, and thus the Adjustment cannot be hindered by such dirt. The Dirt penetrating into the rail / groove guide is removed by air flow, those from the area of higher pressure downstream of the diffuser inflows, transported away. The longitudinal channels preferably extend over the entire length of the guide rails or guide grooves, so that dirt particles are transported away from the area of the sealing surfaces can be. As a result, even when using the turbine mobility of the diffuser blades under a heavily polluted atmosphere ensured.

Vorzugsweise sind die Längsrinnen einerseits im schaufeldruckseitigen Schienenfußbereich der Führungsschienen vorgesehen, 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 gedrückte Schmutzpartikel in die Dichtfläche gelangen, sondern im Gegenteil vorher abtransportiert werden können.The longitudinal channels are preferably on the one hand in the blade pressure side Rail foot area of the guide rails provided, and on the other hand in the suction-side groove walls in the area of the groove base. Hereby is prevented from the area of the blade pressure side by the Dirt particles pressed between the blades and the wall get into the sealing surface, but on the contrary, transported away beforehand can be.

Die Ausblasbohrungen weisen vorzugsweise im Bereich der Einmündung 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 Ausblasgeschwindigkeit ist, um so größer ist die Reinigungswirkung.The blow-out holes preferably point in the region of the junction in the guide grooves on inlet nozzles, which advantageously achieved is that the pressure loss when flowing into the blow-out bore minimized and thus more pressure converted into speed becomes. The higher the blowing speed, the greater it is Cleaning effect.

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.There are preferably two blow-out holes per guide groove, from the direction of the diffuser inlet into the guide grooves flow into. This allows each longitudinal channel with a blow-out hole connect and supply with a constant air flow.

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 vorgesehen. Diese Anordnung erfordert den geringsten Fertigungs- und Reparaturaufwand. Die Leitschienen sind normalerweise geradlinig ausgebildet, so daß die bewegbaren Hauptschaufeln translatorisch bewegt werden. Alternativ ist es jedoch genau so möglich, die Leitschienen bogenförmig zu fertigen, wenn dies aus konstruktiver oder aerodynamischer Sicht Vorteile bringt.In an advantageous development of the invention is on the housing side Butt faces of each main blade each have a rail / groove guide intended. This allows good guidance of the movable Paddle and support the reaction forces. Further are advantageously the gaps on both sides of the blades the guide rails covered. The guide rails are preferred attached to the main blades, and the guide grooves in Diffuser housing provided. This arrangement requires the least Manufacturing and repair costs. The guardrails are normal rectilinear, so that the movable main blades be moved translationally. Alternatively, however, it is just as possible to manufacture the guardrails arcuately if this is from a constructive or aerodynamic view brings advantages.

Die Leitschienen sind im Querschnitt vorzugsweise rechteckig ausgebildet, was fertigungstechnisch einfach ist. Genauso ist es jedoch möglich, die Leitschienen im Querschnitt anders zu formen, insbesondere trapezartig oder schwalbenschwanzartig.The guide rails are preferably rectangular in cross section, which is technically simple. It is exactly the same, however possible to shape the guardrails differently in cross-section, in particular trapezoidal or dovetailed.

Die Gleitflächen der Führungsschienen und/oder der Führungsnuten sind in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung mit einer reibungsmindernden Beschichtung versehen. Hierdurch wird einerseits Reibkorrosion verhindert, und andererseits lassen sich die zur Verstellung erforderlichen Kräfte hierdurch vermindern.The sliding surfaces of the guide rails and / or the guide grooves are in an advantageous development of the invention with a friction-reducing Provide coating. This will, on the one hand Fretting corrosion prevented, and on the other hand can be used for Reduce the necessary forces.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will now be described with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It shows:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Verdichter mit nachgeschaltetem Diffusor, Fig. 1 is an axial section through a compressor with a downstream diffuser,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Verdichter mit nachgeschaltetem Diffusor, Fig. 2 shows a cross section through a compressor with a downstream diffuser,

Fig. 3 einen weiteren Schnitt durch den erfindungsgemäßen Diffusor, Fig. 3 is a further section through the inventive diffuser,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Diffusorschaufelpaares, Fig. 4 is a schematic perspective view of a diffuser vane pair,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Diffusorschaufel, Fig. 5 shows a cross section through a diffuser vane,

Fig. 6 eine perspektivische schematische Ansicht einer Diffusorschaufel, Fig. 6 is a perspective schematic view of a diffuser vane,

Fig. 7 zwei schematisch dargestellte Diffusorschaufel paare mit dazwischen liegender Diffusoreneng fläche. Fig. 7 shows two schematically illustrated diffuser vane pair with intermediate diffuser narrow surface.

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 the axial section according to FIG. 1, a radial compressor 1 can be seen, which rotates about the axis 2 . The conveyed gas flow is conveyed into the region of the diffuser blades 4 of the radial diffuser 5 via the radial blades 3 distributed around the circumference. The air is then collected in the spiral air collector 6 and fed to a further compressor or a combustion chamber connected downstream. The radial compressor 1 thus converts drive energy supplied from the outside into potential and kinetic energy of the flow medium. In the radial diffuser 5 provided with the diffuser blades 4 , the kinetic energy is then partially converted into potential energy in the form of pressure by deceleration. The deceleration mentioned is determined by the contour of the diffuser blades 4 .

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.In the cross section according to FIG. 2 it can be seen that the radial diffuser 5 consists of a number of front blades 7 distributed on the circumference and wedge-shaped main blades 8 arranged downstream thereof. While the front blades 7 are arranged fixed to the housing, the main blades 8 , as indicated by arrows, can be moved approximately translationally. Due to the movement of the main blades 8 , the diffuser narrow surface indicated by the broken line 9 between adjacent diffuser blades 8 can be varied in adaptation to changing gas throughputs.

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. Fig. 3 shows a section through the radial diffuser according to the invention. 5 Radially outside of the radial blades 3 of the radial compressor, an annular flow channel 10 is provided, in which the blades 7 and the main blades 8 are arranged. The walls of the flow channel 10 are defined by the two housing discs 11 and 12 , the housing disc 11 with the spiral housing 13 of the air collecting spiral 6 , and the housing disc 12 are connected to the compressor housing 14 .

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.In the housing disks 11 and 12 guide grooves 15 a and 15 b are embedded, in which with the main blade 8 shown guide rails 16 a and 16 b are slidably supported GE.

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.The main blade 8 is also connected with a bolt 17 , to which a control lever 19 is attached via a ball joint 18 . This is coupled via a further ball joint 20 to a pin 22 mounted in a rotating adjusting ring 21 . The adjusting lever 19 has means for individually adjusting its length and thus for individually adjusting the individual narrow diffuser surfaces. The bolt 17 is inserted through an elongated hole 23 in the housing disc 11 .

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.The entire adjustment kinematics from the bolt 17 to the adjusting ring 21 of each individual main blade 8 is accommodated in a ring-shaped storage space 25 , which is connected via the elongated hole 23 to the flow channel 10 of the radial diffuser. On the other hand, the storage space 25 is sealed off from other rooms via seals 26 . Thus there is about that static pressure in the adjusting space 25 which is built up at the level of the elongated hole 23 in the radial diffuser 5 . Although the elongated hole 23 is largely covered by the main blade 8, so means are provided to ensure preferably from the pressure side of the main blade 8 is a flow connection between the flow passage 10 and the control room 25th The radially inner region of the adjusting space 25 is connected to the guide grooves 15 a in the spiral disk 11 via blow-out bores 27 a . The cavities of the guide grooves 15 a are otherwise sealed by the main blades 8 against the flow channel 10 . On the other hand, there is in this upstream region of the radial diffuser 5 a lower pressure than in the region of the slot 23 so that a gas flow through the elongated hole 23, the actuating chamber 25 and the blow-out holes 27 a a can be carried out towards the cavity of the guide grooves 15 °. About the sealing gap between the main blades 8 and the housing disc 11 will thus blow a small air flow to the outside, the deposits of dirt, but especially prevents dirt from entering the cavity.

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 analog 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. Between the housing plate 12 and the compressor housing 14, a further annular chamber 28 is provided which communicates through one or more holes 29 to the diffuser exit area 30, and on the other hand b b via blow-out holes 27 with the guide grooves 15 in the housing plate 12 is connected. Thus, analogous to the other side, there is an air flow from the area of high pressure in the diffuser outlet area 30 via the bore 29 , the annular space 28 , the blow-out bores 27 b to the cavity of the guide grooves 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.The front blade 7 is clamped via a rivet 24 between the housing discs 11 and 12 so that it is fixed between the blade and the wall without a sealing gap. The housing disc 12 and the spiral housing 13 are detachably connected to the compressor housing 14 by means of screws 31 .

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.In the schematic perspective view according to FIG. 4, a front blade 7 fastened to the housing disk 12 by means of the rivet 24 can be seen, as well as the translationally movable main blade 8 . At this are provided on both the housing-side abutment surfaces 32 a and b, the guide rails 16 a and b placed 16, further wherein the b cooperating with the guide rail 16 guide groove 15 b in the housing disk 12 is shown. The translational movement of the main blade 8 can be achieved in that the adjusting ring 21 is rotated in the circumferential direction by means of a rotating device (not shown), the main blade 8 being guided along the guide rails 16 a , b / guide grooves 15 a , via the pin 22 and bolt 17, which are only indicated schematically. b is movable.

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.The guide grooves 15 a , b are provided with longitudinal channels 33 , while the guide rails 16 a , b are provided with analog longitudinal rails 34 . These longitudinal channels 33 and 34, which are preferably semicircular in cross section, are shown enlarged in the cross section according to FIG. 5. Since it can be seen that the longitudinal grooves 34 are provided in those flanks of the guide rails 16 a , 16 b , which face the pressure side designated DS of the main blade 8 . These longitudinal channels 34 are arranged in the foot area of the guide rails 16 a , 16 b .

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.The longitudinal channels 33 are also arranged in the groove base of the guide grooves 15 a , 15 b on the side surfaces, specifically on those closer to the suction side designated SS by the main blade 8 .

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, und zwar im Bereich der diffusorein trittsseitigen Enden dieser Nuten. 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.The longitudinal channels 33 and 34 are connected via blow-out bores 27 a and 27 b to the spaces outside the housing disks 11 and 12 . In this case, two blow-out holes 27 a are indicated in the area of the housing disk 11 , which communicate with both longitudinal grooves 33 and 34 , while in the area of the housing disk 12 only one blow-out hole 27 b is indicated, which communicates directly with the bottom of the guide groove 15 b , and are only indirectly connected to the longitudinal channels 33 and 34 . As can be seen in FIG. 3, the outlet bores 27 a , b open into the guide grooves 15 a , b , specifically in the region of the ends of these grooves on the entry side. As shown by the blow-out bore 27 b of FIG. 5, the blow-out bores can have inlet nozzles 35 . It is at the discretion of the person skilled in the art to select the number and direction of the blow-out bores 27 a , b as required.

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. 6, the mode of action of the discharge of dirt particles is shown in a schematic perspective view. The only schematically indicated main blade 8 is arranged between the housing disks 11 and 12 . The blow-out bore 27 a cooperates with the longitudinal channel 34 in the foot region of the guide rail 16 a . As indicated by arrows, air flows through the outlet bore 27 a and flows through the longitudinal groove 34 , with part of the air escaping to the outside. Dirt particles that nevertheless get into the area of the guide rail 16 a , b are entrained in the direction of the diffuser outlet area by the main air flow located in the longitudinal channels 34 . This reliably prevents contamination and thus an impairment of the mobility of the main blade 8 .

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.In Fig. 7 is shown schematically how the diffuser narrow surface represented by the line 9 between be adjacent pairs of diffuser blades can be changed by the sliding speed of the main blades 8 . The ent along the guide rails 16 movable blades ver change the width of the flow channel 36 , whereby the diffuser narrow surface is changeable. At the same time, leakage currents from the pressure side DS to the suction side SS can only take place in the front area of the main blade 8 , in which the guide rail 16 is not present. In the area of the blades 7 before and in the remaining area of the main blade 8 there are therefore no leakage currents, which leads to a substantial improvement in efficiency compared to conventional radial diffusers. In the embodiment shown, the guide rails 16 are curved in the manner of an arc. In the case of straight guide rails 16 , however, the relationship is analogous.

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°.The ratio of the width of the flow channel 36 to the distance 9 of adjacent diffuser vane pairs is expediently varied by the movement of the main vanes 8 in the range 0-0.35. The angle α between the narrow surface 9 and the tangent direction of the blade 7 in the region of the flow channel 36 is preferably approximately α = 90 ° -130 °.

Claims

1. Adjustable radial diffuser for a compressor, which has displaceable blades for changing the narrow cross section of the diffuser, each blade ( 8 ) on at least one of the abutting surfaces ( 32 a , b ) with the diffuser housing a rail / groove guide ( 15 , 16 ) , in which it can be displaced essentially parallel to its chord direction, characterized in that the ends of the guide grooves ( 15 a, b) on the diffuser inlet side communicate with a diffuser outlet region ( 30 ) via blow-out bores ( 27 a, b) , and in the region of the sliding surfaces longitudinal channels ( 33, 34 ) are provided between guide rails ( 16 a, b) and guide grooves ( 15 a, b) , which run over part of the length of the guide rails ( 16 a, b) and / or guide grooves ( 15 a, b) extend.

2. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that on both housing-side abutment surfaces ( 32 a , b ) a rail / groove guide ( 15 , 16 ) is provided.

3. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the guide rails ( 16 a , b ) on the main blades ( 8 ) are attached, and the guide grooves ( 15 a , b ) are provided in the diffuser housing.

4. Radial diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the guide rails ( 16 a , b ) are arcuate.

5. Radial diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the guide rails ( 16 a , b ) are rectangular in cross section.

6. Radial diffuser according to one of the preceding claims, characterized in that the sliding surfaces in the guide rails ( 16 a , b ) and / or the guide grooves ( 15 a , b ) are provided with a friction-reducing coating.

7. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the longitudinal grooves ( 34 ) over more than half the length of the guide rails ( 16 a , b ) he stretch.

8. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the longitudinal channels ( 34 ) in the blade pressure side rail foot region of the guide rails ( 16 a , b ) are provided.

9. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the longitudinal grooves ( 33 ) of the guide grooves ( 15 a , b ) are provided in the suction-side groove walls in the region of the groove base.

10. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the blow-out bores ( 27 a , b ) in the region of an opening in the guide grooves ( 15 a , b ) have inlet nozzles ( 35 ).

11. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that each guide groove ( 15 a , b ) two blow holes ( 27 a , b ) are assigned.

12. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that the blow-out holes ( 27 a , b ) from the diffuser inlet side direction open into the guide grooves ( 15 a , b ).

13. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that an annular space ( 25 ) for the blade adjustment kinematics is provided, which communicates with the outlet-side diffuser area ( 30 ), and the outlet openings ( 27 a ) from the space ( 25 ) to the guide grooves ( 15 a ) lead.

14. Radial diffuser according to claim 1, characterized in that an annular space ( 28 ) is seen in front of the blade adjustment kinematics against the opposite housing side, which on the one hand with the outlet-side diffuser area ( 30 ) and on the other hand from the blow openings ( 27 b ) with the Guide grooves ( 15 b ) is connected.