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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Rotorlaufschaufel für einen
Kreiselverdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten, wie sie
beispielsweise in der
FR 933 259 beschrieben
ist.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine zylindrische Laufschaufel für einen
Zentrifugal- bzw. Kreiselrotor eines mehrstufigen Verdichters mit
einem mittelhohen Strömungskoeffizienten.
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Auf
dem Gebiet der Kreiselverdichter ist der Strömungskoeffizient als Φ = (4·q)/(π·d2·u'') definiert, worin:
q der Volumendurchfluss
ist;
d der Außendurchmesser
des Rotors ist;
u'' die Umfangsgeschwindigkeit
des Rotors ist.
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Dieser
dimensionslose Koeffizient kann dazu verwendet werden, die Betriebscharakteristika
des Verdichters zu definieren, und kann eingesetzt werden, um die
unterschiedlichen Verdichterbauarten in der Entwicklungsstufe zu
klassifizieren.
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Verdichter
sind folglich dazu eingerichtet, entsprechend den Anwendungen, für die sie
bestimmt sind, unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten zu bewältigen,
in anderen Worten bei unterschiedlichen Werten des Strömungskoeffizienten
zu arbeiten.
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Somit
sind beispielsweise Verdichter mit einem mittleren Strömungskoeffizienten
als diejenigen definiert, bei denen Φ Werte in der Nähe von 0,04 aufweist,
während
Verdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten als diejenigen
definiert sind, für
die Φ ungefähr 0,06
beträgt.
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Jedoch
betrifft eine der für
sämtliche
Verdichter gemeinsamen Hauptanforderungen den hohen aerodynamischen
Wirkungsgrad, der in den meisten der Stufen erreicht werden muss.
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Die
geometrische Konfiguration der Laufschaufelung beeinflusst wesentlich
den aerodynamischen Wirkungsgrad aufgrund der Tatsache, dass die geometrischen
Eigenschaften der Laufschaufel die Verteilung der relativen Geschwindigkeiten
des Fluids entlang des Rotors bestimmen und somit die Verteilung
der Grenzschichten entlang der Wände
sowie bei der endgültigen
Analyse die Reibverluste beeinflussen.
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Der
aerodynamische Wirkungsgrad ist für Rotoren, die mit Stufen ausgeführt sind,
die zweidimensionale Laufschaufeln aufweisen, in anderen Worten
rein radiale Rotoren, bei denen die Laufschaufeln flach oder zylindrisch
mit zu der Drehachse parallelen Erzeugenden ausgebildet sind, besonders entscheidend.
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Konventionell
weisen die in dieser Rotorbauart eingesetzten Laufschaufeln aus
Gründen
der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung eine verhältnismäßig einfache
Geometrie auf, bei der die Mittellinie des Abschnitts aus einem
Bogen eines Umfangs besteht und die Dicke entlang der Laufschaufel
konstant ist, abgesehen von dem Bereich der vorderen Kante, der
durch eine halbrunde Kehle oder einen halbkreisförmigen Übergang oder in Einzelfällen durch
eine Reduktion der Dicke gebildet ist.
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Obwohl
zweidimensionale Laufschaufeln mittels verhältnismäßig einfacher maschineller
Bearbeitungsprozesse hergestellt werden und folglich weit verbreitet
sind, lässt
ihre Geometrie es nicht zu, einen hohen aerodynamischen Wirkungsgrad
des Rotors zu erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung strebt deshalb an, eine Laufschaufel zu schaffen,
die durch eine einfache Konfiguration die Erreichung eines hohen
aerodynamischen Wirkungsgrads ermöglicht.
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Die
vorliegende Erfindung sucht auch danach, eine Laufschaufel zu schaffen,
die in wirtschaftlicher Weise in großem Umfang mittels automatisierter
Prozesse hergestellt werden kann.
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Gemäß der Erfindung
ist eine zylindrische Laufschaufel für einen Rotor der rein radialen
Bauart eines Kreiselverdichters mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten
geschaffen, wobei die Laufschaufel zwischen einer Scheibe und einer
Gegenscheibe positioniert ist, wodurch der Rotor gebildet ist, und
eine erste Fläche
der Druckseite sowie eine zweite Fläche der Saugseite aufweist,
die die gleiche Krümmung
aufweisen, wobei beide zu der Drehachse (Z) des Rotors parallele
Erzeugende aufweisen, wobei die Krümmungslinien der Flächen in
der Richtung der Achse (Z) durch einen ersten Abschnitt der Laufschaufel,
der mit der Gegenscheibe in Kontakt steht, und durch einen zweiten
Abschnitt der Laufschaufel, der mit der Scheibe in Kontakt steht,
definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem rechtshändigen kartesischen
Referenzsystem (Y, X, Z), das eine Ordinatenachse (X) und eine Abszissenachse
(Y) aufweist, wobei die Ebene (Y, X) mit dem zweiten Kontaktabschnitt
zusammenfällt
und wobei die Achse (Z) mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt und
in Richtung zu dem Innenraum der Maschine hin ausgerichtet ist,
der Schnitt jeder der Flächen
mit dem Abschnitt zwei gekrümmte
Linien, nämlich
eine erste Randlinie der Druckseite und eine zweite Randlinie der
Saugseite, definiert, die durch eine diskrete Menge von Punkten
bestimmt sind, die zu den Linien gehören und deren Koordinaten (y,
x, z) in Bezug auf die drei Achsen (Y, X, Z) in Abhängigkeit
von dem Außenradius
(R) des Rotors (20) als die Verhältnisse y/R, x/R und z/R ausgedrückt sind,
wobei die Koordinaten (y, x, z) der Punkte innerhalb eines Bereichs
von ±0,600
mm variabel sind, wobei die Linie (6) durch die folgenden
Verhältnisse
definiert ist:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R
= 0.527; y/R = –0.347;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.539; y/R = –0.343;
z/R = –0.151;
x/R
= 0.551; y/R = –0.338;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.563; y/R = –0.332;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.574; y/R = –0.327;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.585; y/R = –0.321;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.597; y/R = –0.313;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.608; y/R = –0.308;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.619; y/R = –0.301;
z/R = –0.146;
x/R
= 0.630; y/R = –0.294;
z/R = –0.145;
x/R
= 0.640; y/R = –0.287;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.651; y/R = –0.281;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.662; y/R = –0.274;
z/R = –0.143;
x/R
= 0.673; y/R = –0.267;
z/R = –0.142;
x/R
= 0.684; y/R = –0.259;
z/R = –0.141;
x/R
= 0.694; y/R = –0.252;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.705; y/R = –0.245;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.715; y/R = –0.238;
z/R = –0.139;
x/R
= 0.726; y/R = –0.230;
z/R = –0.138;
x/R
= 0.736; y/R = –0.223;
z/R = –0.137;
x/R
= 0.747; y/R = –0.215;
z/R = –0.136;
x/R
= 0.757; y/R = –0.202;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.767; y/R = –0.200;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.778; y/R = –0.2192;
z/R = –0.134;
x/R
= 0.788; y/R = –0.185;
z/R = –0.133;
x/R
= 0.798; y/R = –0.177;
z/R = –0.132;
x/R
= 0.808; y/R = –0.169;
z/R = –0.131;
x/R
= 0.818; y/R = –0.161;
z/R = –0.130;
x/R
= 0.828; y/R = –0.153;
z/R = –0.129;
x/R
= 0.839; y/R = –0.146;
z/R = –0.128;
x/R
= 0.849; y/R = –0.138;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.859; y/R = –0.130;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.869; y/R = –0.122;
z/R = –0.126;
x/R
= 0.878; y/R = –0.114;
z/R = –0.125;
x/R
= 0.888; y/R = –0.105;
z/R = –0.124;
x/R
= 0.898; y/R = –0.097;
z/R = –0.123;
x/R
= 0.908; y/R = –0.089;
z/R = –0.122;
x/R
= 0.918; y/R = –0.081;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.928; y/R = –0.073;
z/R = –0.120;
x/R
= 0.938; y/R = –0.065;
z/R = –0.119;
x/R
= 0.948; y/R = –0.057;
z/R = –0.118;
x/R
= 0.957; y/R = –0.049;
z/R = –0.117;
x/R
= 0.967; y/R = –0.040;
z/R = –0.116;
x/R
= 0.977; y/R = –0.032;
z/R = –0.115;
x/R
= 0.987; y/R = –0.024;
z/R = –0.114;
x/R
= 0.997; y/R = –0.016;
z/R = –0.113;
x/R
= 1.006; y/R = –0.008;
z/R = –0.113;
wobei
die Linie 8 durch die folgenden Verhältnisse definiert ist:
x/R
= 0.513; y/R = –0.348;
z/R = –0.153;
x/R
= 0.522; y/R = –0.338;
z/R = –0.153;
x/R
= 0.532; y/R = –0.330;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.543; y/R = –0.323;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.554; y/R = –0.316;
z/R = –0.151;
x/R
= 0.565; y/R = –0.310;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.575; y/R = –0.303;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.586; y/R = –0.297;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.597; y/R = –0.290;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.608; y/R = –0.284;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.619; y/R = –0.277;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.630; y/R = –0.271;
z/R = –0.146;
x/R
= 0.641; y/R = –0.264;
z/R = –0.145;
x/R
= 0.651; y/R = –0.257;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.662; y/R = –0.250;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.672; y/R = –0.243;
z/R = –0.143;
x/R
= 0.683; y/R = –0.236;
z/R = –0.142;
x/R
= 0.693; y/R = –0.228;
z/R = –0.141;
x/R
= 0.704; y/R = –0.221;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.714; y/R = –0.214;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.725; y/R = –0.207;
z/R = –0.139;
x/R
= 0.735; y/R = –0.199;
z/R = –0.138;
x/R
= 0.745; y/R = –0.192;
z/R = –0.137;
x/R
= 0.755; y/R = –0.184;
z/R = –0.136;
x/R
= 0.766; y/R = –0.176;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.776; y/R = –0.169;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.786; y/R = –0.161;
z/R = –0.134;
x/R
= 0.796; y/R = –0.153;
z/R = –0.133;
x/R
= 0.806; y/R = –0.146;
z/R = –0.132;
x/R
= 0.816; y/R = –0.138;
z/R = –0.131;
x/R
= 0.826; y/R = –0.130;
z/R = –0.130;
x/R
= 0.836; y/R = –0.122;
z/R = –0.129;
x/R
= 0.846; y/R = –0.114;
z/R = –0.128;
x/R
= 0.856; y/R = –0.106;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.866; y/R = –0.098;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.876; y/R = –0.090;
z/R = –0.125;
x/R
= 0.886; y/R = –0.082;
z/R = –0.124;
x/R
= 0.896; y/R = –0.074;
z/R = –0.123;
x/R
= 0.905; y/R = –0.066;
z/R = –0.122;
x/R
= 0.915; y/R = –0.058;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.925; y/R = –0.050;
z/R = –0.120;
x/R
= 0.935; y/R = –0.041;
z/R = –0.119;
x/R
= 0.945; y/R = –0.033;
z/R = –0.118;
x/R
= 0.954; y/R = –0.025;
z/R = –0.117;
x/R
= 0.964; y/R = –0.017;
z/R = –0.116;
x/R
= 0.974; y/R = –0.009;
z/R = –0.115;
x/R
= 0.984; y/R = –0.001;
z/R = –0.114;
x/R
= 0.994; y/R = –0.008;
z/R = –0.113.
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Die
Erfindung ist nachstehend in größeren Einzelheiten
zu Beispielszwecken mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in
denen zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines Rotors, der Laufschaufeln gemäß der Erfindung
aufweist, teilweise im Querschnitt;
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2 eine
im Teilschnitt dargestellte Ansicht des Rotors, geschnitten durch
die Linie II-II in 1;
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3 eine
schematisierte axonometrische Darstellung einer Laufschaufel gemäß der Erfindung;
-
4 das
Profil der Laufschaufel nach 3.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 weist
ein zu einem Kreiselverdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten
gehörender
Rotor 20 der rein radialen Bauart mit einem Außenradius
R mehrere zylindrische Laufschaufeln 1 auf, die zwischen
einer Scheibe 21 und einer Gegenscheibe 22 positioniert
sind.
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Die
Laufschaufeln 1 sind durch ein bewährtes Verfahren einstückig mit
der Scheibe 21 und/oder der Gegenscheibe 22 hergestellt
oder an der Scheibe 21 angebracht.
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Jede
Laufschaufel 1 weist eine erste Fläche 3 der Druckseite,
die in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors, wie sie durch den
Pfeil F in 1 angezeigt ist, nach vorne
weist sowie eine zweite Fläche 5 der
Saugseite auf, die der ersten Fläche
gegenüberliegt
bzw. zu dieser entgegengesetzt gerichtet ist.
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Die
Flächen 3 und 5 sind
zylindrisch und sind im Wesentlichen mit gleicher Krümmung sowie
mit Erzeugenden hergestellt, die parallel zu der Drehachse Z des
Rotors 20 ausgerichtet sind.
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Die
beiden Flächen 3 und 5 sind
an einem Ende über
eine vordere Kante 4 miteinander verbunden, die an dem
Saugeinlass des Rotors angeordnet ist, der durch eine Verjüngung der
Dicke der Laufschaufel 1 gebildet ist.
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An
dem Auslassende des Rotors enden die vorerwähnten Flächen 3 und 5 in
einer Querkante 2 bündig
mit dem Außenumfang
der Scheibe 21 und der Gegenscheibe 22.
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Wie
deutlicher in den 3 und 4 veranschaulicht,
weist die Laufschaufel 1 an ihrer Verbindung mit der Scheibe 21 einen
ersten Abschnitt 9 auf, der flach ist und auf einer Ebene
Y, X eines rechtshändigen
kartesischen Systems liegt, das eine Abszissenachse Y, eine Ordinatenachse
X und eine Achse Z aufweist, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt und
zu dem Innenraum der Maschine hin orientiert ist.
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Der
Ursprung 0 dieses Referenzsystems liegt an dem Schnittpunkt
der Ebene Y, X, in der der Verbindungsabschnitt 9 liegt,
mit der Drehachse des Rotors.
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Die
Laufschaufel 1 ist mit der Gegenscheibe 22 an
einem zweiten Abschnitt 7 verbunden, der gemäß der bekannten
Technik in der Nähe
der Vorderkante 4 in einer derartigen Weise gekrümmt ist,
dass er der Krümmung
der Gegenscheibe 22 an dem Einlass des Rotors folgt.
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Da
die Laufschaufel 1, wie vorstehend angegeben, von der zylindrischen
Bauart ist, stimmen die Projektionen der Abschnitte 7 und 9 auf
die Ebene Y, X im Wesentlichen miteinander überein.
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Das
Profil der Laufschaufel 1 und demgemäß ihre Krümmung sind folglich durch die
Verschneidung der Flächen 3 und 5 mit
der Ebene Y, X gekennzeichnet.
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Für eine vollständige Definition
der Krümmung
der Laufschaufel 1 ist es jedoch erforderlich, auch die
Krümmung
des Abschnitts 7 in der Nähe der Vorderkante 4 der
Laufschaufel sowie in der Richtung des Einlasses des Rotors zu bezeichnen.
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Deshalb
ist, wenn dieser Abschnitt 7 in dem dreidimensionalen Raum
mittels des vorerwähnten kartesischen
Referenzsystems Y, X, Z identifiziert worden ist, die Laufschaufel 1 definiert.
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Insbesondere
bildet die Verschneidung der Flächen 3 und 5 mit
dem Abschnitt 7 zwei gekrümmte Linien, nämlich eine
erste Randlinie 6 auf der Druckseite sowie eine zweite
Randlinie 8 auf der Saugseite, die durch eine diskrete
Menge von Punkten 10 bestimmt sind, die zu diesen gehören und
deren Koordinaten x, y, z in Bezug auf die drei Achsen Y, X, Z in geeigneter
Weise in Abhängigkeit
von dem Außenradius
R des Rotors 20 ausgedrückt
werden.
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In
entsprechender Weise bildet die Verschneidung der Flächen 3 und 5 mit
dem Abschnitt 9 zwei gekrümmte Linien, nämlich eine
dritte Randlinie 6' auf
der Druckseite und eine vierte Randlinie 8' auf der Saugseite.
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Da
die Laufschaufel 1 zylindrisch ist und da das kartesische
Referenzsystem Y, X, Z festgesetzt worden ist, sind die Randlinien 6' und 8' durch die gleichen
x- und y-Koordinaten
wie diejenigen der entsprechenden Linien 6 und 8 definiert,
während
sie eine z-Koordinate von 0 für
sämtliche
auf ihnen liegenden Punkte aufweisen.
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Die
Flächen 3 und 5 und
im Wesentlichen die Laufschaufel 1 können mittels automatisierter
Maschinen, beispielsweise solche numerisch gesteuerter Bauart oder
dergleichen, in geeigneter Weise ausgebildet werden.
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Gemäß den Betriebsbedingungen,
für die
sie vorgesehen sind, kann der Rotor 20 und können demgemäß die Laufschaufeln 1 auch
in unterschiedlichen Größen hergestellt
werden.
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Gemäß dem allgemein
bekannten Ähnlichkeitsgesetz
sind die charakteristischen Eigenschaften eines Rotors innerhalb
bestimmter Grenzen im Wesentlichen von der Krümmung der Laufschaufeln abhängig und
deshalb, als erste Näherung,
für ähnliche
Rotoren gleich.
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Durch
Anwendung des Ähnlichkeitsgesetztes
ist es möglich,
die absoluten Dimensionen der Laufschaufel außer Acht zu lassen und ihre
Geometrie beispielsweise mittels der Verhältnisse x/R, y/R und z/R der
Koordinaten der Punkte 10 bezogen auf den Wert des Außenradius
R des Rotors zu definieren.
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Es
ist ferner festgestellt worden, dass die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad
nur geringfügig
mit der Veränderung
der Krümmungen
der Flächen 3 und 5 und
folglich der Linien 6, 6', 8, 8' variiert, wenn
diese innerhalb einer Variationsbreite der Koordinaten y, x, z der
Punkte 10 von ±0,600
mm gehalten werden.
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Die
Linien 6 und 8 der Laufschaufel 1 gemäß der Erfindung,
die in jedem Fall als Funktion des Außenradius R des Rotors, in
der Form der Verhältnisse y/R,
x/R, z/R zwischen den Werten der Koordinaten jedes Punktes 10 und
dem Wert des Radius R ausgedrückt
sind, sind durch die folgenden Werte für die Linie 6 definiert:
x/R
= 0.513; y/R = –0.348;
z/R = –0.153;
x/R
= 0.527; y/R = –0.347;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.539; y/R = –0.343;
z/R = –0.151;
x/R
= 0.551; y/R = –0.338;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.563; y/R = –0.332;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.574; y/R = –0.327;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.585; y/R = –0.321;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.597; y/R = –0.313;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.608; y/R = –0.308;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.608; y/R = –0.308;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.619; y/R = –0.301;
z/R = –0.146;
x/R
= 0.630; y/R = –0.294;
z/R = –0.145;
x/R
= 0.640; y/R = –0.287;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.651; y/R = –0.281;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.662; y/R = –0.274;
z/R = –0.143;
x/R
= 0.673; y/R = –0.267;
z/R = –0.142;
x/R
= 0.684; y/R = –0.259;
z/R = –0.141;
x/R
= 0.694; y/R = –0.252;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.705; y/R = –0.245;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.715; y/R = –0.238;
z/R = –0.139;
x/R
= 0.726; y/R = –0.230;
z/R = –0.138;
x/R
= 0.736; y/R = –0.223;
z/R = –0.137;
x/R
= 0.747; y/R = –0.215;
z/R = –0.136;
x/R
= 0.757; y/R = –0.202;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.767; y/R = –0.200;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.778; y/R = –0.2192;
z/R = –0.134;
x/R
= 0.788; y/R = –0.185;
z/R = –0.133;
x/R
= 0.798; y/R = –0.177;
z/R = –0.132;
x/R
= 0.808; y/R = –0.169;
z/R = –0.131;
x/R
= 0.818; y/R = –0.161;
z/R = –0.130;
x/R
= 0.828; y/R = –0.153;
z/R = –0.129;
x/R
= 0.839; y/R = –0.146;
z/R = –0.128;
x/R
= 0.849; y/R = –0.138;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.859; y/R = –0.130;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.869; y/R = –0.122;
z/R = –0.126;
x/R
= 0.878; y/R = –0.114;
z/R = –0.125;
x/R
= 0.888; y/R = –0.105;
z/R = –0.124;
x/R
= 0.898; y/R = –0.097;
z/R = –0.123;
x/R
= 0.908; y/R = –0.089;
z/R = –0.122;
x/R
= 0.918; y/R = –0.081;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.928; y/R = –0.073;
z/R = –0.120;
x/R
= 0.938; y/R = –0.065;
z/R = –0.119;
x/R
= 0.948; y/R = –0.057;
z/R = –0.118;
x/R
= 0.957; y/R = –0.049;
z/R = –0.117;
x/R
= 0.967; y/R = –0.040;
z/R = –0.116;
x/R
= 0.977; y/R = –0.032;
z/R = –0.115;
x/R
= 0.987; y/R = –0.024;
z/R = –0.114;
x/R
= 0.997; y/R = –0.016;
z/R = –0.113;
x/R
= 1.006; y/R = –0.008;
z/R = –0.113;
und
für die
Linie 8:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R
= 0.522; y/R = –0.338;
z/R = –0.153;
x/R
= 0.532; y/R = –0.330;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.543; y/R = –0.323;
z/R = –0.152;
x/R
= 0.554; y/R = –0.316;
z/R = –0.151;
x/R
= 0.565; y/R = –0.310;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.575; y/R = –0.303;
z/R = –0.150;
x/R
= 0.586; y/R = –0.297;
z/R = –0.149;
x/R
= 0.597; y/R = –0.290;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.608; y/R = –0.284;
z/R = –0.148;
x/R
= 0.619; y/R = –0.277;
z/R = –0.147;
x/R
= 0.630; y/R = –0.271;
z/R = –0.146;
x/R
= 0.641; y/R = –0.264;
z/R = –0.145;
x/R
= 0.651; y/R = –0.257;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.662; y/R = –0.250;
z/R = –0.144;
x/R
= 0.672; y/R = –0.243;
z/R = –0.143;
x/R
= 0.683; y/R = –0.236;
z/R = –0.142;
x/R
= 0.693; y/R = –0.228;
z/R = –0.141;
x/R
= 0.704; y/R = –0.221;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.714; y/R = –0.214;
z/R = –0.140;
x/R
= 0.725; y/R = –0.207;
z/R = –0.139;
x/R
= 0.735; y/R = –0.199;
z/R = –0.138;
x/R
= 0.745; y/R = –0.192;
z/R = –0.137;
x/R
= 0.755; y/R = –0.184;
z/R = –0.136;
x/R
= 0.766; y/R = –0.176;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.776; y/R = –0.169;
z/R = –0.135;
x/R
= 0.786; y/R = –0.161;
z/R = –0.134;
x/R
= 0.796; y/R = –0.153;
z/R = –0.133;
x/R
= 0.806; y/R = –0.146;
z/R = –0.132;
x/R
= 0.816; y/R = –0.138;
z/R = –0.131;
x/R
= 0.826; y/R = –0.130;
z/R = –0.130;
x/R
= 0.836; y/R = –0.122;
z/R = –0.129;
x/R
= 0.846; y/R = –0.114;
z/R = –0.128;
x/R
= 0.856; y/R = –0.106;
z/R = –0.127;
x/R
= 0.866; y/R = –0.098;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.876; y/R = –0.090;
z/R = –0.125;
x/R
= 0.886; y/R = –0.082;
z/R = –0.124;
x/R
= 0.896; y/R = –0.074;
z/R = –0.123;
x/R
= 0.905; y/R = –0.066;
z/R = –0.122;
x/R
= 0.915; y/R = –0.058;
z/R = –0.121;
x/R
= 0.925; y/R = –0.050;
z/R = –0.120;
x/R
= 0.935; y/R = –0.041;
z/R = –0.119;
x/R
= 0.945; y/R = –0.033;
z/R = –0.118;
x/R
= 0.954; y/R = –0.025;
z/R = –0.117;
x/R
= 0.964; y/R = –0.017;
z/R = –0.116;
x/R
= 0.974; y/R = –0.009;
z/R = –0.115;
x/R
= 0.984; y/R = –0.001;
z/R = –0.114;
x/R
= 0.994; y/R = –0.008;
z/R = –0.113.
-
Beispiel für eine Ausführungsform
-
Es
wurde ein Rotor 20 für
einen Verdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten mit einem
Außenradius
von 200 mm und mit 19 zylindrischen Laufschaufeln 1 hergestellt,
deren Flächen 3 auf
den Druckseiten und Flächen 5 auf
den Saugseiten die gleiche Krümmung
aufweisen.
-
Diese
Flächen 3 und 5 sind
in einem rechtshändigen
System von kartesischen Achsen Y, X, Z mit einer Abszissenachse
Y, einer Ordinatenachse X und einer Achse Z, die mit der Drehachse
des Rotors zusammenfällt
und in Richtung auf den Innenraum der Maschine ausgerichtet ist,
durch die folgenden Koordinaten x, y, z einer diskreten Menge von
Punkten 10 definiert, die zu den Randlinien 6 und 8 gehören, die
jeweils durch die Flächen 3 und 5 an
dem Schnitt mit dem Abschnitt 7 der Laufschaufel 1,
der mit der Gegenscheibe 22 des Rotors in Kontakt steht, erzeugt
sind.
-
Die
Linie 6 ist durch Punkte 10 mit den folgenden
Koordinaten definiert:
x = 102.553; y = –69.663; z = –30.610
x
= 105.308; y = –69.373;
z = –30.332
x
= 107.762; y = –68.532;
z = –30.203
x
= 110.161; y = –67.565;
z = –30.052
x
= 112.510; y = –66.499;
z = –29.897
x
= 114.814; y = –65.348;
z = –29.748
x
= 117.074; y = –64.114;
z = –29.602
x
= 119.304; y = –62.830;
z = –29.455
x
= 121.519; y = –61.522;
z = –29.308
x
= 123.723; y = –60.195;
z = –29.159
x
= 125.915; y = –58.850;
z = –29.008
x
= 128.096; y = –57.489;
z = –28.857
x
= 130.226; y = –56.111;
z = –28.707
x
= 132.426; y = –54.717;
z = –28.555
x
= 134.576; y = –53.308;
z = –28.400
x
= 136.714; y = –51.882;
z = –28.241
x
= 138.841; y = –50.443;
z = –28.080
x
= 140.958; y = –48.989;
z = –27.918
x
= 143.066; y = –47.522;
z = –27.754
x
= 145.163; y = –46.043;
z = –27.589
x
= 147.252; y = –44.552;
z = –27.426
x
= 149.332; y = –43.050;
z = –27.262
x
= 151.403; y = –41.537;
z = –27.094
x
= 153.466; y = –40.014;
z = –26.921
x
= 155.521; y = –38.480;
z = –26.747
x
= 157.568; y = –36.938;
z = –26.572
x
= 159.608; y = –35.387;
z = –26.395
x
= 161.641; y = –33.827;
z = –26.217
x
= 163.667; y = –32.259;
z = –26.037
x
= 165.686; y = –30.685;
z = –25.857
x
= 167.700; y = –29.103;
z = –25.678
x
= 169.708; y = –27.514;
z = –25.498
x
= 171.710; y = –25.918;
z = –25.313
x
= 173.707; y = –24.317;
z = –25.125
x
= 175.698; y = –22.710;
z = –24.935
x
= 177.685; y = –21.098;
z = –24.744
x
= 179.667; y = –19.482;
z = –24.554
x
= 181.645; y = –17.862;
z = –24.366
x
= 183.620; y = –16.240;
z = –24.174
x
= 185.592; y = –14.614;
z = –23.978
x
= 187.561; y = –12.987;
z = –23.779
x
= 189.528; y = –11.358;
z = –23.579
x
= 191.494; y = –9.727;
z = –23.378
x
= 193.458; y = –8.094;
z = –23.179
x
= 195.421; y = –6.457;
z = –22.979
x
= 197.381; y = –4.817;
z = –22.739
x
= 199.333; y = –3.173;
z = –22.533
x
= 201.286; y = –1.532;
z = –22.552.
-
Die
Linie 8 ist durch Punkte 10 mit den folgenden
Koordinaten definiert:
x = 102.582; y = –69.661; z = –30.610
x
= 104.393; y = –67.609;
z = –30.544
x
= 106.475; y = –66.003;
z = –30.405
x
= 108.594; y = –64.650;
z = –30.312
x
= 110.739; y = –63.275;
z = –30.229
x
= 112.904; y = –61.945;
z = –30.098
x
= 115.091; y = –60.656;
z = –29.960
x
= 117.285; y = –59.378;
z = –29.817
x
= 119.470; y = –58.086;
z = –29.670
x
= 121.646; y = –56.776;
z = –29.519
x
= 123.810; y = –55.449;
z = –29.367
x
= 125.965; y = –54.104;
z = –29.212
x
= 128.110; y = –52.378;
z = –29.056
x
= 130.245; y = –51.364;
z = –28.899
x
= 132.369; y = –49.971;
z = –28.744
x
= 134.484; y = –48.562;
z = –28.587
x
= 136.588; y = –47.138;
z = –28.427
x
= 138.684; y = –45.699;
z = –28.264
x
= 140.770; y = –44.247;
z = –28.097
x
= 142.848; y = –42.781;
z = –27.930
x
= 144.919; y = –41.303;
z = –27.760
x
= 146.981; y = –39.834;
z = –27.591
x
= 149.039; y = –38.313;
z = –27.422
x
= 151.082; y = –36.802;
z = –27.253
x
= 153.121; y = –35.280;
z = –27.079
x
= 155.154; y = –33.749;
z = –26.901
x
= 157.180; y = –32.208;
z = –26.722
x
= 159.199; y = –30.658;
z = –26.542
x
= 161.213; y = –29.101;
z = –26.359
x
= 163.221; y = –27.535;
z = –26.175
x
= 165.223; y = –25.962;
z = –25.990
x
= 167.221; y = –24.381;
z = –25.806
x
= 169.213; y = –22.794;
z = –25.622
x
= 171.200; y = –21.200;
z = –25.436
x
= 173.182; y = –19.601;
z = –24.245
x
= 175.161; y = –17.995;
z = –25.051
x
= 177.135; y = –16.385;
z = –26.856
x
= 179.108; y = –14.770;
z = –24.660
x
= 181.180; y = –13.151;
z = –24.466
x
= 183.046; y = –11.259;
z = –24.272
x
= 185.012; y = –9.905;
z = –24.074
x
= 186.976; y = –8.278;
z = –23.871
x
= 188.938; y = –6.650;
z = –23.666
x
= 190.899; y = –5.020;
z = –23.461
x
= 192.857; y = –3.387;
z = –23.256
x
= 194.810; y = –1.752;
z = –23.056
x
= 196.754; y = –0.115;
z = –22.835
x
= 198.714; y = –1.532;
z = –22.581.
-
Als
der Rotor 20 einer fluiddynamischen Untersuchung unterworfen
worden ist, wurde festgestellt, dass sein polytroper Stufenwirkungsgrad
deutlich höher
war als derjenige von herkömmlichen
Rotoren nach dem Stand der Technik.