DE809842C

DE809842C - Axialverdichter

Info

Publication number: DE809842C
Application number: DEO63A
Authority: DE
Inventors: Karl Fickert
Original assignee: HERMANN OESTRICH DR ING
Current assignee: HERMANN OESTRICH DR ING
Priority date: 1948-10-19
Filing date: 1949-10-29
Publication date: 1951-08-02

Description

Axialverdichter Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Axialverdichter. Sie macht es sich zur Aufgabe, den Aufbau und die Herstellung von Axialverdichtern zu vereinfachen und gegebenenfalls die Strömungsverhältnisse zu verbessern.
Bekanntlich wird die bei mehrstufigen Axialverdichtern in Strömungsrichtung erforderliche Verringerung des Strömungsquerschnitts dadurch erzielt, daß entweder der Innendurchmesser der Strömungsführung kontinuierlich größer oder deren Außendurchmesser kontinuierlich kleiner wird oder daß beide Durchmesseränderungen gleichzeitig angewendet werden.
Die sich hieraus zwangsweise ergebende, verhältnismäßig schwierige geometrische Form der Oberflächedes Schaufelfußes, z. B. als Stück eines Kegelmantels, ist schwierig und teuer in der Fertigung. Die Fertigungsgenauigkeit reicht außerdem nicht aus, um einen einwandfreien Verlauf des Strakes der Strömungsführung zu garantieren. Unter Umständen ziehen die durch die Fußbearbeitung bedingten Herstellungsmethoden gewisse Fehler im Schaufelblatt nach sich.
Zwecks Vermeidung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, die in Strömtungsrichtung erforderliche Veränderung des Innen- bzw. des Außendurchmessers bzw. beider Durchmesser stufenweise nach Art einer Treppe auszuführen, wobei ,die in die Strö- mungsführung hineinragenden Stufenkanten stark, d. h. mit großem Abrundungsradius im Verhältnis zur Stufenhöhe abgerundet werden und die Stufenoberflächen, die mit Schaufeln bestückt werden, als Zylinderflächen verlaufen, während die dazwischenliegendenFlächen ebenfalls zylindrisch oder konisch verlaufen können.
Bei einem solchen Verlauf des Strakes der Strömungsführung :bilden-die Oberflächen der Schaufelfüße Teile eines Zylindermantels. Diese Form läßt sich einfach, billig und mit großer Genauigkeit herstellen.
Versuche haben gezeigt, daß der erfindungsgemäße Treppe.strak auf Grund der erheblich größeren Herstellungsgenauigkeit der üblichen konischen Stnakform strömungstechnisch überlegen ist.
Außerdem bietet die erfindungsgemäß geformte Strömungsführung die Möglichkeit, den Gegebenheiten der Strömung im Sinne einer Verbesserung zu entsprechen für den Fall, wenn eine Verschiebung der Axialgeschwindigkeiten nötig wird, die Radial-Komponenten in der Strömung hervorruft, was im allgemeinen beim Laufrad außen 'und beim Leitrad innen Ablösungsgefahr an den Wänden nach sich zieht. Zu einer solchen Verschiebung der. Axialgeschwindigkeiten kann m=iznter Umständen gezwungen .sein, um bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten Schwierigkeiten hinsichtlich der Machzahl zu vermeiden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, zwecks Befestigung der Schaufeln, insbesondere bei Läufern in Trommelbauart, die einzelnen Treppenstufen mit Nuten zu versehen, die axial bzw. angenähert axial verlaufen und deren Höhe etwa der Höhe der jeweiligen Stufe entspricht. In diese Nuten, die den Querschnitt eines Hammerkopfs oder eines Schwailbenschwanzes oder ginen ähnlichen Querschnitt haben, werden die mit entsprechenden Füßen versehenen Schaufeln eingeschoben.
Der besondere Vorteil dieser Befestigungsart der Schaufeln besteht darin, daß es bei Trommelläufern möglicht wird, die Schaufeln zu befestigen, ohne daß eäne Zerschneidung der tragenden Außenfaser der Trommel durch Ringnuten erforderlich wird, und daß jede Stufe individuell beschaufel.t wenden kann.
In der Zeichnung sind das Prinzip der Erfiadu.ng und zwei Ausführungsbeispiele wiedergegeben.
Fig. i zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch die Strömungsführung eines fünfstufigen Axißlverdichters; Fig.2 ist ein Teilausschnitt aus einem Axialverdichter, dessen Läufer als Trommel ausgebildet ist; Fig. 3 zeigt einen Teilausschnitt eines Axialverdichters, dessen Läufer aus einzelnen Scheiben besteht.
In Fig. i sind mit 1,2,3,4und5 die Beschaufelungen von fünf umlaufenden Stufen bezeichnet. 2a, 3a, 4a und 50 sind,die Beschaufelungen der zugehörigen Leitgitter. Aus der Feig. i ist der erfindungsgemäße treppenförmige Verlauf der Innen-und Außenkontur der Strömungsführung sowie die starke Abrundung der Stufenkanten deutlich zu ersehen, ebenso .der zyl-indrssche Verlauf der im Bereich der Schaufelfüße liegenden Flächen 6 bis 14, sowohl für die Lauf- als auch für die Leitschaufeln. Zwischen den Stufen i und 2 und den Stufen2und3 verlaufen die Flächen 15 und 16 der inneren Stiömur@gsführung, die keine Beschaufelung tragen, konisch. Zwischen den Stufen 3 ,und 4 sowie 4 und 5 sinddieemtsprechenden Flächen 17 und i8 zylindrisch geformt. Bei der äußeren Strömungsführung sind die vor der Stufe 2a und die zwischen der Stufe 2a und 311 liegenden Flächenstücke i9 und 2o, die keine Schaufeln tragen, konisch ausgebildet, während die entsprechenden Flächen 21, 22 .und 23 zwischen den Stufen 3a, 4a und 5a sowie hinter der Stufe 5° zylindrisch geführt sind.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausschnitt, der dem Bereich von Stufe i bis Stufe 3a der Fig. i entspricht, ist der die Schaufeln i und 2 tragende, umlaufende Trommelläufer Mit 24 bezeichnet. Die Leitschaufeln 2a und 3' sind in an sich bekannter Weise in dem Gehäuse 25 befestigt. Die Laufschaufeln 1 und 2 besitzeri Füße mit Hatnmerkopfquerschnitt und sind am Schaufelträger 24 in Nuten 26 eingesetzt, die axial verlaufen. Die Form der Nut 26 bzw. des entsprechenden Schaufelfußes :ist gestrichelt angedeutet.
Diese Art der Befestigung der Beschaufelung an einem Trommelläufer gestattet, wie bereits erwähnt, die individuelle Beschaufelung jeder Stufe und vermeidet mit Rücksicht auf die Läufersteifigkent ungünstige Ringnuten.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 unterscheidet sich von dem der Fig. 2 lediglich dadurch, daß an Stelle einer Läufertrommel einzelne Scheiben 27 und 28 verwendet werden. Zwischen zwei umlaufenden Scheiben wird die innere Kontur der Strömungsführung durch Ringe 29 gebildet, die von den Leitschaufelkränzen getragen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Axialverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung erforderliche Zunahme des Innendurchmessers der Strömungsführung oder die statt dessen erforderliche Abnahme des Außendurchmessers der Strömungsführung oder beide Durchmesseränderungen gemeinsam stufenweise nach Art einer Treppe erfolgen, wobei die in die Strömungsführung hineinragenden Stufenkanten stark, d. h. mit großem Abrundungsradius im Verhältnis zur Stufenhöhe abgerundet ausgebildet sind und die Stufenoberflächen, die mit Schaufeln bestückt sind, als Zylinderflächen verlaufen, während die dazwischenliegenden Flächen ebenfalls zylindrisch oder konisch verlaufen können.
2. Axialverdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den mit Schaufeln bestückten Treppenstufen notwendigen Nuten für die Aufnahme der Schaufeln vorzugsweise axial bzw. angenähert axial verlaufen, wobei die Höhe dieser Nuten etwa der Höhe der jeweiligen Treppenstufe entspricht und der Nutenquerschnitt in an sich bekannter Weise als Hammerkopf, Schwalbenschwanz oder ähnlicher Querschnitt ausgebildet ,ist.