DE833100C

DE833100C - Turbo compressor blade with boundary layer fences

Info

Publication number: DE833100C
Application number: DEI1753A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Adamek
Original assignee: INCONEX HANDELSGESELLSCHAFT M
Current assignee: INCONEX HANDELSGESELLSCHAFT M
Priority date: 1950-08-23
Filing date: 1950-08-23
Publication date: 1952-03-03

Description

Turboverdichterschaufel mit Grenzschichtzäunen Die vorliegende Erfindung hat einen Turboverdichter insbesondere für große Förderhöhen zum Gegenstand, der einen guten Wirkungsgrad und eine hohe Belastbarkeit aufweist.Turbo Compressor Blade With Boundary Fences The present invention has a turbo compressor, especially for high delivery heights, the has a good efficiency and a high load capacity.

Verdichter mit diagonalerDurchströmungwerden gewählt, weil sie wegen ihres zentralen Einlaufs einen kleinen Schaufeldurchmesser an der Eintrittsseite haben, wodurch die kritischen Machschen Zahlen erst hei sehr hohen Drehzahlen auftreten können, und weil sie eine große Arbeitsaufnahme in einer Stufe haben. Die Kennlinien von diagonal durchströmten Verdichtern liegen zwischen denen von Axial- und Radialrädern. Diagonalräder besitzen gegenüber reinen Axialrädern eine große Unempfindlichkeit und haben gegenüber reinen Radialrädern kleinere Umlenkverluste im hintergeschalteten Leitapparat. Das ist insbesondere bei nachgeschalteten Axialrädern wichtig, weil diese von <leii Vorlaufbedingungen abhängig sind. Bei der Verwendung von Diagonalrädern tritt aber der Mangel ein, daß der mittlere Wirkungsgrad nicht die Werte erreicht, die theoretisch herauskommen müßten und deshalb hat man auf die Anwendung von Diagonalrädern vielfach verzichtet.Compressors with diagonal flow are chosen because they are due to its central inlet has a small blade diameter on the inlet side so that the critical Mach numbers only occur at very high speeds can, and because they have a great job intake in one stage. The characteristics from compressors through which there is diagonal flow lie between those of axial and radial impellers. Diagonal gears are very insensitive to pure axial gears and have smaller deflection losses in the downstream compared to pure radial gears Distributor. This is particularly important with downstream axial gears because these are dependent on <leii advance conditions. When using diagonal wheels but if the deficiency occurs that the average efficiency does not reach the values which should come out theoretically and therefore one has to use diagonal gears often omitted.

Analysierende Untersuchungen über die Wirkungsgrade in den einzelnen Stromfäden bei Diagonalverdichtern haben nun ergeben, daß die Wirkungsgrade der in Schaufelfu3nähe liegenden Stromfäden wesentlich größer und di-e Wirkungsgrade der in den Außenschnitten liegenden Stromfäden wesentlich kleiner als die theoretisch zu erwartenden sind. Diese Differenz ergibt sich daraus, daß die Grenzschicht an den Schaufelblättern Corioliskräften unterworfen ist, die die Grenzschicht an den Blättern nach außen abströmen läßt. Hierdurch tritt zwar eine Sanierung der Innenschnitte, aber eine weit schädlichere Auswirkung in den Außenschnitten der Schaufelblätter durch Anhäufung dieser Grenzschicht ein. Die Grenzschichtanhäufung führt ztlm Abreißen der Strömung, der hierdurch große Energien entzogen werden, so daß der mittlere Wirkungsgrad schlechter ist, als er ohne Abwanderung der Grenzschicht wäre.Analyzing studies on the efficiencies in the individual Stream lines in diagonal compressors have now shown that the efficiencies of the stream filaments located near the blade base are much greater and the degrees of efficiency are significantly greater the stream filaments lying in the outer cuts are much smaller than the theoretical ones are to be expected. This difference arises from the fact that the boundary layer at the blades is subjected to Coriolis forces, which the boundary layer to the Leaves can flow outwards. This results in a rehabilitation of the interior cuts, but a far more damaging effect in the outer sections of the blades by Accumulation of this boundary layer. The boundary layer accumulation leads to the tearing off of the flow, from which great energies are withdrawn as a result, so that the average efficiency is worse than it is without migration of the boundary layer were.

Durch die vorliegende Erfindung soll der Wirkungsgrad der Diagonalverdichter durch Beseitigung der Grenzschichtanhäufungen erhöht und die Belastbarkeit vergrößert werden. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, das Abwandern der Grenzschicht längs der Schaufelwand dadurch zu verhindern, daß auf den Schaufeln Grenzschichtzäune angeordnet «erden, die auf den Schaufeln etwa in Strömungsrichtung verlaufen. Die Zäune lassen zwar die Grenzschicht von .innen aus abwandern, aber bevor eine schädliche Hölle (Abreißen der Strömung) eintritt, wird die Grenzschicht beim Überklettern der Zäune von der energiereichen Hauptströmung mitgerissen. Durch den Verlauf der Grenzschichtzäune und ihre etwa senkrechte Stellung zum Schaufelblatt wird die Grenzschicht im beschriebenen Sinn beeinflußt.The present invention aims to improve the efficiency of the diagonal compressor by removing the accumulation of boundary layers, the load capacity is increased will. According to the invention it is proposed that the boundary layer migrate longitudinally the shovel wall by preventing boundary layer fences on the shovels arranged «earth, which run on the blades approximately in the direction of flow. the Fences allow the boundary layer to migrate from the inside, but before a harmful one Hell (tearing off the current) occurs, the boundary layer becomes when climbing over the fences carried away by the energetic mainstream. Through the course of the Boundary layer fences and their approximately perpendicular position to the shovel blade become the boundary layer influenced in the sense described.

Nach der Erfindung können die "Zäune von einem minimalen Wert zu einem maximalen Wert von der Größenordnung etwa der Grenzschichtdicke (wenige mm) längs der Hauptströmung ansteigen und entweder längs der ganzen Schaufel oder nur in den besonders gefährdeten Gebieten angeorchiet sein.According to the invention, the "fences can go from a minimum value to a maximum value of the order of magnitude of the boundary layer thickness (a few mm) lengthways of the main flow and either along the entire blade or only in the particularly endangered areas.

Dieerfindungsgemäßen Grenzschichtzäuriekönnen auch für reine Axialstufen verwendet werden, wodurch bei Axialrädern eine größere Schaufelblatttiefe gewählt und dadurch eine größere Arbeitsaufnahme der Einzelstufe erreicht wird.The boundary layer acids according to the invention can also be used for purely axial stages can be used, whereby a greater blade depth is selected for axial gears and thereby a greater workload of the individual stage is achieved.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, es zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch eine Verdichteranlage, Abb.2 bis 4 im Schema dargestellte Schaufeln mit verschieden angeordneten Grenzschichtzäunen und Abb. 5 bis 7 Schnitte durch die Schaufeln nach den Linien V-V, VI-VI und VII-VII der Allb. 3 und 4. Eine diagonal durchströmte \'erdicht-erstufe i führt über die Austrittsleitvorrichtung 2 zu einer' axial durchströmten Stufe 3, an die ein Leitgitter 4 anschließt. Weitere :\xialstuf.en l;önrren vorgesehen sein. Der Lufteintritt erfolgt bei 5.In the drawing, the subject matter of the invention is in some exemplary embodiments shown, Fig. i shows a longitudinal section through a compressor system, Fig.2 to 4 shovels shown in the scheme with differently arranged boundary layer fences and Fig. 5 to 7 sections through the blades according to the lines V-V, VI-VI and VII-VII the allb. 3 and 4. A diagonal flow-through \ 'erdicht -erstufe i leads over the Outlet guide device 2 to an 'axially flow-through stage 3, to which a guide grille 4 connects. Further: \ xialstuf.en l; önrren be provided. The air inlet takes place at 5.

Die Schaufeln 6 der Verclichterstufe i 1>esitze11 Grenzschiclitzäune 7, die etwa in Strömungsrichtung verlaufen. Sie stehen zweckmäßig senkrecht auf dein Schaufelblatt und können gestaffelt angeordnet und von verschiedener Länge :ein. \Vie in der Abb. 7 dargestellt, können die Zäune 7 von einem minimalen zu einem maximalen Wert ansteigen. Sie sind vornehmlich auf der gefährdetsten Seite der Schaufeln6 vorgesehen, können aber auch, wenn es erforderlich sein sollte. auf beiden Schatifelseiteir vorhanden sein.The blades 6 of the compressor stage i 1> esitze11 Grenzschiclitzäune 7, which run approximately in the direction of flow. It is practical if you stand up vertically your shovel blade and can be staggered and of various lengths :a. \ Vie shown in Fig. 7, the fences 7 can go from a minimal to increase to a maximum value. You are primarily on the most vulnerable side of the blades6 are provided, but can also if necessary. on be present on both sides of the cabinet.

Claims

PATEITANSPR1 "CHF: i.Turl) overdicliter for large delivery heads finite axial, preferably cliagoilar through flow, characterized in that the Shovels (6) Greilzsclliclltziiuiie (7) arranged that run roughly in the direction of the flow. 2. Turbo compressor according to. \ Risprucli i, thereby characterized in that the boundary layer fences (7) stand approximately perpendicular to (learn the blade (6). 3. Turbo compressor according to. \ Iisprucli i and 2, characterized in that the boundary layer fences (7) from a minimum to a maximum paint value, e.g. 13, on the order of the Grerizschichtdickc (a few 111 111) increase. 4. Turbo compressor according to claim i to 3, there- characterized in that the boundary layer fences (7) are of different lengths. 5. Turbo compressor according to claim i to 4, there- characterized by, the boundary layer fences (7) on the most vulnerable side of the Blades (6) are provided. 6. Turbo compressor according to: \ nspruch 1 to 4, that characterized by that the boundary layer fences (7) provided on both shovel sides are.