DE844632C - Vielstufiger Axialverdichter, dessen Reaktionsgrad sich stufenweise aendert - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen vielstufigen Axialverdichter. Solche Maschinen haben im allgemeinen die Aufgabe, eine verhältnismäßig sehr große Fördermittelmenge auf mäßige bis mittlere Drücke zu verdichten.
• Es sind Axialverdichter ausgeführt, deren Beschaufelung mit einem Reaktionsgrad von etwa 1/z arbeitet, bei denen also die Druckerhöhung etwa gleichmäßig auf Lauf- und Leitschaufeln verteilt ist. Es sind auch Verdichter bekannt, bei denen, die Leitschaufeln wenig oder gar nicht zur Druckerhöhung beitragen oder als Düsen wirken und in dem Fördermittel einen Druckabfall herbeiführen. Bei diesen Ausführungen ist aber der einmal angenommene Reaktionsgrad in halber oder mindestens angenähert halber Höhe für die ganze Beschaufelung angewendet.
• Gegenstand der Erfindung ist ein vielstufiger Axialverdichter, der sich dadurch von den bekannten unterscheidet, daß die erste Stufe etwa mit halber Reaktion und die letzten Stufen mit einem Reaktionsgrad arbeiten, der in der Nähe von i, insbesondere über i liegt. Der Reaktionsgrad wechselt also von der ersten Stufe bis zur letzten.
• Der neue Verdichter bietet folgende Vorteile: Einmal ist die Schluckfähigkeit des Verdichters sehr groß; maßgebend hierfür ist die erste Stufe, die bei einem Reaktionsgrad von o,5 die höchste Schluckfähigkeit aller Verdichterbauarten aufweist. Zum anderen passen die Schaufelhöhen am Eintritt und Austritt besser zueinander; denn die für den höchsten Stufendruck geeignete Umfangsgeschwindigkeit liegt für die nach dem Vorschlag ausgelegte letzte Stufe niedriger als für die erste Stufe, und die besten Wirkungsgrade werden bei dem höheren Reaktionsgrad der letzten Stufe bei geringerem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit zur axialen Durchströmgeschwindigkeit erreicht.
• Die Veränderung des Reaktionsgrades kann stetig oder gruppenweise, insbesondere in zwei Gruppen erfolgen.
• Zur weiteren Erläuterung sei auf die Zeichnung Bezug genommen, in der in Fig. i die Beschaufelung der ersten und letzten Stufe dargestellt ist, während die Fig. 2 a und 2 b Längsschnitte durch die gesamte Beschaufelung zeigen.
• F ig. i läßt den Unterschied zwischen den Beschaufelungen der ersten und der letzten Stufe erkennen. i ist die erste Leitschaufelreihe der ersten Stufe, 2 die zugehörige Schaufelreihe des Laufrades, 3 die darauffolgende nächste Leitschaufelreihe. 12 und 13 zeigen die Leit- und Laufschaufeln der letzten Stufen. Durch die Auslassung der Bezugszeichen 4 bis i i soll angedeutet werden, daß dazwischen noch eine mehr oder weniger große Anzahl von Stufen zu denken ist.
• Die eingezeichneten Schaufeln zeigen das dem Fachmann geläufige Bild der Schaufeln mit verschiedenen Reaktionsgraden. Man sieht, daß die Austrittswinkel der Schaufeln gegen das Ende zu kleiner werden, was dein Wesen der im Text erwähnten verschiedenartigen Beschaufelting entspricht.
• In Fig. 2 a erkennt man den Einfluß dieser Anordnung auf die Schaufellängen. Die Linien i4 zeigen die Konturen des Gehäuses und des Läufers. wenn sämtliche Schaufeln von Anfang bis Ende mit dem gleichen Reaktionsgrad arbeiten würden. Die Veränderung des Reaktionsgrades im Sinne der Erfindung bewirkt, daß diese Konturen jetzt nach den Linien 15 verlaufen. :\1an erkennt also hier deutlich, daß die,Scliaufelliölieti am Eintritt und Austritt besser zueinander passen. Dadurch wird die Spanne zwischen der größten und kleinsten Luftmenge, die der Verdichter zu verarbeiten vermag, wesentlich vergrö13ert. Geht inan nämlich von einer bestimmten Luftmenge aus, so ist bei gegebenem Kompressions@`erhältnis die erste und letzte Schaufel in der Länge bestimmt. Es kann nun vorkommen, daß die letzte Schaufel so kurz wird, daß sie unter der praktisch möglichen NTinimallänge bleiben müßte. Nach der vorliegenden Erfindung wird sie rund doppelt so lang werden, also die Ausfiihrung des Verdichters ermöglichen. Sinngemäß kann das gleiche am Eintritt der Fall sein, indem dort die Schaufellänge bei den bisherigen Verdichtern zu groß werden würde, w:ilirend sie bei der erfindungsgemäßen Ausführung nur die halbe Länge annimmt.
• Die Fig. 2 b zeigt eine allmählich, von Stufe zu Stufe stetig fortschreitende "Zunahme des Reaktionsgrades. Theoretisch ist diese Ausführung die günstigste, aber sie erfordert von Stufe zu Stufe verschiedene Schaufelprofile.
• Ohne am Wesen der 1#.rfinciun@ etwas zu ändern. läßt sich die Herstellung des Verdichters vereinfachen, wenn man die lieschaufelung in einzelne Gruppen mit unter sich gleichen Schaufeln aufteilt. An die Stelle der stetigen Änderung des Reaktionsgrades tritt dann eine gruppenweise Änderung.

Claims (3)

1. PATL\TA\SPRI;CIIE: i. Vielstufiger Axialverdichter, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen so ausgebildet sind, daß die erste Stufe etwa mit halber Reaktion und die letzten Stufen mit einem 1Zeaktionsgrad arbeiten, der in (]ei- -Nähe von r, insbesondere über i liegt.
2. 2. Vielstufiger Axialverdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen so angeordnet sind, daß die Veränderung des Reaktionsgrades von Stufe zu Stufe erfolgt.
3. 3. Vielstufiger Axialverdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, claß die Stufest so angeordnet sind. claß die \'er:in<lerting des Reaktionsgrades gruppenweise. islsbesondere in zwei Gruppen erfolgt. Angezogene Druckschriften: The Oil Engine and Gas Turbine I949/349.