DE876282C - Verdichter mit radial beaufschlagtem Schaufelgitter und Grenzschichtabsaugung - Google Patents

Description

• Wenn in einem Verdichter mit radial beaufschlagtenn Schaufelgitter das zu verdichtende Mittel, also z. B. die Luft, den Laufschaufelkanal durchströmt, so entstehen auf der Brustseite der den Kanal begrenzenden Schaufel Überdrücke und auf der Rückenseite Unterdrücke. Die Verhältnisse sind schaubildlich in der Fig. r dargestellt, und zwar bezeichnen die -1- -Zeichen die Überdrücke und die'- -Zeichen die Unterdrücke. Die Teilchen des zu verdichtenden Mittels, die mit den seitlichen Kanalbegrenzungen in Berührung kommen, unterliegen einer erhöhten Reibung, die zu einer .entsprechendem. Verminderung ihrer Geschwindigkeit führt. Wenn: in einem solchen Kanal Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umgesetzt wird, so können offensichtlich die stärker abgebremsten Randteilchen nicht auf die gleiche Druckhöhe kommen. wie die Teilchen, die in der Kanalmitte - strömen und dort einer entsprechend geringeren Reibung unterworfen sind. Infolgedessen schwimmen diese stärker abgebremsten Teilchen nach dem Stellen niedrigeren. Druckes, also von der Brustseite der einen .Schaufel nach .der Rückenseite.der gegenübexliegenden Schaufel. Es findethier eine Anhäufung von Teilchen und damit ein Stau statt, der die gesunden Teilchen auf der Rückenseite.der S_chaufel_zusammendrängt und hier eine konvergente Strömung hervorruft. Dieses Strömungsbild ist im linken Teil der Fig. 2 eingezeichnet. Es entsteht am Austritt an der Kanalwand ein Wirbel, der sich in die nächste Schaufel fortpflanzt und dort neue Störungen hervorruft. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Ver-, dichtung naturgemäß beeinträchtigt.
• Ein bekanntes Mittel zur Behebung der Unzuträglichkeiten, .die sich aus der Grenzschicht ergeben, ist die sogenannte Grenzschichtabsaugung. Man verbindet die Zone, in der sich die schädliche Grenzschicht ausbilden kann; mit einem Punkt niedrigeren Druckes und sorgt auf diese Weise dafür, daß die Grenzschicht abströmen kann. Die Erfindung bringt eineMöglichkeit dieserGrenzschichtabführung bei Verdichtern, mit radial beaufschlagtem Schaufelgitter, und zwar werden in den Kopf-und Fußtragringen der Schaufelkränze Bohrungen vorgesehen, die in der Nähe des Kanalaustritts an den Rücken der Schaufeln beginnen und in' den davorliegenden Spaltraum niedrigeren Druckes münden. Da der Druck an der Stelle, an der die Bohrung im Schaufelkanal ansetzt, infolge des Verdichtungsvorganges größer ist als im Spalt zwischen Leitschaufel und Laufschaufel, so, strömt die störende Grenzschicht ah.
• Die nenne Maßnahme ist in der Fig. 2, und zwar im rechten Teil dargestellt. In den Fußring c ist für jeden Schaufelkanal eine Bohrung e eingearbeitet, die, wie-insbesondere Fig: r -erkennen läßt, in der Nähe des Kanalaustritts beginnt und an den Rücken der Schaufel d herangerückt ist. Die Bohrung e führt mit schräger Richtung in den Spalt zwischen Kopfring c der Laufschaufel und Fußring ca der Leitschaufel. Da im Spalt, wie gesagt, ein geringerer Druck als im Schaufelkanal herrscht, steht ein hinreichend großes Druckgefälle zur Verfügung, das die Grenzschicht zum Abströmen zwingt. Dabei schmiegt sich die Strömung innerhalb des Schaufelkanals besonders eng an die seitliche Kanalbegrenzung an.
• Die Neigung der Bohrung e hat folgende besondere Bedeutung. Im Spalt strömt ein Lässigkeitsstrom von rechts nach links, d. h. in Richtung auf den Schaufelkanal zu. In der Bohrung e dagegen ist die Strömung im wesentlichen von links nach rechts gerichtet, .d. h. entgegengesetzt zur Spaltströmung. Auf diese Weise wirken zwei Strömungen einander entgegen mit dem Ergebnis, daß. die Spaltmenge, die ja nur Verlustmenge ist, entsprechend verringert wird. -Damit der Spaltstrom beim Eintritt in die Laufschaufel nicht den Hauptarbeitsstrom wesentlich ...-.stören kann, ist im-Ausführungsbeispiel eine.zusätzliche Kanalbegrenzung durch die Blechringe b geschaffen. Diese ragen über die radiale Erstreckung - der : Leitschaufel hinaus, lenken den Spaltstrom um und schleusen ihn daher in Richtung des Hauptstromes ein.

Claims (2)

1. .PATENTANSPRÜCHE:-i. Verdichter mit radial beaufschlagtem Schaufelgitter und Grenzschichtabsaugung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kopf- und 'Fußringen der Schaufelkränze Bohrungen vorgesehen sind, die in der "Nähe des Kanalaustritts an dem Rücken der Schaufel beginnen, und in den davorliegenden Spaltraum niedrigeren Druckes münden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, d aß die Bohrungen so geneigt sind, daß der Grenzschichtstrom dem Spaltstrom mindestens teilweise entgegengerichtet ist. 3;. Anordnung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den: Mündungsstellen des Spaltstromes in den Hauptstrom Leitbleche an den Emden der Leitkanäle vorgesehen sind.