EP2189664A2 - Mehrschaufelige Verstellstatoreinheit einer Strömungsarbeitsmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strömungsarbeitsmaschine mit einem von einer Nabe (3) und einem Gehäuse (2) begrenzten Hauptströmungspfad, in welchem mindestens eine Reihe um eine Drehachse (4) drehbar gelagerter und verstellbarer Statorschaufeln (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Nabe (3) oder einem Gehäuse (2), mindestens eine Anordnung mit mindestens zwei mit einem gemeinsamen Drehteller (5) verbundenen Statorschaufeln (1) angeordnet ist, wobei bei Verstellung dieser mehrschaufeligen Verstellstatoreinheit die mindestens zwei Statorschaufeln (1) um die Drehachse (4) drehbar sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine mehrschaufelige Verstellstatoreinheit einer Strömungsarbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Die aerodynamische Belastbarkeit und die Effizienz von Strömungsarbeitsmaschinen, beispielsweise Bläsern, Verdichtern, Pumpen und Ventilatoren, wird insbesondere durch das Wachstum und die Ablösung von Grenzschichten im Bereich der am Ringkanalrand baulich notwendigen Radialspalte zwischen der Beschaufelung und dem Gehäuse beziehungsweise der Nabe begrenzt.
• Besonders an drehbaren Verstellstatoren sind die Radialspalte, die durch Freischnitte vor und hinter der Drehspindel entstehen können, stark ausgeprägt und verursachen beträchtliche Strömungsverluste. Um diese Verluste in Grenzen zu halten, werden üblicherweise möglichst große Drehteller an den inneren und äußeren Enden der Verstellstatoren vorgesehen, um die Erstreckung der Freischnitte in Strömungsrichtung klein zu halten.
• Nun sind die Drehteller üblicherweise vollständig rund. Da der Durchmesser durch den Abstand zwischen zwei benachbarten Schaufeln begrenzt ist, können insbesondere bei engen Schaufelteilungen, wie sie in modernen Maschinen zunehmend zu finden sind, nur Drehteller vorgesehen werden, deren Durchmesser deutlich kleiner sind als die Profillänge der Schaufel in dem betreffenden Naben- bzw. Gehäusebereich. Es bleibt zwangsläufig ein beträchtlicher Radialspalt vor und/oder hinter dem Drehteller.
• Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer Strömungsarbeitsmaschine im Bereich einer seiner Verstellstatorreihen 1 nach dem Stand der Technik, dargestellt in der Meridianebene. Außer der Verstellstatorreihe 1 selbst sind Bauteile im Nabenbereich 3 und Gehäusebereich 3 angedeutet, die den Verstellstator 1 innen wie außen halten.
• Auf der rechten Bildseite ist die Ansicht A-A dargestellt, die die innere Strömungspfadbegrenzung (Nabe 3) in der durch die Meridionalrichtung m und die Umfangsrichtung u gebildeten Ebene zeigt. Die hier dargestellte Bauweise nach dem Stand der Technik sieht voneinander getrennt in der Nabe 3 gelagerte Drehteller 5 der einzelnen Verstellschaufeln vor. Jeder Drehteller 5 ist mit einer einzelnen Schaufel 1 verbunden. Das Schaufelblatt 1 ragt dabei deutlich mit seiner Vorder- und /oder Hinterkante über den Drehteller 5 hinaus. Die Darstellung ist beispielhaft für die Nabe 3 vorgenommen, doch findet sich eine prinzipiell gleiche Anordnung der Drehteller 5 auf der gehäuseseitigen Begrenzung des Strömungspfades der Strömungsarbeitsmaschine.
• Im Einzelnen betrifft die Erfindung mindestens eine verstellbare Einheit einer Statorschaufelreihe, gegebenenfalls auch als Element eines verstellbaren Vorleitrades, einer Strömungsarbeitsmaschine. Die betreffende Beschaufelung ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet, welches die Durchströmung üblicherweise mindestens einer Rotorschaufelreihe (Rotor) und mindestens einer Statorschaufelreihe (Stator) mit einem Fluid nach außen begrenzt. Während ein Rotor mehrere an einer rotierenden Welle befestigte Rotorschaufeln umfasst und Energie an das Arbeitsmedium abgibt, besteht ein Stator aus mehreren meist im Gehäuse befestigten Statorschaufeln.
• Als nachteilig erweist sich beim Stand der Technik, dass die entsprechenden Anordnungen aus Schaufelblatt und Drehteller zu großen Radialteilspalten an den Schaufelenden und somit erheblichen Druckverlusten in der Strömung führen. Die Folge sind Einschränkungen bezüglich des erreichbaren Wirkungsgrades und des Betriebsverhaltens der Strömungsarbeitsmaschine. Insbesondere bei Verstellstatoren fehlen Anordnungen aus Schaufeln und Drehtellern, die eine weitgehende oder auch vollständige Vermeidung des Schaufelüberhangs und der damit verbundenen Radialteilspalte erlauben.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verstellbare Statorschaufelanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik eine weitgehende oder auch vollständige Vermeidung von Radialteilspalten am Schaufelende durch die Vorsehung mindestens zweier Statorschaufeln auf einem Drehteller erreicht.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit auf verstellbare Statorschaufelreihen von Strömungsarbeitsmaschinen wie etwa Bläsern, Verdichtern, Pumpen und Ventilatoren in axialer, halbaxialer oder auch radialer Bauart. Das Arbeitsmedium (Fluid) kann gasförmig oder flüssig sein.
• Die vorliegende Erfindung betrifft Statoren, die an mindestens einem Schaufelende drehbar gelagert sind und über eine Spindel um eine Drehachse 4 verstellt werden können. Wie in allen Figuren gezeigt, erfolgt die Anströmung der betreffenden Schaufelreihe 1, wie durch den dicken Pfeil angedeutet, von links nach rechts.
• Erfindungsgemäß ist für den Einsatz in einer Strömungsarbeitsmaschine eine verstellbare Statorschaufelreihe geschaffen, die an mindestens einer Hauptströmungspfadberandung, Nabe oder Gehäuse, mindestens eine Anordnung eines Drehtellers mit mindestens zwei fest mit dem Drehteller verbundenen Statorschaufeln aufweist, derart, dass mindestens zwei Statorschaufeln bei einer rotatorischen Verstellbewegung sich um die selbe Achse drehen und über nur eine Drehspindel gesteuert werden.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

Fig.1

eine schematische Darstellung eines Verstellstators nach dem Stand der Technik in der Meridianansicht,

Fig. 2a

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Definition von Kenngrößen,

Fig. 2b

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, gleichmäßige Schaufelanordnung,

Fig. 3

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, unterschiedliche Schaufelteilung,

Fig. 4

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, unterschiedliche Schaufelteilung und meridionale Schaufelposition,

Fig. 5

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, unterschiedliche Schaufelteilung und meridionale Schaufelposition und drehtellerangepasste Profilgestalt,

Fig. 6a

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, unterschiedliche Schaufelteilung und meridionale Schaufelposition und drehtellerangepasste Profilgestalt, alternierend verkürzte Profiltiefe,

Fig. 6b

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration in Auslegungsanordnung, weitere Kenngrößen,

Fig. 6c

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration in Auslegungsanordnung, Engstellung zweier Profile,

Fig. 6d

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration in Auslegungsanordnung, Engstellung zweier Profile, kurzes Frontprofil,

Fig. 6e

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Triple-Konfiguration, Engstellung der Profile,

Fig. 7a

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration, unterschiedliche Schaufelteilung, meridionale Schaufelposition, Profilgestalt und alternierend verkürzte Profiltiefe,

Fig. 7b

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Dualkonfiguration in Auslegungsanordnung, weitere Kenngrößen,

Fig. 7c

einen erfindungsgemäßen Verstellstator gemäß Fig. 7a, Bauweise,

Fig.7d

einen erfindungsgemäßen Verstellstator gemäß Fig. 7a in der Meridianansicht,

Fig. 8a

einen erfindungsgemäßen Verstellstator, Ansicht A-A, Triple-Konfiguration unterschiedliche Schaufelteilung, meridionale Schaufelposition und unterschiedliche Profiltiefe,

Fig. 8b

einen erfindungsgemäßen Verstellstator gemäß Fig. 8a, Bauweise,

Fig.8c

einen erfindungsgemäßen Verstellstator gemäß Fig. 8a in der Meridianansicht.

• Nicht explizit dargestellt, aber ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sind Verstellstatoranordnungen, bei denen eine Lagerung allein im Gehäuse oder allein in der Nabe mit vollem Radialspalt am jeweils anderen Schaufelende vorgesehen ist.
• Die Fig. 2a zeigt die Definition der für die Erfindung wichtigen geometrischen Kenngrößen in der durch die Meridionalrichtung m und die Umfangsrichtung u gebildeten Ebene direkt am Drehteller 5. Hier ist beispielhaft ein Drehteller 5 mit zwei darauf befestigten Schaufeln 1 dargestellt. Die Kenngrößen sind an der oberen der beiden Schaufeln 1 eingezeichnet, jedoch gelten die Kenngrößen auch für jede weitere mit dem Drehteller 5 verbundene Schaufel 1. Jede Schaufel 1 besitzt eine (üblicherweise konkave) Druckseite DS und eine (üblicherweise konvexe) Saugseite SS. Jedes Schaufelprofil besitzt eine Skelettlinie, die zwischen Vorderkante VK und Hinterkante HK mittig zwischen der Saugseite und der Druckseite durch das Profil verläuft. Eine weitere wichtige Referenzlinie stellt die Profilsehne dar, die druckseitig an das Schaufelprofil angelegt ist. Folgende Kenngrößen sind in Fig. 2a definiert:
• a.) die Profiltiefe I, gemessen in Richtung der Profilsehne
• b.) die Profilwölbung f, gemessen als senkrechter Abstand des am weitesten von der Profilsehne entfernten Punkt der Skelettlinie zur Profilsehne
• c.) der Vorderkantenneigungswinkel β1, gemessen zwischen der Meridionalrichtung m und der Tangente an die Skelettlinie im Vorderkantenpunkt
• d.) der Hinterkantenneigungswinkel β2, gemessen zwischen der Meridionalrichtung m und der Tangente an die Skelettlinie im Hinterkantenpunkt
• e.) der Staffelungswinkel λ, gemessen zwischen der Meridionalrichtung m und der Profilsehne
• f.) der Drehtellerdurchmesser d
• h.) die Profilexzentrizität e, gemessen als senkrechter Abstand des Drehtellermittelpunktes M zu einer Parallelen zur Profilsehne durch den am weitesten von der Profilsehne entfernten Punkt der Skelettlinie
• i.) die Profilabdeckung n, gemessen zwischen den Schnittpunkten der Skelettlinie mit dem Drehtellerrandkreis in Richtung der Profilsehne (falls die Vorder- oder Hinterkante auf dem Drehteller angeordnet ist, bildet der Vorder- oder Hinterkantenpunkt den jeweiligen Bezugspunkt).
• j.) der meridionale Profilversatz a, gemessen zwischen den Vorderkantenpunkten zweier benachbarter Profile in der Meridionalrichtung m
• Die Fig. 2b zeigt auf seiner linken Bildseite (a.) eine Reihe von gleichmäßig bei gleicher Teilung t angeordneten Statorschaufeln 1 identischer Profilform in der Auslegungsposition , d. h. in der Nominalstellung. Die nach konventioneller Bauweise üblichen Drehteller sind jeweils gestrichelt dargestellt. Die erfindungsgemäße Lösung sieht größere Drehteller 5 vor, von denen jeder in der hier gezeigten Variante mit jeweils zwei Schaufeln 1 verbunden ist (Dualkonfiguration). Die Schaufeln 1 befinden sich hier weitgehend auf dem Drehteller 5 und ragen lediglich mit der Vorder- und/oder Hinterkante leicht über den Drehteller 5 hinaus, wobei erfindungsgemäß beide Schaufeln 1 eine relative Abdeckung n/l größer 0,5 aufweisen. Die hier dargestellte Ausführung zeigt sogar eine vorteilhafte relative Abdeckung n/l von über 0,75. Ebenfalls vorteilhaft, aber hier nicht graphisch dargestellt, wäre eine unterschiedliche Profilform der beiden Schaufeln 1 im Bereich des Drehtellers 5, wenn die beiden Schaufeln 1 unterschiedliche relative Abdeckungen von kleiner n/l = 1 aufweisen.
• Die rechte Bildhälfte (b.) zeigt die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung in einem Teillastbetriebspunkt der Strömungsarbeitsmaschine, d. h. bei einer Verstellung der Schaufeln 1 hin zu größeren Staffelungswinkeln λ. Bei großen Beträgen von λ kommt es zu einer Kollision zweier benachbarter zu unterschiedlichen Drehtellern 5 gehörigen Schaufeln 1, sodass diese erfindungsgemäße Lösung nur für kleine Verstellbereiche gut geeignet ist.
• Die Fig. 3 zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 2b, jedoch alterniert hier die Schaufelteilung t zwischen jeweils zwei Schaufeln 1, derart, dass zwei näher beieinander liegende Schaufeln 1 auf einem Drehteller 5 angeordnet sind. In der Nominalstellung des Drehtellers 5, siehe linke Bildseite (a.), bilden die Vorder- und Hinterkanten der Schaufeln 1 weiterhin eine gerade Linie. Hier ist es unabhängig von der relativen Abdeckung n/l in jedem Fall vorteilhaft, die Profilform der beiden Schaufeln unterschiedlich zu gestalten. Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der alternierenden Schaufelteilung ergibt sich ein größerer möglicher Verstellbereich, bevor es zu einer Kollision zweier benachbarter zu unterschiedlichen Drehtellern 5 gehörigen Schaufeln 1 kommt.
• Die Fig. 4 zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 3, jedoch alterniert zusätzlich die meridionale Position der Schaufeln 1, derart, dass auf einem Drehteller 5 jeweils die Vorderkante einer Schaufel 1 auf die Meridionalrichtung m bezogen weiter stromab angeordnet ist (meridionaler Profilversatz a > 0), die Profiltiefen zweier benachbarter Schaufeln 1 sich weniger als 10% unterscheiden und der Staffelungswinkel λ_U der weiter stromab vorgesehenen Schaufel kleiner ist als der Staffelungswinkel λ_D der weiter stromauf vorgesehenen Schaufel, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der unterschiedlichen Schaufelteilung und des meridionalen Profilversatzes ergibt sich eine strömungsgünstigere Konfiguration und ein leicht größerer möglicher Verstellbereich.
• Die Fig. 5 zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 4, jedoch weisen die zwei auf einem Drehteller 5 vorgesehenen Schaufeln 1 bezüglich der Profiltiefe I, des Staffelungswinkels λ und des meridionalen Profilversatzes a wesentliche Unterschiede auf. Die Anordnung ist hier besonders günstig derart gestaltet, dass beide Schaufeln 1 vollständig ohne Überhang auf dem Drehteller 5 Platz finden, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der vollständigen Platzierung auf dem Drehteller 5 ergibt sich eine strömungsgünstigere Konfiguration und ein unbegrenzter Verstellbereich.
• Die Fig. 6a zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 5, bei der ebenfalls beide Schaufeln 1 vollständig ohne Überhang auf dem Drehteller 5 Platz finden. Hier ist jedoch ein Unterschied der Profiltiefen der beiden Schaufeln 1 von mindestens 25% vorgesehen, um eine verbesserte Ausnutzung des Drehtellers 5 zu erreichen. Das kürzere Profil ist dabei auf dem Drehteller 5 druckseitig des längeren Profils angeordnet, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der vollständigen Platzierung auf dem Drehteller 5 ergibt sich eine strömungsgünstigere Konfiguration und ein unbegrenzter Verstellbereich.
• Die Fig. 6b zeigt die erfindungsgemäß günstige Dualanordnung mit der Definition weiterer Kenngrößen, die sie beschreiben. Die Anordnung ist gekennzeichnet durch zwei Schaufelprofile auf einem gemeinsamen Drehteller, wobei ein kürzeres Profil druckseitig des längeren Profils angeordnet ist. Kennzeichnende Größen sind im Bild definiert:
1. a.) der meridionale Profilversatz a, gemessen zwischen den Hinterkantenpunkten zweier benachbarter Profile in der Meridionalrichtung m
2. b.) die meridionale Überlappung b, gemessen zwischen dem Vorderkantenpunkt des kürzeren Profils und dem Hinterkantenpunkt des längeren Profils in der Meridionalrichtung m
3. c.) die meridionale Reststrecke c, gemessen zwischen dem Vorderkantenpunkt des längeren Profils und dem Vorderkantenpunkt des kürzeren Profils in der Meridionalrichtung m
4. d.) der druckseitige Abstand q, gemessen in der Umfangsrichtung u, zwischen dem Schnittpunkt der Linie durch die Hinterkantenpunkte der längeren Profile mit der Skelettlinie des kürzeren Profils und dem Hinterkantenpunkt des saugseitig vom kürzeren Profil angeordneten längeren Profils
5. e.) der saugseitige Abstand g, gemessen in der Umfangsrichtung u, zwischen dem Schnittpunkt der Linie durch die Hinterkantenpunkte der längeren Profile mit der Skelettlinie des kürzeren Profils und dem Hinterkantenpunkt des druckseitig vom kürzeren Profil angeordneten längeren Profils
• Erfindungsgemäß besonders günstig sind folgende Festlegungen: $$\mathrm{0}\mathrm{<}\left(\mathrm{a}\mathrm{/}\left(\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{25}$$

  

  $$\mathrm{0}\mathrm{<}\left(\mathrm{b}\mathrm{/}\left(\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{65}$$

  

  $$\mathrm{0},3\mathrm{<}\left(\mathrm{q}\mathrm{/}\left(\mathrm{g}\mathrm{+}\mathrm{q}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{7}$$

  
• Die Fig. 6c zeigt eine ebenfalls erfindungsgemäß günstige Dualanordnung mit der Eigenschaft, dass die Vorderkante des weiter stromab angeordneten Profils in der Nähe der Hinterkante und druckseitig des weiter stromauf angeordneten Profils vorgesehen ist, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Die erfindungsgemäße Engstellung der Profile wird durch weitere im Bild gekennzeichnete Größen beschrieben. Dabei ist I2 die Gesamtprofiltiefe, d. h. die Länge der Dualanordnung in Richtung der an die Gesamtanordnung druckseitig angelegten Tangente. Die Verschränkung b2 wird (positiv wie eingezeichnet) in Richtung der Gesamtprofiltiefe gemessen. Weitere Kenngrößen sind die Gesamtteilung w und die Gesamthöhe v, beide werden senkrecht zur Gesamtprofiltiefe gemessen. Für besonders günstige erfindungsgemäße Anordnungen gilt: $$\mathrm{-}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{<}\left(\mathrm{b}\mathrm{2}\mathrm{/}\mathrm{l}\mathrm{2}\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{1}\mathrm{und}\left(\mathrm{v}\mathrm{/}\mathrm{w}\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{3}$$

  

  
  Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft ist es, die relative Wölbung f/l des weiter stromab angeordneten Profils deutlich größer zu als die relative Wölbung f/l des weiter stromauf angeordneten Profils bemessen, (f/l) stromab > 1,2 * (f/l) stromauf.
• Die Fig. 6d zeigt eine weitere erfindungsgemäß günstige Dualanordnung mit Engstellung, hier mit kurzem Frontprofil, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb.
• Die Fig.6e zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung mit Engstellung, bei der drei Profile in Serie angeordnet sind, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb.
• Die Fig. 7a zeigt eine ähnliche erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 6, bei der ebenfalls beide Schaufeln vollständig ohne Überhang auf dem Drehteller 5 Platz finden und ein Unterschied der Profiltiefen der beiden Schaufeln von mindestens 25% vorgesehen ist, um eine verbesserte Ausnutzung des Drehtellers zu erreichen. Das kürzere Profil ist hier allerdings auf dem Drehteller 5 vorteilhaft saugseitig des längeren Profils angeordnet, siehe linke Bildseite (a.). Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der vollständigen Platzierung auf dem Drehteller ergibt sich eine sehr strömungsgünstige Anordnung und ein unbegrenzter Verstellbereich.
• Die Fig.7b zeigt die erfindungsgemäß besonders günstige Dualanordnung mit der Definition weiterer Kenngrößen, die sie beschreiben. Die Anordnung ist gekennzeichnet durch zwei Schaufelprofile auf einem gemeinsamen Drehteller 5, wobei ein kürzeres Profil saugseitig des längeren Profils angeordnet ist. Kennzeichnende Größen sind im Bild definiert:
1. a.) der meridionale Profilversatz a, hier gemessen zwischen den Vorderkantenpunkten zweier benachbarter Profile in der Meridionalrichtung m
2. b.) die meridionale Überlappung b, hier gemessen zwischen dem Vorderkantenpunkt des längeren Profils und dem Hinterkantenpunkt des kürzeren Profils in der Meridionalrichtung m
3. c.) die meridionale Reststrecke c, hier gemessen zwischen dem Hinterkantenpunkt des kürzeren Profils und dem Hinterkantenpunkt des längeren Profils in der Meridionalrichtung m
4. d.) der druckseitige Abstand q, hier gemessen in der Umfangsrichtung u, zwischen dem Schnittpunkt der Linie durch die Vorderkantenpunkte der längeren Profile mit der Skelettlinie des kürzeren Profils und dem Vorderkantenpunkt des druckseitig vom kürzeren Profil angeordneten längeren Profils
5. e.) der saugseitige Abstand g, hier gemessen in der Umfangsrichtung u, zwischen dem Schnittpunkt der Linie durch die Vorderkantenpunkte der längeren Profile mit der Skelettlinie des kürzeren Profils und dem Vorderkantenpunkt des saugseitig vom kürzeren Profil angeordneten längeren Profils
• Erfindungsgemäß besonders günstig sind folgende Festlegungen: $$\mathrm{0}\mathrm{<}\left(\mathrm{a}\mathrm{/}\left(\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{25}$$

  

  $$\mathrm{0}\mathrm{<}\left(\mathrm{b}\mathrm{/}\left(\mathrm{b}\mathrm{+}\mathrm{c}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{65}$$

  

  $$\mathrm{0},3\mathrm{<}\left(\mathrm{q}\mathrm{/}\left(\mathrm{g}\mathrm{+}\mathrm{q}\right)\right)\mathrm{<}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{7}$$

  

  
  Die Fig.7c zeigt die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung aus Fig. 7a, mit unterschiedlichen Konstruktionslösungen. In der linken Bildhälfte ist weiterhin die Drehteller-Schaufel-Anordnung in der m-u-Ebene dargestellt. Dort eingezeichnet ist der Verlauf der Ansicht B-B.
• Auf der rechten Bildhälfte ist die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung in der Ansicht B-B gezeigt. Erfindungsgemäße Lösungen beziehen sich auf Verstellstatoren mit mindestens einem Drehteller 5 (an der Nabe 3 oder am Gehäuse 2). Der hier dargestellte Verstellstator hat zwecks der Darstellung vieler erfindungsgemäßer Konstruktionslösungen zwei mit Drehtellern 5 versehene Enden, an denen unterschiedliche erfindungsgemäß mögliche Bauweisen darstellt sind. Der Verstellstator kann selbstverständlich mit spanenden, chemischen oder auftragenden/aufbauenden (Schweiß-/Laser-/Sinter-)Verfahren in einem Stück hergestellt werden. Es ist jedoch erfindungsgemäß als besonders günstige Lösung vorgesehen, dass der Verstellstator als Baugruppe mindestens zweier Bauteile konstruiert und gefertigt wird und dann zu einer Verstellstatoreinheit zusammengefügt wird. Dazu werden im Folgenden unterschiedliche erfindungsgemäß günstige Konzepte dargestellt:
1. (I) Mindestens zwei dem Drehteller 5 zugeordnete Schaufeln 1 besitzen jeweils einen Schaufelfuß 6, wobei die mindestens zwei Schaufelfüße 6 zur runden Form des Drehtellers 5 an der Strömungspfadberandung beitragen.
   Dabei ist mindestens ein Schaufelfuß 6 an der strömungspfadzugewandten Seite in einer Ausnehmung im Drehteller 5 vorgesehen. Dann bildet ein Schaufelfuß 6 einen flachen einschiebbaren Einsatz mit gegebenenfalls schräger Anlagefläche im Drehteller 5 und gegebenenfalls im Fuß einer anderen Schaufel 1.
   Die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Einzelschraub- oder Einzelstiftverbindung aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
2. (II) wie (I) aber: die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Schweißverbindung an der Hauptströmungpfadberandung aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
3. (III) Mindestens eine dem Drehteller zugeordnete Schaufel besitzt keinen ausgeprägten Schaufelfuß, wobei das Schaufelprofil direkt mit dem in seinem Bereich bereits vollständig kreisförmigen Drehteller verbunden wird.
   Das Schaufelprofil wird unmittelbar an der Strömungspfadberandung mit dem Drehteller durch eine Schweißnaht verbunden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
4. (IV) wie (III) aber: das Schaufelprofil wird gänzlich oder mit einer Zunge durch ein Loch im Drehteller gesteckt und an der der Strömungspfadberandung abgewandten Seite des Drehtellers (gegebenenfalls durch Materialstauchung, wie hier abgebildet, siehe Markierung St) eingeklemmt oder (wie hier nicht abgebildet) angeschweißt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
   Die Fig.7d zeigt die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung aus Fig. 7a in der Meridianansicht. Verdeckte Schaufelkanten sind gepunktet eingezeichnet.
   Die Fig.8a zeigt eine erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung wie Fig. 6, bei der drei Schaufeln 1 vollständig ohne Überhang auf dem Drehteller 5 Platz finden und ein Unterschied der minimalen und maximalen Profiltiefe der drei Schaufeln 1 von mindestens 25% vorgesehen ist, um eine verbesserte Ausnutzung des Drehtellers 5 zu erreichen. Dabei ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, ein längeres Profil zwischen zwei kürzeren vorzusehen, wobei das kurze saugseitig vom langen Profil angeordnete Profil in Meridianströmungsrichtung m weiter stromauf liegt als das kurze druckseitig vom langen Profil angeordnete Profil, siehe linke Bildseite (a.). Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die beiden kurzen Profile eine geringere relative Wölbung f/l als das lange Profil besitzen. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das lange Profil eine geringe relative Exzentrizität von 2·e/d < 0,15 und mindestens eines der kurzen Profile eine hohe relative Exzentrizität von 2·e/d > 0,35 besitzt. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Staffelungswinkel vom kurzen saugseitig angeordneten Profil zum langen mittig angeordneten Profil und weiter zum kurzen druckseitig angeordneten Profil abnimmt: λ_U > λ_M > λ_D.
   Die rechte Bildseite (b.) zeigt wieder die Verstellstatoranordnung bei Teillastbetrieb. Aufgrund der vollständigen Platzierung auf dem Drehteller ergibt sich eine sehr strömungsgünstige Anordnung und ein unbegrenzter Verstellbereich.
   Die Fig.8b zeigt die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung aus Fig. 8a, mit unterschiedlichen Konstruktionslösungen. In der linken Bildhälfte ist weiterhin die Drehteller-Schaufel-Anordnung in der m-u-Ebene dargestellt. Dort eingezeichnet ist der Verlauf der Ansicht B-B.
   Auf der rechten Bildhälfte ist die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung in der Ansicht B-B gezeigt. Es ist auch hier erfindungsgemäß als besonders günstige Lösung vorgesehen, dass der Verstellstators als Baugruppe mindestens zweier Bauteile konstruiert und gefertigt wird und dann zu einer Verstellstatoreinheit zusammengefügt wird. Dazu werden im Folgenden unterschiedliche erfindungsgemäß günstige Konzepte dargestellt:
5. (V) wie (I) aber: die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Schweißverbindung an der Seite des Drehtellers aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Endes des Verstellstators verwendet wird. an der Seite des Drehtellers (wie nicht im Bild gezeigt)
6. (VI) wie (I) aber: mindestens ein Schaufelfuß bildet die volle Dicke des Drehtellers und grenzt stoßartig an einen anderen Teil des Drehtellers an.
   Die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Schweißnaht an der der Strömungspfadberandung abgewandten Seite des Drehtellers aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
7. (VII) wie (I) aber: mindestens ein Schaufelfuß ist an der strömungspfadzugewandten Seite in einer Ausnehmung im Drehteller vorgesehen. Dann bildet der Fuß einer Schaufel einen flachen einschiebbaren Einsatz mit gegebenenfalls schräger Anlagefläche im Drehteller und gegebenenfalls im Fuß einer anderen Schaufel.
   Die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Doppel-Schraub/-Stift-Verbindung aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
8. (VIII) wie (I) aber: mindestens ein Schaufelfuß grenzt mit einer Nut/Feder-Verbindung an einen anderen Teil des Drehtellers gegebenenfalls den Fuß einer anderen Schaufel an.
   Die aneinander grenzenden Drehtellerteile (beziehungsweise Schaufelfüße) werden mit Hilfe einer Einzelschraub- oder Einzelstiftverbindung von der der Strömungspfadberandung abgewandten Seite des Drehtellers aneinander befestigt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Konzept an beiden Enden des Verstellstators verwendet wird.
• Die Fig.8c zeigt die erfindungsgemäße Verstellstatoranordnung aus Fig. 7a in der Meridianansicht. Verdeckte Schaufelkanten sind gepunktet eingezeichnet.
• Die Erfindung kann auch wie folgt beschrieben werden:
• Strömungsarbeitsmaschine mit einem von einer Nabe und einem Gehäuse berandeten Hauptströmungspfad, in welchem mindestens eine Reihe drehbar gelagerter und verstellbarer Statorschaufeln angeordnet ist, die an mindestens einer Hauptströmungspfadberandung, Nabe oder Gehäuse, mindestens eine Anordnung mit mindestens zwei mit demselben Drehteller verbundenen Statorschaufeln aufweist, derart, dass bei Verstellung dieser mehrschaufeligen Verstellstatoreinheit die besagten mindestens zwei Statorschaufeln sich um die Achse derselben Antriebsspindel drehen,
  wobei bevorzugt alle auf dem Drehteller angeordneten Schaufelprofile eine relative Abdeckung n / I von größer als 0,5 aufweisen,
  wobei bevorzugt mindestens ein auf dem Drehteller angeordnetes Schaufelprofil eine relative Abdeckung n / I von größer als 0,75 aufweist,
  wobei bevorzugt mindestens ein auf dem Drehteller angeordnetes Schaufelprofil eine auf den Drehtellerdurchmesser bezogene Profiltiefe von 0,8 < I / d < 1,2 aufweist,
  wobei bevorzugt mindestens eines der auf dem Drehteller angeordneten Schaufelprofile keinen Überhang aufweist (relative Abdeckung n/l = 1),
  wobei bevorzugt alle auf dem Drehteller angeordneten Schaufelprofile keinen Überhang aufweisen,
  wobei bevorzugt der Abstand benachbarter Schaufelprofile der Verstellstatorschaufelreihe in Umfangsrichtung der Strömungsarbeitsmaschine periodisch variiert,
  wobei bevorzugt in mindestens einer Stellung des Drehtellers mindestens eine der Verbindungslinien gleichartiger Schaufelkantenpunkte (Vorderkanten- oder Hinterkantenpunkte) der an der Hauptströmungspfadberandung angeordneten Schaufelprofile der Verstellstatorschaufelreihe entlang des Umfangs der Strömungsarbeitsmaschine periodisch veränderlich verläuft, entsprechend einer unterschiedlichen meridionalen Positionierung gleichartiger Schaufelkanten,
  wobei bevorzugt mindestens zwei der auf dem Drehteller angeordneten Schaufelprofile mit unterschiedlicher Gestalt bezüglich mindestens einer der Größen Profiltiefe I, relative Wölbung f / I und Staffelungswinkel λ vorgesehen sind,
  wobei bevorzugt der Staffelungswinkel λ der auf einem Drehteller vorgesehenen Schaufelprofile -bei Betrachtung der mehrschaufeligen Verstellstatoreinheit entlang des Umfangs der Strömungsarbeitsmaschine und von einer konvexen Saugseite zur konkaven Druckseite des nächsten Profils fortschreitend - von Schaufel zu Schaufel stetig größer wird,
  wobei auf einem Drehteller 5 zwei Statorschaufeln 1 angeordnet sind, wobei bezüglich der Profiltiefe I ein Unterschied besteht und wobei die Statorschaufel 1 mit kleinerer Profiltiefe auf dem Drehteller 5 saugseitig der Statorschaufel 1 mit größerer Profiltiefe angeordnet ist.
  wobei auf einem Drehteller 5 zwei Statorschaufeln 1 angeordnet sind, wobei bezüglich der Profiltiefe I ein Unterschied besteht und wobei die Statorschaufel 1 mit kleinerer Profiltiefe auf dem Drehteller 5 druckseitig der Statorschaufel 1 mit größerer Profiltiefe angeordnet ist.
  wobei der Mittelpunkt des Drehtellers 5 bezogen auf die Statorschaufel 1 mit größerer Profiltiefe auf der selben Seite wie die Statorschaufel mit kleinerer Profiltiefe vorgesehen ist.
  wobei
1. a) der meridionale Profilversatz a gemäß 0 < (a / (b+c)) < 0,25 ausgebildet ist
2. b) die meridionale Überlappung b gemäß 0 < (b / (b+c)) < 0,65 ausgebildet ist
3. c) der druckseitige Abstand q gemäß 0,3 < (q / (g+q)) < 0,7 ausgebildet ist
wobei c die meridionale Reststrecke und g der saugseitige Abstand sind.
wobei die Vorderkante mindestens einer auf dem Drehteller stromab angeordneten Statorschaufel in der Nähe der Hinterkante und druckseitig einer weiter stromauf angeordneten Statorschaufel vorgesehen ist, wobei für die Gesamtprofiltiefe I2, die Verschränkung b2, die Gesamtteilung w und die Gesamthöhe v der Anordnung der jeweils betroffenen zwei Statorschaufeln gilt: -0,1 < b2 / I2 < 0,1 und v / w < 0,3.
• Wobei die relative Wölbung f/l des mit seinem Flächenschwerpunkt weiter stromab angeordneten Profils deutlich größer ist als die relative Wölbung f/l des mit seinem Flächenschwerpunkt weiter stromauf angeordneten Profils, gemäß ( f/I ) stromab > 1,2 * ( f/I ) _stromauf
  wobei bevorzugt auf einem Drehteller drei Schaufelprofile vorgesehen sind, wobei das mittlere Schaufelprofil bezüglich der Profiltiefe I einen Unterschied von mindestens 25% gegenüber den anderen zwei Schaufelprofilen aufweist,
  wobei bevorzugt die mehreren mehrschaufeligen Verstellstatoreinheiten der Verstellstatorschaufelreihe um die Drehachse (Drehtellerachse) im vollen Bereich von 360° synchron verstellbar sind, derart, dass eine Kollision beziehungsweise eine Positionsüberschneidung benachbarter mehrschaufeliger Verstellstatoreinheiten nicht vorkommt,
  wobei bevorzugt die mehrschaufelige Verstellstatoreinheit mindestens zwei Bauteile umfasst, die getrennt gefertigt und anschließend zusammengefügt werden, wobei an einem Drehteller mindestens Schaufeln jeweils einen Schaufelfuß besitzen, wobei die mindestens zwei Schaufelfüße zur runden Form des Drehtellers an der Strömungspfadberandung beitragen,
  wobei bevorzugt mindestens ein Schaufelfuß die volle Dicke des Drehtellers besitzt und stoßartig an einen anderen Teil des Drehtellers angrenzt, wobei eine Verbindung der Schaufel mit dem Drehteller auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers durch Schweißen vorgesehen ist,
  wobei bevorzugt mindestens ein Schaufelfuß an der strömungspfadzugewandten Seite in einer Ausnehmung im Drehteller vorgesehen ist und auf diese Weise einen flachen Einsatz mit gegebenenfalls schräger Anlagefläche im Drehteller bildet, der mit Hilfe einer Schraub- Stift- oder Schweißverbindung befestigt ist,
  wobei bevorzugt mindestens ein Schaufelfuß in Form einer Nut-Feder-Verbindung an einen anderen Teil des Drehtellers angrenzt, wobei eine Verbindung der Schaufel mit dem Drehteller durch Schraub- Stift- oder Schweißverbindung, bevorzugt auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers, vorgesehen ist,
  wobei bevorzugt die mehrschaufelige Verstellstatoreinheit mindestens zwei Bauteile umfasst, die getrennt gefertigt und anschließend zusammengefügt werden, wobei an einem Drehteller mindestens eine Schaufel keinen ausgeprägten Schaufelfuß besitzt und die Verbindung mit dem Drehteller durch Schweißen oder Fügen in unmittelbarer Nähe des Profils dieser Schaufel vorgesehen ist,
  wobei bevorzugt eine mindestens teilweise Verlängerung des Schaufelprofils in eine Öffnung im Drehteller eingepasst ist und eine Verbindung der Schaufel mit dem Drehteller auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers, gegebenenfalls auch durch Stauchen, vorgesehen ist.
• Bei der erfindungsgemäßen Schaufel für Strömungsarbeitsmaschinen wie Bläser, Verdichter, Pumpen und Ventilatoren wird eine Verbesserung der Strömung und insbesondere der Randströmung erzielt, die bei gegebener aerodynamischer Belastung und gleicher Stabilität den Wirkungsgrad einer Stufe mit verstellbarem Stator um mehr als 1 % erhöhen kann. Bei heute üblichen aerodynamischen Belastungen ist eine Reduzierung der Schaufelzahlen von bis zu 20% möglich. Das erfindungsgemäße Konzept ist bei unterschiedlichen Arten von Strömungsarbeitsmaschinen anwendbar und führt je nach Ausnutzungsgrad des Konzeptes zu Reduktionen der Kosten und des Gewichts für die Strömungsarbeitsmaschine von 2% bis 5%. Hinzu kommt eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Strömungsarbeitsmaschine, je nach Anwendungsfall, von bis zu 1,5%.
Bezugszeichenliste

1

Statorschaufel / Verstellstator / Verstellstatorreihe / Schaufel / Schaufelblatt / Schaufelreihe

2

Gehäuse / Gehäusebauteil

3

Nabe / Nabenbauteil

4

Drehspindelachse / Drehachse

5

Drehteller

6

Schaufelfuß

m

Meridionalrichtung

u

Umfangsrichtung

Claims (15)

1. Strömungsarbeitsmaschine mit einem von einer Nabe (3) und einem Gehäuse (2) begrenzten Hauptströmungspfad, in welchem mindestens eine Reihe verstellbarer Statorschaufeln (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Nabe (3) oder einem Gehäuse (2), mindestens eine Anordnung mit mindestens zwei mit einem gemeinsamen Drehteller (5) verbundenen Statorschaufeln (1) angeordnet ist, wobei bei Verstellung dieser mehrschaufeligen Verstellstatoreinheit die mindestens zwei Statorschaufeln (1) um eine gemeinsame Drehachse (4) drehbar sind.
2. Strömungsarbeitsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle auf dem Drehteller (5) angeordneten Statorschaufeln (1) eine relative Abdeckung n / I von größer als 0,5 aufweisen und/oder dass mindestens eine auf dem Drehteller (5) angeordnete Statorschaufel (1) eine relative Abdeckung n / I von größer als 0,75 aufweist.
3. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine auf dem Drehteller (5) angeordnete Statorschaufel (1) eine auf den Drehtellerdurchmesser bezogene Profiltiefe von 0,8 < I / d < 1,2 aufweist.
4. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der auf dem Drehteller (5) angeordneten Statorschaufeln (1) keinen Überhang aufweist (relative Abdeckung n/l = 1).
5. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle auf dem Drehteller (5) angeordneten Statorschaufeln (1) keinen Überhang aufweisen.
6. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand benachbarter Statorschaufeln (1) der Verstellstatorschaufelreihe in Umfangsrichtung der Strömungsarbeitsmaschine periodisch variiert.
7. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Stellung des Drehtellers (5) mindestens eine der Verbindungslinien gleichartiger Schaufelkantenpunkte (Vorderkanten- oder Hinterkantenpunkte) der an der Hauptströmungspfadberandung angeordneten Statorschaufeln (1) der Verstellstatorschaufelreihe entlang des Umfangs der Strömungsarbeitsmaschine periodisch veränderlich, mit einer unterschiedlichen meridionalen Positionierung gleichartiger Schaufelkanten, verläuft wobei insbesondere mindestens zwei der auf dem Drehteller (5) angeordneten Statorschaufeln (1) mit unterschiedlicher Gestalt bezüglich mindestens einer der Größen Profiltiefe I, relative Wölbung f / I und Staffelungswinkel λ ausgebildet sind und/oder ein Staffelungswinkel λ der auf einem Drehteller (5) angeordneten Statorschaufeln (1) - bei Betrachtung der mehrschaufeligen Verstellstatoreinheit entlang des Umfangs der Strömungsarbeitsmaschine und von einer konvexen Saugseite zur konkaven Druckseite des nächsten Profils fortschreitend - von Schaufel zu Schaufel stetig größer werdend ausgebildet ist und/oder insbesondere auf einem Drehteller (5) zwei Statorschaufeln (1) angeordnet sind, wobei bezüglich der Profiltiefe I ein Unterschied besteht und wobei die Statorschaufel (1) mit kleinerer Profiltiefe auf dem Drehteller (5) saugseitig der Statorschaufel (1) mit größerer Profiltiefe angeordnet ist oder wobei die Statorschaufel (1) mit kleinerer Profiltiefe auf dem Drehteller (5) druckseitig der Statorschaufel (1) mit größerer Profiltiefe angeordnet ist.
8. Strömungsarbeitsmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt des Drehtellers (5) bezogen auf die Statorschaufel (1) mit größerer Profiltiefe auf der selben Seite wie die Statorschaufel mit kleinerer Profiltiefe vorgesehen ist.
9. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass

   a) der meridionale Profilversatz a gemäß 0 < (a / (b+c)) < 0,25 ausgebildet ist

   b) die meridionale Überlappung b gemäß 0 < (b / (b+c)) < 0,65 ausgebildet ist

   c) der druckseitige Abstand q gemäß 0,3 < (q / (g+q)) < 0,7 ausgebildet ist

   wobei c die meridionale Reststrecke und g der saugseitige Abstand sind.
10. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderkante mindestens einer auf dem Drehteller stromab angeordneten Statorschaufel in der Nähe der Hinterkante und druckseitig einer weiter stromauf angeordneten Statorschaufel vorgesehen ist, wobei für die Gesamtprofiltiefe I2, die Verschränkung b2, die Gesamtteilung w und die Gesamthöhe v der Anordnung der jeweils betroffenen zwei Statorschaufeln gilt: -0,1 < b2 / I2 < 0,1 und v / w < 0,3.
11. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Wölbung f/l des mit seinem Flächenschwerpunkt weiter stromab angeordneten Profils deutlich größer ist als die relative Wölbung f/l des mit seinem Flächenschwerpunkt weiter stromauf angeordneten Profils, gemäß ( f /I ) _stromab > 1,2 * ( f/I ) _stromauf
12. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Drehteller (5) drei Statorschaufeln (1) angeordnet sind, wobei die mittlere Statorschaufel (1) bezüglich der Profiltiefe I einen Unterschied von mindestens 25% gegenüber den anderen zwei Statorschaufeln (1) aufweist, wobei insbesondere mindestens ein Schaufelfuß (6) die Dicke des Drehtellers aufweist und stoßartig an einen anderen Teil des Drehtellers (5) angrenzt, wobei eine Verbindung der Statorschaufel (1) mit dem Drehteller (5) auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers (5) durch Schweißen ausgebildet ist oder mindestens ein Schaufelfuß (6) an der strömungspfadzugewandten Seite in einer Ausnehmung im Drehteller (5) vorgesehen ist und einen flachen Einsatz mit schräger Anlagefläche im Drehteller (5) bildet oder mindestens ein Schaufelfuß (6) in Form einer Nut-Feder-Verbindung an einen anderen Teil des Drehtellers (5)angeordnet ist, wobei eine Verbindung der Statorschaufel (1) mit dem Drehteller (5) auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers (5) vorgesehen ist.
13. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren mehrschaufeligen Verstellstatoreinheiten der Verstellstatorschaufelreihe um die Drehachse (4) im vollen Bereich von 360° synchron verstellbar sind oder dass die mehrschaufelige Verstellstatoreinheit mindestens zwei Bauteile umfasst, die getrennt gefertigt und anschließend zusammengefügt werden, wobei an einem Drehteller (5) mindestens eine Statorschaufel (1) keinen ausgeprägten Schaufelfuß (6) besitzt und die Verbindung mit dem Drehteller (5) durch Schweißen oder Fügen in unmittelbarer Nähe des Profils dieser Statorschaufel (1) erfolgt ist.
14. Strömungsarbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschaufelige Verstellstatoreinheit mindestens zwei getrennt gefertigte und anschließend zusammengefügte Bauteile umfasst, wobei an einem Drehteller (5) mindestens Statorschaufeln (1) jeweils einen Schaufelfuß (6) aufweisen, wobei die mindestens zwei Schaufelfüße (6) zumindest einen Teil einer runden Form des Drehtellers (5) an der Strömungspfadberandung bilden.
15. Strömungsarbeitsmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine mindestens teilweise Verlängerung der Statorschaufel (1) in eine Öffnung im Drehteller (5) eingepasst ist und eine Verbindung der Statorschaufel (1) mit dem Drehteller (5) auf der dem Hauptströmungspfad abgewandten Seite des Drehtellers (5) vorgesehen ist.

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