EP2222962B1 - Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad - Google Patents

Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad Download PDF

Info

Publication number
EP2222962B1
EP2222962B1 EP09720229.5A EP09720229A EP2222962B1 EP 2222962 B1 EP2222962 B1 EP 2222962B1 EP 09720229 A EP09720229 A EP 09720229A EP 2222962 B1 EP2222962 B1 EP 2222962B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shroud plate
radius
front side
impeller
curvature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP09720229.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2222962A2 (de
Inventor
Henning Ressing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Diesel and Turbo SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Diesel and Turbo SE filed Critical MAN Diesel and Turbo SE
Publication of EP2222962A2 publication Critical patent/EP2222962A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2222962B1 publication Critical patent/EP2222962B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2205Conventional flow pattern
    • F04D29/2216Shape, geometry
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/284Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for compressors

Definitions

  • the invention relates to a cover plate for a closed impeller of a radial or diagonal flow machine, for example a radial compressor or expander, in particular a turbo compressor, an impeller with such a cover plate and a turbomachine with such an impeller.
  • Closed impellers in which a flow channel through the blades, an impeller wheel carrying them and a cover disk connected to the blades, are defined, for example, in US Pat DE 198 33 033 A1 known, which in Figures 8 to 13 covers with different meridian cross sections.
  • the wall thickness above the profile center line of the meridian cross section of such cover disks generally decreases continuously from a suction mouth to a flow outlet.
  • the DE 25 55 101 B and the US 2,344,444 A disclose cover bands which are formed of sheets with identical wall thicknesses, wherein an outer sheet has corrugated portions.
  • the US 2,392,858 A shows an impeller of a centrifugal compressor with a shroud and a separate stiffening ring. Disadvantageous occur in known shrouds high voltages to unfavorable structural sites. Object of the present invention is therefore to provide an improved cover plate available.
  • a cover plate according to the preamble of claim 1 is further developed by its characterizing features. Claim 7 provides a closed impeller with such a cover, claim 8 a Turbomachine with such an impeller under protection.
  • the dependent claims relate to preferred developments.
  • the present invention is based on the finding that a local bulging of the outer cover surface leads to an impeller geometry which, in conjunction with a corresponding curvature of the outer cover surface in the centrifugal forces occurring during operation, can reduce stresses on critical structural regions.
  • the invention proposes to provide in the region of a local maximum of the wall thickness of the cover plate on the outer surface of a convex curvature having a radius whose ratio to an outer diameter of the impeller is in a range between 0.05 and 0.5.
  • the maximum stresses are reduced by 20% and also advantageously no longer occur at the critical end of the cover plate, but in a central connecting portion between the impeller disc and blade.
  • the convex curvature of the outer surface of the cover disc merges into a concave curvature towards the first and / or second end side, so that the outer edge of the meridian cross section has a point of inflection before and / or after the local maximum in which the curvature changes its sign.
  • Such outer surfaces with one or more oppositely curved regions are particularly low stress and can be made well.
  • a cover plate according to the invention is provided for a closed impeller of a radial or diagonal flow machine, for example a radial compressor or expander, in particular a turbocompressor, and can for this purpose be formed in one piece with a blading, for example, formed in an original shape or machined.
  • a cover plate according to the invention can also be connected to the blading, for example riveted, soldered and / or welded.
  • a combination of both versions, as they are from the DE 41 13 831 A1 with radially divided blades is known, wherein an impeller part formed integrally with the cover plate, another Laufradtteil is permanently connected to this, may be advantageous.
  • the cover disc together with a 2 D or 3 D blading and impeller disc, defines a flow channel for a fluid to be pumped, compressed or expanded.
  • the cover disc has a profiling means or skeleton line which is in the middle between that facing away from the flow channel Outer surface and a flow channel facing the inner surface of the cover plate extends.
  • the cover disk has a local maximum between a first and a second end face.
  • the first end face can be, for example, an inlet or suction side, while the second end side can be an outlet or pressure side.
  • the cover plate according to the invention has a belly between its inlet and outlet on its outer surface.
  • the outer surface has a convex, outwardly curved curvature with a radius whose ratio to the outer diameter of the impeller is in a range between 0.05 and 0.5.
  • the outer diameter of the impeller is in particular the largest or the nominal diameter of the impeller referred to.
  • the bulge leads to a more favorable mass distribution, so that the maximum stresses occurring during operation are reduced. As a result, higher impeller speeds, longer life and / or the use of less solid and thus cheaper material possible. Due to the convex curvature with the radius ratio according to the invention, moreover, the occurrence of maximum stresses at structurally unfavorable points, for example the outer circumference of the cover plate in the region of the connection with the rotor blading, which is often embodied as a welded seam, can be avoided or such stresses can be reduced.
  • the ratio of the radius' to the outer diameter is in a range between 0.1 and 0.4, more preferably in a range between 0.15 and 0.3. This results in particularly low-tension wheels.
  • the concave curvature may have, for the first end face, a radius which is smaller than the radius of the convex curvature in the region of the local maximum is.
  • the wall thickness of the cover disc decreases continuously towards the second end face.
  • the continuous reduction in particular a reduction with substantially constant radius of curvature provides for an advantageous stress distribution.
  • the cover plate runs out towards its outer circumference in a concavely curved section, which adjoins the convexly curved section in the region of the local maximum. This of course includes embodiments in which the outer peripheral edge of the outer surface itself is broken or otherwise formed with a small convex radius.
  • Fig. 2 shows in half section the meridian cross section of a cover plate 1 'of a radial impeller (not shown) according to the prior art, as for example, from FIG. 12 of DE 198 33 033 A1 is known.
  • this cover disk 1 ' the wall thickness along the profile center line of the meridian cross-section between a first end face 2' of the cover disk (left in Fig. 2 ), which defines a suction mouth of a radial flow machine (not shown), and one of these axially opposite second end face 3 'of the cover disk (right in FIG Fig. 2 ), which has a flow outlet from through the Shroud 1 'defined flow channel forms, continuously from the suction mouth 2' to the flow outlet 3 'from.
  • Fig. 1 shows in Fig. 2 corresponding representation of the meridian cross section of a cover plate 1 of a radial impeller (not shown) according to an embodiment of the present invention with a first end face 2 (left in Fig. 1 ), through which a radial flow machine (not shown) draws in fluid axially, and one of these axially opposite second end face 3 of the cover disk (right in FIG Fig. 1 ), from which the fluid exits radially from the through the cover plate 1 and (not shown) blades and an impeller carrying this impeller flow channel.
  • An inner surface 1.1 facing the flow channel has three convexly curved regions with the radii of curvature R1.1, R1.2 and R1.3, wherein .alpha Fig. 1 the radius is indicated in each case by an arrow in the direction from a center of curvature to the surface.
  • One of the inner surface 1.1 opposite outer surface 1.2 of the cover plate 1 has, starting from the first end face 2, first to a longitudinal axis of the impeller (dash-dotted lines in Fig. 1 ) parallel, non-curved area. This merges into a concave region with a relatively small radius of curvature R2.1, in the middle perpendicular of which the wall thickness of the cover plate 1 tapers to a local minimum.
  • This concave region is followed by a section curved away from the flow channel and having a convex curvature with a radius R2.2 that is greater than the curvature radius R2.1. Due to the change from a concave to a convex curvature, the centers of curvature lie on opposite sides of the outer surface 1.2 as indicated by the various arrow directions in FIG Fig. 1 indicated.
  • the convex region in turn, in the direction of the second end face 3, again passes into a concave region with a radius of curvature R2. 3 in which the wall thickness of the cover plate 1 continuously decreases towards the second end side.
  • the wall thickness along the profile center line of the meridian cross section of the cover plate 1 between the first end face 2 and the second end face 3 has a local maximum on.
  • the outer surface 1.2 has a convex curvature with the radius R2.2, the quotient of which contributes to an outer diameter D2 of the impeller R 2.2 / D 2 ⁇ 0.22

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Deckscheibe für ein geschlossenes Laufrad einer Radial- oder Diagonalströmungsmaschine, beispielsweise eines Radialkompressors oder -expanders, insbesondere eines Turbokompressors, ein Laufrad mit einer solchen Deckscheibe sowie eine Strömungsmaschine mit einem solchen Laufrad.
    Geschlossene Laufräder, bei denen ein Strömungskanal durch die Laufschaufeln, eine diese tragende Laufradscheibe und eine mit den Laufschaufeln verbundene Deckscheibe definiert wird, sind beispielsweise aus der DE 198 33 033 A1 bekannt, die in den Figuren 8 bis 13 Deckscheiben mit verschiedenen Meridianquerschnitten zeigt. Wie insbesondere daraus erkennbar, nimmt die Wandstärke über der Profilmittellinie des Meridianquerschnittes solcher Deckscheiben in der Regel kontinuierlich von einem Saugmund zu einem Strömungsaustritt ab.
    Aus der DE 37 09 518 C2 und der DE 41 13831 A1 sind geschlossene Laufräder mit einer Deckscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei denen eine von dem Strömungskanal abgewandte Außenoberfläche der Deckscheibe einen radialen Absatz aufweist, an den sich ein kegelförmiger Abschnitt gleichbleibender Wandstärke anschließt, so dass sich zwischen dem Saugmund und dem Strömungsaustritt in dem radialen Absatz ein lokales Maximum in der Wandstärke der Deckscheibe ergibt. Hierauf gehen die DE 37 09 518 C2 und die DE 41 13831 A1 jedoch nicht ein.
    Die US 2004/0136835 A1 offenbart eine Deckscheibe, die an einer vom Strömungskanal abgewandten Oberfläche und an einer dem Strömungskanal zugewandten Oberfläche abschnittsweise jeweils eine konvexe Krümmung aufweist.
    Die DE 25 55 101 B und die US 2,344,444 A offenbaren Deckbänder, welches aus Blechen mit identischen Wandstärken ausgebildet sind, wobei ein äußeres Blech gewellte Abschnitte aufweist.
    Die US 2,392,858 A zeigt ein Laufrad eines Zentrifugalkompressors mit einem Deckband und einem separaten Versteifungsring.
    Nachteilig treten in bekannten Deckscheiben hohe Spannungen an ungünstigen Strukturstellen auf.
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Deckscheibe zur Verfügung zu stellen.
    Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Deckscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale weitergebildet. Anspruch 7 stellt ein geschlossenes Laufrad mit einer solchen Deckscheibe, Anspruch 8 eine Strömungsmaschine mit einem solchen Laufrad unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine lokale Ausbauchung der Deckscheibenaußenoberfläche zu einer Laufradgeometrie führt, welche in Verbindung mit einer entsprechenden Krümmung der Deckscheibenaußenoberfläche bei den im Betrieb auftretenden Zentrifugalkräften, Spannungen an kritischen Strukturbereichen reduzieren kann.
  • Hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Bereich eines lokalen Maximums der Wandstärke der Deckscheibe an deren Außenoberfläche eine konvexe Krümmung mit einem Radius vorzusehen, dessen Verhältnis zu einem Außendurchmesser des Laufrades in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,5 liegt. Bei einem exemplarischen Laufrad mit einer solchen Deckscheibe werden die Maximalspannungen um 20% reduziert und treten zudem vorteilhafterweise nicht mehr am kritischen Endbereich der Deckscheibe auf, sondern in einem mittleren Verbindungsabschnitt zwischen Laufradscheibe und Laufschaufel.
  • Die konvexe Krümmung der Außenoberfläche der Deckscheibe geht zur ersten und/oder zweiten Stirnseite hin in eine konkave Krümmung über, so dass die Außenkante des Meridianquerschnittes vor und/oder nach dem lokalen Maximum einen Wendepunkt aufweist, in dem die Krümmung ihr Vorzeichen wechselt. Solche Außenoberflächen mit ein oder mehrfach gegensinnig gekrümmten Bereichen sind besonders spannungsarm und können gut gefertigt werden.
  • Eine erfindungsgemäße Deckscheibe ist für ein geschlossenes Laufrad einer Radialoder Diagonalströmungsmaschine, beispielsweise eines Radialkompressors oder -expanders, insbesondere eines Turbokompressors, vorgesehen und kann hierzu einstückig mit einer Beschaufelung ausgebildet, beispielsweise urgeformt oder spanend hergestellt sein. Gleichermaßen kann eine erfindungsgemäße Deckscheibe auch mit der Beschaufelung verbunden, beispielsweise vernietet, verlötet und/oder verschweißt werden. Auch eine Kombination beider Ausführungen, wie sie aus der DE 41 13 831 A1 mit radial geteilten Laufschaufeln bekannt ist, wobei ein Laufradteil einstückig mit der Deckscheibe ausgebildet, ein anderer Laufradtteil mit dieser unlösbar verbunden ist, kann vorteilhaft sein.
  • Die Deckscheibe definiert zusammen mit einer 2 D- oder 3 D-Beschaufelung und der Laufradscheibe einen Strömungskanal für ein zu förderndes, zu verdichtendes oder zu entspannendes Fluid. In einer Meridianebene weist die Deckscheibe eine Profilmitteloder Skelettlinie auf, die in der Mitte zwischen der von dem Strömungskanal abgewandten Außenoberfläche und einer dem Strömungskanal zugewandten Innenoberfläche der Deckscheibe verläuft.
  • Längs dieser Profilmittellinie weist die Deckscheibe zwischen einer ersten und einer zweiten Stirnseite ein lokales Maximum auf. Die erste Stirnseite kann beispielsweise eine Eintritts- oder Saugseite, die zweite Stirnseite entsprechend eine Austrittsoder Druckseite sein. Mit anderen Worten weist die erfindungsgemäße Deckscheibe zwischen Eintritt und Austritt auf ihrer Außenoberfläche einen Bauch auf.
  • Im Bereich dieses lokalen Maximums weist die Außenoberfläche eine konvexe, nach außen gewölbte Krümmung mit einem Radius auf, dessen Verhältnis zu dem Außendurchmesser des Laufrades in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,5 liegt. Als Außendurchmesser des Laufrades wird insbesondere der größte oder der NennDurchmesser des Laufrades bezeichnet.
  • Die Ausbauchung führt zu einer günstigeren Massenverteilung, so dass die im Betrieb auftretenden Maximalspannungen reduziert werden. Dadurch werden höhere Laufradgeschwindigkeiten, höhere Lebensdauern und/oder die Verwendung weniger festen und damit günstigeren Materials möglich. Durch die konvexe Krümmung mit dem erfindungsgemäßen Radiusverhältnis kann zudem das Auftreten von Maximalspannungen an strukturell ungünstigen Stellen, etwa dem Außenumfang der Deckscheibe im Bereich der Verbindung mit der Laufbeschaufelung, die häufig als Schweißnaht ausgeführt ist, vermieden oder solche Spannungen reduziert werden.
  • Bevorzugt liegt das Verhältnis des Radius' zu dem Außendurchmesser in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,4, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,3. Hierbei ergeben sich besonders spannungsarme Laufräder.
  • Die konkave Krümmung kann zur ersten Stirnseite hin einen Radius aufweisen, der kleiner als der Radius der konvexen Krümmung im Bereich des lokalen Maximums ist. Hierdurch kann eine erfindungsgemäße Deckscheibe axial kurz bauen, da der konvexe, sanft gekrümmte Bereich in dem konkav gekrümmten Bereich mit kleinerem Radius relativ stark gegen die Axialrichtung geneigt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführung verringert sich die Wandstärke der Deckscheibe zur zweiten Stirnseite hin kontinuierlich. Im Gegensatz zu den aus der DE 37 09 518 C2 und der DE 41 13831 A1 bekannten Deckscheiben mit kegelförmigen Außenabschnitten gleichbleibender Wandstärke kann hier die außenliegende Masse und damit das Massenträgheitsmoment, das Gewicht sowie die Herstellkosten reduziert werden, wobei die kontinuierliche Verringerung, insbesondere eine Verringerung mit im Wesentlichen gleichbleibendem Krümmungsradius für eine vorteilhafte Spannungsverteilung sorgt. Besonders bevorzugt läuft die Deckscheibe zu ihrem Außenumfang hin in einem konkav gekrümmten Abschnitt aus, der sich an den konvex gekrümmten Abschnitt im Bereich des lokalen Maximums anschließt. Dies schließt selbstverständlich Ausführungen ein, bei denen die Außenumfangskante der Außenoberfläche selbst gebrochen oder auf andere Weise mit einem kleinen konvexen Radius ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
  • Fig. 1:
    einen Meridianquerschnitt der Hälfte einer Deckscheibe nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
    Fig. 2:
    einen Meridianquerschnitt der Hälfte einer Deckscheibe nach dem Stand der Technik.
  • Fig. 2 zeigt im Halbschnitt den Meridianquerschnitt einer Deckscheibe 1' eines Radiallaufrades (nicht dargestellt) nach dem Stand der Technik, wie sie beispielsweise aus der Fig. 12 der DE 198 33 033 A1 bekannt ist.
  • Bei dieser Deckscheibe 1' nimmt die Wandstärke längs der Profilmittellinie des Meridianquerschnittes zwischen einer ersten Stirnseite 2' der Deckscheibe (links in Fig. 2), die einen Saugmund einer Radialströmungsmaschine (nicht dargestellt) definiert, und einer dieser axial gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 3' der Deckscheibe (rechts in Fig. 2), die einen Strömungsaustritt aus dem durch die Deckscheibe 1' definierten Strömungskanal bildet, kontinuierlich vom Saugmund 2' zum Strömungsaustritt 3' ab.
  • Fig. 1 zeigt in Fig. 2 entsprechender Darstellung den Meridianquerschnitt einer Deckscheibe 1 eines Radiallaufrades (nicht dargestellt) nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einer ersten Stirnseite 2 (links in Fig. 1), durch die eine Radialströmungsmaschine (nicht dargestellt) Fluid axial ansaugt, und einer dieser axial gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 3 der Deckscheibe (rechts in Fig. 1), aus der das Fluid radial aus dem durch die Deckscheibe 1 und (nicht dargestellte) Laufschaufeln und eine diese tragende Laufradscheibe definierten Strömungskanal austritt.
  • Eine dem Strömungskanal zugewandte Innenoberfläche 1.1 weist drei konvex gekrümmte Bereiche mit den Krümmungsradien R1.1, R1.2 bzw. R1.3 auf, wobei in Fig. 1 der Radius jeweils durch einen Pfeil in Richtung von einem Krümmungsmittelpunkt zur Oberfläche hin angedeutet ist.
  • Eine der Innenoberfläche 1.1 gegenüberliegende Außenoberfläche 1.2 der Deckscheibe 1 weist, beginnend von der ersten Stirnseite 2, zunächst einen zu einer Längsachse des Laufrades (strichpunktiert in Fig. 1) parallelen, ungekrümmten Bereich auf. Dieser geht in einen konkaven Bereich mit einem relativ kleinen Krümmungsradius R2.1 über, in dessen Mittelsenkrechten sich die Wandstärke der Deckscheibe 1 zu einem lokalen Minimum verjüngt.
  • An diesen konkaven Bereich schließt sich ein vom Strömungskanal weggewölbter Abschnitt mit einer konvexen Krümmung mit einem Radius R2.2 an, der größer als der Krümmungsradius R2.1 ist. Aufgrund des Wechsels von einer konkaven zu einer konvexen Krümmung liegen die Krümmungsmittelpunkte auf einander gegenüberliegenden Seite der Außenoberfläche 1.2, wie durch die verschiedenen Pfeilrichtungen in Fig. 1 angedeutet.
  • Der konvexe Bereich geht seinerseits in Richtung zur zweiten Stirnseite 3 hin wieder in einen konkaven Bereich mit einem Krümmungsradius R2.3 über, in dem die Wandstärke der Deckscheibe 1 sich zur zweiten Stirnseite hin kontinuierlich verringert.
  • Aufgrund der wechselnden konkav-konvex-konkaven Krümmung der Außenoberfläche 1.2 der Deckscheibe 1 und der demgegenüber durchgehen konvexen Krümmung der ihr gegenüberliegenden Innenoberfläche 1.1 weist die Wandstärke längs der Profilmittellinie des Meridianquerschnittes der Deckscheibe 1 zwischen der ersten Stirnseite 2 und der zweiten Stirnseite 3 ein lokales Maximum auf. Im Bereich dieses lokalen Maximums weist die Außenoberfläche 1.2 eine konvexe Krümmung mit dem Radius R2.2 auf, dessen Quotient zu einem Außendurchmesser D2 des Laufrades bei R 2.2 / D 2 0,22
    Figure imgb0001
  • liegt. Hierdurch treten die Maximalspannungen aufgrund der auf die Deckscheibe wirkenden Fliehkräfte an dem (nicht dargestellten) Übergang Laufschaufel - Laufradscheibe auf und nicht mehr im Bereich der zweiten Stirnfläche 3 der Deckscheibe 1. Zudem reduziert sich die absolute Größe der Maximalspannung bei einer bestimmten Drehzahlbelastung um 20%.
  • Bezugszeichenliste
  • 1, 1'
    Deckscheibe
    1.1, 1.1'
    Innenoberfläche
    1.2, 1.2'
    Außenoberfläche
    2, 2'
    erste Stirnseite (Saugseite)
    3, 3'
    zweite Stirnseite (Austrittsseite)
    D2
    Außendurchmesser des Laufrades
    R1.1 - R1.3
    Krümmungsradius der Innenoberfläche
    R2.1 - R2.3
    Krümmungsradius der Außenoberfläche

Claims (8)

  1. Deckscheibe (1) für ein geschlossenes Laufrad einer Radial- oder Diagonalströmungsmaschine, zur Definition eines Strömungskanals, deren Wandstärke längs der Profilmittellinie des Meridianquerschnittes der Deckscheibe zwischen einer ersten Stirnseite (2) und einer zweiten Stirnseite (3) der Deckscheibe ein lokales Maximum aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
    eine von dem Strömungskanal abgewandte Außenoberfläche (1.2) der Deckscheibe im Bereich dieses lokalen Maximums der Wandstärke eine konvexe Krümmung mit einem Radius (R2.2) aufweist, dessen Verhältnis (R2.2/D2) zu einem Außendurchmesser (D2) des Laufrades in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,5 liegt (0,05 < R2.2/D2 < 0,5)
    die konvexe Krümmung der Außenoberfläche der Deckscheibe zur ersten Stirnseite (2) hin und/oder zur zweiten Stirnseite (3) hin in eine konkave Krümmung übergeht.
  2. Deckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (R2.2/D2) des Radius' (R2.2) zu dem Außendurchmesser (D2) in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,4 liegt (0,1 <R2.2/D2 < 0,4).
  3. Deckscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis (R2.2/D2) des Radius' (R2.2) zu dem Außendurchmesser (D2) in einem Bereich zwischen 0,15 und 0,3 liegt (0,15 <R2.2/D2 < 0,3).
  4. Deckscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Krümmung zur ersten Stirnseite (2) hin einen Radius (R2.1) aufweist, der kleiner als der Radius (R2.2) der konvexen Krümmung im Bereich des lokalen Maximums ist.
  5. Deckscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der Deckscheibe sich zur zweiten Stirnseite (3) hin kontinuierlich verringert.
  6. Deckscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnseite (2) eine Saugseite, die zweite Stirnseite eine Austrittsseite (3) ist.
  7. Geschlossenes Laufrad für eine Radial- oder Diagonalströmungsmaschine mit einer Deckscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (1) einstückig mit einer Beschaufelung ausgebildet und/oder mit dieser verbunden ist.
  8. Radial- oder Diagonalströmungsmaschine, insbesondere Turbokompressor, mit einem geschlossenen Laufrad nach Anspruch 7.
EP09720229.5A 2008-03-10 2009-03-10 Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad Not-in-force EP2222962B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008013432A DE102008013432A1 (de) 2008-03-10 2008-03-10 Deckscheibe für ein geschlossenes Laufrad
PCT/EP2009/001722 WO2009112242A2 (de) 2008-03-10 2009-03-10 Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2222962A2 EP2222962A2 (de) 2010-09-01
EP2222962B1 true EP2222962B1 (de) 2017-12-27

Family

ID=40952901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09720229.5A Not-in-force EP2222962B1 (de) 2008-03-10 2009-03-10 Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8469669B2 (de)
EP (1) EP2222962B1 (de)
JP (1) JP5175363B2 (de)
CN (1) CN101970883B (de)
DE (1) DE102008013432A1 (de)
WO (1) WO2009112242A2 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564802B (zh) * 2015-01-06 2017-02-22 浙江理工大学 一种带有减阻槽的无蜗壳离心通风机
JP7161424B2 (ja) * 2019-02-26 2022-10-26 三菱重工コンプレッサ株式会社 インペラ及び回転機械
JP2022011812A (ja) * 2020-06-30 2022-01-17 三菱重工コンプレッサ株式会社 回転機械のインペラ及び回転機械

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2344444A (en) * 1940-03-29 1944-03-14 Malczewski Jeremi Construction of turbomachines
US2392858A (en) * 1943-03-08 1946-01-15 Gen Electric High-speed rotor for centrifugal compressors and the like
DE2555101B1 (de) * 1975-12-08 1976-10-21 Klein Schanzlin & Becker Ag Kreiselpumpenlaufrad aus blech
US20040136825A1 (en) * 2001-08-08 2004-07-15 Addie Graeme R. Multiple diverter for reducing wear in a slurry pump

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB407633A (en) * 1932-10-01 1934-03-22 Hermann Foettinger Improvements in or relating to blading for centrifugal pumps and other machines having rotors with blades co-operating with flowing fluids
US2305136A (en) * 1941-01-31 1942-12-15 Wright Aeronautical Corp Centrifugal blower construction
US3887295A (en) * 1973-12-03 1975-06-03 Gen Motors Corp Compressor inlet control ring
CN86210682U (zh) * 1986-12-29 1987-10-07 中国科学院工程热物理研究所 离心泵
DE3709518C2 (de) 1987-03-23 1995-01-19 Hilge Philipp Gmbh Laufrad
DE4113831A1 (de) 1991-04-27 1992-10-29 Klein Schanzlin & Becker Ag Geteiltes laufrad
JPH08219001A (ja) * 1995-02-08 1996-08-27 Hitachi Ltd フランシス型ポンプ水車
DE59804068D1 (de) 1997-07-26 2002-06-13 Allweiler Ag Lagerung für einen rotor einer strömungsmaschine sowie deren verwendung
JP2001329993A (ja) * 2000-05-19 2001-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd ポンプの羽根車
US20060280610A1 (en) * 2005-06-13 2006-12-14 Heyward John P Turbine blade and method of fabricating same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2344444A (en) * 1940-03-29 1944-03-14 Malczewski Jeremi Construction of turbomachines
US2392858A (en) * 1943-03-08 1946-01-15 Gen Electric High-speed rotor for centrifugal compressors and the like
DE2555101B1 (de) * 1975-12-08 1976-10-21 Klein Schanzlin & Becker Ag Kreiselpumpenlaufrad aus blech
US20040136825A1 (en) * 2001-08-08 2004-07-15 Addie Graeme R. Multiple diverter for reducing wear in a slurry pump

Also Published As

Publication number Publication date
US8469669B2 (en) 2013-06-25
DE102008013432A1 (de) 2009-09-17
CN101970883A (zh) 2011-02-09
EP2222962A2 (de) 2010-09-01
WO2009112242A2 (de) 2009-09-17
US20110008160A1 (en) 2011-01-13
CN101970883B (zh) 2013-12-25
WO2009112242A3 (de) 2009-11-05
JP2011509373A (ja) 2011-03-24
JP5175363B2 (ja) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004001531T2 (de) Statorschaufel mit Doppelkrümmung
DE102005025213B4 (de) Schaufel einer Axialströmungsmaschine
DE102009019061A1 (de) Mehrstufiger Radialverdichter
DE102012106810B4 (de) Laufrad für eine Fluidenergiemaschine
DE60211061T2 (de) Axialturbine mit einer Stufe in einem Abströmkanal
WO2007113149A1 (de) Leitschaufel für eine strömungsmaschine, insbesondere für eine dampfturbine
WO2008046389A1 (de) Anordnung zur strömungsbeeinflussung mittels grenzschichtbeeinflussender geometrien
DE102007020025A1 (de) Form eines Gaskanals in einer Axialströmungs-Gasturbinenmaschine
DE102015224283A1 (de) Leitschaufelcluster für eine Strömungsmaschine
EP2558685B1 (de) Leitschaufel
EP2222962B1 (de) Deckscheibe für ein geschlossenes laufrad
EP3571416B1 (de) Gedecktes radialgebläserad mit einer periodisch und asymmetrisch geformten scheibe
EP3390832B1 (de) Rückführstufe einer radialturbofluidenergiemaschine
EP3034788B1 (de) Kompressorschaufel einer gasturbine
EP2410132A2 (de) Verdichterschaufel eines Gasturbinentriebwerks mit selbstschärfender Vorderkantenstruktur
DE102014005852A1 (de) Turbinenschaufel
DE112016002752T5 (de) Dichtungsstruktur und turbolader
DE102004038639A1 (de) Francis Turbine
EP3163019B1 (de) Laufschaufel
DE102010020307A1 (de) Laufrad für eine Fluidenergiemaschine
DE102009027834A1 (de) Turbomolekularpumpe
EP3848590A1 (de) Abströmbereich eines verdichters, verdichter mit einem solchen abströmbereich, und turbolader mit dem verdichter
DE102015006458A1 (de) Leitschaufel für einen Diffusor eines Radialverdichters
EP4148284A1 (de) Schaufelblatt für einen verdichter einer strömungsmaschine
EP3577346B1 (de) Turboverdichter mit integrierten strömungskanälen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20100602

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MAN DIESEL & TURBO SE

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20170206

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20170725

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 958558

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180115

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502009014621

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180327

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180328

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180327

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20180427

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502009014621

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

26N No opposition filed

Effective date: 20180928

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20180331

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180310

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502009014621

Country of ref document: DE

Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE, DE

Free format text: FORMER OWNER: MAN DIESEL & TURBO SE, 86153 AUGSBURG, DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180331

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 958558

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20180310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20180310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20200320

Year of fee payment: 12

Ref country code: GB

Payment date: 20200323

Year of fee payment: 12

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20090310

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20171227

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20171227

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20200320

Year of fee payment: 12

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20200318

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 502009014621

Country of ref document: DE

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20210310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20211001

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210331

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210310

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210310