EP2292934A2 - Axial compressor with a flow impulse generator - Google Patents

Axial compressor with a flow impulse generator Download PDF

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EP2292934A2
EP2292934A2 EP10007218A EP10007218A EP2292934A2 EP 2292934 A2 EP2292934 A2 EP 2292934A2 EP 10007218 A EP10007218 A EP 10007218A EP 10007218 A EP10007218 A EP 10007218A EP 2292934 A2 EP2292934 A2 EP 2292934A2
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EP
European Patent Office
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rotor
flow
wall
axial compressor
compressor according
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Withdrawn
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EP10007218A
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EP2292934A3 (en
Inventor
Carsten Clemen
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.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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Filing date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to an axial compressor which comprises within a compressor housing at least one rotor made of rotor blades connected to a drive shaft and a stator held on the housing inner wall and a flow pulse generator associated with the rotor gap present between the blade tips and the housing inner wall for stabilizing the rotor gap flow.
  • compressed fluid is taken from the rear stages of the compressor and re-blown in the blade tip region of the front rotors in order to increase the flow pulse at the gap and thus actively influence the rotor gap flow and to stabilize the gap vortex.
  • this mode of operation is disadvantageous in that the fluid in the compressor is more heated by the reintroduction of hot fluid from the rear of the compressor and thus the compressor efficiency drops.
  • the compressor stability can also be influenced passively by formations formed in the compressor housing over the blade tips.
  • a flow circulation caused by the injection conveys a certain amount of energy into the front region of the rotor tip, so that the momentum of the rotor inflow is increased and thus the rotor gap flow and finally the compressor operation are stabilized.
  • this housing design is difficult to manufacture and can also be damaged when entering the rotor.
  • the invention is therefore the object of developing an axial compressor of the type mentioned with respect to the flow pulse generator so that at a reduced manufacturing cost and without wear, a high local flow pulse for stabilizing the rotor gap flow and the compressor operation is achieved.
  • the basic idea of the invention consists in the arrangement of a flow pulse generator on the inner wall of the compressor housing, consisting of upstream of the rotor in the flow direction extending and tapering pulse channels for accelerating the near-wall flow.
  • the shape and dimension of the impulse channels directed towards the rotor gap is defined by circumferentially spaced-apart, gap-free fixed to the housing inner wall Separators determined.
  • the thus formed flow pulse generator is easy to manufacture and ensures a favorable flow of the rotor gap and effective stabilization of the rotor gap flow.
  • the operating range of the compressor is extended without adversely affecting the compressor efficiency.
  • the pulse channels are each bounded by opposing side walls of the separating elements.
  • the side walls have a fluidically favorable - straight and / or curved - course.
  • the upstream inflow geometry of the separating elements is also designed to be favorable in terms of flow.
  • the pulse channels have a rectangular cross-section.
  • the inlet cross sections of the pulse channels are about twice as large as their outlet cross sections.
  • the separating elements are covered to the housing interior through a thin top wall and so separated from the main flow to the rotors.
  • the top wall may extend axially parallel in the flow direction or follow the course of the wall of the compressor housing.
  • the pulse channels and separating elements have a height extending in the radial direction, which is at most twice as large as the width of the rotor gap.
  • the length of the pulse channels and dividers in the axial direction is between 10 and 100% of the length of the tendon at the rotor blade tip.
  • the pulse channels and separators terminate at a distance from the leading edge of the rotor blades whose size is between 10 and 100% of the length of the tendon at the rotor blade tip.
  • two or more pulse channels are provided for each rotor blade passage located between two rotor blades.
  • Fig. 1 shows an axial compressor used in a gas turbine engine having a plurality of assembled to a rotor drum and connected to a drive shaft 1 rotors 2 and arranged between the rotor blades 3, held on the compressor housing 4 stators 5.
  • the front rotor 2 is assigned upstream and at a distance from the existing between the blade tips and the compressor housing 4 rotor gap 6 a fixed to the inner wall of the compressor housing 4 flow pulse generator 7.
  • the flow pulse generator 7 is in a - compared to the main flow 8 -wandnahen Low flow rate region 9 is arranged at a distance A between the trailing edge 14 of the flow pulse generator 7 and the leading edge of the rotor blades 3.
  • the distance A and the length L of the flow pulse generator 7 amount to about 10 to 100% of the chord length measured at the blade tip S of the rotor blades 3.
  • the flow pulse generator 7 connects directly to the compressor housing 4, so that there is no air gap between them.
  • the height H of the flow pulse generator corresponds at most twice the value of the width B of the rotor gap 6.
  • the flow pulse generator 7 consists of a plurality of circumferentially spaced, tapered in the flow direction of the pulse channels 7a, which are provided by attached to the compressor housing 4, formed in accordance with the shape of the pulse channels 7a separating elements 7b.
  • two flow pulse generators 7, ie two pulse channels 7a are provided for each rotor blade passage 10.
  • three or four pulse channels 7a it is also possible for three or four pulse channels 7a to be assigned to a blade passage 10.
  • the cross-sectional area of the pulse channels 7a is preferably rectangular and the inlet cross section should be about twice as large as the outlet cross section.
  • the separating elements 7b and thus the pulse channels 7a are preferably shaped such that their course preferably follows the course of the compressor housing 4 follows.
  • the front edge 13 of the separating elements 7b is designed to be favorable in terms of flow.
  • the flow pulse generators 7 described above are easy to produce. There is no fear of wear or damage when the rotor blades 3 run in, and the compressor efficiency is not adversely affected by an increased fluid temperature.
  • the flow pulse can be adapted specifically to the respective flow conditions, so that the operating range of the axial compressor is widened and the surge limit is increased.

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

Abstract

The axial-flow compressor has a flow pulse generator (7) provided with pulse channels that are arranged on an inner wall of a casing and extended upstream of a rotor (2), where the pulse channels are tapered in flow direction to accelerate a wall-near flow. The shape and size of the pulse channels are determined by circumferentially disposed, successive separators, which are attached without gap on the inner wall of casing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialverdichter, der innerhalb eines Verdichtergehäuses mindestens einen Rotor aus mit einer Antriebswelle verbundenen Rotorschaufeln und einen an der Gehäuseinnenwand gehaltenen Stator sowie einen dem zwischen den Schaufelspitzen und der Gehäuseinnenwand vorhandenen Rotorspalt zugeordneten Strömungsimpulserzeuger zur Stabilisierung der Rotorspaltströmung umfasst.The invention relates to an axial compressor which comprises within a compressor housing at least one rotor made of rotor blades connected to a drive shaft and a stator held on the housing inner wall and a flow pulse generator associated with the rotor gap present between the blade tips and the housing inner wall for stabilizing the rotor gap flow.

Bei Axialverdichtern kann es bei hoher Belastung, zum Beispiel bei hoher Beschleunigung von mit einer Fluggasturbine angetriebenen Flugzeugen, zu Strömungsinstabilitäten im Bereich des zwischen den Spitzen der Rotorschaufeln und dem Verdichtergehäuse vorhandenen Rotorspaltes kommen, die den Betriebsbereich des Axialverdichters begrenzen. Durch einen am Rotorspalt erzeugten Strömungsimpuls kann der bei hoher Verdichterbelastung kritische Spaltwirbel stabilisiert und damit der Betriebsbereich des Verdichters vergrößert bzw. dessen Betriebsstabilität verbessert werden.In axial compressors under high load, for example high acceleration of aircraft driven by an aircraft gas turbine, flow instabilities can occur in the area of the rotor gap existing between the tips of the rotor blades and the compressor housing, which limit the operating range of the axial compressor. By means of a flow pulse generated at the rotor gap, the gap vortex which is critical at high compressor load can be stabilized and thus the operating range of the compressor can be increased or its operating stability can be improved.

Gemäß einer bekannten Maßnahme zur aktiven Beeinflussung der Verdichterstabilität wird verdichtetes Fluid aus den hinteren Stufen des Verdichters entnommen und im Schaufelspitzenbereich der vorderen Rotoren wieder eingeblasen, um den Strömungsimpuls am Spalt zu erhöhen und somit die Rotorspaltströmung aktiv zu beeinflussen und den Spaltwirbel zu stabilisieren. Diese Betriebsweise ist jedoch insofern nachteilig, als das Fluid im Verdichter durch die Wiedereinführung von heißem Fluid aus dem hinteren Teil der Verdichters stärker erhitzt wird und somit der Verdichterwirkungsgrad sinkt.According to a known measure for actively influencing the compressor stability, compressed fluid is taken from the rear stages of the compressor and re-blown in the blade tip region of the front rotors in order to increase the flow pulse at the gap and thus actively influence the rotor gap flow and to stabilize the gap vortex. However, this mode of operation is disadvantageous in that the fluid in the compressor is more heated by the reintroduction of hot fluid from the rear of the compressor and thus the compressor efficiency drops.

Die Verdichterstabilität kann auch durch im Verdichtergehäuse über den Schaufelspitzen ausgebildete Einformungen passiv beeinflusst werden. Eine durch die Einformung bewirkte Strömungszirkulation transportiert eine bestimmte Energiemenge in den vorderen Bereich der Rotorspitze, so dass der Impuls der Rotoranströmung erhöht und damit die Rotorspaltströmung und letztlich der Verdichterbetrieb stabilisiert werden. Abgesehen davon, dass auch bei diesem Verfahren eine bestimmte Fluidmenge rezirkuliert und eine höhere Erwärmung zur Folge hat, ist diese Gehäuseausbildung schwierig zu fertigen und kann zudem beim Einlaufen des Rotors beschädigt werden.The compressor stability can also be influenced passively by formations formed in the compressor housing over the blade tips. A flow circulation caused by the injection conveys a certain amount of energy into the front region of the rotor tip, so that the momentum of the rotor inflow is increased and thus the rotor gap flow and finally the compressor operation are stabilized. Apart from the fact that also in this method, a certain amount of fluid recirculates and has a higher heating result, this housing design is difficult to manufacture and can also be damaged when entering the rotor.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Axialverdichter der eingangs erwähnten Art hinsichtlich des Strömungsimpulserzeugers so weiterzubilden, dass bei vermindertem Fertigungsaufwand und ohne Verschleiß ein hoher lokaler Strömungsimpuls zur Stabilisierung der Rotorspaltdurchströmung und des Verdichterbetriebs erzielt wird.The invention is therefore the object of developing an axial compressor of the type mentioned with respect to the flow pulse generator so that at a reduced manufacturing cost and without wear, a high local flow pulse for stabilizing the rotor gap flow and the compressor operation is achieved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Axialverdichter gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention the object is achieved with a trained according to the features of claim 1 axial compressor. Advantageous developments and expedient embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Anordnung eines Strömungsimpulserzeugers an der Innenwand des Verdichtergehäuses, bestehend aus sich stromauf vom Rotor in Strömungsrichtung erstreckenden und verjüngenden Impulskanälen zur Beschleunigung der wandnahen Strömung. Die Form und Abmessung der auf den Rotorspalt gerichteten Impulskanäle ist durch in Umfangsrichtung im Abstand aufeinander folgende, an der Gehäuseinnenwand spaltfrei befestigte Trennelemente bestimmt. Der so ausgebildete Strömungsimpulserzeuger ist einfach zu fertigen und gewährleistet eine günstige Anströmung des Rotorspaltes und eine effektive Stabilisierung der Rotorspaltdurchströmung. Der Betriebsbereich des Verdichters wird - ohne negative Beeinflussung des Verdichterwirkungsgrades - erweitert.The basic idea of the invention consists in the arrangement of a flow pulse generator on the inner wall of the compressor housing, consisting of upstream of the rotor in the flow direction extending and tapering pulse channels for accelerating the near-wall flow. The shape and dimension of the impulse channels directed towards the rotor gap is defined by circumferentially spaced-apart, gap-free fixed to the housing inner wall Separators determined. The thus formed flow pulse generator is easy to manufacture and ensures a favorable flow of the rotor gap and effective stabilization of the rotor gap flow. The operating range of the compressor is extended without adversely affecting the compressor efficiency.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die Impulskanäle jeweils durch einander gegenüberliegende Seitenwände der Trennelemente begrenzt. Die Seitenwände haben einen strömungstechnisch günstigen - geraden und/oder gekrümmten - Verlauf. Die stromauf liegende Einströmgeometrie der Trennelemente ist ebenfalls strömungstechnisch günstig ausgebildet ist.In a further embodiment of the invention, the pulse channels are each bounded by opposing side walls of the separating elements. The side walls have a fluidically favorable - straight and / or curved - course. The upstream inflow geometry of the separating elements is also designed to be favorable in terms of flow.

In Ausgestaltung der Erfindung weisen die Impulskanäle einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Eintrittsquerschnitte der Impulskanäle sind etwa doppelt so groß wie deren Austrittsquerschnitte.In an embodiment of the invention, the pulse channels have a rectangular cross-section. The inlet cross sections of the pulse channels are about twice as large as their outlet cross sections.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Trennelemente zum Gehäuseinneren hin durch eine dünne Deckwand abgedeckt und so von der Hauptströmung zu den Rotoren getrennt. Die Deckwand kann sich in Strömungsrichtung achsparallel erstrecken oder dem Verlauf der Wand des Verdichtergehäuses folgen.In an advantageous embodiment of the invention, the separating elements are covered to the housing interior through a thin top wall and so separated from the main flow to the rotors. The top wall may extend axially parallel in the flow direction or follow the course of the wall of the compressor housing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung haben die Impulskanäle und Trennelemente eine sich in radialer Richtung erstreckende Höhe, die maximal zweimal so groß wie die Weite des Rotorspaltes ist. Die Länge der Impulskanäle und Trennelemente in axialer Richtung liegt zwischen 10 und 100% der Länge der Sehne an der Rotorschaufelspitze. Die Impulskanäle und Trennelemente enden in einem Abstand von der Vorderkante der Rotorschaufeln, dessen Größe zwischen 10 und 100% der Länge der Sehne an der Rotorschaufelspitze beträgt.In a further embodiment of the invention, the pulse channels and separating elements have a height extending in the radial direction, which is at most twice as large as the width of the rotor gap. The length of the pulse channels and dividers in the axial direction is between 10 and 100% of the length of the tendon at the rotor blade tip. The pulse channels and separators terminate at a distance from the leading edge of the rotor blades whose size is between 10 and 100% of the length of the tendon at the rotor blade tip.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind für jede zwischen zwei Rotorschaufeln liegende Rotorschaufelpassage zwei oder mehr Impulskanäle vorgesehen.In a further embodiment of the invention, two or more pulse channels are provided for each rotor blade passage located between two rotor blades.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
einen Längsschnitt eines Axialverdichters für eine Fluggasturbine;
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines am Verdich- tergehäuse vor dem Rotor angeordneten Strömungs- impulserzeugers,
Fig. 3
eine Draufsicht des Strömungsimpulserzeugers nach Fig. 2; und
Fig. 4
verschiedene Ausführungsvarianten von Strömungs- erzeugern in der Draufsicht.
An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1
a longitudinal section of an axial compressor for an aircraft gas turbine;
Fig. 2
FIG. 2 is a schematic representation of a flow impulse generator arranged on the compressor housing in front of the rotor, FIG.
Fig. 3
a plan view of the flow pulse generator after Fig. 2 ; and
Fig. 4
various embodiments of flow generators in plan view.

Fig. 1 zeigt einen in einem Gasturbinentriebwerk eingesetzten Axialverdichter, der mehrere zu einer Rotortrommel zusammengefügte und mit einer Antriebswelle 1 verbundene Rotoren 2 sowie zwischen den Rotorschaufeln 3 angeordnete, am Verdichtergehäuse 4 gehaltene Statoren 5 aufweist. Dem vorderen Rotor 2 ist stromauf und im Abstand von dem zwischen den Schaufelspitzen und dem Verdichtergehäuse 4 vorhandenen Rotorspalt 6 ein an der Innenwand des Verdichtergehäuses 4 befestigter Strömungsimpulserzeuger 7 zugeordnet. Fig. 1 shows an axial compressor used in a gas turbine engine having a plurality of assembled to a rotor drum and connected to a drive shaft 1 rotors 2 and arranged between the rotor blades 3, held on the compressor housing 4 stators 5. The front rotor 2 is assigned upstream and at a distance from the existing between the blade tips and the compressor housing 4 rotor gap 6 a fixed to the inner wall of the compressor housing 4 flow pulse generator 7.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Strömungsimpulserzeuger 7 in einem - im Vergleich mit der Hauptströmung 8 -wandnahen Bereich geringer Strömungsgeschwindigkeit 9 im Abstand A zwischen der Hinterkante 14 des Strömungsimpulserzeugers 7 und der Vorderkante der Rotorschaufeln 3 angeordnet. Der Abstand A und die Länge L des Strömungsimpulserzeugers 7 betragen etwa 10 bis 100% der an der Schaufelspitze gemessenen Sehnenlänge S der Rotorschaufeln 3. Der Strömungsimpulserzeuger 7 schließt unmittelbar an das Verdichtergehäuse 4 an, so dass zwischen diesen kein Luftspalt vorhanden ist. Die Höhe H des Strömungsimpulserzeugers entspricht maximal dem zweifachen Wert der Weite B des Rotorspaltes 6.As Fig. 2 shows, the flow pulse generator 7 is in a - compared to the main flow 8 -wandnahen Low flow rate region 9 is arranged at a distance A between the trailing edge 14 of the flow pulse generator 7 and the leading edge of the rotor blades 3. The distance A and the length L of the flow pulse generator 7 amount to about 10 to 100% of the chord length measured at the blade tip S of the rotor blades 3. The flow pulse generator 7 connects directly to the compressor housing 4, so that there is no air gap between them. The height H of the flow pulse generator corresponds at most twice the value of the width B of the rotor gap 6.

Der Strömungsimpulserzeuger 7 besteht aus einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung im Abstand ausgebildeten, sich in Strömungsrichtung verjüngenden Impulskanälen 7a, die durch am Verdichtergehäuse 4 angebrachte, entsprechend der Form der Impulskanäle 7a geformte Trennelemente 7b geschaffen werden. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind für jede Rotorschaufelpassage 10 zwei Strömungsimpulserzeuger 7, das heißt zwei Impulskanäle 7a vorgesehen. Es können aber auch drei oder vier Impulskanäle 7a einer Schaufelpassage 10 zugeordnet sein. Die durch Seitenwände 11 und radial nach innen durch eine dünne Deckwand 12 begrenzten Trennelemente 7b haben hier eine dreieckige Querschnittsfläche, wobei die den Impulskanal 7a begrenzenden Seitenwände 11 einen geraden oder einen konvex oder konkav gekrümmten Verlauf (Fig. 4) haben, um vielfältig geformte, sich verjüngende und strömungstechnisch günstig geformte Impulskanäle 7a ausbilden zu können. Die Querschnittsfläche der Impulskanäle 7a ist vorzugsweise rechteckig und der Eintrittsquerschnitt sollte etwa doppelt so groß wie der Austrittsquerschnitt sein. Bezüglich der vertikalen Querschnittsfläche und der Form der Deckwand 12 sind die Trennelemente 7b und damit die Impulskanäle 7a vorzugsweise so geformt, dass deren Verlauf vorzugsweise dem Verlauf des Verdichtergehäuses 4 folgt. Die Vorderkante 13 der Trennelemente 7b ist strömungstechnisch günstig ausgebildet.The flow pulse generator 7 consists of a plurality of circumferentially spaced, tapered in the flow direction of the pulse channels 7a, which are provided by attached to the compressor housing 4, formed in accordance with the shape of the pulse channels 7a separating elements 7b. In the in Fig. 3 In the embodiment shown, two flow pulse generators 7, ie two pulse channels 7a, are provided for each rotor blade passage 10. However, it is also possible for three or four pulse channels 7a to be assigned to a blade passage 10. The delimited by side walls 11 and radially inwardly through a thin top wall 12 dividers 7b here have a triangular cross-sectional area, wherein the impulse channel 7a limiting side walls 11 a straight or a convex or concave curved course ( Fig. 4 ) in order to be able to form multiply shaped, tapered and fluidically favorable shaped pulse channels 7a. The cross-sectional area of the pulse channels 7a is preferably rectangular and the inlet cross section should be about twice as large as the outlet cross section. With regard to the vertical cross-sectional area and the shape of the top wall 12, the separating elements 7b and thus the pulse channels 7a are preferably shaped such that their course preferably follows the course of the compressor housing 4 follows. The front edge 13 of the separating elements 7b is designed to be favorable in terms of flow.

Die zuvor beschriebenen Strömungsimpulserzeuger 7 sind einfach herstellbar. Ein Verschleiß oder eine Beschädigung beim Einlaufen der Rotorschaufeln 3 ist nicht zu befürchten und der Verdichterwirkungsgrad wird nicht durch eine erhöhte Fluidtemperatur negativ beeinflusst. Zudem kann der Strömungsimpuls durch Form, Größe, Verlauf, Anzahl und Anordnung der Impulskanäle 7a gezielt an die jeweiligen Strömungsbedingungen angepasst werden, so dass der Betriebsbereich des Axialverdichters erweitert und die Pumpgrenze erhöht wird.The flow pulse generators 7 described above are easy to produce. There is no fear of wear or damage when the rotor blades 3 run in, and the compressor efficiency is not adversely affected by an increased fluid temperature. In addition, due to the shape, size, course, number and arrangement of the pulse channels 7a, the flow pulse can be adapted specifically to the respective flow conditions, so that the operating range of the axial compressor is widened and the surge limit is increased.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebswelledrive shaft
22
Rotorenrotors
33
Rotorschaufelnrotor blades
44
Verdichtergehäusecompressor housing
55
Statorenstators
66
Rotorspaltrotor gap
77
StrömungsimpulserzeugerFlow pulse generator
7a7a
Impulskanälepulse channels
7b7b
Trennelementeseparators
88th
Hauptströmungmainstream
99
Bereich geringer Strömung^Low flow area ^
1010
RotorschaufelpassageRotor blade passage
1111
Seitenwand v. 7bSidewall v. 7b
1212
Deckwand v. 7bCover wall v. 7b
1313
Vorderkante v. 7bLeading edge v. 7b
1414
Hinterkante v. 7bTrailing edge v. 7b
AA
Abstand zw. 3 und 7Distance between 3 and 7
BB
Weite von 6Width of 6
HH
Höhe von 7Height of 7
LL
Länge von 7Length of 7
SS
Sehnenlänge von 3Chord length of 3

Claims (10)

Axialverdichter, der innerhalb eines Verdichtergehäuses (4) mindestens einen Rotor (2) aus mit einer Antriebswelle (1) verbundenen Rotorschaufeln (3) und einen an der Gehäuseinnenwand gehaltenen Stator (5) sowie einen dem zwischen den Schaufelspitzen und der Gehäuseinnenwand vorhandenen Rotorspalt (6) zugeordneten Strömungsimpulserzeuger (7) zur Stabilisierung der Rotorspaltströmung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsimpulserzeuger (7) sich an der Gehäuseinnenwand stromauf vom Rotor (2) in Strömungsrichtung erstreckende und verjüngende Impulskanäle (7a) zur Beschleunigung der wandnahen Strömung (9) umfasst, deren Form und Abmessung durch in Umfangsrichtung im Abstand aufeinander folgende, an der Gehäuseinnenwand spaltfrei befestigte Trennelemente (7b) bestimmt ist.Axialcompressor comprising within a compressor housing (4) at least one rotor (2) comprising rotor blades (3) connected to a drive shaft (1) and a stator (5) held on the housing inner wall and a rotor gap (6) between the blade tips and the housing inner wall 7) for the stabilization of the rotor gap flow, characterized in that the flow pulse generator (7) comprises on the housing inner wall upstream of the rotor (2) flow direction and tapering pulse channels (7a) for accelerating the near-wall flow (9), whose shape and dimension is determined by circumferentially spaced successive, on the housing inner wall gap-free fixed separating elements (7b). Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskanäle (7a) jeweils durch einander gegenüberliegende Seitenwände (11) der Trennelemente (7b) begrenzt sind und die Seitenwände (11) einen strömungstechnisch günstigen - geraden und/oder gekrümmten - Verlauf haben und die stromauf liegende Einströmgeometrie der Trennelemente (7b) strömungstechnisch günstig ausgebildet ist.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the pulse channels (7a) in each case by opposing side walls (11) of the separating elements (7b) are limited and the side walls (11) have a favorable flow - straight and / or curved - course and the upstream lying Einströmgeometrie the separating elements (7b) is formed aerodynamically favorable. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskanäle (7a) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the pulse channels (7a) have a rectangular cross-section. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittsquerschnitt der Impulskanäle (7a) etwa doppelt so groß wie der Austrittsquerschnitt ist.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the inlet cross-section of the pulse channels (7a) is about twice as large as the outlet cross-section. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (7b) zum Gehäuseinneren hin durch eine dünne Deckwand (12) abgedeckt und so von der Hauptströmung zu den Rotoren (2) getrennt sind.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the separating elements (7b) are covered towards the inside of the housing by a thin cover wall (12) and are thus separated from the main flow to the rotors (2). Axialverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Deckwand (12) in Strömungsrichtung achsparallel erstreckt oder dem Verlauf der Wand des Verdichtergehäuses (4) folgt.Axial compressor according to claim 5, characterized in that the top wall (12) extends in the flow direction axially parallel or the course of the wall of the compressor housing (4) follows. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskanäle und Trennelemente eine Höhe (H) in radialer Richtung haben, die maximal zweimal so groß wie die Weite (B) des Rotorspaltes (6) ist.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the pulse channels and separating elements have a height (H) in the radial direction which is at most twice as large as the width (B) of the rotor gap (6). Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskanäle und Trennelemente eine Länge (L) in axialer Richtung haben, die zwischen 10 und 100% der Länge der Sehne (S) an der Rotorschaufelspitze liegt.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the pulse channels and separating elements have a length (L) in the axial direction which is between 10 and 100% of the length of the chord (S) at the rotor blade tip. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulskanäle und Trennelemente in einem Abstand (A) von der Vorderkante der Rotorschaufeln (3) enden, dessen Größe zwischen 10 und 100% der Länge der Sehne (S) an der Rotorschaufelspitze beträgt.Axial compressor according to claim 1, characterized in that the pulse channels and separating elements terminate at a distance (A) from the leading edge of the rotor blades (3) whose size is between 10 and 100% of the length of the chord (S) at the rotor blade tip. Axialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede zwischen zwei Rotorschaufeln (3) liegende Rotorschaufelpassage (10) zwei oder mehr Impulskanäle (7a) vorgesehen sind.Axial compressor according to claim 1, characterized in that for each between two rotor blades (3) lying rotor blade passage (10) two or more pulse channels (7a) are provided.
EP10007218.0A 2009-07-17 2010-07-13 Axial compressor with a flow impulse generator Withdrawn EP2292934A3 (en)

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