EP3298285A1 - Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters - Google Patents

Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters

Info

Publication number
EP3298285A1
EP3298285A1 EP16721363.6A EP16721363A EP3298285A1 EP 3298285 A1 EP3298285 A1 EP 3298285A1 EP 16721363 A EP16721363 A EP 16721363A EP 3298285 A1 EP3298285 A1 EP 3298285A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vane
diffuser
compressor
chord
guide
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.)
Granted
Application number
EP16721363.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3298285B1 (de
Inventor
Michael Wöhr
Markus Mueller
Elias Chebli
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Publication of EP3298285A1 publication Critical patent/EP3298285A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3298285B1 publication Critical patent/EP3298285B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/444Bladed diffusers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/14Two-dimensional elliptical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Definitions

  • the invention relates to a guide vane for a diffuser of a centrifugal compressor according to the preamble of patent claim 1.
  • the radial compressor usually has a receiving region in which a compressor wheel of the centrifugal compressor can be received or, in the finished state of the radial compressor, is accommodated. Furthermore, the centrifugal compressor has a downstream of the
  • Receiving region arranged diffuser which extends, for example, at least substantially in the radial direction.
  • air is compressed by means of the compressor wheel, which flows off the compressor and flows through the diffuser.
  • the aforementioned vane is in the example as a radial diffuser
  • the guide vane on a skeleton line, wherein the guide vane may be formed, for example, as a wing profile.
  • a plurality of guide vanes are arranged in the diffuser, which in
  • Such a blade geometry is, for example, a geometry in the form of a profile drop, which leads to a strong narrowing of a flow channel through which air can flow, so that only a small maximum mass flow of the air can flow through the flow channel.
  • Another blade geometry is the so-called NACA profile, which is optimized for aircraft wings, but ensures high losses in the diffuser.
  • Another blade geometry is the so-called wedge blade, which leads to high losses due to a sudden increase in channel diameter at the blade end. If the respective guide blade is designed, for example, as a straight blade of constant thickness, this leads to an undesirably strong delay in the flow of the air, resulting in high losses.
  • Another blade geometry is the so-called circular arc geometry with constant thickness. In this case, there is an insufficiently high number of free geometry parameters and this blade geometry leads to strong delays, in particular in the middle part of the guide blade.
  • the skeleton line is elliptical in shape, at least in a subregion.
  • the entire skeleton line that is to say elliptical
  • the entire skeleton line is formed along its entire extent. Because of the engagement a vane having an elliptical skeleton line, an at least nearly uniform deceleration in a flow channel at least partially delimited by the vane can be realized without excessive constriction at the leading edge of the vane.
  • the use of a vane with an elliptical skeleton line provides a high degree of free geometry parameter.
  • the invention also includes a radial compressor, in particular for an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine, having a receiving area for a compressor wheel of the centrifugal compressor, with a diffuser arranged downstream of the receiving area, and with at least one guide vane according to the invention arranged in the diffuser.
  • the diffuser itself is a flow channel through which air can pass, the air being compressed by means of the compressor wheel, flowing off the compressor wheel and flowing through the diffuser. Characterized in that the vane one at least substantially
  • the drawing shows in the single figure is a schematic sectional view of a
  • FIG. 1 shows, in a schematic sectional view, a guide vane, denoted as a whole by 10, for a downstream of a receiving area for a compressor wheel
  • Motor vehicle trained and includes a exhaust gas of the internal combustion engine through-flowable exhaust tract and a through-air through air intake.
  • the intake tract By means of the intake tract, the air flowing through the intake tract is guided into at least one combustion chamber, in particular cylinder, of the internal combustion engine.
  • the exhaust gas turbocharger has a turbine, which is arranged in the exhaust tract and can be driven by the exhaust gas.
  • the turbine comprises a turbine housing and a turbine wheel arranged in the turbine housing, which can be driven by the exhaust gas.
  • the turbine wheel is rotatable about an axis of rotation relative to the turbine housing and part of a rotor of the exhaust gas turbocharger.
  • the rotor further comprises the aforementioned compressor wheel and a shaft with which the turbine wheel and the
  • the centrifugal compressor is arranged in the intake tract and comprises a
  • Compressor housing in which the compressor wheel is arranged. That's it
  • Compressor is arranged is limited by the compressor housing.
  • the centrifugal compressor further comprises the aforementioned diffuser, which in
  • the diffuser is a channel which can be flowed through by the air compressed by the compressor wheel and flowing away from the compressor wheel or through which flows during operation of the centrifugal compressor.
  • the diffuser is designed as a radial diffuser, wherein the diffuser extends at least substantially in the radial direction.
  • the centrifugal compressor further comprises a guide, which is also referred to as Nachleitgitter.
  • the guide device comprises a plurality of guide vanes arranged in the diffuser and thus downstream of the receiving region or the compressor wheel, of which the guide vane designated by 10 is shown in the FIG.
  • the vanes arranged in the diffuser serve to guide the diffuser
  • the figure also shows a diagram 12, which is used as an auxiliary diagram for constructing the skeleton line X. From the Fig. It is particularly clear that the
  • Skeleton line X of the vane 10 is designed as an ellipse with elliptical thickening over the length of the chord C of the vane 10.
  • the guide blade 10 has a blade inlet 14, via which the guide blade 10 is impinged by the air during operation of the radial compressor.
  • the guide vane 10 has a vane outlet 16, via which the air flows off the vane 10.
  • Blade entry 14 and blade exit 16 intersect a common line to define the chord C.
  • an entry radius of the guide vane 10 is designated, wherein with f r 4 a
  • Outlet radius of the vane 10 is designated.
  • the entry radius f r , 3 is also illustrated by r 3 in the figure, wherein the exit radius f r , 4 is also illustrated by r 4 .
  • a radius r 2 can be seen .
  • the guide vane 10 has an entry angle a b 3 and an exit angle a b 4 , wherein the guide vane 10, in particular its inlet area, in which the vane 10 is flowed by air, the entry angle a b , 3 encloses with the radial.
  • the vane 10 in particular its exit region, over which the guide vane 10 is flowed away from the air, includes the exit angle a b , 4 with the radial, said radial being illustrated in the figure with r. Furthermore, the guide vane 10 has a maximum thickness d b and a so-called
  • an at least substantially uniform deceleration without excessive constriction on the blade leading edge can be realized in a flow channel which is at least partially traversed by the guide blade 10 and can be traversed by the air Measurements of free geometry parameters can be displayed.
  • a tracking grating design with an elliptical characteristic for the diffuser, which is preferably designed as a radial diffuser, as a result of which particularly advantageous flow conditions in the diffuser can be represented.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel (10) für einen stromab eines Aufnahmebereichs für ein Verdichterrad angeordneten Diffusor eines Radialverdichters, mit einer Skelettlinie (X), wobei die Skelettlinie (X) zumindest in einem Teilbereich ellipsenförmig ausgebildet ist.

Description

Leitschaufel für einen Diffusor eines Radialverdichters
Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel für einen Diffusor eines Radialverdichters gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Derartige Leitschaufeln für Diffusoren von Radialverdichtern sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Üblicherweise weist der Radialverdichter einen Aufnahmebereich auf, in welchem ein Verdichterrad des Radialverdichters aufnehmbar beziehungsweise - im fertig hergestellten Zustand des Radialverdichters - aufgenommen ist. Ferner weist der Radialverdichter einen stromab des
Aufnahmebereichs angeordneten Diffusor auf, welcher sich beispielsweise zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Während des Betriebs des Radialverdichters wird mittels des Verdichterrads Luft verdichtet, welche das Verdichterrad abströmt und den Diffusor durchströmt.
Die zuvor genannte Leitschaufel ist in dem beispielsweise als Radialdiffusor
ausgebildeten Diffusor anordnenbar beziehungsweise - im fertig hergestellten Zustand des Radialverdichters - angeordnet und dient zum Leiten der den Diffusor
durchströmenden Luft. Dabei weist die Leitschaufel eine Skelettlinie auf, wobei die Leitschaufel beispielsweise als Tragflächenprofil ausgebildet sein kann.
Üblicherweise sind in dem Diffusor mehrere Leitschaufeln angeordnet, welche in
Umfangsrichtung des Verdichterrads über dessen Umfang aufeinanderfolgend angeordnet sind. Durch die mehreren Leitschaufeln ist eine Leiteinrichtung gebildet, welche auch als Nachleitgitter bezeichnet wird. Die Leiteinrichtung ist nämlich in
Strömungsrichtung der Luft stromab des Verdichterrads beziehungsweise des
Aufnahmebereichs angeordnet und sorgt für vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor. Ferner offenbart die WO 2006/053579 A1 einen Turbolader mit einer Turbine, welche ein Turbinenrad und ein stromauf des Turbinenrads angeordnetes Leitgitter mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln umfasst.
Herkömmliche Leitschaufeln, welche bei herkömmlichen Radialverdichtern zum Einsatz kommen und dabei im Diffusor angeordnet beziehungsweise anordenbar sind, weisen Schaufelgeometrien auf, welche zu ungünstigen und somit unvorteilhaften
Strömungsbedingungen im Diffusor führen. Bei einer solchen Schaufelgeometrie handelt es sich beispielsweise um eine Geometrie in Form eines Profiltropfens, welcher zu einer starken Verengung eines von der Luft durchströmbaren Strömungskanals führt, so dass der Strömungskanal von einem nur geringen maximalen Massenstrom der Luft durchströmt werden kann. Eine weitere Schaufelgeometrie ist das so genannte NACA- Profil, welches für Flugzeugtragflächen optimiert ist, jedoch für hohe Verluste im Diffusor sorgt. Eine weitere Schaufelgeometrie ist die so genannte Keilschaufel, welche zu hohen Verluste durch eine schlagartige Kanalvergrößerung am Schaufelende führt. Ist die jeweilige Leitschaufel beispielsweise als gerade Schaufel mit konstanter Dicke ausgebildet, so führt dies zu einer unerwünscht starken Verzögerung der Strömung der Luft, woraus hohe Verluste resultieren. Eine weitere Schaufelgeometrie ist die so genannte Circular-Arc-Geometrie mit konstanter Dicke. Hierbei existiert eine nur unzureichend hohe Anzahl an freien Geometrieparametern und diese Schaufelgeometrie führt zu starken Verzögerungen insbesondere im Mittelteil der Leitschaufel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Leitschaufel der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass besonders vorteilhafte
Strömungsbedingungen im Diffusor realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Leitschaufel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Leitschaufel der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor realisiert werden können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Skelettlinie zumindest in einem Teilbereich ellipsenförmig ausgebildet ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die gesamte Skelettlinie, das heißt entlang ihrer gesamten Erstreckung ellipsenförmig ausgebildet ist. Durch den Einsatz einer Leitschaufel mit einer ellipsenförmigen Skelettlinie kann eine zumindest nahezu gleichmäßige Verzögerung in einem durch die Leitschaufel zumindest teilweise begrenzten Strömungskanal realisiert werden ohne dass es zu einer übermäßigen Einschnürung an der Vorderkante der Schaufel kommt. Darüber hinaus besteht durch den Einsatz einer Leitschaufel mit einer ellipsenförmigen Skelettlinie ein hohes Maß an freien Geometrieparametem.
Zur Erfindung gehört auch ein Radialverdichter, insbesondere für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem Aufnahmebereich für ein Verdichterrad des Radialverdichters, mit einem stromab des Aufnahmebereichs angeordneten Diffusor, und mit wenigstens einer in dem Diffusor angeordneten, erfindungsgemäßen Leitschaufel. Der Diffusor an sich ist ein von Luft durchströmbarer Strömungskanal, wobei die Luft mittels des Verdichterrads verdichtet wird, vom Verdichterrad abströmt und den Diffusor durchströmt. Dadurch, dass die Leitschaufel eine zumindest im Wesentlichen
ellipsenförmige Skelettlinie aufweist, können im Diffusor besonders vorteilhafte
Strömungsbedingungen ohne übermäßige Nachteile realisiert werden, so dass sich ein besonders effizienter Betrieb des Radialverdichters realisieren lässt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Schnittansicht einer
Leitschaufel für einen stromab eines Aufnahmebereichs für ein Verdichterrad
angeordneten Diffusor eines Radialverdichters, mit einer Skelettlinie, welche zumindest in einem Teilbereich ellipsenförmig ausgebildet ist.
Die Fig. zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Leitschaufel für einen stromab eines Aufnahmebereichs für ein Verdichterrad
angeordneten Diffusor eines Radialverdichters. Der Radialverdichter ist vorzugsweise Bestandteil eines Abgasturboladers, mit welchem eine beispielsweise als Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens ausgestattet ist. Dabei ist die Verbrennungskraftmaschine zum Abtreiben des
Kraftwagens ausgebildet und umfasst einen von Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt sowie einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt. Mittels des Ansaugtrakts wird die den Ansaugtrakt durchströmenden Luft in wenigstens einen Brennraum, insbesondere Zylinder, der Verbrennungskraftmaschine geführt.
Der Abgasturbolader weist eine Turbine auf, die in dem Abgastrakt angeordnet und von dem Abgas antreibbar ist. Hierzu umfasst die Turbine ein Turbinengehäuse sowie ein in dem Turbinengehäuse angeordnetes Turbinenrad, welches von dem Abgas antreibbar ist. Das Turbinenrad ist um eine Drehachse relativ zu dem Turbinengehäuse drehbar und Bestandteil eines Rotors des Abgasturboladers. Der Rotor umfasst ferner das zuvor genannte Verdichterrad sowie eine Welle, mit welcher das Turbinenrad und das
Verdichterrad drehfest verbunden sind. Dadurch ist das Verdichterrad über die Welle von dem Turbinenrad antreibbar, so dass - während des Betriebs des Radialverdichters - Luft mittels des Verdichterrads verdichtet wird. Dadurch kann im Abgas enthaltene Energie zum Verdichten der Luft genutzt werden.
Der Radialverdichter ist in dem Ansaugtrakt angeordnet und umfasst ein
Verdichtergehäuse, in welchem das Verdichterrad angeordnet ist. Dabei ist das
Verdichterrad beziehungsweise der Rotor um die genannte Drehachse relativ zu dem Verdichtergehäuse drehbar. Der genannte Aufnahmebereich, in welchem das
Verdichterrad angeordnet ist, ist durch das Verdichtergehäuse begrenzt.
Der Radialverdichter weist ferner den zuvor genannten Diffusor auf, welcher in
Strömungsrichtung der Luft durch den Radialverdichter stromab des Aufnahmebereichs und somit des Turbinenrads angeordnet ist. Der Diffusor ist ein Kanal, welcher von der mittels des Verdichterrads verdichteten und vom Verdichterrad abströmenden Luft durchströmbar ist beziehungsweise während des Betriebs des Radialverdichters durchströmt wird. Vorzugsweise ist der Diffusor als Radialdiffusor ausgebildet, wobei sich der Diffusor zumindest im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt.
Der Radialverdichter umfasst ferner eine Leiteinrichtung, welche auch als Nachleitgitter bezeichnet wird. Die Leiteinrichtung umfasst eine Mehrzahl von in dem Diffusor und somit stromab des Aufnahmebereichs beziehungsweise des Verdichterrads angeordneten Leitschaufeln, von denen in der Fig. die mit 10 bezeichnete Leitschaufel gezeigt ist. Die in dem Diffusor angeordneten Leitschaufeln dienen zum Leiten der den Diffusor
durchströmenden Luft, so dass vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor realisiert werden können. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Leitschaufel 10 können ohne weiteres auf die anderen Leitschaufeln des Nachleitgitters übertragen werden.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass die Leitschaufel 10 eine Skelettlinie X aufweist. Um nun besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen in dem Diffusor realisieren zu können, ist die Skelettlinie X zumindest in einem Teilbereich ellipsenförmig ausgebildet. Vorliegend ist es vorgesehen, dass die gesamte Skelettlinie X ellipsenförmig ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Skelettlinie X entlang ihrer gesamten Erstreckung ellipsenförmig, das heißt als Teil einer Ellipse ausgebildet ist.
Die Fig. zeigt auch ein Diagramm 12, welches als Hilfsdiagramm zum Konstruieren der Skelettlinie X verwendet wird. Aus der Fig. ist besonders gut erkennbar, dass die
Skelettlinie X der Leitschaufel 10 als Ellipse mit elliptischer Aufdickung über die Länge der Sehne C der Leitschaufel 10 konstruiert wird. Die Leitschaufel 10 weist dabei einen Schaufeleintritt 14 auf, über welchen die Leitschaufel 10 während des Betriebs des Radialverdichters von der Luft angeströmt wird. Ferner weist die Leitschaufel 10 einen Schaufelaustritt 16 auf, über welchen die Luft die Leitschaufel 10 abströmt. Der
Schaufeleintritt 14 und der Schaufelaustritt 16 schneiden eine gemeinsame Gerade und definieren so die Sehne C.
Da die Skelettlinie X ellipsenförmig ausgebildet ist, wird die Skelettlinie X im Folgenden auch als Ellipse bezeichnet. Die Ellipse weist genau zwei Schnittwinkel mit der Sehne C auf, wobei die Schnittwinkel der Ellipse mit der Sehne C der Leitschaufel 10 jeweils, das heißt einzeln betrachtet, geringer als 45° und gemeinsam, das heißt in Summe, stets geringer als 80° sind.
Mit f r,3 ist ein Eintrittsradius der Leitschaufel 10 bezeichnet, wobei mit fr 4 ein
Austrittsradius der Leitschaufel 10 bezeichnet ist. Der Eintrittsradius fr,3 ist in der Fig. auch durch r3 veranschaulicht, wobei der Austrittsradius fr,4 auch durch r4 veranschaulicht ist. Ferner ist in der Fig. ein Radius r2 erkennbar. Darüber hinaus weist die Leitschaufel 10 einen Eintrittswinkel ab 3 und einen Austrittswinkel ab 4 auf, wobei die Leitschaufel 10, insbesondere ihr Eintrittsbereich, in welchem die Leitschaufel 10 von Luft angeströmt wird, den Eintrittswinkel ab,3 mit der Radialen einschließt. Ferner schließt die Leitschaufel 10, insbesondere ihr Austrittsbereich, über welchem die Leitschaufel 10 von der Luft abgeströmt wird, den Austrittswinkel ab,4 mit der Radialen ein, wobei diese Radiale in der Fig. jeweils mit r veranschaulicht ist. Ferner weist die Leitschaufel 10 eine maximale Dicke db und eine sogenannte
Dickenrücklage fb auf. Die Länge der Sehne C ist ferner mit lb bezeichnet. Darüber hinaus hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Mittelpunkt M der Ellipse bezüglich der Sehnenachse der Leitschäufel 10 nicht weiter als die Hälfte der Länge lb der Sehne C vom Mittelpunkt S der Sehne C entfernt liegt.
Durch die in der Fig. veranschaulichte Ausgestaltung der Leitschaufel 10 kann in einem zumindest teilweise durch die Leitschaufel 10 begrenzten Strömungskanal, welcher von der Luft durchströmbar ist, eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Verzögerung ohne übermäßige Einschnürung an der Schaufelvorderkante realisiert werden, wobei gleichzeitig ein besonders hohes Maß an freien Geometrieparametern darstellbar ist. Dadurch lässt sich für den vorzugsweise als Radialdiffusor ausgebildeten Diffusor ein Nachleitgitterdesign mit elliptischer Charakteristik schaffen, wodurch besonders vorteilhafte Strömungsbedingungen im Diffusor darstellbar sind.
Bezugszeichenliste
10 Leitschaufel
12 Diagramm
14 Schaufeleintritt
16 Schaufelaustritt
C Sehne
S Mittelpunkt
M Mittelpunkt
X Skelettlinie
db maximale Dicke fb Dickenrücklage fr.3 Eintrittsradius
fr.4 Austrittsradius lb Länge
r2 Radius
r3 Eintritssradius
Austrittsradius f Radiale
db,3 Eintrittswinkel ab,4 Austrittswinkel

Claims

Patentansprüche
1. Leitschaufel (10) für einen stromab eines Aufnahmebereichs für ein Verdichterrad angeordneten Diffusor eines Radialverdichters, mit einer Skelettlinie (X),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Skelettlinie (X) zumindest in einem Teilbereich ellipsenförmig ausgebildet ist.
2. Leitschaufel (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die gesamte Skelettlinie (X) ellipsenförmig ausgebildet ist.
3. Leitschaufel (10) nach Anspruchs 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Schaufeleintritt und ein Schaufelaustritt der Leitschaufel (10) unter Definieren der Sehne (C) der Leitschaufel (10) eine gemeinsame Gerade schneiden.
4. Leitschaufel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnittwinkel der Ellipse mit der Sehne (C) der Leitschaufel (10) jeweils geringer als 45 Grad und in Summe geringer als 80 Grad sind.
5. Leitschaufel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Entfernung des Mittelpunkts (M) der Ellipse von dem Mittelpunkt (S) der Sehne (C) der Leitschaufel (10) bezüglich der Sehnenachse höchstens die Hälfte der Länge (l ) der Sehne (C) beträgt.
6. Radialverdichter, insbesondere für einen Abgasturbolader einer
Verbrennungskraftmaschine, mit einem Aufnahmebereich für ein Verdichterrad des Radialverdichters, mit einem stromab des Aufnahmebereichs angeordneten Diffusor, und mit wenigstens einer in dem Diffusor Leitschaufel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Abgasturbolader für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines
Kraftwagens, mit einem Radialverdichter nach Anspruch 6.
EP16721363.6A 2015-05-20 2016-05-10 Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters Active EP3298285B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015006458.4A DE102015006458A1 (de) 2015-05-20 2015-05-20 Leitschaufel für einen Diffusor eines Radialverdichters
PCT/EP2016/000762 WO2016184548A1 (de) 2015-05-20 2016-05-10 Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3298285A1 true EP3298285A1 (de) 2018-03-28
EP3298285B1 EP3298285B1 (de) 2019-04-03

Family

ID=54481517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16721363.6A Active EP3298285B1 (de) 2015-05-20 2016-05-10 Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10619647B2 (de)
EP (1) EP3298285B1 (de)
JP (1) JP6716609B2 (de)
CN (1) CN107624150B (de)
DE (1) DE102015006458A1 (de)
WO (1) WO2016184548A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017118950A1 (de) * 2017-08-18 2019-02-21 Abb Turbo Systems Ag Diffusor für einen Radialverdichter
JP6980028B2 (ja) * 2017-12-07 2021-12-15 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 ディフューザ及びターボチャージャー
CN116641915B (zh) * 2022-11-18 2026-02-27 中国航发沈阳发动机研究所 一种宽适应性压气机进口导向器叶型

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1792015A (en) * 1930-01-23 1931-02-10 Gerard P Herrick Aerofoil
US2592471A (en) * 1946-08-22 1952-04-08 James G Sawyer Axial flow fan
US4243357A (en) * 1979-08-06 1981-01-06 Cummins Engine Company, Inc. Turbomachine
DE3441115C1 (de) * 1984-11-10 1986-01-30 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Laufrad fuer eine Gasturbine
US5152661A (en) * 1988-05-27 1992-10-06 Sheets Herman E Method and apparatus for producing fluid pressure and controlling boundary layer
US6589013B2 (en) * 2001-02-23 2003-07-08 Macro-Micro Devices, Inc. Fluid flow controller
EP1797283B2 (de) 2004-11-16 2017-11-29 Honeywell International Inc. Turbolader mit leitschaufeln variabler geometrie
US8016557B2 (en) * 2005-08-09 2011-09-13 Praxair Technology, Inc. Airfoil diffuser for a centrifugal compressor
DE202006020187U1 (de) * 2006-06-29 2007-11-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Radialverdichter
JP4505523B2 (ja) * 2007-07-18 2010-07-21 本田技研工業株式会社 遠心型圧縮機のアキシャルディフューザ
JP2009197614A (ja) 2008-02-19 2009-09-03 Ihi Corp 遠心圧縮機及びディフューザベーン
US9222485B2 (en) 2009-07-19 2015-12-29 Paul C. Brown Centrifugal compressor diffuser
US8511981B2 (en) 2010-07-19 2013-08-20 Cameron International Corporation Diffuser having detachable vanes with positive lock
AU2010358891A1 (en) * 2010-08-12 2013-03-21 Nuovo Pignone S.P.A. Radial diffuser vane for centrifugal compressors
JP5192060B2 (ja) * 2011-04-12 2013-05-08 株式会社豊田中央研究所 コンプレッサ
EP2677123B2 (de) * 2012-06-18 2018-04-25 General Electric Technology GmbH Diffusor für Turbomaschinen
ITCO20120055A1 (it) 2012-11-06 2014-05-07 Nuovo Pignone Srl Pala di canale di ritorno per compressori centrifughi

Also Published As

Publication number Publication date
US10619647B2 (en) 2020-04-14
JP2018514699A (ja) 2018-06-07
JP6716609B2 (ja) 2020-07-08
CN107624150A (zh) 2018-01-23
US20180142701A1 (en) 2018-05-24
WO2016184548A1 (de) 2016-11-24
DE102015006458A1 (de) 2015-12-03
EP3298285B1 (de) 2019-04-03
CN107624150B (zh) 2022-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60019264T2 (de) Abgasmischvorrichtung und gerät mit einer solchen vorrichtung
EP2927503B1 (de) Gasturbinenverdichter, Flugtriebwerk und Auslegungsverfahren
EP3775565B1 (de) Kompakter diagonalventilator mit nachleiteinrichtung
EP1632662B1 (de) Strömungsarbeitsmaschine mit Fluidentnahme
EP3408503B1 (de) Strömungsmaschine mit beschaufeltem diffusor
DE102015219556A1 (de) Diffusor für Radialverdichter, Radialverdichter und Turbomaschine mit Radialverdichter
CH703553B1 (de) Axial-radialer Turbinendiffusor.
DE2707063A1 (de) Mischer fuer eine fan-triebwerksanlage
DE102007029004A1 (de) Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
EP3682092B1 (de) Abgasturbine mit diffusor
DE102013006928A1 (de) Abgasturbolader
EP3176370A1 (de) Leitschaufelcluster für eine strömungsmaschine
DE102015006457A1 (de) Radialverdichter, insbesondere für einen Abgasturbolader einer Verbrennungskraftmaschine
DE102016102732A1 (de) Mixed-Flow-Turbinenrad eines Abgasturboladers sowie Abgasturbine mit einem solchen Turbinenrad
WO2016184550A1 (de) Radialverdichter und abgasturbolader einer verbrennungskraftmaschine
CH701927B1 (de) Statoranordnung, Kompressor und Gasturbinenmotor.
EP3298285B1 (de) Leitschaufel für einen diffusor eines radialverdichters
EP2696042A1 (de) Strömungsmaschine mit mindestens einem Leitschaufelkranz
EP4542007A1 (de) Leitschaufel für eine gasturbine, leitschaufelcluster für eine gasturbine, gehäuse für eine gasturbine, und gasturbine
DE102015014900A1 (de) Radialturbinengehäuse
DE10352789B4 (de) Gasturbine
EP3401503A1 (de) Rotorvorrichtung einer strömungsmaschine
DE102010044483A1 (de) Blütenmischer und Strömungsmaschine mit einem derartigen Blütenmischer
EP3636880B1 (de) Turbinenrad
EP3572622A1 (de) Turbinenzwischengehäuse mit spezifisch ausgebildeter ringraumkontur

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20171019

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL 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 RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

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

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20181015

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

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

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL 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 RS SE SI SK SM 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

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1116083

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20190415

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

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: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20190403

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: 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: 20190403

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

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: 20190403

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: 20190403

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: 20190703

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: 20190403

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: 20190403

Ref country code: AL

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: 20190403

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: 20190403

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: 20190803

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: 20190403

RAP2 Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred)

Owner name: DAIMLER AG

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

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: 20190703

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: 20190704

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: 20190403

Ref country code: RS

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: 20190403

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: 20190403

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

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

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: 20190803

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

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

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: 20190403

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: 20190403

Ref country code: CH

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

Effective date: 20190531

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: 20190403

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: 20190403

Ref country code: LI

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

Effective date: 20190531

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: 20190403

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20190531

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: SM

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: 20190403

Ref country code: LU

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

Effective date: 20190510

Ref country code: IT

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: 20190403

26N No opposition filed

Effective date: 20200106

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: 20190403

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: 20190510

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

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: 20190403

Ref country code: BE

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

Effective date: 20190531

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

Ref country code: FR

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

Effective date: 20190603

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Owner name: DAIMLER TRUCK AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Representative=s name: JENSEN & SON, GB

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Owner name: DAIMLER AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Representative=s name: JENSENS IP LIMITED, IE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Representative=s name: JENSENS IP LIMITED, IE

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

Effective date: 20200510

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

Ref country code: GB

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

Effective date: 20200510

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

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: 20190403

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: 20190403

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: 20160510

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502016004021

Country of ref document: DE

Owner name: DAIMLER TRUCK AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE

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 FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20190403

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1116083

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210510

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: 20210510

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230609

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

Ref country code: DE

Payment date: 20250528

Year of fee payment: 10