NO851985L - Innloeps-ledeskovlanordning for kompressor. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en kompressorinnløps-ledeskovlanordning innrettet for innstillbar innsetning og tilbaketrekning.

For å bedre virkningsgraden ved fastlagte effektbetingelser for en kompressor med løpehjulskovler på en rotoraksel er der i kompressorens innløpskanal plassert ledeskovler. Lede-skovlene dirigerer den innkommende luftstrøm til prelling mot løpehjulskovlene med fastlagt skru eller innfallsvinkel for optimal overføring av energi fra luftstrømmen til rotor-akseleh. Disse ledeskovler strekker seg vanligvis over hele bredden av innløpskanalen og kan ved forskjellige belastningsforhold trekkes tilbake for å bevirke en endret skru som egner seg bedre for drift av kompressoren under vedkommende forhold. Tilbaketrekningen av konvensjonelle tilbaketrekkbare innløps-ledeskovler blir i alminnelighet gjennomført med en mekanisk transmisjon påvirket av en styreenhet.

Effektiviteten av innløpsledeskovler avhenger av skovlens innfallsvinkel for den innkommende strømning og driftsnivået av kompressorens belastning. Samlet virkningsgrad av en del innløpsutformninger kan økes ved bruk av ledeskovler som bare strekker seg i den del av innløpskanalen som har høyest andel av massestrøm. Når skovlene imidlertid bare settes inn delvis tvers over innløpskanalen, kan resirkulasjon av innkommende .strøm rundt spissen av skovlkroppen føre til tap og dermed redusert virkningsgrad.

Det er derfor en hovedhensikt med den foreliggende oppfinnelse å utvide området av effektiv drift av tilbaketrekkbare innløpsledeskovler for en kompressor.

Videre er det en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe innstillbare kompressor-innløpsledeskovler som utvider det stabile driftsområde for rotoren i tillegg til å utvide området for effektiv drift av denne.

Disse og andre hensikter med denne oppfinnelse slik den her er realisert og beskrevet i store trekk, blir i samsvar med oppfinnelsens hensikt oppfylt med en innløpsledeskovl-anordning for innstillbar innsetning og tilbaketrekning av en ledeskovl i innløpet til en kompressor med et innløpshus som inngrenser en strømningskanal, samt en avløpsmanifold. Innløpsledeskovlanordningen ifølge oppfinnelsen omfatter en åpning i innløpshuset grensende til et område av strømnings-kanalen med høy massestrømandel, en skovlkropp som har en lengdeakse, og hvis lengde er påtagelig mindre enn bredden av strømningskanalens tverrsnitt på stedet for åpningen, en anordning til regulerbar innsetning og tilbaketrekning av skovlkroppen i skovlaksens retning gjennom åpningen og inn i området med høy masseandel, en anordning til regulerbart å endre strømningsretningen av fluidum på nedstrømssiden av skovlkroppen omkring lengdeaksen og i forhold til strømnings-retningen på skovlkroppens oppstrømsside i innløpsspiralen, samt en anordning til å minske resirkulasjon av innløpsluft-strømmen rundt enden av skovlkroppen i det indre av huset.

Fortrinnsvis er anordningen til regulerbar innsetning

og tilbaketrekning av skovlkroppen gjennom åpningen i innløps-huset innrettet til å reagere på avgangsmanifoldtrykket og innbefatter et fjærbelastet stempel påvirket av en pneumatisk ventil.

Anordningen til regulerbar endring av strømningsretningen innbefatter en innretning til å endre den inntrekkbare skovl-kropps innfallsvinkel i forhold til strømmen i den av innløps-huset omgitte innløpskanal og innbefatter fortrinnsvis et stempel tilkoblet den ene ende av skovlkroppen, og en periferisk, variabelt plasserbar stempelhylse som omgir stempelet. Stempelet har langsgående glidbart inngrep i siden av stempel-hylsen, som kan dreies kontinuerlig innenfor et flensparti av huset. Alternativt kan innfallsvinkelen innstilles diskontinuerlig til den ene av to fastlagte vinkler eller endres kontinuerlig med graden av innsetning av skovlkroppen i inn-løpshuset .

Anordningen til å redusere resirkulasjonen av innløps-luftstrømmen rundt skovlkroppen innbefatter fortrinnsvis en rudimentær vinge forbundet med enden av skovlkroppen i det indre av innløpskanalen.

De ledsagende tegninger, som skal oppfattes å inngå i den foreliggende fremstilling, anskueliggjør forskjellige utførelsesformer for oppfinnelsen og tjener sammen med beskrivelsen til å belyse dennes prinsipper. Fig. 1a viser skjematisk snitt av en utførelsesform for oppfinnelsen. Fig. 1b er et perspektivriss av en del av en komponent som inngår i utførelsesformen på fig. 1a.

Fig. 2 viser skjematisk snitt av utførelsesformen på

fig. 1a i endret form.

Fig. 3a viser skjematisk en annen utførelsesform for oppfinnelsen.

Fig. 3b er et perspektivriss av en del av en komponent

i utførelsesformen på fig. 3a.

Fig. 4 viser skjematisk partielt snitt av enda en ut-førelsesform for oppfinnelsen. Fig. 5 viser snitt etter linjen 5-5 på fig. 4, og fig. 6 viser snitt etter linjen 6-6 på fig. 4.

Der vil nå bli gjort detaljert rede for de for tiden foretrukne utførelsesformer for oppfinnelsen som tegningen anskueliggjør eksempler på. I beskrivelsen av alternative utførelsesformer har betegnelsene for deler med tilsvarende funksjoner samme siffere på de to laveste sifferplasser, mens høyeste siffer for det meste er identisk med nummeret på den figur hvor delen er vist.

Der henvises nå til fig. 1a, som i hovedtrekkene viser

en radialkompressors innløpsdel som tjener til å øke trykket av et gassformet fluidum, f.eks. luft. Kompressoren har et

innløpshus 100 med en innløpsstrømkanal 102 for den innkommende gass, en rotor 103 med rotasjonsakse 104, en rekke rotorskovler 105 og et rotorutløp 106, samt en utløpsmanifold som er antydet skjematisk ved 108, til å motta den komprimerte gass. Kompressoren kan ha et enkelt inntak (som vist på figurene) eller et dobbelt inntak (ikke vist).

Innløpshuset 100 er av typen med et husinntaksparti 109 stort sett perpendikulært orientert i forhold til rotoraksen 104. Et hus-utgangsparti 110 er orientert stort sett parallelt med rotoraksen 104 og grenser direkte til rotorskovlene 105. Således kan innløpshuset 100 sies å ha radialt inntaksparti

109 og aksialt utgangsparti 110. Huspartiene 109 og 110 er innbyrdes forbundet ved et mykt krummet mellomparti 111. Slik den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i det følgende,

er den spesielt gunstig i en utformning med et innløpshus som i oppstrømsenden har en skovl med fast innfallsvinkel plassert nær husinntaket, som den faste skovl 112, til å meddele den innkommende gass en innledende hvirvelbevegelse. Når der benyttes en fast skovl 112 i forbindelse med en derav uavhengig innløpsledeskovl med variabel geometri på dens nedstrømsside, som dem der er utført i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, er det mulig å regulere kompressorgasstrømningen som forklart i US patentskrift 4.428.714.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse innbefatter innløpsskovlanordningen en skovlkropp med en lengdeakse. Slik den er realisert her, innbefatter innløpsskovlanordningen,

som er betegnet generelt med 114 på fig. 1a, en skovlkropp 116 med en lengdeakse 117 og en innvendig ende 118 med regulerbar stilling i innløpsstrømkanalen 102. Skovlkroppen 116 har tilstrekkelig lengde langs aksen 117 til at den kan skyves inn i innløpsstrømkanalen et stykke som overspenner en påtagelig andel av innløpsstrømkanalens bredde. Imidlertid er lengden av skovlkroppen 116 ikke stor nok til at denne kan berøre eller komme meget nær en vegg av huset 100 i maksimalt inn-skjøvet stilling av skovlkroppen 116 i innløpsstrømkanalen 102. Skjønt det ikke er vist på figurene, har skovlkroppen 116 aerodynamisk tverrsnittsprofil, som det vil forstås og verdsettes av fagfolk.

Ennvideré er der i samsvar med den foreliggende oppfinnelse anordnet en åpning i innløpshuset nær det område av innløps-strømkanalen som har sterkest massestrøm pr. enhet av krysset avstand tvers over innløpsstrømkanalen for å tillate innsetning og tilbaketrekning av skovlkroppen i dette område med relativt sterk massestrøm. I den foreliggende utførelsesform mottar innløpsstrømkanalen 102 den større andel av den innkommende massestrøm langs den vegg som ligger lengst borte fra kompressorens aksiale senterlinje 104 på fig. 1a. I den foreliggende utførelsesform og stadig som vist på fig. 1a, har innløpshuset 100 en åpning 120 beliggende i den del av husets utgangsparti 110 som har størst avstand fra rotoraksen 104. Midtaksen for åpningen 120 faller sammen med skovlkroppens langsgående midtakse 117. Ennvideré kan der foreligge flere enn én skovlkropp 116 med tilsvarende åpning 117 i hver innløpskanal 102, plassert i avstand rundt omkretsen av det ringformede utgangsparti 110 av huset 100 for å danne flere innløpsledeskovlanordninger 114.

I innløpsledeskovlanordningen slik den er utført ifølge oppfinnelsen, er der anordnet en innretning til regulerbar innskyvning og tilbaketrekning av skovlkroppen i retningen for dennes lengdeakse gjennom den motsvarende åpning i innløps-huset og dermed henholdsvis inn i og ut av det område av strøm-ningskanalen som har sterk massestrøm. Når man lar kompressorens avgangsmanifold virke som trykkilde, kan innretningen til innskyvning og tilbaketrekning skaffe et kontinuerlig samsvar mellom innskyvningsgrad og kornpressoravgangstrykk (KAT) over et forhåndsbestemt område av kornpressoravgangstrykk. Innskyvnings- og tilbaketrekningsinnretningen kan også utføres for bare å besørge enten full innskyvning av skovlkroppen i maksimal lengde eller full tilbaketrekning av skovlkroppen over et forhåndsbestemt område av kornpressoravgangstrykk.

I den foreliggende utførelse og stadig som vist på fig. 1a, innbefatter den regulerbare innskyvnings- og tilbaketrekningsinnretning et skovlkroppstempel 122, en skovlkroppstempel-sylinder 123, et belastningstrykkorgan (som vil bli forklart senere) og et stempelaktiverende trykkammer 124 som settes under trykk av kompressorens avgangstrykk via en trykkledning 125 som kommuniserer med kompressorens avgangsmanifold 108.

Skovlstempelet 122 er festet til den ene ende (ikke synlig på fig. 1a) av skovlkroppen 116 utenfor innløpskanalen 102. Stempelet 122 er delvis innesluttet i og omsluttet av en skovlkroppstempel-sylinder 123 som har et sylindrisk hylseformet sideparti 126 og en åpen ende motsatt en lukket ende. Et sideflensparti 128 av huset 100 er formet for å oppta stempelsylinderen 123, som holdes i sideflensen 128 av en ringformet sperreskive 129. Stempelet 122 har et sideparti 130 som passer glidbart inn i det hylseformede sideparti 126 av sylinderen 123. Den åpne ende av sylinderen 123 fastholdes mot et ringformet endeflensparti 132 av huset 100 i en stilling hvor den langsgående midtakse for stempelsylinderen 123 flukter med skovlkroppaksen 117 og midtaksen for åpningen 120.

Stempelpåvirknings-trykkammeret 124 regulerer bevegelsen av skovlkroppstempelet 122 i retningen for skovlkroppaksen 117 og dannes nær den åpne ende av sylinderen 123 av et endeflensparti 132 av huset 100, det hylseformede sideparti 126

og den del av stempelet 122 som vender mot hylsen 126 og endeflenspartiet 132. Trykkledningen 125 strekker seg fra kompressoravgangsmanifolden 108 gjennom innløpshuset100 ved det ringformede endeflensparti 132 og kommuniserer med trykkammeret 124. Dermed blir kammeret 124 til stadighet holdt på kompressorens avgangstrykk så et tilsvarende trykk blir utøvet på stempelet 122.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er der anordnet et belastningsorgan til å utøve kraft på stempelet motsatt det trykk som utøves på dette av stempelpåvirknings-trykk-kammeret. I den foreliggende utførelse som vist på fig. 1a, innbefatter belastningstrykkorganet minst én skovlstempel-belastningsfjær 134 plassert mellom innsiden av den lukkede ende av skovlstempelsylinderen 123 og en overforliggende flate på stempelet 122. Hver fjær 134 øver en belastningskraft motsatt kompressoravgangstrykket, som virker på skovlkroppstempelet

122 via avgangsmanifolden 108, trykkledningen 125 og trykk-kammexet 124. Under en første fastlagt verdi av kompressoravgangstrykket vil således skovlkroppen 116 være fullt innsatt i innløpskanalen 102. Ved KAT-verdier høyere enn denne første fastlagte verdi, blir den kraft som øves på skovlkroppstempelet 122 av KAT, stor nok til å trykke sammen hver skovlstempel-belastningsfjær 134 og bevirke delvis inntrekning av skovlkroppen 116. Ved KAT-verdier høyere enn en annen fastlagt verdi (høyere enn den første) vil skovlkroppen 116 bli trukket fullstendig ut av det indre av innløpskanalen 102. Nivået av det kornpressoravgangstrykk hvor skovlkroppen 116 blir trukket helt inn, avhenger av total kraftkonstant for hver belastnings-<f>jær 134.

Den utførelsesform for oppfinnelsen som er vist på fig.

1a, gir et kontinuerlig område av skovlinnskyvning og -tilbaketrekning i samsvar med nivået av kompressorens avgangstrykk og stempelbelastningsfjærenes følsomhet. Skovlene er helt

innskjøvet i innløpskanalen 102 under tilstander med laveste arbeidseffekt og er trukket fullt tilbake under drift med effektverdier over et fastlagt deleffektnivå. Ved effektnivåer mellom dette fastlagte deleffektnivå hvor skovlen blir trukket helt inn, og det laveste arbeidseffektnivå, er skovlene delvis innskjøvet i varierende grad.

I en utførelsesform for oppfinnelsen hvor innskyvning

og tilbaketrekning er variabel, kan hver skovl være fullstendig innskjøvet i innløpskanalen 102 ved deilast som anskueliggjort på fig. 1a. For å bevirke full innskyvning av skovlkroppen ved de høyere fastlagte verdier av kornpressoravgangstrykk og full inntrekning i laveste arbeidstrykknivåer kan der benyttes en variant av den kontinuerlig regulerbare, variable innskyvnings- og tilbaketrekningsinnretning som er vist på

fig. 1a. En slik variant av utførelsen på fig. 1a er anskueliggjort på fig. 2, hvor hver skovlstempel-belastningsfjær 234

er plassert mellom endeflenspartiet 232 av innløpshuset 200

og den overforliggende flate på skovlkroppstempelet 222. En trykkledning 225 er tilkoblet skovlstempelpåvirkningstrykk-kammeret 224 som dannes mellom innerflaten av den lukkede ende av sylinderen 223, en del av hylsen 226 og den flate på stempelet 222 som vender mot den lukkede ende av sylinderen 223 og sidehylsen 226. Under en første verdi av KAT vil skovlkroppen 216 være fullt inntrukket som vist på fig. 2. Over

en annen fastlagt KAT-verdi (høyere enn den første) vil skovlkroppen 216 være fullt innskjøvet i strømningskanalen 202

når det gjelder utførelsesformen på fig. 2. Ved KAT-verdier mellom de første og andre verdier vil skovlkroppen 216 være delvis innskjøvet i strømningskanalen 202 i forskjellig grad. Således er skovlkroppen 216 innskjøvet med maksimal lengde

ved høyere belastninger og fullstendig tilbaketrukket ved lavere belastninger, mens der skaffes en variabel grad av innskyvning og tilbaketrekning av skovlkroppen 216 i avhengighet av nivået av kompressoravgangstrykket.

En annen utførelsesform for oppfinnelsen hvor skovlkroppen 416 er maksimalt innskjøvet ved høyere verdier av KAT, er anskueliggjort på fig. 4 og vil bli beskrevet nedenfor.

I tillegg til den kontinuerlig variable innskyvning og tilbaketrekning av skovlkroppen som er anskueliggjort i utfør-elsesformene på fig. 1a og 2, lar det seg i samsvar med oppfinnelsen også gjøre å bevirke diskontinuerlig innskyvning og tilbaketrekning av skovlkroppen. I utførelsesformen med diskontinuerlig innskyvning og tilbaketrekning er skovlkroppen fullt innskjøvet med maksimal lengde ved verdier over og fullt tilbaketrukket ved verdier under en og samme fastlagte kompressor-avgangstrykkverdi eller omvendt, uten noen delvis innskyvning ved andre KAT-verdier. Dette gir en såkalt av/på-form for skovlkropp-innskyvning og -tilbaketrekning.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er der anordnet ventilinnretninger til å forbinde skovlkroppåvirknings-trykk-kammeret med en trykkilde via en trykkledning. Ventilinnret-ningen etablerer forbindelsen bare ved kildetrykk høyere enn en fastlagt verdi. Ved den foreliggende utførelsesform, som er anskueliggjort på fig. 3a, innbefatter en første pneumatisk ventil 336 et første ventilstempel 337 som er antydet skjematisk på fig. 3a ved en enkelt linje og kan beveges fra venstre mot høyre og fra høyre mot venstre i ventilen 336. Som vist på fig. 3a, får en første port 339 og en femte port 345 opp-rinnelig trykk fra kompressoravgangsmanifolden 308 via trykkledningen 325. Med stigende kornpressoravgangstrykk beveger stempelet 337 seg gradvis mot venstre på fig. 3a mot virkningen av en innstillbar belastningsf jær 338. Nar / forbrcnnin-gs/avgangs-trykket når et første fastlagt nivå, utløser stempelet 337

en trykkregulator slik at første port 339 blir forbundet med en tredje port 341 via en annen port 340, hvorved et annet ventilstempel 342 hos en annen pneumatisk ventil 343 bringes til å bevege seg mot venstre på fig. 3a for øyeblikkelig å

åpne en forbindelse mellom fjerde port 344 og femte port 345. Så snart disse forbindelser er opprettet, kommer det fulle kornpressoravgangstrykk til skovlstempel-påvirkningstrykkammeret 324 via trykkledningen 325 og bringer ventilkroppen 322 til å bevege seg med sitt fulle slag mot den lille belastningskraft av hver skovlstempel-belastningsfjær 334 for enten å skyve skovlkroppen 316 inn eller trekke den tilbake, avhengig av

utformningen av ledeskovlanordningen i bruk. I utførelsesformen på fig. 3a ville der skje full tilbaketrekning av skovlkroppen 316.

Når KAT-verdien senkes fra første fastlagt nivå i utfør-elsesformen på fig. 3a, beveger stempelet 337 seg gradvis mot høyre tilbake til sin utgangsstilling, mens forbindelsen mellom portene 339, 340 og 341 stadig forblir opprettholdt.

Når KAT når et annet fastlagt trykknivå (lavere enn det første), blir fobindelsen mellom første og annen port, henholdsvis 339 og 340 avbrutt, og der etableres en forbindelse mellom annen port 340 og en sjette port 346 som lufter mot atmosfæren. Ventilstempelet 342 i annen pneumatisk ventil 343 avbryter

da forbindelsen mellom fjerde og femte port, henholdsvis 344

og 345 og oppretter en forbindelse mellom fjerde port 344

og en syvende port 347, som er åpen mot atmosfæren. Det trykk som virker på skovlstempelet 322 via trykkledningen 325 og påvirkningstrykkammeret 324, synker da til atmosfæretrykk,

og skovlstempelet 322 beveger seg tilbake til dellasstilling under kraften av belastningsfjæren 334 for å skyve skovlkroppen 316 inn med maksimal lengde i innløpsstrømkanalen 302. Kraft-konstanten for belastningsfjærene 334 velges slik at den kraft som utøves av fjærene 334 i denne atmosfæriske trykktilstand, blir akkurat stor nok til å overvinne friksjon idet skovlstempelet 322 beveger seg tilbake til dellaststillingen med maksimal innskyvning i innløpskanalen 302.

Som realisert her og vist på fig. 4, 5 og 6, innbefatter en alternativ utførelse av innretningen til diskontinuerlig regulerbar innskyvning og tilbaketrekning av skovlkroppen gjennom åpningen i strømningskanalens område med dominerende strøm, en stempelsylinder 423 som omgir og er glidbart forbundet med et sideveggparti 430 som har langsgående ribber og befinner seg ved den ene ende av et fjærbelastet skovlstempel 422, samtidig som en første trykkanal 448 danner forbindelse mellom en ringformet trykkasse 450 og et skovlstempelpåvirknings-trykkammer 424, en dobbelt-trykkpåvirkningsventil 452 og kompressoravgangsmanifold 408.

Stempelsylinderen 423 har en rekke langsgående ribber

454 på innerflaten til inngrep med et tilsvarende antall

langsgående ribber 455 på ytter- eller omkretsflaten av side-partiet 430 av ventilstempelet 422. Når stempelet 422 beveger seg på langs i retningen for skovlkroppens akse 417, beveger ribbene 455 seg under glidning mot motsvarende ribber 454

på stempelsylinderen 423, som ikke kan bevege seg i sin lengde-retning innenfor flenspartiet 428 av innløpshuset 400.

Den ringformede trykkasse 450 er via den første kanal

448 forbundet med skovlstempelpåvirknings-trykkammeret 424

for skovlstempelet 422 på skovlkroppen 416. Dobbelt-trykk-påvirkningsventilen 452 styrer påsetning av trykk i den ringformede trykkasse 450. Ventilen 452, som er vist skjematisk på fig. 4, virker som reaksjon på kompressoravgangstrykket og kan på konvensjonell måte innbefatte et par parallellkoblede ventiler, slik det er kjent innen faget. Ved en første fastlagt KAT-verdi vil den ene av de paralleltliggende ventiler i en slik ventilanordning åpne for å gi forbindelse mellom kompressoravgangsmanifolden 408 og den ringformede trykkasse 450.

Ved denne første KAT-verdi blir skovlstempelpåvirknings-trykkammeret 424, som kommuniserer med den ringformede trykkasse 450 gjennom den første forbindelseskanal 448, bli satt under trykk med den fastlagte første KAT-verdi. Ved denne første fastlagte verdi for KAT beveger skovlkroppstempelet seg i lengderetningen for skovlkroppaksen 417 for fullstendig å overvinne den tilbakeholdende kraft av stempelbelastningsfjæren 434 og skyve ventilkroppen 416 inn med maksimal lengde i strøm-ningskanalen 402. Ved KAT-verdier lavere enn den første fastlagte verdi forbinder ventilen 452 ikke trykkassen 450 med kompressoravgangsmanifolden 408. Dermed blir trykkassen 450

og trykkammeret 424 holdt på atmosfæretrykk ved KAT-verdier lavere enn-første fastlagte verdi.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse innbefatter innløps-ledeskovlanordningen også en innretning til regulerbart å

endre strømningsretningen for fluidet på nedstrømssiden av skovlkroppen i forhold til strømningsretningen på dennes opp-strømsside i innløpshuset. Som realisert her og som vist på

fig. 1a og 1b, innbefatter strømretnings-endringsinnretningen midler til å endre skovlkroppens vinkelstilling ved dreining av skovlkroppstempelet om skovlkroppens lengdeakse.

I den foreliggende utførelse og som vist på.fig. Ia og 1b, innbefatter midlene til å endre skovlkroppens påløpsvinkel et skruelinjeformig krummet spor 158 som forløper i det hylseformede sideparti 126 langsetter skovlkroppaksen 117. Ved denne utførelsesform blir skovlkroppstempelsylinderen 123

ved hjelp av en settskrue 160 satt ut av stand til å dreie seg i forhold til turbinhusets sideflensparti 128 om skovlkroppaksen 117. Som antydet på fig. 1a rager der fra side-partiet 130 av skovlkroppstempelet 122 ut en tapp 155 i retning tvers på skovlkroppaksen 117. Tappen 155 griper glidbart inn i sporet 158 for å forhindre relativ dreining av skovlstempel-sylinder 123 og skovlstempel 122 og dermed skovlkroppen 116

på denne i en spesiell gitt aksial innskyvningsstilling. Men siden sporet 158 er krumt, som antydet på fig. 1b, varierer angrepsvinkelen for skovlen 116 med innskyvningsdybden, og det blir mulig på forhånd å bestemme en bestemt funksjonell sammenheng mellom innskyvningsdybden og angrepsvinkelen for skovlkroppen 116. Settskruen 160 kan løses manuelt for å gjøre det mulig å dreie stempelsylinderen 123 og deretter stramme til settskruen 160 påny under innledende kalibreringer av kompressor og innløpsledeskovl.

Enda en utførelsesform for oppfinnelsen med andre midler til regulerbart å endre angrepsvinkelen for skovlkroppen er vist på fig. 3a og 3b. I denne utførelse innbefatter midlene til regulerbar endring av angrepsvinkelen anordninger til

å dreie skovlkroppstempelet om skovlkroppens lengdeakse sammen med skovlkropp-stempelsylinderen, og anordninger til etter valg å endre vinkelstillingen av stempelsylinderen om skovlkroppens lengdeakse. Anordningen til kontinuerlig velgbar stillingsendring av stempelsylinderen i omkretsretning om skovlkroppens lengdeakse innbefatter (nedenfor beskrevne) transmisjonsorganer som er koblet for å dreie stempelsylinderen, og et pneumatisk eller hydraulisk manøvreringsorgan til å drive transmisjonen.

Som realisert her og vist på fig. 3a, omfatter transmisjonen et konisk tannhjulsegment 362 og en synkroniserings-tannkrans 364. Skovlkroppsylinderen 323 er tilsiktet dreibar i husets sideveggparti 328 om skovlkroppaksen 317. Et kjegle- tannhjulsegment 362 er ved sin ene ende festet til en lukket ende av stempelsylinderen 323 fjernt fra skovlkroppen 316

og har ved sin annen ende inngrep med synkroniseringskransen 364. Samvirkningen mellom tannhjulsegment 362 og synkroniseringskrans 364 er på fig. 3a antydet ved den strekpunkterte linje 368. Dreieaksen for kjeglehjulsegmentet 362 faller sammen med skovlkroppaksen 317. Dreieaksen for synkroniseringskransen 364 utgjøres av kompressorens rotorakse 304.

I den foreliggende utførelse utgjøres det pneumatiske eller hydrauliske manøvreringsorgan til å drive transmisjonen et pneumatisk eller hydraulisk påvirkningsorgan 366 (antydet skjematisk på fig. 3a). Påvirkningsorganet 366 regulerer og bevirker dreining av synkroniseringskransen 364 på en ringformet lagerflate 370 på huset 300. Den transmisjonsdel av påvirkningsorganet 366 som overfører rotasjonsbevegelse ved inngrep med kransen 364, er antydet skjematisk på fig. 3a ved 372. Samvirkningen mellom transmisjonsdelen 372 og synkroniseringskransen 364 er på fig. 3a antydet ved den strekpunkterte linje 373.

Påvirkningsorganet 366 styres i samsvar med en eller flere funksjonsparametre for kompressoren, eksempelvis kompressorens rotorhastighet, kompressorens avgangstrykk, temperatur-syklus m.v. På denne måte kan angrepsvinkel-reguleringsan-ordningen manøvreres for å endre vinkelstillingen av sylinderen 323 i omkretsretningen i forhold til innløpsturbinhuset

'300 i avhengighet av en fastlagt verdi av den ønskede funksjons-parameter. F.eks. kan angrepsvinkelreguleringsanordningen reagere på trykket i avgangsmanifolden ved å dreie transmisjonsdelen 372 slik at synkroniseringskransen 364 dreier seg om rotoraksen 304. Idet kransen 364 dreier seg om rotoraksen 304, samvirker tannhjulsegmentet 362 med kransen 364 langs inngrepslinjen 368, og tannhjulsegmentet 362 dreier seg dermed om skovlaksen 317. Skovlstempelsylinderen 323 dreier seg sammen med kjeglehjulsegmentet 362 for å endre vinkelstillingen av

det hylseformede parti 326 av skovlstempelsylinderen i omkretsretningen og dermed av sporet 358 (jfr. fig. 3b) i forhold til husets sideflensparti 328.

I den foreliggende utførelse som vist på fig. 3a og 3b, utgjøres midlene til å dreie skovlkroppstempelet sammen med stempelsylinderen et rettlinjet langsgående spor 358 i det hylseformede sideparti 326 av stempelsylinderen 323 i glidbart inngrep med en ribbe 355 som rager ut i tverretning fra side-partiet 330 av skovlkroppstempelet 322. Etter hvert som vinkelstillingen av sporet 358 i omkretsretning forandrer seg som beskrevet ovenfor, dreier skovlkroppstempelet 322 som er i inngrep med det ved tappen 355, seg for å endre angrepsvinkelen for skovlkroppen 316. Ennvideré er det mulig å oppnå sammenlign-bare resultater ved å forbinde manøvreringsorganet 366 med en trykkilde som reguleres uavhengig av kompressorens arbeids-trykk .

Den spesielle anordning til regulerbart å endre angrepsvinkelen som er vist på fig. 3a, kan benyttes i forbindelse med den anordning til kontinuerlig innskyvning og tilbaketrekning som er anskueliggjort på fig. Ia og fig. 2, og omvendt.

Skjønt sporet 358, slik det er vist på fig. 3b, er rettlinjet og parallelt med aksen 317 for skovlkroppen 316, ville det også kunne gjøres skrått som vist for sporet 158 på fig. 1b.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er der anordnet midler til kontrollerbart å endre skovlkroppens angrepsvinkel om skovlaksen slik at der på et hvilket som helst tidspunkt bare foreligger den ene av to mulige angrepsvinkler overfor den innkommende strøm ved alle strømningsdri ftforhold med skovlen innskjøvet. Som realisert her og vist på fig. 4, innbefatter anordningen til å dreie stempelet sammen med stempelsylinderen en stempelsylinder 423 som omgir et sideparti 430

av skovlkroppstempelet 422. Stempelsylinderen 423 har flere langsgående ribber 454 fordelt langs sin indre omkrets. Side-partiet 430 av skovlstempelet 422 er plassert langs den ende av skovlstempelet 422 som er motsatt den ende som er festet til skovlkroppen 416, og har et tilsvarende antall langsgående ribber 455 fordelt rundt sin ytre omkrets som vist på fig.

4. Stempelsylinderen 423 er dreibar om skovlkroppaksen 417

i forhold til husets sideflensparti 428. Hvert sammenpassende sett av ribber 455, 454 har innbyrdes inngrep for å tillate konsentrisk dreining i fellesskap, mens de også tillater relativ bevegelse i aksial retning mellom stempelsylinder 423 og sideparti 430 av skovlkroppstempelet 422.

Som realisert i apparaturen og vist på fig. 4, 5 og 6, innbefatter anordningen til velgbar endring av stempelsylinderens vinkelstilling om skovlkroppens lengdeakse et tannstangkoblet stempel 474, en rekke utvendige ribber 475 plassert rundt nederste omkretsparti av skovlkroppstempelsylinderen 423, en rekke tenner 476 plassert langs det ene tannstangkoblede stempel 474, et trykkammer 478 for det tannstangkoblede stempel, en fjær 484 til å øve en belastningskraft motsatt det trykk som frembringes i påvirkningstrykkammeret for det tannstangkoblede stempel, en ringformet trykkasse 450, en dobbelt-trykkpåvirkningsventil 452 som styrer en forbindelse mellom den ringformede trykkasse 450 og kompressoravgangsmanifolden 408 via en trykkledning 425, en dreiningsbegrensende sliss 480 utformet i den lukkede ende av stempelsylinderen 423 og be-grenset av en endevegg 494 ved hver ende, samt et nedragende stasjonært fremspring 481 på en endeplate 482 på huset.

Fig. 4 viser tverrsnitt av en ringformet trykkasse 450 utformet i huset 400. En første forbindelsestrykkanal 448 forbinder trykkassen 450 med skovlstempel-påvirkningstrykk-kammeret 424, som er utformet mellom en flensflate på stempelet 422 og en overforliggende flensflate på huset 400. En annen forbindelseskanal 486 forbinder den ringformede trykkasse 450 med et påvirkningstrykkammer 478 for det tannstangkoblede stempel, utformet mellom en del av huset 400, en endeflate på det tannstangkoblede stempel 474 og en overforliggende endeplate 488 på en tannstangpåvirkningsenhet som på fig. 4 og 6 er antydet generelt ved 490. Tannstangpåvirkningsenheten 490 innbefatter det tannstangkoblede stempel 474 og en belastningsf jær 484 for denne.

I den utførelsesform for den foreliggende oppfinnelse

som er vist på fig. 4, styrer ventilen 452 påsetningen av trykk i den ringformede trykkasse 450 og dermed i trykkamrene 424 og 478. Ventilen 452 som er antydet skjematisk på fig.

4, virker for å levere bare to fastlagte trykkverdier til kassen 450. Ved denne første fastlagte trykkverdi beveger skovlstempelet 422 seg i retningen for skovlaksen 417 for fullstendig å overvinne den tilbakeholdende kraft av

belastningsfjæren 434 og dermed skyve skovlkroppen 416 inn med maksimal lengde i strømkanalen 402. Fjærkonstanten for belastningsfjæren 484 for det tannstangkoblede stempel velges påtagelig større enn fjærkraftkonstanten for skovlstempelets belastningsfjær 434. Skjønt skovlstempelbelastningsfjæren 434 blir fullstendig sammenpresset ved første fastlagte KAT-verdi, forblir belastningsfjæren 484 for det tannstangkoblede stempel således hovedsakelig ukomprimert ved denne samme fastlagte første trykkverdi.

Den annen fastlagte trykkverdi er betraktelig (minst

én atmosfære) høyere enn den første, hvorved trykkpåsetning i påvirkningstrykkammeret 478 for det tannstangkoblede stempel bringer dette til å trykke sin belastningsfjær 484 helt sammen. Idet det tannstangkoblede stempel 474 beveger seg for å trykke belastningsfjæren 484 sammen, bevirker inngrepet mellom de utvendige ribber 475 på stempelsylinderen 423 og tenner 476 på det tannstangkoblede stempel 474 (representert ved en strekpunktert linje 492 på fig. 4) dreining av stempelsylinderen 423 om skovlkroppaksen 417. Som vist på fig. 4,

har endeplaten 482 på huset et fremspring 481 som rager inn aksialt mot skovlkroppen 416. Fremspringet 481 samvirker med slissen 480 for å begrense dreiebevegelser av stempelsylinderen 423 til en fastlagt bue. Når stempelsylinderen 423 dreies

av det tannstangkoblede stempel 474 under anvendelse av annen trykkverdi, støter fremspringet 481 mot den respektive endevegg 494 av slissen 480 for å stenge mot videre dreining av stempelsylinderen 423 (jfr. fig. 5). Endeplaten 482 på huset kan gjøres vinkelstillbar for å muliggjøre nøyaktig plassering av bueslissen 480 under kalibreringen av kompressoren.

Når trykket i trykkassen 450 synker under den annen fastlagte verdi og tilbake til den første i samsvar med endringer i kompressorens avgangsmanifold under virkningen av ventilen 452, blir belastningsfjæren 484 for det tannstangkoblede stempel fullsendig avlastet og beveger dermed stempelet 474 inntil den dermed sammenkoblede skovlkroppsylinder 423 opphører å dreie seg ved at den motsatte endevegg 494 legger seg mot den annen side av det stasjonære fremspring 481. Det fore-trekkes at de to innstillinger av angrepsvinkelen som muliggjøres ved denne utførelsesform for oppfinnelsen, skiller seg med en vinkelforskjell på 30° eller mindre, som vist på fig. 5. Lengden av slissen 480 i omkretsretningen blir bestemt svarende til dette kriterium for vinkelforskjell.

Når skovlkroppen 116 innføres med maksimal lengde i kanalen 102, f.eks. som vist på fig. 1a, strekker skovlkroppen 116

seg bare over en del av vidden av kanalen 102. Dermed blir den innvendige ende 118 av skovlkroppen 116 utsatt for endepunkteffekter som bevirker resirkulasjon av den innfallende strøm rundt enden 118 av skovlkroppen 116. Denne resirkulasjon er uheldig fordi den kan føre til tap som senker virkningsgraden .

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er der anordnet midler til å minske resirkulasjon av innløpsluftstrømmen rundt den indre ende av skovlkroppen. I den foreliggende utførelse som vist på fig. 1a, er der til den indre ende 118 av skovlkroppen 116 festet en rudimentær vinge 196. Vingen 196 har aerodynamisk form for å redusere endepunktvirkninger og er også utformet for å flukte jevnt med innerflaten av innløps-kanalen 102 i huset 100 når skovlkroppen 116 er trukket helt tilbake. For å lette dannelsen av denne jevne, kontinuerlige begrensningsflate er der i huset 100 rundt randen av åpningen 120 utformet en grunn fordypning 198 av tilnærmelsesvis samme form og dybde som vingen 196. Når skovlkroppen 116 er trukket fullstendig tilbake fra den innenforliggende innløpskanal 102, lukker vingen 196 mot kompressorinnløpskanalen 102 ved å tette åpningen 120. Når skovlkroppen 116 skyves inn i innløps-kanalen 102, eliminerer vingen tilbakegående strøm ved skovlenden fra trykk- til sugesiden og minsker dermed tap forårsaket av endepunkteffekter samt styrker den ønskede virk-ning av den innragende skovl under andre belastningsforhold enn dem kompressoren er konstruert for.

Det vil være innlysende for fagfolk at det vil være mulig å foreta endringer og avvik i innløpsledeskovlanordningen ifølge oppfinnelsen uten overskridelse av oppfinnelsens rekke-vidde eller hovedtanke.

Claims (18)

1. Innløps-ledeskovlanordning for innstillbar innføring og tilbaketrekning av en ledeskovl i innløpet hos en kompressor som har et innløpshus som danner en strømningskanal, omfattende en åpning i innløpshuset grensende til et område av strøm-ningskanalen med sterk massestrømning, en skovlkropp som har en lengdeakse, og hvis maksimalt mulige innføringslengde i strømningskanalen er påtagelig mindre enn bredden av strømningskanalens tverrsnitt på stedet for åpningen, midler til regulerbar innføring og tilbaketrekning av skovlkroppen i dennes akseretning gjennom åpningen og inn i det nevnte område, midler til regulerbart å endre strømningsretningen av fluidet på nedstrømssiden av skovlkroppen i forhold til strøm-ningsretningen på dennes oppstrømsside i innløpshuset, innbe-fattende midler til regulerbart å endre skovlkroppens angrepsvinkel om den nevnte akse, samt midler til å minske resirkulasjonen av innløpsluftstrøm rundt den innvendige ende av skovlkroppen i innløpshuset.

2. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at midlene til innføring og tilbaketrekning av skovlkroppen innbefatter (a) et stempel som har sin ene ende festet til og strekker seg bort fra den fra den nevnte innvendige ende bortvendte ende av skovlkroppen, (b) en stempelsylinder som omgir og har glidbart inngrep med en del av stempelet, (c) et første stempelpåvirknings-trykkammer som befinner seg nær den ene ende av stempelet og tjener til å øve trykk på dette, (d) en trykkilde som er funksjonelt tilkoblet første trykkammer og hvis trykk varierer i avhengighet av kompressorens driftbet ingelser, og (e) belastningskraftmidler til å øve kraft på stempelet motsatt det trykk som utøves ved hjelp av det nevnte første kammer.

3. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at skovlkroppen beveger seg i forhold til innløpshuset i samsvar med den trykklikevekt som forårsakes ved samvirkningen mellom belastningskraftmidlene og trykket i stempelpåvirkningstrykkammeret, for i samsvar med dette å endre graden av innføring av skovlkroppen innenfor innløpshuset.

4. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at den også innbefatter midler til å forbinde trykkammeret og trykkilden med hverandre bare ved kildetrykk høyere enn den fastlagte verdi.

5. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at kompressoren også har en kompressoravgangsmanifold/ og at trykkilden utgjøres av denne.

6. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at midlene til å endre skovlkroppens angrepsvinkel innbefatter: (a) midler til velgbart å endre dreiestillingen av stempelsylinderen om skovlkroppens lengdeakse, og (b) midler til å dreie stempelet om skovlkroppaksen sammen med stempelsylinderen. •

7. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at midlene til å dreie stempelet sammen med stempelsylinderen innbefatter: (a) minst ett langsgående spor som er utformet i stempelsylinderen og strekker seg i retning parallelt med skovlkroppens lengdeakse, og (b) minst ett fremspring som rager ut fra stempelet i tverretningen i forhold til skovlkroppens lengdeakse og har glideinngrep med sporet.

8. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at midlene til å endre skovlkroppens angrepsvinkel innbefatter et spor som er utformet i stempelsylinderen for å endre angrepsvinkelen med graden av innføring, og som er krummet skruelinjeformet i retningen for skovlens lengdeakse.

9. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at kompressoren er en radial-kompressor med en rotor som har sin dreieakse orientert stort sett på tvers' i forhold til skovlkroppens lengdeakse, og at innløpshuset har et stort sett radialt inngangsparti som med jevn krumning går over til et utgangsparti som er orientert stort sett aksialt i forhold til rotoraksen, samt at den nevnte åpning er plassert nær det nevnte utgangsparti og i avstand fra rotoraksen.

10. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at midlene til velgbar endring av stempelsylinderens dreiestilling innbefatter: (a) oversetningsmidler funksjonelt koblet for å dreie stempelsylinderen, (b) trykkfølsomme påvirkningsmidler til å drive over-setningsmidlene og (c) en annen trykkilde som er funksjonelt tilkoblet påvirkningsmidlene og er variabel avhengig av kompressorens driftsforhold.

11. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 10, karakterisert ved at den også innbefatter an- .slagsmidler til å begrense dreiebevegelse av stempelsylinderen mellom to fastlagte vinkelstillinger om skovlaksen.

12. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at midlene til velgbart å endre stempelsylinderens dreiestilling om skovlkroppens lengdeakse innbefatter: (a) et tannstangkoblet stempel som har en flerhet av tenner fordelt over lengden og plassert tangensialt til stempelsylinderen , (b) et annet påvirkningstrykkammer beliggende nær den ene ende av det tannstangkoblede stempel, til å utøve trykk på dette, (c) andre belastningskraftmidler til å øve en belastningskraft på det tannstangkoblede stempel motsatt det trykk som utøves på dette ved hjelp av det annet trykkammer, (d) samtidig som det nevnte trykkammer er funksjonelt tilkoblet det nevnte annet trykkammer, og (e) på stempelsylinderen anordnede midler til å få inngrep med tennene på det tannstangkoblede stempel for å dreie den nevnte stempelsylinder om skovlkroppens lengdeakse ved langsgående bevegelse av det tannstangkoblede stempel som reaksjon på innbyrdes avbalansering av den belastningskraft og det trykk som utøves på det tannstangkoblede stempel.

13. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at den ennvideré innbefatter : (a) en sliss som overspenner en fastlagt bue og er utformet i den ene ende av stempelsylinderen, og som har en an-slagsendevegg ved hver periferisk ende av den krumme sliss, og (b) en endeplate som er anbragt på huset nær slissen og har et stasjonært fremspring som rager inn i denne for å begrense dreining av sylinderen når fremspringet får anlegg mot hver av slissens endevegger.

14. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at midlene til å minske resirkulasjon innbefatter en rudimentær vinge forbundet med den innvendige ende av skovlkroppen i innløpshuset.

15. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 14, karakterisert ved at den nevnte rudimentære vinge når skovlkroppen er fullt tilbaketrukket, danner en jevn sammenhengende begrensningsvegg sammen med innløpshuset for å tette den nevnte åpning.

16. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at innføring og tilbaketrekning av skovlkroppen skjer i retning parallelt med skovlkroppens lengdeakse.

17. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at midlene til innføring og tilbaketrekning er montert på utsiden av innløpshuset.

18. Innløps-ledeskovlanordning som angitt i krav 12, karakterisert ved at graden av innføring av skovlkroppen i det indre av innløpshuset er maksimal når kompressoren arbeider ved deilast.