WO2012038407A1 - Turboverdichter mit gleichzeiting verstellbaren vorleitrad und diffusor - Google Patents

Turboverdichter mit gleichzeiting verstellbaren vorleitrad und diffusor Download PDF

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Jan Weule
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
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    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/50Inlet or outlet
    • F05D2250/52Outlet

Definitions

  • the invention relates to a turbocompressor for compressing a process fluid along a flow path having a rotor extending along a machine axis with at least one impeller, with at least one impeller
  • Machine axis extends and the annular space extends axially between a first annular space wall and a second annular space wall.
  • turbocompressors in particular gear compressors for air separation is usually a large driving range in the map in the direction of smaller flow rates at almost constant pressure (so-called turn-down driving range)
  • An inventive annular space width adjustment is an influence on the flow pattern after the impeller and allows tuning of these flow conditions to an adjustment of the inlet guide upstream of the impeller. In this way, the efficiency of the machine depending on the setting of the impeller
  • Assignment function is such that for each
  • Optimum efficiency is achieved by adjusting the annulus width. Since a turbocompressor is generally assigned a fixed task, for example the compression of a specific process gas starting from a range of possible inlet pressures to a specific outlet pressure, a fixed allocation according to the invention is expedient in the interest of optimizing the efficiency.
  • the coupling module comprises a gear, which a
  • Contour element having a movement along a first line of movement to a movement of the
  • Contouring transmits a translational movement by means of a transmission element to the annulus width adjustment.
  • Today's semiconductorsleitapparate usually have a circumferentially extending actuator, which depends on the angle of attack in
  • the contour element can be attached to the adjusting element extending in the circumferential direction and, by means of the contouring, transmit this almost translatory movement into another translatory movement onto the transmission element.
  • this contour element is formed exchangeable, so that, for example, for different types of gas or
  • Transmission element provides that this is a sliding element or has a rolling element, which bears against the contour of the contour element. Basically, one is
  • Transmission element conceivable as a slotted guide, wherein the contour element has a slot, web or a groove in or on or in the a sliding block or a
  • Conditions in terms of temperature or the accumulation of dirt particles in the compressor construction may tend to jamming, it is useful in particularly cold or hot applications or applications with special dirt, if instead an elastic element, the transmission element to rest against the contouring of the contour element
  • contouring of the contour element is a linear
  • Austresleitapparatschaufein can be arranged in the radial portion of the invention axially displaceable annular space wall.
  • the Auslingersleitapparatschaufein fixed or rotatable about a longitudinal axis preferably be connected to the axially displaceable annular space wall and on the opposite annular space wall recesses
  • Impeller which is influenced by the inlet guide.
  • the invention is based on a special
  • Figure 1 is a view of an intake of a
  • Figure 1 designated section II-II
  • Figure 3 is a detail view of that shown in Figure 1
  • FIG. 4 is a detail view of the invention
  • FIG. 5 is a detail view of the invention
  • FIG. 1 shows a stage ST of an inventive device
  • the stage ST sucks a process fluid PF along a flow path FP in the direction of a
  • Machine axis AX axially and compresses the process fluid PF along the flow path FP - as well as in Figure 2
  • All directions, for example, axial, radial or circumferential direction are on a machine axis AX, around which a rotor R of
  • Turbo compressor TCO turns, sourced, unless otherwise stated.
  • the outflow EX is connected to a arranged between the diffuser DIF and the outflow EX collecting spiral SPR, which expands along the flow path FP in the direction of the outflow EX.
  • the firmwaresleitapparat ELA arranged with guide vanes GV, which are adjustable with respect to an angle of attack IA and thus bring about a adapted to the operating conditions flow situation in front of the impeller IMP.
  • the demandingsleitapparat ELA comprises a drive, not shown, which changes the angle of attack IA of the vanes GV by means of a transmission gear TRG.
  • the transmission TGR comprises a collar extending in the circumferential direction of the machine axis AR, to which all vanes GV coupled with a push rod SD.
  • a circumferentially extending annular space RR is defined by a first
  • the first annular space wall RRW1 has an axially adjustable Radial section on, which forms part of a
  • Annular width adjustment RRBV is.
  • the axially adjustable radial section AARP of the annular space width adjustment RRBV defines the end of the diffuser DIF in the flow direction and the inlet to the collecting spiral SPR from the first annular space wall RRW1.
  • the axially adjustable radial section AARP is a support of outlet guide vanes EGV, which are fixedly mounted from the first annular space wall RRW1.
  • On the opposite second annular space wall RRW2 is a
  • Outlet guide vanes EGV in the context of an axial
  • Adjustment can dip axially.
  • the axially adjustable radial section AARP is at a stationary part of
  • Limiting CAS of the collecting spiral SPR by sliding elements SE stored.
  • the limitation CAS of the collecting spiral SPR is attributable to a housing of the turbo-compressor TCO.
  • the axially adjustable radial section AARP is in
  • the coupling module CM comprises a transmission GE which transmits a movement of the adjusting ring AR of the transmission gear TGR to the annular space width RRW in accordance with a transmission law TRL.
  • a contour element CON of the coupling module CM is attached to the adjusting ring AR, which follows the movement of the adjusting ring AR.
  • the contour element CON has a contouring CCN, which imparts a translatory movement to a transmission element TE of the transmission GE, which is transmitted directly to the axially adjustable annular space section AARP.
  • the contour element is fixed in such a way that it bears against another with a
  • the transmission element TE is guided by means of a bearing BE and at this point by means of an elastic Element EL biased against the contouring CCN of the contour element CON.
  • the transfer element TE rests with a rolling element RM on the front side of the contouring CCN.
  • the rolling element RM can also be designed as a sliding element SM.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter (TCO) zur Verdichtung eines Prozessfluids (PF) entlang eines Strömungspfades (FP), mit einem sich entlang einer Maschinenachse (AX) erstreckendem Rotor (R) mit mindestens einem Laufrad, welches an dem Rotor (R) angebracht ist, mit mindestens einem Eintrittleitapparat (ELA), welcher stromaufwärts des Laufrades (IMP) angeordnet ist, wobei der Eintrittsleitapparat (ELA) Leitschaufeln (GV) aufweist, die bezüglich ihres Anstellwinkels (IA) verstellbar sind, mit mindestens eine sich an das Laufrad (IMP) stromabwärts anschließenden Ringraum (RR), wobei der Ringraum (RR) sich in Umfangsrichtung um die Maschinenachse (AX) erstreckt und der Ringraum (RR) sich axial zwischen einer ersten Ringraumwand (RRW1) und einer zweiten Ringraumwand (RRW2) erstreckt, wobei eine Ringraumbreitenverstellung (RRBV) derart ausgebildet ist, dass die axiale Ringraumbreite (RRB) sich in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel (IA) des Eintrittsleitapparates verstellt, derart, dass (AARP) der ersten Ringraumwand (RRW1) axial verschieblich ist und das sich mit einer axialen Verschiebung die axiale Breite (RRB) des Ringraums (RR) verändert.

Description

Beschreibung
TURBOVERDICHTER MIT GLEICHZEITIG VERSTELLBAREN VORLEITRAD UND DIFFUSOR
Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter zur Verdichtung eines Prozessfluids entlang eines Strömungspfades mit einem sich entlang einer Maschinenachse erstreckendem Rotor mit mindestens einem Laufrad, mit mindestens einem
Eintrittleitapparat, welcher Eintrittsleitapparat
stromaufwärts des Laufrades angeordnet ist, wobei der
Eintrittsleitapparat Leitschaufeln aufweist, die bezüglich ihres Anstellwinkels verstellbar sind, mit mindestens einem sich an das Laufrad stromabwärts anschließenden Ringraum, wobei der Ringraum sich in Umfangsrichtung um die
Maschinenachse erstreckt und der Ringraum sich axial zwischen einer ersten Ringraumwand und einer zweiten Ringraumwand erstreckt .
Bei Turboverdichtern, insbesondere Getriebeverdichtern für die LuftZerlegung wird in der Regel ein großer Fahrbereich im Kennfeld in Richtung kleinerer Volumenströme bei nahezu konstantem Druck (sogenannter Turn-Down-Fahrbereich)
gefordert. Würden diese Getriebeverdichter für einen Enddruck ausgelegt, der dem geforderten Enddruck in den
Betriebspunkten entspricht, wäre der Turn-Down-Fahrbereich zu klein. Aus diesem Grund werden die Turboverdichter heute in der Regel für einen höheren Enddruck ausgelegt, so dass das Kennfeld (in der Regel handelt es sich hierbei um ein Drall- Kennfeld) bei dem geforderten Enddruck hinsichtlich der
Betriebspunkte die erforderliche Breite aufweist. Ein sich aus dieser Praxis ergebender gravierender Nachteil liegt darin, dass die Betriebspunkte verhältnismäßig weit von einem Wirkungsgradmaximum entfernt sind, dass meistens in der Nähe des internen Auslegungspunktes liegt.
Herkömmliche Turboverdichter mit Eintrittleitapparaten vermögen die oben beschriebene Problematik nicht zu lösen. Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, das Kennfeld des eingangs definierten Turboverdichters zu
vergrößern und gleichzeitig den Wirkungsgrad in einem weiten Bereich des Kennfeldes zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung sieht eine Weiterbildung des eingangs genannten Verdichters mittels der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale vor .
Eine erfindungsgemäße Ringraumbreitenverstellung stellt eine Einflussnahme auf das Strömungsbild nach dem Laufrad dar und ermöglicht eine Abstimmung dieser Strömungsverhältnisse auf eine Einstellung des Eintrittsleitapparates stromaufwärts des Laufrades. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad der Maschine in Abhängigkeit von der Einstellung des
Eintrittsleitapparates über eine angepasste Ringraumbreite optimiert werden. Weiterhin vorteilhaft ist, dass das ein mechanisches Kopplungsmodul der erfindungsgemäßen
Ringraumbreitenverstellung jeder Einstellung des
Eintrittsleitapparates eine bestimmte axiale Breite des
Ringraums fest zuordnet, wobei zweckmäßig die
Zuordnungsfunktion derart beschaffen ist, dass für jede
Einstellung des Eintrittsleitapparates ein
Wirkungsgradoptimum durch die Einstellung der Ringraumbreite erreicht wird. Da einem Turboverdichter in der Regel eine feste Aufgabe zugewiesen ist, beispielsweise die Verdichtung eines bestimmten Prozessgases ausgehend von einem Bereich möglicher Eingangsdrücke auf einen bestimmten Ausgangsdruck, ist eine erfindungsgemäß feste Zuordnung im Interesse der Optimierung des Wirkungsgrades zweckmäßig.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kopplungsmodul ein Getriebe umfasst, welches eine
Verstellbewegung des Eintrittleitapparates in eine
translatorische Bewegung auf die Ringraumbreitenverstellung überträgt. Eine derartige mechanische Lösung ist zuverlässig in der Lage eine in ektive Übertragungsfunktion zwischen dem Anstellwinkel des Eintrittsleitapparates und der
Ringraumbreite umzusetzen. Besonders sinnvoll ist, dass für die erfindungsgemäße Lösung kein zweiter Aktuator neben dem Antrieb des Eintrittsleitapparates und darüber hinaus auch keine zusätzliche Regelungs- und Steuertechnik zur Abstimmung eines separaten Antriebes der Ringraumbreitenverstellung auf sonstige Parameter des Betriebes benötigt wird. Die Erfindung hat hierbei überraschend herausgefunden, dass eine derartig starre Zuordnung der Ringraumbreitenverstellung zu der
Stellung des Eintrittsleitapparates einer auf alle denkbaren Betriebsbedingungen optimierten individuellen Einstellung gar nicht oder nur unwesentlich im Wirkungsgrad nachsteht.
Dagegen liegt der Nutzen in der Robustheit und hohen
Verfügbarkeit .
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Getriebe ein
Konturelement aufweist, welches mit einer Bewegung entlang einer ersten Bewegungslinie an eine Bewegung des
Eintrittsleitapparates gekoppelt ist und mittels einer
Konturierung eine translatorische Bewegung mittels eines Übertragungselementes auf die Ringraumbreitenverstellung überträgt. Heutige Eintrittsleitapparate weisen meistens ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Stellelement auf, welches in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel sich in
Umfangsrichtung bewegt. Das Konturelement kann an das sich in Umfangsrichtung erstreckende Stellelement angebracht werden und mittels der Konturierung diese nahezu translatorische Bewegung in eine andere translatorische Bewegung auf das Übertragungselement übertragen. Besonders zweckmäßig ist dieses Konturelement austauschbar ausgebildet, so dass beispielsweise für unterschiedliche Gassorten oder
Druckbereiche des Kennfeldes, die den beabsichtigten
Betriebsbereich darstellen, andere Übertragungsfunktionen mittels des Konturelementes verwirklicht werden können.
Eine einfache und robuste Ausbildung des
Übertragungselementes sieht vor, dass dieses ein Gleitelement oder ein Rollelement aufweist, welches an der Konturierung des Konturelementes anliegt. Grundsätzlich ist eine
Ausbildung des Konturelementes gemeinsam mit dem
Übertragungselement als Kulissenführung denkbar, wobei das Konturelement einen Schlitz, Steg oder eine Nut aufweist, in dem oder auf der oder in der ein Kulissenstein bzw. ein
Gleitelement des Übertragungselementes beidseitig
zwangsgeführt ist. Da diese Anordnung unter bestimmten
Bedingungen hinsichtlich der Temperatur oder des Anfalls an Schmutzpartikeln im Verdichterbau zum Klemmen neigen kann, ist es bei besonders kalten oder heißen Anwendungen oder bei Anwendungen mit besonderem Schmutzaufkommen zweckmäßig, wenn stattdessen ein elastisches Element das Übertragungselement zur Anlage gegen die Konturierung des Konturelementes
vorspannt .
Für gewissen Anwendungen kann es sinnvoll sein, wenn die Konturierung des Konturelementes ein lineares
Übertragungsgesetz zwischen dem Einstellwinkel der
Leitschaufeln des Eintrittsleitapparates und der
Ringraumbreite definiert. Eine Optimierung des
Einstellgesetzes kann eine Nicht-Linearität ergeben, welche mit dem erfindungsgemäßen Kopplungsmodul, insbesondere dem Konturelement und der daran vorgesehenen Konturierung
unproblematisch umgesetzt werden kann.
Besonders zweckmäßig ist eine Ausbildung des Ringraums mit einer Beschaufelung eines Austrittsleitapparates, wobei
Austrittsleitapparatschaufein in dem Radialabschnitt der erfindungsgemäß axial verschieblichen Ringraumwand angeordnet sein können. Hierzu können die Austrittsleitapparatschaufein fest oder um eine Längsachse drehbar bevorzugt mit der axial verschieblichen Ringraumwand verbunden sein und auf der gegenüberliegenden Ringraumwand können Ausnehmungen
vorgesehen sein, in die ein Abschnitt der
Austrittsleitapparatschaufein entsprechend der axialen
Verschiebung der verschobenen Ringraumwand eintauchen können. Eine Anpassung der Ringraumbreite im Bereich der Austrittsleitapparatbeschaufelung ist eine besonders
effektive Anpassung der Strömungsverhältnisse hinter dem Laufradaustritt an das Strömungsbild stromaufwärts des
Laufrades, das durch den Eintrittsleitapparat beeinflusst wird .
Weiterhin sinnvoll ist eine Gleitlagerung der verstellbaren Ringraumwand an stehenden Bauteilen des Turboverdichters an verschiedenen Stellen des Umfangs des ringförmigen
Radialabschnittes dieser Ringraumwand.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Dem Fachmann ergeben sich insbesondere aus einer beliebigen Kombination der Unteransprüche mit dem
Hauptanspruch weitere Möglichkeiten der Ausführung der
Erfindung. Es zeigen:
Figur 1 eine Sicht auf eine Ansaugung eines
erfindungsgemäßen Verdichters,
Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Stufe eines
erfindungsgemäßen Turboverdichters gemäß dem in
Figur 1 ausgewiesenen Schnitt II-II, Figur 3 eine Detailansicht der in Figur 1 dargestellten
Verdichterstufe gemäß dem dort ausgewiesenen
Schnitt III-III,
Figur 4 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen
Verdichters gemäß dem in Figur 3 ausgewiesenem
Schnitt IV-IV,
Figur 5 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen
Verdichters gemäß dem in Figur 1 ausgewiesenem
Schnitt V-V,
Figur 6 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen
Verdichters gemäß dem in Figur 5 ausgewiesenem
Schnitt VI-VI und
Figur 7 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen
Verdichters gemäß dem in Figur 2 ausgewiesenem
Schnitt VII-VII. Figur 1 zeigt eine Stufe ST eines erfindungsgemäßen
Turboverdichters TCO. Die Stufe ST saugt ein Prozessfluid PF entlang eines Strömungspfades FP in Richtung einer
Maschinenachse AX axial an und verdichtet das Prozessfluid PF entlang des Strömungspfades FP - wie auch in Figur 2
dargestellt - mittels eines Laufrades IMP und gibt das
Strömungsfluid PF stromabwärts nach Durchlauf durch einen Ringraum RR und einen stromabwärts angeordneten Diffusor DIF durch eine Abströmung EX aus. Sämtliche Richtungsangaben, beispielsweise axial, radial oder Umfangsrichtung, sind auf eine Maschinenachse AX, um die sich ein Rotor R des
Turboverdichters TCO dreht, bezogen, es sei denn, es ist anders angegeben.
Die Abströmung EX ist mit einer zwischen dem Diffusor DIF und der Abströmung EX angeordneten Sammelspirale SPR verbunden, welche sich entlang des Strömungspfades FP in Richtung der Abströmung EX aufweitet.
Direkt hinter der Einströmung IN in die Stufe ST ist in
Eintrittsleitapparat ELA mit Leitschaufeln GV angeordnet, die bezüglich eines Anstellwinkels IA verstellbar sind und so eine an die Betriebsbedingungen angepasste Strömungssituation vor dem Laufrad IMP herbeiführen. Der Eintrittsleitapparat ELA umfasst einen nicht näher dargestellten Antrieb, der mittels eines Übertragungsgetriebes TRG den Anstellwinkel IA der Leitschaufeln GV verändert. Das Übertragungsgetriebe TGR umfasst einen sich in Umfangsrichtung zur Maschinenachse erstreckenden Stellring AR, an dem sämtliche Leitschaufeln GV jeweils mit einer Schubstange SD angekoppelt.
Im Bereich des Diffusors DIF ist ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ringraum RR definiert durch eine erste
Ringraumwand RRW1 und eine zweite Ringraumwand RRW2, den dazwischen liegenden Ringraum RR axial begrenzen. Die erste Ringraumwand RRW1 weist einen axial verstellbaren Radialabschnitt auf, die Bestandteil einer
Ringraumbreitenverstellung RRBV ist. Der axial verstellbare Radialabschnitt AARP der Ringraumbreitenverstellung RRBV definiert das Ende des Diffusors DIF in Strömungsrichtung und den Eintritt in die Sammelspirale SPR seitens der ersten Ringraumwand RRW1. Der axial verstellbare Radialabschnitt AARP ist Träger von Austrittsleitschaufeln EGV, die fest seitens der ersten Ringraumwand RRW1 angebracht sind. Auf der gegenüberliegenden zweiten Ringraumwand RRW2 ist eine
Ausnehmung für jede Austrittsleitschaufel EGV dieses
Austrittsleitapparates ALA vorgesehen, in die die
Austrittsleitschaufeln EGV im Rahmen einer axialen
Verstellung axial eintauchen können. Der axial verstellbare Radialabschnitt AARP ist an einem stehenden Teil der
Begrenzung CAS der Sammelspirale SPR mittels Gleitelementen SE gelagert. Die Begrenzung CAS der Sammelspirale SPR ist einem Gehäuse des Turboverdichters TCO zuzurechnen.
Der axial verstellbare Radialbschnitt AARP steht in
Verbindung mit einem Kopplungsmodul CM, mittels dessen jedem Anstellwinkel IA der Leitschaufeln GV des
Eintrittsleitapparates IGV eine bestimmte axiale Breite RRW des Ringraums RR zugeordnet ist. Das Kopplungsmodul CM umfasst ein Getriebe GE, das eine Bewegung des Stellrings AR des Übertragungsgetriebes TGR gemäß einem Übertragungsgesetz TRL auf die Ringraumbreite RRW überträgt. Hierzu ist an dem Stellring AR ein Konturelement CON des Kopplungsmoduls CM angebracht, welches der Bewegung des Stellrings AR folgt. Das Konturelement CON weist eine Konturierung CCN auf, die einem Übertragungselement TE des Getriebes GE eine translatorische Bewegung aufprägt, die direkt auf den axial verstellbaren Ringraumabschnitt AARP übertragen wird. Das Konturelement ist derart befestigt, dass es gegen ein anderes mit einer
unterschiedlichen Konturierung CCN auswechselbar ist und auf diese Weise ein Übertragungsgesetz TLR geändert werden kann.
Das Übertragungselement TE ist mittels einer Lagerung BE geführt und an dieser Stelle mittels eines elastischen Elementes EL gegen die Konturierung CCN des Konturelementes CON vorgespannt. Das Übertragungselement TE liegt mit einem Rollelement RM stirnseitig an der Konturierung CCN an. Das Rollelement RM kann auch als Gleitelement SM ausgebildet sein .

Claims

Patentansprüche
Turboverdichter (TCO) zur Verdichtung eines
Prozessfluids (PF) entlang eines Strömungspfades (FP), mit einem sich entlang einer Maschinenachse (AX) erstreckendem Rotor (R) mit mindestens einem Laufrad, welches an dem Rotor (R) angebracht ist, mit mindestens einem Eintrittleitapparat (ELA) , welcher stromaufwärts des Laufrades (IMP) angeordnet ist, wobei der
Eintrittsleitapparat (ELA) Leitschaufeln (GV) aufweist, die bezüglich ihres Anstellwinkels (IA) verstellbar sind, mit mindestens einem sich an das Laufrad (IMP) stromabwärts anschließenden Ringraum (RR) , wobei der Ringraum (RR) sich in Umfangsrichtung um die
Maschinenachse (AX) erstreckt und der Ringraum (RR) sich axial zwischen einer ersten Ringraumwand (RRW1) und einer zweiten Ringraumwand (RRW2) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Ringraumbreitenverstellung (RRBV) derart
ausgebildet ist, dass die axiale Ringraumbreite (RRB) sich in Abhängigkeit von dem Anstellwinkel (IA) des Eintrittsleitapparates (ELA) verstellt, derart, dass ein axial beweglicher Radialabschnitt (AARP) der ersten Ringraumwand (RRW1) axial verschieblich ist und das sich mit einer axialen Verschiebung die axiale
Breite (RRB) des Ringraums (RR) verändert.
Turboverdichter (TCO) nach Anspruch 1,
wobei ein mechanisches Kopplungsmodul (CM) der
Ringraumbreitenverstellung (RRBV) vorgesehen ist, mittels dessen jedem Anstellwinkel (IA) der
Leitschaufeln (GV) des Eintrittsleitapparates (ELA) genau eine bestimmte axiale Breite (RRB) des
Ringraums (RR) zugeordnet ist. Turboverdichter (TCO) nach Anspruch 2, wobei das Kopplungsmodul (CM) ein Getriebe (GE) umfasst, welches eine Verstellbewegung des
Eintrittsleitapparates (ELA) in eine translatorische Bewegung auf die Ringraumbreitenverstellung (RRBV) überträgt .
Turboverdichter (TCO) nach Anspruch 3,
wobei das Getriebe (GE) ein Konturelement (CON) umfasst, welches mit einer Bewegung entlang einer ersten Bewegungslinie (MD1) an eine Bewegung des
Eintrittsleitapparates (ELA) gekoppelt ist und mittels einer Konturierung (CCN) eine translatorische Bewegung mittels eines Übertragungselementes (TE) auf die
Ringraumbreitenverstellung (RRBV) überträgt.
Turboverdichter (TCO) nach Anspruch 4,
wobei das Übertragungselement (TE) ein
Gleitelement (SM) oder ein Rollelement (RM) aufweist, welches an der Konturierung (CCN) anliegt.
Turboverdichter (TCO) nach Anspruch 5,
wobei ein elastisches Element (ELE) das
Übertragungselement (TE) zur Anlage gegen die
Konturierung (CCN) vorspannt.
Turboverdichter (TCO) nach mindesten einem der
vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,
wobei die Konturierung ein lineares
Übertragungsgesetz (TRL) zwischen dem Winkel (IA) in Grad der Leitschaufeln (GV9 des
Eintrittsleitapparates (ELA) und der
Ringraumbreite (RRB) definiert.
8. Turboverdichter (TCO) nach mindesten einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6,
wobei die Konturierung ein nicht lineares
Übertragungsgesetz (TRL) zwischen dem Winkel (IA) in Grad der Leitschaufeln (GV9 des
Eintrittsleitapparates (ELA) und der
Ringraumbreite (RRB) definiert.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252316A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-06 Dresser Rand Company Variabler flächendiffusor
CN108825533A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 安徽悦达环保科技有限公司 一种进风口可调式风机
EP3594506A1 (de) 2018-07-12 2020-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Konturring für einen verdichter

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3205443A1 (de) 2016-02-09 2017-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines zahnrades, zahnrad, getriebeverdichter

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3362625A (en) * 1966-09-06 1968-01-09 Carrier Corp Centrifugal gas compressor
US4718819A (en) * 1983-02-25 1988-01-12 Teledyne Industries, Inc. Variable geometry device for turbine compressor outlet

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1034192B (de) * 1953-10-22 1958-07-17 Sncf Einrichtung zur Regelung wesentlich radial durchstroemter Turbomaschinen mittels axial verschiebbarer Wand der Stroemungswege
US5927939A (en) * 1994-12-28 1999-07-27 Ebara Corporation Turbomachine having variable angle flow guiding device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3362625A (en) * 1966-09-06 1968-01-09 Carrier Corp Centrifugal gas compressor
US4718819A (en) * 1983-02-25 1988-01-12 Teledyne Industries, Inc. Variable geometry device for turbine compressor outlet

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3252316A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-06 Dresser Rand Company Variabler flächendiffusor
CN108825533A (zh) * 2018-06-26 2018-11-16 安徽悦达环保科技有限公司 一种进风口可调式风机
EP3594506A1 (de) 2018-07-12 2020-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Konturring für einen verdichter
WO2020011471A1 (de) 2018-07-12 2020-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Radialturbomaschine und verfahren zum betrieb

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