WO2015131988A1

WO2015131988A1 - Verdichter mit dichteinrichtung an den schaufelspitzen der rotorschaufeln

Info

Publication number: WO2015131988A1
Application number: PCT/EP2015/000444
Authority: WO
Inventors: Friedrich Fröhlig; Ingmar Joachim BERGER
Original assignee: Mtu Friedrichshafen Gmbh
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2015-09-11
Also published as: DE102014003123A1

Abstract

Beschrieben wird ein Verdichter aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete Verdichterwelle, an der mindestens ein Laufrad angeordnet ist. Die Verdichterwelle mit dem mindestens einen Laufrad befindet sich in einer Verdichterkammer. Das Laufrad umfasst mehrere Schaufeln, wobei diese Schaufeln an einer Schaufelspitze mindestens eine Kerbe aufweisen. Diese Schaufelspitzen sind benachbart zu dem Gehäuse des Verdichters angeordnet, wobei zwischen den Schaufelspitzen und einer Innenwand des Gehäuses ein Spalt mit einem bestimmten Abstand gebildet wird. Wird nun das Laufrad um seine Drehachse gedreht, so strömt durch diesen Spalt aufgrund eines Druckunterschieds in der Verdichterkammer gasförmiges Medium von einer Druckseite zu einer Saugseite. Dabei bilden sich im Bereich der Kerben der Schaufelspitzen Wirbel bestehend aus gasförmigem Medium, durch die die Ausgleichsströmung zwischen Druck- und Saugseite blockiert wird. Das gasförmige Medium in dem Wirbel bildet somit eine Spaltdichtung, die fast bis zur Innenwand des Gehäuses reicht.

Description

BESCHREIBUNG

VERDICHTER MIT DICHTEINRICHTUNG AN DEN SCHAUFELSPITZEN DER ROTORSCHAUFELN

Die Erfindung betrifft einen Verdichter aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete

Verdichterwelle, an der mindestens ein Laufrad angeordnet ist, wobei an dem Laufrad mehrere Schaufeln vorgesehen sind.

Ein Verdichter (Kompressor) ist eine Fluidenergiemaschine, die zum Komprimieren von Gasen dient. Solche Verdichter werden durch eine Gasturbine oder einen E-Motor angetrieben, wodurch der Luftdurchsatz erhöht oder die Ansaugarbeit eines Kolbens eines Kolbenmotors vermindert wird. Ein solcher Verdichter besteht aus einem Gehäuse, in dem eine Verdichterwelle vorgesehen ist, an der mindestens ein Laufrad angeordnet ist. An diesem Laufrad sind mehrere Schaufeln angebracht.

Gerade bei Radialverdichtern besteht das Problem, dass zwischen dem Gehäuse und den

Schaufelspitzen der Schaufeln ein Spalt besteht, durch den Luft strömen kann, weil solche Verdichter aus Fertigungsgründen ohne Deckscheibe ausgeführt sind. Zwischen der Druckseite und der Saugseite der Schaufeln besteht somit ein großes Druckgefälle, was die Spaltströmung antreibt. Diese Strömung beeinträchtigt die Hauptströmung erheblich. Nach dem Durchströmen des Spalts rollt sich das Fluid zu einem Wirbel (Tip-Leakage- Vortex) auf, der sich durch den gesamten Strömungskanal zieht und die Hauptströmung überlagert. Hierdurch wird der

Wirkungsgrad des Verdichters deutlich verschlechtert. Bisher wurde versucht, durch einen möglichst kleinen Spalt zwischen den Schaufelspitzen und dem Gehäuse den Spaltmassenstrom auf ein Minimum zu reduzieren. Aufgrund von Toleranzen kann jedoch der Spalt nicht unendlich klein ausgebildet werden, so dass solche Spaltmassenströme noch immer ein Problem bei Radialverdichtern darstellen.

In DE 10 2010 062 968 AI ist ein Radialverdichter mit einer drehbar in einem Lagergehäuse gelagerten Welle beschrieben, auf welcher ein Verdichterrad außerhalb des Lagergehäuses fest angeordnet ist. Das Verdichterrad ist von einem Verdichtergehäuse umgeben ist, das einen axialen Einlauftrichter auf der dem Lagergehäuse gegenüberliegenden Seite des Verdichterrads sowie ein Spiralgehäuse aufweist, wobei dem Einlauftrichter wenigstens ein Axialabstandshalter zugeordnet ist, der den Abstand des Einlauftrichters 2x1 dem Lagergehäuse bestimmt.

Allerdings existiert auch in diesem Radialverdichter immer noch ein nicht unerheblicher

Spaltmassenstrom.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Verdichter bereitzustellen, bei dem der Spaltsmassenstrom auf ein Minimum reduziert ist. Die Aufgabe wird durch einen Verdichter gelöst, bei dem ein Laufrad Schaufeln aufweist, an deren Schaufelspitze mindestens eine Kerbe angeordnet ist.

[A01] Die Erfindung betrifft somit einen Verdichter aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete Verdichterwelle, an der mindestens ein Laufrad angeordnet ist. Die Verdichterwelle mit dem mindestens einen Laufrad befindet sich in einer Verdichterkammer. Das Laufrad umfasst mehrere Schaufeln, wobei diese Schaufeln an einer Schaufelspitze mindestens eine Kerbe aufweisen.

Diese Schaufelspitzen sind benachbart zu dem Gehäuse des Verdichters angeordnet, wobei zwischen den Schaufelspitzen und einer Innenwand des Gehäuses ein Spalt mit einem

bestimmten Abstand A0 gebildet wird. Wird nun das Laufrad um seine Drehachse gedreht, so strömt durch diesen Spalt aufgrund eines Druckunterschieds in der Verdichterkammer gasförmiges Medium von einer Druckseite zu einer Saugseite. Durch die Bewegung des

Laufrads bilden sich im Bereich der Kerben der Schaufeln Wirbel bestehend aus dem

gasförmigen Medium. Durch diese Wirbel kann das Medium nicht in Richtung der Saugseite strömen. Die Wirbel bilden eine Dichtschicht, wodurch der Spalt, durch den das Medium in die Saugseite strömen kann, verringert wird.

Das gasförmige Medium in dem Wirbel bildet somit eine Spaltdichtung, die im Wesentlichen bis zur Innenwand des Gehäuses reicht. [A02] Durch diese Kerben in den Schaufelspitzen werden Spaltdichtungen geschaffen, die für eine verbesserte Abdichtung zwischen der Druck- und Saugseite sorgen. Dies hat den Vorteil, dass der Spaltvolumenstrom verkleinert und der Wirkungsgrad des Verdichters erhöht wird. Besonders bevorzugt werden diese Kerben an Schaufelspitzen von Radialverdichtern oder Radialpumpen angeordnet. [A03] Solche Kerben können auch in den Schaufelspitzen anderer Verdichter, zum Beispiel bei Axialverdichtern, eingebracht werden. [A04] Vorzugsweise erstrecken sich die Kerben in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze einer Schaufel, wodurch praktisch die gesamte

Schaufelspitze eine Spaltdichtung darstellt.

[A05] Diese eine Kerbe kann aber auch mehrfach unterbrochen sein, so dass mehrere Kerben nebeneinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze erstrecken. Jede Kerbe wirkt damit als Spaltdichtung. Ist die Kerbe beispielsweise nur einmal unterbrochen, so weist die Schaufelspitze zwei nebeneinander angeordnete Kerben auf. [A06] An der Schaufelspitze können aber auch mehrere Kerben vorgesehen sein, die in

Querrichtung hintereinander angeordnet sind, so dass die Schaufelspitze mehrere Reihen von Kerben aufweist, wobei sich jede dieser Kerben einer Reihe in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze erstrecken. Damit entstehen mehrere

hintereinander angeordnete Spaltdichtungen.

[A07] An der Schaufelspitze können auch mehrere Kerben hintereinander sowie nebeneinander angeordnet sein, wodurch mehrere nebeneinander sowie hintereinander angeordnete

Spaltdichtungen bereitgestellt werden. Durch Bereitstellen mehrerer Kerben wird eine höhere Abdichtung erhalten.

[A08] Die Kerben können dabei unterschiedliche Geometrien haben. So können sie V-förmig, U-förmig oder kastenförmig oder die Form eines Halbkreises besitzen. Die Geometrie wird dabei je nach Verdichtertyp so gewählt, dass eine maximale Abdichtung zwischen der Saug- und Druckseite der Beschaufelung erhalten wird.

[A09] Die Kerben weisen vorzugsweise eine Tiefe von 0,1 mm bis 1 mm auf, abhängig von der Geometrie der Schaufeln und den damit verbundenen Stablitätsanforderungen. [A10] Vorzugsweise haben die Kerben eine Tiefe von 0,4 mm bis 0,6 mm, da man so nicht nur den Stablitätsanforderungen gerecht wird sondern auch eine optimale Dichtwirkung erzielt wird.

[AI 1] Die Kerben können zusätzlich über Bohrungen miteinander verbunden sein. Auch können die Kerben durch Bohrungen mit dem der Druck- bzw. der Saugseite verbunden sein. Dadurch können Ausgleichsströmungen oder gar ein Axialschubausgleich gefördert werden, was den Wirkungsgrad des Verdichters deutlich erhöht.

[AI 2] Auch können die Kerben durch Bohrungen oder mindestens einen Durchbruch mit dem der Druck- bzw. der Saugseite verbunden sein, wodurch ebenfalls Ausgleichsströmungen oder gar ein Axialschubausgleich gefördert werden und der Wirkungsgrad des Verdichters deutlich erhöht wird.

[AI 3] Die mindestens eine Kerbe kann ferner in Längsrichtung der Schaufelspitze angeordnet sein und nur einen Teil der Schaufelspitze abdecken. Dadurch entsteht nur in dem Bereich der Schaufelspitze, in dem die Kerbe vorgesehen ist, eine Spaltdichtung.

Ausführungsbeispiele werden in den Figuren dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Verdichters, wobei ein Teil eines Gehäuses entfernt wurde;

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung einer Schaufel eines Laufrads des Verdichters nach Figur i;

Figur 3 einen Schnitt A-A durch die in Figur 2 gezeigte Schaufel;

Figur 4 eine Draufsicht auf einen vergrößerten Abschnitt der in Figur 2 gezeigten Schaufel;

Figur 5 eine erste Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel;

Figur 6 eine zweite Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel;

Figur 7 eine dritte Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel und

Figur 8 einen Schnitt B-B durch die in Figur 7 gezeigte Schaufel.

In Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Verdichters 1 dargestellt, wobei der Verdichter 1 eine

Verdichterwelle 2 aufweist, an der ein Laufrad 3 angeordnet ist. Obwohl der Verdichter 1 nur ein Laufrad 3 aufweist, so können auch mehrere hintereinander angeordnete Laufräder vorgesehen sein, die an der Verdichterwelle 2 angeordnet sind.

Der Verdichter 1 umfasst ein Gehäuse 4, das teilweise entfernt wurde, wodurch das Innere einer Verdichterkammer zu sehen, in der die Verdichterwelle 2 mit dem daran angeordneten Laufrad 3 untergebracht sind. Am Laufrad 3 sind mehrere Schaufeln 5 bis 9 vorgesehen, mit einem ersten Ende, einem Schaufelfuß, das mit einem die Verdichterwelle 2 umgebenden Abschnitt 1 1 verbunden ist und einem freien zweitem Ende, einer Schaufelspitze. In Figur 1 ist in der

Übersicht halber nur der Schaufelfuß 12 sowie die Schaufelspitze 13 der Schaufel 5 mit einer Bezugszahl versehen. Das Laufrad 3 weist an einem Ende einen als Platte ausgebildeten

Grundkörper 10 auf, mit dem die Schaufeln 5 bis 9 teilweise verbunden sind. Das Gehäuse 4 umfasst eine Eintrittsöffhung 14 durch die ein gasförmiges Medium, das durch den Verdichter 1 verdichtet werden soll, in die Verdichterkammer strömt. Bei dem gasförmigen Medium handelt es sich um ein Gas oder ein Gasgemisch. Das Laufrad 3 bewegt sich dabei in Richtung eines Pfeils 15 um eine Drehachse 16, wobei das Gas oder das Gasgemisch verdichtet und zu einer Austrittsöffhung 17 transportiert wird. Über diese Austrittsöffnung 17 kann das gasförmige

Medium die Verdichterkammer wieder verlassen. Zwischen den Schaufelspitzen der Schaufeln 5 bis 9 und einer Innenwand 17 des Gehäuses 4 besteht ein Spalt, so dass das Laufrad 3 im

Gehäuse 4 frei drehbar angeordnet ist. Diese Schaufelspitzen der Schaufeln 5 bis 9 weisen mindestens eine Kerbe auf, wobei die Schaufelspitzen der Schaufeln 5 bis 9 des Verdichters 1 nach Figur 1 nur eine Kerbe enthalten. Diese Kerben erstrecken sich in Längsrichtung der

Schaufelspitze, das heißt von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze. Da sich in diesen Kerben das gasförmige Medium ansammelt und das gasförmige Medium diese Kerbe auch während sich das Laufrad dreht nicht verlässt, stellt die Kerbe mit dem darin befindlichen gasförmigen Medium eine Spaltdichtung dar. Da sich die Kerbe über die gesamte Schaufelspitze erstreckt bildet somit praktisch die gesamte Schaufelspitze eine Spaltdichtung. Diese Spaltdichtungen sorgen für eine verbesserte Abdichtung zwischen der Druck- und

Saugseite. Dies hat somit den Vorteil, dass der Spaltstrom verkleinert wird. Der Übersicht halber trägt in Figur 1 nur die Kerbe der Schaufelspitze 13 der Schaufel 5 eine Bezugszahl, nämlich die Bezugszahl 18.

Obwohl in Figur 1 beispielhaft ein Radialverdichter ausschnittsweise gezeigt ist, so ist für einen Fachmann klar, dass solche Kerben auch bei Schaufelspitzen von Schaufeln anderer Verdichter, zum Beispiel bei Schaufeln von Axialverdichtern, vorgesehen werden können. Ein Fachmann weiß auch, dass die in Längsrichtung der Schaufelspitze angeordnete mindestens eine Kerbe auch nur einen Teil der Schaufelspitze abdecken kann. Dadurch entsteht nur in dem Bereich der Schaufelspitze, in dem die Kerbe angebracht, eine Spaltdichtung. Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Schaufel 5 des Laufrads 3 des Verdichters 1 nach Figur 1. Die Schaufel 5 ist mit ihrem Schaufelfuß 12 an dem Abschnitt 11 angeordnet, der die Verdichterwelle 2 umgibt. Die Schaufelspitze 13 ist mit der Kerbe 18 versehen, die sich über die gesamte Länge der Schaufelspitze 13 erstreckt. Da die Kerbe 18 von dem einen Ende der Schaufelspitze 13 bis zum anderen Ende der Schaufelspitze 13 verläuft, stellt somit die gesamte Schaufelspitze 13 eine Spaltdichtung dar, da in der Kerbe 18 ein Gaswirbel entsteht, wodurch der Abstand zwischen der Schaufelspitze 13 und der Innenwand des Gehäuses 4 verkleinert wird.

In Figur 3 ist ein Schnitt A-A durch die in Figur 2 gezeigte Schaufel 5 mit der Schaufelspitze 13 sowie dem Schaufelfuß 12 gezeigt, wobei der Schaufelfuß 12 an dem Grundkörper 10

angeordnet ist. In die Schaufelspitze 13 ist die Kerbe 18 eingebracht, wobei die Kerbe 18 seitlich von jeweils einem Seitenabschnitt 25, 26 umgeben ist. Benachbart zu der Schaufelspitze 13 ist das Gehäuse 4 des Verdichters 1 angeordnet, wobei zwischen der Schaufelspitze 13 und der Innenwand 19 des Gehäuses 4 ein Spalt mit einem bestimmten Abstand A0 existiert, der beispielsweise 0,5 mm betragen kann. Wird nun das Laufrad 3 um seine Drehachse gedreht, so bewegt sich die Schaufel 5 ebenfalls in Richtung des Pfeils 20. Dadurch strömt das gasförmige Medium in der Verdichterkammer von einer Druckseite 21 zu einer Saugseite 22, was durch den Strömungspfeil 23 angedeutet ist. Durch die Bewegung des Laufrads 3 bildet sich im Bereich der Kerbe 18 der Schaufel 5 auch ein Wirbel 24 bestehend aus dem gasförmigen Medium. Durch diesen Wirbel 24 kann jedoch das gasförmige Medium nicht in Richtung der Saugseite 22 strömen, da der Wirbel 24 die Spaltströmung blockiert. Für das in Richtung der Saugseite 22 strömende gasförmige Medium bildet somit der Wirbel 24 eine Dichtschicht. Dadurch wird der Spalt, durch den das gasförmige Medium in Richtung der Saugseite 22 strömen kann, auf einen Abstand AI verkleinert. Dadurch kann pro Zeiteinheit viel weniger gasförmiges Medium in Richtung der Saugseite 22 strömen. Das gasförmige Medium in dem Wirbel 24 bildet somit eine Spaltdichtung, die fast bis zur Innenwand 19 des Gehäuses 4 reicht. Der Durchsatz an

gasförmigem Medium in diesem Spalt (Spaltsmassenstrom) in Richtung der Saugseite 22 wird damit sehr stark verringert. Da auch die anderen Schaufeln solche Kerben aufweisen, und somit ebenfalls Spaltdichtungen gebildet werden, wird auch bei diesen Schaufeln der Spaltmassenstrom stark verringert, so dass insgesamt der Durchsatz an gasförmigem Medium in Richtung der Saugseite des Verdichters 1 stark verringert wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Verdichters 1 deutlich erhöht. Die Kerben an den Schaufelspitzen können dabei unterschiedliche Geometrien aufweisen. Neben der in Figur 3 gezeigten V-förmigen Kerbe 18 können die Kerben auch U- förmig oder kastenförmig ausgebildet sein. Auch ist es möglich, dass die Kerben die Form eines Halbkreises besitzen. Die Geometrie dieser Kerben wird dabei je nach Verdichtertyp so gewählt, dass eine maximale Abdichtung zwischen der Saug- und Druckseite der Beschaufelung erhalten wird.

Die Tiefe dieser Kerben wird abhängig von der Geometrie der Schaufeln und den damit verbundenen Stablitätsanforderungen gewählt. Vorzugsweise weisen die Kerben eine Tiefe von 0,1 bis 1 mm auf. Besonders bevorzugt ist eine Tiefe von 0,4 bis 0,6 mm, da man damit den Stablitätsanforderungen gerecht wird und eine optimale Dichtwirkung erzielt werden kann. Die Breite der Kerben kann bis zu 30 bis 70 % der Breite der Schaufelspitze betragen, ebenfalls abhängig von der Geometrie der Schaufeln und den damit verbundenen Stablitätsanforderungen.

In Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen vergrößerten Abschnitt der in Figur 2 gezeigten

Schaufelspitze 13 der Schaufel 5 gezeigt. Zwischen den beiden Seitenabschnitt 25, 26 liegt die V-formige Kerbe 18, wobei diese Kerbe 18 in Längsrichtung der Schaufelspitze 13 verläuft.

In Figur 5 ist eine erste Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel dargestellt. Diese Schaufel 27 weist an einer Schaufelspitze 28 nicht nur eine Kerbe, sondern mehrere in Längsrichtung der Schaufelspitze 28 nebeneinander liegende Kerben auf, wobei in Figur 5 lediglich die Kerben 29 bis 31 zu sehen sind, weil die Schaufel 27 nur ausschnittsweise gezeigt ist. Zwischen den einzelnen Kerben befinden sich Zwischenwände, wobei in Figur 5 nur die Zwischenwände 32 bis 34 zu erkennen sind. Diese Kerben 29 bis 31 sind ebenfalls V- förmig aufgebaut. Es versteht sich, dass diese Kerben auch eine andere Geometrie aufweisen können und zum Beispiel die Form eines Halbkreises aufweisen können. Sowohl in Figur 5 nicht dargestellt, so ist es auch möglich, dass die eine Kerbe nur einmal unterbrochen ist, so dass die Schaufelspitze 28 in diesem Fall zwei hintereinander angeordnete Kerben umfassen würde.

Figur 6 zeigt eine zweite Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel. Diese Schaufel 35 umfasst nicht nur eine erste Reihe 37 an in Längsrichtung einer Schaufelspitze 36 verlaufende Kerben 38 bis 40, sondern auch eine zweite Reihe 41 an Kerben 42 bis 45. Die erste Reihe 37 sowie die zweite Reihe 41 an Kerben 38 bis 40 bzw. 42 bis 45 sind dabei in Querrichtung der

Schaufelspitze 36 angebracht und durch eine Mittel wand 51 voneinander getrennt. Die Kerben einer jeden Reihe 37, 41 sind dabei durch Zwischenwände 46 und 47 bzw. 48 bis 50 voneinander getrennt. Die Kerben 38 bis 40, 42 bis 45 können dabei nicht nur - wie in der Figur 6 gezeigt - unterschiedliche Längen aufweisen, sondern sich auch in ihrer Breite voneinander unterscheiden. Die Kerben 38 bis 40 und 42 bis 45 können dabei ein und dieselbe Geometrie, zum Beispiel U- förmig ausgebildet sein oder auch unterschiedliche Geometrie an besitzen. Dadurch dass an der Schaufelspitze 36 mehrere Reihen an Kerben vorgesehen sind, werden mehrere in Querrichtung der Schaufelspitze 36 angeordnete Spaltdichtungen gebildet, wodurch eine noch bessere

Abdichtung zwischen der Saugseite 22 und der Druckseite 21 geschaffen wird.

Figur 7 eine dritte Variante der in Figur 4 gezeigten Schaufel eines Verdichters. Diese Schaufel 52 besitzt an einer Schaufelspitze 53 in Querrichtung drei Reihen 54, 55, 56 an Kerben 59 bis 66, die jeweils durch eine in Längsrichtung der Schaufelspitze 53 verlaufende Zwischenwand 57, 58 voneinander getrennt sind. Die Kerben 59 bis 66 der einzelnen Reihen 54, 55, 56 besitzen dabei nicht nur unterschiedliche Längen sondern auch eine unterschiedliche Breite. Die Kerben der einzelnen Reihen 54, 55, 56 können zusätzlich über eine Bohrung miteinander verbunden sein. Auch können die Kerben mit der Saugseite bzw. der Druckseite durch eine Bohrung verbunden sein, was jedoch in der Ansicht gemäß Figur 6 nicht dargestellt ist. Ferner kann die Kerbe einen Durchbruch (nicht dargestellt) aufweisen und auf diese Art mit der Saugseite und/oder der Druckseite verbunden sein. Durch solche Bohrungen können Ausgleichsströmungen oder gar ein Axialschubausgleich gefördert werden, was den Wirkungsgrad des Verdichters deutlich erhöht.

Figur 8 zeigt einen Schnitt B-B durch die in Figur 7 gezeigte Schaufel 52 mit der Schaufelspitze 53 eines Verdichters 73. Diese Schaufelspitze 53 besitzt drei Reihen 54, 55, 56 an Kerben, wobei durch den Schnitt B-B nur die Kerbe 59 der ersten Reihe 54, die Kerbe 65 der zweiten Reihe 55 sowie die Kerbe 66 der dritten Reihe 56 zu sehen sind. Zu erkennen sind auch die beiden

Außenwände 67 und 68, die die in Querrichtung angeordneten Reihen 54, 55, 56 an Kerben umgeben. Diese Kerben 59, 65, 66 besitzen nicht nur eine unterschiedliche Geometrie sondern auch eine unterschiedliche Tiefe und Breite. Jede dieser Kerben der einzelnen Reihen 54, 55, 56 wirkt dabei als Spaltdichtung. Wird nämlich die Schaufel 52 in Richtung eines Pfeils 72 bewegt, so strömt gasförmiges Medium durch den Spalt, der sich zwischen der Schaufelspitze 53 und einer Innenwand 74 eines Gehäuses 75 des Verdichters 73 befindet. Die Strömung des Mediums wird durch den Pfeil 76 angedeutet. Durch die Bewegung der Schaufel 52 entstehen jedoch in den einzelnen Kerben Strömungswirbel, wobei in der Figur 8 die Wirbel 77, 78, 79 zu sehen sind. Diese Wirbel verringern den

Spaltmassenstrom, wodurch der Durchsatz an gasförmigem Medium in die Saugseite 22 des Verdichters deutlich verringert wird. Die Kerben der einzelnen Reihen 54, 55, 56 können zusätzlich über eine Bohrung miteinander verbunden sein. Ferner können die Kerben mit der Druck- und/oder Saugseite oder mit dem Radrücken durch eine Bohrung oder mindestens einen Durchbruch verbunden sein.

In Figur 8 ist zu erkennen, dass die Kerbe 59 mit der Kerbe 65 über eine Bohrung 69 verbunden ist, wobei diese Bohrung 69 durch die Zwischenwand 57 verläuft, der zwischen der ersten Reihe 54 an Kerben und der zweiten Reihe 55 an Kerben verläuft. Ferner ist eine weitere Bohrung 70 zu sehen, die durch die Außenwand 68 verläuft und die Kerbe 66 mit dem Radrücken 71 der Schaufel 52 verbindet. Durch diese Bohrungen werden Ausgleichsströmungen sowie ein Axialschubausgleich gefördert, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters 73 deutlich erhöht wird.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Verdichter aufweisend eine in einem Gehäuse angeordnete Verdichterwelle, an der mindestens ein Laufrad angeordnet ist, wobei das Laufrad mehrere Schaufeln umfasst, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schaufeln an einer Schaufelspitze mindestens eine Kerbe aufweisen.

2. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter ein

Radialverdichter ist.

3. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter ein

Axialverdichter ist.

4. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaufelspitze eine Kerbe vorgesehen ist, die sich in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze erstreckt.

5. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaufelspitze mehrere Kerben vorgesehen sind, die nebeneinander angeordnet sind und sich in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der Schaufelspitze erstrecken.

6. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaufelspitze mehrere Kerben vorgesehen sind, die in Querrichtung hintereinander angeordnet sind, so dass die Schaufelspitze mehrere Reihen von hintereinander angeordneten Kerben aufweist, wobei sich jede dieser Kerben in Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende der

Schaufelspitze erstreckt.

7. Verdichter nach den Patentansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der

Schaufelspitze mehrere hintereinander sowie nebeneinander angeordnete Kerben aufweist.

8. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kerbe V-fÖrmig, U-förmig oder kastenförmig ausgebildet ist oder die Form eines Halbkreises aufweist.

9. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kerbe eine Tiefe von 0,1 bis 1 mm besitzt.

10. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kerbe eine Tiefe von 0,4 bis 0,6 mm besitzt.

11. Verdichter nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben über

Bohrungen miteinander verbunden sind.

12. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben über

Bohrungen oder mindestens einen Durchbruch mit der Saugseite und/oder der Druckseite verbunden sind.

13. Verdichter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kerbe in Längsrichtung der Schaufelspitze angeordnet ist und sich zumindest über einen Teil der Schaufelspitze erstreckt.