CH334772A - Axial flow compressor - Google Patents

Axial flow compressor

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CH334772A
CH334772A CH334772DA CH334772A CH 334772 A CH334772 A CH 334772A CH 334772D A CH334772D A CH 334772DA CH 334772 A CH334772 A CH 334772A
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CH
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wall
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axial flow
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flow
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Inventor
Robert Forshaw James
Original Assignee
Power Jets Res & Dev Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54Fluid-guiding means, e.g. diffusers
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  

      Axialströmungskompressor       Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist ein     Axialströmungskompressor,    der eine  sieh in Umfangsrichtung erstreckende Wand  aufweist, welche den     Arbeitsfluidumkanal    des       Konipressors    begrenzt, und Kränze von Schau  feln, die quer durch den genannten     Strö-          inungsweg        ra-l-en.     



  Erfindungsgemäss ist der Kompressor da  durch gekennzeichnet,     dass    die genannte Wand  mehrere Teile aufweist, die sieh<B>je</B> zwischen.  benachbarten Schaufeln eines Kranzes er  strecken, wobei jeder Teil aus einer unwirk  samen Lage, in welcher er die benachbarten  Wandteile zu einer wenigstens annähernd  ununterbrochenen Begrenzung des     Strö-          inungsweges    für das Arbeitsfluidum ergänzt,  in eine wirksame Lage bewegbar ist, in     wel-          eher    er quer in den Strömungsweg des Ar  beitsfluidums vorsteht, um eine örtliche     Ver-          (1110,1111,0,    des Strömungsweges in     Querriehtung     zu bewirken.  



  Bei mehrstufigen Kompressoren können  besonders schwierige Betriebsverhältnisse     auf-          treten,    und zwar meist wenn der Kompressor  bei Belastungen, die kleiner als die Nennlast  sind, arbeitet; es können in diesem Fall be  sonders starke Schwingungen der Schaufel  eines oder mehrerer     Sehaufelkränze    auftreten,  was zu     Sehaufelbrüchen    führen kann.

   Wird       iiiiii    in der oben genannten Weise eine     ört-          liehe    Verengung des Strömungsweges erzeugt,  so werden die Strömungsverhältnisse     minde-          C            stens    für ein kurzes Stück stromabwärts der  Verengung in günstigem Sinne     beeinflusst.     Meist treten die ungünstigen Wirkungen an  den längeren Schaufeln auf, das heisst an den  Schaufeln der dem     Kompressoreinlass        zu-          nächstliegenden    Schaufelkränze;

   die Ver  engung des Strömungsweges kann nun so vor  gesehen sein,     dass    die Veränderung der Strö  mung an der     Einlassebene    eines jeden un  günstigen Strömungsverhältnissen ausgesetz  ten     Sehaufelkranzes    auftritt; anderseits kann  auch in mehreren Zonen des Strömungsweges  eine solche Verengung vorgesehen sein, uni  die Strömung in einem oder mehreren Schau  felkränzen zu ändern.  



  Im allgemeinen ist die Gefahr eines     Schau-          felbruehs    in einem ungünstigen Strömungs  verhältnissen ausgesetzten Schaufelkranz grö  sser, wenn die durch Vibration erzeugten Span  nungen die durch Zentrifugalkraft erzeugten  Spannungen vergrössern. Aus diesem Grund  und aus Gründen grösserer Einfachheit sind  die beweglichen Wandteile zweckmässig in der  stationären Wand des Strömungsweges strom  aufwärts eines     Laufschaufelkranzes    zwischen  den     Sehaufelfüssen    benachbarter Schaufeln  eines dem     LaufsehaLifelkranz    vorgeordneten       Leitsehaufelkranzes    vorgesehen.  



  Bei Anwendung vorliegender Erfindung  auf     mehrst-Lifige    Kompressoren ist es auch  möglich, bei verschiedenen     Kompressorbelast-Lin-          gen    ein gleiches Verhältnis zwischen den Strö-           mungsverhältnissen    in den einzelnen Stufen  (das sog. Abstimmen der Stufen)     dureh          untersehiedliche    Beeinflussung der Strömung  in einer oder mehreren Stufen     aufreehtzu-          erhalten.     



  Der Erfindungsgegenstand ist in der     bei-          liel-enden        Zeiehnung    beispielsweise darge  stellt; es zeigt:       Fig.   <B>1</B> im     Axialsehnitt    einen Teil eines       rnehrstufigen        Axialströmungskompressors,          Fig.    2 in grösserem Massstab eine Einzel  heit des     Stators    des Kompressors     naeh        Fig.   <B>1</B>  im     Axialsehnitt,

            Fig.   <B>3</B> und 4 einen     Sehnitt        naeh    der Linie       III-III        bzw.        IV-IV    in     Fig.    2,       Fig.   <B>5</B> und<B>6</B> eine Detailvariante im     Sehnitt     analog     Fig.   <B>3</B>     bzw.    4,       Fig.   <B>7,

   8</B> und<B>9</B> eine weitere     Detailvarianie     im     Sehnitt    analog     Fig.    2     bzw.   <B>3</B>     bz-w.    4 und       Fig.   <B>10, 11</B> und 12 eine weitere Detail  variante im     Sehnitt    analog     Fig.    2     bzw.   <B>3</B>       bzw.    4.  



  Der in     Fig.   <B>1</B> gezeigte Kompressor besitzt  einen Rotor<B>1</B> und ein     Statorgehäuse    2, die  in     Strömungsriehtung        abweehselnd    mit Krän  zen von Lauf- und     Statorsehaufeln   <B>3-13</B> ver  sehen sind.     Fig.    2 zeigt das     Statorgehäuse    im       Bereieh    der     Statorsehaufeln   <B>6.</B> Die     Sehaufeln     <B>6</B> sind mit ihren Schaufelfüssen 1.4 in eine       hintersehnittene    Umfangsnut<B>15</B> im     Stator--          gehäuse    2 eingesetzt.

   Das Gehäuse 2 besitzt  eine     Umfan-,snut   <B>16</B> von geringer Tiefe,     wel-          ehe    sieh beiderseits der     Sehaufelverankerungs-          nut   <B>15</B> in     Axialriehtung    des Kompressors     er-          streekt.    Die<U>Füsse</U> 14 der     Statorsehaufeln,    die       üblieherweise    eine     Komplementärfläehe        zur          Innenfliiehe    des     Statorgehäuses    2 aufweisen,

    sind im vorliegenden Fall derart kurz     gehal          ten,        dass    sie eine     Komplementärfliiehe        zür          Bodenfläehe    der     mit   <B>16</B> aufweisen.

   Somit ist       zwisehen    jedem     benaehbarten    Paar von     Stator-          sehaufeln    eine     Ausnehmung    geringer gleich  förmiger Tiefe     gesehaffen,    die annähernd die  Form eines     Parallelogrammes    besitzt und       dureh    die stromaufwärts und stromabwärts  liegenden Wände der     mit   <B>16</B> und die Sehnen  der     Quersehnitte    der Füsse der     Sehaufeln   <B>6</B>  begrenzt ist.

   In diese     Ausnehmung    ist ein         entspreehend    geformter W,     andteil   <B>17</B> aus     naeh-          giebigem        Bleehmaterial    eingesetzt, dessen       Dieke        gleieh    der Tiefe der genannten     Aus-          nehmung    ist.

   Der Wandteil<B>17</B> ist mittels     ver-          senkter        -,',#-ieten    oder Schrauben<B>18 ',</B> die     raclial     in (las     Statorgehäuse    '2     hineinra--gen,    und zwar       in    den stromaufwärts der Nut<B>15</B> liegenden  Teil der     mit   <B>16,</B> in der     Ausnehmung    fixiert.

         Ein    radial     versehiebbar    im     Statorgehäuse    2  angeordneter     Sehieber   <B>19</B> ist mit dem Wand  teil stromaufwärts von dessen     stromabwärts-          liegenden    Kante im Eingriff.

   Ein     Nieder-          drüeken    des     Selliebers   <B>19</B> von der Aussenseite  des Gehäuses<B>2'</B> her bewirkt ein     Durehbiegen     des Wandteils<B>17</B> aus seiner     unwirksanien,        mill     ausgezogenen Linien     gezeielineten    Lage, wobei  dessen freies     stromabwärtsliegendes    Ende in  den Strömungsweg des     Kompressorarbeitsflui-          dLims    hinein in seine wirksame,

   mit     gestriehel-          ten    Linien     #-#e7eiebnete    Lage     gedriieht    wird;  das axiale Spiel genügt     aiieh    in diesem Fall,  um ein Berühren der     Sehaafeln    des     fol-enden     e       Laufsehaufelkranzes    zu verhindern.

   Wie aus       Fig.   <B>3</B>     ersiehtlieh,    sind die     bewegliehenN,#'and-          teile    mehrerer     benaehbarter    Paare von     Stator-          sehaufeln   <B>6</B>     züi    einem     sektorförmigen    Streifen  20     zusammengefasst,    der stromabwärts der       Einlassebene    der     Statorsehaufeln   <B>5</B> zur Auf  nahme dieser     Sehaufeln        gesehlitzt    ist,

   wobei  die Sehlitze     entspreehend    den Profilen der       benaehbarten        Sehaufeln    unter     Belassuno-    von  nur     -eringeni    Spiel     gefornit    sind.     Die        stroni-          abwärtsliegende        Fläehe    eines jeden     Sehaufel-          fusses    14 besitzt eine Kerbe 21, uni für den       benaehbarten        Sehieber   <B>19</B> Platz     züi        sehaffen.     



       Uni    die     versehiedenen        bewegliehen    Wand  teile<B>17</B> des     Leitsehaufelkranzes        -leieli7eiti.,#-          betätigen    zu können, ist ein das     Statorgehäuse     aussen umfassender     Riiig22    vorgesehen, der  an seiner Innenseite radiale Vorsprünge<B>23</B>  aufweist,     welehe    die Form abgestumpfter       Säglezähne    besitzen.

   Die Vorsprünge<B>23</B> be  sitzen die     -leiehe        Teilun-    wie die     Sehiebet-          für    die     bewegliehen    Wandteile und ihre     Stirn-          fläehen    liegen gegen das Gehäuse 2 an Lind       ermögliellen    dabei eine     DrehLing    des Ringes  22.

   Die,     Sehrägfläehe    24 eines jeden Vor  sprunges<B>23</B> wirkt mit einem der     Sehieber   <B>1.9</B>      zusammen; diese     Sehieber    werden durch die  Vorsprünge     niedergedrilekt        bzw.    freigegeben,       #venn    der Ring 22 in der einen     bzw.    in der       eindern    Richtung gedreht wird.

   Die     erforder-          Iiehe        Rüekführl,-raft    zur     Riiel,-stellung    der     be-          weloliehen    Wände<B>17</B> und ihrer     Sehieber   <B>19</B>       in    die unwirksame Lage wird zum Teil durch  die Elastizität der letzteren aufgebracht.

    Diese     Rüekstellkraft    wird noch dadurch er  höht,     dass    jeder     Sehieber   <B>19</B> auf der     Gehäuse-          2itil#eil,seite    mit einem     verdiekten    Kopf<B>25</B> ver  sehen, an welchem eine     anderends    am Ge  häuse 2 abgestützte     Druekieder   <B>26</B> angreift.

    Die Aussenseite des Gehäuses ist rund uni  ,jeden     Sehieber   <B>19</B> zur Aufnahme der Feder  <B>26</B>     ein(,    erweiterte Bohrung<B>27</B> vorgesehen,  Die Anordnung ist so getroffen,     dass    die       Versehiebung    eines jeden Wandteils<B>17</B> aus  seiner unwirksamen Stellung bei kleiner     Kom-          pressorbelastung    am grössten ist und mit     züi-          iiehinender    Belastung bis zu einer bestimmten       gröfl)eren    Belastung progressiv abnimmt     ',    bei       Nveleher    die unwirksame Lage der beweglichen  Wand erreicht ist.

   Es sei zum Beispiel     ange.-          tioiiiiiien,        dass    die beweglichen     Wandteile    dann  am stärksten verschoben sind, wenn der Kom  pressor angelassen wird und     dass    sie ihre un  wirksame Lage dann einnehmen, wenn die  <B>C</B>       Kompressordrehzahl   <B>60-70 %</B> der     Vollast-          drehzahl    beträgt. Am äussern,     gezahnten    Ring  22 ist ein Ansatz<B>28</B> befestigt, in welchem  mittels eines Stiftes eine     tangential    zum Ring       %-erlaufende    Stange     angelenkt    ist.

   Eine gegen  einen Kragen<B>31</B> der Stange<B>29</B> anliegende-,       aiidernends    an einem feststehenden Anschlag  ab- stützte     Druekieder   <B>30</B> belastet die Stange  29 und somit den Ring 22 im     Uhrzeigersinn          (Fig-    4), so     dass    die     Sehieber   <B>19</B> vollständig       iiieder-edrückt    sind und die Wandteile<B>17</B>  ihre voll wirksame Lage einnehmen. Die  Stange<B>29</B> trägt einen Kolben<B>32,</B> der in einem  Zylinder<B>33</B> entgegen der Wirkung der Feder  <B>30</B> arbeitet.

   Der Zylinder<B>33</B> ist an die     Aus-          lassleitung    34 einer     Fluidumpumpe   <B>35</B>     ange-          sehlossen.    Die Pumpe<B>35</B> wird durch die     Kom-          pressorwelle    angetrieben, so     dass    der Druck       iiii    Zylinder<B>33</B> mit steigender     Kompressor-          drehzabl.    steigt;

   dabei wird der Kolben<B>32</B>    bewegt und der Ring 22 im     Gegenuhrzeiger-          sinn        (Fig.    4) gedreht, was ein Zurückziehen  der Schieber<B>19</B> zur Folge hat. Die Bewegung  des Kolbens<B>32</B> im Zylinder<B>33</B> ist durch einen  Anschlag<B>36</B> begrenzt, welcher gegen den Kra  gen<B>31</B> stösst, wenn die     Kompressordrehzahl     einen bestimmten Wert im Verhältnis zur       Vollastdrehzahl    erreicht; in diesem Augen  blick nehmen die beweglichen Wandteile ihre  unwirksame Lage ein. Es versteht sich,     dass     auch jede andere geeignete     drehzahl-    oder  lastabhängige Steuerung vorgesehen sein kann.  



  Bei der in den     Fig.   <B>5</B> und<B>6</B> gezeigten  A     tusführungsform        sind        die        Schaufeln        5,        die          Sehaufelfüsse    14, die Nuten<B>15</B> und die Nuten  <B>16</B> gleich ausgebildet     -wie    beim vorangehend  beschriebenen Beispiel.

   Die hier vorgesehenen       -N\Tandteile   <B>37</B> sind aus     Metallbleeh    hergestellt  und mittels Scharnieren<B>38</B> an oder im Be  reich der     Einlassebene    des     Statorsehaufel-          kranzes    am Gehäuse 2     angelenkt.    Zweckmässig  sind mehrere Wandteile<B>37</B> zu einem     sektor-          förmigen    Streifen<B>39</B>     zusammengefasst    und  mittels Schrauben<B>18</B> im     stromaufwärtslie-          genden    Teil der Nut<B>16</B> befestigt.

       Zweckmässi,-          wird    der Streifen<B>39</B> in ebenem Zustand ein  gebaut und nach dem Unterteilen der     Schar-          nierstifte    zwischen benachbarten Wandteilen  gebogen. Anderseits kann wie beim Beispiel  nach den     Fig.   <B>7, 8</B> und<B>9</B> der zwischen zwei  benachbarten Schaufeln liegende Wandteil  40 aus einem     Stüek    bestehen.

   Das     stromauf-          wärtsliegende    Ende 40a des Wandteils 40 ist  auswärts     abgekröpft.    Das     stromaufwärtslie-          gende    Ende 41. der Nut<B>16</B> ist tiefer als die  Dicke des     Bleelimaterials    des Wandteils und  kann so den     abgekröpften    Endteil 40a auf  nehmen;

   ferner ist dieser Teil der Nut     hinter-          sehnitten,    so     dass    der     abgekröpfte    Teil 40a in  einer Vertiefung gefangen ist, welche im Be  reich des     stromaufwärtsliegenden    Endes des  Wandteils 40 ein Drehlager für diesen Wand  teil bildet. Um jeden beweglichen Wandteil.  in     Umfangsrichtung    festzulegen, ist zwischen  <B>je</B> zwei benachbarten     Sehaufelfüssen    ein sepa  rates     Zwisehenstilek    42 vorgesehen.

   Das     Zwi-          sehenstilek    42 ist in seiner Form der     mit     <B>15</B>     angepasst        und    besitzt     auss,        erdem.    einen Vor-           sprung,    welcher in den     stromaufwärtsliegen-          den    Teil 41 der zwischen zwei benachbarten       Sehalifelfüssen    liegenden     Ausnehmung    hinein  ragt. Anderseits könnte dieser Vorsprung auch  aus einem Stück mit den einzelnen Schaufel  füssen bestehen.

   In den Ausführungsbeispielen  nach den     Fig.   <B>5</B> und<B>6</B>     bzw.   <B>7</B> und<B>8</B> erfolgt  die Betätigung der beweglichen Wände mit  tels     Sehiebern   <B>19,</B> wobei der ausserhalb des  Gehäuses 2 liegende Endteil jedes     Sehiebers     <B>19</B> einen verdickten Kopf<B>25</B> besitzt, während  eine     DrLickfeder   <B>26</B> zwischen diesem Kopf<B>25</B>  und dem Gehäuse 2, abgestützt ist. Der innere       Endteil    jedes Schiebers<B>19</B> ist mittels eines  Stiftes mit einem Auge 44 verbunden, welches  am freien,     stromabwärtsliegenden    Ende des  Wandteils 40     (Fig.   <B>9)</B> vorgesehen ist.

   Wie  beim Beispiel nach den     Fig.    1-4 sind auch  hier Mittel     zuin    gleichzeitigen Bewegen aller  Wandteile 40 vorgesehen. Die speziell in den       Fig.    2--4 gezeigte Bauart kann ebenfalls so  abgeändert sein,     dass    wie gemäss     Fig.   <B>9</B> zwi  schen     Sehieber    und Wandteil eine Stiftverbin  dung vorgesehen ist.  



  Bei der in den     Fig.   <B>10, 11</B> und 12 ge  zeigten Ausführungsform sind die     Stator-          schaufeln   <B>6</B>     ebei#falls    mit ihren Füssen in       hinterschnittene        Umfangsnuten   <B>15</B> im     Stator-          gehäuse    eingesetzt.

   Die     Schaufelfüsse    14 sind  auch hier gegenüber der Gehäuseinnenseite  etwas zurückgesetzt, so     dass    zwischen<B>je</B> zwei  benachbarten Schaufeln eine     Ausnehmung     geschaffen ist, welche stromaufwärts und  stromabwärts durch die     öffnung    der Nut für  die Schaufelfüsse und in     Umfangsriehtang     annähernd durch die Sehnen der     Sehaufelfuss-          querschnitte    der beiden Schaufeln begrenzt  ist.

   In jeder     Ausnehmung    ist ein Wandteil  45 angeordnet, dessen Dicke gleich der Tiefe  der     Ausnehmung    ist und dessen Form bis  auf ein geringes Spiel dem Schaufelprofil       angepasst    ist. Der Wandteil 45 ist an einem  Schieber 46 befestigt, der radial verschieb  bar im Gehäuse 2 nahe der Mitte der den  Schaufelfuss enthaltenden Nut angeordnet ist.  Um Platz für den Schieber 46 zu schaffen,  ist eine Seite jedes     Sehaufelfusses    mit einer  entsprechenden Kerbe 47 versehen.

   Jeder         Sehieber    46 besitzt an seinem äussern Ende  einen verdickten Kopf<B>25,</B> an welchem eine       ailderends    am Gehäuse 2 abgestützte     Druck-          Teder   <B>26</B> angreift. Beim     Einwärtsdrüeken    des       Sehiebers    46 wird der zugeordnete Wandteil  45 in den     Strömungswe--g    des     Kompressor-          arbeitsfluidums    bewegt. Zur gleichzeitigen  Betätigung aller beweglichen Wandteile kön  nen die gleichen Mittel wie bei den vorange  hend beschriebenen Beispielen vorgesehen sein.  



  Bei den beschriebenen Ausführungsformen  erfolgt die Verengung des Strömungsweges  der     Turbomasehine    an der radial äussern  Wand des Strömungsweges im Bereich der  Spitzen der     Laufsehaufeln.    Demzufolge be  wirkt die     Strömungswe-verengung    eine Her  absetzung des     Fluidumstromes    und der     Fl-iii-          dumbelastung    an einigen     Latifsehaufelspitzen.     Dies ist deshalb von Wichtigkeit,

   weil     Lauf-          sehaufeln    im allgemeinen     stärk-er    beansprucht  sind und weil die Wirkung von übermässige       Sehwingungsspannungen    erzeugenden Be  lastungen einer Schaufel dann am grössten ist,  wenn diese Belastungen an der     Sehaufelspitze     angreifen. Somit werden die besten Resultate  dann erzielt, wenn die     vorbesehriebene    Ver  engung des     Strömangsweges    nahe der Spitzen  von     Laufsehauf        eln    vorgenommen wird.



      Axial flow compressor The object of the present invention is an axial flow compressor which has a wall which extends in the circumferential direction and which delimits the working fluid channel of the compressor, and rings of blades which ra-l-en across the said flow path.



  According to the invention, the compressor is characterized in that said wall has a plurality of parts that each see between. adjacent blades of a ring he stretch, each part from an ineffective position, in which it supplements the adjacent wall parts to an at least approximately uninterrupted limitation of the flow path for the working fluid, into an effective position, in which it is transversely movable protrudes into the flow path of the working fluid in order to effect a local Ver (1110,1111,0, of the flow path in the transverse direction.



  In the case of multi-stage compressors, particularly difficult operating conditions can arise, mostly when the compressor is working at loads that are less than the nominal load; In this case, particularly strong vibrations of the blade of one or more blade rings can occur, which can lead to blade breaks.

   If a local narrowing of the flow path is created in the above-mentioned manner, the flow conditions are influenced in a favorable sense for at least a short distance downstream of the narrowing. The unfavorable effects usually occur on the longer blades, that is to say on the blades of the blade rings closest to the compressor inlet;

   the narrowing of the flow path can now be seen in such a way that the change in the flow occurs at the inlet level of any Sehaufelkranz exposed to unfavorable flow conditions; on the other hand, such a narrowing can also be provided in several zones of the flow path in order to change the flow in one or more blade rings.



  In general, the risk of a crushing blade in a blade ring exposed to unfavorable flow conditions is greater if the stresses generated by vibration increase the stresses generated by centrifugal force. For this reason and for reasons of greater simplicity, the movable wall parts are expediently provided in the stationary wall of the flow path upstream of a rotor blade ring between the blade roots of adjacent blades of a guide vane ring upstream of the LaufsehaLifelkranz.



  When the present invention is applied to multi-stage compressors, it is also possible to achieve the same ratio between the flow conditions in the individual stages (the so-called tuning of the stages) with different compressor load lines by influencing the flow in one or more stages differently Levels to get up.



  The subject of the invention is shown in the accompanying drawing, for example; It shows: Fig. 1 in axial section a part of a multi-stage axial flow compressor, Fig. 2 on a larger scale a detail of the stator of the compressor according to Fig. 1 in axial section,

            FIGS. 3 and 4 show a section near the line III-III or IV-IV in FIG. 2, FIGS. 5 and 6 a Detailed variant in cross section analogous to Fig. 3 or 4, Fig. 7,

   8 </B> and <B> 9 </B> a further detail variation in the section analogous to FIG. 2 or <B> 3 </B> or -w. 4 and FIGS. 10, 11 and 12 show a further detail variant in a section analogous to FIGS. 2 and 3 and 4.



  The compressor shown in Fig. 1 has a rotor 1 and a stator housing 2, which alternate in flow direction with rings of rotor and stator blades <B> 3-13 </ B> are seen. Fig. 2 shows the stator housing in the area of the stator blades <B> 6. </B> The blades <B> 6 </B> are with their blade feet 1.4 in a rear-mounted circumferential groove <B> 15 </B> in the stator-- housing 2 inserted.

   The housing 2 has a circumferential groove 16 of small depth, which extends on both sides of the saw blade anchoring groove 15 in the axial direction of the compressor. The <U> feet </U> 14 of the stator blades, which usually have a complementary surface to the inner surface of the stator housing 2,

    are kept so short in the present case that they have a complementary line to the bottom area of the one marked with <B> 16 </B>.

   Thus, between each adjacent pair of stator blades, a recess of shallow uniform depth is created, which has approximately the shape of a parallelogram and through the upstream and downstream walls of the <B> 16 </B> and the chords of the transverse line of the feet the Sehaufeln <B> 6 </B> is limited.

   A correspondingly shaped wall part 17 made of flexible sheet metal is inserted into this recess, the thickness of which is the same as the depth of the recess mentioned.

   The wall part <B> 17 </B> is secured by means of countersunk -, ', # - pins or screws <B> 18', </B> which protrude raclially into (las stator housing '2, namely into the upstream of the groove <B> 15 </B> is fixed in the recess with <B> 16 </B>.

         A slide valve 19, arranged radially displaceably in the stator housing 2, engages the wall part upstream of its downstream edge.

   Pressing down the Sellieber <B> 19 </B> from the outside of the housing <B> 2 '</B> causes the wall part <B> 17 </B> to bend out of its ineffective, fully drawn lines Position, with its free downstream end into the flow path of the compressor working fluid into its effective,

   with striated lines # - # the same position is printed; the axial play is sufficient in this case to prevent the blades of the following blade ring from touching.

   As can be seen from FIG. 3, the moving parts of several adjacent pairs of stator blades 6 are combined to form a sector-shaped strip 20 which extends downstream of the inlet plane of FIG Stator blades <B> 5 </B> are seated to receive these blades,

   whereby the seat braid is gefornit according to the profiles of the adjacent saw blades with only -eringeni clearance. The stroni-downward surface of each eyepiece foot 14 has a notch 21, which provides space for the adjacent eyelid <B> 19 </B>.



       In order to be able to actuate the various movable wall parts <B> 17 </B> of the guide vane ring -leieli7eiti., # -, a Riiig22 surrounding the stator housing on the outside is provided, which has radial projections <B> 23 </B> on its inside which have the shape of blunt saw teeth.

   The projections <B> 23 </B> have the -leiehe part-like the sight bed- for the movable wall parts and their end faces lie against the housing 2 and enable a turning of the ring 22.

   The visual surface 24 of each projection <B> 23 </B> interacts with one of the slide eyes <B> 1.9 </B>; these slides are depressed or released by the projections when the ring 22 is rotated in one direction or in the other.

   The required return force to direct the affected walls <B> 17 </B> and their slides <B> 19 </B> into the ineffective position is applied in part by the elasticity of the latter .

    This resetting force is further increased by the fact that each slide valve <B> 19 </B> on the housing 2itil # part, side with a thickened head <B> 25 </B> see, on which one on the other end of the housing 2 supported pressure members <B> 26 </B> attacks.

    The outside of the housing is round and uni, each slide valve <B> 19 </B> for receiving the spring <B> 26 </B> a (, enlarged bore <B> 27 </B>, the arrangement is made that the displacement of each wall part <B> 17 </B> from its ineffective position is greatest with a small compressor load and progressively decreases with increasing load up to a certain greater load ', at Nveleher the ineffective position the movable wall is reached.

   It should be noted, for example, that the movable wall parts are displaced the most when the compressor is started and that they assume their ineffective position when the compressor speed is 60 -70% </B> of the full load speed. Attached to the outer, toothed ring 22 is a shoulder 28, in which a rod is articulated by means of a pin that runs tangentially to the ring.

   A pressure member <B> 30 </B> which rests against a collar <B> 31 </B> of the rod <B> 29 </B> and is supported at the other end on a stationary stop loads the rod 29 and thus the ring 22 clockwise (FIG. 4) so that the slides 19 are completely depressed and the wall parts 17 assume their fully effective position. The rod <B> 29 </B> carries a piston <B> 32 </B> which works in a cylinder <B> 33 </B> against the action of the spring <B> 30 </B>.

   The cylinder <B> 33 </B> is connected to the outlet line 34 of a fluid pump <B> 35 </B>. The pump <B> 35 </B> is driven by the compressor shaft, so that the pressure in cylinder <B> 33 </B> increases with increasing compressor speed. increases;

   in the process, the piston <B> 32 </B> is moved and the ring 22 is rotated counterclockwise (FIG. 4), which results in a retraction of the slide <B> 19 </B>. The movement of the piston <B> 32 </B> in the cylinder <B> 33 </B> is limited by a stop <B> 36 </B> which strikes against the collar <B> 31 </B> when the compressor speed reaches a certain value in relation to the full load speed; At this point, the movable wall parts take their ineffective position. It goes without saying that any other suitable speed-dependent or load-dependent control can also be provided.



  In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the blades 5, the blade roots 14, the grooves 15 and the grooves are > 16 </B> identical - as in the example described above.

   The -N \ Tandteile <B> 37 </B> provided here are made of sheet metal and are linked to the housing 2 by means of hinges <B> 38 </B> on or in the area of the inlet plane of the stator blade ring. A number of wall parts <B> 37 </B> are expediently combined to form a sector-shaped strip <B> 39 </B> and by means of screws <B> 18 </B> in the upstream part of the groove <B> 16 < / B> attached.

       The strip <B> 39 </B> is expediently built in in a flat state and, after dividing the hinge pins, is bent between adjacent wall parts. On the other hand, as in the example according to FIGS. 7, 8 and 9, the wall part 40 located between two adjacent blades can consist of one piece.

   The upstream end 40a of the wall part 40 is bent outwards. The upstream end 41 of the groove 16 is deeper than the thickness of the sheet metal material of the wall part and can thus accommodate the cranked end part 40a;

   Furthermore, this part of the groove is backed so that the angled part 40a is caught in a recess which, in the area of the upstream end of the wall part 40, forms a pivot bearing for this wall part. Around every movable part of the wall. to be defined in the circumferential direction, a separate toe style 42 is provided between each two adjacent Sehaufelfuß.

   The shape of the intermediate style 42 is adapted to that of <B> 15 </B> and also has. a projection which protrudes into the upstream part 41 of the recess located between two adjacent Sehalifelfoots. On the other hand, this projection could also consist of one piece with the individual blade feet.

   In the exemplary embodiments according to FIGS. <B> 5 </B> and <B> 6 </B> or <B> 7 </B> and <B> 8 </B>, the movable walls are also actuated by means of sieves <B> 19 </B> wherein the end part of each sieve <B> 19 </B> lying outside the housing 2 has a thickened head <B> 25 </B>, while a compression spring <B> 26 < / B> between this head <B> 25 </B> and the housing 2 is supported. The inner end part of each slide 19 is connected by means of a pin to an eye 44 which is provided at the free, downstream end of the wall part 40 (FIG. 9).

   As in the example according to FIGS. 1-4, means for moving all wall parts 40 simultaneously are also provided here. The design shown specifically in FIGS. 2-4 can also be modified so that, as shown in FIG. 9, a pin connection is provided between the gate valve and the wall part.



  In the embodiment shown in FIGS. 10, 11 and 12, the stator blades <B> 6 </B> are in the case with their feet in undercut circumferential grooves <B> 15 </ B > used in the stator housing.

   Here, too, the blade roots 14 are set back somewhat with respect to the inside of the housing, so that a recess is created between two adjacent blades, which upstream and downstream through the opening of the groove for the blade roots and approximately through the chords in the circumference the Sehauffuss- cross sections of the two blades is limited.

   A wall part 45 is arranged in each recess, the thickness of which is equal to the depth of the recess and the shape of which is adapted to the blade profile with the exception of a slight play. The wall part 45 is attached to a slide 46 which is arranged radially displaceably in the housing 2 near the center of the groove containing the blade root. To create space for the slide 46, one side of each blade foot is provided with a corresponding notch 47.

   Each slide valve 46 has a thickened head <B> 25 </B> at its outer end, on which a compression spring 26 supported at the other end on the housing 2 engages. When the gate valve 46 is pushed inwards, the associated wall part 45 is moved into the flow path of the compressor working fluid. For the simultaneous actuation of all movable wall parts, the same means as in the examples described above can be provided.



  In the embodiments described, the flow path of the turbomachine is narrowed on the radially outer wall of the flow path in the area of the tips of the rotor blades. As a result, the flow constriction has the effect of reducing the fluid flow and the fluid load at some latiform blade tips. This is therefore important

   because rotor blades are generally more heavily stressed and because the effect of loads on a blade that generate excessive visual vibration stresses is greatest when these loads act on the blade tip. Thus, the best results are achieved when the prescribed Ver narrowing of the Strömangsweg is made near the tips of Laufsehauf eln.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCII Axialströmungskompressor, der eine sieh in Umfangsriehtung erstreckende Wand auf weist, welche den Arbeitsfluidumkanal des Kompressors begrenzt, und Kränze von Schau- feln, die quer durch den genannten Strö mungsweg ragen, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wand mehrere Teile aufweist, die sich<B>je</B> zwischen benachbarten Sehaufeln eines Kranzes erstrecken, wobei jeder Teil aus einer unwirksamen Lage, PATENT CLAIM Axial flow compressor, which has a wall extending in the circumferential direction, which delimits the working fluid channel of the compressor, and rings of blades which protrude transversely through said flow path, characterized in that said wall has several parts that are < B> each </B> extend between adjacent blades of a wreath, each part from an inoperative position, in welcher er die benachbarten -Wandteile zu einer wenigstens annähernd untinterbroellenen Begrenzung des Arbeitsfluidumkanals ergänzt, in eine wirk same Lage bewegbar ist, in welcher er quer in den Strömungsweg des Arbeitsfluidums vorsteht, um eine örtliche Verengung des Strömungsweges in Querriehtung zu bewirken. in which it supplements the adjacent wall parts to an at least approximately uninterrupted boundary of the working fluid channel, can be moved into an effective position in which it protrudes transversely into the flow path of the working fluid in order to cause a local narrowing of the flow path in the transverse direction. UNTERANSPRU-CI-TE <B>1.</B> Axialströmungskompressor nach Pa- tentansprueli, dadurch gekennzeiehnet, dass .jeder bewegliche Wandteil ein Finger ist. UNTERANSPRU-CI-TE <B> 1. </B> Axial flow compressor according to patent claims, characterized in that each movable wall part is a finger. der sieh in seiner unwirksamen Lage mit seiner Uingsrichtung in Richtung der Strömung im Arbeitsfluidumkanal erstreckt, und dessen stromabwärtsliegender EnAtoil quer zür 'Strö-, iiiiiiio,srielltiin#)- in seine wirksame Lage be- ist. 2. which in its inoperative position extends with its uingsrichtung in the direction of the flow in the working fluid duct, and whose downstream EnAtoil is in its operative position across the flow, iiiiiiio, srielltiin #). 2. Axialströmungskompressor nach Unter- 1, dadurch gekenimeiehnet, dass der Finger im Bereich seines andern Endteils in der den Arbeitsfluidumkanal begrenzenden Wand befestigt ist Lind gegenüber dieser Wand federnd bewegbar ist. Axial flow compressor according to Unter- 1, characterized in that the finger is fastened in the area of its other end part in the wall delimiting the working fluid channel and is resiliently movable with respect to this wall. Axialströmungskompressor nach Unter- ansprueli <B>1,</B> dadureh gekennzeichnet, dass Be tätigungsmittel züm Bewegen des Finger3 #-orgesehen sind, die einen im Bereich des stromabwärtsliegenden Endteils am Finger angreifenden, in der genannten Wand ver- s(-hiebbaren Sehieber aufweisen. Axial flow compressor according to subclaims <B> 1, </B> characterized in that actuation means for moving the finger3 # are provided, which act on the finger in the area of the downstream end part and can be cut in said wall Have eye glasses. 4,. Axialströmungskompressor nach Unter- ansprueh <B>3,</B> dadurch -,gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von in einer Umfangsreihe angeord neten, in der genannten Wand versehiebbaren '#ehiebern zum Bewegen der beweglichen Fin- zer vorgesehen ist, und dass ein die genannte Wand ausserhalb des Strömungsweges umge- bonder, bezüglich der Wand drehbarer Ring so angeordnet ist, 4 ,. Axial flow compressor according to sub-claim 3, characterized in that a plurality of slats arranged in a circumferential row and displaceable in said wall are provided for moving the movable fingers, and that a the said wall is arranged outside the flow path with a ring that is rotatable with respect to the wall, (lass er beim Drehen alle Sehieber in der genannten Wand gleichzeitig verschiebt und dabei die beweglichen Finger <B>-</B> eiehzeitig Lind in gleicher Weise bewegt. (When turning, let him move all the slides in the wall mentioned at the same time and move the movable fingers <B> - </B> simultaneously and in the same way. gl <B>5.</B> Axialström.Liiigskonipressor nach Unter- ,gnsprueh <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Wand den Arbeitsfluidumkanal umsehliesst und dass die beweglichen Finger so angeordnet sind, dass sie in ihrer wirk- s,amen Lage die Strömung an den Laufsehau- felenden eines stromabwärts der Finger ange ordneten Laufsehaufelkranzes beeinflussen. gl <B> 5. </B> Axialström.Liiigskonipressor according to Unter-, gnsprueh <B> 1, </B> characterized in that said wall surrounds the working fluid channel and that the movable fingers are arranged so that they effective s, amen position influence the flow at the blade ends of a blade ring arranged downstream of the fingers.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0493627A1 (en) * 1990-12-29 1992-07-08 Asea Brown Boveri Ag Device for regulating the effective cross-sectional area of a turbomachine
US8206089B2 (en) 2006-12-01 2012-06-26 Parsons Brinckerhoff Limited Flow control device

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EP0493627A1 (en) * 1990-12-29 1992-07-08 Asea Brown Boveri Ag Device for regulating the effective cross-sectional area of a turbomachine
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