DE1264675B - Vorrichtung zum Verstellen der Stroemungsquerschnitte von Diffusoren bei einer Turbomaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F04d

Deutsche Kl.: 27 c-13/01

Nummer: 1 264 675

Aktenzeichen: S91184Ic/27c

Anmeldetag: 22. Mai 1964

Auslegetag: 28. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstellen der Strömungsquerschnitte von Diffusoren bei einer Turbomaschine mit mindestens einem Leitschaufelkranz zwischen den in ihrem gegenseitigen Abstand verstellbaren Wänden eines Radialdiffusors. Sie wird bevorzugt bei Turbomaschinen in Kälteanlagen, in denen ein Kältemittel verdichtet und entspannt wird, angewandt.

Bei Turbomaschinen der eingangs erwähnten bekannten Art, bei denen der Radialdiffusor mit Leitschaufeln versehen ist und bei denen der Strömungsquerschnitt des Difiusors durch Verschieben einer seiner Wände verändert werden kann, müssen sich bei der Relativverschiebung die beiden Diffusorwände gegeneinander in Ausnehmungen der einen Wand bewegen. Die Ausnehmungen müssen daher sowohl in ihrer gegenseitigen Lage als auch in ihrer Form den an der anderen Wand befestigten Leitschaufeln angepaßt sein. Diese Forderung bedingt einen erheblichen Fertigungsaufwand.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, den Fertigungsaufwand für einen mit Leitschaufeln versehenen, in seinem Strömungsquerschnitt veränderlichen Diffusor einer Turbomaschine der eingangs erwähnten Art zu verringern, und besteht darin, daß eine Diffusorwand im Bereich des Leitschaufelkranzes eine kreisringförmige Vertiefung aufweist, in die bei Verstellung der Diffusorwände gegeneinander die Leitschaufeln einzudringen vermögen, deren Abstände dabei durch ihnen mindestens annähernd angepaßte, selbständige Bauteile bildende Füllstücke überbrückt sind. Vorteilhaft werden dabei die Füllstücke gegenüber den Leitschaufeln durch selbstschmierende Kunststoffdichtungen abgedichtet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die die Leitschaufeln tragende Diffusorwand feststehend und die die Füllstücke tragende Diffusorwand verschiebbar ausgebildet. Ferner ist es möglich, die kreisringförmige Vertiefung längs ihres äußeren Umfangs gegen die Leitschaufeln ebenfalls durch eine selbstschmierende Kunststoffdichtung abzudichten.

Um eine gute Dichtwirkung zu erhalten, kann die Kunststoffdichtung durch elastische Zwischenelemente gegen die Leitschaufeln gepreßt sein. Eine Ausführungsform der Erfindung kann daher vorteilhafterweise so ausgeführt sein, daß die Kunststoffdichtungen an den Längsseiten der Füllstücke verlaufen und mit Hilfe von am strömungsrauniseitigen Ende der Füllstücke befestigten T-förmigen Haltestücken und mit Hilfe der elastischen Zwischenelemente gehalten sind.

Um schließlich Störungen und Verluste in der Strö-Vorrichtung zum Verstellen der
Strömungsquerschnitte von Diffusoren
bei einer Turbomaschine

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)

Vertreter;

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

4000 Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Kurt Jassniker, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 11. Mai 1964 (6088)

mung des die Turbomaschine durchsetzenden Mediums möglichst zu vermindern, ist es zweckmäßig, wenn die Kunststoff dichtungen, die elastischen Zwischenelemente und das T-förmige Haltestück jedes Füllstückes an der gegen den Strömungsraum gerichteten Seite eine glatte, ebene Fläche bilden, an deren Rand die Dichtkante verläuft.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt längs der Achse einer Turbomaschine einen Ausschnitt eines beschaufelten Radialdiffusors;

F i g. 2 stellt den Schnitt I-I von F i g. 1 dar, während

F i g. 3 und 4 Schnitte längs der Linien H-II bzw. III-III von F i g. 2 wiedergeben.

In allen Figuren sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile in stark schematisierter Form dargestellt.

F i g. 1 zeigt die beiden kreisringförmigen Wände 1 und 2 eines Radialdiffusors einer nicht weiter dargestellten Turbomaschine. Nach innen schließt sich an diese Wände das ebenfalls nicht gezeigte Laufrad an, während der Radialdiffusor nach außen in die Spirale übergeht. Der zwischen den Wänden 1 und 2 gebildete Strömungsraum 3 ist in seinem Querschnitt veränderlich, wofür die eine Wand 2, die eine kreisringförmige Vertiefung 4 besitzt, in Achsrichtung der Maschine verschoben werden kann. Der Verschiebemechanismus für die Wand 2 kann in bekannter Weise ausgebildet sein und ist nicht ausdrücklich dargestellt. Die Wand 1, die die Leitschaufeln 5 trägt, ist dagegen nicht verschiebbar. Obwohl die Begrenzung des Strömungsraumes 3 in F i g. 1 parallel verlaufend darge-

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stellt ist, ist die Erfindung nicht auf einen Radialdiffusor mit parallelen Wänden beschränkt, sondern kann auch für Diflusoren verwendet werden, deren Strömungskanal sich z. B. nach außen konisch erweitert. *

Bei der Relativbewegung der beiden Wände 1 und 2 gegeneinander tauchen die Leitschaufeln 5 in die Vertiefung 4 der Wand 2 mehr oder minder tief ein. Wie F i g. 2 zeigt, ist die Vertiefung 4 mit Füllstücken 6 versehen, die derart geformt und angeordnet sind, daß zwischen ihnen die Räume 4 a frei bleiben, in die dann die Schaufehl 5 eintauchen können. Die Schaufeln 5 an der Wand 1 und die Füllstücke 6 in den Vertiefungen 4 der Wand 2 sind jeweils durch Schrauben 7 und 8 gehalten. Zur besseren und genaueren Fixierung sind sie zusätzlich mit der jeweiligen Wand verstiftet.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Füllstücke 6 an die Leitschaufeln 5 — sowie nach F i g. 4 der äußere Rand der Vertiefung 4 ebenfalls an die Schaufehl 5—nur angenähert in Lage und Form angepaßt, so daß zwischen ihnen noch ein erhebliches Spiel vorhanden ist. Auf diese Weise kann der Fertigungsaufwand für das Einpassen der Schaufeln in die gegenüberliegende Diffusorwand, das bisher in den meisten Fällen individuell für jede Schaufel durch Nachbearbeitung von Hand erfolgen mußte, erheblich vermindert werden.

Das Abdichten zwischen den Schaufehl 5 und den Füllstücken 6 erfolgt über eine selbstschmierende Kunststoffdichtung9, z.B. aus Polytetrafluoräthylen, deren Dichtkante 10 an die Seitenflanken der Schaufeln 5 gepreßt wird. Die Dichtung 9 wird durch ein T-förmiges Haltestück 11, das auf den Füllstücken mit nicht dargestellten Schrauben befestigt ist, gehalten, indem das Haltestück 11 mit einem Absatz 12 in eine Vertiefung der Kunststoffdichtung 9 hineinragt.

Die Abdichtung am äußeren Rand der Vertiefung 4 ist hi gleicher Weise aufgebaut wie die Abdichtung an den Längsseiten der Füllstücke 6. Auf dem äußeren Rand der Diffusorwand 2 ist ein z. B. ebenfalls durch nicht dargestellte Schrauben befestigtes Haltestück 11 a (F i g. 1 und 4) angeordnet, das wiederum mit einem Absatz 12 in eine Vertiefung der Dichrung 9 ß eingreift. Das Haltestück 11 α und die Dichtung 9 a, ebenso wie das später beschriebene elastische Zwischenelement 13 α, sind als konzentrisch angeordnete Kreisringe ausgebildet. Sie bedecken auf dem äußeren Umfang der Diffusorwand 2 nicht nur die Zwischenräume zwischen den einzelnen Füllstücken 6, sondern verlaufen auf dem ganzen Umfang, da ein geschlossener Kreisring einen wesentlich geringeren Fertigungsaufwand erfordert als eine Dichtung aus einzelnen kleinen Kreisbogenstücken. Außerdem wird mit dem durchgehenden Dichtungsring eine zusätzliche Abdichtung des äußeren Umfanges auch an den Stellen erreicht, an denen die Füllstücke 6 sitzen, die nur angenähert genau in die Vertiefung 4 eingepaßt sind. Die Abdichtung in Längsrichtung der Füllstücke 6 ist besonders wichtig, da bekanntlich am Austrittsende des piffusors ein erheblich höherer Druck herrscht als an seinem Eintritt. Durch die Abdichtung in Längsrichtung wird dabei ein Druckausgleich über den freien Raum zwischen den Füllstücken 6 verhindert.

Zwischen den T-förmigen Haltestücken 11 und der Dichtung 9 ist zur Verbesserung des Anpressens der Dichtkanten 10 an die Schaufeln 5 ein elastisches Zwischenelement 13, z. B. aus Gummi, eingefügt, dessen Wirkung durch die Deformation in einen trapezförmigen Querschnitt erhöht wird. Dieser trapezförmige Querschnitt wird durch entsprechende Abschrägungen an den Haltestücken 11 und an den Dichtungen 9 erreicht, wie die F i g. 3 und 4 zeigen.

Pur den Strömungsverlauf des den Diffusor durchströmenden Mediums ist es vorteilhaft, wenn die dem Strömungsraum- 3 zugewandten Oberflächen der Bauelemente 11, 13 bzw. 13 α und 9 eine glatte, ebene Fläche bilden, da auf diese Weise die Strömung am wenigsten gestört wird und so die Verluste minimal gehalten werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verstellen der Strömungsquerschnitte von Diffusoren bei einer Turbomaschine mit mindestens einem Leitschaufelkranz zwischen den in ihrem gegenseitigen Abstand verstellbaren Wänden eines Radialdiffusors, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diffusorwand (2) im Bereich des Leitschaufelkranzes eine kreisringförmige Vertiefung (4) aufweist, in die bei Verstellung der Diffusorwände (1 und 2) gegeneinander die Leitschaufeln (5) einzudringen vermögen, deren Abstände dabei durch ihnen mindestens annähernd angepaßte, selbständige Bauteile bildende Füllstücke (6) überbrückt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstücke (6) gegenüber den Leitschaufehl (5) durch selbstschmierende Kunststoffdichtungen (9) abgedichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leitschaufeln (5) tragende Diffusorwand (1) feststehend und die die Füllstücke (6) tragende Diffusorwand (2) verschiebbar ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisringförmige Vertiefung (4) längs ihres äußeren Umfangs gegen die Leitschaufeln (5) ebenfalls durch eine selbstschmierende Kunststoff dichtung (9ä) abgedichtet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdichtungen (9, 9 a) durch elastische Zwischenelemente (13,13 a) gegen die Leitschaufeln (5) gepreßt sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdichtungen (9) an den Längsseiten der Füllstücke (6) verlaufen und mit Hufe von am strömungsraumseitigen Ende der Füllstücke (6) befestigen, T-förmigen Haltestücken (11) und mit Hilfe der elastischen Zwischenelemente (13) gehalten skid.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffdichtungen (9), die elastischen Zwischenelemente (13) und das T-förmige Haltestück (11) jedes Füllstückes an der gegen den Strömungsraum gerichteten Seite eine glatte, ebene Fläche bilden, an deren Rand die Dichtkante (10) verläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1034192.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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