DE1904438B2 - Abstroemgehaeuse einer axialen turbomaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betriffl ein Abströmgehäuse einer axialen Turbomaschine mit einem axialen Diffusor mit ringförmigem Kanal, einem anschließenden radial endenden Umlenkstück und einem anschließenden radialen Diffusor.

Ein solches Abströmgehäuse ist aus der FR-PS 9 20 634 bekannt. Der an den letzten Schaufelkranz eines Kompressors anschließende axiale Diffusor hat bei diesem Abströmgehäuse einen sehr kleinen öffnungswinkel und das anschließende radial endende Umlenkstück ist mit Leitwänden für die Strömung versehen und besitzt zunehmenden Querschnitt.

Soll bei den hohen Austrittsgeschwindigkeiten moderner Turbomaschinen die kinetische Energie der austretenden Strömung möglichst weitgehend in Druckenergie umgewandelt werden, so müssen die bekannten Abströmgehäuse eine große Länge bekommen. Dadurch wird das Bauvolumen, insbesondere die Baulänge der Turbomaschine sehr groß. Außerdem ergeben sich für die Unterbringung des Wellenlager:, des Rotors Schwierigkeiten. Entweder muß ein kompliziertes Innenlager angewendet werden oder das Lager muß weiter außen angeordnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines sehr guten Abströmungswirkungsgrades das Bauvolumen des Abströmgehäuses wesentlich zu verkleinern.

Diese Aufgabe wird bei einem Abströmgehäuse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Öffnungswinkel des axialen Diffusors 1T bis 55° beträgt und daß der Querschnitt des radialen Diffusors nach dem Umlenkstück um 5% bis 15% kleiner ist als der Querschnitt des axialen Diffusors vor dem Umlenkstück.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erhält man ein Abströmgehäuse einer axialen Turbomaschine, Welches einen den bekannten Ausführungen mit langem

40 Diffusor mindestens ebenbürtigen Diffusorwirkungsgrad aufweist und gleichzeitig eine beträchtlich geringere Baulänge hat, womit die Baulänge der ganzen Maschine merklich reduziert wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt durch ein Abströmgehäuse eines Axialkompressors.

Das dargestellte Abströmgehäuse weist eine Endstufe 11 mit einer Laufschaufel 12 auf. Abströmseitig der Endstufe ist ein ringförmiger axialer Diffusor 13 angeordnet An diesen Diffusor schließt abströmseitig ein axial endendes Umlenkstück 14 an. An das Umlenkstück 14 schließt abströmseitig ein axialer Diffusor 15 an.

Der Öffnungswinkel α des axialen Diffusors 13 beträgt 12° bis 55°, was gegenüber herkömmlichen Werten von höchstens 6° bis 8° einen steilen Diffusor ergibt. Der radiale Diffusor 15 weist parallele, maschinenachssenkrechte Wände auf, was einen schwachen Diffusor ergibt. Das Umlenkstück 14 hat einen Aus'rittsquerschnitt, der um 5% bis 15% kleiner ist als sein Eintrittsquerschnitt, der gleich dem Austrittsquerschnitt des axialen Diffusors ist.

Beim Betrieb wird ein beträchtlicher Teil der kine'ischen Energie des die Endstufe 11 verlassenden Arbeitsmittels im axialen Diffusor 13 zwischen den Strömungsquerschnitten Fl und F2 in Druckenergie umgewandelt Dabei reißt die Strömung trotz der Steilheit des Diffusors nicht ab, weil dieser kurz gehalten ist und an ihn das Umlenkstück 14 anschließt, dessen Durchströmquerschnitt zwischen den Querschnitten F2 und F3 abnimmt. Im radialen Diffusor 15 erfolgt zwischen den Durchströmquerschnitten F3 und F4 nochmals eine Umwandlung von kinetischer in Druckenergie. Am Ende des radialen Diffusors 15 ist ein bekannter, nicht dargestellter Sammelraum angeschlossen, in welchem die Streuung keine besondere Führung mehr benötigt.

Bei dem dargestellten Abströmgehäuse eines Kompressors weist die Endstufe eine Schaufelhöhe von nur einigen Zentimetern auf. Bei Niederdruckdampfturbinen hingegen können in der Endstufe Schaufelhöhen von beispielsweise 90 cm vorkommen. Bei solch großen Abmessungen ist es vorteilhaft, den Strömungskanal im Bereich des Umlenkstückes und des radialen Diffusors durch koaxiale ringförmige Leitwände in mehrere Sirömungskanäle zu unterteilen.

Kür den bzw. die aus Umlenkstück und radialem Diffusor bestehenden Strömungskanäle ist es wesentlich, daß die radiale Erstreckung jedes Strömungskanals mindestens dreimal, vorzugsweise mindestens viermal so groß ist, wie die radiale Erstreckung des Eintrittsquerschnitts des Strömungskanals.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch: ^^

   Abströmgehäuse einer axialen Turbomaschine mit einem axialen Diffusor mit ringförmigem Kanal, einem anschließenden radial endenden Umlenkstück und einem anschließenden radialen Diffusor, dadurch gekennzeichnet, daß der öffnungswinkel (α) des axialen Diffusors (13) 12° bis 55° beträgt und daß der Querschnitt des radialen Diffusors (15) nach dem Umlenkstück (14) um 5% bis 15% kleiner ist als der Querschnitt des axialen Diffusors (13) vor dem Umlenkstück (14).