DE671418C - compressor - Google Patents

Description

Verdichter Der Verdichter gemäß der Erfindung erzielt durch die Vereinigung mehrerer an sich bekannter Merkmale mit wenigen Teilen und bei geringen Abmessungen eine hohe Leistung bei gutem Wirkungsgrad.Compressor The compressor according to the invention achieved by the union several known features with few parts and small dimensions high performance with good efficiency.

Er erreicht dies durch einen Aufbau, bei dem mit Sicherheit das Auftreten der sog. Stoßwelle bei überschallgeschwindigkeit zustandekommt, und zwar unter Verwendung nur eines einzigen Laufrades bei mäßigen Umfangsgeschwindigkeiten.He achieves this through a structure that is certain to occur the so-called shock wave at supersonic speed comes about using only a single impeller at moderate peripheral speeds.

Er ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein Laufrad mit zwei Schaufelkränzen, die zwei hintereinandergeschaltete Verdichterstufen bilden, und zwar eine erste Stufe mit axialem Eintritt und radialem Austritt und eine zweite Stufe mit axialem Eintritt und axialem Austritt des Fördermittels, durch einen zwischen den beiden Laufradschaufelkränzen angeordneten festen Leitschaufelkranz, dessen Kanäle eine fortschreitende stetige Krümmung aufweisen und keine Druckerhöhung erzeugen, durch einen hinter dem zweiten Laufradschaüfelkranz angeordneten weiteren festen Leitschaufelkranz mit düsenförmig ausgebildeten Kanälen sowie durch einen hinter dem zweiten festen Leitschaufelkranz angeordneten Enddiffusor.It is essentially characterized by an impeller with two blade rings, which form two compressor stages connected in series, namely a first Stage with axial entry and radial exit and a second stage with axial Entry and axial exit of the conveyor, through one between the two Impeller vane rings arranged fixed guide vane ring, the channels of which a have progressive steady curvature and generate no pressure increase through a further fixed guide vane ring arranged behind the second impeller blade ring with nozzle-shaped channels and one behind the second fixed Vane ring arranged end diffuser.

Eine abgeänderte Ausführungsform des Verdichters ist gekennzeichnet durch ein Laufrad mit zwei Schaufelkränzen, die zwei hintereinander geschaltete Verdichterstufen bilden, und zwar eine erste Stufe mit axialem Eintritt und radialem Austritt und eine zweite, keine Druckerhöhung erzeugende Stufe mit zentripetalem Eintritt und zentripetalem Austritt des Fördermittels, durch einen zwischen den beiden Laufradschaufelkränzen angeordneten festen Leitschaufelkranz, dessen Kanäle eine fortschreitende stetige Krümmung aufweisen und keine Druckerhöhung erzeugen, durch einen hinter dem zweiten Laufradschaufelkranz angeordneten weiteren festen Leitschaufelkranz mit düsenförmig ausgebildeten Kanälen, der eine geringe Druckminderung erzeugt, sowie durch einen hinter dem zweiten festen Leitschaufelkranz angeordneten Enddiffusor.A modified embodiment of the compressor is indicated by an impeller with two blade rings, the two connected in series Compressor stages form, namely a first stage with axial and radial entry Exit and a second, no pressure increase generating stage with centripetal Entry and centripetal exit of the conveyor, through one between the two impeller blade rings arranged fixed guide vane ring, its channels have a progressive steady curvature and do not generate any pressure increase, by a further fixed blade arranged behind the second impeller blade ring Guide vane ring with nozzle-shaped channels, which results in a slight reduction in pressure generated, as well as by a arranged behind the second fixed guide vane ring End diffuser.

Auf der Zeichnung ist ein Verdichter gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Abb. i einen axialen Schnitt, Abb. a einen entsprechenden Schnitt einer geänderten Ausführungsform, Abb. 3 einen entsprechenden Schnitt einer weiteren Ausführungsform.In the drawing, a compressor according to the invention is for example illustrated. They show: Fig. I an axial section, Fig. A a corresponding one Section of a modified embodiment, Fig. 3 is a corresponding section of a further embodiment.

Die Abb. q. und 5 zeigen Geschwindigkeitsdreiecke.Fig.q. and 5 show speed triangles.

Das Laufrad a (Abb. i) hat einen vom Fördermittel durchströmten Schaufelkranz b, aus dem das Fördermittel bei i wieder austritt. Das Fördermittel durchströmt sodann den festen Leitschaufelkranz c, in dem der Druck im wesentlichen unverändert bleibt, die Strti=.= mungsrichtung aber, ohne daß sich die SÜö mungsgeschwindigkeit merklich ändert Th, t'@ in Abb. 4 und 5), derart umgelenkt` wird, daß sie am Ausgang dieses Leitschaufellzranzes parallel zur Strömungsrichtung des Fördermittels beim Eintritt in die Laufradschaufeln b liegt. Der Leitschaufelkranz c, der im Gehäuse d angeordnet ist, führt das Fördermittel zu einem zweiten Laufradschaufelkranz e, der auf der Austrittsseite des Laufrades a liegt.The impeller a (Fig. I) has a blade ring through which the conveying medium flows b, off which the funding exits again at i. The funding then flows through the fixed guide vane ring c, in which the pressure is essentially remains unchanged, but the direction of flow, without changing the speed of flow Th, t '@ in Fig. 4 and 5) changes noticeably, is deflected in such a way that it is at the exit this guide vane ring parallel to the direction of flow of the conveying means at Entrance into the impeller blades b lies. The guide vane ring c, which is in the housing d is arranged, the conveyor leads to a second impeller blade ring e, which is on the outlet side of the impeller a.

Im Laufschaufelkranz e, den das Fördermittel entweder in einer schraubengangförmigen Bahn (Abb. i) oder in zentripetaler Richtung (Abb.2 und 3) als zweite Verdichterstufe durchströmt, entsteht gleichfalls keine Druckänderung.In the rotor blade ring the conveying means either in a helical shape Track (Fig. I) or in the centripetal direction (Fig. 2 and 3) as a second compression stage flows through, there is also no change in pressure.

Nach dem Verlassen der zweiten Verdichterstufe e tritt das Fördermittel in den Enddiffusor ä.After leaving the second compressor stage e, the conveyor occurs in the end diffuser Ä.

In der Abb. i ist die zweite Stufe e des Verdichters schraubengangförmig. Der Enddiffusor g ist auf seiner Eintrittsseite oder in der Nähe seiner Eintrittsseite mit einem festen Leitschaufelkranz f ausgerüstet, der dazu bestimmt ist, die Richtung der absoluten Geschwindigkeit V'3 des Fördermittels in eine durch die Verdichterachse gelegte Ebene umzulenken. Die Kanäle zwischen den Leitschaufeln f sind derart ausgebildet, daß sich in ihnen der Druck nicht vergrößert, eher sogar etwas erniedrigt. Der Leitschaufelkranz f hört an ,der Stelle auf, wo die Ausflußströmung einen solchen Verlauf allgenommen hat, daß jeder Stromfaden in eine durch die Verdichterachse gelegte Ebene fällt. Der Enddiffusor wird in seinem zweiten Teil g nur durch seine beiden Wände gebildet.In Fig. I, the second stage e of the compressor is helical. The end diffuser g is on its entry side or near its entry side equipped with a fixed guide vane ring f, which is intended to determine the direction the absolute speed V'3 of the conveying means in one through the compressor axis divert the laid plane. The channels between the guide vanes f are designed in such a way that that the pressure in them does not increase, rather it even lowers it a little. The guide vane ring f stops at the point where the outflow has taken such a course has that each stream filament falls in a plane laid through the compressor axis. The end diffuser is formed in its second part g only by its two walls.

Bei dieser Ausbildung tritt, wenn das Fördermittel mit einer die Geschwindigkeit des Schalls überschreitenden Geschwindigkeit in den Enddi -ffusor eintritt, am Austritt des Leitschaufelkranzes f oder hinter demselben eine örtlich begrenzte Stoßwelle auf. Sie erzeugt eine Druckerhöhung mit einem sehr guten Wirkungsgrad. .In this training occurs when the conveyor is at a speed the speed exceeding the sound enters the end diffuser, at the exit of the guide vane ring f or behind it a locally limited shock wave on. It generates a pressure increase with a very high degree of efficiency. .

In den Abb. 2 und 3 ist die Strömungsrichtung in der zweiten Verdichterstufe e zentripetal und am Ausgang des Enddiffusors g zentrifugal.In Figs. 2 and 3 the direction of flow is in the second compressor stage e centripetal and at the exit of the end diffuser g centrifugal.

In dem Fall der Abb. 2 wird der den Laufradschaufelkranz e verlassende zentripetale Strom zunächst durch eine scharfe Umkehrkrümmung zentrifugal gerichtet. Alsdann tritt das Fördermittel in den festen Leitschaufelkranz f ein und v erläßt den Verdichter schließlich durch den Enddiffusor g. In dem Fall der Abb. 3 sitzt der Leitschattfelkranz f unmittelbar am Ausgang des Laufradschaufelkranzes e, worauf das Fördermittel nach Durchströmung eines Umkehrkanales ,zentrifugal in den Enddiffusor g eintritt.In the case of Fig. 2, the one leaving the impeller blade ring e centripetal current initially directed centrifugally by a sharp inverse curvature. The conveyor then enters the fixed guide vane ring f and leaves v the compressor finally through the end diffuser g. In the case of Fig. 3 sits the Leitschattfelkranz f directly at the exit of the impeller blade ring e, whereupon the conveying means, after flowing through a reversing channel, centrifugally into the end diffuser g occurs.

` Die Abb. 4. und 5 zeigen auf dieselbe Ebene projiziert die Umfangsgeschwindigkeiten U, die relativen Geschwindigkeiten W und die absoluten Geschwindigkeiten V des Fördermittels .an den Stellen i, 2 und 3 in den Abb. i bis 3, bei denen der Strom die Schaufeln b verläßt bzw. in die Schaufeln e eintritt bzw. die Schaufeln e verläßt. In den Geschwindigkeitsdreiecken sind die Bezugszeichen U, W, TI mit den Beiziffern i, 2 oder 3 der Stellen versehen, auf die sie sich beziehen.`Figs. 4 and 5 show the circumferential speeds U, the relative speeds W and the absolute speeds V of the conveying means projected onto the same plane. At points i, 2 and 3 in Figs Blades b leaves or enters the blades e or leaves the blades e. In the speed triangles, the reference symbols U, W, TI are provided with the numerals i, 2 or 3 of the positions to which they refer.

Die Abb.4 entspricht dem Fall einer zunächst zentrifugalen und dann schraubenförmigen Führung nach der Abb. i, bei der die Umfangsgeschwindigkeit U3 gleich U2 und größer als Ui ist. Das Fördermittel tritt am Punkt 3 parallel zur Achse des Verdichters aus, da V3 rechtwinklig zu U3 liegt.The Fig.4 corresponds to the case of a first centrifugal and then helical guide according to Fig. i, in which the peripheral speed U3 is equal to U2 and greater than Ui. The funding occurs at point 3 parallel to Axis of the compressor off, as V3 is at right angles to U3.

Die Abb. 5 entspricht dem Fall einer zunächst zentrifugalen und dann zentripetalen Führung gemäß den Abb.2 und 3, denn U2 ist gleich U1 und größer als U3. In diesem Fall v erläßt das Fördermittel die Stelle 3 in einer Richtung, die sich der Tangente an das Laufrad nähert.Fig. 5 corresponds to the case of a first centrifugal and then centripetal guidance according to Figures 2 and 3, because U2 is equal to U1 and greater than U3. In this case, the conveyor leaves the point 3 in a direction that the tangent approaches the impeller.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCFIE i. Verdichter, gekennzeichnet durch ein Laufrad (a) mit zwei Schaufelkränzen (b, e), die zwei hintereinandergeschaltete Verdichterstufen bilden, und zwar eine erste Stufe (b) mit axialem Eintritt und radialem Austritt und eine zweite Stufe (e) mit axialem Eintritt und axialem Austritt des Fördermittels, durch einen zwischen den beiden Laufradschaufelkränzen angeordneten festen Leitschaufelkranz (c), dessen Kanäle eine fortschreitende stetige Krümmung aufweisen und keine Druckerhöhung erzeugen, durch einen hinter dem zweiten Laufradschaufelkranz (e) angeordneten weiteren festen Leitschaufelkranz (f) mit düsenförmig ausgebildeten Kanälen sowie durch einen hinter dem zweiten festen Leitschaufelkranz angeordneten Enddiffusor (g). PATENT CLAIM i. Compressor, characterized by an impeller (a) with two blade rings (b, e), the two compressor stages connected in series form, namely a first stage (b) with axial entry and radial exit and a second stage (e) with axial entry and axial exit of the conveying means, by a fixed guide vane ring arranged between the two impeller blade rings (c), the channels of which have a progressive, steady curvature and no pressure increase generate, by a further arranged behind the second impeller blade ring (e) fixed guide vane ring (f) with nozzle-shaped channels and by a end diffuser (g) located behind the second fixed guide vane ring. 2. Verdichter, gekennzeichnet durch ein Laufrad (a) mit zwei Schaufelkränzen (b, e), die zwei hintereinander geschaltete Verdichterstufen bilden, und zwar eine erste Stufe (b) mit axialem Eintritt und radialem Austritt und eine zweite, keine Druckerhöhung erzeugende Stufe (e) mit zentripetalem Eintritt und zentripetalem Austritt des, Fördermittels, durch einen zwischen den beiden Laufradschaufelkränzen angeordneten festen Leitschaufelkranz (c), dessen Kanäle eine fortschreitende stetige Krümmung aufweisen und keine Druckerhöhung erzeugen, durch einen hinter dem zweiten Laufradschattfelkranz (e) - angeordneten weiteren festen Leitschaufelkranz (f) mit düsenförmig ausgebildeten Kanälen, der eine geringe Druckminderung erzeugt, sowie durch einen hinter dem zweiten festen Leitschaufelkranz angeordneten F_nddiffusor (g).2nd compressor, characterized by an impeller (a) with two blade rings (b, e), the two in a row Form switched compressor stages, namely a first stage (b) with an axial inlet and radial outlet and a second, no pressure increase generating stage (s) with centripetal inlet and centripetal outlet of the, conveyor, through a fixed between the two impeller blade rings Guide vane ring (c), the channels of which have a progressive, steady curvature and do not generate a pressure increase, due to one behind the second impeller contact ring (e) - arranged further fixed guide vane ring (f) with nozzle-shaped Ducts, which creates a slight pressure reduction, as well as through one behind the second fixed guide vane ring arranged F_nddiffusor (g).