DD200640A1

DD200640A1 - Stelleinrichtung fuer stroemungsmaschinen

Info

Publication number: DD200640A1
Application number: DD23426681A
Authority: DD
Inventors: Jochen Huettenrauch
Original assignee: Jochen Huettenrauch
Priority date: 1981-10-22
Filing date: 1981-10-22
Publication date: 1983-05-25

Abstract

Stelleinrichtung fuer Stroemungsmaschinen, wie sie insbesondere bei Turbomaschinen angewendet wird. Ziel der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache Stelleinrichtung zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad erreicht, wobei das Schaufelgitter eines Drallreglers so gestaltet ist, dass sowohl bei positivem als auch negativem Vordrall eine optimale aerodynamische Wirkung erreicht wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Drallreglerschaufel aus einem plattenfoermigen elastischen Material, vorzugsweise relativ duennem Federstahl besteht, wobei sich durch Verwindung desselben ein Vordrallwinkel *=f(r) ergibt, der sich positiv auf das Regelverhalten der Turbomaschine auswirkt. Anwendungsgebiet ist die Lueftungstechnik. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung

Stelleinrichtung für Strömungsmaschinen».

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung für Strömungs maschinen, wie sie zur energieökonomisohen Regelung, insbe sondere bei Turbomaschinen angewendet wird*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Drallregler mit Schaufeln zum Verstellen des Vor— dralles, die zur Erreichung eines sowohl positiven als au©h negativen Vordralles überwiegend aus symmetrischen Profilen oder ebenen Platten bestehen« Durch Verstellen der Drallreglerschaufeln wird hierbei der Anströmwinkel zum Laufrad ge — ändert und damit sowohl die Energiedifferenz als auch die Liefermenge der Strömungsmaschine verändert» im Bereich kleiner Änderungen der Leistungsdaten ist diese Art der Regelung energieökonomisoher als eine Drosselregelung«

Der Nachteil dieser Stelleinrichtungen besteht jedooh darin, daß der Drallregler bei einer größeren Umlenkung und damit verbundenen stärkeren Veränderung der Leistungsdaten mittels der symmetrischen Profile drosselnd wirkt, wodurch der wesentliche Vorteil gegenüber der Drosselregelung verlorengeht«

Soll mittels Vordrallregelung ein großen· Regelbereich mit ei nem hohen Wirkungsgrad erreicht werden, ist es erforderlich, die Drallreglerschaufeln zu profilieren.

In den DD - WP 5a 567, DE - AS 2:4 ο3 113, DE - OS 24 1& 724 und DE - OS 25 o2 986 wurden Stelleinrichtungen vorgeschlagen, bei denen zwei hintereinanderllegende., gegeneinander verstellbare, Schaufeln oder Leitflügel angeordnet sind.

Der Nachteil dieser Stelleinrichtungen besteht darin, daß die aerodynamische Ausbildung des Schaufelgitters auf Grund des Einsatzes von symmetrischen Gittern nur näherungsweise erreicht

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wird oder die Vordrallverstellung nur nach einer Richtung möglich ist» Außerdem wirkt sich nachteilig aus, daß die; vorgeschlagenen Drallregler konstruktiv aufwendig gestaltet sind»

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache Stell einrichtung für Turbomasohinen zu sohaffen, die einen hohen Wirkungsgrad erreicht.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunda, das Schaufelgitter eines Drallreglers so zu gestalten, daß sowohl bei positivem als auch negativem Vordrall· eine optimale; aero dynamische; Wirkung erreioht wird, wobei der Vordrallwinkel in Abhängig— kalt vom Radius im Ringquerschnitt der Strömungsmaschine nioht konstant ist»

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drallreglersohaufel aus einem plattenförmigen elastischen Material, vorzugsweise relativ dünnem Fedarstahl besteht, wobei sie auf der Zuströmseite des Drallreglers im Außemra dius an einem gegen das Drallreglergehäuse drehbaren Ring und am Innenradius an einer nabe befestigt ist und an der Abströmseite am Außenradius in einem Schlitz, von im Drallreglergehäuse drehbar gelagerten Köpfen geführt wird.

Die Vordrallwinkelversteilung erfolgt durch Verdrehen des Ringe an der Zuströmseite gegen das Drallreglergehäuse;. In Abhängigkeit von der Elastizität des als Drallreglerschaufel einge setzten Materials und der Ausbildung des Schlitzes im Kopf stellt sich ein Schaufelwinkel ein, der auf Grund der Ver — windung der Drallreglerschaufel vom Außenradius zum Innenra dius des Ringquersohnittes kleiner wird.

Der sich durch die Verwindung der Drallreglerschaufel ergebende Vordrallwinkel cc » ff C^r) wirkt sieh derart positiv auf das Regelverhalten der Turbomaschine aus, daß der Regelbereich

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durch Drosselung bei einer bestimmten, vor allem großen, Vordrallverstellung erweitert wird« Dies wird durch eine bessere Anpassung der Vordrallverteilung an die Abreißgrenzen des Laufrades in Abhängigkeit vom Radius erreicht*

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig«l : Eine Perspektivdarstellung eines Drallreglers·

Fig»2 : Eine Prinzipdarstellung der Drall ~

reglersohaufel in Verbindung mit dem Laufrad»

Fig.3 : Eine Darstellung der Drallverteilung in Abhängigkeit vom Radius«

Nach Figur 1 wird die Drallreglersohaufel 1 aus elastischem Material, vorzugsweise dünnem Federstahl, im Ring 2 und in der· Nabe 3 mittels Keil 4' befestigt«

Der Ring 2 ist im Drallreglergehäuse 5> drehbar gelagert und kann mittels Stellhebel 6 gegen d<as Drallreglergehäuse 5 verdreht werden« An der Abströmseite wird die Drallreglerschaufel 1 durch die Zunge 8 im Sohlitz des drehbar gelagerten Kopfes 7 geführt·

Durch das Verdrehen des Ringes 2 mittels des Stellhebels 6 erfolgt eine Biegung und gleichzeitige Verwindung der Drall reglerschaufel 1 derart, daß sich ein Schaufelwinkel 2^ in Ab hängigkeit vom Radius einstellt« Auf Grund der Minderumlenkung im Gitter stellt sich in Abhängigkeit vom Schaufelwinkel 2^ der Vordrallwinkel CC ein_#

Infolge der zu erwartenden großen Stellkräfte muß die Verstellung über den Stellhebel 6> mittels einer in Figur 1 nicht darge stellten Spindel von Hand oder durch einen Stellmotor erfol gen.

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In der Figur 3 wird die Verwindung der Drallreglerschaufel 1 bei einem Schaufelwinkel V¹ ·» 45 Grad am Außenradius dar loo gestellt· Dabei wurde Federstahl mit einem Dickenverhältnis 0,006 eingesetzt«

Bei dieser Anordnung wird also der Vordrall· sowohl b.ei Mit als auoh Gegendrall mittels eines aerodynamisch ausgebilde ten Gitters vorgenommen. Die aerodynamische Ausbildung wird durch die Biegung der elastischen Drallreglerschaufel 1 erreicht, wobei die Biegung durch Verdrehen des Ringes 2 erfolgt· Dabei verschiebt sioh die Zunge 8 im Schiita des drehbar gelagerten Kopfes 7· Duroh die einseitige Führung der Drallreglerschaufel 1 an deir Abs t rom seit β; am Außenradius

Ho entsteht die Verwindung, die sich positiv auf die Regelbar keit der Strömungsmaschine auswirkt*

Claims

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Erfindun g8anspruoh

Stelleinrichtung für Strömungsmaschinen, dadurch gekenn — zeichnet, daß die Drallreglersohaufel ( 1 ) aus einem plattenförmigen elastischen Material, vorzugsweise relativ dünnem Federstahl, besteht, wobei die Drallreglersohaufel ( 1 ) auf der Zuströmseite des Drallreglers im Außenradius an einem gegen das Drallreglergehäuse ( 5 ) drehbar gelagerten Ring ( und am Innenradius an einer Nabe ( 3 ) befestigt ist und an der Abströmseite die Drallreglerschaufel ζ 1 ) am Außenradius in einem Schlitz von im Drallreglergehäuse ( 5 ) drehbar ge lagerten Köpfen ( 7 ) geführt wird«

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