DE1925172A1

DE1925172A1 - Nachleitgitter eines Axialverdichters

Info

Publication number: DE1925172A1
Application number: DE19691925172
Authority: DE
Inventors: Conrad Dr-Ing Oswald
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1969-05-17
Filing date: 1969-05-17
Publication date: 1970-11-19
Also published as: US3652184A; DE1925172C3; DE1925172B2

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft * Daim 7987/4

. Stuttgart-Untertürkheim 13. Mai 1969

Patentanmeldung

"Nachleitgitter eines Axialverdichters"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Nachleitgitter eines Axialverdichters, besonders eines Überschall-Axialverdichters. In dem Nachleitgitter wird die Strömung stark umgelenkt und verzögert, was zu einer Ablösung der Strömung führen kann. Dies gilt in besonderem Maße für Überschall-Axial verdichter, bei denen die Verzögerung teilweise durch einen senkrechten Verdichtungsstoß eingeleitet wird. Die Gefahr der Strömungsablösung kann in bekannter Weise dadurch verringert werden, daß hinter der Stelle, an der der Verdichtungsstoß auftritt, die Verzögerung von der Umlenkung getrennt wird. Diese Trennung kann erzielt werden, indem man die Gehäusewände im Umlenkbereich so konvergieren läßt, daß die Strömung lediglich umgelenkt wird, während man durch Divergenz der Wände hinter dem Gitter die umgelenkte Strömung ohne wesentliche Richtungsänderung verzögert. Dabei bewirkt der am Übergang der konvergierenden in die divergierenden Wandteile entstehende Knick umso eher eine Ablösung der Strömung, je dicker die Grenzschicht des ankommenden Strömungsmittels ist. Da die Grenzschicht an der Gehäusewand und an der Nabe durch die Vorgänge im Laufrad und durch den Verdichtungsstoß im Nachleitgitter schon verhältnismäßig dick ist, löst sich mit Sicherheit die Strömung am Knick ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr einer derartigen Ablösung der Strömung zu beseitigen. Dies geschieht nach der Erfindung

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dadurch, daß zwischen den das Nachleitgitter begrenzenden Wänden ein zu diesen koaxialer, teilweise in die Leitschaufeln ragender Profilring angeordnet ist, dessen Profilhöhe in einem ersten Abschnitt zunimmt und in einem zweiten Abschnitt wieder abnimmt. Dadurch wird der Querschnittsverlauf in diesem Bereich so beeinflußt, daß eine knickfreie Führung der Wände möglich ist. Ein Ablösen der Strömung wird damit vermieden, während auf dem verhältnismüßig kurzen ersten Abschnitt des Profilringes, der vor dessen größter Profilhöhe liegt, sich eine nennenwerte Grenzschicht nicht ausbilden kann.

Eine günstige Beeinflussung der Strömung läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Profilring soweit in die Leitschaufeln ragt, daß der Übergang von dessen erstem zu dessen zweitem Abschnitt im Bereich der Austrittsebene der Leitschaufeln liegt.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung für Überschall-Axial verdichter besteht darin, daß das Profil des Profilringes ein Viereck ist mit einer langen, zur Verdichterachse parallelen Diagonale und einer kurzen, dazu senkrechten Diagonale.

Die Zeichnung zeigt ein Aueführungsbeispiel der Erfindung in schematische r Darstellung und zwar in

Fig. 1 einen Längeschnitt durch einen Teil eines Überschall-Axialverdichter β, in

Fig. 2 eine Abwicklung des in Fig. 1 gezeigten Laufrades und des Nachleitgittere und in

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Fig. 3 das Profil des Profilringes dea Nachleitgitters in vergrößertem Maßstab.

Im Gehäuse 11 eines Überschall-Axialverdichters ist ein Laufrad 12 aus einer Nabenscheibe 13 und Verdichterschaufeln 14 gelagert. An das Laufrad 12 schlieft sich ein Nachleitgitter 15 an, das in dem IUngkanal 16 zwischen einer Außenwand 17 und einer Innenwand 18 des Gehäuses 11 angeordnet ist.

Das Nachleitgitter 15 besteht aus Leitschaufeln 19 und einem etwa in der Mitte des IUngkanales 16 und koaxial zu diesem angeordneten Profilring 20. Die Dicke des Profiles 21 des Profilringes 20 nimmt dabei in einem ersten Abschnitt 22 zu und in einem zweiten Abschnitt 23 wieder ab. Im einzelnen hat das Profil 21 die Gestalt eines Viereckes mit einer langen, zur Verdichterachse parallelen Diagonale 24 und einer kurzen, darauf senkrecht stehenden Diagonale 25. Der erste Abschnitt 22 des Profilringes 20 ragt dabei soweit in die Leitschaufeln 1⁽J, daß der Übergang 26 zum zweiten Abschnitt 23 im Bereich der Auetrittsebene 27 der Leitschaufeln 19 liegt.

Der erfindungsgemfiße Profilring 20 führt durch sein Profil 21, das einen konvergent-divergenten Querschnittsverlauf des Ringkanales 16 ergibt, sowie durch seine Anordnung in Bt-zug auf die Leitschaufeln 19 zu einer Trennung der Verzögerung von der Umlenkung der Strömung im Nachleitgitter 15. Dadurch wird die Strömung im Bereich des zweiten, sich verjüngenden Abschnittes 23 des Profilringes 20 verzögert, während an der Außenwand 17 sowie an der Innenwand 18, die durch die Anordnung des Profilringes 20 knickfrei ausgeführt werden können, die Gefahr des Abreissens der Strömung stark vermindert wird.

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ßAO OBKaINAL

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Die das Nachleitgitter begrenzenden Wände haben im Beispiel zylindrische Gestalt. Sie können aber auch etwas geneigt oder gekrümmt sein, ohne daß sich an der Wirkung des erfindungsgemäßen Profilringes etwas ändert. Der Profilring kann neben Querschnittsformen, die durch Geraden begrenzt sind, z. B. solche wie sie das Beispiel zeigt oder rhombische, auch tropfenförmige Querschnittsformen aufweisen. Die Profile können dabei auch zu ihrer Längsachse asymmetrisch aufgebaut sein. Statt der im Beispiel gezeigten Mittellage ist es auch möglich, den Profilring gegebenenfalle näher an der Innenwand oder Außenwand des Ringkanales anzuordnen.

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Claims

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Ansprüche

Nachleitgitter eines Axialverdichters, besonders eines Überschall-Axialverdichters, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den das Nachleitgitter (15) begrenzenden Wänden (17,18) ein zu diesen koaxialer, teilweise in die Leitschaufeln (19) ragender Profilring (20) angeordnet ist, dessen Profilhöhe in einem ersten AbscHnitt (22) zunimmt und in einem zweiten Abschnitt (23) wieder abnimmt.
2. Nachleitgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilring^(20) soweit in die Leitschaufeln (19) ragt, daß der Übergang (26) von dessen erstem (22) zu dessen zweitem Abschnitt (23) im Bereich der Austrittsebene (27) der Leitschaufeln (19) liegt.
3. Nachleitgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (21) des Profilringes (20) ein Viereck ist mit einer langen, zur Verdichterachse parallelen Diagonale (24) und einer kurzen, dazu senkrechten Diagonale (25).

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