DE2502986C2 - Vorrichtung zum Verstellen der Drallschaufeln eines Turboverdichters - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen der Drallschaufeln eines Turboverdichters mit zwei in Strömungsrichtung hintereinanderliegenden, axial angeordneten Drallschaufeln, welche drehbare, an WeI-len aufgehängte Schaufeln aufweisen, wobei der Neigungswinkel der Schaufeln beider Schaufelgitter derart verstellt wird, daß unterschiedliche Verstellwinkel erzielt werden, die sich jeweils um einen konstanten Faktor unterscheiden.

Eine Vorricht ng der eingangs genannten Art ist aus der AT-PS 2 53 664 bekannt. Es handelt sich hierbei um Leit-Elemente, welche zur Erzeugung eines veränderlichen Eintrittsdralles dienen und dis in den Eintrittsstrom eines Gebläses gestellt werden. Zwar können die Schaufeln mit unterschiedlichen, sich um einen Faktor unterscheidenden Verstellwinkeln betätigt werden, jedoch ist dem genannten Stand der Technik nicht zu entnehmen, durch weiche Vorrichtung die Drallschaufeln verstellt werden.

Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verstellung der Drallschaufeln zu schaffen, die in einfacher Weise aufgebaut ist und die Einstellung der Drallschaufeln der eingangs erläuterten bekannten Art ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Schaufelverstellung mittels eines einzigen Verstellkranzes erfolgt, der zwei Innenzahnkränze aufweist, die jeweils mit entsprechenden, an den Schaufelwellen befindlichen Zahnrädern so kämmen.

Die Anmelderin ist bereits Inhaberin eines älteren Patentes (DE-PS 24 03 113), in dessen Patentschrift eine Vorrichtung ähnlich der hier vorliegenden beschrieben wird. Im älteren Patent weist die Verstellvorrichtung zwei hintereinander radial von der Strömung beaufschlagte Drallschaufelgitter auf, die durch miteinander fest verbundene Zahnkränze verdreht werden können. Die Drallschaufelgitter sind koaxial angeordnet und werden radial nacheinander durchströmt. Diese Strömungsart schränkt die Verwendung auf Turboverdichter bestimmter Bauart ein, bei denen eine radiale Ansaugung und relativ aufwendige Saugstutzen erforderlich sind. Das führt u. a. zu ungünstigen Strömungswegen und Umlenkungen der Strömung.

Gegenüber dem letztgenannten älteren Recht weist der vorliegende Anmeldungsgegenstand den Unterschied auf, daß das Laufrad una die Drallschaufelgitter in Strömungsrichtung hintereinander axial zur Richtung der Rotorachse angeordnet sind, wobei der zusätzliche Vorteil erzielt wird, daß verlustärmere Strömungswege erreicht werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen

F i g. 1 einen schematischen Teilschnitt durch axial durchströmte und angeordnete Drallschaufelkränze,

F i g. 2a den Schnitt A-A gemäß F i g. 1 mit einer Neutralstelllung der Schaufeln und

F i g. 2b in einer Stellung mit Vordrall.

Gemäß F i g. 1 sind bei der Verstellvorrichtung der Drallschaufelgitter eines Turboverdichters Diallschau-Aslwellen 3 und 4 in Gehäuseteilen des Verdichters schwenkbar gelagert Die Wellen 3 und 4 gehören zu Drallschaufelgittern 1 bzw. 2. Die Wellenachsen verlaufen radial. Die mit den Wellen 3 und 4 verbundenen Zahnräder 5 und 6 verschiedenen Durchmessers werden über einen gemeinsamen Verstellkranz 7, der mit dem Rotor 10 koaxial (Rotorachsc 11) verstellt und verdreht.

Die Durchströmung der Drallschaufelgitter erfolgt teilweise oder vollständig axial.

Die Durchmesser der Zahnräder 5 und 6 sind entsprechend den gewünschten unterschiedlichen (differenzierten) Einstellungen der Drallschaufelgitter 1 und 2 zu wählen. Die Strönmjgsrichtung wird durch Pfeile gekennzeichnet.

Gemäß den F i g. 2a und 2b bilden die hintereinander durchströmten Drallschaufelgitter 1 und 2 Profile aus, weiche in Neutralstellung (F i g. 2a) mit den hintereinanderliegenden Drallschaufeln genau parallel zur Strömungsrichtung liegen und daher geringsten Widerstand aufweisen. Bei wachsender Verstellung wird eine wachsende Strömungsablenkung erzeugt, ohne daß ein Abreißen möglich ist, da die in Strömungsrichtung hinten liegenden Drallschaufeln des Gitters 2 mit der starken Ablenkung die Strömung bereits mit einer Vorablenkung durch die Drallschaufeln des Gitters 1 (in Strömungsrichtung vorn) zugeführt erhalten.

Um die Abreißgrenze zu wesentlich größeren Umlenkwinkeln der Strömung zu verschieben, ist das weitere Drallschaufelgitter 2 vor das Gitter 1 gesetzt, wodurch der gesamte Umlenkwinkel sich auf die beiden Gitter 1 und 2 verteilt. Die einzelnen Drallschaufeln beider Gitter 1 und 2 sind mit Zahnrädern versehen, die von dem gemeinsamen Verstellkranz 7 angetrieben werden.

Die Übersetzungsverhältnisse der Zahnkränze sind so gewählt, daß der Einstellwinkel des dem Laufrad am nächsten liegenden Drallschaufelgitters 2 dem des anderen Gitters 1 so weit voreilt, daß der gesamte Umlenkwinkel sich nach einem vorgegebenen Verhältnis auf beide Gitter verteilt. Ein solcher Fall verstellter Drehschaufeln ist in F i g. 2b dargestellt.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Verstellen der Drallschaufeln eines Turboverdichters mit zwei in Strömungsrichtung hintereinander liegenden axial angeordneten Drallschaufeln, weiche drehbare, an Wellen aufgehängte Schaufeln aufweisen, wobei der Neigungswinkel der Schaufeln beider Schaufelgitter derart verstellt wird, daß unterschiedliche Verstellwinkel erzielt werden, die sich jeweils um einen konstanten Faktor unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelverstellung mittels eines einzigen Verstellkranzes (7) erfolgt, der zwei Innenzahnkränze aufweist, die jeweils mit entsprechenden, an den Schaufelwellen (3; 4) befindlichen Zahnrädern (5; 6) kämmen.