Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotorlaufschaufel für
einen Kreiselverdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten, wie sie
beispielsweise in der FR 933 259 beschrieben
ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine zylindrische Laufschaufel
für einen Zentrifugal- bzw. Kreiselrotor eines mehrstufigen Verdichters mit
einem mittelhohen Strömungskoeffizienten.
Auf dem Gebiet der Kreiselverdichter ist der Strömungskoeffizient
als &PHgr; = (4·q)/(&pgr;·d2·u'') definiert, worin:
q der Volumendurchfluss ist;
d der Außendurchmesser des Rotors ist;
u'' die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors ist.
Dieser dimensionslose Koeffizient kann dazu verwendet werden, die
Betriebscharakteristika des Verdichters zu definieren, und kann eingesetzt werden,
um die unterschiedlichen Verdichterbauarten in der Entwicklungsstufe zu klassifizieren.
Verdichter sind folglich dazu eingerichtet, entsprechend den Anwendungen,
für die sie bestimmt sind, unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten
zu bewältigen, in anderen Worten bei unterschiedlichen Werten des Strömungskoeffizienten
zu arbeiten.
Somit sind beispielsweise Verdichter mit einem mittleren Strömungskoeffizienten
als diejenigen definiert, bei denen &PHgr; Werte in der Nähe von 0,04 aufweist,
während Verdichter mit einem mittelhohen Strömungskoeffizienten als diejenigen
definiert sind, für die &PHgr; ungefähr 0,06 beträgt.
Jedoch betrifft eine der für sämtliche Verdichter gemeinsamen
Hauptanforderungen den hohen aerodynamischen Wirkungsgrad, der in den meisten der
Stufen erreicht werden muss.
Die geometrische Konfiguration der Laufschaufelung beeinflusst wesentlich
den aerodynamischen Wirkungsgrad aufgrund der Tatsache, dass die geometrischen Eigenschaften
der Laufschaufel die Verteilung der relativen Geschwindigkeiten des Fluids entlang
des Rotors bestimmen und somit die Verteilung der Grenzschichten entlang der Wände
sowie bei der endgültigen Analyse die Reibverluste beeinflussen.
Der aerodynamische Wirkungsgrad ist für Rotoren, die mit Stufen
ausgeführt sind, die zweidimensionale Laufschaufeln aufweisen, in anderen Worten
rein radiale Rotoren, bei denen die Laufschaufeln flach oder zylindrisch mit zu
der Drehachse parallelen Erzeugenden ausgebildet sind, besonders entscheidend.
Konventionell weisen die in dieser Rotorbauart eingesetzten Laufschaufeln
aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung eine verhältnismäßig
einfache Geometrie auf, bei der die Mittellinie des Abschnitts aus einem Bogen eines
Umfangs besteht und die Dicke entlang der Laufschaufel konstant ist, abgesehen von
dem Bereich der vorderen Kante, der durch eine halbrunde Kehle oder einen halbkreisförmigen
Übergang oder in Einzelfällen durch eine Reduktion der Dicke gebildet
ist.
Obwohl zweidimensionale Laufschaufeln mittels verhältnismäßig
einfacher maschineller Bearbeitungsprozesse hergestellt werden und folglich weit
verbreitet sind, lässt ihre Geometrie es nicht zu, einen hohen aerodynamischen
Wirkungsgrad des Rotors zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung strebt deshalb an, eine Laufschaufel zu
schaffen, die durch eine einfache Konfiguration die Erreichung eines hohen aerodynamischen
Wirkungsgrads ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung sucht auch danach, eine Laufschaufel zu
schaffen, die in wirtschaftlicher Weise in großem Umfang mittels automatisierter
Prozesse hergestellt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist eine zylindrische Laufschaufel für
einen Rotor der rein radialen Bauart eines Kreiselverdichters mit einem mittelhohen
Strömungskoeffizienten geschaffen, wobei die Laufschaufel zwischen einer Scheibe
und einer Gegenscheibe positioniert ist, wodurch der Rotor gebildet ist, und eine
erste Fläche der Druckseite sowie eine zweite Fläche der Saugseite aufweist,
die die gleiche Krümmung aufweisen, wobei beide zu der Drehachse (Z) des Rotors
parallele Erzeugende aufweisen, wobei die Krümmungslinien der Flächen
in der Richtung der Achse (Z) durch einen ersten Abschnitt der Laufschaufel, der
mit der Gegenscheibe in Kontakt steht, und durch einen zweiten Abschnitt der Laufschaufel,
der mit der Scheibe in Kontakt steht, definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem rechtshändigen kartesischen Referenzsystem (Y, X, Z), das eine Ordinatenachse
(X) und eine Abszissenachse (Y) aufweist, wobei die Ebene (Y, X) mit dem zweiten
Kontaktabschnitt zusammenfällt und wobei die Achse (Z) mit der Drehachse des
Rotors zusammenfällt und in Richtung zu dem Innenraum der Maschine hin ausgerichtet
ist, der Schnitt jeder der Flächen mit dem Abschnitt zwei gekrümmte Linien,
nämlich eine erste Randlinie der Druckseite und eine zweite Randlinie der Saugseite,
definiert, die durch eine diskrete Menge von Punkten bestimmt sind, die zu den Linien
gehören und deren Koordinaten (y, x, z) in Bezug auf die drei Achsen (Y, X,
Z) in Abhängigkeit von dem Außenradius (R) des Rotors (20) als
die Verhältnisse y/R, x/R und z/R ausgedrückt sind, wobei
die Koordinaten (y, x, z) der Punkte innerhalb eines Bereichs von ±0,600 mm
variabel sind, wobei die Linie (6) durch die folgenden Verhältnisse
definiert ist:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R = 0.527; y/R = –0.347; z/R = –0.152;
x/R = 0.539; y/R = –0.343; z/R = –0.151;
x/R = 0.551; y/R = –0.338; z/R = –0.150;
x/R = 0.563; y/R = –0.332; z/R = –0.149;
x/R = 0.574; y/R = –0.327; z/R = –0.149;
x/R = 0.585; y/R = –0.321; z/R = –0.148;
x/R = 0.597; y/R = –0.313; z/R = –0.147;
x/R = 0.608; y/R = –0.308; z/R = –0.147;
x/R = 0.619; y/R = –0.301; z/R = –0.146;
x/R = 0.630; y/R = –0.294; z/R = –0.145;
x/R = 0.640; y/R = –0.287; z/R = –0.144;
x/R = 0.651; y/R = –0.281; z/R = –0.144;
x/R = 0.662; y/R = –0.274; z/R = –0.143;
x/R = 0.673; y/R = –0.267; z/R = –0.142;
x/R = 0.684; y/R = –0.259; z/R = –0.141;
x/R = 0.694; y/R = –0.252; z/R = –0.140;
x/R = 0.705; y/R = –0.245; z/R = –0.140;
x/R = 0.715; y/R = –0.238; z/R = –0.139;
x/R = 0.726; y/R = –0.230; z/R = –0.138;
x/R = 0.736; y/R = –0.223; z/R = –0.137;
x/R = 0.747; y/R = –0.215; z/R = –0.136;
x/R = 0.757; y/R = –0.202; z/R = –0.135;
x/R = 0.767; y/R = –0.200; z/R = –0.135;
x/R = 0.778; y/R = –0.2192; z/R = –0.134;
x/R = 0.788; y/R = –0.185; z/R = –0.133;
x/R = 0.798; y/R = –0.177; z/R = –0.132;
x/R = 0.808; y/R = –0.169; z/R = –0.131;
x/R = 0.818; y/R = –0.161; z/R = –0.130;
x/R = 0.828; y/R = –0.153; z/R = –0.129;
x/R = 0.839; y/R = –0.146; z/R = –0.128;
x/R = 0.849; y/R = –0.138; z/R = –0.127;
x/R = 0.859; y/R = –0.130; z/R = –0.127;
x/R = 0.869; y/R = –0.122; z/R = –0.126;
x/R = 0.878; y/R = –0.114; z/R = –0.125;
x/R = 0.888; y/R = –0.105; z/R = –0.124;
x/R = 0.898; y/R = –0.097; z/R = –0.123;
x/R = 0.908; y/R = –0.089; z/R = –0.122;
x/R = 0.918; y/R = –0.081; z/R = –0.121;
x/R = 0.928; y/R = –0.073; z/R = –0.120;
x/R = 0.938; y/R = –0.065; z/R = –0.119;
x/R = 0.948; y/R = –0.057; z/R = –0.118;
x/R = 0.957; y/R = –0.049; z/R = –0.117;
x/R = 0.967; y/R = –0.040; z/R = –0.116;
x/R = 0.977; y/R = –0.032; z/R = –0.115;
x/R = 0.987; y/R = –0.024; z/R = –0.114;
x/R = 0.997; y/R = –0.016; z/R = –0.113;
x/R = 1.006; y/R = –0.008; z/R = –0.113;
wobei die Linie 8 durch die folgenden Verhältnisse definiert ist:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R = 0.522; y/R = –0.338; z/R = –0.153;
x/R = 0.532; y/R = –0.330; z/R = –0.152;
x/R = 0.543; y/R = –0.323; z/R = –0.152;
x/R = 0.554; y/R = –0.316; z/R = –0.151;
x/R = 0.565; y/R = –0.310; z/R = –0.150;
x/R = 0.575; y/R = –0.303; z/R = –0.150;
x/R = 0.586; y/R = –0.297; z/R = –0.149;
x/R = 0.597; y/R = –0.290; z/R = –0.148;
x/R = 0.608; y/R = –0.284; z/R = –0.148;
x/R = 0.619; y/R = –0.277; z/R = –0.147;
x/R = 0.630; y/R = –0.271; z/R = –0.146;
x/R = 0.641; y/R = –0.264; z/R = –0.145;
x/R = 0.651; y/R = –0.257; z/R = –0.144;
x/R = 0.662; y/R = –0.250; z/R = –0.144;
x/R = 0.672; y/R = –0.243; z/R = –0.143;
x/R = 0.683; y/R = –0.236; z/R = –0.142;
x/R = 0.693; y/R = –0.228; z/R = –0.141;
x/R = 0.704; y/R = –0.221; z/R = –0.140;
x/R = 0.714; y/R = –0.214; z/R = –0.140;
x/R = 0.725; y/R = –0.207; z/R = –0.139;
x/R = 0.735; y/R = –0.199; z/R = –0.138;
x/R = 0.745; y/R = –0.192; z/R = –0.137;
x/R = 0.755; y/R = –0.184; z/R = –0.136;
x/R = 0.766; y/R = –0.176; z/R = –0.135;
x/R = 0.776; y/R = –0.169; z/R = –0.135;
x/R = 0.786; y/R = –0.161; z/R = –0.134;
x/R = 0.796; y/R = –0.153; z/R = –0.133;
x/R = 0.806; y/R = –0.146; z/R = –0.132;
x/R = 0.816; y/R = –0.138; z/R = –0.131;
x/R = 0.826; y/R = –0.130; z/R = –0.130;
x/R = 0.836; y/R = –0.122; z/R = –0.129;
x/R = 0.846; y/R = –0.114; z/R = –0.128;
x/R = 0.856; y/R = –0.106; z/R = –0.127;
x/R = 0.866; y/R = –0.098; z/R = –0.121;
x/R = 0.876; y/R = –0.090; z/R = –0.125;
x/R = 0.886; y/R = –0.082; z/R = –0.124;
x/R = 0.896; y/R = –0.074; z/R = –0.123;
x/R = 0.905; y/R = –0.066; z/R = –0.122;
x/R = 0.915; y/R = –0.058; z/R = –0.121;
x/R = 0.925; y/R = –0.050; z/R = –0.120;
x/R = 0.935; y/R = –0.041; z/R = –0.119;
x/R = 0.945; y/R = –0.033; z/R = –0.118;
x/R = 0.954; y/R = –0.025; z/R = –0.117;
x/R = 0.964; y/R = –0.017; z/R = –0.116;
x/R = 0.974; y/R = –0.009; z/R = –0.115;
x/R = 0.984; y/R = –0.001; z/R = –0.114;
x/R = 0.994; y/R = –0.008; z/R = –0.113.
Die Erfindung ist nachstehend in größeren Einzelheiten zu
Beispielszwecken mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
1 eine Vorderansicht eines Rotors, der Laufschaufeln
gemäß der Erfindung aufweist, teilweise im Querschnitt;
2 eine im Teilschnitt dargestellte Ansicht des Rotors,
geschnitten durch die Linie II-II in 1;
3 eine schematisierte axonometrische Darstellung einer
Laufschaufel gemäß der Erfindung;
4 das Profil der Laufschaufel nach 3.
Unter Bezugnahme auf 1 und
2 weist ein zu einem Kreiselverdichter mit einem mittelhohen
Strömungskoeffizienten gehörender Rotor 20 der rein radialen
Bauart mit einem Außenradius R mehrere zylindrische Laufschaufeln
1 auf, die zwischen einer Scheibe 21 und einer Gegenscheibe
22 positioniert sind.
Die Laufschaufeln 1 sind durch ein bewährtes Verfahren
einstückig mit der Scheibe 21 und/oder der Gegenscheibe
22 hergestellt oder an der Scheibe 21 angebracht.
Jede Laufschaufel 1 weist eine erste Fläche
3 der Druckseite, die in Bezug auf die Drehrichtung des Rotors, wie sie
durch den Pfeil F in 1 angezeigt ist, nach vorne weist
sowie eine zweite Fläche 5 der Saugseite auf, die der ersten Fläche
gegenüberliegt bzw. zu dieser entgegengesetzt gerichtet ist.
Die Flächen 3 und 5 sind zylindrisch und sind
im Wesentlichen mit gleicher Krümmung sowie mit Erzeugenden hergestellt, die
parallel zu der Drehachse Z des Rotors 20 ausgerichtet sind.
Die beiden Flächen 3 und 5 sind an einem Ende
über eine vordere Kante 4 miteinander verbunden, die an dem Saugeinlass
des Rotors angeordnet ist, der durch eine Verjüngung der Dicke der Laufschaufel
1 gebildet ist.
An dem Auslassende des Rotors enden die vorerwähnten Flächen
3 und 5 in einer Querkante 2 bündig mit dem Außenumfang
der Scheibe 21 und der Gegenscheibe 22.
Wie deutlicher in den 3 und
4 veranschaulicht, weist die Laufschaufel
1 an ihrer Verbindung mit der Scheibe 21 einen ersten Abschnitt
9 auf, der flach ist und auf einer Ebene Y, X eines rechtshändigen
kartesischen Systems liegt, das eine Abszissenachse Y, eine Ordinatenachse X und
eine Achse Z aufweist, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt und zu
dem Innenraum der Maschine hin orientiert ist.
Der Ursprung 0 dieses Referenzsystems liegt an dem Schnittpunkt
der Ebene Y, X, in der der Verbindungsabschnitt 9 liegt, mit der Drehachse
des Rotors.
Die Laufschaufel 1 ist mit der Gegenscheibe 22 an
einem zweiten Abschnitt 7 verbunden, der gemäß der bekannten
Technik in der Nähe der Vorderkante 4 in einer derartigen Weise gekrümmt
ist, dass er der Krümmung der Gegenscheibe 22 an dem Einlass des Rotors
folgt.
Da die Laufschaufel 1, wie vorstehend angegeben, von der
zylindrischen Bauart ist, stimmen die Projektionen der Abschnitte 7 und
9 auf die Ebene Y, X im Wesentlichen miteinander überein.
Das Profil der Laufschaufel 1 und demgemäß ihre
Krümmung sind folglich durch die Verschneidung der Flächen 3
und 5 mit der Ebene Y, X gekennzeichnet.
Für eine vollständige Definition der Krümmung der Laufschaufel
1 ist es jedoch erforderlich, auch die Krümmung des Abschnitts
7 in der Nähe der Vorderkante 4 der Laufschaufel sowie in
der Richtung des Einlasses des Rotors zu bezeichnen.
Deshalb ist, wenn dieser Abschnitt 7 in dem dreidimensionalen
Raum mittels des vorerwähnten kartesischen Referenzsystems Y, X, Z identifiziert
worden ist, die Laufschaufel 1 definiert.
Insbesondere bildet die Verschneidung der Flächen 3
und 5 mit dem Abschnitt 7 zwei gekrümmte Linien, nämlich
eine erste Randlinie 6 auf der Druckseite sowie eine zweite Randlinie
8 auf der Saugseite, die durch eine diskrete Menge von Punkten
10 bestimmt sind, die zu diesen gehören und deren Koordinaten x, y,
z in Bezug auf die drei Achsen Y, X, Z in geeigneter Weise in Abhängigkeit
von dem Außenradius R des Rotors 20 ausgedrückt werden.
In entsprechender Weise bildet die Verschneidung der Flächen
3 und 5 mit dem Abschnitt 9 zwei gekrümmte Linien,
nämlich eine dritte Randlinie 6' auf der Druckseite und eine vierte
Randlinie 8' auf der Saugseite.
Da die Laufschaufel 1 zylindrisch ist und da das kartesische
Referenzsystem Y, X, Z festgesetzt worden ist, sind die Randlinien 6' und
8' durch die gleichen x- und y-Koordinaten wie diejenigen der entsprechenden
Linien 6 und 8 definiert, während sie eine z-Koordinate von
0 für sämtliche auf ihnen liegenden Punkte aufweisen.
Die Flächen 3 und 5 und im Wesentlichen die
Laufschaufel 1 können mittels automatisierter Maschinen, beispielsweise
solche numerisch gesteuerter Bauart oder dergleichen, in geeigneter Weise ausgebildet
werden.
Gemäß den Betriebsbedingungen, für die sie vorgesehen
sind, kann der Rotor 20 und können demgemäß die Laufschaufeln
1 auch in unterschiedlichen Größen hergestellt werden.
Gemäß dem allgemein bekannten Ähnlichkeitsgesetz sind
die charakteristischen Eigenschaften eines Rotors innerhalb bestimmter Grenzen im
Wesentlichen von der Krümmung der Laufschaufeln abhängig und deshalb,
als erste Näherung, für ähnliche Rotoren gleich.
Durch Anwendung des Ähnlichkeitsgesetztes ist es möglich,
die absoluten Dimensionen der Laufschaufel außer Acht zu lassen und ihre Geometrie
beispielsweise mittels der Verhältnisse x/R, y/R und z/R der Koordinaten der
Punkte 10 bezogen auf den Wert des Außenradius R des Rotors zu definieren.
Es ist ferner festgestellt worden, dass die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad
nur geringfügig mit der Veränderung der Krümmungen der Flächen
3 und 5 und folglich der Linien 6, 6',
8, 8' variiert, wenn diese innerhalb einer Variationsbreite der
Koordinaten y, x, z der Punkte 10 von ±0,600 mm gehalten werden.
Die Linien 6 und 8 der Laufschaufel 1 gemäß
der Erfindung, die in jedem Fall als Funktion des Außenradius R des Rotors,
in der Form der Verhältnisse y/R, x/R, z/R zwischen den Werten der Koordinaten
jedes Punktes 10 und dem Wert des Radius R ausgedrückt sind, sind
durch die folgenden Werte für die Linie 6 definiert:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R = 0.527; y/R = –0.347; z/R = –0.152;
x/R = 0.539; y/R = –0.343; z/R = –0.151;
x/R = 0.551; y/R = –0.338; z/R = –0.150;
x/R = 0.563; y/R = –0.332; z/R = –0.149;
x/R = 0.574; y/R = –0.327; z/R = –0.149;
x/R = 0.585; y/R = –0.321; z/R = –0.148;
x/R = 0.597; y/R = –0.313; z/R = –0.147;
x/R = 0.608; y/R = –0.308; z/R = –0.147;
x/R = 0.608; y/R = –0.308; z/R = –0.147;
x/R = 0.619; y/R = –0.301; z/R = –0.146;
x/R = 0.630; y/R = –0.294; z/R = –0.145;
x/R = 0.640; y/R = –0.287; z/R = –0.144;
x/R = 0.651; y/R = –0.281; z/R = –0.144;
x/R = 0.662; y/R = –0.274; z/R = –0.143;
x/R = 0.673; y/R = –0.267; z/R = –0.142;
x/R = 0.684; y/R = –0.259; z/R = –0.141;
x/R = 0.694; y/R = –0.252; z/R = –0.140;
x/R = 0.705; y/R = –0.245; z/R = –0.140;
x/R = 0.715; y/R = –0.238; z/R = –0.139;
x/R = 0.726; y/R = –0.230; z/R = –0.138;
x/R = 0.736; y/R = –0.223; z/R = –0.137;
x/R = 0.747; y/R = –0.215; z/R = –0.136;
x/R = 0.757; y/R = –0.202; z/R = –0.135;
x/R = 0.767; y/R = –0.200; z/R = –0.135;
x/R = 0.778; y/R = –0.2192; z/R = –0.134;
x/R = 0.788; y/R = –0.185; z/R = –0.133;
x/R = 0.798; y/R = –0.177; z/R = –0.132;
x/R = 0.808; y/R = –0.169; z/R = –0.131;
x/R = 0.818; y/R = –0.161; z/R = –0.130;
x/R = 0.828; y/R = –0.153; z/R = –0.129;
x/R = 0.839; y/R = –0.146; z/R = –0.128;
x/R = 0.849; y/R = –0.138; z/R = –0.127;
x/R = 0.859; y/R = –0.130; z/R = –0.127;
x/R = 0.869; y/R = –0.122; z/R = –0.126;
x/R = 0.878; y/R = –0.114; z/R = –0.125;
x/R = 0.888; y/R = –0.105; z/R = –0.124;
x/R = 0.898; y/R = –0.097; z/R = –0.123;
x/R = 0.908; y/R = –0.089; z/R = –0.122;
x/R = 0.918; y/R = –0.081; z/R = –0.121;
x/R = 0.928; y/R = –0.073; z/R = –0.120;
x/R = 0.938; y/R = –0.065; z/R = –0.119;
x/R = 0.948; y/R = –0.057; z/R = –0.118;
x/R = 0.957; y/R = –0.049; z/R = –0.117;
x/R = 0.967; y/R = –0.040; z/R = –0.116;
x/R = 0.977; y/R = –0.032; z/R = –0.115;
x/R = 0.987; y/R = –0.024; z/R = –0.114;
x/R = 0.997; y/R = –0.016; z/R = –0.113;
x/R = 1.006; y/R = –0.008; z/R = –0.113;
und für die Linie 8:
x/R = 0.513; y/R = –0.348; z/R = –0.153;
x/R = 0.522; y/R = –0.338; z/R = –0.153;
x/R = 0.532; y/R = –0.330; z/R = –0.152;
x/R = 0.543; y/R = –0.323; z/R = –0.152;
x/R = 0.554; y/R = –0.316; z/R = –0.151;
x/R = 0.565; y/R = –0.310; z/R = –0.150;
x/R = 0.575; y/R = –0.303; z/R = –0.150;
x/R = 0.586; y/R = –0.297; z/R = –0.149;
x/R = 0.597; y/R = –0.290; z/R = –0.148;
x/R = 0.608; y/R = –0.284; z/R = –0.148;
x/R = 0.619; y/R = –0.277; z/R = –0.147;
x/R = 0.630; y/R = –0.271; z/R = –0.146;
x/R = 0.641; y/R = –0.264; z/R = –0.145;
x/R = 0.651; y/R = –0.257; z/R = –0.144;
x/R = 0.662; y/R = –0.250; z/R = –0.144;
x/R = 0.672; y/R = –0.243; z/R = –0.143;
x/R = 0.683; y/R = –0.236; z/R = –0.142;
x/R = 0.693; y/R = –0.228; z/R = –0.141;
x/R = 0.704; y/R = –0.221; z/R = –0.140;
x/R = 0.714; y/R = –0.214; z/R = –0.140;
x/R = 0.725; y/R = –0.207; z/R = –0.139;
x/R = 0.735; y/R = –0.199; z/R = –0.138;
x/R = 0.745; y/R = –0.192; z/R = –0.137;
x/R = 0.755; y/R = –0.184; z/R = –0.136;
x/R = 0.766; y/R = –0.176; z/R = –0.135;
x/R = 0.776; y/R = –0.169; z/R = –0.135;
x/R = 0.786; y/R = –0.161; z/R = –0.134;
x/R = 0.796; y/R = –0.153; z/R = –0.133;
x/R = 0.806; y/R = –0.146; z/R = –0.132;
x/R = 0.816; y/R = –0.138; z/R = –0.131;
x/R = 0.826; y/R = –0.130; z/R = –0.130;
x/R = 0.836; y/R = –0.122; z/R = –0.129;
x/R = 0.846; y/R = –0.114; z/R = –0.128;
x/R = 0.856; y/R = –0.106; z/R = –0.127;
x/R = 0.866; y/R = –0.098; z/R = –0.121;
x/R = 0.876; y/R = –0.090; z/R = –0.125;
x/R = 0.886; y/R = –0.082; z/R = –0.124;
x/R = 0.896; y/R = –0.074; z/R = –0.123;
x/R = 0.905; y/R = –0.066; z/R = –0.122;
x/R = 0.915; y/R = –0.058; z/R = –0.121;
x/R = 0.925; y/R = –0.050; z/R = –0.120;
x/R = 0.935; y/R = –0.041; z/R = –0.119;
x/R = 0.945; y/R = –0.033; z/R = –0.118;
x/R = 0.954; y/R = –0.025; z/R = –0.117;
x/R = 0.964; y/R = –0.017; z/R = –0.116;
x/R = 0.974; y/R = –0.009; z/R = –0.115;
x/R = 0.984; y/R = –0.001; z/R = –0.114;
x/R = 0.994; y/R = –0.008; z/R = –0.113.
Beispiel für eine Ausführungsform
Es wurde ein Rotor 20 für einen Verdichter mit einem
mittelhohen Strömungskoeffizienten mit einem Außenradius von 200 mm und
mit 19 zylindrischen Laufschaufeln 1 hergestellt, deren Flächen
3 auf den Druckseiten und Flächen 5 auf den Saugseiten die
gleiche Krümmung aufweisen.
Diese Flächen 3 und 5 sind in einem rechtshändigen
System von kartesischen Achsen Y, X, Z mit einer Abszissenachse Y, einer Ordinatenachse
X und einer Achse Z, die mit der Drehachse des Rotors zusammenfällt und in
Richtung auf den Innenraum der Maschine ausgerichtet ist, durch die folgenden Koordinaten
x, y, z einer diskreten Menge von Punkten 10 definiert, die zu den Randlinien
6 und 8 gehören, die jeweils durch die Flächen
3 und 5 an dem Schnitt mit dem Abschnitt 7 der Laufschaufel
1, der mit der Gegenscheibe 22 des Rotors in Kontakt steht, erzeugt
sind.
Die Linie 6 ist durch Punkte 10 mit den folgenden
Koordinaten definiert:
x = 102.553; y = –69.663; z = –30.610
x = 105.308; y = –69.373; z = –30.332
x = 107.762; y = –68.532; z = –30.203
x = 110.161; y = –67.565; z = –30.052
x = 112.510; y = –66.499; z = –29.897
x = 114.814; y = –65.348; z = –29.748
x = 117.074; y = –64.114; z = –29.602
x = 119.304; y = –62.830; z = –29.455
x = 121.519; y = –61.522; z = –29.308
x = 123.723; y = –60.195; z = –29.159
x = 125.915; y = –58.850; z = –29.008
x = 128.096; y = –57.489; z = –28.857
x = 130.226; y = –56.111; z = –28.707
x = 132.426; y = –54.717; z = –28.555
x = 134.576; y = –53.308; z = –28.400
x = 136.714; y = –51.882; z = –28.241
x = 138.841; y = –50.443; z = –28.080
x = 140.958; y = –48.989; z = –27.918
x = 143.066; y = –47.522; z = –27.754
x = 145.163; y = –46.043; z = –27.589
x = 147.252; y = –44.552; z = –27.426
x = 149.332; y = –43.050; z = –27.262
x = 151.403; y = –41.537; z = –27.094
x = 153.466; y = –40.014; z = –26.921
x = 155.521; y = –38.480; z = –26.747
x = 157.568; y = –36.938; z = –26.572
x = 159.608; y = –35.387; z = –26.395
x = 161.641; y = –33.827; z = –26.217
x = 163.667; y = –32.259; z = –26.037
x = 165.686; y = –30.685; z = –25.857
x = 167.700; y = –29.103; z = –25.678
x = 169.708; y = –27.514; z = –25.498
x = 171.710; y = –25.918; z = –25.313
x = 173.707; y = –24.317; z = –25.125
x = 175.698; y = –22.710; z = –24.935
x = 177.685; y = –21.098; z = –24.744
x = 179.667; y = –19.482; z = –24.554
x = 181.645; y = –17.862; z = –24.366
x = 183.620; y = –16.240; z = –24.174
x = 185.592; y = –14.614; z = –23.978
x = 187.561; y = –12.987; z = –23.779
x = 189.528; y = –11.358; z = –23.579
x = 191.494; y = –9.727; z = –23.378
x = 193.458; y = –8.094; z = –23.179
x = 195.421; y = –6.457; z = –22.979
x = 197.381; y = –4.817; z = –22.739
x = 199.333; y = –3.173; z = –22.533
x = 201.286; y = –1.532; z = –22.552.
Die Linie 8 ist durch Punkte 10 mit den folgenden
Koordinaten definiert:
x = 102.582; y = –69.661; z = –30.610
x = 104.393; y = –67.609; z = –30.544
x = 106.475; y = –66.003; z = –30.405
x = 108.594; y = –64.650; z = –30.312
x = 110.739; y = –63.275; z = –30.229
x = 112.904; y = –61.945; z = –30.098
x = 115.091; y = –60.656; z = –29.960
x = 117.285; y = –59.378; z = –29.817
x = 119.470; y = –58.086; z = –29.670
x = 121.646; y = –56.776; z = –29.519
x = 123.810; y = –55.449; z = –29.367
x = 125.965; y = –54.104; z = –29.212
x = 128.110; y = –52.378; z = –29.056
x = 130.245; y = –51.364; z = –28.899
x = 132.369; y = –49.971; z = –28.744
x = 134.484; y = –48.562; z = –28.587
x = 136.588; y = –47.138; z = –28.427
x = 138.684; y = –45.699; z = –28.264
x = 140.770; y = –44.247; z = –28.097
x = 142.848; y = –42.781; z = –27.930
x = 144.919; y = –41.303; z = –27.760
x = 146.981; y = –39.834; z = –27.591
x = 149.039; y = –38.313; z = –27.422
x = 151.082; y = –36.802; z = –27.253
x = 153.121; y = –35.280; z = –27.079
x = 155.154; y = –33.749; z = –26.901
x = 157.180; y = –32.208; z = –26.722
x = 159.199; y = –30.658; z = –26.542
x = 161.213; y = –29.101; z = –26.359
x = 163.221; y = –27.535; z = –26.175
x = 165.223; y = –25.962; z = –25.990
x = 167.221; y = –24.381; z = –25.806
x = 169.213; y = –22.794; z = –25.622
x = 171.200; y = –21.200; z = –25.436
x = 173.182; y = –19.601; z = –24.245
x = 175.161; y = –17.995; z = –25.051
x = 177.135; y = –16.385; z = –26.856
x = 179.108; y = –14.770; z = –24.660
x = 181.180; y = –13.151; z = –24.466
x = 183.046; y = –11.259; z = –24.272
x = 185.012; y = –9.905; z = –24.074
x = 186.976; y = –8.278; z = –23.871
x = 188.938; y = –6.650; z = –23.666
x = 190.899; y = –5.020; z = –23.461
x = 192.857; y = –3.387; z = –23.256
x = 194.810; y = –1.752; z = –23.056
x = 196.754; y = –0.115; z = –22.835
x = 198.714; y = –1.532; z = –22.581.
Als der Rotor 20 einer fluiddynamischen Untersuchung unterworfen
worden ist, wurde festgestellt, dass sein polytroper Stufenwirkungsgrad deutlich
höher war als derjenige von herkömmlichen Rotoren nach dem Stand der Technik.
