DE1187432B - Diffusor mit Fuehrungsmulden fuer die Hauptstroemung beruehrende Potentialwirbel - Google Patents

Description

• Diffusor mit Führungsmulden für die Hauptströmung berührende Potentialwirbel Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Diffusor für strömende Medien mit mindestens einer muldenförmigen Vertiefung in der Diffusorwand, die die Erzeugung je eines in einer zur Strömungsrichtung senkrechten Ebene liegenden, die Hauptströmung berührenden Potentialwirbels durch die vorbeistreichende Strömung ermöglicht und diesen Wirbel führt.
• Diffusoren dienen bei strömenden Medien zur Umsetzung von Geschwindigkeitsenergie in Druck. Dies erfolgt dadurch, daß der Diffusor von seiner Eintrittsöffnung aus zunehmenden Strömungsquerschnitt aufweist, wodurch die Geschwindigkeit des Mediums verzögert wird. Diese bei der Verzögerung frei werdende Geschwindigkeitsenergie erteilt dem Medium einen zusätzlichen Druck. Die Querschnittserweiterung der üblichen Diffusoren kann aber ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, da die Gefahr der Ablösung des strömenden Mediums von der Diffusorwand besteht. Es ist deshalb nicht zweckmäßig, den Erweiterungswinkel eines Diffusors größer als 15° zu wählen. Daher ist es notwendig, Diffusoren mit starker Querschnittsvergrößerung relativ lang auszuführen, was bei den meisten Anwendungsgebieten im Strömungsmaschinenbau sehr ungünstig ist.
• Im Strahltriebwerksbau sind schon Diffusoren vorgeschlagen worden, die in ihrer Wand ringmuldenförmige Vertiefungen aufweisen, welche in einer zur Strömungsrichtung senkrechten Ebene angeordnet sind. Diese Mulden dienen zur Führung ringförmiger Potentialwirbel, die dort in Zusammenwirkung mit der Hauptströmung entstehen und die Diffusorwirkung unterstützen sollen. Durch die Wirbel werden an den Wänden der Mulden infolge der Wandreibung Polster des strömenden Mediums erzeugt, welche den Potentialwirbel allmählich so weit aus der Mulde herausdrücken, daß er von der vorbeistreichenden Strömung mitgerissen wird. Hierdurch wird diese Strömung pulsierend beunruhigt, und der Wirkungsgrad des Diffusors wird intermittierend verschlechtert.
• Diese Pulsationen vermeidet die vorliegende Er= findung dadurch, daß zur Stabilisierung des Potentialwirbels in jeder muldenförmigen Vertiefung ein flacher, streifenförmiger Körper vorgesehen ist, der etwa parallel zur Wand der Vertiefung an deren in Wirbeldrehung hinterem Ende angeordnet ist und mit dieser Wand einen Schlitz begrenzt.
• Die erfindungsgemäße Anordnung des streifenförmigen Körpers bewirkt, daß durch den von diesem Körper und der Wand der Vertiefung begrenzten Schlitz ein Absaugen der durch die Einwirkung des Führungskörpers auf den rotierenden Wirbel innerhalb der Führungsmulde sich ansammelnden und die Führung des Wirbels störenden Polster des strömenden Mediums erfolgt. Diese Wirkung des Schlitzes beruht darauf, daß im inneren Bereich der Mulde ein höherer statischer Druck in dem wirbelbildenden Medium herrscht als am Austrittsende des Schlitzes. Durch das Absaugen der durch die Wandreibung verzögerten Mengen des wirbelbildenden Mediums wird der Aufbau der Polster verhindert, und die Potentialwirbel werden nicht aus den Führungsmulden herausgedrückt, sondern verbleiben ständig in diesen, so daß die erwähnten Pulsationen vermieden werden und eine stationäre Diffusorströmung hohen Wirkungsgrades gewährleistet ist: Der zur Bildung des Schlitzes dienende streifenförmige Körper kann zur Veränderung der Schlitzbreite verstellbar ausgeführt sein.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Hierbei zeigt jeweils im Längsschnitt F i g. 1 einen Diffusor mit einer ringförmigen Mulde zur Führung eines Potentialwirbels, F i g. 2 einen Diffusor mit zwei hintereinanderliegenden Führungsmulden, F i g. 3 einen Teil der F i g. 1 in größerem Maßstab mit angedeutetem Strömungsverlauf.
• In F i g. 1 tritt die Strömung in den Diffusor 1 durch den Stutzen 2 ein. In der Wand des Diffusors ist eine muldenförmige Vertiefung 3 zur Führung eines Potentialwirbels vorgesehen.

  Zur Bildung eines vom inneren Teil der Mulde

  in, Ablaufrichtung desi>?ötentiätwirbels- verlaufenden

  Schlitzes 4 dient ein flacher, streifenförmiger Kör-

  per 5, der im Abstand von der Wand der Mulde 3

  verläuft. . . ,

  F i g. 2 zeigt einen D'ülfüsör' 6, in dein 'die Strö-

  mung bei 7 dinfilft, `E4 sind .zwei--.in: Strömungs-

  richtung hintgreinander.angeordnete"muldenförmige

  Vertiefungen 8 und 9 vorgesehen, voü @ denen jede

  einen durch eerl -Streifenkörper 10 - I gebildeten

  Schlitz 11 aufweist.

  In F i g. 3 ist der in F i g.1 gezeigte Diffusor in

  größerem Maßstab, in axialem Schnitt, dargestellt.

  Zur--klaren-Darstellung der---Wir-kungsweise--ist--der

  Strömungsverlauf durch Pfeile angedeutet. Die bei 2

  in den Diffusor 1 eintretende Strömung ruft in der

  muldeiöriigen' °' `Verticfüng-=3 - einen . Potential-

  wirbel W hervor,:,- der. die ihn tangierende- Haupt-

  strömung nach außen ablenkt und so die Diffusor-

  wirkung wesentlich unterstützt. Der streifenförmige

  Kötper"5---bilder- mit- dem Führurigskörper3 --ein-en

  Schlitz 4. Durch diesen Schlitz werden Luftpolster

  abgesaugt, die sich durch die Reibung zwischen-dem

  Potentialwirbel W und . der Wand der Führungs-

  mulde 3 bilden und zu Geräusch- verursachenden

  Pulsationen des Potentiälwirbels er_führen würden.

Claims (2)

1. Patentanspriiche: 1. Diffusor für strümeäde Medien mit mindestens einer muldenförmigen Vertiefung in #.' der Diffus'orwand,'orwand, die den' Aufbau je eines, in eer zur Strömungsrichtung seäkrechten Ebene liegenden, die Hauptströmung berührenden Potential-,Wirbels -ermöglicht und diesen Wirbel führt, d:ad"urch -9"ek.ennzeichnet, daß zur Stabilisierung des Potentialwirbels (W) in jeder muldenförmigen Vertiefung (3 bzw. 8,9) ein flacher, streifenförmiger Körper (5 bzw. 11) vorgesehen ist, der etwa parallel zur Wand der Vertiefung (3 bzw:--8-;-9)-an--deren -in- Wirbeldrehrichtung hinterem Ende angeordnet ist und mit dieser Wand einen Schlitz (4 bzw. 11) begrenzt.
2. 2. Diffusor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der streifenförmige Körper (5 bzw. 11) zur Veränderung der Breite des Schlitzes (4 bzw. 11) verstellbar ausgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr.'723 718; französische Patentschriften Nr. 685 301, 1139 802; USA.-Patentschriften- Nr. 2 375180, 2 841182.