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Title:
BACKFEED STAGE AND RADIAL TURBO FLUID ENERGY MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/166716
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a backfeed stage (BFS) of a radial turbo fluid energy machine (RTFEM), in particular of a radial turbo compressor (RTC), for deflecting a flow direction (FD) of a process fluid (PF) flowing out of an impeller (IMP) rotating about an axis (X) from radially outward to radially inward, comprising a backfeed channel (BFC) extending annularly about the axis (X) and having four sections (S1, S2, S3, S4) adjacent in the flow direction through which the process fluid (PF) can flow, wherein: a first section (S1) is designed to conduct the process fluid (PF) radially outward; a second section (S2) is designed to deflect the process fluid (PF) from radially outward to radially inward; a third section (S3) is designed to conduct the process fluid (PF) radially inward; a fourth section (S3) is designed to redirect the process fluid (PF) in the axial direction; the third section (S3) has first guide vanes (L1) which define flow channels (FC) of the backfeed channel (BFC) in relation to each other in the circumferential direction; the backfeed stage (BFS) has second guide vanes (L2) downstream of the first guide vanes (L1) which define the flow channels (FC) of the backfeed channel (BFC) in relation to each other in the circumferential direction. According to the invention, the first guide vanes (L1) are arranged only in the third section (S3), the second guide vanes (L2) being arranged only in the third section (S4).

Inventors:
PETRY, Nico (Holzstraße 22, Oberhausen, 46147, DE)
Application Number:
EP2018/052852
Publication Date:
September 20, 2018
Filing Date:
February 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Werner-von-Siemens-Straße 1, München, 80333, DE)
International Classes:
F04D17/12; F04D29/44
Domestic Patent References:
WO2015072231A12015-05-21
Foreign References:
JP2009264305A2009-11-12
US2300766A1942-11-03
JP2001200797A2001-07-27
JPH11173299A1999-06-29
DE723824C1942-08-11
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Claims:
Patentansprüche

1. Rückführstufe (BFS) einer Radialturbofluidenergiemaschi- ne (RTFEM) , insbesondere eines Radialturboverdich- ters (RTC) , zur Umlenkung einer Strömungsrichtung (FD) eines aus einem sich um eine Achse (X) rotierenden Lauf¬ rads (IMP) austretenden Prozessfluids (PF) von radial außen nach radial innen,

umfassend einen sich ringförmig um die Achse (X) erstre- ckenden Rückführkanal (BFC) ,

der vier in Strömungsrichtung von dem Prozessfluid (PF) durchströmbare benachbarte Abschnitte (Sl, S2, S3, S4) auf¬ weist,

wobei ein erster Abschnitt (Sl) zur Leitung des Pro- zessfluids (PF) nach radial außen ausgebildet ist,

wobei ein zweiter Abschnitt (S2) zur Umlenkung des Pro- zessfluids (PF) von radial außen nach radial innen ausge¬ bildet ist,

wobei ein dritter Abschnitt (S3) zur Leitung des Pro- zessfluids (PF) nach radial innen ausgebildet ist,

wobei ein vierter Abschnitt (S3) zur Umleitung des Pro- zessfluids (PF) in axiale Richtung ausgebildet ist,

wobei der dritte Abschnitt (S3) erste Leitschaufeln (LI) aufweist, die Strömungskanäle (FC) des Rückführkanals (BFC) in Umfangsrichtung zueinander definieren,

wobei die Rückführstufe (BFS) stromabwärts der ersten Leit¬ schaufeln (LI) zweite Leitschaufeln (L2) aufweist, die Strömungskanäle (FC) des Rückführkanals (BFC) in Umfangs- richtung zueinander definieren,

dadurch gekennzeichnet, dass

die ersten Leitschaufeln (LI) ausschließlich im dritten Abschnitt (S3) angeordnet sind,

wobei die zweiten Leitschaufeln (L2) ausschließlich im dritten Abschnitt (S4) angeordnet sind.

2. Rückführstufe (BFS) nach Anspruch 1,

wobei ein Austrittskantendurchmesser (D3) der ersten Leitschaufeln (LI) in einem Verhältnis zu einem Eintrittskantendurchmesser (D2) der ersten Leitschaufeln (LI) zwischen 0,5*D2 < D3 < 0,68*D2 liegt, mit:

D2 : Eintrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln (LI)

D3 : Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln (LI ) .

3. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge¬ henden Ansprüche 1 oder 2,

wobei die ersten Leitschaufeln (LI) einen Metallaustrittswinkel (L2EA) zur Radialrichtung (RAD) aufweisen mit:

-5° < L1EA < 5°, mit

L1EA: Metallaustrittswinkel der ersten Leitschau¬ feln (LI) zur Radialrichtung (RAD) .

4. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche 1 bis 3,

wobei ein Eintrittskantendurchmesser (D4) der zweiten Leitschaufeln (L2) in einem Verhältnis zu einem Austrittskantendurchmesser (D3) der ersten Leitschaufeln (LI) zwischen 0, 9*D3 < D4 < D3, mit :

D3 : Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln (LI)

D4 : Eintrittskantendurchmesser der zweiten Leitschaufeln (L2 ) . 5. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge¬ henden Ansprüche 1 bis 4,

wobei eine Schaufelüberdeckung (QST) von Leitschaufeln (LI, L2) jeweils definiert ist als ein Quotient aus einer mittleren Profilsehnenlänge (RAS) und einem mittleren Bogenlängenabstand (CDT) in Umfangsrichtung (CD) der zueinander benachbarten Schaufeln, wobei für die zweiten Leitschaufeln (L2) eine Überdeckung

0,8 < RAS /CDT < 1,2 gilt, mit RAS: Profilsehnenlänge

CDT : Bogenlängenabstand.

6. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche 1 bis 5,

wobei die zweiten Leitschaufeln (L2) eine Differenz (DL2A) zwischen einem mittleren Metalleintrittswinkel (L2IA) und mittleren Metallaustrittswinkel (L2EA) aufweisen, für die gilt :

-5° < DL2A < 5° mit:

DL2A: Differenz zwischen mittleren Metalleintrittswinkel (L2IA) und mittleren Metallaustritts¬ winkel (L2EA) . 7. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge¬ henden Ansprüche 1 bis 6,

wobei die Rückführstufe (BFS) gleich viele erste Leitschau¬ feln (LI) und zweite Leitschaufeln (L2) aufweist. 8. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge¬ henden Ansprüche 1 bis 7, wobei genau eine zweite Leit¬ schaufel (L2) stromabwärts in Umfangsrichtung (CD) zwischen den beiden ersten Leitschaufeln (LI) angeordnet ist. 9. Rückführstufe (BFS) nach mindestens dem vorhergehenden

Anspruch 8, wobei die ersten Leitschaufeln (LI) jeweils eine konkave Druckseite (PSL1) und eine konvexe Saugsei¬ te (SSL1) aufweisen und jeder Strömungskanal (FC) im Be¬ reich der ersten Leitschaufeln (LI) von einer Drucksei- te (PSL1) einer ersten Leitschaufel (LI) und einer Saugsei¬ te (SSL1) einer anderen benachbarten ersten Leitschaufel (LI) definiert ist, wobei die stromabwärts zwischen den beiden ersten Leitschaufeln (LI) angeordnete zweite Leitschaufel (L2) in Umfangsrichtung (CD) näher an der Saugsei- te (SSL1) der anderen benachbarten ersten Leitschaufel (LI) angeordnet ist.

10. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge¬ henden Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Bogenlänge in Umfangs- richtung des Abstandes (BLD) zwischen den zwei Austritts¬ kanten (LITE) benachbarter erster Leitschaufeln (LI) von dem radialen Strahl (RS) durch die Eintrittskante (L1LE) der in Umfangsrichtung zwischen den beiden ersten Leitschaufeln (LI) angeordneten zweiten Leitschaufel (L2) in einen druckseitigen Abschnitt (PSD) und einen saugseitigen Abschnitt (SSD) geteilt wird, wobei gilt:

0,4 < SSD/BLD < 0,6 mit

SSD: Abschnitt

BLD: Abstandes.

11. Rückführstufe (BFS) nach mindestens einem der vorherge- henden Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten Leitschau¬ feln (LI) und die zweiten Leitschaufeln (L2) fest und unbeweglich mit einem Stator (STAT) verbunden sind.

12. Radialturbofluidenergiemaschme (RTFEM) mit einer Rück¬ führstufe (BFS) mindestens einem der vorhergehenden Ansprü che 1 bis 3.

Description:
Beschreibung

RÜCKFÜHRSTUFE UND RADIALTURBOFLUIDENERGIEMASCHINE Die Erfindung betrifft eine Rückführstufe einer Radialturbo- fluidenergiemaschine, insbesondere eines Radialturboverdich ¬ ters, zur Umlenkung einer Strömungsrichtung eines aus einem sich um eine Achse rotierenden Laufrads austretenden Pro- zessfluids von radial außen nach radial innen, umfassend ei- nen sich ringförmig um die Achse erstreckenden Rückführkanal, der vier in Strömungsrichtung benachbarte Abschnitte aufweist, wobei ein erster Abschnitt zur Leitung des Pro- zessfluids nach radial außen ausgebildet ist, wobei ein zwei ¬ ter Abschnitt zur Umlenkung des Prozessfluids von radial au- ßen nach radial innen ausgebildet ist, wobei ein dritter Ab ¬ schnitt zur Leitung des Prozessfluids nach radial innen aus ¬ gebildet ist, wobei ein vierter Abschnitt zur Umleitung des Prozessfluids in axiale Richtung ausgebildet ist, wobei der dritte Abschnitt erste Leitschaufeln aufweist, die Strömungs- kanäle des Rückführkanals in Umfangsrichtung zueinander defi ¬ nieren, wobei die Rückführstufe stromabwärts der ersten Leit ¬ schaufeln zweite Leitschaufeln aufweist, die Strömungskanäle des Rückführkanals in Umfangsrichtung zueinander definieren. In einem Radialverdichter (siehe Figur 1) verlässt das zu komprimierende Fluid ein um eine Achse rotierendes Laufrad in radialer Richtung mit einer signifikanten Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung (Drall) . Die in Strömungsrichtung nachfolgenden statischen aerodynamisch wirksamen Kompo- nenten haben die Aufgabe, die im Laufrad zugeführte kineti ¬ sche Energie in Druck umzusetzen. Bei einem mehrstufigen Einwellenverdichter, wie beispielsweise aus der JP000244516 be ¬ kannt, muss das Fluid zudem zum nachfolgenden Laufrad gelei ¬ tet werden. Weiterhin ist der Strömung der Drall zu entzie- hen, so dass das nachfolgende Laufrad weitestgehend drallfrei angeströmt wird. Diese Aufgabe wird durch eine sogenannte Rückführstufe, umfassend einen ersten Abschnitt, der das Pro- zessfluid nach radial außen führt, einen zweiten Abschnitt der im Wesentlichen einem 180°-Bogen entspricht und einem dritten Abschnitt zur Leitung des Prozessfluids nach radial innen zum Eintritt in das stromabwärtig nachfolgende Laufrad. Ein vierter Abschnitt definiert eine Umlenkung des Pro- zessfluids aus der radial nach innen gerichteten Strömung in die Axialrichtung zum Laufradeintritt des stromabwärtigen Laufrads hin.

Eine gattungsgemäße Rückführbeschaufelung ist bereits aus der JP 11173299-A bekannt.

Unterschiedliche radiale Leitschaufelerstreckungen bzw. Profilsehnenlängen von benachbarten Leitschaufeln gattungsgemäßer Rückführstufen sind bereits aus der DE723824 bekannt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen sind wenig kompakt - also verhältnismäßig raumgreifend - und die Durchströmung ist jeweils verhältnismäßig verlustbehaftet. Rückführstufen des Standes der Technik sind außerdem aufwändig in der Fertigung und Montage.

Ausgehend von dem Problem und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eine Rückführstufe der eingangs definierten Art derart weiterzu ¬ bilden, dass eine weniger raumgreifende Rückführstufe eine weniger verlustbehaftete Strömung erzeugt, die insbesondere besonders drallarm und wirbelarm ist.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird eine Rückführstufe der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Weiterhin schlägt die Erfindung eine radiale Turbofluidenergiemaschine mit einer derartigen Rückführstufe vor . Im technischen Sprachgebrauch ist es auch üblich, nur die Kombination aus dem zweiten Abschnitt mit dem dritten Abschnitt als Rückführstufe zu bezeichnen und den ersten Ab ¬ schnitt als einen in Strömungsrichtung davor befindlichen Diffusor zu definieren. Der vierte Abschnitt wird hierbei auch nicht immer der Rückführstufe zugerechnet. Die Termino ¬ logie dieses Dokumentes bezeichnet die vier in Strömungsrich ¬ tung hintereinander angeordneten Abschnitte (Sl, S2, S3; S4; siehe Figuren) als Rückführstufe. Hierbei ist zu beachten, dass der erste Abschnitt im Rahmen der Erfindung frei gestal ¬ tet werden kann, so dass der erste Abschnitt mit oder ohne Schaufeln, im Meriodinalschnitt in Strömungsrichtung zum Beispiel sich aufweitend, konstant oder sich verjüngend ausge- bildet sein kann.

Im Zusammenhang mit der Erfindung sind geometrische Ausdrü ¬ cke, wie axial, tangential, radial oder Umfangsrichtung stets auf eine Rotationsachse eines Laufrades einer Radialturbo- fluidenergiemaschine bezogen, falls im unmittelbaren Zusammenhang nichts anderes angegeben ist. Die erfindungsgemäße Rückführstufe hat einen eindeutigen Zusammenhang zu einem derartigen Laufrad, da die Rückführstufe sich stromabwärts des Laufradaustritts bei einem Radialturboverdichter in Um- fangsrichtung um das Laufrad herum erstreckt. In der Regel ist die Rückführstufe zumindest hinsichtlich der aerodyna ¬ misch relevanten Aspekte der Grenzen des Ringraums der Erfindung rotationssymmetrisch zu der Achse ausgebildet. Die Rückführstufe nach der Erfindung ist in Folge der in

Strömungsrichtung hintereinander angeordneten ersten Leitschaufeln und zweiten Leitschaufeln weniger raumgreifend als eine Rückführstufe, die nicht die beiden Leitschaufelstufen hintereinander aufweist. Eine Ausrichtung der Strömung auf den Eintritt in das stromabwärts nachfolgende Laufrad ist mittels der gestuften Leitschaufelausführung aerodynamisch effizienter .

Aerodynamisch ermöglicht die Erfindung eine Aufgabenteilung zwischen den beiden Leitschaufelreihen, den ersten Leitschaufeln und den zweiten Leitschaufeln, die besonders effizient ist. Die ersten Leitschaufeln lenken im Wesentlichen die Strömung um und die zweiten Leitschaufeln brechen im Wesent- liehen die sich in den ersten Leitschaufeln bildenden Wirbel. Das führt zu einer homogeneren Zuströmung zum nächsten Laufrad und zu einer im Mittel drall-freieren Zuströmung zum nächsten Laufrad.

Die Anordnung der ersten Leitschaufeln und der zweiten Leitschaufeln ausschließlich in dem dritten Abschnitt der Rückführstufe kombiniert eine aerodynamisch vorteilhafte Vorbe ¬ reitung des Prozessfluids auf das stromabwärts gelegene Lauf- rad nach der 90 ° -Umlenkung . Es zeigt sich, dass die in zwei Leitstufen aufgeteilte Strömungsführung im dritten Abschnitt besonders effizient bei der drallfreien Ausrichtung des Pro ¬ zessfluids arbeitet. Daneben ist die Anordnung der Leitbe ¬ schaufelung ausschließlich im dritten Abschnitt besonders fertigungs- und montagefreundlich. Die Anordnung im dritten Abschnitt ermöglicht vorteilhaft eine solide Befestigung des Zwischenbodens an dem Schaufelboden und ist darüber hinaus aufgrund der verhältnismäßig einfachen Geometrie der radialen Rückführung im Bereich des dritten Abschnitts zur Montage und Fertigung der beiden Leitschaufelreihen besonders gut geeignet. Die Erkenntnis der Erfindung besteht insbesondere darin, dass eine Anordnung von Leitschaufeln in benachbarten Bereichen die Neigung für unerwünschte Sekundärströmungen in Folge der Komplexität der weiteren Umlenkung des Prozessfluids ver- stärkt. Die erfindungsgemäße mehrfache Aufgabenteilung zwi ¬ schen mehrfacher radialer Umlenkung (180°, 90°-Bögen),

Drallbefreiung (erste Leitschaufeln) und Brechen von sich in den ersten Leitschaufeln bildenden Wirbeln (mittels der zweiten Leitschaufeln) ist aerodynamisch besonders effizient. Da- durch, dass die zweiten Leitschaufeln ausschließlich in dem dritten Abschnitt der Rückführstufe angeordnet sind, werden etwaige Wirbel effizient gebrochen und kaum bzw. keine neue Wirbel erzeugt. Auf diese Weise gelangt eine weitestgehend drallfreie und wirbelfreie Strömung in den vierten Abschnitt der Rückführstufe und kann an dieser Stelle von sonstigen ae ¬ rodynamischen Maßnahmen unbeeinflusst in die Axialrichtung zum Eintritt in das stromabwärts befindliche Laufrad umge ¬ lenkt werden. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln in einem Verhältnis zu einem Eintrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln zwischen

0,5*D2 < D3 < 0,68*D2 liegt, mit:

D2 : Eintrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln,

D3 : Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln .

Diese Anordnung erweist sich als besonders günstig zur Errei ¬ chung von Drall- und Wirbelfreiheit am Austritt der Rück ¬ führstufe. Eine andere vorteilhafte Weiterbildung zur Befrei ¬ ung von Wirbeln und Drall sieht vor, dass die ersten Leit ¬ schaufeln einen Metallaustrittswinkel zur Radialrichtung aufweisen mit:

-5° < L1EA < 5°, mit

L1EA: Metallaustrittswinkel der ersten Leitschau ¬ feln (LI) zur Radialrichtung.

Die zweiten Leitschaufeln können nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung derart angeordnet werden, dass ein Eintrittskantendurchmesser der zweiten Leitschaufeln in einem Verhältnis zu einem Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln zwischen

0, 9*D3 < D4 < D3, mit :

D3 : Austrittskantendurchmesser der ersten Leitschaufeln

D4 : Eintrittskantendurchmesser der zweiten Leitschaufeln .

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Schaufelüberdeckung von Leitschaufeln jeweils definiert ist als ein Quotient aus einer mittleren Profilsehnenlänge und einem mittleren Bogenlängenabstand in Umfangs- richtung der zueinander benachbarten Schaufeln, wobei für die zweiten Leitschaufeln eine Überdeckung 0,8 < RAS/CDT < 1,2 gilt, mit

RAS: Profilsehnenlänge

CD : Bogenlängenabstand.

In diesem Zusammenhang ist es besonders sinnvoll, wenn die Rückführstufe gleich viele erste Leitschaufeln und zweite Leitschaufeln aufweist. Damit die zweiten Leitschaufeln nach eine vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung als Wirbelbrecher besonders effizient arbeiten, ist es zweckmäßig, wenn die zweiten Leitschau ¬ feln eine Differenz zwischen einem mittleren Metalleintrittswinkel und mittleren Metallaustrittswinkel aufweisen, für die gilt:

-5° < DL2A < 5° mit:

DL2A: Differenz zwischen mittleren Metalleintrittswinkel und mittleren Metallaustrittswinkel. Besonders bevorzugt ist die Differenz zwischen dem mittleren Metalleintrittswinkel und mittleren Metallaustrittswinkel Null. Daneben ist es auch vorteilhaft, wenn die ersten Leit ¬ schaufeln und/oder zweiten Leitschaufeln zylindrisch ausgebildet sind.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass genau eine zweite Leitschaufel stromabwärts in Um- fangsrichtung zwischen den beiden nächstgelegenen ersten Leitschaufeln angeordnet ist. Eine in Umfangsrichtung versetzte zweite Leitschaufelstufe bzw. die Anordnung der zweiten Leitschaufeln in Umfangsrich- tung asymmetrisch zu den Austrittskanten der ersten Leitschaufeln führt zu einer Verringerung der aerodynamischen Verluste des Prozessfluids bei der Durchströmung der Rück- führstufe.

Die Neuausrichtung und Umlenkung des Prozessfluids stromab ¬ wärts des Austritts aus einem Laufrad hin zu dem Eintritt des stromabwärts nachfolgenden Laufrades ist nach der Erfindung besonders verlustarm und wenig raumgreifend. Die Bogenlänge, die in Umfangsrichtung den Abstand zwischen den zwei Austrittskanten benachbarter erster Leitschaufeln charakteri- siert, wird von dem radialen Strahl durch die Eintrittskante der in Umfangsrichtung zwischen den beiden ersten Schaufeln angeordneten zweiten Leitschaufeln in einem druckseitigen Abschnitt und einem saugseitigen Abschnitt geteilt. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zweiten Leitschaufeln derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die stromabwärts zwischen den beiden ersten Leitschaufeln angeordnete zweite Leitschaufel in Um- fangsrichtung näher an der Saugseite der benachbarten ersten Leitschaufel angeordnet ist als an der Druckseite der anderen benachbarten ersten Leitschaufel.

Es hat sich gezeigt, dass die Aufteilung der Bogenlänge, die in Umfangsrichtung den Abstand zwischen den zwei Austritts- kanten benachbarter erster Leitschaufeln charakterisiert, besonders vorteilhaft ist, wenn das Verhältnis des saugseitigen Abschnitts zu der gesamten Bogenlänge zwischen 0,4 - 0,6 (0, 4<SSD/BLD<0, 6) liegt. Dieser charakteristische Versatz hin zu der Saugseite einer ersten Leitschaufel, die in Umfangs- richtung den Strömungskanal definiert, führt zu einer turbo- lenzfreien und weniger ablösungsbehafteten Durchströmung, die besonders verlustarm ist.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher be ¬ schrieben. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt in schematischer Darstellung durch den Strömungskanal einer Radialturbofluid- energiemaschine am Beispiel eines

Einwellenverdichters , Figur 2 ein Detail der Figur 1, das in Figur 1 mit II ausgewiesen ist,

Figur 3 einen Schnitt durch einen dritten Abschnitt der

Rückführstufe gemäß dem in Figur 2 mit III-III ausgewiesenen Schnitt in einer Radialebene an der axialen Position des dritten Abschnitts.

Figur 1 zeigt eine schematische Wiedergabe eines Längs- Schnitts einer Radialturbofluidenergiemaschine RTFEM in dem

Ausschnitt eines Strömungskanals für ein Prozessfluid PF. Der Ausschnitt zeigt fünf Laufräder IMP, die als Bestandteil ei ¬ nes Rotors R im Betrieb um eine Achse X rotieren. Auf diese Achse X sind sämtliche Angaben dieser Beschreibung, wie axial, radial, tangential oder Umfangsrichtung bezogen. Die Laufräder IMP saugen das Prozessfluid PF jeweils im We ¬ sentlichen axial an und befördern dieses beschleunigt nach radial außen. Nach dem Austritt aus dem Laufrad IMP gelangt das Prozessfluid PF in eine Rückführstufe BFS umfassend einen Rückführkanal BFC.

Die Figur 2 zeigt die Rückführstufe BFS bzw. den

Rückführkanal BFC im Detail. Das Prozessfluid PF gelangt aus dem Laufrad IMP in einen ersten Abschnitt Sl des

Rückführkanals, der zur Leitung des Prozessfluids PF nach ra ¬ dial außen ausgebildet ist. In dem stromabwärts befindlichen zweiten Abschnitt S2 wird das Prozessfluid PF von einer Strö ¬ mungsrichtung nach radial außen in eine Strömungsrichtung FD nach radial innen umgelenkt. In dem darauf folgenden Ab ¬ schnitt S3 wird das Prozessfluid PF nach radial innen geführt und anschließend den nachfolgenden Laufrad IMP axial zugelei ¬ tet. Die Umlenkung des Prozessfluids PF in dem zweiten Ab ¬ schnitt S2 geschieht im Wesentlichen in Form eines 180° Bo- gens . Die Umlenkung von einer radial nach innen weisenden Strömungsrichtung FD im dritten Abschnitt S3 in die axiale Strömungsrichtung FD erfolgt im Wesentlichen in einem 90° Bogen, der einen vierten Abschnitt S4 darstellt. Nur in dem dritten Abschnitt S3 sind erste Leitschaufeln LI und zweite Leitschaufeln L2 angeordnet. Die ersten Leitschau ¬ feln haben eine Eintrittskante L1LE und eine Austrittskante LITE. Die zweiten Leitschaufeln L2 haben eine Eintrittskante L2LE und eine Austrittskante L2TE. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich die Eintrittskante L2LE der zweiten Leitschaufel L2 in einem Radialabschnitt RAD stromab ¬ wärts und auf einem kleineren Radius als die Austrittskanten LITE der ersten Leitschaufeln LI - diese Anordnung ist nach der Erfindung bevorzugt. Dem Umfang der Erfindung sind ebenfalls Ausführungsformen zuzurechnen, bei denen dieser Radialabschnitt RAD null ist oder die Eintrittskanten L2LE sich in dem Radialbereich der ersten Leitschaufeln LI befinden.

Die Leitschaufeln LI, L2, ein Strömungskanal FC in Umfangs- richtung zwischen zwei ersten Leitschaufeln LI ist jeweils durch eine druckseitig PSL1 einer ersten Leitschaufel LI und eine Saugseite SSL1 einer anderen ersten Leitschaufel LI de- finiert. In einer radial sich erstreckenden Ebene (Zeichnungsebene der Figur 3) im Bereich der Axialerstreckung des dritten Abschnitts S3 kann stets eine Verbindungslinie CLTE durch zwei Austrittskanten LITE benachbarter erster Leitschaufeln LI angegeben werden. Diese Verbindungslinie CLTE erstreckt sich mit einem Krümmungsradius, der dem Abstandsra ¬ dius zu der Achse X entspricht. Eine Bogenlänge BLD dieser Verbindungslinie CLTE zwischen den zwei Austrittskanten LITE der benachbarten ersten Leitschaufeln LI wird von einem radialen Strahl RS durch die Eintrittskante L2LE der in Umfangs- richtung zwischen den beiden ersten Leitschaufeln LI angeordneten zweiten Leitschaufel nicht mittig geteilt. Ein erster Teilabschnitt dieser Verbindungslinie CLTE befindet sich zwi ¬ schen der Eintrittskante L2LE der zweiten Leitschaufel L2 und der Austrittskante LITE der ersten Leitschaufel LI, die den betreffenden Strömungskanal FC mit ihrer Saugseite SSB1 be ¬ grenzt. Dieser saugseitige Abschnitt SSD ist kleiner als der entsprechende benachbarte druckseitige Abschnitt PSD. Das Verhältnis des saugseitigen Abschnitts SSD zu den gesamten Bogenlänge BLD der Verbindungslinie CLTE zwischen den beiden Austrittskanten LITE der ersten Leitschaufeln LI beträgt zwischen 0,4 - 0,6 (0, 4<SSD/BLD<0, 6) . Diese Art der ungleichen Aufteilung des Strömungskanals FC zwischen den beiden ersten Leitschaufeln LI mittels der nachfolgenden Leitschaufel L2 führt zu einer besonders vorteilhaften verlustarmen Durchströmung des dritten Abschnitts S3.

Die Figuren 2 und 3 weisen für verschiedene Positionen der Rückführstufe BFS unterschiedliche Durchmesser auf. Der erste Abschnitt Sl erstreckt sich bis zu einem Durchmesser DO. Der zweite Abschnitt S2 erstreckt sich in Strömungsrichtung bis zu einem Durchmesser Dl. Diese beiden Durchmesser sind in dem Ausführungsbeispiel nahezu identisch. Die Eintrittskante L1LE der ersten Leitschaufeln LI befindet sich auf einem Durchmesser D2. Die Austrittskante LITE der ersten Leitschaufel LI befindet sich auf einem Durchmesser D3. Der dritte Ab ¬ schnitt S3 erstreckt sich von dem Durchmesser Dl bis zu dem Durchmesser D6. Die Eintrittskanten L2LE der zweiten Leit- schaufeln L2 befinden sich jeweils auf einem Durchmesser D4. Die Austrittskanten L2TE der zweiten Leitschaufeln L2 befinden sich jeweils auf einem Durchmesser D5. Der nach dem dritten Abschnitt S3 sich anschließende vierte Abschnitt S4 be ¬ ginnt an einem Durchmesser D6.