Kompressoraggregat mit Turbinenantrieb. Es sind bereits Kompressoraggregate mit Turbinenantrieb bekannt, die aus zwei oder mehreren Kompressorteilen und zwei oder mehreren die Kompressorteile antreibenden Turbinenrotoren bestehen. Bei bekannten Aggregaten dieser Art werden die Kompres soren mit Hilfe von nur in einer Richtung umlaufenden Turbinen angetrieben.
Bei<B>An-</B> lagen, zum Beispiel Gasturbinenanlagen, in welchen mehrere Kompressoren Anwendung finden, bedeutet diese Bauart eine grosse An zahl von einzelnen Aggregaten, die nicht nur die Herstellung verteuern, sondern auch den Fundamentierungsplan ungünstig beeinflus sen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kom- pressoraggregat der eingangs erwähnten Art, das den angeführten Nachteil nicht aufweist. Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich da durch aus, dass. zum Antrieb der voneinander getrennten Kompressorteile mindestens eine D'oppelrotationsturbine vorgesehen ist, wobei jeder Turbinenroter<B>je</B> einen Kompressorteil antreibt.
Zweckmässig sind zwei von einer Doppelrotationsturbine angetrieben(,- Kom- pressorteile fliegend beiderseits des Doppel- rota,tionsturbineng,Bhä,us,es angeordnet. Diese Bauart ist für den mehrfachen Kompressor- antrieb ausserordentlich günstig.
Die Dop- pelrotationsturbine, welche beiderseits<B>je</B> einen Kompressorteil antreibt, gestattet es, mit einer Turbine zwei Kompressortelle ver schiedener Umdrehungszahl zu betreiben, da bek,%n,ntlie,h die Doppelrotationsturbine ver schiedene Umdrellungszahlen der gegen läufigen Turbinenrotoren gestattet. Man er hält also in diesem Falle statt vier nebenein ander in dem Fundament aufzustellenden Einheit-en, die aus zwei Kompressorteilen und zwei Turbinen bestehen, eine einzige Einheit.
Die Herstellungskosten, insbesondere die Fundamentierungskosten werden wesentlich herabgedrückt.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt. T.#s zeig u.
Fig. <B>1</B> einen Achsiallängsschnitt des ersten Ausführungsbeispiels, und Fig. 2 eine Ansieht des zweiten Ausfüh rungsbeispiels.
Gemäss, Fig. <B>1</B> sind an das Gehäuse<B>10</B> einer Ljungströmschen Doppelrotationstur- bine <B>11</B> beiderseits die Kompressorteile <B>1,</B> 2 fliegend angeschlossen. Der Kompressorteil <B>1</B> besteht aus den Schaufelsystemen<B>15, 16,</B> <B>17, 18, 19</B> und 20, die, an der Welle<B>3</B> be festigt sind.
Radial ausserhalb der Saugseite der Schaufelsysteme sind Leitschaufelsysteme und radial ausserhalb der Druckseite der um laufenden Schaufelsysteme sind Diffusoren 21, 22,<B>2,3, 24, 25, 26</B> angebracht, und des weiteren sind in dem Raum zwischen diesen Diffusoren und dem darauffolgenden Kom- pressorschaufelsystein Kühlelemente <B>27, 28</B> <B>29,</B> 30, '31 vorgesehen, die auf der Zeichnung nur durch ihren äussern Umri3 angedeutet sind.
Diese Kühleleniente können beispiels weise aus nebeneinander angeordneten, mit Flanschen oder dergleichen versehenen und von dem verdichteten Fluidum umspülten Platten oder geraden Röhren bestehen, wo bei Gruppen solcher Kühlelemente um den ganzen Umkreis des Kompressorteils # h erum angebracht sind und Seiten einer geome trischen Figur bilden. Im vorliegenden Fall sind vier Gruppen von Kühlelementen derart angebracht, dass sie ein Quadrat bilden.
Die Kühlelemente sind herausnehmbar in Löchern angebracht, so dass sie zwecks Reinigung und Nachsehens leicht herausgenommen werden können. Die Wirkungsweise des Kompres- sorteils <B>1</B> lässt sich in folgender Weise den ken:
Das zu verdichtende Mittel tritt durch den Einlass <B>7</B> ein und wird durch das erste Schaufelsystem<B>15</B> durch das Leitschaufel- system hindurchgesaugt und durch das erstere mit solcher Geschwindigkeit radial nach aussen getrieben, dass durch den Diffu- sor 21 im Raum<B>3,9</B> ein statischer Überdruck erzeugt wird.
Von diesem Raum strömt das Mittel durch die Kühlelemente<B>27</B> und das zweite Leitschaufelsystem zum zweiten um- laufenden Schaufelsystem. <B>16,</B> durch welches es einer Geschwindigkeit in radialer Rich tung ausgesetzt wird, so dass unter Vermitt lung des nächstfolgenden Diffusors 22 ein höherer statischer Druck in dem darauffol- genden Raum 40 erzeugt wird.
In ähnlicher Weise wird das Mittel bei Durchströniung der folgenden Schaufelsystenie <B>17-20</B> in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung wei teren Verdichtungen ausgesetzt und das ver dichtete Mittel wird durch den Auslass <B>8</B> ge leitet.
Der Kompressorteil 2 ist dem Kompres- sorteil <B>1</B> ähnlich. Wie ersichtlich hat der Kompressorteil <B>1</B> sechs uinlaufende Schaufel systeme, während der getrennt von ihm be findliche Kompressorteil 2 acht derartige Systeme hat, und in diesem Fall sind die bei den Kompressorteile, die zusammen den Kompressor bilden, in Richtung der Strö mung des zu verdichtenden Mittels mit Hilfe von zwei Leitungen 41 hintereinander -,e- schaltet. Es könnten auch mehr als zwei Lei tungen 411 vorgesehen sein.
Der Kompressor- teil <B>1</B> bildet somit den Niederdruckteil und der Kompressorteil 2 den Hochdruckteil, der somit für höheren Druck, aber geringeres Volumen des Mittels als der Teil<B>1</B> berechnet ist. Wie ersichUich, sind die beiden Kom- pressorteile nicht auf derselben Welle an gebracht, sondern der Kompressorteil <B>1</B> hat seine eigene Welle<B>3</B> und der Kompressorteil <B>9-</B> -seine eigene Welle 3a.
Die Welle<B>3</B> ist an ihrem einen Ende sowohl<U>in</U> einem Radial- lager42, als auch in einem Achsiallager 43, zum Beispiel einem Mitehellager gelagert, um Achsialdrücke aufnehmen zu können. Mit dem andern Ende ist die Welle<B>8</B> bei 44 in einem Gleitlager gelagert und ferner über die Verbindung 46 mit einer Turbinenwelle 45 zusammengebaut, die eine Turbinen scheibe 47 trägt, die mit dem zugehörigen Schaufelsystem den einen Turbinenrotor der Do-p-Pelrotationsturbine bildet.
Diese Doppelrotationsturbine, in welehe der Dampf in der Mitte bei 514 einströmt und durch den Auslass <B>55</B> abgeht, ist als Gegen- druckturbine ausgeführt, wobei der Dampf nach Abgabe von Energie in dieser Doppel- rotationsturbine zu andern Zwecken verwen det werden kann, zum Beispiel zum Antrieb einer Niederdruckturbine.
Da die beiden Turbinenmotoren 47, 48 der Doppelrotationsturbine darnach streben, gleich grosse Leistungen abzugeben, sollten die Kompressorteile dementsprechend für die gewünschten Umdrehungen der -Turbinen rotoren gebaut werden.
Der eine Kompressor- teil, zum Beispiel der Hoclidruckteil 2, hat zweckmässig höhere Umdrehungszahl als der Kompressorteil <B>1,</B> wobei dieser Unterschied in der Geschwindigkeit jedoch nicht auf den Betrieb oder die Leistung der Doppelrota- tionsturbine einwirkt, denn diese ist für eine bestimmte Relativgesehwindigkeit zwischen den beiden Turbinenrotoren berechnet.
Der Geschwindigkeitsunterschied wird selbsttätig auf die für das Aggregat zweckmässigste Ge- seliwindigkeit geregelt, was dann der Fall ist, wenn beide Kompressorteile gleich stark belastet sind. Ein weiterer Vorteil mit dieser selbsttäligen Einstellung liegt darin, dass, Leistung und Umdrehungszahl sieh immer derart zueinander einstellen, dass der Kom pressionsdruck und die Kompressionsmenge des Fluidums in dem einen Kompressorteil stets den Verhältnissen im andern Kompres- sorteil angepasst werden.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel sind zwei Aggregate der in Fig. <B>1</B> dargestellten Art zu einem einzigen Aggregat zusammengebaut, und<B>'</B> zwar in Reihe geschaltet, so dass das Fluidum, wel ches zunächst in den Kompressorteilen <B>1</B> und 2 verdichtet wird, dann durch eine Lei tung<B>66</B> einem Kompressorteil la zugeführt wird, in dem es noch weiter verdichtet wird. Durch eine Leitung 41a wird das verdichtete Fluidum einem weiteren Kompressorteil <B>2a</B> zugeführt, von welchem es durch eine Lei tung<B>8b</B> fortgeleitet wird.
Die Kompressor- teile <B>1</B> und 2 werden in ähnliel-ter Weise, wie in Fig. <B>1</B> dargestellt, von einer Do,ppelro,taegnst-arbiD.e <B>57</B> getrieben, die Dampf zweckmässig von der Doppel- ro-ta..tionsturbine <B>58</B> erhält, welch letztere zweckindig in solchem Falle als Gegen- druckturbine ausgeführt ist, während die Turbine<B>5,7</B> zweckmässig als kondensierende Niederdruckturbine gebaut ist.
Natürlich können jedoch die Doppelrotationsturbinen <B>58</B> und<B>5,7</B> unabhängig voneinander und mit getrennter Dampfzufuhr entweder als Gegen- druckturbinen oder als Kondensationstur binen arbeiten. In dieser Ausführungsform sind die in Reihe geschalteten vier Kompres- sorteile mit vier Turbinenrotoren niechanisch zusammengekuppelt, wobei auch die zwei Turbinen in Reihe geschaltet sind.
Die Ge- schwindigkeitsverliältnisse zwischen den Tei len<B>1</B> und 2 bezw. ja und 2a werden in der oben beschriebenen Weise geregelt. Die den Hochdruckteil des Aggregates bildenden Teile la, <B>5,8,</B> 2u sollten eine höhere Relativ geschwindigkeit und zweckmässig auch eine höhere Leistung haben als die den Nieder- druckteil bildenden Teile<B>1, 57,</B> 2.
Die Kom- pressorteile <B>1,</B> 2, la und 2a können alle oder .einige derselben verschiedene Geschwindig keiten haben, wobei ein Kompressorteil für höheren Druck urössere Geschwindi--keit hat <B>kn</B> el als ein solcher für niedrigeren Druck.
Da die Turbinen in Reihe geschaltet sind, kann eine selbsttätige Einstellung auf im voraus be rechnete zweckmässige Geschwindigkeitsver- hältnisse bei verschiedenen Leistun--en er- T reicht werden, so dass gute Wirtschaftlichkeit erzielt werden kann. Diese wirtschaftlich gute Leistung ist eine Folge davon, dass jeder Kompressorteil <B>je</B> mit einem Turbinenrotor gekuppelt ist, wodurch die für das Aggregat passende Umdrehungszahl erzielt werden kann.
Es könnten auch Zahnradgetriebe vor gesehen sein, wobei aber auch jeder Kom- pressorteil <B>je</B> von einem Turbinenrotor an getrieben würde.
Die Hochdruckturbine<B>5,8</B> erfordert grö ssere Umdrehungszahl als die Niederdruch- turbine <B>5,7,</B> was günstig ist weil auch die Teile ja, 2a schneller laufen sollten als die Teile<B>1,</B> 2. Auch wenn die Turbinen nicht in Reihe geschaltet werden, können die in Reihe geschalteten Kompressorteile mit einem Geschwindigkeitsverhä.liiiis zueinander getrieben werden, welches<B>je,</B> nach den Uni- stä-iiden zwecks Erzielung des besten Wir kungsgrades des gesamten Aggregates #D tD sehwanken kann.