CH188949A - Schraubenverdichter für veränderliche Leistung mit ineinandergreifenden Schraubenrädern. - Google Patents

Schraubenverdichter für veränderliche Leistung mit ineinandergreifenden Schraubenrädern.

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CH188949A
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Milo Aktiebolaget
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Milo Ab
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      Schraubenverdichter    für veränderliche     Leistung    mit     ineinandergreifenden     Schraubenrädern.    Die Erfindung     bezieht    sich auf Schrau  benverdichter für veränderliche Leistung mit       ineinandergreifenden    Schraubenrädern. Die  Regelung von Umlaufverdichtern für ver  änderliche Leistung erfolgt in wirtschaft  licher Weise durch Änderung der Drehzahl  des Verdichters, und es wird daher von die  ser Art der Regelung weitgehender Gebrauch  gemacht.

   Es gibt aber viele Fälle, in denen  diese Regelung nicht möglich ist, weil  der Verdichter auch bei veränderter Lei  stung mit unveränderlicher Drehzahl betrie  ben werden muss oder weil die     Bedarfs-          sehwankungen    so gross sind, dass sie durch  Drehzahländerung allein nicht ausgeglichen  werden können. Solche Fälle ergeben sich  zum Beispiel in     Gleichdruckgasturbinenan-          lagen.    bei denen der Verdichter die zur Ver  brennung erforderliche Luftmenge auf einen       ge -issen    Druck verdichtet, der- sich in der  Regel mit der Belastung der Anlage ändert.

    Handelt es sieh um eine     Gasturbinenanlage,       bei welcher der Verdichter von einer Tur  bine angetrieben     wird,    die von der     Nutzlei-          stungsturbine    mechanisch unabhängig ist, so  kann die     Verdichterleistung    in weiten Gren  zen durch Drehzahländerung unabhängig von  der zum Beispiel konstant zu haltenden  Drehzahl der     Nutzleistungsturbine    geregelt  werden.

   Dies ist aber dann nicht möglich,  wenn der     Verdicliiter    von einer Turbine     ange-          trieben'wird,    die auch Nutzleistung liefert,  oder wenn die     Kompressorturbine    und Nutz  leistungsturbine in irgend einer Weise mecha  nisch miteinander verbunden sind und die  Drehzahl der     Nutzleistungsturbine    sich ent  weder überhaupt nicht oder nicht in dem  Masse ändern darf, dass dadurch allein eine  den veränderlichen Belastungsverhältnissen  angepasste Regelung des Verdichters möglich  wäre.

   In diesem Falle kann die Luftmenge  durch Drosselung geregelt werden, doch ist  diese Art der Regelung mit Rücksicht auf  die unvermeidlichen Drosselverluste unwirt-           schaftlich-    Es wurde auch schon vorgeschla  gen, die angesaugte Luft je nach der erfor  derlichen     Verdichterleistung    in verschiedene  Druckstufen des Verdichters einzuführen,  derart, dass die Frischluft bei geringerer Lei  stung in eine höhere     Druckstufe    geleitet  wird. Bei dieser Regelung fällt naturgemäss  der Wirkungsgrad des Verdichters bei von  der normalen Belastung abweichenden Be  lastungen sehr stark ab, weshalb auch diese  Regelung keine praktische Bedeutung er  langt hat.

   Ferner wurde bereits vorgeschla  gen, besondere Regelverdichter anzuordnen,  die je nach der Belastung der Anlage voll  kommen ausgeschaltet sind oder allein oder  zusammen mit den     übrigen    Verdichtern ar  beiten. Durch diese Anordnung wird eine ge  wisse Anpassungsfähigkeit an wechselnde  Belastungen erreicht, doch stellt die Ab- und       Zuschaltung    von Verdichtern, wenn ihre  Drehzahl nicht wesentlich geändert werden  darf, nur eine Grobregelung dar; zwecks ge  nauer Anpassung der Förderleistung an die  Belastung der Anlage muss auch hier, wenn  auch in geringerem Masse, wieder gedrosselt  werden.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt, die  angegebenen Übelstände zu vermeiden und  somit eine möglichst verlustfreie Regelung  von Umlaufverdichtern für veränderliche  Leistung zu erhalten, deren Drehzahl sich  nicht oder nicht in beliebig weiten Grenzen       ändern    darf.

   Zu diesem Zwecke wird vorge  schlagen, die Schraubenverdichter mit an In  halt veränderlichen Arbeitsräumen mit einer  regelbaren     Anzapföffnung    zu versehen, die so  angeordnet ist, dass die von den Gewinden  der Schraubenräder und dem Gehäuse be  grenzten Arbeitsräume mit dieser     Öffnung     in Verbindung treten     können,    derart, dass bei  hergestellter Verbindung zwischen Arbeits  räumen und     Anzapföffnung    Arbeitsmittel  aus der Öffnung solange ausströmen kann,  bis dass das das hintere Ende der genannten  Arbeitsräume begrenzende     Schraubenge-,Äunde     an der Öffnung vorbeigelaufen ist.

   Infolge  dieser Anordnung kann bei unveränderter  Drehzahl des Verdichters bei geringem Luft-    bedarf die nicht benötigte Luftmenge durch  die     Anzapföffnung    ausgelassen und nur die  erwünschte Luftmenge auf den     Enddruck     verdichtet werden. Der dabei auftretende  Verlust ist sehr gering, wenn die     Anzapf-          öffnung    so angeordnet ist, dass die Luft  in dem     Augenblick    auszuströmen beginnen  kann, in welchem die Verdichtung beginnt.  Die nutzlos aufgewendete Verdichtungsarbeit  ist dann sehr klein und die Verlustfläche im  Verdichtungsdiagramm wird um ein bedeu  tendes geringer als im Falle einer Drossel  regelung.

   Es ist auch einleuchtend, dass die       beschriebene    Anordnung wirtschaftlicher ist  als das bei     Fliehkraftverdichtern    übliche  Ausblasen des auf den vollen     Enddruck    ver  dichteten Arbeitsmittels zwecks Verhütung  des Pumpens bei     geringen    Fördermengen.       Fliehkraftverdichter    eignen sich für den  Zweck der Erfindung überhaupt nicht, weil  die Verringerung des auf den     Enddruck    ver  dichteten Arbeitsmittels durch das Ausblasen  bei geringen Leistungen in einer niedrigen  Druckstufe ein Pumpen des Verdichters mit  dadurch bedingtem Abfall des Wirkungsgra  des     verursachen    würde.

   Bei mit veränderlichen  Arbeitsräumen arbeitenden Schraubenver  dichtern liegt dagegen diese Gefahr nicht vor.  



  Ausführungsbeispiele der Erfindung sind  in. den beiliegenden Zeichnungen in mehr  oder weniger schematischer Weise darge  stellt. Es     zeigt        Fig.    1 eine     Gasturbinenan-          lage    mit zwei parallel arbeitenden, gemäss  der Erfindung ausgebildeten Verdichtern  im     achsialen    Längsschnitt,     Fig.        2)    eine       Gasturbinenanlage    mit zwei in Reihe ge  schalteten Verdichtern im     achsialen    Längs  schnitt,

       Fig.    3 einen Querschnitt durch  einen Verdichter in grösserem Massstab mit  einer abgeänderten Ausführung der Rege  lungsvorrichtung zur     Änderung    des     Anzapf-          querschnittes,        Fig.    4 ein weiteres Ausfüh  rungsbeispiel der Erfindung im Schnitt nach  der Linie 4-4 in     Fig.    5,     Fig.    5 einen Schnitt  nach der Linie 5-5 der     Fig.    4,     Fig.    6 eine  Draufsicht auf den Verdichter nach     Fig.    4  und 5, und     Fig.    7 eine etwas abgeänderte  Ausführungsform im Querschnitt.

        In     Fig.    1 bezeichnet 1 eine gegenläufige       Radialgasturbine,    deren Wellen 2 und 3 elek  trische Generatoren 4 und 5 sowie Verdichter  6 und 7 antreiben. Die Turbine und die bei  den Generatoren sind in einem gemeinsamen  Gehäuse 8 untergebracht, welches die Lager  9, 10,     11.    und 12 trägt. Der Verdichter 6 be  steht aus zwei Schraubenrädern 13 und 14,  die zweckmässig so ausgebildet sind, dass sie  sich gegenseitig nicht berühren,     sondern    zwi  schen einander und dem Gehäuse Spielräume  offen lassen, damit der Verdichter mit sehr  hohen Drehzahlen betrieben werden kann.

    Die Welle 15 des Läufers 13 ist durch eine  feste     Kupplung    16 mit der Welle des     Gene-          rators    4 verbunden und bei 17 und 18 im       Verdiehtergehäuse    gelagert. Auf der Welle  15 ist ein Zahnrad 19     aufgekeilt,    das mit       einem        Zahnrad    20 in Eingriff steht, welches  auf der Welle 21 des Läufers 14     aufgekeilt     ist.

   Die Welle 21 ruht in Lagern 22 und 23  und trägt an ihrem linken Ende einen Druck  ausgleichkolben 24, auf den zum Beispiel  der Druck der verdichteten Luft zwecks Aus  gleiches des durch die Verdichtung auf den  Läufer 14 ausgeübten     Achsialdruckes    einwir  ken kann. Der Eintritt der Luft erfolgt an  den durch die Pfeile 25 und 26 angegebenen  Stellen, während die verdichtete Luft den  Verdichter durch den     Auslassstutzen    27 ver  lässt.  



  Das Gehäuse des Verdichters ist bei 28  seitlich offen und bildet einen Zylinder für  einen     Schieber    29, welcher in der     dargestell-          len    Lage das Innere des Verdichters ab  schliesst. Bei Verschiebung dieses Schiebers  nach aussen gelangt jedoch das Innere des  Verdichters durch den Raum 30 und den  daran angeschlossenen Stutzen 31 mit der  Aussenluft in Verbindung. Je     nach,der    Lage  des Schiebers 29 kann also die     Anzapföff-          nung    des Verdichters ganz geschlossen oder  mehr oder weniger geöffnet sein.

   Der zwi  schen dem Gehäuse und den     Gewinden    des  Läufers eingeschlossene Verdichtungsraum  steht schon beim normalen Beginn der Ver  dichtung mit dem Schieber in Verbindung,  so dass bei geöffnetem Schieber die Verdich-         tung    in diesem Raum erst dann beginnen  kann, wenn das das hintere Ende des Raumes  begrenzende Gewinde an der Öffnung vorbei  gelaufen ist. Wie aus der Zeichnung ersicht  lich ist, erstreckt sich der     Schieber    29 in ge  schlossener Stellung bis an die     Innenfläche     des Gehäuses heran, so dass er mit seiner  Stirnfläche einen Teil der     innern    Gehäuse  wand bildet.

   Dies ergibt den Vorteil, dass  beim Vorbeilaufen der Gewinde unter der  Öffnung kein Zurückströmen von verdich  tetem Mittel aus einem vorhergehenden Raum  in einen nachfolgenden Raum     stattfinden          kann.    Der Schieber 29 ist mit einer Stange  32 verbunden, die an ihrem     obern.    Ende von  einer     Solenoidwieklung    33 umgeben ist und  eine Platte 34 trägt, gegen die eine Feder 35  anliegt. Die     Solenoidwicklung    wird mit elek  trischem Strom durch Leitungen 36, 37 ge  speist, die an die Netzleitung 38 des     Genera-          tors    4 angeschlossen sind.

   Die     Solenoidwick-          lung    ist derart angeordnet und bemessen, dass  das     Solenoid    bestrebt ist, den Schieber 29  entgegen der Wirkung der Feder 33 in ge  schlossener Stellung zu halten und dass bei  normaler Belastung des Generators 4 die vom       Solenoid    ausgeübte Kraft die     Spannung    der  Feder überwindet.  



  Der     Auslassstutzen    27 des Verdichters 6  ist durch eine Leitung 39 mit einer Verbren  nungskammer 40 verbunden. Der eigentliche  Brennraum 41 ist durch     einen    Mantel 42 be  grenzt. Brennstoff, zum Beispiel Öl, wird  mittels einer Zahnradpumpe 43 aus einem  nicht dargestellten Behälter durch eine Lei  tung 44 in die Verbrennungskammer ge  pumpt, in die er durch Düsen 45, 46 eintritt.  Ein von der Welle des Generators 5 aus an  getriebener     Fliehkraftregler    47 beeinflusst ein  zwecks Ausgleiches des Förderdruckes als  Doppelschieber ausgebildetes Regelungsorgan  48 zur Regelung der in die Verbrennungs  kammer zu liefernden Brennstoffmenge.  



  Der Verdichter 7 ist durch     eine    feste  Kupplung 49 mit der Welle des Generators  5     verbunden.    Die Konstruktion dieses Ver  dichters und die Anordnung und Regelung  der     Anzapföffnung    ist dieselbe wie die des      Verdichters 6, so dass sich eine nähere Be  schreibung erübrigt. Der Verdichter 7 saugt  Luft bei 50 und 51 an und liefert sie durch  die Leitung 52 gleichfalls in die Verbren  nungskammer 40, wo sie zusammen mit der  vom Verdichter 6 durch die Leitung 39 zu  geführten Luft zum Teil in den Brennraum  41 gelangt und die zur Verbrennung des  Brennstoffes erforderliche Sauerstoffmenge  abgibt und zum Teil aussen um den Mantel  42 des     Brennraumes    fliesst und diesen dabei  kühlt.

   Die Verbrennungsgase und die Kühl  luft gelangen durch die Leitungen 53 und 54  in zwei parallele Leitungen 55 und 56 und  von dort aus gemeinsam in das Schaufel  system der Turbine 1. Nach erfolgter Expan  sion verlassen die Verbrennungsgase die Tur  bine durch den     Auslassstutzen    57.  



  Es ist angenommen, dass die Generatoren  4 und 5 auf ein gemeinsames elektrisches  Netz arbeiten und mit gleicher Drehzahl lau  fen. Bei normaler Belastung der Generatoren  fördert die Pumpe 43 eine gewisse Menge  von Brennstoff in die     Verbrennungskammer,     und mit dem dort erzeugten Treibmittel lie  fert die Turbine die zur Deckung des Be  darfes der Generatoren sowie zur Verdich  tung der benötigten Luftmenge erforderliche  Leistung.

   Die     Anzapföffnungen    der Verdich  ter sind durch die     Schieber    29     bezw.    29' ge  schlossen, weil bei normaler Belastung die  von den     Solenoiden    erzeugte Schliesskraft  grösser ist als die im Sinne des     bffnens    wir  kende Spannung der Federn 35     bezw.    35'.  Die in der Zeiteinheit der Verbrennungs  kammer durch die Pumpe 43 zugeführte  Brennstoffmenge ändert sich zufolge der  Tätigkeit des Reglers 47 derart, dass sie bei  zunehmender Belastung der Generatoren grö  sser und bei abnehmender Belastung kleiner  wird. In entsprechender Weise soll sich aber  auch die der Verbrennungskammer zuge  führte Luftmenge ändern.

   Da die Drehzahl  der Verdichter, abgesehen von der zur Ein  leitung der Regelung der Brennstoffmenge  durch den     Fliehkraftregler    erforderlichen  Abweichung von der normalen Drehzahl, sich  nicht ändert, so ist die von den Verdichtern    geförderte Luftmenge bei normaler Belastung  der Anlage, das heisst in der geschlossenen  Lage der     Schieber    29 und 29' konstant.

   So  bald aber die Belastung der Anlage geringer  wird, verringert sich auch die durch die       Solenoide    auf die Schieber ausgeübte Schliess  kraft, so dass sich die Schieber je nach der  Grösse der Belastung der Anlage unter dem       Einfluss    der Federn 35     bezw.    35' nach aussen  bewegen und die     Anzapföffnungen    mehr  oder weniger weit öffnen werden. Je ge  ringer also die Belastung der Anlage ist,  desto mehr Luft wird durch die     Anzapföff-          nungen    ins Freie geblasen und desto weniger  Luft wird daher auf den     EnddruclL    verdich  tet und in die Verbrennungskammer geleitet.

    Dabei     ändert    sich nicht nur die verdichtete  Luftmenge, sondern auch der Enddruck der  selben, der um so geringer wird, je weniger  Luft verdichtet wird, weil das Verhältnis  des Inhaltes der     Verdichterräume    zu Beginn  der Verdichtung zu dem Inhalt am Ende der  Verdichtung unveränderlich ist.  



  Anstatt das     Anzapfventil    in Abhängig  keit von der elektrischen Belastung der An  lage zu regeln, kann es auch von einer an  dern mit der Belastung sich ändernden Grösse  beeinflusst werden. Ein Beispiel hierfür ist  in     Fig.    2 dargestellt, die ebenfalls eine nach  dem Gleichdruckverfahren arbeitende Ga.stur  binenanlage zeigt.  



  In diesem Ausführungsbeispiel ist die  Gasturbine als     Achsialturbine    59 ausgeführt,  die einen elektrischen Generator 60 und einen  Schraubenverdichter 61 direkt antreibt, wäh  rend ein zweiter Schraubenverdichter 62 mit  dem erstgenannten Verdichter durch eine  hydraulische     Kupplung    63 verbunden ist.  Der Verdichter 62 arbeitet als     Niederdruek-          verdichter;    er saugt Luft bei 64 und 65 an  und liefert die in ihm verdichtete Luft durch  die Leitung 66 in den als Hochdruckverdich  ter arbeitenden Verdichter 61. Die in letz  terem endgültig verdichtete Luft gelangt  durch die Leitung 67 in die Verbrennungs  kammer 40, die ebenso ausgebildet ist wie  beim erstbeschriebenen Ausführungsbeispiel.

    Brennstoff wird mit Hilfe der Pumpe 43      durch die Leitung 44 über das vom Regler  47 gesteuerte Ventil 48 in die Verbrennungs  kammer eingespritzt. Das dort erzeugte  Treibmittel gelangt in die Turbine 59, in der  es unter Arbeitsabgabe expandiert und die es  durch den Austrittsstutzen 69 verlässt.  



  Auch bei diesem Beispiel     wird    die am       Niederdruckverdichter    62 vorgesehene An  zapföffnung durch einen Schieber 29 ge  regelt, der mit einem Kolben 34 verbunden  ist. Der Kolben ist dichtend in einem Zylin  der 70 angeordnet. Auf die Unterseite des  Kolbens wirkt der Druck einer Feder 35,  während die andere Seite vermittels einer  Leitung 71 unter der Einwirkung des  Druckes der verdichteten Luft in der Lei  tung 6 7 steht.  



  Die hydraulische Kupplung steht mit  Hilfe einer Leitung 72 mit einem Regler 73  in Verbindung. Dieser Regler besitzt zwei in  einem Zylinder 74 bewegliche, miteinander  verbundene Kolbenschieber 75 und 76, die  starr mit einem in einem Zylinder 7 7 dich  tend beweglichen Kolben 79 verbunden sind.  Auf die eine Seite des Kolbens 79 wirkt die  Spannung einer Feder 80, während die an  dere Seite des Kolbens mit Hilfe einer Lei  tung 81. unter dem Einfluss des in den Lei  tungen 67 und 71 herrschenden Druckes  steht.

   Vom Regler 73 führen zwei weitere  Leitungen 82 und 83 zu einem Behälter 84,  der Arbeitsflüssigkeit für die hydraulische  Kupplung 63 enthält und im     dargestellten     Ausführungsbeispiel in einem niedrigeren  'Niveau angeordnet gedacht ist als die hy  draulische Kupplung, so dass, wie weiter un  ten beschrieben wird, unter gewissen Be  triebsverhältnissen Arbeitsflüssigkeit von  selbst aus der Kupplung in den Behälter hin  abfliessen kann. In der Leitung 82 befindet  sich eine Zahnradpumpe 85, deren Saugseite  dem Behälter 84 und deren Druckseite dem  Regler 73 zugewendet ist und die somit Ar  beitsflüssigkeit im Sinne des Pfeils 86 för  dert.

   In der Druckleitung der Pumpe 85 ist  ein Sicherheitsventil 87     angeordnet,    das die  Druckleitung mit Hilfe eines Rücklaufes 89  mit dem Behälter 84 verbindet, wenn der    Regler 73 die Druckleitung in der später zu  beschreibenden Weise verschliesst.  



  Die beschriebene Anlage arbeitet in fol  gender Weise. Bei der als Normalbelastung  angenommenen vollen Belastung der Anlage  nimmt der Schieber 29 die in der Zeichnung  dargestellte Lage ein, weil die Spannung der  Feder 35 so bemessen ist, dass der Druck des       Treibmittels    auf den Kolben 34 den Druck  der Feder überwindet, so dass die     Anzapf-          öffnung    geschlossen ist. Der Regler 73 hat  gleichfalls die in der Zeichnung dargestellte  Lage, in welcher die Leitungen 82 und 72  miteinander verbunden sind, während der  Schieber 76 die Leitung 83 abschliesst.

   In       dieser    Lage steht die hydraulische Kupplung  63 unter dem Druck der Pumpe 85,     und    die  beiden Verdichter 61 und 62 sind also mit  einander gekuppelt.  



  Es sei nun angenommen, dass die Bela  stung des     Generators-geringer    werde. Dann  wird die Brennstofflieferung durch das vom  Regler 47 gesteuerte Ventil 48 in entspre  chendem Masse gedrosselt. Dies hat eine Er  niedrigung der Temperatur des Treibmittels  und damit auch eine     Verringerung    des  Druckes des Treibmittels zur Folge. Infolge  dessen beginnt der Schieber 29 unter dem  Einfluss der Feder 35 die     Anzapföffnung     mehr oder weniger weit zu öffnen und Luft  strömt in der anhand des ersten Ausfüh  rungsbeispiels beschriebenen Weise durch den       Stutzen    31 ins Freie.

   Entsprechend der ver  ringerten     Belastung    und     verminderten    Brenn  stoffzufuhr wird also auch eine geringere  Luftmenge verdichtet und der Verbrennungs  kammer zugeführt. Dadurch steigt die An  fangstemperatur des Treibmittels wieder un  gefähr auf den     normalen    Betrag, doch ist die  Gesamtmenge des Treibmittels nunmehr     ge-          ringer    und daher auch der Druck     desselben,     so dass also jeder Belastung eine     bestimmte      Stellung des Schiebers 29     und    damit auch  eine bestimmte Menge an abgeblasener Luft  entspricht.  



  Wenn die Belastung der Anlage von der  Normallast angefangen     abzunehmen    beginnt  und damit auch der auf den Kolben 79 des      Reglers 73 wirkende     Druck    geringer wird,  so beginnt der Kolben 79 sich unter dem Ein  fluss der Feder 80 nach rechts zu verschieben.  Die     Schieber    75 und 76 nehmen ebenfalls an  dieser Bewegung teil, doch hat dies zunächst  noch keinen Einfluss auf die hydraulische  Kupplung, weil die Leitung 82 noch immer  geöffnet und mit der Leitung 72 verbunden  und die Leitung 83 durch den Schieber 76  noch immer geschlossen ist.

   Erst wenn die  Belastung der Anlage und der Druck des  Treibmittels auf einen bestimmten Wert her  untergesunken sind, zum Beispiel bei Leer  lauf, ist der Kolben 79 soweit nach rechts       gekommen,    dass der Schieber 75 die Leitung  82 abschliesst und gleichzeitig der     Schieber     76 die Leitung 83 öffnet. Dadurch wird die  Verbindung der hydraulischen Kupplung mit  der Pumpe 85 unterbrochen und statt dessen  die Kupplung durch die Leitungen 72 und  83 mit dein tiefer liegenden Behälter 84 ver  bunden, so dass die in der Kupplung befind  liche     Arbeitsflüssigkeit    in der Richtung des  Pfeils 90 in den Behälter hinabfliesst. Die  hydraulische Kupplung wird dadurch ausser       Betrieb    gesetzt und der Verdichter 62 von der  Turbine abgeschaltet.

   Gleichzeitig öffnet sich       miter    der Saugwirkung des nunmehr allein  arbeitenden Verdichters 61 ein in der Verbin  dungsleitung 66     zwischen    den beiden Ver  dichtern angeordnetes federbelastetes Rück  schlagventil 91, und Luft wird nunmehr  durch das Ventil 91 angesaugt und im Ver  dichter 61 allein verdichtet.  



  Beginnt nun die Belastung wieder anzu  steigen, so erhöht sich infolge     vermehrter     Brennstoffzufuhr und damit steigender Tem  peratur des Treibmittels dessen Druck. Der  Kolben 79 des Reglers 73 verschiebt sich  nach links und die Schieber 75 und 76 stellen  bei     Erreichung    einer bestimmten Belastung  wieder die ursprüngliche Verbindung her,  das heisst die Pumpe 85 wird wieder mit der  hydraulischen Kupplung verbunden und die  Leitung 83     versperrt.    Die Pumpe füllt die  Kupplung wieder mit Arbeitsflüssigkeit an  und der Verdichter 62 wird dadurch wieder  eingeschaltet. Infolgedessen steigt der Druck    der Luft in der Verbindungsleitung 66, wo  durch das Ventil 91 geschlossen wird, wor  auf die beiden Verdichter wieder in Reihe  arbeiten.

   Bei weiter ansteigender Belastung  schliesst der Schieber 29 die     Anzapföffnung     mehr und mehr und bei Erreichung der vollen  Belastung nehmen die verschiedenen Teile  wieder die in der Zeichnung dargestellte  Lage ein.  



  An Stelle der elektrischen Belastung oder  des     Druckes    des Treibmittels können auch  andere sich mit der Belastung ändernde  Grössen, wie zum Beispiel Temperatur des  Treibmittels vor oder hinter der Turbine, zur  Beeinflussung des Regelvorganges herange  zogen werden. Die Regelung der     Anzapf-          öffnung        bann    auch von Hand aus erfolgen.  Eine hierzu geeignete     Vorrichtung    ist in       Fig.    3 dargestellt, die auch einen Schrauben  verdichter im     Querschnitt    zeigt.  



  Der Verdichter besteht aus zwei zusam  menarbeitenden Läufern 92 und 93, die von  dem gemeinsamen Gehäuse 94 umgeben sind.  Die     Anzapföffnung    95 ist in der dargestell  ten Lage durch den Schieber 29 vollkommen  verschlossen. Die     Schieberstange    32 ist mit  Gewinde 96 in einem mit dem Gehäuse ver  bunden Bügel 97 geführt und mit einem  Handrad 99 verbunden, durch dessen Dre  hung der Schieber mehr oder weniger ge  öffnet werden kann.  



  Die Läufer des Verdichters drehen sieh  im Sinne der Pfeile 100     bezw.    101. In dem  zwischen den Gewinden<B>102</B> und 103 des  Läufers 92 eingeschlossenen Raum 104 er  folgt in der dargestellten Lage eine Verdich  tung der eingeschlossenen Luftmenge, weil  sich der Raum 104 schraubenförmig nach  dem Saugende des Verdichters hin fortsetzt,  wo ein Gewinde des Läufers 93 in den Raum  eindringt und dadurch den Inhalt desselben  vermindert. Der im Sinne der Umdrehung  folgende Raum 105 steht noch mit der Saug  seite in Verbindung, und zwar solange, bis  die Kante 106 des Gewindes l02 die linke  Begrenzungskante<B>107</B> der     Anzapföffnung     95 erreicht. In diesem Augenblick beginnt      die Verdichtung im Raume 105.

   Ist zu die  ser Zeit der Schieber 29 geöffnet, so kann  Luft durch die     Anzapföffnung    ausströmen,  ohne dass sie vorher nennenswert verdichtet  worden ist. Ist die Kante<B>106</B> bis zur rechten  Begrenzungskante<B>109</B> der     Anzapföffnung     gelangt, dann wird der Raum 104, falls er       vorher    durch die     Anzapföffnung    in Verbin  dung mit der freien Luft war, davon ge  trennt.

   Der Raum 104 steht also in Verbin  dung     finit    dem Schieber 29 während eines  Zeitraumes, der beginnt, wenn die Kante des       vordern    Gewindes 103 die linke Kante 107  der     Anzapföffnung    erreicht, und der endet,  wenn die Kante 106 des hintern Gewindes  die rechte Kante 109 der     Anzapföffnung    er  reicht. Das Gleiche gilt sinngemäss für die       übrigen        Verdichterräume.     



  Die     Anzapföffnung    besitzt zweckmässig  eine derartige Form, dass die Verbindung des       @,        erdichterraumes    mit der freien Luft mit  möglichst geringen Drosselverlusten erfolgt.  Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, die das  Öffnen und Schliessen der     Anzapföffnung          bewirkenden    Kanten 106, 107 und 109  parallel oder ungefähr parallel zu einander  anzuordnen, weil in diesem Falle das Öffnen  und Schliessen in möglichst kurzer Zeit er  folgt.  



  Wird aus irgend einem Grunde ein höhe  rer, beispielsweise ein konstanter     Enddruck     erwünscht, so kann dies dadurch erreicht  werden, dass die     Verdichterräume    bei gerin  gerer Leistung, wenn also eine bestimmte  Luftmenge durch die     Anzapföffnung    ausge  blasen wurde, durch geeignete Absperrvor  richtungen später nach der Druckseite hin  geöffnet werden als bei     normaler    Leistung,  und zwar derart, dass der Inhalt der     Ver-          clichterräume    am Ende der Verdichtung um  so viel kleiner geworden ist,

   dass die ver  ininderte Luftmenge denselben oder an  nähernd denselben Enddruck erhält wie die  normale Luftmenge bei normaler     Belastung.     



  Eine in dieser Weise ausgeführte Rege  lung der     Anzapföffnung    ist in den     Fig.    4  bis 6 dargestellt. In diesem Falle wird die       Anzapföffnung    durch einen Schieber 234 ge-    regelt, der     gleichzeitig    den     Auslass    aus     dem.     Verdichter in der Weise beeinflusst, dass bei  Vergrösserung der     Anzapföffnung    der Aus  lassquerschnitt verringert wird, so dass die  Luft auf einen     grösseren    Druck verdichtet       wird    als bei konstantem Austrittsquer  schnitt.

   Luft oder ein anderes zu verdichten  des Mittel wird bei 225 und 227 angesaugt  und verlässt den aus zwei Läufern 226 und  228 bestehenden Verdichter durch den Aus  lass 229. Die Welle des Läufers 228 ist bei  230 angedeutet. Ein-     und        Auslass    gestatten  sowohl radiale als auch     achsiale    Zu- und Ab  strömung der Luft, wie sich in der Zeichnung  aus der Form des     Austrittstutzens    ergibt.

    Ein Teil des     Verdichtergehäuses    224 ist ent  fernt und an seiner Stelle ist der Schieber  34 angeordnet, dessen Innenflächen sich den       22     Innenflächen des Gehäuses anschliessen und  der mit     Hilfe    einer Stange 236 in Längsrich  tung des Verdichters um eine gewisse Strecke  verschoben werden     kann.    Wenn der Schieber  sich in seiner Normalstellung befindet,     in     welcher die rechten     Begrezungskanten        238     und 240 des Schiebers an den entsprechenden  Gehäusekanten     242        bezw.    244 anliegen,

   ist  die     Anzapföffnung    geschlossen und der Ver  dichter arbeitet unter normalen Betriebsver  hältnissen in gleicher Weise wie der in     Fig.    1  dargestellte Verdichter bei geschlossenem  Schieber 29. In dieser Stellung des Schiebers  234 hat der Querschnitt des     Auslassstutzens     seine     normale    Grösse und die Luft oder der  gleichen wird auf einen bestimmten Druck       verdichtet.     



  Um die Menge der zu verdichtenden Luft  zu verringern, wird der     Schieber    nach links       verschoben,    wodurch seine rechten Begren  zungskanten in die Lage 239     bezw.    241 ge  langen und eine     Anzapföffnung    243 zwi  schen diesen Kanten und den entsprechenden       Kanten    des Gehäuses gebildet wird. Der  Querschnitt dieser     Anzapföffnung    hängt von  der Grösse der Verschiebung des     Schiebers     ab. Je grösser diese Verschiebung von der  Normallage ist, desto mehr Luft kann durch  die Öffnung 243 abfliessen.

   Die     Anzapföff-          nung    ist auch hier     wieder    so verlegt, dass      die Luft zu Beginn der Verdichtung daraus  abfliessen kann, also bevor ihr Druck eine  nennenswerte Erhöhung erfahren hat.  



  Durch Verschiebung des Schiebers nach  links werden die linken     Begrenzungskanten          ?46    und     \?48    des Schiebers, die den     Zeitpunkt     bestimmen,     in    welchem die     Verdichterräume     mit der     Auslassleitung    in Verbindung ge  bracht werden und die daher auch den End  druck bestimmen, ebenfalls nach links in die  Lagen     \?47        bezw.    249 bewegt, wobei sie einen  Teil der     Auslassöffnung    abdecken, was zur  Folge hat,

   dass die zwischen den     Läufern     und dem Gehäuse sowie dem Schieber ein  geschlossenen Verdichtungsräume später in  Verbindung mit dem     Auslass    gebracht     "-erden     als in der Normallage des     Schiebers.    Die  Arbeitsräume werden daher um ein grösseres       lN-lass    vermindert und dadurch wird die ver  minderte     Luftmenge    mehr oder weniger aus  geglichen, so dass der     Enddruck.    bei     konstau-          ter    Drehzahl des Verdichters auf ungefähr  unveränderter Höhe erhalten werden kann.  



  Der     Schieber    234 kann von Hand oder  automatisch, beispielsweise durch Verbin  dung der Stange 236 mit einer der in     Fig.    1  oder ? gezeigten     Regelvorrichtungen,        betätigt     werden.  



  Das in     Fig.    7 dargestellte Ausführungs  beispiel unterscheidet sich von der eben be  schriebenen Ausführung nur dadurch, dass  der Schieber aus einem     zylindrischen    Teil  260 und einem daran befestigten Teil 269  besteht, welche Teile mit Hilfe einer Stange  <B>264</B> in     achsialer    Richtung verschoben werden  können. Wie aus der Zeichnung ohne wei  teres ersichtlich ist. gestattet diese Ausfüh  rung eine einfachere Herstellung des Schie  ber: als bei der in     Fig.    5     gezeigten    Schieber  f     orm.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: S S chraubenverdiebter für veränderliche Leistung mit ineinandergreifenden, an Tn- halt veränderliche Arbeitsräume bildenden Schraubenrädern und mit einer regelbaren Anza.pföffnung, dadurch gekennzeichnet. da.ss die Anzapföffnung so angeordnet ist,
    dass die von den Gewinden der Schraubenräder und dem Verdichtergehäuse begrenzten Arbeits räume mit dieser Öffnung in Verbindung tre ten können, das Ganze derart; dass bei her gestellter Verbindung zwischen Arbeitsräu men und Anzapföffnung Arbeitsmittel aus der Öffnung so lange ausströmen kann, bis das das hintere Ende der genannten Ar beitsräume begrenzende Schraubengewinde an der Öffnung vorbeigelaufen ist.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Schraubenverdichter nach Patentanspruch für Gasturbinenanlagen mit sehwanken der Belastung, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzapföffnung von einer Ab- spgrrvorrichtung geregelt wird, die in Abhängigkeit von der Belastung der Gasturbinenanlage oder einer von der Belastung abhängigen Grösse derart ge regelt wird, dass sie bei steigender Bela stung den Anzapfduerschnitt verkleinert und bei sinkender Belastung vergrössert. 2.
    Schraubenverdichter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab sperrvorrichtung in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung der Anlage derart geregelt wird, dass sie bei steigender Be lastung geschlossen und bei sinkender Belastung geöffnet wird. 3. Schraubenverdichter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab sperrvorrichtung in Abhängigkeit von dem Drucke des Treibmittels derart ge regelt wird, dass sie bei steigendem Druck geschlossen und bei sinkendem Druck ge öffnet wird.
    4. Schraubenverdichter nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, da.ss die öffnen den und schliessenden Kanten der An zapföffnung wenigstens annähernd paral lel zu den die Arbeitsräume begrenzen den Kanten der Läufer angeordnet sind. <B>5.</B> Schraubenverdichter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Absperrschieber in der Abschlussstellung bis an die Innenfläche des Verdichterge- bäuses erstreckt.
    Schraubenverdichter nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Regelorgan, das die Arbeitsräume des Verdichters bei offener Anzapföffnung später nach der Druckseite hin öffnet als bei geschlosse ner Anzapföffnung. 7. Schraubenverdichter nach Unteranspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelorgan beim Öffnen der Anzapföff- nunb die Auslassöffnung des Verdichters verkleinert. B.
    Schraubenverdichter nach Patentanspruch für eine zwei oder mehrere Verdichter enthaltende Gasturbinenanlage, gekenn zeichnet durch einen Regler, der selbst tätig in Abhängigkeit von der Belastung der Anlage oder einer von der Belastung abhängigen Grösse einen oder mehrere der genannten Verdichter zu- bezw. ab schaltet. wenn die Belastung oder die von ihr abhängige Grösse einen bestimm ten Wert über- bezw. unterschreitet.
    <B>9.</B> Schraubenverdichter nach Unteranspruch S, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- dichter mit Hilfe eines hydraulischen Ge triebes miteinander gekuppelt sind, das bei den genannten Betriebsverhältnissen mit Arbeitsflüssigkeit gefüllt bezw. ent leert und dadurch in bezw. ausser Betrieb gesetzt wird. <B>10.</B> Schraubenverdichter nach Unteranspruch 9, gekennzeichnet durch einen Arbeits flüssigkeit für das hydraulische Getriebe enthaltenden Behälter und einen Regler, der in einem Falle das Getriebe mit der Druckseite einer aus dem Behälter för dernden Pumpe und im andern Falle zwecks Entleerung mit dem Behälter ver bindet.
    <B>11.</B> Schraubenverdichter nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Verdichter aus mehreren in Serie geschalteten Teilen besteht und dass die angegebenen Einrichtungen an dem mit dem niedrigsten Druck arbeiten den Verdichter vorgesehen ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1217542B (de) * 1959-06-04 1966-05-26 Svenska Rotor Maskiner Ab Einrichtung zum Regeln einer Schraubenrotormaschine
DE1293389B (de) * 1960-06-03 1969-04-24 Svenska Rotor Maskiner Ab Einrichtung zum Regeln eines Schraubenverdichters
DE1293384B (de) * 1959-06-04 1969-04-24 Svenska Rotor Maskiner Ab Einrichtung zum Regeln einer Schraubenrotormaschine

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