Kreiselverdichter mit verstellbaren Leitschaufeln vor mindestens einem Laufrad. Es ist bekannt, zur Erzeugung eines Dralles der vom Kreiselverdichter geförder ten Luft bez-xv. des Gases, vom dem Laufrad eintritt verstellbare Leitschaufeln anzuord nen, um die erzeugbare Druckhöhe zu ver ändern. Je nachdem man die Zuströmung in oder gegen die Umfangsrichtung ablenkt, spricht man von Vorrotation bezw. von Ge genrotation. Erstere vermindert, letztere erhöht bekanntlich die Druckhöhe.
Man kann nun die bekannten Einrichtun gen zum Verstellen der nach einem Laufrade angeordneten beweglichen Leitschaufeln nicht auf die vor dem Laufrad anzuordnenden be weglichen Leitschaufeln übertragen, da die Lagen dieser Schaufeln im Verdichter grund- verschieden voneinander sind.
Die einen um geben den freien äussern Umfang des Rades, haben also keinen Einfluss auf die Baulänge des Verdichters, die andern liegen mehr nach fier Welle hin nahe beim Eintritt der Luft bezw. des Gases in das betreffende Laufrad, so dass die Unterbringung ihres Antriebes und ihrer Lagerung ohne wesentliche Ver- grösserung der Baulänge kaum. möglich er scheint.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kreisel verdichter mit verstellbaren Leitschaufeln vor mindestens einem Laufrad, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die verstellbaren Leit- schaufeln in einem vom Gehäuse getrennten Käfig eingebaut sind;
der die Fortsetzung des Umkehrkanals bildend gegen das Gehäuse mit Dichtungen anliegt, wobei die Verstel lung der Leitschaufeln mittels in der Trenn ebene :des Gehäuses angeordneter Übertra- gungselemente von einer in einer Gehäuse nische liegenden, mit der Welle des Verdich ters axparallelen Hauptsteuerwelle aus er folgt, deren Durchdringungen der Wände ab gedichtet sind.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungs- beispiel eines gemäss der Erfindung ausge führten mehrstufigen Verdichters veranschau licht.
Fig. 1 stellt einen Längsschnitt unter Fortlassung einer Hälfte, mit in die Zeich nungsebene, das heisst um 90 , gedrehter An- triebseinrichtung für die verstellbaren Leit- schaufeln, Fig. 2 einen Querschnitt und Fig. 3 einen Teil der Fig. 1 in grösserem Massstab dar.
Die Fig. 4 bis 9 zeigen drei weitere Bei spiele von Antriebseinrichtungen für die ver stellbaren Leitschaufeln.
Die vier Laufräder 1, 2, 3, 4 sitzen mit den sogenannten Distanzbüchsen 5 zwischen sich auf der Welle 6, .die vor irgendeiner, in Fig. 1 am rechten Ende zu denkenden Kraft maschine angetrieben wird. Das Laufrad 1 wirft die zu verdichtende Luft oder das Gas in den Diffusor 7, der die Geschwindigkeit in Druck umsetzt. An diesen Diffusor schliesst sich der Umkehrkanal 8 an, der die Luft oder das Gas dem nächsten Laufrad 2 zuführt, und zwar in der Regel bei gleich zeitiger Umlenkung der immer noch mit Drall behafteten Strömung in die radiale drallose Richtung.
Die verstellbaren Leit schaufeln 9 sind in der Fortsetzung des Um kehrkanals 8 mittels der Zapfen 10 einer- seits in. der Seitenscheibe 11, anderseits in der Scheibe 12 gelagert. Die Scheibe 11 trägt die Wellendichtung 13 und die Scheibe 12 die Radeinlaufdichtung 14 (Fig. 3).
Die Scheibe 11 ist mittels fester Schau feln 15 mit dem Gegenring 16 verbunden, der durch die Flanschverbindung 17 (Fig. 1) mit der Seheibe 12 v ersehraubt ist. Auf diese Weise ist für die verstellbaren Leitschaufeln 9 ein Käfig mit eindeutig distanzierten Sei tenwänden geschaffen, in denen die Dreh zapfen 10 in Kugellagern gelagert sind.
Die ser Käfig ist zweiteilig, die beiden Hälften sind durch .Schrauben 18 miteinander verbun den (Fig. 3 links). Die Zweiteiligkeit gestat tet die Montage zwischen den schon auf die Welle gesetzten Laufrädern und die Einset zung der Dichtungen 13, 14.
Dieser Leit apparat wird mit dem Läufer in die Maschine eingebautund zentriert sieh mittels .der Dich tungen 21 gegenüber den Gehäuseteilen des Umkehrkanals 8, .der dem beweglichen Leit- apparat vorgelagert ist und feste Umkehr schaufeln 22 aufweist. An diese Schaufeln 22 schliessen sich die Schaufeln 15 an, wobei übrigens die Schaufelzahl nicht die gleiche zu sein braucht.
Die verstellbaren Leitschaufeln sind so geformt, dass sie für alle Regelstellungen eine möglichst verlustlose Strömung ergeben. Die Schaufeln 22 stehen in der Richtung des Austritts des Diffusors 7 und ergänzen in der in Fig. 2 links gezeichneten Stellung der beweglichen Schaufeln 9 den Umkehrkanal für eine angenähert drallose Zuführung der Luft oder des Gases zum nächsten Laufrad.
In der in Fig. 2 rechts gezeichneten Lage der Leitschaufeln 9 hingegen ist Vorrotation in der durch den Pfeil angedeuteten Dreh richtung eingeleitet.
Die besondere Formgebung der Leit- schaufeln 9 zeigt. für die beiden gezeichneten Stellungen eine gute Anpassung an die gleichbleibende Anströmrichtung durch die festen Schaufeln 22 und 15, welche An passung noch durch die Verlegung des Dreh punktes der Schaufeln zum Eintritt hin un terstützt wird.
Der Antrieb der Leitschaufeln 9 erfolgt mittels der Seilrollen 19 (Fig. 2) auf der äussern Seite der Scheibe 12 in der bei ver stellbaren Diffusorschaufeln bekannten Art durch ein Drahtseil 20, das über sämtliche Rollen 19 läuft und das mit Spannschrauben spannbar ist. Ein Zahnsegment 23, mit einem der Schaufel-Drehzapfen 10 fest. verbunden, greift in das Ziegelrad 24 der Hilfssteuer welle 25 ein, die von der Hauptsteue#rwelle 26 aus durch die Ziegelräder 27, 28 gedreht werden kann.
Eine Dichtung 29 dichtet die IIauptsteuerwelle 26, die in einer Nische 30 (Fig. 2) des Gehäuses untergebracht ist, jeweils gegen die nächste Stufe ab (Fig. 3). In dem äussern Gehäusemantel 31 ver schliessen Zapfen 32 Bohrlöcher, die im zu sammengeschraubten Zustand der Gehäuse hälften hergestellt werden und dazu dienen, die notwendigen Bohrungen zur Aufnahme und Lagerung der Hilfssteuerwellen 25 zu ermöglichen.
Die Hilfssteuerwelle 25 liegt nämlich mit dem Zahnsegment ?3, welches die Bewegung an die Seilrollen 19 weitergibt, in der Tren nungsebene 33-33 (Fig. 2) der Gehäuse hälften 31, 34, so dass sie beim Abdecken der Gehäusehälfte 31 freilieg-t und ausgeho ben werden kann. Wichtig ist, dass keinerlei Antriebselemente in der Strömung stehen, und dass die normale Teilung von Rad zu Rad durch die Antriebsvorrichtung nicht vergrössert wird.
Es ist dies dadurch erreicht, dass die Welle 25 auf der rechten Seite hin ter der Wand des Umkehrkanals 8 unter gebracht ist, wo zufolge der notwendige$ Dichtung 14 am Radeintritt eine gewisse Breite erforderlich ist, die für die Strömung nicht gebraucht wird. An Stelle des Hilfs- steuerwellenantriebs kann auch ein Seil-, Stangen-, oder Zahnradantrieb treten.
So zeigen die Fig. 4 und 5 in zwei recht winklig zueinanderliegenden Schnitten einen Seilantrieb 35, die Fig. 6 und 7 einen Stan genantrieb 36 und die Fig. 8 und 9 einen Zahnradantrieb 37 von der Hauptsteuerwelle 26 aus zum Seilzug 19, 20 der verstellbaren Leitschaufeln.
Centrifugal compressor with adjustable guide vanes in front of at least one impeller. It is known to generate a swirl of the air conveyed by the centrifugal compressor bez-xv. of the gas, adjustable guide vanes entering from the impeller to arrange to change the pressure head that can be generated. Depending on whether the inflow is deflected in or against the circumferential direction, one speaks of pre-rotation or. of counter rotation. The former decreases, the latter increases, as is well known, the pressure head.
The known facilities for adjusting the movable guide vanes arranged after an impeller cannot be transferred to the movable guide vanes to be arranged in front of the impeller, since the positions of these blades in the compressor are fundamentally different from one another.
Some are around the free outer circumference of the wheel, so they have no influence on the overall length of the compressor, while the others are more close to the entry of the air or of the gas in the relevant impeller, so that the accommodation of its drive and its storage without a significant increase in the overall length hardly. it seems possible.
The invention relates to a centrifugal compressor with adjustable guide vanes in front of at least one impeller, which is characterized in that the adjustable guide vanes are installed in a cage separate from the housing;
which forms the continuation of the reversing channel against the housing with seals, the adjustment of the guide vanes by means of transmission elements arranged in the dividing plane: of the housing from a main control shaft located in a housing niche, ax-parallel with the shaft of the compressor whose penetrations of the walls are sealed.
1 to 3 show an exemplary embodiment of a multi-stage compressor carried out according to the invention.
1 shows a longitudinal section, omitting one half, with the drive device for the adjustable guide vanes rotated into the plane of the drawing, that is to say by 90, FIG. 2 shows a cross-section and FIG. 3 shows a part of FIG. 1 on a larger scale Scale.
4 to 9 show three more examples of drive devices for the adjustable vanes.
The four wheels 1, 2, 3, 4 sit with the so-called spacer sleeves 5 between them on the shaft 6, .The machine is driven in front of any, in Fig. 1 at the right end to be thought of. The impeller 1 throws the air or gas to be compressed into the diffuser 7, which converts the speed into pressure. This diffuser is followed by the reversing channel 8, which feeds the air or gas to the next impeller 2, usually with a simultaneous deflection of the flow, which is still subject to swirl, in the radial direction without swirl.
The adjustable guide vanes 9 are mounted in the continuation of the reversing channel 8 by means of the pin 10 on the one hand in the side window 11 and on the other hand in the disk 12. The disk 11 carries the shaft seal 13 and the disk 12 carries the wheel inlet seal 14 (FIG. 3).
The disc 11 is connected by means of fixed look 15 to the counter ring 16, which is v ersehraubt through the flange connection 17 (Fig. 1) with the Seheibe 12 v. In this way, a cage with clearly distanced Be tenwauten is created for the adjustable guide vanes 9, in which the pivot pin 10 are mounted in ball bearings.
This cage is in two parts, the two halves are connected to each other by screws 18 (Fig. 3 left). The two-part design allows assembly between the impellers already placed on the shaft and the insertion of the seals 13, 14.
This guide device is built into the machine with the rotor and is centered by means of the seals 21 with respect to the housing parts of the reversing channel 8, which is located in front of the movable guide device and has fixed reversing blades 22. The blades 15 adjoin these blades 22, the number of blades not needing to be the same.
The adjustable guide vanes are shaped in such a way that they result in a flow with as little loss as possible for all control positions. The blades 22 are in the direction of the outlet of the diffuser 7 and, in the position of the movable blades 9 shown on the left in FIG. 2, complement the reversing channel for an approximately twistless supply of air or gas to the next impeller.
In the position of the guide vanes 9 shown on the right in FIG. 2, however, pre-rotation is initiated in the direction of rotation indicated by the arrow.
The special shape of the guide vanes 9 is shown. for the two positions shown, a good adaptation to the constant flow direction through the fixed blades 22 and 15, which is still supported by the relocation of the fulcrum of the blades towards the inlet.
The drive of the guide vanes 9 takes place by means of the pulleys 19 (Fig. 2) on the outer side of the disc 12 in the manner known from ver adjustable diffuser vanes by a wire 20 which runs over all rollers 19 and which can be tensioned with tensioning screws. A toothed segment 23, with one of the blade pivot pins 10 fixed. connected, engages in the brick wheel 24 of the auxiliary control shaft 25, which can be rotated from the main control shaft 26 through the brick wheels 27, 28.
A seal 29 seals the main control shaft 26, which is housed in a niche 30 (FIG. 2) of the housing, from the next stage (FIG. 3). In the outer housing jacket 31 ver close pin 32 boreholes that are made in the screwed-together state of the housing halves and serve to allow the necessary holes for receiving and mounting the auxiliary control shafts 25.
The auxiliary control shaft 25 lies with the toothed segment 3, which transmits the movement to the pulleys 19, in the plane of separation 33-33 (Fig. 2) of the housing halves 31, 34 so that it is exposed when the housing half 31 is covered and can be extracted. It is important that no drive elements are in the flow and that the normal pitch from wheel to wheel is not increased by the drive device.
This is achieved in that the shaft 25 is placed on the right-hand side behind the wall of the reversing channel 8, where the necessary seal 14 at the wheel inlet requires a certain width that is not needed for the flow. Instead of the auxiliary control shaft drive, a cable, rod or gear drive can also be used.
Thus, FIGS. 4 and 5 show in two sections at right angles to each other a cable drive 35, FIGS. 6 and 7 a Stan gene drive 36 and FIGS. 8 and 9 a gear drive 37 from the main control shaft 26 to the cable 19, 20 of the adjustable Guide vanes.