Mehrstufiger Kr eiselver dichter. Die Erfindung betrifft einen, mehrstufi gen Krei.selverdiehter, bei dem der @ieder- druckteil mehrere hintereinander geschaltete Axialstufen und der Hochdruckteil mehrere machgeschaltete Radialstufen aufweist.
Verdichter dieser Art gestatten bekannt lieh eine bestmögliche Anpassung an die in :den nufeinanderfolgenden .Stufen vor sich gehende Volumenänderung des Fördermittels bei geringstmöglichemWerkstoffaufwand für die Verdichtergruppe zu erreichen. Dagegen weisen sie für -ewi:sse Betriebsverhältnisse :einen recht fühlbaren Mangel auf, womit es nachfolgende:
Bewandtnis hat. Hintereinander geschaltete Axialstufen haben, wenn sie in der bisher möglich gewordenen Bauart ausge führt werden, bekanntlich eine verhältnis mässig kurze und sehr steile Druckvolumen- ken.nlinie, bei welcher die Pump:grenze recht nahe beim Betriebspunkt besten Wirkungs grades liegt.
Es wird diesbezüglich auf Fig. 1 verwiesen, in welcher die Abszissen das För dervolumen V, :die Ordinaten das Verhältnis zwischen Förderdruck p2 am Austritt des Nsederdruckteils1 1(Fig.4) und Ansaugedruck p1, 7a eine Kurve gleicher Drehzahl und A den Betriebspunkt besten Wirkungsgrades bedeu ten.
Kreiselverdichterstufen radialer Bauart lassen sich dagegen mit verhältnismässig fla cher und über ein viel weiteres Volumenge biet sich erstreckender Druckvolumenkenn- linie bauen. Es wird diesbezüglich auf Fig. 2 verwiesen, in welcher die Ordinaten das Ver hältnis zwischen Förderdruck p3 am Austritt :des Hochdruckteils 5 (Fig. 4) und Förder- druck p2 am Austritt :
des Nie:derdruckteils 1 bedeuten. Besorgen nun bei :einem mehrstufi gen Kreiselverdichter der eingangs erwähnten Art ,die Radialstufen die Weiterverdichtung :des schon von 'den Axialstufen vorverdichte ten Fördermittels, so überlagern sich die Kennlinien derart, dass, wie in Fig. 3 gezeigt, die Druckvolumenkenalinse CAB,d-es gesam ten Verdichters noch steiler ausfällt als die des Niederdruckteilis,
so dass namentlich- der weite Verwendungsbereich und der flache Verlauf der Kennlinie des sich nur aus Ra dialstufen zusammensetzenden Hochdruckteils nichtmehr zur Geltung kommt.
Zweck der Erfindung ist, einen solchen für Teilla;st-Betriebsfälle nachteiligen Ver lauf der Druckvolumenkennlinie zu verbes- sern, und zwar derart, dass der für viele Be triebsfälle erwünschte flache Verlauf der Druckvolmenkennlinie über ein grösseres Vo lumengebiet selbst bei Verwendung von Axial stufen im Niederdruckteil vorhanden ist.
Zu diesem Behufe ist gemäss der Erfindung an dass Verbindungsstück zwischen Nieder- und Hochdruckteil eine absperrbare Abzweiglei- tun- angeschlossen, durch die sich bei Teil lastbetrieb -durch den Niederdruckteil hin durchgegangenes Fördermittel ableiten lässt.
Auf diese Weise ist bei Teillastbetrieb, wenn auf Fig. 3 Bezug genommen wird, eine Ver- legung der Pumpgrenze nach B', also nach links möglich. Die Abzweigleitung kann ent weder ins Freie münden oder an die Verdich- tersaugleitung angeschlossen sein. In letzte rem Falle wird -das durch die, Abzweigleitung strömende Medium in den Niederdruckteil rückgeführt.
In Fig. 4 der beiliegenden Zeichnung, ist eine beispielsweise Ausführungsform des Er findungsgegenstandes in vereinfachter Dar stellungsweise gezeigt. In dieser Figur be zeichnet 1 den sich aus Axialstufen auf bauenden Niederdruckteil eines vielstufigen Kreiselverdichters. Dieser Niederdruckteil 1 saugt das zu verdichtende Medium aus einer Saugleitung 2 an. und fördert es durch einen Zwischenkühler 3 hindurch in den Ansaug stutzen 4 eines Hoch:druelzteils 5. der sich aus Radia_lstufen aufbaut.
Der Zwischenkühler 3 dient somit gleichzeitig als Verbindungsstück zwischen dem Niederdruckteil 1 und dem Hochdruckteil 5. An das rechte Ende des Zwischenkühlers 3, in welchem durchwegs praktisch der am Ende -des Niederdruckteils 1 vorhandene Druck pr herrscht, ist eine Ab zweigleitung 6 angeschlossen. In diese ist ein Absperrorgan 7 eingebaut, das selbsttätig in Abhängigkeit vom Druck p4. nach dem Nie- derdruckteil 1 gesteuert wird.
Die Abzweig- leitung 6 mündet an der Stelle 8 in die Saug leitung ?.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Kreiselverdichters ist unter Bezugnahme auf Fig. 3 folgende: Solkild bei abnehmender Fördermenge 1', also bei Teillastbetrieb, der Druck p2 nach dem Niederdruckteil 1 einen bestimmten Grenzbetrag, der etwas höher als der Druck an jener Stelle bei normaler Für- dernienge Bei@ählt werden kann, überschrei tet, so wird das Absperrorgan 7 selbsttätig geöffnet, und zwar so weit, dass bei der be treffenden Fördermenge der Druck p,
gerade konstant bleibt. Es strömt dann ein Teil des durch den Niederdruekt.eil 1 hindurchgegan- Benen Fördermittels durch die Leitung 6 in die Saugleitung 2 und damit in den Nieder druckteil 1 zurück.
Demzufolge wird bei Teillasthetrieb .der Eintrittsdruck des Hoch druckteils 5 praktisch konstant. bleiben, so dass die flache Druckvolumenkennlinie n' des als Radialverdicbter aus,mebildeten Hoch druckteils 5 zur CTeltunB kommen kann. Es ergibt sieh daher die Möglichkeit, für den Gesamtverdichter eine Kennlinie nach dem Linienzuge CA ss' zii erhalten.
Folglich lässt sich bei. geringer Fördermenge die Pump grenze B des gesamten Verdichters in :einem Druck-Volumen-Diagranim ebenso weit nach links verlegen, wie bei einem ausschliesslich aus Radialstufen bestehenden Kreiselverdich ter, wobei aber trotzdem im Niederdruckteil die baulichen Vorteile der axialen Ausfüh rung zur Geltung kommen.
Die Erfindung lässt sieh auch anwenden, wenn das @erbindungsatüc:k zwischen Nieder und Hochdruckteil des Verdichters lediglich als Leitung ausgebildet ist.
Bei Verdichtung von Dämpfen kann auch in die Ahzwei@rleitung f> eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kondensat eingebaut -erden. Dessen Verdampfung bewirkt, dass die in den Saugstutzen des '@'iederdruckteils gelangende Dampfmenge die erwünschte iiiedirig-e Temperatur aufweist. Der Nieder- < Iruckteil und der Hochdruckteil können fer ner in einem Beineinsamen Gehäuse unterge bracht sein, wobei dann das Verbindungs- stück zwischen Nieder- und Hocb:
druckteil vom einem Gehäuseteil gebildet werden kann.
Das in die Abzweigleitung eingebaute Ab sperrorgan kann. auch so ausgebildet sein, dass es sich von Hand einstellen lä.sst, oder es kann dem Impuls zu ;seiner Betätigung von einem Mengenmess,gerät erhalten, welches beispiels weise in die Saugleitung des Verdichters ein gebaut ist.
Multi-stage cryocompressor. The invention relates to a multi-stage rotary selector in which the low-pressure part has several axial stages connected in series and the high-pressure part has several radial stages connected in the machine.
Compressors of this type make it possible, as is known, to achieve the best possible adaptation to the volume change of the conveying means taking place in the successive stages with the lowest possible expenditure of materials for the compressor group. On the other hand, they show for -ewi: sse operating conditions: a very noticeable defect, which leads to the following:
Has reason. Axial stages connected one behind the other have, as is well known, a relatively short and very steep pressure volume line where the pump limit is very close to the operating point of best efficiency.
Reference is made in this regard to Fig. 1, in which the abscissas the För volume V,: the ordinates the ratio between the delivery pressure p2 at the outlet of the Nsederdruckteils1 1 (Figure 4) and suction pressure p1, 7a a curve of the same speed and A best the operating point Efficiency.
Centrifugal compressor stages of radial design, on the other hand, can be built with a relatively flat pressure-volume characteristic curve that extends over a much wider volume area. In this regard, reference is made to Fig. 2, in which the ordinates show the ratio between the delivery pressure p3 at the outlet: of the high-pressure part 5 (Fig. 4) and the delivery pressure p2 at the outlet:
of the never: derdruckteil 1 mean. If, in: a multistage centrifugal compressor of the type mentioned at the beginning, the radial stages are responsible for the further compression of the conveying means that has already been pre-compressed by the axial stages, then the characteristics are superimposed in such a way that, as shown in FIG. the entire compressor is even steeper than that of the low-pressure section,
so that, in particular, the wide range of use and the flat course of the characteristic curve of the high-pressure part, which is composed only of radial stages, no longer comes into play.
The purpose of the invention is to improve such a course of the pressure volume characteristic, which is disadvantageous for partial load operating cases, in such a way that the flat course of the pressure volume characteristic, which is desired for many operating cases, over a larger volume area even when using axial stages in the Low pressure part is present.
For this purpose, according to the invention, a lockable branch line is connected to the connection piece between the low-pressure and high-pressure parts, through which conveying means that have passed through the low-pressure part can be diverted during partial load operation.
In this way, in partial load operation, if reference is made to FIG. 3, it is possible to move the surge limit to B ', that is to say to the left. The branch line can either open into the open air or be connected to the compressor suction line. In the latter case, the medium flowing through the branch line is returned to the low-pressure part.
In Fig. 4 of the accompanying drawings, an example embodiment of the subject invention He is shown in a simplified Dar position. In this figure be 1 denotes the low-pressure part of a multi-stage centrifugal compressor built on from axial stages. This low-pressure part 1 sucks in the medium to be compressed from a suction line 2. and conveys it through an intercooler 3 into the intake port 4 of a high pressure part 5. which is built up from Radia_lstufen.
The intercooler 3 thus simultaneously serves as a connecting piece between the low-pressure part 1 and the high-pressure part 5.A branch line 6 is connected to the right-hand end of the intercooler 3, in which practically the pressure pr at the end of the low-pressure part 1 prevails throughout. A shut-off element 7 is installed in this, which automatically depending on the pressure p4. after the low pressure part 1 is controlled.
The branch line 6 opens at point 8 into the suction line?.
The mode of operation of the centrifugal compressor described is as follows with reference to FIG. 3: Solkild with decreasing flow rate 1 ', i.e. during partial load operation, the pressure p2 after the low-pressure part 1 has a certain limit which is slightly higher than the pressure at that point with normal displacement If @ can be selected, if it is exceeded, the shut-off element 7 is opened automatically, to the extent that the pressure p,
just remains constant. Part of the conveying medium passed through the Niederdruekt.eil 1 then flows through the line 6 into the suction line 2 and thus back into the low pressure part 1.
As a result, the inlet pressure of the high pressure part 5 is practically constant during partial load operation. remain, so that the flat pressure volume characteristic curve n 'of the high-pressure part 5, which is designed as a radial compressor, can come to the fore. It is therefore possible to obtain a characteristic curve for the overall compressor according to the line CA ss' zii.
Consequently,. low flow rate, the pumping limit B of the entire compressor in: a pressure-volume diagranim as far to the left as with a centrifugal compressor consisting exclusively of radial stages, but the structural advantages of the axial design still come into play in the low-pressure section.
The invention can also be used when the @ erbindungsatüc: k between the low and high pressure parts of the compressor is only designed as a line.
When compressing vapors, a device for injecting condensate can also be built into the secondary line. Its evaporation has the effect that the amount of steam reaching the suction port of the low-pressure part has the desired temperature. The low-pressure part and the high-pressure part can also be accommodated in a single-leg housing, in which case the connecting piece between the low-pressure and high-pressure parts:
pressure part can be formed from a housing part.
The shut-off device built into the branch line can. also be designed so that it can be adjusted by hand, or it can receive the impulse to; its actuation from a quantity measuring device, which is built into the suction line of the compressor, for example.