CH243902A - Schleuderverdichter mit konisch-schraubenförmigem Strömungsverlauf. - Google Patents

Description

      Schlenderverdichter    mit     Ikonisch-schraubenförmigem    Strömungsverlauf.    Die     vorliegende    Erfindung bezieht sich  auf einen Schleuderverdichter mit konisch  schraubenförmigem Strömungsverlauf für  ein hohes     Stufendruckverhältnis    und mit  einer dem Laufrad in     axialer    Richtung nach  geschalteten     Diffusoreinrichtung.    Die Erfin  dung besteht darin, dass die Läuferschaufeln  zwecks Vermeidung von Biegebeanspruchun  gen in Schnitten senkrecht zur Läuferachse  eine radiale Erstreckung aufweisen,

       und    dass  das aus dem Läufer windschief zu     dessen     Achse ausströmende Medium zunächst bei an  nähernd gleichbleibender Geschwindigkeit       mittels    eines Richtkanäle     aufweisenden    Über  gangsstückes in eine annähernd     aohsen-          parallele    Richtung gelenkt und anschliessend  in     Diffusoren    mit     mindestens    angenähert ge  raden     Mittellinien    zwecks Druckerzeugung  verlangsamt     wird.     



  Die     Diffusoren    weisen zweckmässig einen       runden        Querschnitt    auf. Die Kanäle des     die     Strömung     umlenkenden        Übergangsstückes     können     läuferseitig    einen viereckigen und       diffusorseitig    einen runden Querschnitt von  mindestens     annähernd    gleicher Flächengrösse    aufweisen.

   Es ist vorteilhaft, die räumlich  gekrümmten Richtkanäle und die an diese  angeschlossenen     Diffusoren    zwischen einem  in bezug auf die Läuferachse rotationssym  metrischen     Leitkörper    und einem     Leitge-          häuse        anzuordnen.    Die Achsen der     Diffusoren          könnten    die     Läuferachse    im Endlichen oder  im Unendlichen schneiden oder windschief zu  ihr angeordnet sein.  



  Bei der     Energieumsetzung    im     Zentrifu-          galgebläse    spielt der     Wirkungsgrad    des     Dif-          fusors    eine bedeutende Rolle, da bekanntlich  bis zum     Austritt    des Laufrades nur ungefähr  die Hälfte bis     drei    Viertel des.

   Förderdruckes  erzeugt wird, während der     Rest    in Form von       kinetischer    Energie     im        austretenden    Förder  medium vorhanden ist, welche im     Diffusor          weitmöglichst    in Druck     umzusetzen    ist.  



  Den besten Wirkungsgrad aller     Diffu-          sorausbildungen    weisen jene auf,     die    aus  einem sich konisch erweiternden Rohr mit  gerader Mittellinie     und    rundem Querschnitt  bestehen.

   Es ist bei     Radialverdichtern    be  kannt, den am     Laufrad        austretenden    Luft  strom mittels einer passend     unterteilten    Leit-           spirale    in einzelne Ströme aufzuteilen und  dieselben in Ebenen senkrecht zur Läufer  achse     umzulenken,        tun    hierauf diese Ströme  in     Diffusoren    unter Druckrückgewinnung zu  verlangsamen,

       wobei    die verlangsamte Strö  mung gegebenenfalls nach einer weiteren  Umlenkung in Ebenen     senkrecht    zur Läufer  achse in den schaufelfreien     Spiralgehäuse-          teil    austritt und dem Austrittsstutzen zuge  leitet wird. Solche mit geraden     Diffusoren     versehene Spiralen ergeben grosse Durch  messer und beanspruchen daher in radialer       Richtung    viel Platz, so dass es., abgesehen  vom Nachteil der Gewichtserhöhung und der  hohen Herstellungskosten     derartiger    Spira  len, schwierig ist, einen solchen Verdichter  als Hilfsmaschine in eine Anlage einzubauen.

    Zudem .sind solche bekannte mit     Diffusoren     ausgerüstete     Austrittsspiralen    nur für Krei  selmaschinen mit radialem Strömungsverlauf  verwendungsfähig. Zwecks Verkleinerung  des     Spiralgehäusedurchmessers    ist es nahe  liegend, den     Diffusor    mit krummer Mittel  linie auszubilden.

   Dadurch     treten    aber zu  sätzliche Zentrifugalkräfte im Fördermedium  in Erscheinung, die     ablösungsfördernd    auf  die Strömung einwirken und daher immer  einen     schlechteren        Diffusorwirkungsgrad    er  geben als gerade     Diffusoren.    Auch     Diffuso-          ren    mit nicht runden     Querschnitten    stellen  sich bezüglich des erzielbaren Wirkungs  grades im Betriebe     ungünstiger,    weil die  Strömung in den vorhandenen Gehäusewin  keln von zwei Seiten her der bremsenden  Wirkung der Wände ausgesetzt sind.

   Die  Nachteile von Gehäusedurchmessern mit  verhältnismässig grosser radialer Ausdehnung  oder von     schlechten        Diffusorwirkungsgraden     lassen     sich    mit der vorliegenden Erfindung  vermeiden.  



  Eine beispielsweise Ausführungsform  des Erfindungsgegenstandes ist auf der bei  liegenden Zeichnung dargestellt, und zwar  zeigt:       Fig.    1 einen     Axialschnitt,    während die       Fig.    2, 3 und 4     Querschnitte    nach den  Linien     I-I,        II-II    und     III-III    in grösse  rem Massstab darstellen.    Die Welle 1 des Läufers ? ist in den  Lagern 3 und 4 gelagert. Das Lager 3 ist  im     Einlaufgehäuseteil    5 und das Lager 4 im  Leitkörper 6 angeordnet. Auf der Seite des  Einlaufes     i-,t    die Welle 1 über eine Kupp  lung 7 mit einer nicht gezeichneten Antriebs  maschine, z.

   B. einer Turbine oder einem  Elektromotor, verbunden. Der Läufer 2 ist  mit     konisch-sehraubenförmigen    Schaufeln 8  versehen.     die    zwecks Vermeidung von     durch     Zentrifugalkräfte     verursachten    Biegebean  spruchungen in Schnitten senkrecht zur Läu  ferachse x eine     radiale    Erstreckung aufwei  sen. Damit zur Erzielung     eines    hohen     Stu-          fendruelzverhiiltnisses    der Läufer 2 mit einer  entsprechend hohen, unter     Umständen    über  der     Schaligeschwi.ndiglzeit    des Förder  mediums liegenden     Geschwindigkeit,    z.

   B.  mit 330     msec    und mehr, \betrieben werden  kann, ohne dass die absolute Austrittsge  schwindigkeit des     Fördermediums    aus dem  Läufer ? diese     Schallgeschwindigkeit    erreicht  oder     übersteigt,    ist die konische     Sehraubung     der Schaufeln 8 im dem     Läuferdrehsinn    ent  gegengesetzten Drehsinn     vorgesehen,    die       einen    dieser Forderung entsprechenden Aus  trittswinkel am Laufrad ? gewährleistet.  



  Auf der     Austrittsseite    des Läufers ? ist  der in     betu-    auf die Läuferachse x rotations  symmetrische Leitkörper 6 angeordnet. So  wohl der Läufer ?<I>als</I> auch der Leitkörper 6  sind vorn Gehäuse     J    umgeben,     welches        ein-          laufseitig    über Stützrippen 10 mit dem Ein  laufgehäuseteil i und über die Zwischen  wände 11     finit    dein Leitkörper 6 verbunden  ist.

   Das zwischen der     Schnittflächen    1-I  und     11-II    gelegene     Übergangsstück    ist     mit          Richtkanälen    12 versehen, die vom Gehäuse       ;-i,    dem Leitkörper 6 und den     Zwischenwän-          den    11 gebildet sind.

   Es wäre möglich, im       Cbergangsstüch    die kanalbildenden     Zwi-          scUenwände        als    Schaufelgitter     auszubilden,     die insbesondere für     spezifische    Langsam  läufer, deren aus dem Läufer     austretende          Strömung    einer     starken    Umlenkung bedarf,       spaltfl_ügelartig    geformt sein könnten.

   Die  Kanäle 12 sind derart räumlich gekrümmt,  dass das aus dem Läufer windschief zu des-      sen Achse ausströmende Medium in eine an  nähernd     achsenparallele    Richtung umge  lenkt     wird.    An der     Einlaufseite    des Über  gangsstückes     besitzen    die Kanäle 12     einen     viereckigen     Querschnitt,    wodurch die Zwi  schenwände dünn ausfallen und dem anströ  menden Medium nur geringen Widerstand  entgegensetzen.

   Der     Querschnitt    des Kanals  12 ändert seine Form entlang der Strömungs  achse stetig, um     in    der     Schnittfläche        II-II     gemäss     Fig.    3     einen    kreisrunden     Querschnitt     von     mindestens    annähernd gleicher Grösse       wie    der viereckige     Querschnitt    zu bilden.  



  Durch Verzicht auf eine     Diffusorwir-          kung    in diesem     Umlenkstück    lassen sich  Strömungsablösungen weitgehend     verhindern.     Ungefähr vom Schnitt     II-II    an führen die  Kanäle 12 in     zwischen    dem Gehäuse 9 und  dem Leitkörper 6 angeordnete     Diffusoren    13       mit        mindestens    angenähert gerader Mittel  linie und allmählich sich erweiternden kreis  förmigen     Querschnitten    über, so dass die Um  setzung von     Geschwindigkeitsenergie    in  Druck unter den günstigsten Voraussetzun  gen vor sich geht.

   Die     Achsen    der     Diffusoren     13 können dabei die Läuferachse x     im    End  lichen oder Unendlichen schneiden oder wind  schief zu ihr angeordnet sein. Aus den     Dif-          fusoren    13 gelangt das     Fördermedium    mit       überwiegender        achsenparalleler    Geschwin  digkeitskomponente gerichtet in den Ring  raum 14 zwischen dem Leitgehäuse 9 und  dem Leitkörper 6 und verlässt denselben durch  die zur Verbrauchsstelle führende Leitung  15.

       Sind    die Mittellinien der     Diffusoren    par  allel zur Läuferachse gerichtet, oder schnei  den sie dieselbe, oder ist ihre Richtung nur       unbedeutend    windschief zur Achse, so ist die       Strömung        beim        Eintritt    in die Verbrauchs  leitung     drallfrei    oder doch sehr     drallarm,     was den Wegfall der oft     benötigten        Strahl-          richtkreuze    ermöglicht.

Claims (1)

1. PATENTA\SPRUCH: Schleuderverdichter mit konisch-schrau- benförmigem Strömungsverlauf für ein hohes Stufendruckverhältnis und mit einer dem Laufrad in axialer Richtung nachgeschal- teten Diffusoreinrichtung, dadurch gekenn zeichnet, dass die Läuferschaufeln zwecks Vermeidung von Biegebeanspruchungen in .

   Schnitten senkrecht zur Läuferachse eine radiale Erstreckung aufweisen, und dass das aus dem Läufer windschief zu dessen Achse ausströmende Medium zunächst beiannähernd gleichbleibender Geschwindigkeit mittels eines Richtkanäle aufweisenden Übergangs stückes in ,

   eine annähernd achsenparallele Richtung gelenkt und anschliessend in Diffu- soren mit mindestens angenähert geraden Mittellinien zwecks Druckerzeugung ver- i langsamt wird. U NTERANSPRüCHE 1. Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Dif- fusoren einen runden Querschnitt aufweisen. 2.

   Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ka näle des die Strömung umlenkenden Über gangsstückes, läuferseitig einen viereckigen und diffusorseitig einen runden Querschnitt von mindestens annähernd gleicher Flächen grösse aufweisen. 3.

   Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich gekrümmten Richtkanäle und die an diese angeschlossenen Diffusoren zwi schen einem in bezug auf die Läuferachse rotationssymmetrischen Leitkörper und einem Leitgehäuse angeordnet sind. 4. Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Diffusoren die Läuferachse im Endlichen schneiden. 5. Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Diffusoren die Läuferachse im Unendlichen schneiden. 6.

   Schleuderverdichter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet , dass die Achsen der Diffusoren windschief zur Läu ferachse angeordnet sind.