Mehrstufen-Axialkompressor. Die Erfindung bezieht sich auf Mehr stufen-Axialkompressoren, wie sie in Ver- brennungsturbinen-Kraftanlagen verwendet werden.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, einen Mehrstufen-Axialkompressor zu schaf fen, bei dem für eine Erleichterung des An lassen,; desselben gesorgt ist.
Gemäss der Erfindung weist der Mehr stufen-Axialkompressor eine bewegliche, zur Rotorsehaufelung koaxiale Statorsehaufelung und wahlweise betätigbare Mittel auf, um die bewegliche Statorschaufelung gegen Drehen festzuhalten bzw. in derselben Richtung wie die Rotorschaufelung mit herabgesetzter Ge schwindigkeit drehen zu lassen.
Der Mehrstufen-Axialkompressor kann ausser der beweglichen Statorschaufelung noch eine feste Statorschaufelung umfassen, wobei die feste und die bewegliche Statorschaufe- lung vorteilhaft derart zueinander angeord net sind, dass die Strömung zuerst über die bewegliche Statorschaufelung und dann über die feste Statorschaufelung stattfindet.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine Hälfte des Axialkompressors, und Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer elektrischen Steuerung für diesen.
Der in Fig. 1 gezeigte Kompressor besitzt ein Statorgehäuse 3, das einen Teil des festen Aufbaues einer ganzen Kraftanlage bildet. Mit dem Gehäuse 3 sind durch radiale Rip pen 5, 9 Stirnwände 4, 8 verbunden, in wel chen durch Lager 12 bzw. 11 eine drehbare Welle 10 abgestützt ist, auf die eine Anzahl Rotorscheiben 13, 14 aufgekeilt ist, die mit Kränzen von Rotorschaufeln 17, 15 besetzt sind. Die letzteren wirken mit Kränzen von Statorschaufeln 16, 18 zusammen.
Die Statorschaufeln 16 an dem in der Zeichnung linken Ende des Kompressors sind auf der Innenseite des Gehäuses 3 befestigt, wogegen die verbleibenden Statorschaufeln 18 auf der Innenseite einer zum Gehäuse koaxialen Hülse 19 befestigt sind, die im Ge häuse 3 untergebracht ist, welches zur Auf nahme dieser Hülse ausgespart ist und wel- ehes nicht mit dieser Hülse verbunden ist.
Die innern Enden der Schaufeln 18 der zwei Kränze an den Enden der Hülse 19 sind ausserdem am Umfang eines Paares von Rä dern 20 befestigt, die drehbar durch Kugel lager 21 auf der Welle 10 abgestützt sind.
Zwischen den Rädern 20 liegen die Rotor scheiben 13 mit ihren Schaufeln 17, so dass der Kompressor tatsächlich aus zwei mehr stufigen Teilen besteht, nämlich einem sol chen mit einem festen Statorteil, dessen Schaufeln 16 mit den Rotorschaufeln 15 zu sammenwirken, sowie einem solchen mit einem drehbaren Statorteil, dessen Schaufeln 18 mit. den Rotorschaufeln 17 zusammenwirken.
Der letzterwähnte Teil an dem in der Zeichnung rechten Unde bildet den Niederdruckteil, und der ersterwähnte Teil ist der Hochdruckteil, in dem die Strömung von rechts nach links durch einen ringförmigen Leitkanal erfolgt, welcher auf der Aussenseite durch das Ge häuse 3 und die Hülse 19 und auf der Innen seite durch die Umfangsflächen der Stirn wände 4, 8 der Scheiben 13, 14 und der Räder 20 gebildet ist. Die Einlass- und die Auslassleitflügel sind durch die Rippen 5 bzw. 9 gebildet, und der Eintritt ist bei 6 vorhanden.
Das Rad 20 am Eintrittsende ist mit der Welle 10 über ein Planetengetriebe und eine Kupplung 33 verbunden. Das Getriebe weist Stirnplanetenräder 27 auf, die von Zapfen 28 getragen werden, welche am Rand 20 be festigt sind, das dadurch den Planetenradträger bildet. Ferner weist das Getriebe einen fest stehenden, mit Innenstirnverzahnung 29 ver- sehenen Ring auf, der an der Stirnwand 4 befestigt ist.
Ausserdem besitzt das Getriebe ein Stirnsonnenrad 25, das von einer Büchse 24 gebildet ist, die drehbar durch Lager 23 auf der Welle 10 abgestützt ist und einen Flansch besitzt, der eine Bremstrommel 26 trägt, auf welche Bremsschuhe 31 einwirken können, die durch eine Bremse 30 betätigt werden, die an der Stirnwand 4 befestigt ist.
Die Kupplung 33 ermöglicht, eine mit. Flanschen versehene Büchse 32, die an der Büchse 24 befestigt ist, mit einem Ringkörper 34, der mit der Welle 10 durch einen Keil 35 verbunden ist, kuppeln -zu können.
Weder die Bremse 30 noch die Kupplung 33 sind im einzelnen dargestellt, da sie von bekannter Art sein können. Sie werden durch Solenoide oder andere elektrische Schaltmittel betätigt, deren Zuleitungen 37, 38 und 39, 40 zu Anschlussklemmen 41, 42 und 43, 44 ge führt sind.
Wie schematisch in Fig. 2 gezeigt ist, kön nen durch einen zweipoligen -Schalter, dessen Arme 49, 50 mechanisch durch eine Isolier schiene 51 miteinander verbunden sind, die Leitungen 45, 47, die mit den Klemmen 41 bzw. 43 verbunden sind, mit Kontaktteilen 52, 53 verbunden werden, die an eine Haupt- leitung 54 angeschlossen sind, während die andere Hauptleitung 55 durch Leiter 46, 48 mit den Klemmen 42, 44 verbunden ist.
Die Kupplungs- und Bremsbetätigungs-Solenoide sind somit durch die zwei Schaltarme 49, 50 parallel zu den Hauptleitungen geschaltet und werden beide erregt, wenn der Schalter ge schlossen wird und umgekehrt. Die Brems- und Kupplungsbetätigungs-Solenoide sind so angeordnet, dass, wenn beide erregt werden, die Kupplung eingeschaltet und die Bremse gelöst ist, während die Bremse zur Wirkung kommt und die Kupplung gelöst ist, wenn der Schalter offen ist.
Der Einfachheit halber ist ein einfacher Schalter dargestellt; aber in der Praxis wird ein Relaisschalter (durch Solenoid betätigt) vorteilhafter sein, wie nachstehend näher er läutert wird.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die Bremse 30 wirkt und die Kupplung 33 gelöst ist, die Planetenräder 27 festgehalten werden. Dadurch ist die bewegliche, die Schaufeln. 18 tragende Statorhülse 19 am Gehäuse 3 fest gehalten, so dass der ganze Kompressor als einfacher Mehrstufenkompressor wirkt, bei welchem alle Statorschaufeln fest sind und alle Rotorschaufeln sich mit der gleichen Ge- sehwindigkeit drehen.
Wenn anderseits die Bremse 30 gelöst und die Kupplung 33 eingeschaltet ist, kommt das Planetengetriebe zur Wirkung und bewirkt, dass die bewegliche Statorhülse 19 sich in der gleichen Richtung wie die Welle 10 und die R.otorscheiben 13, 14 des Kompressors, aber reit herabgesetzter Geschwindigkeit dreht, so dass die Drehgeschwindigkeit der Rotorschei- ben zu dem entsprechenden Statorteil auf dein rechten (Niederdruck)
-Kompressorteil kleiner ist -.als auf dem linken (Hochdruck)-Kom- pressorteil.
Wenn für Anlasszwecke ein elektrischer oder anderer Anlassmotor angewendet wird, der mit der Hauptwelle 10 gekuppelt ist, wird die erforderliche Anlasskraft dadurch beträchtlich herabgesetzt, dass der Nieder druckteil mit herabgesetzter relativer Ge- sehwindigkeit arbeitet.
Es wird aber nicht nur die Anlasskraft herabgesetzt, sondern auch die tatsächliche Leistung des Kompressors beim Anlassen beträchtlich verbessert, weil die herabgesetzte relative Umfangsgeschwin digkeit der Rotor- und Statorschaufelung des Niederdruck-Kompressorteils ein Überziehen der Schaufelung in weitem Ausmass vermei det; wenigstens die Schaufeln des Nieder- druckt.eils werden zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt des Ansteigens der Drehgeschwin digkeit der Hauptwelle aus dein überzogenen Zustand herausgebracht.
Wenn die Geschwindigkeit der Welle 10 (und der darauf angeordneten Rotorschei- ben) genügend angestiegen ist, damit die Tur bineneinheit, mit welcher der Kompressor ver bunden ist, in Wirkung kommt und vom An lassmotor den Antrieb des Kompressors über nimmt, muss der letztere vom Anlassmotor ge löst und der bewegliche Statorteil zum An halten gebracht werden, indem die Kupplung 33 gelöst und die Bremse 30 angezogen wird.
Es ist daher von Vorteil, wenn die Steuer n,ittel der Kupplung und der Bremse mit denjenigen des Anlassmotors kombiniert sind. Ist der Anlassmotor, dessen Kraft über eine celbstlöse- oder Rutschkupplung auf die \Felle übertragen wird, mit einem Relaisschalt getriebe versehen, so können über dessen Schaltrelais auch die Kupplung 33 und die Bremse 30 betätigt werden. Die Ausbildung eines solchen Relaisschaltgetriebes ist von be kannter Art.
Der beschriebene Kompressor unterschei det sieh deutlich von jenen Gebläsen, bei denen zur Regulierung der Leistung ein oder mehrere Kränze von Leitschaufeln vorgesehen sind, von welchen jeder an einem Ring be festigt ist, wobei der oder die Ringe in dem Gehäuse gelagert und so ausgebildet sind, dass sie mit diesem für volle Leistung ge kuppelt. werden bzw. für herabgesetzte Lei stung frei laufen können.