CH310936A - Mehrstufige Strömungsmaschine. - Google Patents

Mehrstufige Strömungsmaschine.

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CH310936A
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CH
Switzerland
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stage
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axial
shaft
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Inventor
Alfred Dipl Ing Buechi
Original Assignee
Alfred Dipl Ing Buechi
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Publication of CH310936A publication Critical patent/CH310936A/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/10Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output supplying working fluid to a user, e.g. a chemical process, which returns working fluid to a turbine of the plant
    • F02C6/12Turbochargers, i.e. plants for augmenting mechanical power output of internal-combustion piston engines by increase of charge pressure

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Description


  Mehrstufige Strömungsmaschine.    Die Erfindung bezieht sich auf eine mehr  stufige Strömungsmaschine, wie Turbine,       ('eebläse    oder Pumpe, mit zwei, über ein       Getriebe    miteinander gekuppelten,     gegen-          läufigen    Schaufelrädern.

   Sie besteht     darin,          dass    Schaufelräder mit verschieden     grossen,     bis zum äussersten Umfang     gemessener.     Durchmessern vorgesehen sind und durch       Vermittlung    eines     Vbersetzungsgetriebes    das  eine Schaufelrad mit grösserem Durchmesser  mit kleinerer Drehzahl dreht als das Schau  felrad mit kleinerem Durchmesser.  



  Die Erfindung ermöglicht, die Drehzahlen  der gegenläufigen Laufräder frei zu wählen,  so dass jedes Rad mit gutem Wirkungsgrad       arbeiten    kann und man Rücksicht auf die  zulässigen     Beansprilchungen    zufolge der im  Betrieb auftretenden Zentrifugalkräfte     neh-          r7en    kann.  



  In den beiliegenden Zeichnungen ist der       Erfindungsgegenstand    in einigen Ausfüh  rungsbeispielen dargestellt.  



  In den     Fi;r.    1 bis 3 ist eine Ausführungs  form im     Axialschnitt,    in Ansieht axial von  aussen und im. Schnitt nach Linie     I--I    von       Pig.    1 quer zur     Masehinena.ehse    für ein       Zetiti-ifugalgebläse    dargestellt.  



  In     Fig.    4     -Lind    5 ist. eine andere     Ausfüh-          rungsform    im Schnitt längs und quer zur       11-aschinenachse    durch die wichtigsten Schau  felradteile gezeigt. Es handelt sieh auch um  eine Fördermaschine von zentrifugaler Bauart.  



  In     Fig.    6 ist eine Bauart im     Axialschnitt          veranschaulicht,    wo einem mehrstufigen Axial-         gebläse    ein dazu gegenläufiges     Zentrifugal-          Sehaufelrad    nachgeschaltet ist.  



       Fig.7    zeigt ebenfalls eine Maschine mit  solcher     Nacheinanderschaltung    im     Axial-          schnitt,    Dabei ist aber das     Axialgebläse    selbst  mit gegenläufigen Schaufelrädern ausgeführt.  



       Fig.    8 veranschaulicht ein weiteres Aus  führungsbeispiel im     Axialschnitt    mit einem       mehrstufigen        Axialgebläse    ähnlicher Art.  



       Fig.9    und 10 zeigen die     Sehaufelbefesti-          gungen    für aussen bzw. innen gefasste Schau  feln für     Axialschaufelräder.     



       Fig.    11 veranschaulicht einen Schnitt  durch ein Gebläse mit     Axialschaufelung,    wo  bei die Schaufelräder abwechselnd mit. einer       nnnern    bzw. äussern Welle (in     Verbindung          stehen.'     In     Fig.12    ist eine ähnliche Ausführung  wie in     Fig.    11 im Schnitt     gezeigt,    nur ist das  Antriebsgetriebe auf der entgegengesetzten  Seite in bezug auf das Gebläse angeordnet..  



  In     Fig.13    sieht man noch einen Axial  schnitt durch ein Gebläse von ähnlicher  Konstruktion wie in     Fig.    12, wobei hingegen  die Lagerung der inneren Welle eine  andere ist.  



  In     Fig.    1 und 3 ist 1 ein Schaufelrad mit  seiner     Schaufelung    2. Dem Schaufelrad 1 ist  ein Laufrad 3 mit einer     Axialschaufelung    4  vorgeschaltet. Beide Laufräder 1 und 3 sind  auf der innern Welle 5 mittels der Keile 6  und 7     aufgekeilt.    Ferner ist auf den äussern       'v#Tellenteil    8 ein zweites zum Laufrad 1 ge  genläufiges     Radiallaufrad    9 mittels Keil 10           aufgekeilt,    welches eine     Schaufelung    11 trägt.

    Das Fördermittel tritt bei 12 in das Eintritts  gehäuse 13 ein, tritt nach Passieren der       Schaufelungen    in das     Spiralgehäuse    14 über  und gelangt von dort zum Druckst-Litzen 15.       .Auf    dem äussern Wellenteil 8 sitzt ferner ein  Ausgleichskolben 16, der gegenüber einer       äussern    Führung 17, die im zweiteiligen       Spiralgehäuse    14 untergebracht ist, abgedich  tet ist. Die innere Welle 5 ist im Axial- und       Radiallager    21 im Gehäuse 13 gehalten, das  bei 22 seine Ölzufuhr und bei 23 seine     Ölab-          fuhr    hat.

   Im Gehäuse 13 ist eine     Diclitungs-          st.elle    24 um die innere Welle 5 herum ange  ordnet. Die innere Welle 5 hat auf der andern  Maschinenseite ein weiteres Lager 28. Sie  trägt dort aussen eine Kupplung 30, mittels  welcher Leistung zum Maschinensatz zuge  führt oder bei     Übersehuss    an solcher abge  nommen werden kann.  



  In     Fig.    1 ist ein Getriebe 31, 32, 33, 34  im Gehäuse 36 untergebracht. Auf der     innern.     Welle 5 ist ein relativ kleines Zahnrad 31 mit  Keil 31'     aufgekeilt    (siehe auch     Fig.    2). Dieses  Rad 31 treibt zwei grössere Zahnräder 32 an,  welche seitlich hierzu angeordnet sind und  welche gemeinsam ein kleineres     Zahnrad    33,  unterhalb der Maschinenachse gelagert, an  treiben. Dieses Zahnrad 33 liegt unterhalb  des grösseren Zahnrades 34, welches     aaif    den       äussern    Wellenteil 8' durch den Keil 34' ver  keilt ist.

   Die Durchmesser der Zahnräder  31:32 und 32:33     resp.    33:34 werden so ge  wählt,     da.ss    die beiden Wellen 5 und 8 be  stimmte Relativdrehzahlen aufweisen, wobei  erfindungsgemäss das eine Schaufelrad mit  grösserem Aussendurchmesser mit     lrleinerer     Drehzahl dreht. als dasjenige mit kleinerem       Aussendurchmesser.        Vorteilhafterweise    sollen  die Drehzahlen bzw. Umfangsgeschwindig  keiten der     Schaufelräder    so sein, dass mit denn  mehrstufigen, gegenläufigen Gebläse eine  optimale Druckerzeugung bei zulässigen Bean  spruchungen des Materials erreicht wird.

   Man  wird vielfach darnach tendieren, höchst zu  lässige Umfangsgeschwindigkeiten für beide       Gebläseräder    zu erreichen.    Als     Antriebsmaschine    für das mehrstufige  Gebläse ist in     Fig.1,    ausser einer     beliebigen     an die Kupplung     anschliessbaren    Kraft  maschine, eine     mehrstufige        Axialturbine,        zum     Beispiel Gasturbine, mit den Laufrädern 41       und    42 und ihren     Sehaufelungen    43 und 44  vorgesehen, welche auf den äussern Wellenteil  8' verkeilt sind.

   Der äussere Wellenteil 8' ist  mit dem äussern Wellenteil 8 bei 8" verbun  den, zum Beispiel durch Verschraubung. Die  Keile für die Turbinenlaufräder sind mit 45  und 46 bezeichnet. Das Druckmittel für die  Turbine strömt. durch das     Eintrittsgehäuse    47  zur Turbine und durch das     Austrittsgehäuse     48 wieder hinaus. Die Gase gelangen vorerst  durch das Leitrad 49 auf die erste Laufrad  sehaufelung 43 und von dort. über eine zweite       Leitradsehaufelung    50 auf die zweite Lauf  iadschaufelung 44 und dann ins Austritts  gehäuse 48. Die äussere Welle 8, 8' ist ihrer  seits im Lager 60     aueli    seitlich gehalten.. Das  selbe ist am     (-rebläsegehäuse    14 befestigt..

   An  cJerseits ist der äussere Wellenteil 8' im Lager  61 gehalten, welches Bestandteil des Getriebe  gehäuses 36 bildet. Zwischen der innern  Welle 5 und der äussern Welle B. 8' könnte  auch noch zum Beispiel eine Lagerstelle mit  gegenläufigen     Lagerfläelien,    zum Beispiel in  der Mitte zwischen den     Lagerstellen    21 und  61, untergebracht sein.

   Es könnte auch minde  stens an einer Stelle zwischen den beiden  Wellen eine frei laufende     Lagerbüelise    29 ein  gesetzt werden, derart, dass diese Büchse  praktisch stillsteht oder nur eine relativ  niedrige Drehzahl annimmt und den Vorteil  kleinerer Umfangsgeschwindigkeit hat. 70 ist  die     Maschinengrundplatte,    auf welcher sowohl  das     Gebläse-ehäuse    13, 14     und    das Turbinen  gehäuse 47, 48 sowie (las     Getriebegehäuse    36  mit dem Lager 28     ruhen.       In     Fig.    2 sind die Getrieberäder 31, :32, 32,  33, 34 von der Stirnseite bei offenem Ge  triebegehäuse 36 ersichtlich.

   Der Support für  das Lager 28 ist weggenommen. 47 ist der  Eintrittsteil und 48 der Austrittsteil des  Turbinengehäuses mit dem Austrittsmutzen.  70 ist die     Maschinengrundplatte.         Wie aus     Fig.    1 ersichtlich, sind an den       Durchtrittsstellen    der Wellen durch die       Maschinengehäuse    13, 14, 47, 48 und 36  Dichtungen eingebaut, um das Ausfliessen des       Arbeits-    bzw. Schmiermittels nach aussen zu  verhindern. Eine solche Dichtung kann auch  zwischen der innern Welle 5 und dem äussern  Wellenteil 8' gegen das Getriebe 31 bis 34  hin untergebracht sein, um ein Abfliessen von  Fördermittel gegen das Getriebe hin     züz    ver  hindern.

   Das Schaufelrad 1 kann auch, wie  bei 11 angedeutet, eine     Diehtungsfläche    be  sitzen, die gegenüber einem vorspringenden  Teil am     R,adiallaufrad    9 abdichtet, um so  einen     Axialschubausgleich    zu ermöglichen.  



  Die     Fig.    4 und 5 zeigen noch eine andere  Ausbildung des Gebläses. Bei dieser ist, statt       ivie    nach     Fig.3,    zwischen die beiden gegen  läufigen     Radiallaufräder    1 und 9 mit ihren       Sehaufelungen    2 und 11 noch ein feststehen  des, mit dem     Gebläsegehäuse    14 verbundenes  Leitrad     11'    mit einer     Schaufelung    2' angeord  net. Diese Ausbildung ist aus den     F!-.    4 und  5, das heisst aus einem partiellen Längs- und  Querschnitt, ersichtlich.  



       Fig.6    zeigt eine Ausbildung des Erfin  dungsgegenstandes, wobei das     mehlstufige     Gebläse aus einem mehrstufigen     Axialteil    und  einem     Radialteil    bestehen. Dabei läuft das       Radiallaufrad    gegenläufig zum zunächst vor  ausgehenden     Axiallaufrad.    5 ist. die innere  Welle der Fördermaschine, die bei 21 radial,  bei 28 radial und axial und bei 21' über eine  Büchse in der äussern Welle 8 gelagert ist.  2 und 2' sind zwei auf der Welle 5 verkeilte       Axialschaufelräder,    denen feststehende     Axial-          sehaufelungen    21 und 21' vorgeschaltet sind.

    Das Fördermittel tritt bei 12 ein. Der Axial  teil des Gebläses ist durch das zweiteilige Ge  häuse     1-1'    umschlossen. An dasselbe schliesst  sieh das Gehäuse 14 für den     Radialteil    der       ,Maschine    an, das ein     Radialrad    9 mit seiner       Sehaufelung    11 besitzt. Am Rad 9 ist ein       Drlickausgleichskolben    16 angeordnet, der am  Teil 17 des Gehäuses 14 abdichtet. Auf der  Antriebsseite der Maschine ist wieder, wie in       Fig.    1 und 2 dargestellt, ein gleiches Getriebe  31, 32, 3?, 33 und 34 im Gehäuse 36 unter-    gebracht.

   Das in diesem Ausführungsbeispiel  durch die Kupplung 30 eingeführte Dreh  moment wird, wie bereits in     Fig.    2 näher dar  gestellt, durch die innere Welle 5 und das  darauf sich befindende Zahnrad 31 auf -die  Zahnräder 32 übertragen und von dort auf  das breite Zahnrad 33, welches in das grössere  Zahnrad 34 auf der äussern Welle     eingreift.     Wie schon aus     Fig.    2 ersichtlich, erhält man  auf diese Weise eine gegenläufige Bewegung  von Welle 5 und Welle 8 und damit auch der  Laufräder 2 und 2' gegenüber dem Radial  laufrad 9. Die Schmierung der Lager 21,     2g     und 61 erfolgt durch die Leitungen 22,<B>281</B>  und 611 von aussen, diejenige des Lagers 21'  durch eine Bohrung 50 in der Welle 5 vom  Lager 21 aus.

   Rechts vom Lager 21' ist in  der äussern Welle 8 eine Mutter 9" einge  schraubt, welche gleichzeitig auch das Lauf  rad 9 auf dieser Welle     ausser    dem Keil 10  festhält. Die Zahnradübersetzungen 31:32,  32:33 und 33:34 werden auch hier so ge  wählt, dass das     Radialrad    11 mit kleinerer  Drehzahl dreht als die     Axialräder    2, 2' mit  kleinerem Durchmesser. Die Lager 61 und 21'  führen die äussere Welle B. Es könnten aber  auch bei Fortfall der Büchse 21' zwei die  Welle 8 aussen umfassende Lager vorhanden  sein, so     ,dass    die Welle 8 ohne     Berührung    mit  Welle 5 drehen würde.  



       Fig.7    zeigt auch eine     Ausführungsform,     bei welcher das Gebläse als     gegenläufige          Axial-Radial-Strömungsinasehine    ausgebildet  ist. Aber im Gegensatz zu     Fig.6    ist der  axiale Teil durchwegs als gegenläufige Ma  schine ausgebildet, welche beim Übergang auf  das     Radiallaufrad    ebenfalls gegenläufig ist.  2 und 2' sind zwei     Axialschaufelräder.    2' hat  innen eine hülsenförmige Verlängerung 51,  die über die Welle 5 reicht und dort durch  die Schraube 5" festgemacht ist.

   Das Axial"       sehaufelrad    2 hat innen eine verlängerte  Hülse 20, die mit ihrem Innengewinde auf  die Hülse 51 aufgeschraubt     ist.    22 und 22'  sind zwei     Axialsehaufelräder,    die in der  Trommel 13' festgemacht sind. Der Ring 13"  verhindert das Herausfallen des Schaufel  rades 22. Die     Trommel    13' ist in einen Teil           13"'    eingeschraubt, welch letzterer ein Stück  mit der die Schaufeln 11 abdeckenden Deck  scheibe für das     Radialschaufelrad    9, 11 bildet.  13', 13" und 13"' drehen also miteinander mit  dem     Radialrad    9, 11 und den beiden Axial  rädern 22 und 22'.

   Die     Axialräder    2 und 2'  drehen hingegen dazu gegenläufig, weil sie  durch das Getriebe 31, 32, 32, 33, 34 unter       Vermittlung    der Wellen 8 und 5 dazu ge  zwungen werden, wobei die Schaufelräder 11,  22, 22' mit grösserem äusserem Durchmesser  von der äussern Welle 8     durch    Vermittlung  des     Übersetzungsgetriebes    mit. einer kleineren  Drehzahl getrieben werden als die mit der  inneren Welle verbundenen Schaufelräder mit  kleinerem äussersten Durchmesser. Vor dem       Axialrad    22 kann auch ein besonderes Leitrad  angeordnet sein, oder die Rippen     S    im fest  stehenden     Eintrittsgehäuge    14' können als  solche ausgebildet sein.

   Die Welle 5 ist. im  Lager 21 radial und im Lager 28 radial und  axial gelagert und ferner bei 21' in der  äussern Welle B. An der Deckscheibe 13"'  kann, wie in     Fig.    7 dargestellt, ein     Drilckaus-          gleichskolben    112 angebracht sein, der gegen  über dem Gehäuse 14 abdichtet und als  Druckentlastung auf das     Radiallaufrad    9  wirkt. Gleich wie in     Fig.    6 ist ebenfalls an der       Radialradscheibe    9 ein     Druckausgleichskolben     16 und im Gehäuse 14 ein dazu passender  Dichtungsring 17 angeordnet.

   Die Schmie  rung der Lager 21, 28 und 67. erfolgt durch  die Leitungen 22, 281 und 611 von aussen,  diejenige des Lagers 21' durch eine Bohrung       5(,    in der Welle 5 vom Lager 21 aus.  



       Fig.    8 stellt eine Variante einer Ausfüh  rung nach     Fig.7    dar. Der hauptsächlichste  Unterschied gegenüber der Ausführung nach       Fig.    7 besteht darin, dass die Deckscheibe     131"'     beim     Radialsehaufelrad    nur über die Ein  trittspartie der Schaufeln 11 reicht und diese  nur dort nach aussen abschliesst. Diese Deck  scheibe 131 "' bildet mit dem aussen anschlie  ssenden Gehäuseteil 14" eine Dichtungsstelle  112. Es kann auch noch an einer andern  Stelle des Gehäuses 14, zum Beispiel bei       14"",    eine weitere Dichtungsstelle angeordnet  werden.

           Fig.9    zeigt noch einen     Vertikalselinit:,     durch das Schaufelrad das in der     Trorn-          mel    13' aussen eingebaut ist. Dabei sind die  äussern Schaufelfüsse der     Schaufelung    in  einem Deckring 25', zum Beispiel nach Art  der bekannten De     Laval-Sehaufeln    eingelegt,  welcher Ring seinerseits in der Trommel 13'  angeordnet ist. Es kann nur diese Schaufel  befestigung vorhanden sein,     oder    es können  auch innen, wie die     Fig.7,    8 und besonders  9 zeigen, ebenfalls Schaufelfüsse in einem  innern Deckring     2.1'    befestigt sein.

   Das ganze       Sehaufelrad    2.' bildet, derart     zusaminerige-          baut,    einen in sieh geschlossenen Körper, der  in der Trommel 13' eingebaut ist.  



       Fig.10    zeigt einen     Vertikalsehnitt    durch  (las Schaufelrad 2', das mit der Büchse 51, die  auf der     innern    Welle 5 befestigt ist, in fester       Verbindung    steht. 23 sind die Füsse der  Schaufeln 2', die im gezeichneten Beispiel in  einem Ring in bekannter Weise untergebracht  sind. Die Schaufeln 2' selbst sind im     gezeieli-          neten    Beispiel aussen nicht. abgedeckt.  



       Fig.11.    zeigt noch eine weitere     AusfÜh-          rung,    und zwar nur als     Axialmasehiile.    Links  ist die antreibende Kupplung 30, die über  das bereits beschriebene oder zum gleichen  Zweck gestaltete Getriebe 31, 32, 33,     33'#    .\31  die zwei Wellen 8 und 5     oe,enläufig    und mit.  verschiedenen     Drehzahlen    antreibt.  



  Die Welle 5 ist beidseits aussen in den  Lagern 21 und 28 gehalten und die -Wellen  teile 8 und 8' in den     Lamern    21' und 61. 21  und 21' sind     aueh        Axialdruel-ilager.    Bei der  vorgeschlagenen Konstruktion sind vier     Axial-          sehaufelräder,    die mit den äussern Wellen  teilen 8     -Lund    8' drehen,     angeordnet,    die gegen  läufig zu .drei     dazwisehenliegenden    Axial  schaufelrädern drehen, die mit     der    innern  Welle 5 gekuppelt sind.

   1, 1', 1" sind die     Lau\-          räder        auf    dieser Welle     :5    mit ihren     Axial-          schaufeliingen    2, 2', 2". 9, 9', 9", 9"' sind die       A < xialschaufelräder,    die mit den äussern Wel  lenteilen 8 und 8' direkt oder indirekt verbun  den sind. Sie tragen     AxialsehaLifelungen    10,  10', 10", 10"'.

   Aussen an diesen     Sehaufelungen     sind Deckringe 101,     101',    101",     101"'    angeord  net, welche untereinander verschraubt sind, so      dass der ganze Aussenläufer 9, 9', 9", 9"' mit  den Wellenteilen 8 und 8' einen in sich ver  bundenen drehbaren Teil bildet. Vor dem       Lautrad    9 ist ein Leitrad 90 angeordnet, das  im zweiteiligen     Gebläsegehäuse    14     unter-          gebracht    ist. Nach dem letzten Schaufelrad 9"'  mit seiner     Sehaufelung    10"' ist. noch ein fest  stehendes Leitschaufelrad 900 im     Gebläsege-          häuse    14 angeordnet.  



  Zwecks Abdichtung zwischen den einzelnen  Stufen sind innen die Schaufelräder 9, 9', 9"  und 9"' mit Naben 91, 91', 91",     91"'    versehen,  in welchen     Labyrinthdichtungen    92, 92', 92",       92"'    angebracht sind. Diese Labyrinthe dich  ten gegenüber den Laufradnaben der Räder 1,  1', 1" bzw. deren Verlängerungen auf der  Welle 5 oder gegenüber dieser Welle 5 bzw.  den Wellenteilen 8, 8' direkt ab. Die Ausfüh  rung kann auch so getroffen sein, dass keine  Büchse 51 um die 'Welle 5 angeordnet ist.

   Die  Räder 1, 1', 1" können auf andere Weise, wie  gezeichnet, auf der Welle 5 festgemacht wer  den.     Um    die Deckringe des Aussenläufers  gegenüber dem feststehenden zweiteiligen Ge  häuse 14 abzudichten, können zum Beispiel im  letzteren mit Labyrinthen versehene Ringe 102  und 103 eingelegt sein, welche gegenüber den       Deekrin;-en    101 und 101", 101<B>'</B>     abdichten.    Die  Abdichtung könnte aber auch so ausgebildet  sein, dass eine Abdichtung an den äussern  radialen Flanken der Deckringe 101 und     101"'     erfolgt.

   Dabei muss aber auf die axiale     Aus-          dellnung    des Aussenläufers Rücksicht genom  inen werden. über dem Umfang der Deckringe       101,10i',101",101'        besitzen        die,Schaufelräder,     die von der äussern Welle 8     getrieben    werden,  eitlen grösseren Durchmesser als die Schaufel  räder, die mit der innern Welle verbunden  sind. Die Schaufelräder mit den Deckringen  werden durch Vermittlung des Übersetzungs  getriebes mit kleineren Drehzahlen gedreht als  die Schaufelräder kleineren äussersten Durch  messers, die von der innern Welle getrieben  werden.  



  Beim Betrieb dieser Maschine als Ver  dichter tritt das Druckmittel von rechts ein  Und verlässt denselben durch den Austritts  stutzen 15. Diese Bauart kann auch bei Tur-         binen    verwendet werden. Das Druckmittel       muss    dann aber umgekehrte     Durehströmrieh-          tung    haben. Auch die     Schaufelungen    der  Räder müssen anders ausgestaltet werden,     uni     beste       irkungsgrade    zu erzielen, unter Be  rücksichtigung der dazugehörenden Drehrich  tungen und     Umfangsgeschwindigkeiten.     



       Fig.    12 zeigt. eine     Ausführung    des Erfin  dungsgegenstandes ähnlicher Art, wie in       Fig.    11, nur befindet. sich das Antriebsgetriebe  auf der     Einlassseite    des Gebläses. Auch hier ist  30 die antreibende Kupplung, die über ein  schon früher beschriebenes Getriebe 31, 32,  33, 33', 34 die zwei Wellenteile 5 bzw. 8, S'  gegenläufig antreibt. Die Welle 5 ist. beidseits  aussen in den Lagern 21 und 28 gehalten und  die Welle 8 und ihre Verlängerung 8' auf der  andern Turbinenseite in den Lagern 21' und  61. In diesem Fall sind 28 und 61 auch Axial  drucklager.

   Bei der vorgeschlagenen     Konstruk-          tion    sind zwei     Axialschaufelräder,    die mit den  äussern Wellenteilen 8, 8' drehen,     angeordnet,     die gegenläufig zu einem dazwischenliegenden       Axialschaufelrad    drehen. Letzteres Axial  schaufelrad dreht mit der     innern    Welle 5.  1 ist. dieses Schaufelrad mit. seiner     Axialschau-          felung    2. 9, 9' sind     Axialschaufelräder    auf den  äussern Wellenteilen 8, 8'. Sie tragen     Axial-          schaufelungen    10 und 10'.

   Aussen an diesen       Schaufelungen    ist ein Verbindungselement 101  angeordnet, in welchem die     Schaufelungen    10,  10' mit ihren äussern Deckringen 102 und 102'  eingeschraubt sind. Der ganze Aussenläufer  9', 10, 10', 101, 102 und 102' bildet, zusammen       finit    der Welle 8 und ihrer Verlängerung S',  einen zusammenhängenden drehbaren Teil.  Vor dem Laufrad 9 ist ein Leitrad 90 ange  ordnet, das im zweiteiligen     C,rebläsegehäuse    14  untergebracht, ist. Nach dem zweiten Schaufel  rad 9' mit seiner Schaufeleng 10' ist noch ein  weiteres, im     Crebläsegehäuse    14 angeordnetes,  feststehendes Leitschaufelrad 90o unterge  bracht.

   Das     Gebläsegehäuse        14    ist zweiteilig  ausgebildet, so dass man die     Gebläserotoren     aus demselben herausnehmen und voneinander  demontieren kann. Zwecks Abdichtung der  Räder 9 und 9' sind in den Naben dieser  Räder bei 91 und bei 91'     Labyrinthdichtungen         angebracht. Diese Labyrinthe dichten gegen  aussen ab. Solche Dichtungsteile<B>90'</B> und     900'     können auch ausserhalb der Wellenteile 8 und  S' angebracht sein, damit sie das Gehäuse 14  seitlich nach aussen abdichten.

   Um das äussere  Verbindungselement 101 ist. im feststehenden  zweiteiligen Gehäuse 14 ein     Labyrinthring    10.;  eingelegt, welcher den     Druckmittelübertritt     vom Raum nach dem letzten Laufrad 9' zum  Raum vor dem ersten Laufrad 9 verhindert.  Auf der linken Seite kann noch eine weitere       Kupplung    30' zum Antrieb oder zur Verbin  dung mit einer andern Maschine angeordnet  werden, oder es kann nur von dort aus der  Antrieb erfolgen.  



  Beim Betrieb dieser Maschine als Verdich  ter tritt das Druckmittel rechts durch. den  Stutzen 12 ein und verlässt denselben durch  den Austrittsstutzen<B>15,</B> wie dies durch Pfeile  angedeutet ist. Die Zu- und Abfuhr des  Schmiermittels zu und von den Lagerstellen  ist, ebenfalls durch Pfeile angedeutet.  



  Auch diese Bauart kann als Turbine ver  wendet werden. Das Druckmittel erhält dann  aber eine     -umgekehrte        Durchströmriehtung.     



  Das Verbindungselement. 101 kann auch  auf die Deckringe 102 und 102' aufge  schrumpft werden. Eine solche     Aufschrum.p-          fung    könnte auch auf die Enden der Schau  feln 10 und 10' direkt erfolgen. Nur müssten  dann     vorteilhafterweise    die Schaufelenden  zylindrische Form haben.     Ähnlich    wie im vor  herbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist der  Durchmesser über dem Umfang des hier vor  gesehenen Verbindungsstückes 101 der Schau  felräder 9 und 9', die von der äussern Welle     S     getrieben werden, grösser als der Durchmesser  des Laufrades 1, das mit der innern Welle ver  bunden ist.

   Über das Getriebe werden die  Laufräder 9, 9' mit kleineren Drehzahlen ge  dreht als .die Schaufelräder     kleineren     äussersten Durchmessers, die von der innern  Welle getrieben werden.  



  In     Fig.13    ist noch eine Variante einer  Ausführung nach     Fig.12    im partiellen  Schnitt dargestellt. Darin ist 5 die innere  Welle, auf welcher das Laufschaufelrad 1  mittels Keil und Mutter     aufgesetzt    ist. Das    Schaufelrad 1 trägt, eine     Axialschaufelung        '?.     Links neben     dein    Schaufelrad 1 ist wieder  ein dazu     gegenläufiges    Rad 9' mit seiner       Axialschaufelung    10' angeordnet. Die Rad  scheibe 9' ist aus einem Stück mit der     Hohl-          v-elle    8' oder mit ihr verbunden.

   Diese Hohl  welle 8' trägt. links eine im     Durchmesser    ab  gesetzte Verlängerung S", welche im Lager     \?1     gelagert ist. Die Welle 8" kann auch eine Ver  längerung mit einer Kupplung 30' zum An  trieb des Gebläses besitzen, wie strichpunktiert  eingezeichnet. Diese     Kupplung    kann aber auch  zum     Antrieb    von von der     -Maschine    getrie  benen Apparaten dienen. Die     -Felle    5 besitzt  links eine     Verlängerung    5'. Diese     Verlän--e-          rung    ist in der Welle 8' mittels einer     Laö,er-          büehse    5" gelagert.

   Durch eine Bohrung 50  in. der Welle 5 wird Schmieröl zur Büchse 5"  zugeführt, das nach rechts in den Raum     5"'     und von dort durch die Leitung     5""    in den       Abflussrauni    21" des Lagers 21 oder     nach     links über eine Bohrung direkt in die Leitung       5""    gelangen kann. In der Nabe des Rades 9'  ist. noch eine Dichtungsstelle 91'     unter-          ,gebracht,    welche den Austritt von Druck-  mittel gegen das Lager 5" hin verhindert.  



  In der Seitenwand des     Gebläsegeliäuses    14  ist ebenfalls eine     Diehtiingsstelle        90ö    unter  gebracht, welche längs des     Wellenstückes    8'  abdichtet. Die Zu- und Abfuhr des Schmier  mittels zu der Lagerstelle 21 findet, wie  durch Pfeile angedeutet,     durch    die einge  zeichneten Rohrleitungen und Kanäle statt,  wie bereits erwähnt.  



  Im übrigen ist vorausgesetzt,     dass    die  andern in     Fig.13    nicht im Schnitt gezeich  neten Teile gleich oder ähnlich, wie in     Fig.    12  dargestellt, ausgeführt sind.  



  Zur Verbindung der gegenläufigen Schau  felräder können statt Zahnräder     auch    irgend  welche andere Ü     bersetzungsgetriebe    wie     zu>ü     Beispiel Reibrad-, Riemen- oder     liydrauliselie     Getriebe, verwendet werden. Die Getriebe  können, statt nur auf einer Seite der Strö  mungsmaschine, auf beiden     lIasehinenseiten     angeordnet sein.  



  Statt wie dies in     Fig.13    gezeichnet ist,  kann die innere Welle     i        auch    nach links, zum      Beispiel bis zur Kupplung 30', verlängert  sein. Sie kann dann zum Beispiel im Lager     '_'1     gelagert sein und der Wellenteil 8' kann nur  kurz sein, das heisst nur bis vor das Lager     \31     reichen. Der Wellenteil 8' gleitet dann gegen  läufig zur Welle 5, das heisst. auf ihrem Teil  5', unter Vermittlung der     zwisehengesehalte-          ten    Lagerbüchse 5". Diese Büchse 5" kann  gegenüber beiden Wellenteilen 5 und 8' lose  eingebaut sein.  



  Mit. dem     Erfindungsgegenstand    lässt sieh  ein grosses Dreckgefälle in einem Minimum       von    Stufen verarbeiten bzw. erzeugen. Die  Baugrösse einer solchen Maschine wird also  klein werden, aber auch der     Schaufelwirkungrs-          rr'ad    wird ein     guter    sein, weil verhältnismässig  kleine Umfangsgeschwindigkeiten der Schau  felräder genügen, uni grosse Druckgefälle zu  verarbeiten bzw. grosse Druckverhältnisse zu  erzeugen.

   Dies ist besonders wichtig, wenn die       zulässigen        Festigkeiten    und andern Eigen  schaften der zu, verwendenden Baustoffe es  nicht gestatten, Schaufelräder mit. höheren       Umfangsgeschwindigkeiten    zu betreiben. Bei  kleineren Umfangsgeschwindigkeiten der Lauf  räder fallen auch die     Radreibungsverluste     kleiner aus.

   Dabei bietet der Erfindungs  gegenstand den weiteren Vorteil, dass die       gegenläufigen    Schaufelräder mit der gleichen  oder     verschiedenen    Umfangsgeschwindigkei  ten betrieben werden können,     vorteilhafter-           -eise    mit solchen, welche für ihre Bauart  und Baustoffe die betriebssicherste ist. Vor  zugsweise wird die Umfangsgeschwindigkeit  der gegenläufigen Schaufelräder möglichst  loch gewählt, um eine kleine, preislich und  abmessungsmässig vorteilhafte Maschine zu  erhalten.

   Infolge der Gegenläufigkeit der       fieharifelräder        und    der     Möglichkeit    der     Herab-          setzunir    ihrer     Umfangsgeschwindigkeiten    für       bestimmte    Druckverhältnisse ergeben sieh       arreh    für die Getrieberäder kleinere     LTmfangs-          resehwindigkeiten.  

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Mehrstufige Strömungsmaschine mit zwei über ein Getriebe miteinander gekuppelten, gegenläufigen Schaufelrädern, dadurch ge- kennzeichnet, dass Schaufelräder mit verschie den grossen, bis zum äussersten Umfang ge messenen Durchmessern vorgesehen sind und durch Vermittlung eines Übersetzungsgetrie bes das eine Schaufelrad mit grösserem Durchmesser mit kleinerer Drehzahl dreht als dasjenige mit kleinerem Durchmesser. UNTERANSPRÜCHE: 1. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der gegenläufigen Schaufelräder vom Getriebe aus durch zwei Wellen erfolgt, von denen die eine innerhalb der andern drehbar angeordnet ist.
    Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe auf der Niederdriiekseite der Maschine angeqrdnet ist. 3. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe auf der Hochdruckseite der Maschine angeordnet ist. 4. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenläufigen Schaufelräder zwei Radial räder von verschiedenen Innen- und Aussen durchmessern sind, wobei der äussere Durch lass des kleineren Schaufelrades gegenüber dem innern Durchlass des grösseren Schaufel rades angeordnet ist.
    5. Mehrstufige: Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenläufigen Schaufelräder zwei Radial schaufelrä,der von verschiedenen Innen- und Aussendurchmessern sind, wobei zwischen den gegenläufig umlaufenden Rädern ein fest stehendes Leitschaufelrad angeordnet ist. 6, Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, als Gebläse ausgebildet, da durch gekennzeichnet, dass ausser durch das Getriebe die eine der gegenläufigen Wellen der Maschine durch eine Turbine, welche zwi schen dem Getriebe und dem Gebläse ange ordnet ist, angetrieben wird.
    7..Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiebnet, dass sie ein Seliaufelrad mit einer Radialsehaufe- Jung und an ihrer Seite von kleinstem Dureli- messer wenigstens ein zum Radiallaufrad gegenläufiges Axialsehaiüelrad besitzt. B.
    Mehrstufige Strömungsmaschine naen Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schaufelrad mit einer Radialsehaufe- lung und mit Deckscheibe und an der Seite der Deckscheibe von kleinerem Durchmesser gegenläufige Axialschaufelräder besitzt, welche mit der Deckscheibe des Radiallaufrades ver bunden sind. 9. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass dem ersten Axial schaufelrad eine feststehende Leitschaufelung vorgeschaltet ist. 10.
    Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aussen in Deckringen gehaltene Axialschaufel- räder an ihren innern Schaufelenden durch Deckringe begrenzt sind. 11. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aussen in Deckringen gehaltene Axialschaufel- räder einen Ring besitzen, in welchem die Füsse der Axialschaufeln eingreifen. 12.
    Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass aussen in Deckringen gefasste Axialsehaufel- räder innen Verstärkungsringe besitzen, in denen die innern Füsse der Axialschaufeln gefasst sind. 13. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie gegenläufige Axialschaufelräder besitzt., die derart angeordnet sind, dass der eine Satz solcher Räder auf einer inneren Welle mit drehend befestigt ist, während ein anderer, um ein Rad vermehrter Schat-ifelradsatz die zuerst genannten Räder aussen umgreift und mit einer äussern, hohlen Welle verbunden ist, welche aus zwei Teilen besteht.
    14. Mehrstufige StrömiLngsmasehine nach Patentanspruch und Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass auf der dem Ge triebe entgegengesetzten Seite die äussere Welle auf der innern )Felle gelagert ist und dort nur für die innere Welle ein feststehen des Lager vorgesehen ist. 15. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch lind Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass auf der dem Ge triebe entgegengesetzten Seite die innere Welle in der äussern Welle gelagert ist und dort nur für die äussere Welle ein feststehen des Lager vorgesehen ist. 16.
    Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass mindestens auf einer Seite ausserhalb des äussern gegenläufi gen Laufradsatzes eine feststehende Leitrad- schaufelung angeordnet ist. 17.
    Mehrstufige Strömungsmaschine naelt Patentanspruch und LTUteranspiiich 13, da durch gekennzeichnet, dass die Axiallaufräder, die aussen Deckringe besitzen und mit der äussern Welle drehen, -gegen innen ragende Seheiben besitzen, welche bis nahe an die Naben der auf der innern Welle sitzenden Laufräder reichen. 18. Mehrstufige Strömungsmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 13 und 1'7, dadurch gekennzeichnet, dass die Naben der aussen gefassten Schaufelräder mit den auf der innern Welle sitzenden Schaufelrädern dichtende Stellen bilden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1110810B (de) * 1956-01-19 1961-07-13 Licentia Gmbh Gegenlauf-Verdichter oder -Pumpe
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