Kompressionskühlanlage Die Erfindung bezieht. sich auf eine Kom pressionskühlanlage mit. einem Kompressor und einer Entspannungsturbine für Kälte mittel.
Bei den bisherigen Kühlanlagen dieser Art ist die 'Turbinenwelle in durch Flüssig keit geschmierten Lagern gelagert, zum Bei spiel in Wälz- oder Gleitlagern, in die Schmier mittel gebracht, gegebenenfalls hineingespritzt wird.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, dass die Welle der Turbine auf Druekgas- lagern gelagert ist, wobei das Druckgas dem die Turbine beaufschlagenden Kältemittelgas entnommen wird. Lager und Turbinenwelle bleiben dann kalt; es wird nahezu keine Rei bungswärme erzeugt, die in das Kältemittel übergehen und den Wirkungsgrad der An lage verschlechtern könnte.
Weiter wirkt das Druckgas wärmeisolierend in den Lagern, so dass auch nicht. an anderer Stelle der Tur binenwelle, etwa in einem auf ihr angeord neten, zum Vorkühlen des Druckgases benutz ten Turbokompressor entstehendeWärme über die Lager in das Kältemittel gelangen kann.
Ferner kann bei der erfindungsgemässen Anlage nicht mehr flüssiges Schmiermittel aus dem Lager in das Kältemittel gelangen, das dort unerwünscht ist und das bisher die Verwendung solcher Anlagen in verschiedenen Fällen nicht zulässt, weil man häufig in den Kühlräumen möglichst reines Kältemittel, zum Beispiel frische, saubere Luft., braucht. Es kann bei der vorliegenden Anlage nicht mehr vorkommen, dass Schmieröl in den mit unter sehr tiefen Temperaturen unterwor fenen Lagern der 'Turbinenwelle dickflüssig wird. Die Lagerteile werden also auch nicht durch auf dickflüssig gewordenes Öl zurück zuführende, bisher besonders beim Anfahren entstandene Reibung erwärmt.
Man kann völlig reibungslos anfahren, weil die Welle der Turbine dabei durch das Druckgas sofort von den ortsfesten Lagerelementen abgehoben wird. Die schädliche Anlaufzeit, die bei be-. kannten Anlagen verstreicht, bis ein Schmier film um den Umfang der Welle herum ge bildet ist, fällt fort. Schliesslich wird bei der Anlage nach der Erfindung eine speziell für die Lager allein Druckgas liefernde Einrich tung entbehrlich, weil das erforderliche Druckgas dem die Turbine beaufschlagenden Kältemittelgas entnommen wird.
Neben der vorliegenden Verwendung von Druckgaslagern als kaltbleibende, wärmeiso lierende, schmierflüssigkeitsfreie und mit Kältemittelgas betriebene Lager bei Kühlanla gen kann - je nach den Erfordernissen im Einzelfall - auch der den Druckgaslagern an haftende, an sich bekannte Vorteil, sehr hohe Drehzahlen ohne Beschädigung der Lager zu gestatten, ausgenützt werden.
Bei einer Ausführungsform der Anlage wird das Druckgas auch zur Aufnahme von Axialschüben der Turbinenwelle benutzt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes, Fig. 1 ist ein Schema. einer erfindungsge mäss ausgebildeten Kompressionskühlanlage.
Fig.2 zeigt. einen Teil einer zugehörigen Entspannungsturbine mit. Turbokompressor in zum Teil schematisiertem Schnitt.
Fig. 3 ist ein ebenfalls vereinfacht darge stellter Schnitt nach Linie 4-r1 in Fig. ?, und Fig. 4 ein wiederum schematisierter Teil schnitt nach Linie B-B in Fig. 3.
Ein von einem Motor 1 angetriebener Kol benkompressor \? fördert Druckluft über eine Leitung 3 in Richtung des Pfeils 4 durch einen Wasserkühler 5 und einen Wärmeaus tauseher 6 in eine Entspannungsturbine 7. Die Luft v erlässt die Turbine mit - im Ver gleich zur Eintrittstemperatur - tieferer Temperatur und gelangt über Leitung 8 (Pfeil 9) in einen Kühlraum 10, der zum Beispiel eine Schrumpfkammer, ein Versuchs- raum für Wissensehaftliehe Zwecke usw. sein kann.
Die hier als Kältemittel verwendete kalte Luft. kühlt den Raum 10, während sie sich dabei gleichzeitig etwas erwärmt. Über Leitung 11 (Pfeil 12) gelangt sie in den Wärmeaustauscher 6, in dem sie die aus dem Kühler 5 kommende, bereits vorgekühlte Luft des Kompressors 2 weiter abkühlt und sich dabei weiter erwärmt. Die vorgekühlte, in der Leitung 3 befindliche, aus dem Wärmeaustau- seher 6 strömende Luft. wird, wie weiter hin ten näher erläutert ist, auch den Lagern der Welle der Turbine 7 zugeführt..
Nach dem Wärmeaustauscher 6 wird die vom Kühlraum 10 kommende erwärmte Luft über eine Lei tung 13 (Pfeile 14) einem als Bremse für die Turbine 7 wirkenden Türbokompressor 15 zu geführt, dessen Laufrad auf der aus wärme isolierendem Werkstoff, zum Beispiel Kunst stoff, bestehenden Welle 27 der 'Turbine 7 sitzt. In dem Turbokompressor 15 wird die Luft für das nächste Arbeitsspiel vorverdieli- tet. Anschliessend gelangt sie. über eine Rück laufleitung 16 (Pfeil 62:) -wieder in den Kol benkompressor 2.
fron der Leitung 3 zweigt bei 221 eine Lei tung 17 (Pfeile 18) ab, die zu einem Um schaltorgan 19 führt. An das Organ 19 schliesst eine Leitung 2'0' (Pfeil 21) an, die zu einer Abzweigung 23 weiter führt.. Hier teilt- sich die Leitung 20 in zwei Druckleitun gen 24, die zu den Lagern 25, 245' der Welle 2'7 der Turbine 7 und des Turbokompressors 15 führen (Pfeile 26). Die Druckluft wird aus den Lagern 25, '?5' über sich bei 28 vereini gende Leitungen 29 und eine daran anschlie ssende Leitung 30 (Pfeile 31) in die Leitung 13 vor dein Turbokompressor 15 geführt.
Da die Druckluft für die Lager 25, 25' aus der Leitung 3 vor der Turbine 7 dem Kältemittel kreislauf entnommen und nach Durchströmen der Lager 25, 25' in den Kreislauf zurückge führt wird, wird ständig ein und dasselbe Kältemittel im Kreislauf gehalten; es tritt also beim Betrieb nicht laufend Fremdluft, zum Beispiel von einer Presslufteinriehtung in den Kreislauf und das Kältemittel ein; daher braucht auch nicht ständig Kältemittel aus dem Kreislauf<U>ab-</U> lassen zii -erden.
Folglich besteht auch keine Gefahr, dass der Druck im Kühlraum unerwünscht hoch wird. Der Wir- kungsgrad der Anlage wird also auch insofern erhöht.
An dem Umschaltorgan<B>119</B> ist ausserdem eine Pressluftleitung 32 (Pfeil 33) angeschlos sen. Bei normalem Betrieb, das heisst, wenn der Luftdruck in der Leitung 3 ausreichend gross, zum Beispiel 5 a.ta, ist, sind die Lei tungen 17, 20 über das Organ 19 verbunden, während beim Anfahren der Anlage die Lei tungen 32, 20 verbunden sind, so dass fremde Pressluft in die Lager 25, 2:5' gedrückt wird. Sobald sieh dann in der Leitung 3 ein aus reichend hoher Druck eingestellt hat, werden das Organ 19 umgestellt und die Leitungen 17 und 20 miteinander verbunden.
Die Entspannungsturbine 7 und der Turbo kompressor 15 sind zu einer baulichen, ein Gehäuse 34 aufweisenden Einheit. vereinigt (Fig.2, 3). Die Turbine weist. die oben be reits erwähnte, aus wärmeisolierendem Werk stoff bestehende Welle 27, ein darauf befestig tes Schaufelrad 35 mit Laufschaufeln 3,8 und einer Luftableitseheibe 38a, einen Eintritts kanal 36 mit einem Ringraum 37, ortsfeste Leitschaufeln 3,9 und einen Austrittskanal 40 auf.
Der Turbokompressor weist einen Ein trittskanal. 41, ein auf der Welle 27 ange brachtes Schaufelrad 42 mit Laufschaufeln 43, einen Ringraum 44 und einen Austritts kanal 45 auf. Das Schaufelrad 42 hat an sei nem Umfang Labyrinthnuten 46. Zwischen dem Schaufelrad 42 und dem Lager 25' bzw. dem Gehäuse 34 ist der Zwischenraum 42a freigelassen.
Das Gehäuse 3.1 besitzt in der für die Welle bestimmten Bohrung Ausnehmungen 68, 69, in welche die zweiteiligen, in der Zeichnung jedoch vereinfacht wiedergegebenen Lager 25, 25' eingesetzt. sind. Zwischen den Lagern 2.5, 25' einerseits -Lind dem Gehäuse 34 anderseits sind Ringräume 47, 48 freigelassen, die über schräg verlaufende Kanäle 49 mit einem Ein trittskanal 50 für die für die Lager bestimmte Druckluft. in Verbindung stehen. Die Lager 25, 25' unisehliessen Teile 51, 52 der Welle 27, zwischen denen diese einen verstärkten Ab schnitt 58 besitzt. Der Teil 51 ist. gegenüber den Teilen 35 und 58 abgesetzt. zwecks Auf nahme des Lagers 25.
Innen haben die Lager L<B>25,</B> 25' je vier achsparallele, verhältnismässig breite Ausnehmungen 53 (Feg. 3, 4), die über radial stehende Zuführungskanäle 5:4 mit den betreffenden Ringräumen 47, 48 in Verbin- duiig stehen. Weiter sind innen an jedem Lager 25, 2,5' vier achsparallele, schlitzför inige Ausnehmungen 55 angebracht.
Beien Lager 225 ist in Fig. 3 sowohl die obere als auch die untere Ausnehmung 55 über je zwei senkrechte Ausströmkanäle 56 (Feg. 2 und 3,) mit je einem achsparallelen Kanal<B>57</B> verbunden. Die beiden Kanäle 57 führen zu einem zwischen dem Abschnitt 58 der Welle 27 und einer zugehörigen, im Gehäuse 34 be- fiiidliehen Ausnehmung 6:4 freigelassenen Ringraum 59.
Die Ausnehmungen 53 sind, wie besonders Fig.4 zeigt, in beiden Lagern 25, 25' ringsherum von stehengebliebenen Lager- fläelien 65, 72 umgrenzt, wogegen die Ausneh- iniuigen nur beim La;-er 25 in Ringnuten 71 münden. Dieses besitzt. an beiden seitlichen Enden Schultern 73, die zusammen mit dem Schaufelrad 35 und dem Wellenabschnitt<B>738</B> zwei Dreckräume 74 für Axialsehübe aufneh- mende Druckluft. bilden.
Weiter besitzt das Lager 25 vier Kanäle 7:5, die die Verbindung zwischen den Druckräumen 71 und dem Ring raum 47 herstellen. Von dem Ringraum 5 9 führt ein Austrittskanal 60 aus dem Gehäuse 34. Im Gegensatz zum Lager<B>25,</B> in dem Ra dial- und Axialkräfte durch die Druckluft aufgenommen werden, werden im Lager 2'5' durch die ihm zugeführte Druckluft nur Ra dialkräfte aufgenommen, weshalb dieses Lager 25' entsprechend einfacher gebaut ist. Bei ihm sind die Kanäle :5,6, 57, 7'5 weggelassen.
Es endet zu beiden Seiten mit den Flächen 72; seine schlitzförmigen Ausnehmungen 55 mün den also einerseits in den Ringraum 59 und anderseits in den Raum 42a. des Schaufelrades 42 des Turbokompressors.
Die Druckluftlager 25, 25' geben erst die Möglichkeit, die für die Turbine 7 -Lind den Kompressor 15 gemeinsame, aus wärmeisolie rendem Werkstoff bestehende Welle 27 zu verwenden, durch die die wärmeisolierende Wirktuig der Druekluftlager 25, 25' wesentlich unterstützt wird.
Die im Betrieb über die Leitung 20 (Feg. 1) kommende Druckluft wird durch den Eintrittskanal 50 (Feg. 2, 3), die Schrägkanäle 49, die Ringräume 47, 48 lind die Radial kanäle 5:4 den Ausnehmungen 153 zugeleitet. Dort hebt sie die Welle an den Teilen !51, 52 etwas von den zwischen den Ausnehmungen 53, 5<B>,</B>5 stehengebliebenen Lagerflächen @65 der Lager<B>25,</B> 25' ab, nimmt also Radialkräfte der Welle auf.
Darauf strömt sie über die Aus nehmungen 55 - bei Lager 2'5 auch über die Ringnuten 71 und die Kanäle 5'6, 57 -, den Ringraum 59 und den Austrittskanal 60: nach aussen in die Leitung<B>30</B> (Feg. 1).
Weiter strömt bei Lager 2 ;5 Druckluft durch die Kanäle 75 in die Druckräume 74 und von hier. durch die Spielräume zwischen dem Lager 25 und dem Schaufelrad<B>35</B> bzw. dem Wellenabschnitt 58 aus dem Lager. Die Druckluft in diesen Spielräumen nimmt Axialschübe der Welle<B>297</B> auf und hält diese in einer mittleren Stellung, in der die Spiel räume beiderseits des Lagers 25 etwa gleich gross sind. Die Anordnung ist. so getroffen, dass, wenn die Welle<B>9-1</B> ans der mittleren Stellung, zum Beispiel in Fig. 2 nach rechts geschoben wird, das Spiel zwischen dem Lager 25 und dem Wellenabschnitt 58 vergrössert und dasjenige zwischen dem Lager 25 und dem Schaufelrad 35 verkleinert wird.
Dadurch sinkt der Druck in dem in Fig. 4 rechts ge legenen Druckraum. 71 ab, während er in dem entsprechenden, links gelegenen zu nimmt, so dass die Welle 27 selbsttätig wieder in die Hittelstellung gerückt wird. Die Druckluft hält die Welle 2,7 im Betrieb :;n den Lagern 25, 25' frei schwebend.
Das beim Betrieb vorhandene Spiel zwi schen dem Lager 25 und dem Schaufelrad 3 lässt<I>sieh</I> so klein Beinessen, dass der über das Lager 25 in den Austrittskanal 40 der Ent spannungsturbine gelangende Anteil der Druckluft- aus der Leitung 3 im Vergleich zu dem durch den Eintrittskanal 3,6 in die Entspannungsturbine einströmenden Anteil gering ist.
Auf der Seite des Turbokompres sors 15 ist durch den Überdriiek in den Aus nehmungen 55 und durch die Labyrinth nuten -16 dafür gesorgt, dass die vom Turbo kompressor erwärmte, ihm über die Leitung 13 (Fig. 1) und den Eintrittskanal :#1 (Fig.2) zugeführte und über den Austritts kanal 45 und die Rüeklaufleitung 16 weiter geleitete Luft nicht in das Lager 25' und von da gegebenenfalls über den Ringraum 59 und durch das Lager 25 in die Turbine 7 gelangen kann, wo sie sich mit der entspann ten Kaltluft vermischen und auf diese Weise den Wirkungsgrad der Anlage vermindern könnte.
Die Kanäle bzw. Räume bzw. Ausnehmiin- gen 50, 49, 47, .l#8, 5.1, 53 (Fig. 2, 3) sind in Fig. 1 schematisch als Leitungen 24, die Ka näle bzw. Ringnuten bzw. Ausnehmungen 55, 71, 56, 57 als Leitungen 29 dargestellt.
Bei einer andern Bauart ist die Turbine 7 in den Kühlraum 10 selbst eingebaut, in welchem Falle der Turbokompressor 15 ausserhalb dieses liegt. Trotzdem ist. auch hier eine und dieselbe Welle für die Schaufel räder von Turbine und Turbokompressor vor gesehen. Die Leitung<B>8</B> fällt fort, so dass Kälteverluste zwischen Turbine und Kühl raum vermieden sind.
Der Einbau der Tur bine in den Kühlraum wird durch die Ver wendung von Druckluftlagern in vorteilhaf ter Weise ermöglicht, weil dann mit flüssi- gem Schmiermittel zusammenhängende Vor richtungen an den Lagern, zum Beispiel Öl- rüekführnuigsleitungen,Druckmesser, ölstands- messer usw. entbehrlich sind, die im Kühl raum selbst iinerwünseht wären.
Compression refrigeration system The invention relates. on a compression cooling system. a compressor and an expansion turbine for refrigerant.
In the previous cooling systems of this type, the 'turbine shaft is stored in bearings lubricated by liquid speed, for example in roller or plain bearings in which the lubricant is brought, if necessary injected.
In contrast, the invention consists in that the shaft of the turbine is mounted on pressurized gas bearings, the pressurized gas being taken from the refrigerant gas acting on the turbine. The bearing and turbine shaft then remain cold; there is almost no heat generated by friction that could be transferred to the refrigerant and reduce the efficiency of the system.
The pressurized gas also has a heat-insulating effect in the bearings, so that also does not. elsewhere on the turbine shaft, for example in a turbo compressor that is located on it and used to pre-cool the compressed gas, can get through the bearings into the refrigerant.
Furthermore, in the system according to the invention, no longer liquid lubricant can get from the bearing into the refrigerant, which is undesirable there and which so far has not allowed the use of such systems in various cases because the refrigerant often used in the cold rooms is as pure as possible, for example fresh, clean Air., Needs. With the present system it can no longer happen that lubricating oil becomes viscous in the bearings of the turbine shaft, which are subjected to very low temperatures. The bearing parts are therefore not heated by the friction caused by oil that has become viscous and which has so far arisen especially when starting up.
You can start up completely smoothly because the turbine shaft is immediately lifted from the stationary bearing elements by the pressurized gas. The harmful start-up time that occurs when loading. Known systems elapses until a lubricating film is formed around the circumference of the shaft. Finally, in the system according to the invention, a device that supplies compressed gas only for the bearings is dispensable because the required compressed gas is taken from the refrigerant gas that acts on the turbine.
In addition to the current use of pressurized gas bearings as cold, heat-insulating, lubricant-free and refrigerant gas-operated bearings in cooling systems - depending on the requirements in the individual case - the known advantage of pressurized gas bearings of very high speeds without damaging the bearings allow to be exploited.
In one embodiment of the system, the compressed gas is also used to take up axial thrusts of the turbine shaft.
The drawing shows a Ausführungsbei game of the subject invention, Fig. 1 is a scheme. a compression cooling system designed according to the invention.
Fig.2 shows. part of an associated expansion turbine with. Turbocompressor in a partially schematic section.
FIG. 3 is a likewise simplified illustrated section along line 4-r1 in FIG.?, And FIG. 4 is a again schematized part section along line B-B in FIG. 3.
A piston compressor driven by an engine 1 \? conveys compressed air via a line 3 in the direction of arrow 4 through a water cooler 5 and a heat exchanger 6 into an expansion turbine 7. The air v leaves the turbine at a lower temperature - compared to the inlet temperature - and arrives via line 8 (arrow 9) into a cooling room 10, which can be, for example, a shrinking chamber, a test room for scientific purposes, etc.
The cold air used here as a refrigerant. cools the room 10, while at the same time it warms up somewhat. Via line 11 (arrow 12) it reaches the heat exchanger 6, in which it further cools the already pre-cooled air of the compressor 2 coming from the cooler 5 and warms up further in the process. The pre-cooled air, located in the line 3 and flowing out of the heat exchanger 6. is, as explained in more detail behind th, also fed to the bearings of the shaft of the turbine 7 ..
After the heat exchanger 6, the heated air coming from the cooling chamber 10 is guided via a Lei device 13 (arrows 14) to a turbo compressor 15 acting as a brake for the turbine 7, the impeller of which is on the shaft made of heat-insulating material, for example plastic 27 of the 'turbine 7 is seated. In the turbo compressor 15, the air is pre-digested for the next work cycle. Then she arrives. Via a return line 16 (arrow 62 :) back into the piston compressor 2.
from the line 3 branches off at 221 a Lei device 17 (arrows 18), which leads to an order switching element 19. A line 2'0 '(arrow 21) connects to the organ 19, which continues to a branch 23. Here the line 20 divides into two pressure lines 24, which lead to the bearings 25, 245' of the shaft 2 '7 lead the turbine 7 and the turbo compressor 15 (arrows 26). The compressed air is fed from the bearings 25, '? 5' via lines 29 which join at 28 and a line 30 connected to it (arrows 31) into line 13 in front of your turbo compressor 15.
Since the compressed air for the bearings 25, 25 'is removed from the line 3 in front of the turbine 7 of the refrigerant circuit and after flowing through the bearings 25, 25' leads back into the circuit, one and the same refrigerant is constantly kept in the circuit; So during operation, external air does not continuously enter the circuit and the refrigerant, for example from a compressed air unit; therefore, refrigerant does not need to be <U> drain </U> constantly from the circuit.
Consequently, there is also no risk of the pressure in the cooling space becoming undesirably high. The efficiency of the plant is also increased in this respect.
In addition, a compressed air line 32 (arrow 33) is connected to the switching element <B> 119 </B>. During normal operation, that is, when the air pressure in the line 3 is sufficiently high, for example 5 a.ta, the lines 17, 20 are connected via the element 19, while when the system is started up, the lines 32, 20 are connected so that foreign compressed air is pressed into the bearings 25, 2: 5 '. As soon as you see a sufficiently high pressure has then set in the line 3, the organ 19 is switched and the lines 17 and 20 are connected to one another.
The expansion turbine 7 and the turbo compressor 15 are a structural unit having a housing 34. united (Fig. 2, 3). The turbine points. the above be already mentioned, consisting of heat-insulating material shaft 27, a paddle wheel 35 fastened thereon with blades 3.8 and a Luftableitseheibe 38a, an inlet channel 36 with an annular space 37, stationary guide vanes 3.9 and an outlet channel 40 on.
The turbo compressor has an entry channel. 41, an attached to the shaft 27 impeller 42 with blades 43, an annular space 44 and an outlet channel 45 on. The paddle wheel 42 has labyrinth grooves 46 on its circumference. The space 42a is left free between the paddle wheel 42 and the bearing 25 'or the housing 34.
The housing 3.1 has recesses 68, 69 in the bore intended for the shaft, into which the two-part bearings 25, 25 ', which are shown in simplified form in the drawing, are inserted. are. Between the bearings 2.5, 25 'on the one hand-Lind the housing 34 on the other hand, annular spaces 47, 48 are left free, which occurs via inclined channels 49 with an A 50 for the compressed air intended for the bearings. keep in touch. The bearings 25, 25 'unisehliessen parts 51, 52 of the shaft 27, between which it has a reinforced section 58 from. Part 51 is. compared to parts 35 and 58. for the purpose of receiving the camp 25.
Inside, the bearings L <B> 25, </B> 25 'each have four axially parallel, relatively wide recesses 53 (Fig. 3, 4), which are connected to the respective annular spaces 47, 48 via radial supply channels 5: 4. stand duiig. Next, four axially parallel, slot-shaped recesses 55 are attached to the inside of each bearing 25, 2.5 '.
In FIG. 3, both the upper and the lower recess 55 of the bearing 225 are connected via two vertical outflow channels 56 (FIGS. 2 and 3) each with an axially parallel channel 57. The two channels 57 lead to an annular space 59 left free between the section 58 of the shaft 27 and an associated recess 6: 4 located in the housing 34.
The recesses 53 are, as particularly shown in FIG. 4, in both bearings 25, 25 'bordered all around by remaining bearing surfaces 65, 72, whereas the recesses only open into annular grooves 71 in the case of the rotor 25. This owns. at both lateral ends shoulders 73 which, together with the impeller 35 and the shaft section 738, accommodate two dirt spaces 74 for axial thrusts. form.
The bearing 25 also has four channels 7: 5, which establish the connection between the pressure chambers 71 and the annulus 47. From the annular space 59 an outlet channel 60 leads out of the housing 34. In contrast to the bearing 25, in which radial and axial forces are absorbed by the compressed air, in the bearing 2'5 'by it Supplied compressed air only added dial forces Ra, which is why this bearing 25 'is constructed correspondingly simpler. With him the channels: 5,6, 57, 7'5 are omitted.
It ends on both sides with the surfaces 72; its slot-shaped recesses 55 thus open on the one hand in the annular space 59 and on the other hand in the space 42a. of the impeller 42 of the turbo compressor.
The compressed air bearings 25, 25 'only give the opportunity to use the shaft 27 common for the turbine 7-Lind the compressor 15, consisting of heat-insulating material, through which the heat-insulating effect of the Druekluftlager 25, 25' is significantly supported.
The compressed air coming during operation via the line 20 (Fig. 1) is fed through the inlet channel 50 (Fig. 2, 3), the inclined channels 49, the annular spaces 47, 48 and the radial channels 5: 4 to the recesses 153. There it lifts the shaft on the parts 51, 52 somewhat from the bearing surfaces @ 65 of the bearings 25, 25 'that have remained between the recesses 53, 5, 5 so radial forces on the shaft.
It then flows via the recesses 55 - in the case of bearing 2'5 also via the annular grooves 71 and the channels 5'6, 57 - the annular space 59 and the outlet channel 60: outwards into the line 30 (Feg. 1).
In addition, at bearings 2; 5, compressed air flows through the channels 75 into the pressure chambers 74 and from here. by the clearances between the bearing 25 and the impeller 35 or the shaft section 58 from the bearing. The compressed air in these clearances takes up axial thrusts of the shaft <B> 297 </B> and holds it in a central position in which the clearances on both sides of the bearing 25 are approximately the same size. The arrangement is. taken so that when the shaft <B> 9-1 </B> is pushed to the middle position, for example in Fig. 2 to the right, the play between the bearing 25 and the shaft section 58 increases and that between the bearing 25 and the paddle wheel 35 is reduced.
As a result, the pressure drops in the pressure chamber located on the right in FIG. 4. 71, while it increases in the corresponding one on the left, so that the shaft 27 is automatically moved back into the central position. The compressed air keeps the shaft 2.7 in operation: floating freely in the bearings 25, 25 '.
The play that exists during operation between the bearing 25 and the paddle wheel 3 is so small that the portion of the compressed air coming from the line 3 through the bearing 25 into the outlet channel 40 of the relaxation turbine is in the Compared to the portion flowing into the expansion turbine through the inlet channel 3,6.
On the side of the turbo compressor 15 is ensured by the Überdriiek in the recesses 55 and by the labyrinth grooves -16 that the heated by the turbo compressor, it via the line 13 (Fig. 1) and the inlet channel: # 1 ( Fig.2) supplied and via the outlet channel 45 and the return line 16 further directed air not into the bearing 25 'and from there possibly via the annular space 59 and through the bearing 25 into the turbine 7, where it relaxes with the ten cold air could mix and in this way reduce the efficiency of the system.
The channels or spaces or recesses 50, 49, 47, 1 # 8, 5.1, 53 (FIGS. 2, 3) are shown schematically in FIG. 1 as lines 24, the channels or annular grooves or recesses 55, 71, 56, 57 shown as lines 29.
In another design, the turbine 7 is built into the cooling space 10 itself, in which case the turbo compressor 15 is located outside it. Still is. also seen here one and the same shaft for the blade wheels of the turbine and turbo compressor before. The line <B> 8 </B> is omitted, so that cold losses between the turbine and the cooling chamber are avoided.
The installation of the turbine in the cold room is made possible by the use of compressed air bearings, because devices connected to the liquid lubricant, for example oil return lines, pressure gauges, oil level gauges, etc., are then unnecessary that would be desirable in the refrigerator itself.