CH86765A

CH86765A - Kreiselmaschine zum Verdichten bezw. Fördern von Gasen bezw. Flüssigkeiten mit mehreren, hintereinander geschalteten Stufen.

Info

Publication number: CH86765A
Authority: CH
Inventors: Cie Aktiengesellschaft Boveri
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1919-09-13
Filing date: 1919-09-13
Publication date: 1920-10-01

Description

Kreiselmaschine zum Verdichten bezw. Fördern von Gasen bezw. Flüssigkeiten mit mehreren, hintereinander geschalteten Stufen. Die bisher übliche Ausführungsform voll Kreiselmaschinen zum Verdichten, bezw. För dern von Gasen, bezw. Flüssigkeiten niit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen ist die in Fig. 1 im Achsialschnitte zur Hälfte dargestellte.

Bei dieser sind die Laufräder A1, A2.... so in einem Gehäuse unter gebracht, dass jedes einzelne Rad in einem besonderen, durch zwei feststehende Seiten wände a1, bi, a2, b, abgegrenzten Ringraume rotiert. Zwischen diesen Ringräumen liegen die Umkehrkanäle Cl, C2...., welche das vom Rad Al geförderte Gas, bezw. die Flüs sigkeit der Eintrittsöffnung des folgenden Rades AZ in der durch Pfeile angedeuteten Richtung zuführen.

Diese Anordnung hat den grossen Nach teil, dass jedes einzelne Rad an dem zu bei den Seiten a1, b" n_, b2 . . . . eingeschlossenen Gase, bezw. an der Flüssigkeit eine Reibung erfährt, die unter Umständen ganz beträcht lich ist und den Wirkungsbad der Kreisel niaschine ungünstig beeinflusst.

Ein Mittel, die Radreibung klein zu hal ten, ist, die Drehzahl der Maschine möglichst gross zu halten, damit die notwendige Um- mit kleinen Raddurch- messern erreicht werden kann. Es wird dies flach Möglichkeit durehgeführt; doch setzt die durch die Antriebsmaschine gegebene Drehzahl dieseln Ziele sehr bald- eine Grenze.

Aber auch wenn beliebig hohe Dreh zahlen zur Verliigung stellen würden, kann die Verkleinerung der Raddurchmesser nur so weit durchgeführt werden, dass für die Eintrittsöffnung der Laufräder und für die Beschaufelun- noch geitiigentl Platz zur Ver fügung stellt; andernfalls würde die ver kleinerte Radreibung durch die Folgen schlechter Gas-, bezw. Flüssigkeitsführung am Eintritt und durch die. Schaufelkanäle wieder aufgehoben.

Alle diese genannten zwingenden Fak toren haben hei der bisher iiblichen Bauart von Kreiselmaschinen zur Folge, dass die Radreibungsarbeit zum Beispiel bei einem ' Hochdruclzkompressor in den günstigsten Fällen zirka. 70 % und in ungünstigen Fällen (direkter Motorantrieb und kleine Belastun gen) sogar bis 40 % von der nützlichen Ar- beit beträgt.

Es bann deshalb der mitt lere Radwirhungägrad infolge Pfadreibung ohnr- Rücksi@-lit auf die übriolen Verluste
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betragen. Die vorlie-ende Erfindung bezweckt in erster Linie, (Fe Radreibungsarbeit bei Krei- selmaschinen mit mehreren, hintereinander- ges(11)

alteten Stufen auf ein Minimum zu re- di,zieren. Dies wird dadurch erreicht, dass Rä,ler verschiedener Stufen nicht einzeln in seitlich al@@.e:schlossenen Räumen rotieren, sonflern zu eiiipm Radkörper mit nur zwei Rcil,ung erzeugenden Aussenwänden vereinigt sind, dadurch, (lass zwei räumlich benachbarte Stufen eine -##@emeinsame, mitlaufende Zwi- scbünwand haben, während Umkehrha.näle ,

auP "rhalb (fieses Radkörpers von den Stufen we \ -, bez"v. zu ihnen hinführen.

Tii der Zeiohnung ist in den Fig: 2 bis 7 schematisch eine Anzahl von beispielsweisen Aus1'ührizngs@orrnen der Erfindung darre- stellt.

111 F'ig. \i sind A,, < 4, wieder die Lauf- r)der, die jerln,-li nicht mehr nebeneinander, son(I,rii aufeinander sitzen, wie (las in ähn- licber Weise l,ei parallelgeschalteten oder abwechselnd arl)citen(len Rädern schon be- hanrit ist.

Die Umkehrkanäle C, liegen nicht mehr zwischen den Rädern, sondern sind im tvesentlichen nach der Seite des einheitlichen Ra(ll@iirpers verlPat: die Strömung nimmt den mit Pfeilen an-erleuteten Verlauf.

Das Gas, benv. diP Flüsi;heit tritt durch den ,S' in (l@@n Saugraum B ein und ae- lan-'t: in (las Erste R.ad A11 von dort durch einen Umführiingskanal U1 in den Umkehr- C, und (larauf in das zweite Rad A.;

und chliesslicli in den Druckraum D oder durch einen v-citeren Umführun-skanal U .in ein fol-en(le" Rad.

Man sieht aus Fig. \?, dass die zwei Räder nur in den beiden R,äu- inen n und l- yeitenreibung erzeugen, wäli- ren(l bei der alt('n Ausführung für die glei che Ra(Izahl vier solcher Räume vorhanden sind.

Es ist elslialb leicht einzusehen, (12ss hei einer Stufr,nzahl von 10 bis 12, wie sie zum Beispiel für Hochdruelzl@ompressoren nötig ist, die R.adreibiin.--:

ganz erlieblie-li ver ringert wird, indem die Anzahl der freien Seitenwände den x-ten Teil derjenigen der alten Ausführung betragen, wenn die Stufenzahl bedeutet.

Dementsprechend muss somit die Radreibung bei 10 Rädern nur l110 betragen, also statt 10 bis 40 nur 1 bis 4, und der erreichbare in bczug auf P,,adreibung ist statt 0,91 bis 0.71
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Es lässt sich somit auf diese Art eine Ver besserung des Wirhungsgrades um zirka 9 bis 3 5 /o erzielen.

In Fig. 3 ist eine zweiseitige Anordnung der Stufen skizziert, in -welcher von A aus die Zuführung zur Stufe 1 erfolgt. Die An ordnung der verschiedenen Stufen 1 bis t- ist so vorgesehen, dass zwischen jeder Stufe nur gerade die 1)rucl"clifferenz einer Stufe ab- zudichten ist;

diese Anordnung hat den Vor teil, dass die Dichtungsverluste am Ra.d- um.fanae möoliehst klein gehalten werden. Da aber bei dieser Anordnuno@ der @ch@ial- sehub nicht ausgeglichen wird, muss er ent:

weder durch ein entsprechendes Tiammlager B oder einen Ausgleiehholbeii. oder endlich durch Verwendung der letzten Scheibe des mehrstufigen Rades als Ausgleiehvorriebtunm ausgeglichen werden, etwa, wie -,ez,-ichnet, dadurch, (lass. eine Dichtung in C angebracht und der Raum D mit dem Saugstutzen ver bunden wird.

Der Gas-, bezw. Flüssig@eits- strom verlässt die Ma chine bei B.

Fia. 4 zeigt eine VorriehtunY;, (lie er laubt, den Asialschub (furch cvmmetrische Einführung des Gases, hezw. der Flüssigkeit in die verschiedenen Stufen grösstenteils zu vermeiden;

hierbei erfolgt die Einführung wie in Fig. 3 in A, dann aber wird der Strom von der ersten Stufe 1 links in die erste Stufe 2 rechts übergeführt, welche letztere somit die zweite Stufe der T@reiselmaschin e ist. Die so erzielte Verteilung, liat derjenigen der Fic. 3 den Nachteil, dass die Diehtun-,

en ama.(lumfange dem Pruche zweier Räder aus-esetzt werden und dass die rberführung des Stromes sich weniger be quem einrichten lä-sst.

Fig. 5 zeigt eine Bauart mit zwei ein seitigen, mehrstufigen Rädern C und D, die symmetrisch auf die Welle gelagert und durch eine feste Wand E voneinander ge trennt werden. Der Strom wird nacheinander von aussen nach innen durch die Stufen 1, 2, 3 des einen Rades C geführt, dann in das an dere Rad D hinübergeleitet, bis zur letzten Stufe. Die Axialschübe dieser beiden Räder wirken bei dieser Anordnung in entgegen gesetztem - Sinne.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei welcher auf der gleichen Welle zwei getrennte, dop pelseitige, mehrstufige Räder aufgekeilt sind. Per Strom wird in jedem einzelnen Rade gleich durchgeführt wie in Fig. 3, aber bei dem einen Rade von links A nach rechts B, beim andern von rechts A1 nach links ss@, so dass so ebenfalls die Axialschübe sich Cregenseitig aufheben können.

In Fällen, wo grosse Fördermengen in Be tracht kommen, die eine Teilung der Kreisel maschine in zwei zwar auf der gleichen Welle sitzende, aber sonst parallel arbeitende Teile, zum Beispiel nach Fig. 2, erf orderlich machen, lässt sich der Axialschub durch Anordnung dieser Teile mit gegeneinander gerichteter Strömung ausgleichen.

Die gedrungene Bauart, welche sich bei Ausführungen nach Massgabe der Erfindung ergibt, erlaubt nunmehr auch bei mehr stufigen Kreiselmaschinen die fliegende An ordnung des Läufers, zum Beispiel nach Fig. 7.

Diese Beispiele der Ausführungsmöglich keiten zeigen, wie mannigfaltig die Kombi nationsmöglichkeiten sind, die sich aus vor liegender Erfindung ergeben.

Claims

PATENTANSPRUCH: Kreiselmaschine zum Verdichten und För dern von Gasen, bezw. Flüssigkeiten mit mehreren hintereinandergeschalteten Stufen, dadurch gekennzeichnet, dass durch wenig stens eine Zwischenwand gebildete Kainniern desselben innen beaufschlagten Laufrades durch Umkehrkanäle bintereinandergeschaltet sind, zum Zwecke der Verminderung der Rad reibung.

UNTERANSPRüCHE: 1. Kreiselmaschine nach Patentanspruch, da durch geliennzeiclinet, dass die die ein zelnen Stufen eines Laufradkörpers mit einander verbindenden Umkehrkanäle im wesentlichen seitlich von diesem angeord net sind. 2.

Kreiselmaschine nach Patentanspruch und Unteranspruch 1., dadurch gelz:ennzeichnet, dass die Umkehrkanäle aus konzentrisehen Ringräumen bestehen, deren Meridial- schnitt für den Gas-, bezw. Flüssigk#eits- strom Spiralen bildet.

3. Kreiselmaschine nach Patentanspruch, da- durch gekennzeichnet, dass die Radstufen zweiseitig, das heisst in zwei Gruppen, so zusammengebaut sind, dass die Eintritts öffnungen nach beiden Seiten des Rades ausmünden. 4.

Kreiselmaschine nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine derartige An ordnung der Radstufen, dass der Gas-, bezw. Flüssigkeitsstrom die verschiedenen Stufen in ihrer in Richtung der Welle geometrischen Reihenfolge durchfliesst. 5.

Kreiselmaschine nach Patentanspruch, ge- lierinzeicbnet durch eine derartige An- ordnun- der Radstufen, dass der Gas-, bezw. Flüssigkeitsstrom die verschiedenen Stufen abwechselnd einmal rechts und ein mal links von aussen nach innen durch fliesst.

C). Kreiselmaschine nach Patentanspruch und Unteranspriiehen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der umlaufende Teil aus mindestens zwei einseitigen, mehr stufigen Radkörpern besteht, die symme trisch zueinander gelagert und durch eine feste Wand getrennt sind, sowie eine der artige Stufenanordnung haben, d'ass der Gas-, bezw. Flüssigkeitsstrom die ver schiedenen Stufen in jedem Radkörper von aussen nach innen in -unmittelbarer Auf= einanderfolge durchläuft. 7.

Kreiselmaschine nach Patentanspruch un cl Unteransprüchen 1 bis @4, dadurch ge kennzeichnet, dass der umlaufende Teil aus mindestens zwei zweiseitigen, mehr stufigen Radkörpern besteht, die sym metrisch zueinander auf einer gemein samen Welle gelagert sind, sowie eine derartige Stufenanordnung haben, dass der Gas-, bezw. Flüssigkeitsstrom die ver schiedenen Stufen in jedem Radkörper in ihrer geometrischen Reihenfolge durch fliesst, jedoch in dem einen Radkörper, bezw. Radkörpern in umgekehrtem Sinne wie in dem symmetrisch dazu angeord neten andern Radkörper, bezw. Rad körpern.

B. Kreiselmaschine nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein mehr stufiger Radkörper freifliegend auf der Welle angeordnet ist.