DE102014216349A1 - Saugeinsatz für einen Turboverdichter, Anordnung mit dem Saugeinsatz - Google Patents

Saugeinsatz für einen Turboverdichter, Anordnung mit dem Saugeinsatz Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Saugeinsatz (SU) für einen Turboverdichter (TCO), der sich ringförmig in einer Umfangsrichtung (CD) um eine Achse (X) erstreckt, umfassend eine Strömungsführung (FG), die ein Prozessfluid (PF) aus einer im Wesentlichen radialen Strömungsrichtung in eine im Wesentlichen axiale Strömungsrichtung umlenkt, umfassend eine erste sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur (IGV1), umfassend eine zweite sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur (IGV2), wobei die erste Einströmkontur (IGV1) und die zweite Einströmkontur (IGV2) miteinander die Strömungsführung (FG) definieren, wobei die ringförmige Erstreckung des Saugeinsatzes (SU) geeignet zur Hindurcherstreckung eines Rotors (R) entlang der Achse (X) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugeinsatz (SU) in Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Saugeinsatz für einen Turboverdichter, der sich ringförmig in einer Umfangsrichtung um eine Achse erstreckt, umfassend eine Strömungsführung, die ein Prozessfluid aus einer im wesentlichen radialen Strömungsrichtung in eine im wesentlichen axiale Strömungsrichtung umlenkt, umfassend eine erste sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur, umfassend eine zweite sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur, wobei die erste Einströmkontur und die zweite Einströmkontur miteinander die Strömungsführung definieren, wobei die ringförmige Erstreckung des Saugeinsatzes geeignet zur Hindurcherstreckung eines Rotors entlang der Achse X ist.
  • Im Zusammenhang mit dieser Erfindung bedeutet der Begriff axial stets die Erstreckung entlang einer zentralen Achse, die mit der Rotationsachse eines Rotors des Verdichters zusammenfällt. Geometrische Begriffe, wie tangential, Umfangsrichtung oder radial beziehen sich – wenn dies nicht anders angegeben ist – ebenfalls auf diese Achse.
  • Bei Verdichtern, die Druckdifferenzen in der Größenordnung von 100 bar erzeugen, wird häufig eine Konstruktion gewählt, die ein Innengehäuse oder Innenbündel vorsieht und ein Außengehäuse. Diese konstruktive Ausgestaltung dient dazu, das Außengehäuse ungeteilt ausführen zu können, so dass das Innengehäuse gemeinsam mit rotieren Teilen als ein Innenbündel axial in ein als sogenanntes Topfgehäuse ausgebildetes Außengehäuse axial eingeführt werden kann.
  • Das Innengehäuse ist hierbei in dem Falle von Radialverdichtern, insbesondere bei als Topfgehäuse ausgebildeten Außengehäusen, regelmäßig aus verschiedenen axial benachbarten und jeweils einem Laufrad zugeordneten sogenannten Zwischenböden aufgebaut, die das Prozessfluid, das von den axial ansaugenden und radial abströmenden Laufrädern kommt, in einer sogenannten Rückführstufe von radial nach außen strömend nach radial nach innen strömend um 180° umlenken und dem Laufrad der nachfolgenden Verdichtungsstufe axial zuführen.
  • Bei einem Radialturboverdichter sind die Zwischenböden, in denen die Rückführstufen angeordnet sind, regelmäßig mit einer Teilfuge versehen, die sich meist entlang der Rotationsachse in einer Teilfugenebene erstreckt, die in der Aufstellposition am häufigsten horizontal verläuft. Eine Teilung der Zwischenböden ist bei einem axial ungeteilten Rotor eines Radialverdichters aus Montagegründen notwendig. Die hohen mechanischen und teilweise thermischen Beanspruchungen der Zwischenböden aufgrund der stufenweisen Druckerhöhung in einem mehrstufigen Radialturboverdichter bedingen regelmäßige Leckagen in den Teilfugen der Zwischenböden. Stromaufwärts der Einströmung in das erste Laufrad der ersten Verdichterstufe ist in der Regel eine Anordnung von Leitschaufeln vorgesehen, die in einem Strömungskanal die Strömung auf den Eintritt in das Laufrad ausrichten bzw. vorbereiten. Dieser Strömungskanal nennt sich in der Terminologie dieses Dokuments Saugeinsatz und bereitet die Strömung nicht nur auf den Eintritt in das erste Laufrad vor, sondern lenkt die Strömung auch von einer in der Regel radialen Ansaugung durch einen Eintrittsstutzen des Außengehäuses um, in eine axiale Strömungsrichtung. In der Regel weist dieser Saugeinsatz eine zu der Rotationsachse sich koaxial erstreckende Durchtrittsöffnung auf, die einerseits eine Hindurchführung des Rotors ermöglicht und andererseits eine zu der Rotationsachse koaxiale Strömungsführung ermöglicht. Hierbei ist üblich, dass der Rotor jenseitig des Saugeinsatzes radial gelagert ist bei einer Betrachtungsweise von den Laufrädern des Verdichters aus.
  • Dem sogenannten Saugeinsatz kommt hierbei noch eine besondere Rolle zu, weil in der Regel das aus den Zwischenböden gebildete Innenbündel des Verdichters, das von dem Außengehäuse umgeben ist, im Regelbetrieb von dem Verdichterenddruck im Zwischenraum zwischen dem Außengehäuse und dem Innenbündel beaufschlagt ist. Hierbei trennt der Saugeinsatz axial den Verdichterenddruck von dem Ansaugdruck im Bereich der Ansaugung in diesem Zwischenraum. Der Saugeinsatz begrenzt das Innenbündel vergleichsweise axial bzw. kann als das axial abschließend letzte Element des Innenbündels definiert werden.
  • Eine mit dem Gegenstand der Erfindung gattungsmäßig vergleichbare Ausführung ist beispielsweise aus der EP 2 024 646 B1 bekannt. Zwischen dem Innenbündel und dem Außengehäuse erstreckt sich dort – in der 1 ersichtlich – ein ringförmiger Zwischenraum, der im Wesentlichen unter dem Enddruck des Verdichters steht. Ein Saugeinsatz ist hierbei im Wesentlichen als Zwischenboden ausgebildet und weist – wie die übrigen Zwischenböden – jeweils eine sich in horizontaler Richtung entlang der Achse erstreckende Teilfuge auf. Aufgrund dieser Teilfuge entlang der Achse in horizontaler Richtung ergibt sich dort häufig an dem Saugeinsatz eine Leckage zwischen dem Saugdruck und dem Enddruck. Auf diese Weise kommt es mit zunehmenden Betriebsstunden des Verdichters infolge von Erosion zu einer Vergrößerung dieser Leckage, wodurch sowohl der Wirkungsgrad als auch die Laufruhe des Verdichters beeinträchtigt werden können. Daneben bedingt die in der EP 2 024 646 B1 vorgeschlagene Konstruktion die Verwendung von Werkstoffen, die hinsichtlich ihrer thermischen Ausdehnungskoeffizienten weitestgehend miteinander harmonieren für das Innenbündel, das Außengehäuse und die übrigen Module. Daher werden meist identische Werkstoffe für diese Module verwendet. Die Montage der in 1 dieser Patentschrift dargestellten Anordnung ist auch problematisch während des Einführens des Innenbündels in das in der Regel in Umfangsrichtung ungeteilte Außengehäuse. Hierbei kann ein sogenannter Schachtelhalm verwendet werden, wobei es dennoch zu erheblichen Biegemomenten an dem Innenbündel kommt, die häufig durch nicht dargestellte Hilfskonstruktionen abgestützt werden müssen, damit an dem Innenbündel keine Beschädigungen passieren.
  • Ausgehend von den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Saugeinsatz und eine Anordnung mit diesem Saugeinsatz zu schaffen, der die sich aus den Nachteilen ergebenden Probleme löst.
  • Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird ein Saugeinsatz nach der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Daneben wird eine Anordnung umfassend diesen Saugeinsatz vorgeschlagen.
  • Bei dem Turboverdichter, für den der Saugeinsatz nach der Erfindung bestimmt ist, handelt es sich bevorzugt um einen radialen Turboverdichter, bei dem – wie bereits eingangs beschrieben – zwischen den einzelnen Laufrädern der Verdichtungsstufen das Prozessfluid jeweils um 180° aus der nach radial außen gerichteten Strömung in eine radial nach innen gerichtete Strömung umgelenkt wird. Hierzu ist dieser Turboverdichter bevorzugt mindestens zweistufig oder mehrstufig ausgebildet, kann aber auch einstufig sein. Der nach der Erfindung in Umgangsrichtung ungeteilt ausgebildete Saugeinsatz ist nicht mehr in der Art eines entlang einer Ebene in Richtung der Rotationsachse geteilten Zwischenbodens ausgebildet, sondern unterscheidet sich grundlegend von der Konstruktion und der Funktion eines Zwischenbodens nicht nur dadurch, dass der Saugeinsatz ungeteilt in Umfangsrichtung ist, sondern auch dadurch, dass die ungeteilte Ausbildung die Möglichkeit einer besseren Krafteinleitung aus dem Innenbündel in den Saugeinsatz ermöglicht und dieser Saugeinsatz diese Kräfte besser in das Außengehäuse abgeben kann. Weiterhin ist nach der Erfindung eine symmetrische Verformung aufgrund des Differenzdrucks auch an Dichtelementen und Anlageschultern zu erwarten. Der Saugeinsatz nach der Erfindung arbeitet vergleichbar mit einem Deckel gegenüber dem Enddruck des Verdichters in dem in der Regel zylindrisch ausgebildeten Außengehäuse. Die sich auf diese Weise ergebende Dichtaufgabe der erfindungsgemäßen Anordnung zwischen dem Außengehäuse und dem Saugeinsatz unterscheidet sich vorteilhaft von einer Dichtaufgabe an einer sich beispielsweise entlang der Rotationsachse erstreckenden Teilfuge eines herkömmlichen Saugeinsatzes, weil es möglich ist, eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung vorzusehen, deren Dichteffekt in Folge eines enddruckabhängigen Anpressdruckes sich verbessert mit zunehmenden Enddruck des Verdichters. Diese Dichtung ist außerdem nicht den besonders harschen Bedingungen im Strömungskanal des Verdichters ausgesetzt, wie in Randbereichen jede Teilfuge eines Zwischenbodens, sondern befindet sich radial etwas abseits des Strömungskanals an einer Fuge zu dem Außengehäuse. Diese Umstände führen dazu, dass eine nahezu hundertprozentige Dichtheit hergestellt werden kann zwischen dem Saugeinsatz und dem Außengehäuse.
  • Der Saugeinsatz ist zweckmäßig mit Leitschaufeln ausgestattet, die sich zwischen einer ersten Einströmkontur und einer zweiten Einströmkontur befinden. Diese Leitschaufeln können verstellbar im Sinne eines verstellbaren Eintrittsleitapparates konstruiert sein oder als feste Leitschaufeln an einer Einströmkontur oder an beiden Einströmkonturen fest angebracht sein. Die feste Anbringung an einer oder an beiden Einströmkonturen hat den besonderen Vorteil, dass der Saugeinsatz zusätzlich versteift wird und jede Maßnahme zur Stabilisierung des Saugeinsatzes insbesondere in der Montagephase eingespart werden kann. Hierbei sieht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung vor, dass die Leitschaufeln mit den beiden Einströmkonturen des Saugeinsatzes einstückig ausgebildet sind. Diese Einstückigkeit kann durch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt sein oder durch eine lösbare mechanische Verbindung. Die Einstückigkeit kann auch durch eine Fertigung aus dem Vollen hergestellt werden, beispielsweise durch moderne spanende Verfahren oder Verfahren, die erosiv wirken, beispielsweise Elektroerosion (electrodynamic machining) bzw. Funkenerosion. Eine Alternative zur Herstellung eines einstückigen Saugeinsatzes nach der Erfindung ist mit modernen Methoden des „additive manufacturing“ gegeben, beispielsweise mit dem Selective-Laser-Melting oder dem Laser-Sintering.
  • Vorteilhaft sieht die Erfindung eine Anordnung vor, bei der das Innenbündel eines Verdichters in einem Außengehäuse angeordnet ist und einen Innengehäusemantel umfasst, der ein Innengehäusemanteloberteil und ein Innengehäusemantelunterteil umfasst, die sich mit Kontakt in einer Mantelteilfugenebene zu den Innengehäusemantel dichtend zusammenführen lassen. Da diese Maschinen in der Regel eine Aufstellung mit einer horizontalen Orientierung der Rotationsachse des Rotors aufweisen, wird die Mantelteilfugenebene auch als horizontale Teilfugenebene bezeichnet. Diese Ausbildung beziehungsweise Orientierung der Aufstellung ist nach der Erfindung bevorzugt aber nicht zwingend. Der Innengehäusemantel beziehungsweise das Innenbündel und der Saugeinsatz lassen sich unter Kontakt in einer Deckelteilfugenebene dichtend zusammenfügen. Diese Deckelteilfugenebene ist nach der Erfindung bevorzugt senkrecht orientiert zu der Mantelteilfugenebene beziehungsweise im wesentlichen senkrecht, da eine exakte senkrechte Orientierung technisch nur in gewissen Toleranzen realisierbar ist. Dementsprechend orientiert sich bei dieser bevorzugten Aufstellung die Deckelteilfugenebene vertikal.
  • Eine besonders bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass die Anordnung einen Rotor umfasst, der sich entlang der Achse erstreckt und mindestens ein Laufrad, bevorzugt mindestens zwei Laufräder trägt. Weiterhin ist bei dieser Ausführung vorgesehen, dass das Laufrad, das sich axial am weitesten in Richtung einer Saugseite befindet, sich zumindest teilweise axial auf der Seite des Saugeinsatzes bezüglich der Deckelteilfugenebene befindet. In anderen Worten bedeutet dies, dass das Laufrad der ersten Stufe beziehungsweise das am weitesten stromaufwärts gelegene Laufrad eines derartig mehrstufig ausgebildeten Turboverdichters sich axial im Bereich des Saugeinsatzes befindet bzw. axial in Richtung des Saueinsatzes aus dem Innenbündel hinausragt.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn nicht nur dieses erste Laufrad ganz oder teilweise in den Saugeinsatz jenseits der Deckelteilfugenebene hineinragt sondern im Falle der gänzlichen Anordnung des ersten Laufrads in dem Axialbereich des Saugeinsatzes auch die stromabwärts des ersten Laufrades befindliche Rückführstufe ganz oder teilweise in dem Axialbereich des Saugeinsatzes sich befindet.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass der Saugeinsatz der erfindungsgemäßen Anordnung drei Auflager aufweist und das Innenbündel dieser Anordnung mit drei Anformungen versehen ist, die an den drei Auflagern des Saugeinsatzes gegen die Schwerkraft und gegen ein Verdrehen gegeneinander derart lagernd abgestützt sind, so dass eine thermische Relativdehnung zwischen dem Saugeinsatz und dem Innenbündel stattfinden kann, ohne dass es zu einem Ausrichtungsversatz der beiden Bauteile hinsichtlich einer Soll-Lage zu der Achse beziehungsweise Rotationsachse kommt.
  • Besonders zweckmäßig ist an dem erfindungsgemäßen Saugeinsatz die Anschlussmöglichkeit für die Montage eines Lagers zur Lagerung eines Rotors vorgesehen. Dementsprechend ist es sinnvoll, wenn die erfindungsgemäße Anordnung zusätzlich ein Lager umfasst, das an dem Saueinsatz befestigt ist und der radialen und/oder axialen Lagerung des Rotors dient. Bei diesem Lager kann es sich um ein Öllager oder um ein andersartiges Lager handeln, beispielsweise um ein Magnetlager oder um eine Kombination aus verschiedenen Lagertypen.
  • In der Folge ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Neben dem Ausführungsbeispiel ist es dem Fachmann auch möglich, andere Kombinationen der hier offenbarten Merkmale vorzunehmen. Insbesondere kann der Fachmann sämtliche beanspruchten Merkmale in beliebiger Kombination ohne konkreten Anspruchsrückbezug für diese Kombination – soweit diese technisch sinnvoll ist – nach der Erfindung zum Einsatz bringen. Es zeigen:
  • 1: zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Saugeinsatz,
  • 2: zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines erfindungsmäßen Saugeinsatzes mit einem Teil eines Innenbündels einer erfindungsgemäßen Anordnung aus einer in 1 mit II ausgewiesenen Betrachtungsrichtung.
  • Die 1 und 2 zeigen jeweils schematische Darstellungen einer erfindungsgemäßen Anordnung A mit Teilen eines Turboverdichters TCO umfassend einen Saugeinsatz SU nach der Erfindung in schematischer Wiedergabe.
  • Der Turboverdichter TCO ist nur hinsichtlich der für die Erfindung wesentlichen Bauelemente dargestellt. Zu diesen wesentlichen Modulen gehören der Saugeinsatz SU, das Innenbündel IB, der Rotor R mit einem ersten Laufrad IMP1 und einem zweiten Laufrad IMP2, wobei der Rotor R sich entlang einer Achse X erstreckt. Ferner sind ein Außengehäuse OC, eine Wellendichtung SHS und ein erstes Radiallager BEA an zwei unterschiedlichen Positionen (BEA, BEA`) als Alternative zueinander eingezeichnet.
  • Die 2 zeigt eine Zusammenstellung eines erfindungsgemäßen Saugeinsatzes SU mit einem Innengehäusemantelunterteil IEL eines Innengehäusemantels ICE des Innenbündels IB dreidimensional in schematischer Weise aus der Perspektive, wie sie in der 1 mit II-II angegeben ist.
  • Der Saugeinsatz SU umfasst eine erste Einströmkontur IGV1 und eine zweite Einströmkontur IGV2, die zwischen sich einen Strömungskanal bzw. eine Strömungsführung FG definieren, zur Umleitung eines Prozessfluids PF aus einer im wesentlichen radialen Einströmrichtung in eine im wesentlichen axiale Zuführung zu dem ersten Laufrad IMP 1 einer ersten Verdichtungsstufe. Die beiden Strömungskonturen IGV1, IGV2 sind mittels Leitschaufeln VA miteinander verbunden, wobei die Leitschaufeln VA in nicht näher dargestellter Weise beweglich ausgebildet sein können oder feststehend. Bei feststehenden Leitschaufeln VA sind die erste Strömungskontur IGV1, die zweite Strömungskontur IGV2 und die Leitschaufeln VA bevorzugt miteinander einstückig ausgebildet. Hierbei können die Leitschaufeln VA an den beiden Strömungskonturen IGV1, IGV2 lösbar befestigt sein oder stoffschlüssig. Eine stoffschlüssige Befestigung der Leitschaufel VA an den Strömungskonturen IGV1 und/oder IGV2 kann mittels Schweißens oder Klebens erfolgen oder diese Bauteile können auch einstückig als ein gemeinsames Bauteil hergestellt werden, beispielsweise durch eine spanende Bearbeitung aus dem Vollen oder eine erodierende Bearbeitung aus dem Vollen oder durch sogenanntes „additive manufacturing“ oder ähnliche Fertigungsverfahren. Zusätzlich zu den Leitschaufeln VA können zur Versteifung der Verbindung zwischen der ersten Strömungskontur IGV1 und der zweiten Strömungskontur IGV2 Versteifungsrippen SRP vorgesehen sein, die sich bevorzugt radial und axial an bestimmten Umfangspositionen im wesentlichen flächig erstrecken. Eine wichtige Funktion der Versteifungsrippen SRP kann auch die – bevorzugt radiale – Strömungsführung sein.
  • Das Prozessfluid PF erreicht den Saugeinsatz SU durch eine Öffnung im Außengehäuse OC, die mit einem Saugstutzen SUF versehen ist. Das Außengehäuse OC ist im Wesentlichen zumindest zum Teil als zylindrischer Mantel ausgebildet und wird mittels eines Deckels COV axial verschlossen. Bevorzugt ist der Saugeinsatz SU in dem Außengehäuse OC mittels einer Dreipunktlagerung derart beweglich gelagert, dass eine konzentrische Lage zu der Achse X gewährleistet ist und gleichzeitig der Saugeinsatz SU unter den verschiedenen Temperatureinflüssen die Möglichkeit hat sich relativ zu dem Außengehäuse OC beziehungsweise dem dazugehörigen Deckel COV zu bewegen nämlich zu dehnen beziehungsweise zu schrumpfen, wobei eine zentrierte Soll-Lage zu der Rotationsachse nicht verloren gehen soll. Diese Dreipunktlagerung des Saugeinsatzes SU kann nach einer bevorzugten Ausführung vorgesehen werden zwischen dem Innenbündel IB und dem Saugeinsatz SU, wie es in der 2 dargestellt ist. Dort ist das Innenbündel IB mit drei Anformungen IBS an drei Auflagern SUB des Saugeinsatzes SU gegen die Schwerkraft und gegen ein Verdrehen gegeneinander derart lagernd abgestützt, so dass eine thermische Relativdehnung ermöglicht ist, ohne dass es zu einem Ausrichtungsversatz der beiden Bauteile hinsichtlich der Soll-Lage zu der Achse X kommt.
  • Eine bevorzugt Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Saugeinsatz SU und dem unteren Abschnitt des Innengehäuses jeweils drei Nuten befinden, in denen 3 Führungsstücke eingelegt sind, die bevorzugt im Saugeinsatz befestigt werden. Auf diese Weise können die Paarungen von Ausnehmungen und Anformungen zum Zwecke der Dreipunktlagerung zweckmäßig hergestellt werden.
  • Bevorzugt ist der Saugeinsatz SU konzentrisch mittels der Dreipunktlagerung radial geführt und axial liegt der Saugeinsatz SU an einer Anlageschulter in dem Außengehäuse OC an. Nach Möglichkeit haben das Außengehäuse OC und der Saugeinsatz SU identische Ausdehnungskoeffizienten auch um Leckagen an dazwischen befindlichen Abdichtungen zu vermeiden.
  • Bevorzugt und wie auch in der 2 dargestellt, ist das Innengehäusemantelunterteil IEL des Innengehäuses ICE des Innenbündels IB in dieser Weise an dem Saugeinsatz SU gelagert.
  • Der Saugeinsatz SU ist in Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet, so dass der Saugeinsatz SU keine sich in einer axialen Richtung erstreckende Teilfuge aufweist. Daher muss der Rotor R entlang der Achse X durch den Saugeinsatz SU durch eine zentrale Öffnung CBH hindurchgeführt werden. Jenseitig der Hindurchführung des Rotors R ist der Rotor R in einem Lager BEA zumindest radial oder radial und axial gelagert. Dieses Lager BEA kann an den Deckel COV des Außengehäuses OC befestigt sein. Nach einer anderen – als optional in der 1 gestrichelt dargestellten – Ausführungsform kann das alternative Lager BEA` direkt an dem Saugeinsatz SU angebracht sein.
  • Dieses alternative Lager kann insbesondere auch ausschließlich zu Montagezwecken vorgesehen werden, so dass nach der Verbringung des Rotors in die Endlage und ggf. weiterer Montageschritte für den Regulär-Betrieb das eigentliche Lager (hier (BEA)) angewendet wird. Benachbart zu dem Lager BEA bzw. dem alternativen Lager BEA` befindet sich eine Wellendichtung SHS, die entweder an dem Deckel COV des Außengehäuses OC oder ebenfalls direkt an dem Saugeinsatz SU abgebracht sein kann.
  • Der ungeteilt ausgebildete Saugeinsatz SU befindet sich in einer dichtenden Anlage an einer radial nach innen vorstehenden Anlageschulter OCS des Außengehäuses OC mit einem eigenen radialen Vorsprung, der das Gegenlager für eine statische, sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtung STS ergibt. Da an dem Saugeinsatz SU der sich aus dem Enddruck des Verdichters ergebende axiale Schub anliegt, steht die statische Dichtung STS unter einem die Dichtwirkung erhöhenden axialen Anpressdruck bei steigendem Enddruck der Verdichtung.
  • Anders als der Saugeinsatz SU sind Rückführstufen RS1 des Innenbündels beziehungsweise des Innengehäuses ICE in einer Teilfugenebene, die sich axial und radial erstreckt und bevorzugt im wesentlichen in der Ebene der Achse X liegt und besonders bevorzugt in der fertigen Aufstellung des Turboverdichters TCO eine horizontale Erstreckung aufweist, geteilt, so dass eine separate Montage eines Innengehäuseunterteils IEL aus Unterteilen der Rückführstufen RRS1 und des Innengehäuseoberteils IEO möglichst ist, wobei in das fertig montierte Innengehäuseunterteil IEL der Rotor R eingelegt wird und in Kombination mit dem Innengehäuseoberteil IEO das fertige Innenbündel IB entsteht. Die Rückführstufen, von denen in der 1 exemplarisch nur die Rückstufe RRS1 dargestellt ist, empfangen aus den Laufrädern IMP1, IMP2 jeweils stromabwärts das Prozessfluid PF und lenken dieses radial um 180° um, damit in einer weiteren 90°-Umlenkungen das Prozessfluid PF der nachfolgenden Verdichtungsstufe axial zugeführt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Rückführstufen RRS1 besteht darin, dass Laufrad IMP1, IMP2 mittels einer Labyrinthdichtung LAB zu dem stehenden Bestandteil des Innenbündels IB gegen den jeweiligen Differenzdruck der gegenwärtigen Verdichtungsstufe abzudichten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2024646 B1 [0007, 0007]

Claims (10)

  1. Saugeinsatz (SU) für einen Turboverdichter (TCO), der sich ringförmig in einer Umfangsrichtung (CD) um eine Achse (X) erstreckt, umfassend eine Strömungsführung (FG), die ein Prozessfluid (PF) aus einer im Wesentlichen radialen Strömungsrichtung in eine im Wesentlichen axiale Strömungsrichtung umlenkt, umfassend eine erste sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur (IGV1), umfassend eine zweite sich ringförmig in Umfangsrichtung erstreckende Einströmkontur (IGV2), wobei die erste Einströmkontur (IGV1) und die zweite Einströmkontur (IGV2) miteinander die Strömungsführung (FG) definieren, wobei die ringförmige Erstreckung des Saugeinsatzes (SU) geeignet zur Hindurcherstreckung eines Rotors (R) entlang der Achse (X) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugeinsatz (SU) in Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet ist.
  2. Saugeinsatz (SU) nach Anspruch 1, wobei zwischen der ersten Einströmkontur (IGV1) und der zweiten Einströmkontur (IGV2) Leitschaufeln (VA) des Saugeinsatzes (SU) angeordnet sind.
  3. Saugeinsatz (SU) nach Anspruch 2, wobei die erste Strömungskontur (IGV1), die zweite Strömungskontur (IGV2) und die Leitschaufeln (VA) miteinander ein einstückiges Bauteil bilden.
  4. Anordnung (A) mit einem Saugeinsatz (SU) nach einem der Ansprüche 1–3, weiterhin umfassend ein Innenbündel (IB) zur Anordnung in einem Außengehäuse (OC), wobei das Innenbündel (IB) einen Innengehäusemantel (ICC) umfasst, wobei der Innengehäusemantel (ICE) einen Innengehäusemanteloberteil (IEU) und ein Innengehäusemantelunterteil (IEL) umfasst, die sich mit Kontakt in einer Mantelteilfugenebene (SPE) zu dem Innengehäusemantel (ICC) dichtend zusammenfügen lassen, wobei der Innengehäusemantel (ICC) und der Saugeinsatz (SU) sich unter Kontakt in einer Deckelteilfugenebene (SPC) dichtend zusammenfügen lassen.
  5. Anordnung (A) nach Anspruch 4, wobei die Mantelteilfugenebene (SPE) und die Deckelteilfugenebene (SPC) zueinander im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind.
  6. Anordnung (A) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Saugeinsatz (SU) an der dem Innenbündel (IB) zugewendeten Seite mit einer Zentrierung versehen ist, so dass sich in einem zusammengefügten Zustand das Innenbündel und der Saugeinsatz zu der Achse (X) des Saugeinsatzes (SU) in einer Soll-Lage befinden.
  7. Anordnung (A) nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei der Saugeinsatz (SU) an der dem Innenbündel (IB) zugewendeten Seite mit einer Dichtung (SEA) versehen ist, so dass sich in einem zusammengefügten Zustand das Innenbündel (IB) und der Saugeinsatz (SU) aneinander in einer dichtenden Anlage befinden.
  8. Anordnung (A) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Anordnung einen Rotor (R) umfasst, der sich entlang der Achse (X) erstreckt und mindestens ein Laufrad (IMP1, IMP2) trägt, wobei das Laufrad (IMP1), dass sich axial am weitesten in Richtung einer Saugseite (SUS) befindet, sich zumindest teilweise axial auf der Seite des Saugeinsatzes (SU) bezüglich der Deckelteilfugenebene (SPC) befindet.
  9. Anordnung (A) nach Anspruch 8, wobei sich das Laufrad (IMP1), dass sich axial am weitesten in Richtung der Saugseite (SUS) befindet, sich vollständig axial auf der Seite des Saugeinsatzes (SU) bezüglich der Deckelteilfugenebene (SPC) befindet und eine sich in Richtung einer Druckseite (PRS) an das am weitesten in Richtung der Saugseite (SUS) befindliche Laufrad (IMP1) axial anschließende radiale Rückführstufe (RRS) sich zumindest teilweise axial auf der Seite des Saugeinsatzes (SU) bezüglich der Deckelteilfugenebene (SPC) befindet.
  10. Anordnung (A) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei das Innenbündel mit drei Anformungen (IBS) an drei Auflagern (SUB) des Saugeinsatzes (SU) gegen die Schwerkraft und gegen ein Verdrehen gegeneinander derart lagernd abgestützt ist, so dass eine thermische Relativdehnung ermöglicht ist, ohne dass es zu einem Ausrichtungsversatz der beiden Bauteile hinsichtlich der Soll-Lage zu der Achse (X) kommt.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016217672A1 (de) 2016-09-15 2018-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Einwellenturboverdichter
DE102016217669A1 (de) 2016-09-15 2018-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Montage, Turbomaschine
DE102017223791A1 (de) 2017-12-27 2019-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtungsanordnung einer Turbomaschine, Turbomaschine
DE102018200287A1 (de) 2018-01-10 2019-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Turbomaschineninnengehäuse

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3976395A (en) * 1975-09-12 1976-08-24 Igor Martynovich Kalnin Multiple-stage centrifugal compressor
DE2158518B2 (de) * 1970-12-21 1980-03-27 Borg-Warner Corp., Chicago, Ill. (V.St.A.) Horizontale mehrstufige Zentrifugalpumpe
DE2440287B2 (de) * 1973-08-24 1981-01-29 Airco, Inc., Montvale, N.J. (V.St.A.) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage und Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
EP0257098A1 (de) * 1986-02-20 1988-03-02 Proizvodstvennoe Obiedinenie 'nevsky Zavod' Imeni V.I.Lenina Zentrifugalverdichter
EP0361844A2 (de) * 1988-09-30 1990-04-04 Nova Corporation Of Alberta Gasverdichter mit Trockendichtungen
DE19654840A1 (de) * 1996-12-23 1998-06-25 Mannesmann Ag Mehrstufiger Turbokompressor
EP2024646B1 (de) 2006-05-26 2009-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Mehrstufiger turboverdichter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3188967A (en) * 1961-05-26 1965-06-15 Solar Aircraft Co Fluid pressure booster
DE2111171A1 (de) * 1971-03-09 1972-09-14 Newskij Mash Nij Sawod Im V I Zentrifugale Stroemungsmaschine,vorzugsweise Hochdruckverdichter

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2158518B2 (de) * 1970-12-21 1980-03-27 Borg-Warner Corp., Chicago, Ill. (V.St.A.) Horizontale mehrstufige Zentrifugalpumpe
DE2440287B2 (de) * 1973-08-24 1981-01-29 Airco, Inc., Montvale, N.J. (V.St.A.) Verfahren zum Betreiben einer Gasturbinenanlage und Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
US3976395A (en) * 1975-09-12 1976-08-24 Igor Martynovich Kalnin Multiple-stage centrifugal compressor
EP0257098A1 (de) * 1986-02-20 1988-03-02 Proizvodstvennoe Obiedinenie 'nevsky Zavod' Imeni V.I.Lenina Zentrifugalverdichter
EP0361844A2 (de) * 1988-09-30 1990-04-04 Nova Corporation Of Alberta Gasverdichter mit Trockendichtungen
DE19654840A1 (de) * 1996-12-23 1998-06-25 Mannesmann Ag Mehrstufiger Turbokompressor
EP2024646B1 (de) 2006-05-26 2009-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Mehrstufiger turboverdichter

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