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Die Erfindung bezieht sich auf einen Turbokompressor, der zwei zueinander
parallele, von einem gemeinsamen Zahnrad durch Ritzel angetriebene Wellen mit beiderseits
dieses Getriebes fliegend angeordneten Laufrädern aufweist. Ein solcher Turbokompressor
ist bekannt. Die vier Räder sind strömungsmäßig hintereinandergeschaltet. Es -handelt
sich also um vier hintereinandergeschaltete Stufen. Das Laufrad der ersten Stufe
komprimiert das Arbeitsmittel auf einen bestimmten Druck; das der zweiten Stufe
komprimiert es- weiter auf einen Druck, der größer ist als dieser Druck; das der
dritten .Stufe komprimiert es danach auf einen Druck, der größer ist .als der letztgenannte,
usw.
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Bei diesem bekannten Turbokompressor laufen die. beiden Wellen mit
verschiedenen Drehzahlen, d. h., die Welle mit den beiden Rädern der dritten und
vierten Stufe läuft schneller als die andere Welle. Also ist auch ihr Ritzel kleiner
als das andere Ritzel. Die Schaufelkanalaustritte der beiden Radialräder der dritten
und vierten Stufe liegen auf Durchmessern, die kleiner sind als die Durchmesser,
auf denen die Schaufelkanalaustritte der beiden Radialräder der ersten und zweiten
Stufe liegen. Die Außendurchmesser der Laufräder der dritten und vierten Stufe sind
also kleiner als die der ersten und zweiten Stufe. Ferner sind die Wellen- und Lagerdurchmesser
im ersten Falle kleiner als die im zweiten-Falle. Der beschriebene Turbokompressor
ist zur Verdichtung insbesondere relativ kleiner Arbeitsmittelmengen vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen anfangs genannten
Turbokompressor mit seinen Vorteilen für etwas niedrigeren Enddruck als bei dem
genannten bekannten Turbokompressor, aber für die doppelte Arbeitsmittelmenge zu
schaffen, der, was wesentlich ist, möglichst viel gleichartige Teile, z. B. Laufräder,
gleicher Größenausführung enthält, also z. B. auch für rationelle Herstellung
in größerer Stückzahl geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden
mit dem niederen Druck arbeitenden Laufräder der einen Welle strömungsmäßig parallel
geschaltet sind, daß ferner das eine oder das einzige Laufrad der anderen Welle
den beiden strömungsmäßig parallelgeschalteten Laufrädern strömungsmäßig nachgeschaltet
ist und das schließlich die Übersetzungen zwischen den Ritzeln und dem" gemeinsamen
Zahnrad gleich groß sind.
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Das Parallelschalten von Laufrädern zum Erzielen großer Fördermengen
ist zwar gebräuchlich. Im vorliegenden Falle soll aber darüber hinaus eine rationelle
Herstellung erzielt werden: Hierfür bietet der Stand der Technik keine Vorbilder.
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Ein Turbokompressor gemäß der Erfindung ist also mindestens zweistufig.
Die genannte andere Welle kann wie die erste auch zwei Laufräder, das eine auf der
einen Seite, das andere auf der anderen Seite des zugehörigen Kitzels, aufweisen.
Insbesondere ist dann das andere-Laufrad jener Welle denn einen Laufrad strömungsmäßig
nachgeschaltet.---Die vier Räder gehören dann zu drei Stufen. Weist der Kompressor
keine weiteren Stufen auf, darin handelt es sich also um einen dreistufigen Kompressor:
In diesem Falle kann ein Enddruck erzielt werden, der fast so groß ist wie der,
der mit dem genannten bekannten Kompressor erreichbar ist.
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Die Vorteile, die sich bei dem Kompressor gemäß der Erfindung ergeben,
sind folgende: Die beiden Wellen können mit gleichen Drehzahlen laufen, wodurch
die beiden Ritzel gleich werden. Die Schaufelkanalaustritte der- drei bzw. der drei
zuerst durchflossenen Laufräder können auf mindestens etwa gleichen Durchmessern
liegen, d. h. die Außendurchmesser all - dieser Räder können mindestens etwa gleich
sein. Ferner können die Radformen dieser Räder mindestens etwa gleich sein. Es sei
bemerkt, daß die beiden die Laufräder der ersten und zweiten Stufe verlassenden
Parallelströme des Arbeitsmittels zusammengefaßt als ein Strom dem Laufrad der zweiten
Stufe; dem »dritten« Laufrad, zugehen. Da das Volumen dieses Stroms ete- gleich
dem Volumen jedes der beiden von den beiden parallelgeschalteten Rädern angesaugten
Ströme ist, können die Drehzahlen der beiden Wellen mindestens etwa gleich sein,
wodurch das ».dritte« Laufrad strömungsmäßig unter günstigsten Verhältnissen arbeitet
(spezifische Drehzahl usw.). Weiter werden folgende Vorteile erzielt: Die Ritze]-,
Lager- und Wellenabmessungen, wie -durchmesser und -längen, können für beide Wellen
mindestens etwa gleich sein. Die genannten Teile, Abmessungen u. dgl. können also
praktisch gleich groß sein. Es handelt sich also um eine überraschend vorteilhafte
Bauart.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Kompressors gemäß
der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. Es handelt sich um einen dreistufigen
Radialturbokompressor.
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Jedes von vier auf den Enden zweier Wellen 10
und
11 fliegend angeordneten Laufrädern 12 bis 15,
von denen die
Laufräder 12 und 13 strömungsmäßig parallel geschaltet sind, befindet
sich in seinem Gehäuse 16 bzw. 17, 18, 19. Jedes Gehäuse
16 bzw. 17, 18, 19 ist am Getriebegehäuse 20 des Turbokompressors befestigt.
Das Getriebegehäuse 20 enthält ein Zahnradgetriebe; das aus dem Zahnrad
21
und ,den beiden auf den Wellen 10 und 11 sitze::jen Ritzeln
22 und 23 besteht, ferner die Wellenlager 24 bis 27 und die Zahnradwellenlager
28 und 29. Das Arbeitsmittel durchströmt die beiden Laufräder
12
und 13 parallel, dann in Reihe das Laufrad 14 und zuletzt
das Laufrad 15. Die Drehzahlen der Wellen 10 und 11 sind gleich;
die Ritzel22 und 23 haben gleiche Abmessungen. Auch die vier Lager
24 bis 27
haben gleiche Abmessungen. Das gleiche gilt für die beiden
Wellen 10 und 11 und die Laufräder 12, 13
und 14. Das
Laufrad 15 hat auch denselben Durchmesser wie die anderen drei Laufräder
12 bis 14,
nur seine Schaufelkanäle sind axial schmäler als die der
Räder 12 bis 14. Die Abmessungen, und zwar auch die axialen Schaufelkanalbreiten,
der Räder 12
bis 14 sind gleich. Ferner ist. das Getriebegehäuse
20
zur Zahnradwelle 30 vollkommen symmetrisch aufgebaut.lI3er Kompressor
ist also in fast allen Teilen zur "Zahnradwelle 30 symmetrisch aufgebaut.
Dies stellt eine große Vereinfachung für die Fertigung dar.