DE1728083C3 - Gasdynamische Druckwellenmaschine - Google Patents

Description

gierung bestehen, die folgende Eigenschaften auf- Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein. Zur

weist: 60 Vermeidung der großen und vor allem variablen

1. Im Temperaturbereich zwischen O⁰C und Wärmedehnungsunterschiede werden Läufer und Ge-350° C liegt der Wärmeausdehnungskoeffizient häuscmittelteil aus einer Eisenlegierung mit sehr kleiunter 8 · 10"» mra/mm° C nem mittleren Wärmeausdehnungskoeffizienten her-

" gestellt. Er soll im Temperaturbereich zwischen 0

2. Der Nickelanteil hegt zwischen 36%> und 54°/o. ₆,. °_nd 350° C unter 8 ■ 10"» mm/mm⁰ C liegen. Es

3. Innerhalb der durch 1. und 2. gegebenen Gruppe kommen dafür vor allem die handelsüblichen Nikhat die Legierung einen kleinen mittleren kel-Eisen-Legierungen mit kontrolliertem Ausdeh-Wärmeausdehnungskoefllziciit. ■ nungsverhalten in Betracht, die zwischen 36 und

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54% Nickel enthalten. Auch die bekannten Nickel-Kobalt-Eisen-Legierungen sind bezüglich Wärmeausdehnungsverhalten dafür geeignet.

Die niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten der genannten Legierungen treten jedoch nur in einem beschränkten Temperaturbereich auf, der um so größer ist, je höher der Nickelgehalt ist. Über einer kritischen Temperatur steigen die Dennungswerte sehr stark an, etwa auf den Wert des Kohlenstoffstahls.

Trotzdem können diese Werkstoffe mit Vorteil fur Druckwellenmaschinen angewendet werden, da wegen der abwechselnden Beaufschlagung to Lauf as durch heiße und kalte Gase dessen mittlere Temperatur viel tiefer liegt als die Temperatur der heißen Gase. Besonders beim Anfahren durchläuft er die tiefen Temperaturbereiche, es kann also gerade dabei voller Nutzen aus den Legierungen nut kleinem Warmedehnungskoeffizienten gezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Wegen der nur kleinen Längenänderungen des

   Patentanspruch: _t äufers und des Gfhäusemittelteils verringert sich

   Gasdynamische Druckwellenmaschine, bei der Je Änderung der SpaltbreiteΛ d_ej_Läuf sich der aus mindestens Welle, Nabe, Zellenwän- und dem Gasgehause. Der SpJtkann daher_ um den und Deckband bestehende Läufer in einem 5 vornherein kiemer ge ^ »^rfen und s tson.it feststehenden, aus Mittelteil und Seitenteilen zu- auch im stationären B^etneb=^l7 Äer Wir sammengesetzten Gehäuse bewegt, dadurch klein. Die Leckverluste werdenUeinerundder tt.rgekennzeichnet, daß zur Einhaltung des kungsgrad steigt an. Be. der^^^™^c^ Axialspiels zwischen dem Läufer (1) und den Sei- wellenmaschine zur ^Af^^m^ tenteilen (2 bzw. 3) des Gehäuses der Läufer (1) io es möglich, den ^Betaebsb.^erei* i^_p^ und der Gehäusemittelteil (4) aus einer Eisenle- zu erweitern, da wegen der genngeren^ gierung bestehen, die Agende Eigenschaften auf- _& eßbare ^—J

   trächtlich erhöht wird, was bis zu 10%. ausmachen

   1 Im Temperaturbereich zwischen 0° C und __ .

   350° C liegt der Wärmeausdchnungskoeffi- ^I; _D/ _{Erfindung w}i_rd an Hand der zugehörigen zient unter 8 · 10~⁶ mriVmm⁰ C. Zeichnung näher erläutert, die in einem Axialschnitt
2. 2. Der Nickelanteil liegt zwischen 36% und schematisch den üblichen Aufbau einer Druckwel-54 Vo. lenmaschine zeigt, wie sie beispielsweise zur Aufla-
3. 3. innerhalb der durch 1. und 2. gegebenen - ^^^ST^S^SiT^^ dem Gruppe hat die Legierung einen kleinen ^Der kauter ία _{und dem Gehäuse}.

   mittleren Wärmeausdehnungskoeffizient. ^£4 besteht Er ilt im Luftgehäuse 2 fliegend

   gelagert. Das energiereiche Gas tritt bei 5 «1 das Gas-

   35 gehäuse 3 ein, gibt im Läufer 1 einen Teil seiner

   Die Erfindung betrifft eine gasdynamische Druck- Energie an die Luft ab und tritt bei 6 wieder aus. wellenmaschine, bei der sich der aus mindestens Die Lutt tritt bei 7 in das Luftgehause 2lein wird

   Welle, Nabe, Zellenwänden und Deckband beste- im Läufer 1 verdichtet und tritt (in der Zeichnung hende Läufer in einem feststehenden, aus Mittelteil nicht dargestellt) senkrecht zur Zeicnenebene aus und Seitenteilen zusammengesetzten Gehäuse be- 30 dem Luftgehause wieder aus. Dabeiist es unverrneidwegt. lieh, daß Leckage — Gas oder Luft — durch die

   Für das einwandfreie Funktionieren einer gasdy- Spalte zwischen den Läuferstirnseiten und den Seinamischen Druckwellenmaschine und zur Erreichung tenteilen des Gehäuses strömt.

   eines guten Wirkungsgrades ist es erforderlich, die Der Spalt α zwischen Laufer 1 und Luttgenause i

   Leckageverluste an den Stirnseiten des Läufers auf 35 kann sehr klein gehalten sein, da das Axiallager» ein Minimum zu beschränken, d. h. ein sehr kleines nahe dem Läufer liegt und auftretende Dehnungs-Axialspiel zwischen dem Läufer und den Seitenteilen differenzen unbedeutend sind. Wesentlich scnwiendes Gehäuses einzuhalten. Zur Erreichung dieses ger ist es auf der Gasseite, wo sich die Dehnungen Zieles wurde bereits vorgeschlagen (deutsche Patent- der he^;3en Zellenwände voll auswirken. Der 5>paltf> schrift 1 428 029), die Wärmedehnungen des Läufers 40 wird bestimmt durch die Dehnungsdifferenz zwi- und des Gehäusemittelteils nach innen aufzunehmen, sehen dem Läufer 1 und dem Gehausemittelteil 4. indem der Läufer geteilt wird, so daß sich die Zellen- Wenn beim Anfahren der Druckwellenmaschine das wände axial gegeneinander verschieben können, und heiße Gas die Zellen durchströmt, dehnt sich der in den Mittelteil ein wellenförmiges Kompensations- Läufer entsprechend der Temperatur und dem Warstück eingesetzt wird. Diese Ausführungen sind aber 45 meausdehnungskoeffizienten seines Werkstoffes gekonstruktiv kompliziert und daher teuer, auch kön- gen das Gasgehause 3 aus. Der Spalt b wird kleiner, nen festigkeitsmäßig verschiedene Probleme auftre- weil der Gehäusemittelteil 4 nicht so rasch folgen _ten. kann, wird er doch hauptsächlich durch die Leckage

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei erwärmt. Nach einer gewissen Zeit erreicht der einer gasdynamischen Druckwellenmaschine durch 50 Spalt b seinen kleinsten Wert, der für das ^einz"^steleinfache Mittel das Axialspiel zwischen dem Läufer lende Montagespiel der kalten Maschine maßgebend und den Seitenteilen des Gehäuses sowohl im kalten ist, denn der Läufer darf unter keinen Umstanden als auch im Betriebszustand möglichst klein zu hai- und in keinem Betriebsfall am Gehäuse anstreifen, ten. Leider bleibt der Spalt ft nicht auf dem kleinsten

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 55 Wert, sondern er nimmt wieder zu, denn der Gehäulöst, daß zur Einhaltung des Axialspiels zwischen semittelteil wärmt sich weiter auf, so daß der Spalt dem Läufer und den Seitenteilen des Gehäuses der sogar größer werden kann, als er im kalten Zustand Läufer und der Gehäusemittelteil aus einer Eisenle- der Maschine war.