DE2115331A1

DE2115331A1 - Mehrstufiger radialer Turbokompres sor

Info

Publication number: DE2115331A1
Application number: DE19712115331
Authority: DE
Inventors: Klaus Koller Walter 4100 Duisburg P Pehe
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1971-03-30
Publication date: 1972-10-12
Also published as: DE2115331C3; DE2115331B2

Description

Mehrstufiger radialer Turbokompressor Die Ertindung betrifft einen mehrstufigen radialen, insbesondere von einem Elektromotor angetriebenen Turbokompressor mit einem tU,r alle Laufräder gemeinsamen Übersetzungsgetriebe, an dem Getriebegehäuse angeflanschten Laufradgehäusen und jeweils zwischen der Druckleitung einer Stufe und der Saugleitung der naehflogenden Stufe geschalteten Kühlern.
Bei mehrstufigen Verdichteranlagen ist man bestrebt, hohe Verdichtungsleistung mit möglichst raumßparendem Aufbau und in möglichst energiesparender Weise zu erreichen. Die Investitionskosten können insbesondere durch eine Verkleinerung der Bauabmessungen des Verdichters sowie des dazugehörigen Fundaments vermindert werden.
GegenUber den üblichen mehrstufigen radialen Turbokompressoren, die mehrere auf einer gemeinsamen Welle angebrachte Laufräder besitzen, hat man die Abmessungen der Verdichter bereits vermindert, indem man die sogenannten "Mehrwellen-Kompressoren" eingeführt hat. Diese Maschinen sind mit einem Übersetzungsgetriebe versehen, das ein Treibradlung mehrere mit diesem klamende Ritzel mit verschiedenen ZKhnezahlen umfaßt. Die Ritzel sind aur den Wellen der Laufräder befestigt. Durch das Übersetzungsgetriebe wird die verhältnismäßig niedrige Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine auf die notwendigen höheren Drehzahlen der Verdichterlaufräder gebracht.
Gegenüber den Ublichen radialen Kompressoren mit auf einer gemeinsamen Welle angebrachten Laufrädern haben "hrwellen-Kompressoren" neben geringeren Abmessungen der Anlager noch den Vorteil, daß jedem Laufrad durch das getriebe die optimale Drehzahl erteilt wird. Des weiteren können durch die jetzt mögliche axiale Anströmung bei offenem laufradeintritt bessere Einströmungsverhältnisse erreicht werden.
Es ist ein Turbokompressor-Aggregat mit einem mehrstufigen radialen Verdichter bekannt, dessen über ein Übersetzungsgetriebe angetriebene Laufräder in einzelnen, an dem Getriebegehäuse angeflanschten Spiralgehäusen angeordnet sind.
Die Leitungen der einzelnen Stuten münden in Jeweils zwischen zwei aufeinander folgenden Stufen geschaltete Zwischenkühler. Bei diesem Turbökompressor-Aggregat sind Motor, Getriebegehäuse mit Laufrädern und die in einer Gruppe zusammengefaßten Zwischenkühler hintereinander ar;geordnet.
Das Aggregat ninmt jedoch einen erheblichen Raum - insbesondere in Richtung der Aggregatachse - ein, da die KUhlergruppe eine selbständige Baueinheit bildet. Die Montage der Verbindungsleitungen zwischen dem Getriebegehäuse und der Kühlergruppe ist arbeitsaufwendig und es ergeben sich insbesondere bei der Anpassung der Leitungen zwischen den Verdichterstufen und der Kuhlerguppe Schwierigkeiten.
Rufgabe der Erfindung ist es, einen mehrstufigen Turbo, kompressor mit einem für alle Laufräder gemeinsamen Getriebe dahingehend zu verbessern, daß er einen möglichst raumsparenden, monoblockartigen kompakten Aufbau erhält tnd bus möglichst wenigen leicht zu fertigenden Teilen besteht, die mit möglichst geringem Arbeitsaufwand montierbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die KUhler - bezogen auf die Cetriebeahcse - scitlich neben dem Cetriebe in einem mit dem Cetriebe gemeinsamen Gehäuse angeordnet und daß alle die Laufradgehäuse mit den Kühlern und Umgekehrt verbindenden Saug- und Druckleitungen an der dem Antrieb abgewandten Stirnseite des gemeinsamen Gehäuses, jeweils von ber Stirnseite ausgehend und wieder zu ihr zurückführend, angebracht sind.
Tn einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes sind drei Verdichterstufen und zwei beiderselts neben dem Cetriebe angeordnete Kühler vorgesehen, Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich zu den drei Verdichterstufen eine oder mehrere zusätzliche Verichterstuten mit je einem zugeordneten zusdtzlicher. Außenkühler vorgesehen sein, der einerseits an die von der vorhergehenden Verdichterstufe kommende Druckleitung und andererseits an die Saugleitung der nachfolgenden Verdichterstufe angeschlossen ist. Bei einer zweistufigen Anordnung bildet der an die Druckleitung der zweiten Stufe angeschlossene Kühler einen Nachkühler.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichungen näher erläutert.
ER zeigt: Fig. 1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen mehrstufigen radialen Turbokompre 8 8 Or s, Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie I - 1 gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt auf der Linie III - III gemäß Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt auf der Linie II - II gemäß Fig. 1 und Fig. 5 die Stirnseite eines erfindungsgemäßen mehrstufigen radialen Turbokompressors mit eier zusätzlichen Verdichterstufe.
Wie aus Fig. l ersichtlich ist, ist in einem mit 1 bezeichneten gemeinsamen Gehäuse zu beiden Seiten eines Getriebes, bestehend aus einem Antriebsrad 2 und auf den Laufradwellen befestigten Ritzeln 3, 4, 5, Je ein ZwischenkUhlerbUndel 7, 8 angeordnet. An einer bearbeiteten ebenen Fläche 22 der Stirnseite des Gehäuses 1 sind Spiralgehäuse 9, 10, 11 von drei Verdichterstufen mit angegossenen Diffusoren 14, 15, 21 sowie Saugleitungen 12, 13 der zweiten. und dritten Stufe angerlanscht.
Das Getriebe besteht aus einer im Gehäuse 1 gelagerten, ein Zahnrad 2 tragenden Antriebswelle 20 sowie aus mit dem Zahnrad 2 kämmenden, ebenfalls im Gehäuse gelagerten Ritzeln 3, 4, 5 (Fig. 2 bis 4). Die Antriebswelle 20 ist Aber eine elastische Zwischenwellen-Kupplung mit dem Antriebsiotor 19 verbunden. Jede Ritzelwelle trägt aur ihrem vorderen Ende je ein radiales Verdichterlaufrad 16, 17, 18. Die drei Laufräder 16, 17, 18 sind in Luftwege hintereinander geschaltet in der Welse, daß jeweils zwischen dem Diffusor 14, 15 einer Stufe und den Saugrohren 12, 13 der nächstfolgenden Stufe Je ein Kühler 7, 8 eingeschaltet ist (Fig. 1).
mit die Antriebswelle 20 mit dem fahrrad 2 leicht ausgebaut werden kann, ist an der Antriebsseite (Fig. 4) ein abnehmbarer Deckel 6 angeordnet, der mit derii Cehause 1 durch Schrauber. verbunden und verstiftet ist.
Die Kühlerbündel 7 und 8 werden in das Gehäuse 1 von oben her eingeführt.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, mündet der an das Spiralgehäuse 9 der ersten Stufe angegossene Diffusor q4 in den oberen Teil des KUhlerB 7.
Zur Förderung des in der ersten Stufe vorverdichteten und in Kühler 7 abgekühlten Arbeitsmittels in die zweite Stufe dient das Saugrohr 12 (Fig. 1 und 3), das die Luft axial dem Laufrad 17 zuführt. Der Eintrittsstutzen 24 des Saugrohres 12 ist an der Stirnseite 22 des Verdichters im Bereich des Kühlers angeflanscht; der Austrittsstutzen 25 ist dann an den an der Stirnseite 22 des Verdichters angeordneten Flansch des Spiralgehäuses 10 angeschlossen.
Der Diffusor 15 der zweiten Stufe (Fig. 1 und 3) mündet in den-unteren Teil des KUhlers 8. Der obere Kühlraum 8 ist wiederum Fit Hilre eines Stutzens (Fig. 1) an den Eintrittsstutzen 26 des Saugrohres 13 (Fig, 1 und 4) angeschlossen. Der Austrittsstutzen 27 (Fig. 4) des Saugro@res 13 ist mit dem Flansch des Spiralgehäuses 11 verbunden.
Der Turbokompressor sowie der Antriebsmotor 19 sind auf einer Grundplatte 23 befestigt.
Fig. 5 zeigt eine vierstufige Ausführung des erfindungsgemäßen Turbokompressors. Der sich an das Spiralgehäuse 11 der dritten Stufe anschließende Diffusor ist mit dem Eintrittsstutzen eines zusätzlichen Außenkühlers 28 verbunden. Vom Austrittsstutzen des AußenkUhlers 28 geht ein Saugrohr 30 zum Eintrittsstutzen des Spiralgehäuses 29 der vierten Verdichterstufe. Das verdichtete Arbeitsmittel verläßt den Turbokompressor durch eine Druckleitung 31.
In Betracht gezogene Veröffentlichungen: CA-PS 830,854

Claims

Patentansprüche 1. Mehrstufiger radialer, insbesondere von einem Elektromotor angetriebenen Turbokompressor mit einem für alle Laufräder gemeinsamen Übersetzungsgetriebe, an dem Getriebegehäuse angeflanschten Laufradgehäusen unc, Jeweils zwischen der Druckleitung einer Stufe und der Saugleitung der nachfolgenden Stufe geschalteten Kühlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühler (7,8) - bezogen auf die Getriebeachse - seitlich neben dem Getriebe (2,3,X,5) in einem mit dem Getriebe (2,3,4,5) gemeinsamen Gehäuse (1) angeordnet und daß alle die Laufradgehäuse (9,10,11) mit den Kühlern (7,8) und umgekehrt verbindenden Saug- (12,13) und Druckleitungen (14,15) an der dem Antrieb abgewandten Stirnseite (22) des gemeinsamen Gehauses (1), jeweils von der Stirnseite (22) ausgehend und wieder zu ihr zurückführend, angebracht sind.
Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Verdichterstufen und zwei beiderseits neben dem Getriebe (2,3,4, 5) angeordnete Kühler (7,8) vorgesehen sind.
3. Kompressor nach Anspruch °, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den drei Verdichterstufen eine oder mehrere zusätzliche Verdichterstufen mit je einem zugeordneten zusätzlichen Außenkühler (28) vorgesehen sind, der einerseits an den von der vorhergehenden Verdichterstufe kommenden Diffusor und andererseits an die Saugleitung (30) der nachfolgenden Verdichterstufe angeschlossen ist.
4. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verdichterstufen vorgesehen sind, wobei der an die Druckleitung (15) der zeiten Stufe angeschlossene Kühler (8) einen Nachkühler bildet.