DE2115331C3 - Mehrstufiger radialer Turbokompressor - Google Patents

Description

dichterstufen mit je einem zugeordneten zusätzli- 30 gemeinsamen Zahnrad angetriebenen Laufrädern, bei

chen Außenkühler (28) vorgesehen sind, der ei- dem Luftkühler in einem kastenförmigen Gehäuse-

nerseits an den von der vorhergehenden Ver- fundament des Getriebes angeordnet sind, weist zwar

dichterstufe kommenden Diffusor und anderer- einen raumsparenden Aufbau auf; jedoch ist dieser

seits an die Saugleitung (30) der nachfolgenden Vorteil durch die Kompliziertheit der Aggregatteile

Verdichterstufe angeschlossen ist. 35 und durch hohe Herstellungskosten der Maschine beeinträchtigt. Vor allem müssen die einander entspre-

chenden Paßflächen der einzelnen Laufradgehäuse

und des Getriebegehäuses, die Fußfläche des Getrie-

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen radialen, begehäupes, die Anlageflächen der Druckstutzen, die insbesondere von einem Elektromotor angetriebenen 40 Oberfläche des Gehäusefundaments sowie die AnIa-Turbokompressot mit einem für alle Laufräder ge- geflächen der Saugrohre, die senkrecht zueinander meinsamen Übersetzungsgetriebe, an dem Getriebe- stehen, mit großer Genauigkeit mechanisch bearbeigehäuse angeflanschten Laufradgehäusen und jeweils tet werden. Die Bearbeitung wird noch dadurch erzwischen der Druckleitung einer Stufe und der Saug- schwert, daß die Paßflächen-Paare in verschiedenen leitung der nachfolgenden Stufe geschalteten Küh- 45 Ebenen liegen.

lern. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung dieser Ver-

Bei mehrstufigen Verdichteranlagen ist man be- dichter wird durch die hohen Bearbeitungskosten so-

strebt, hohe Verdichtungsleistung mit möglichst wie die schwierige und aufwendige, durch den kom-

raumsparendem Aufbau und in möglichst energie- plazierten Aufbau der Vorrichtung bedingte Montage

sparender Weise zu erreichen. Die Investitionskosten 50 sehr stark beeinträchtigt.

können insbesondere durch eine Verkleinerung der Aufgabe der Erfindung ist es, einen mehrstufigen Bauabmessungen des Verdichters sowie des dazuge- Turboverdichter mit einem für alle Laufräder gehörigen Fundaments vermindert werden. meinsamen Getriebe zu schaffen, der aus leichter zu Gegenüber den üblichen mehrstufigen radialen fertigenden und zu bearbeitenden Gehäuseteilen be-Turbokompressoren, die mehrere auf einer gemeinsa- 55 steht.

men Welle angebrachte Laufräder besitzen, hat man Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

die Abmessungen der Verdichter bereits vermindert, löst, daß die Kühler — bezogen auf die Getriebe-

indem man die sogenannten »Mehrwellen-Kompres- achse — seitlich neben dem Getriebe in einem mit

soren« eingeführt hat. Diese Maschinen sind mit dem Getriebe gemeinsamen Gehäuse angeordnet und

einem Übersetzungsgetriebe versehen, das ein Treib- 60 daß alle die Laufradgehäuse mit den Kühlern und

rad und mehrere mit diesem kämmende Ritzel mit umgekehrt verbindenden Saug- und Druckleitunger

verschiedenen Zähnezahlen umfaßt. Die Ritzel sind an der dem Antrieb abgewandten Stirnseite des ge-

auf den Wellen der Laufräder befestigt. Durch das meinsamen Gehäuses, jeweils von der Stirnseite aus-

Ubersetzungsgetriebe wird die verhältnismäßig nied- gehend und wieder zu ihr zurückführend, angebrachl

rige Drehzahl der elektrischen Antriebsmaschine 65 sind.

auf die notwendigen höheren Drehzahlen der Ver- In einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsdichterlauf räder gebracht, gegenstandes sind drei Verdichterstufen und zwei Gegenüber den üblichen radialen Kompressoren beiderseits neben dem Getriebe angeordnete Kühlei

vorgesehen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich zu den drei Verdichterstufen eine oder mehrere zusätzliche Verdichterstufen nut je einem zugeordneten zusätzlichen 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 Stirnfläche des Gehäuses, das Kühler und Getriebe beinhaltet, weist nur eine einzige ebene Anlagefläche auf, die bearbeitet wird. Sowohl diese AnIagefiache als auch die Anlageflächen der Laufradgehäuse «erden in einem einzigen Arbeitsgang bearbeitet.

Die Montage wird dadurch erleichtert, daß alle Anlageflächen in einer Ebene liegen.

Durch die vereinfachte Bearbeitung werden gegenüber den bisher bekannten Anordnungen die Herstellungskosten wesentlich vermindert; außerdem wird die Montage erleichtert und verbilligt.

Die Erfindung wird an Hand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht eines erfindungsgemäßen mehrstufigen radialen Turbokompressors,

F i g. 2 einen Schnitt auf der Linie I-I gemäß Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt auf der Linie III-1II gemäß Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt auf der Linie H-Il gemäß F i g. 1 und

F i g. 5 die Stirnseite eines erfindungsgemäßen mehrstufigen radialen Turbokompressors mit einer zusätzlichen Verdichterstufe.

Wie aus F i g. 1 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 Zwischenkühlerbündel 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 angeflanscht.

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 (F i g. 2 bis 4). Die Antriebswelle 20 ist über eine elastische Zwischenwellen-Kupplung mit dem Antriebsmotor 19 verbun-

den. Jede Ritzelwelle trägt auf ihrem vorderen Ende je ein radiales Verdichterlaufrad 16, 17, 18. Die drei Laufräder 16,17,18 sind im Luftwege hinereinander geschaltet, in der Weise, daß jeweils zwischen dem Diffusor 14, 15 einer Stufe und den Saugrohren 12,

ίο 13 der nächstfolgenden Stufe je ein Kühler 7,8 eingeschaltet ist (F i g. 1).

Damit die Antriebswelle 20 mit dem Zahnrad 2 leicht ausgebaut werden kann, ist an der Antriebsseite (F i g. 4) ein abnehmbarer Deckel 6 angeordnet,

der mit dem Gehäuse 1 durch Schrauben verbunden und verstiftet ist

Die Kühlerbündel 7 und 8 werden in das Gehäuse 1 von oben her eingeführt.
Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, mündet

ao der an das Spiralgehäuse 9 der ersten Stufe angegossene Diffusor 14 in den oberen Teil des Kühlers 7.

Zur Förderung des in der ersten Stufe vorverdichteten und im Kühler 7 abgekühlten Arbeitsmittels in die zwei'- 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 (F i g. 1 und 3) mündet in den unteren Teil des Kühlers 8. Der obere Kühlraum 8 ist wiederum mit Hilfe eines Stutzens (Fig. 1) an den Eintrittsstutzen 26 des Saugrohres

13 (F i g. 1 und 4) angeschlossen. Der Austrittsstutzen 27 (Fig.4) des Saugrohres 13 ist mit dem Flansch des Spiralgehäuses 11 verbunden.

Der Turbokompressor sowie der Antriebsmotor 19 sind auf einer Grundplatte 23 befestigt.

4t> F i g. 5 zeigt eine vierstufige Ausführung des erfindungsgemäßen Turbokompressors. Der sich an das Spiralgehäuse 11 der dritten Stufe anschließende Diffusor ist mit dem Eintrittsstutzen eines zusätzlicher Außenkühlers 28 verbunden. Vom Austrittsstutzer des Außenkiih'ers 28 geht ein Saugrohr 30 zum Eintrittsstutzen des Spiralgehäuses 29 der vierten Verdichterstufe. Das verdichtete Arbeitsmittel verlaß! den Turbokompressor durch eine Druckleitung 31.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ι 2 } mit auf einer gemeinsamen Welle angebrachten Lauf-Patentansprüche: rädern haben »Mehrwellen-Kompressoren« neben geringeren Abmessungen der Anlage noch den Vor-

1. Mehrstufiger radialer, insbesondere von teil, daß jedem Laufrad durch das Getriebe die optieinem Elektromotor angetriebenen Turbokom- 5 male Drehzahl erteilt wird. Des weiteren können pressor mit einem für alle Lauf räder gemeinsa- durch die jetzt mögliche axiale Anströmung bei offemen Übersetzungsgetriebe, an dem Getriebege- nem Laufradeintritt bessere EinströmungsverhäU-häuse angeflanschten Laufradgehäusen und je- nisse erreicht werden.

weils zwischen der Druckleitung einer Stufe und Es ist ein Turbokompressor-Aggregat mit einem

der Saugleitung der nachfolgenden Stufe geschal- io mehrstufigen radialen Verdichter bekannt, dessen teten Kühlern, dadurch gekenn ζ eich- über ein Übersetzungsgetriebe angetriebene Laufränet, daß die Kühler (7,8) — bezogen auf die der in einzelnen, an dem Getriebegehäuse ange-Getriebeachse — seitlich neben dem Getriebe flanschten Spiralgehäusen angeordnet sind. Die Lei-(2,3, 4,5) in einem mit dem Getriebe (2,3, 4,5) tungen der einzelnen Stufen münden in jeweils zwigemeinsamen Gehäuse (1) angeordnet utid daß 15 sehen zwei aufeinanderfolgenden Stufen geschaltete alle die Laufradgehäuse (9,10, 11) mit den Küh- Zwischenkühler. Bei diesem Turbokompresspr-Aglern (7,8) und umgekehrt verbindenden Saug- gregat sind Motor, Getriebegehäuse mit Laufrädern (12,13) und Druckleitungen (14, 15) an der dem und die in einer Gruppe zusammengefaßten Zwi-Antrieb abgewandten Stirnseite (22) des gemein- schenkühler hintereinander angeordnet,
samen Gehäuses (1), jeweils von der Stirnseite *o Das Aggregat nimmt jedoch einen erheblichen (22) ausgehend und wieder zu ihr zurückführend, Raum — insbesondere in Richtung der Aggregatangebracht sind. achse — ein, da die Kühlergruppe eine selbständige

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch ge- Baueinheit bildet Die Montage der Verbindungslcikennzeichnet, daß drei Verdichterstufen und zwei tungen zwischen dem Getriebegehäuse und der Kühbeiderseits neben dem Getriebe (2, 3, 4, 5) an- 35 lergruppe ist arbeitsaufwendig, und es ergeben sich geordnete Kühler (7,8) vorgesehen sind. insbesondere bei der Anpassung der Leitungen zwi-

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch ge- sehen den Verdichterstufen und der Kühlergruppe kennzeichnet, daß zusätzlich zu den drei Ver- Schwierigkeiten.

dichterstufen eine oder mehrere zusätzliche Ver- Ein anderer bekannter Verdichter, mit von einem