DE2128233A1

DE2128233A1 - Mehrstufiger Verdichter

Info

Publication number: DE2128233A1
Application number: DE19712128233
Authority: DE
Inventors: Karol Loudonville N.Y. Pilarczyk (V.StA.). P
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1970-06-08
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1971-12-16
Also published as: CA955570A; CH523432A; GB1357183A; FR2096063A5; DE2128233B2; NL7107688A; US3717418A

Description

ing. H. NEGENDANK · pipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ

HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELLUNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 ■ NEUER WALL

TEL. 3β 74 28 TJND 36 41 13

TELEGR. NEGEDAPATEJIT HAMBTTRG MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR.

TEl. .138 OS 86

TELEGH. NBGEDAPATENT MÜNCHEN

HAMBURG, „

5, Juni 1971

Carrier Corporation
Carrier Parkway
Syracuse, N.Y. 132ol
(V.St.A.)

Mehrstufiger Verdichter.

In Axialrichtung ausbaubare Trommelanordnungen für Pumpen und Verdichter sind bereits bekannt. Die bekannten Ausführungen weisen jedoch in der Regel eine große Anzahl von Elementen auf, die in Axialrichtung hintereinander angeordnet sind, so daß sich eine verhältnismäßig große Toleranzakkumulation in Axialrichtung, eine Steigerung der Axialabmessung und ein verwickelter Aufbau ergeben. Bei einem Kreiselverdichter der offenen Ausführung treten diese Probleme sogar noch stärker hervor. Außerdem ergeben sich bei einem überhängenden Rotor erhebliche . Ausrichtprobleme, so daß aus diesem Grunde überhängende Rotoren normalerweise nur für eine einzige V.erdichter-

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stufe verwendet werden. Bei der ansehnlichen Axiallänge ausbaubarer Tromme!anordnungen für mehrstufige Verdichter sind die bei Verwendung eines überhängenden Rotors in derartigen Maschinen durch den sog. Peitscheneffekt (whipping) hervorgerufenen Probleme sehr schwerwiegend, so daß ihre Drehzahl (Arbeitsgeschwindigkeit) eng begrenzt ist. Außerdem wird durch die zwischen den Stufen normalerweise befindlichen zahlreichen Rohrleitungsverbindungen die Axialausdehnung jeder mehrstufigen Maschine noch weiter gesteigert, wodurch die Verwendung eines überhängenden Rotors noch erschwert wird.

Die Temperaturgradienten innerhalb der ganzen Trommelanordnung und des Gehäuses eines mehrstufigen Verdichters sind beträchtlich und haben einen großen Einfluß in bezug auf die Ausdehnung der verschiedenen Elemente, insbesondere der Radkränze und Diffusoren bei Laufrädern des offenen Typs. Da die Radkränze und Diffusoren den Laufrädern am meisten benachbart und am schwierigsten zu kühlen sind, haben sie üblicherweise sehr hohe Temperaturen, so daß ihre Wärmespannungen und ihre axiale Wärmeausdehnung entsprechend sehr hoch sind, wodurch sich weitere Nachteile in bezug auf die Toleranzen in Axialrichtung ergeben, wenn sich diese Teile innerhalb der Einspannung der Tromme!anordnung befinden.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, viele der vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen und einen Verdichter von verhältnismäßig kleiner Axialausdehnung und kleinem Durchmesser zu schaffen, der mit Zwischenkühlern versehen sein kann, für die keine umfangreichen Rohrleitungen an und in dem
Gehäuse erforderlich sind, "

Der vorgeschlagene mehrstufige Verdichter, bestehend aus einem Rotor, einer Rotor-Drehlagerung, einer Vielzahl {

an dem Rotor befestigter Laufräder, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und einen Kanal für das von dem zugeordneten Laufrad abgegebene gasförmige oder
flüssige Medium bildender Leiträder, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und zur Führung des Mediums von den Laufrädern zu den Kanälen in den Leiträdern dienender Diffusoren, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und den Durchgang des Mediums durch die Laufräder begrenzender Radkränze, wobei jeweils ein Radkranz und ein Diffusor einen Satz für ein Laufrad bilden, sowie aus einem Gehäuse für den Rotor, die Laufräder, Radkränze, Diffusoren und Leiträder, das ein offenes Ende aufweist, durch welches diese Teile einsetzbar sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Teile
vermittels nur durch die Leiträder durchgeführter Befestigungsvorrichtungen mit dem Gehäuse verbunden sind
und die Radkränze und Diffusoren zwischen den Leiträdern

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-U-

elastisch derart gehalten sind,· daß eine Axialbewegung begrenzter Größe von wenigstens zwei Radkranz- und Diffusorsätzen aüfnehmbar ist. Die axiale Begrenzung in bezug auf die Länge stellt einen erheblichen Vorteil dar, insofern als der freikragende Abschnitt des überhängenden Rotors eine Mindestlänge aufweist, so daß der Verdichter mit hohen Drehzahlen arbeiten kann. Die "Rohrleitungsverbindüngen" zwischen den Stufen sind bereits beim Guß in den ausbaubaren Leiträdern und dem aus einem Stück bestehenden Gehäuse ausgebildet.

Die ausbaubare Trommelanordnung weist für jede Stufe ein Leitrad, einen Radkranz, einen Diffusor und ein Laufrad auf, wobei nur die Leiträder unmittelbar miteinander verspannt und an dem Gehäuse befestigt sind, so daß die Akkumulation von Toleranzen in Axialrichtung auf ein Minimum gehalten wird. Die Radkränze und Diffuseren sind unter Belassung eines freien Axialspiels feststehend zwischen= derv Leiträdern gelagert, so daß sich ihre Toleranzen' in Axialrichtung nicht von einer Stufe auf eine andere Stufe übertragen und ihre erhebliche Wärmeausdehnung kein Akkumulierungsproblern darstellt.· Zur Beaufschlagung der Radkränze und Diffusoren in einer Axialrichtung dienende Vorrichtungen bestehen aus Abdieht-Ö-Ringen, die in Axialriehtung zusammengedrückt sind, und aus Kolbenflächen an den Radkränzen und Diffusoren,

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die in Abhängigkeit von dem Druck des gepumpten Mediums einen Gesamtaxialdruck erzeugen. Auf diese Weise hat die Trommelanordnung den Vorteil eines starren Aufbaus und besteht aus getrennten Teilen für jedes Trommelelement, wobei in Axialrichtung nur drei Teile miteinander verspannt sind, welche zu einer Toleranzakkumulation für die ganze Länge der Anordnung führen können.

Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand des in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Darstellung eines vollständigen Verdichters mit den erfindungsgemässen Merkmalen.

Fig. 2 ist ein schematisches Strombild und zeigt den Verlauf des gasförmigen oder flüssigen Mediums zwischen den Stufen und durch die Zwischenkühler, (j

Fig. 3 ist ein teilweiser Querschnitt in einer senkrechten Ebene, die im wesentlichen durch die Drehachse des in Fig. 1 dargestellten Verdichters verläuft.

Fig. U- ist eine schaubildliche Teilansicht in Zerlegung und mit weggebrochenen Teilen des aus einem Stück bestehenden Verdichtergehäuses und dessen Zuordnung zur oberen Wand der Zwi-

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schenkuhlerkammern.
Fig. 5 ist ein Querschnitt in einem größeren Maßstab

durch die Trommelanordnung im wesentlichen-

in der gleichen Ebene wie in Fig. 3 und zeigt

deren Zuordnung zu dem Verdichtergehäuse und

-antrieb.
Fig. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der

Fig. 4.
Fig. 7 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie B-B der Fig. 4.
Fig. 8 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie C-C der Fig. 4.
Fig. 9 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie D-D in den Figuren 4 und 5,. Fig.Io ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie E-E der Figuren 4 und 5. Fig. 11 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie F-F der Figuren 4 und 5. Fig. 12 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse entlang

der Linie G-G der Figuren 4 und 5.

Wie in den Figuren 1-3 dargestellt, ist auf dem Unterbau des Verdichters ein elektrischer Antriebsmotor 2 befestigt, der eine Abtriebswelle 3 zum Antrieb des Rotors 4 über ein Getriebevorgelege 5 aufweist. Das Getriebevorgelege ' ist innerhalb eines getrennten Gehäuses 6 angeordnet,

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welches den Endverschluß für das Verdichtergehäuse 7 bildet. Die Gehäuse 6 und 7 sind jeweils aus Gußstahl in einem Stück hergestellt, während der Unterbau 1 aus Stahlblech verschweißt ist. Dem Verdichter wird gasförmiges oder flüssiges Medium durch ein Einlaßgehäuse 8 mit einem Einlaßventil 9 zugeführt, welches vermittels einer in geeigneter Weise ausgebildeten Vorrichtung Io gesteuert wird.

Innerhalb des Unterbaus 1 befinden sich zwei getrennte I

Zwischenkühlerkammern 11 und 12 zum Kühlen des Mediums zwischen der ersten und der zweiten Stufe bzw. zwischen der zweiten und der dritten Stufe. Im Rahmen dieser Beschreibung können diese Zwis chenkühlerkanunern einen beliebigen Aufbau aufweisen und aus herkömmlichen Zwischenkühlervorrichtungen beliebiger Ausführung bestehen wie z»B. aus parallelen Wasserrohrbündeln in der Form eines Wasser-Gäs-Wärmeaustauschers. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, durchläuft das eintretende Gas das Laufrad 13 der ersten A

Stufe,, die Zwischenkühlerkammer 11, das Laufrad IM- der zweiten Stufe, die Zwisehenkühlerkammer 12 und das Laufrad 15 der dritten Stufe.

Wie in Fig. 3 schematisch und genauer in Fig. 4'dargestellt, weist das Gußstahlgehäuse 7 eine axiale Zylinderbohrung 16 und eine ebene Oberfläche 17 auf, zwischen denen sich eine Vielzahl bereits beim Gießvorgang in dem Gehäuse ausgebildeter Durchlässe befinden,- die zum

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Durchgang des Mediums zwischen den Stufen und den Zwisehenkühlern dienen. Insbesondere führt der Durchlaß 18 das Medium von dem Ausgang der ersten Stufe zur Zwischenkühlerkammer 11, der Durchlaß 19 das Medium von der Zwischenkühlerkammer 11 zur zweiten Stufe, der Durchlaß 2o das Medium von der zweiten Stufe zur Zwischenkühlerkammer 12 und der Durchlaß 21 das Medium von der Zwischenkühlerkammer 12 zur dritten Stufe. Die Durchlässe am oberen Ende der Zwischenkühlerkammern sind mit Bezugszeichen bezeichnet, welche den entsprechenden Bezugszeichen des Gehäuses 7 entsprechen, jedoch mit einem Beistrich versehen sind. Die Durchlässe 18', 20' verlaufen unmittelbar durch die obere Platte des Unterbaus und dienen zur unmittelbaren Abgabe in die Kammern 11 und 12, während das von den Kammern 11, 12 zurückströmende Medium jeweils durch die Durchlässe 19', 21' geführt wird, welche sich im wesentlichen über die ganze Höhe des Unterbaus 1 zwischen den Zwischenkühlerkammern 11 und 12 erstrecken.

In Fig. 5 ist eine dreistufige ausbaubare Trommelanordnung innerhalb der Zylinderbohrung des Gehäuses 7 dargestellt. Die erste Stufe weist ein Leitrad 22, einen Radkranz (shroud) 23, einen Diffusor 24 und das Laufrad 13 auf, die zweite Stufe besteht aus Leitrad 25, Radkranz 26, Diffusor 27 und Laufrad 14, während die dritte Stufe aus Leitrad 28, Radkranz 29, Diffusor 3o und Laufrad 15 besteht. Jedes Leitrad besteht aus einem einzigen

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Stahlgußteil, während die-Dlffusoren und.Radkränze jeweils aus einem einzigen Aluminiumgußteil bestehen. Sämtliche Leiträder 22, 25 und 28 weisen eine äußere Zylinderfläche auf, die in unmittelbarem Eingriff mit der inneren Zylinderbohrung 16 des Verdichtergehäuses 7 steht. Der durch das Getriebegehäuse 6 gebildete Endabschluß für das Verdichtergehäuse weist auf der Seite des Verdichters eine innere zylindrische Oberfläche 31 auf, die bündig mit J

der Zylinderfläche 16 des Verdichtergehäuses 7 verläuft, wobei die äußere zylindrische Oberfläche des Leitrades 25 diese bündigen Zylxnderinnenflächen überlagert und damit das Getriebegehäuse 6 genau zur Trommelanordnung ausrichtets so daß die Lage des Rotors 4 genau festgelegt ist. Das Getriebegehäuse 6 gibt die Stellung des Rotors 4 vermittels des Radiallagers 3 2 und des kombinierten Radial- und Drucklagers 33 vor, durch welche der Rotor 4 in überhängender Lage drehbar gelagert ist. Diese Lager bilden die einzige Drehlagerung für den überhängenden Rotor. Der Rotor kann einen starren Aufbau beliebiger Ausführung aufweisen, wobei jedoch vorzugsweise die Laufräder 13, 14, 15 unter Zwischenfügung geeigneter Labyrinthdichtungen mit der Rotorwelle verbunden sind.

Beim Zusammenbau der Trommelanordnung werden die verschie- ' denen Bestandteile außerhalb des Gehäuses zusammengebaut und entsprechend der Darstellung von Fig. 5 von links nach rechts in die Gehäuse 6 und 7 eingeschoben. Dann

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- Io -

werden die Leiträder 22, 25, 2 8 vermittels mehrerer Spannbolzen 34 starr mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden. Auf diese Weise bildet das Getriebegehäuse 6 das Hauptbezugselement in Axialrichtung, das Drucklager 33 den in Axialrichtung festgelegten Bezugspunkt für den Rotor 4, und die Endfläche 35 bildet den axialen Bezugspunkt für 'die Leiträder. Da das Getriebegehäuse 6 aus einem einzigen Gußteil besteht, ist der Axialabstand zwischen den Punkten 33 und 35 festgelegt und läßt sich genau bestimmen. Somit tritt eine Akkumulation von Toleranzen in Axialrichtung nur von dem Punkt 3 5 entsprechend der Darstellung von Fig. 5 nach links und auch nur in bezug auf die drei Leiträder 2 2, 25, 2 8 auf, die unmittelbar miteinander verspannt sind.

Die Radkränze 23, 26, 2 9 und die Diffusoren 24, 27, 3o · stehen in Radialeingriff mit den Leiträdern, wodurch fe ihre Lage in Radialrichtung vorgegeben ist _s und stehen in Axialrichtung nur auf einer Seite in Eingriff mit den Leiträdern, wodurch ihre axiale Lage vorgegeben ist, wobei in der entgegengesetzten Axialrichtung ein freies Axialspiel oder ein Zwischenraum für Bewegung in bezug auf die Leiträder zur Verfügung steht. Dieses freie Axialspiel wird durch Beaufschlagungsvorrichtungen aufgenommen, welche aus den in Axialrichtung zusammengedrückten Dichtungs-O-Ringen 36, 37 und der Kolbenwirkung

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der dem gepumpten Medium ausgesetzten Oberflächen der Diffusoren und Radkränze bestehen. Insbesondere übt der O-Ring 36 entsprechend der Darstellung von Fig. 5 eine nach rechts gerichtete Axialkraft unmittelbar auf den Radkranz 23 und durch diesen indirekt auf den Diffusor 24 aus, wodurch der Radkranz 2 3 und der Diffusor 24 fest gegen das Leitrad 2 8 eingespannt werden, während der O-Ring 3 7 eine in Fig. 5 nach rechts gerichtete Axialkraft unmittelbar auf den Radkranz 29 und durch diesen indirekt auf die in Axialrichtung hintereinander liegenden Teile, nämlich Diffusor 3o, Diffusor 27 und Radkranz 2 6 ausübt. Auf diese Weise wird jede Toleranzakkumulation zwischen den Radkränzen und Diffusoren nicht auf die Leiträder übertragen. Somit ergibt sich im Hinblick auf die Herstellungsverfahren, den Austausch und dgl. der Vorteil getrennter Radkränze und getrennter Diffusoren, ohne daß sich die seither damit verbundenen Nachteile der Akkumulation von Toleranzen ergeben. Außerdem wird die Wärmeausdehnung der Radkränze und Diffusoren nicht auf die Leiträder " übertragen, was in Anbetracht der unmittelbar an den Laufrädern auftretenden äußerst hohen Temperaturen und der verhältnismäßig hohen Wärmeausdehnung des Aluminiums, aus dem die Radkränze und Diffusoren hergestellt sind, besonders ausschlaggebend ist. Was die Kolbenwirkung betrifft, so läßt sich unter Bezugnahme auf Fig.' 5 ersehen, daß der Radkranz 23 eine große, nach links weisende Oberfläche aufweist, die dem von der ersten Stufe abgegebenen und unter hohem

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Druck stehenden Mediums ausgesetzt ist, durch welches eine nach rechts gerichtete Axialkraft erzeugt wird, die größer ist als die nach links gerichtete Axialkraft, welche durch die nach rechts weisende Fläche erzeugt wird, die dem unter hoher Geschwindigkeit und mit niedrigem Druck durch das Laufrad 13 und die Schaufeln des Diffusors 24 strömenden Gas ausgesetzt ist. Bei dem Diffusor 24· ist im wesentlichen nur eine auf der linken Seite befindliche Oberfläche den unter Druck stehenden Gasen ausgesetzt und erzeugt eine nach rechts gerichtete resultierende Kraft. Eine Betrachtung des Radkranzes 2 9 führt zu ähnlichen Ergebnissen wie die des Radkranzes 23, wobei sich jedoch eine wesentlich geringere Wirkung dadurch ergibt, daß die linke Seite des Radkranzes 29 den innerhalb der ersten Stufe befindlichen Gasen ausgesetzt ist, um eine nach rechts gerichtete resultierende Axialkraft zu erzeugen. Zusammengenommen haben die Diffusoren 27, 3o sich gegenüberliegende Oberflächen, die jeweils den Auslaßgasen der zweiten bzw. der dritten Stufe ausgesetzt sind, wobei die unter einem höheren Druck stehenden Gase der dritten Stufe das Übergewicht haben und eine nach rechts gerichtete resultierende Axialkraft erzeugen. Aufgrund der Konstruktion des Leitrades 2 5 weist der Radkranz 2 6 nur eine verhältnismäßig kleine Kolbenfläche auf, welche den in die zweite Stufe eintretenden Einlaßgasen ausgesetzt ist, und ist an seiner vollen Radialfläche den das Laufrad 14 und die Schaufeln des Diffusors

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27 durchströmenden Gasen ausgesetzt, so daß auch hier wiederum eine nach rechts gerichtete resultierende Axialkraft erzeugt wird. Sofern es aus Abdichtungsgründen erforderlich ist, sind zusätzliche O-Ringe zwischen einander benachbarten Oberflächen vorgesehen, wobei in der Darstellung viele dieser O-Ringe weggelassen sind, da es sich bei diesen um an sich bekannte Bauelemente handelt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß diese zusätzlichen Dichtungs-O-Ringe nicht λ

zu der oben genannten axialen Beaufschlagung der Radkränze und Diffusoren beitragen. Die axialen Beaufschlagungen durch die Kolbeneffekte und die in Axialrichtung zusammengedrückten O-Ringe 36, 37 erfolgen in gleicher Richtung nach rechts und ergänzen sich gegenseitig. Bei abgeschaltetem Verdichter und während des Anlaufs sind daher die Radkränze und Öiffusoren durch die von den O-Ringen 36, 37 ausgeübten Kräfte in ihre richtige Lage beaufschlagt, während bei hohen Drehzahlen der Kolbeneffekt vorherrscht.

Wie Fig. 5 zeigt, stehen die vorstehend beschriebenen Durchlaßkanäle 18, 19, 2o, 21 jeweils in Verbindung mit Ringkammern 38, 39, 4-O, 41, welche durch sich nach außen hin öffnende Ringkanäle an den Außenflächen der Leiträder 22, 25, 2 8 und durch diesen gegenüberliegende, sich nach innen hin öffnende Ringkanäle in Axialabständen entlang der Zylinderbohrung 16 des Verdichtergehäuses 7 gebildet werden. Diese Ringkammern 38-41 sind durch irgendwelche geeignete Mittel

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wie z.B. (nicht dargestellte) O-Ringe gegeneinander abgedichtet Die Leiträder 22, 25, 2 8 weisen beim Guß in diesen ausgebildete Durchlaßkanäle oder entsprechende Oberflächenausbildungen auf, welche mit den Oberflächen der benachbarten Leiträder Durchlaßkanäle für das Medium zwischen den Ringkammern 38-41 und entsprechenden Radkranzeinlässen. und Diffusorauslässen bilden.

Außerdem ist der Auslaß des Diffusors 3o der letzten Stufe vermittels der Leiträder mit der Ringkammer M-2 verbunden, Vielehe durch sich gegenüberliegende Ringkanäle in dem Leitrad 25 und dem Gehäuse 7 gebildet ist. Von der Ringkammer 42 aus kann- das von dem Verdichter unter hohem Druck abgegebene Medium nach oben durch einen Auslaß 43 zu einem Verwendungspunkt, einem Vorratsbehälter, einer herkömmlichen Abblasevorrichtung oder dgl. abgegeben werden, wie Fig. 11 zeigt. Außerdem kknn das Medium von dem Auslaß des Verdichters von der Ringkammer 4 2 aus nach unten durch den Auslaß

44 in den Unterbau 1 des Verdichters eingeführt und von diesem durch Rohrleitungen dem Verwendungspunkt und/oder verschiedenen, auf Druck ansprechbaren Steuer- und Überwachungsvorrichtungen zugeführt werden, die beispielsweise mit Meßgeräten, Warnleuchten oder dgl. an dem Bedienpult

45 versehen sind, wie Fig. 1 zeigt. Der in Fig. 1 dargestellte Auslaß 43 ist mit einer Abdichtplatte oder einem : Deckel versehen, der dann zur Anwendung kommt, wenn keine

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Abblasevorrichtung für Drucküberschuß vorgesehen ist und das von dem Verdichter abgegebene Medium nach unten in den Unterbau eingeleitet und von diesem über .Rohrleitungen seinem Bestimmungsort zugeführt wird. Außerdem wird der Verdichterausgang von der Ringkammer 42 aus vermittels, eines allgemein in Axialrichtung verlaufenden Durchlaßkanals 46 (Fig. 11), der beim Guß in dem Gehäuse 7 ausgebildet ist, jedoch außer mit den in Fig. 11 dargestellten J Kanälen nicht mit irgendeinem vorstehend beschriebenen Kanal des Gehäuses 7 in Verbindung steht, teilweise der Ringkammer 47 zugeführt, die entsprechend der Darstellung von Fig. 5 aus sich gegenüberliegenden Ringkanälen gebildet ist, die jeweils in dem Gehäuse 7 bzw. in dem Leitrad ausgebildet sind. Von der Ringkammer 47 gelangt das von dem Verdichter unter hohem Druck abgegebene Medium in eine Ringkammer 48, die zwischen dem Radkranz 2 3 und dem Leitrad 22 ausgebildet ist. Wenn erwünscht, kann eine Düse

in den Radkranz 2 3 eingesetzt sein, welche durch diesen ^

durchgeführt ist und die Gase aus der Kammer 48 gegen die Schaufelspitzen des Laufrades 13 richtet, um eine Leistungsrekuperation durch Turbinenwirkung zu erzielen, wozu der Drucküberschuß bei Teillast dient. Aufbau und Wirkungsweise dieser Leistungsrekuperation sind hier nicht in Einzelheiten beschrieben, da diese den Gegenstand einer weiteren Patentanmeldung derselben Anmelderin bilden.

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Für die Zwecke dieser Beschreibung ist ausschlaggebend, daß diese Möglichkeit bereits in dem Verdichteraufbau vorgesehen ist, indem die Kammer vorhanden ist und nach Wunsch entsprechende, auf Druck ansprechbare Ventile in den Kanal 46 eingebaut werden können, durch welche ein Drucküberschuß der Ringkammer 4 8 zugeführt wird, und daß der Radkranz 2 zur Aufnahme der Düsen ausgebohrt werden kann, um die Tur-I^ bine durch eine oder mehrere Düsen zu vervollständigen. Diese Möglichkeit ist in jedem Falle eingebaut, auch wenn keine Verwendung davon gemacht wird.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, läßt sich die erfindungsgemäße Trommelanordnung des Verdichters aus" dem aus einem Stück bestehenden Gehäuse zum Zwecke der Wartung, der Reparatur und zum Austausch der verschiedenen einzelnen Leitelemente, insbesondere der Leiträder, Radkränze und Diffusoren ausbauen. Aufgrund der Tatsache, daß diese Elemente aus einzelnen Teilen bestehen, wird die Ausbildung der Innenkanäle während des Gießvorgangs wesentlich vereinfacht, die Herstellungskosten gesenkt, der Austausch vereinfacht und eine einfache Umstellung auf Leistungsrekuperation ermöglicht. Diese Vorteile lassen sich ohne die seither damit verbundenen Nachteile der Akkumulation von Toleranzen, Wärmeausdehnungsprobleme und ohne große Schwierigkeiten im Hinblick auf die Abdichtung und Ausrichtung erhalten.

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Da die Leiträder die einzigen axial eingespannten Elemente sind, tragen die Herstellungatoleranzen der Diffusoren und Radkränze nicht zu einem kumulativen Toleranzfehler bei, und außerdem wird die Wärmeausdehnung der Radkränze und Diffusoren nicht durch die Leiträder übertragen. Ansonsten würde die Wärmeausdehnung ein besonders großes Problem darstellen, da die Radkränze und Diffusoren sich in unmittelbarer Nähe der Laufräder befinden, es schwierig ist, diese zu kühlen, i und der erwünschte Aufbau aus Leichtwerkstoffen wie z.B. Aluminium eine hohe Wärmeausdehnung besitzt. Diese Vorteile werden dadurch erhalten, daß die Diffusoren und Radkränze unter Belassung eines freien Axialspiels zwischen den Leiträdern gelagert sind. Das freie Spiel wird insbesondere zum Zwecke des Anlaufs vermittels in Axialrichtung zusammengedrückter Q-Ringe aufgenommen, die außerdem die Funktion der Abdichtung haben. Sobald sich innerhalb des Verdichters ein Druck aufgebaut hat, herrschen die oben beschriebenen 'i

Kalbeneffekte vor und halten die Diffusoren und Radkränze fest und abgedichtet in ihrer richtigen Lage, Diese Kolbenef fekte nehmen proportional mit zunehmenden Verdichterdrücken zu und bewirken eine entsprechende erwünschte Zunahme der Abdichtwirkung.

Genaue Ausrichtung wird vermittels teleskopisch ineinandergreifender Ringflächen zwischen Gehäuse, Leiträdern, Diffusoren und Radkränzen erhalten. Die Zylinderbohrung des aus

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einem Stück bestehenden Gehäuses bildet den primären radialen Bezugspunkt, indem sie einen Eingriff zwischen den Leiträdern und dem aus einem Stück bestehenden Verdichtergehäuse vorgibt. Das Laufrad hat einen Wärmeausdehnungsbezugspunkt an dem am weitesten entfernten Ende, der von einem Drucklager gebildet wird, und ergibt eine zusätzliche Länge für ■ die Wärmeausdehnung des Rotors, welche eine größere Wärmeausdehnung als das entsprechende, verhältnismäßig kühle und massive Gehäuse 6 aufweist und damit die verhältnismäßig hohe-Wärmeausdehnung ausgleicht, die bei. Leiträdern, Radkränzen und Diffusoren aus Aluminium auftritt.

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Claims

Patentansprüche

1.) Mehrstufiger Verdichter, bestehend aus einem Rotor, einer Rotor-Drehlagerung, einer Vielzahl an dem Rotor befestigter Laufräder, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und einen Kanal für das von-dem zugeordneten Laufrad abgegebene gasförmige oder flüssige Medium bildender Leiträder, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und zur Führung des Mediums von den Laufrädern zu den Kanälen in den Leiträdern dienender Diffusoren, einer Vielzahl jeweils einem Laufrad zugeordneter und den Durchgang des Mediums durch die Laufräder begrenzender Radkränze, wobei jeweils ein Radkranz und ein Diffusor einen Satz für das Laufrad bilden, sowie aus einem Gehäuse für den Rotor, die Laufräder, Radkränze, Diffusoren und Leiträder, das ein offenes Ende aufweist, durch welches diese Teile einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile vermittels nur durch die Leiträder (22, 25, 28) durchgeführter Befestigungsvor- |

richtungen (34) mit dem Gehäuse (7) verbunden sind und die Radkränze (23, 26, 29) und Diffusoren (21, 27, 3o) zwischen den Leiträdern elastisch derart gehalten sind, daß eine Axialbewegung begrenzter Größe von wenigstens zwei Radkranz- und Diffusorsätzen aufnehmbar ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem am offenen Ende des Gehäuses (7) befindlichen Lauf-

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rad (13) zugeordnete Leitrad (22) eine solche Formgebung aufweist, daß es in Eingriff mit dem ihm zugeordneten Radkranz (23) bringbar ist und als Verschluß für diesen dient.

3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (7) mit an seiner Innenfläche mit durch die Gehäusewand durchgeführten Ausnehmungen in Verbindung stehenden Nuten, und die Leiträder (22, 25, 28) mit die Kanäle und Wandausnehmungen mit den Gehäusenuten verbindenden Ausnehmungen für den Durchgang des von dem Verdichter gelieferten Mediums versehen sind.

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