DE322396C

DE322396C - Centrifugal compressor with auxiliary fluid, in which the fluid emerging in jets from a fixed central chamber alternately with the gas enters outwardly directed channels of an impeller and forms pistons in them, which enclose and compress the gas between them

Info

Publication number: DE322396C
Application number: DE1913322396D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1912-07-29
Filing date: 1913-07-24
Publication date: 1920-06-28

Description

Kreiselverdichter mit Hilfsflüssigkeit, bei dem die aus einer feststehenden Mittelkammer in Strahlen austretende Flüssigkeit abwechselnd mit dem Gas in auswärts gerichtete Kanäle eines Laufrades gelangt und in ihnen Kolben bildet, die das Gas zwischen sich einschließen und verdichten. Es sind bereits Kreiselverdichter mit Hilfsflüssigkeit bekannt, bei denen die aus einer feststehenden zentralen Kammer in Strahlen austretende Hilfsflüssigkeit abwechselnd mit dein Gas in auswärts gerichtete Kanäle eines Laufrades gelangt und in ihnen Kolben bildet, die das Gas zwischen sich einschließen und verdichten. Gemäß der Erfindung werden bei derartigen Kreiselverdichtern die Kanaleinlaßenden als Schaufeln mit erweitertem und rechteckigem Querschnitt ausgebildet, damit sie die aus der feststehenden zentralen Kammer austretenden Flüssigkeitsstrahlen glatt und möglichst-stoßfrei durchschneiden. Gemäß der Erfindung geht ferner der rechteckige, an den Einlaßenden der Kanäle `vorhandene Querschnitt allmählich in einen runden Querschnitt von kleinerem Flächeninhalt über, der in dem übrigen Verlauf der Kanäle vorhanden ist, um die Bildung von Flüssigkeitskolben zu sichern, die den Kanalquerschnitt ausfüllen. Endlich besitzen gemäß der Erfindung die Kanäle zweckmäßig schraubenförmig gestaltete Außen- oder Zwischenwandungen, die den Flüssigkeitskolben eine Drehung um die eigene Achse erteilen, um sie ringsum in Berührung mit den Kanalwandungen zu erhalten, sowie ihre Dichte und symmetrische Gestalt zu sichern.Centrifugal compressor with auxiliary liquid, in which the from a fixed Central chamber in jets of escaping liquid alternating with the gas in the outward direction Directional channels of an impeller arrives and forms pistons in them, which carry the gas enclose and condense between them. There are already centrifugal compressors Auxiliary fluid known in which the from a fixed central chamber Auxiliary liquid escaping in jets alternating with your gas in outwardly directed Channels of an impeller arrives and forms pistons in them, which the gas between enclose and condense. According to the invention, such centrifugal compressors the duct inlet ends as blades with an enlarged and rectangular cross-section designed so that they jets of liquid emerging from the stationary central chamber Cut smoothly and as smoothly as possible. According to the invention is also the rectangular cross-section existing at the inlet ends of the ducts gradually into a round cross-section of smaller area over that in the rest of the course of the channels is in place to ensure the formation of liquid pistons that fill in the duct cross-section. Finally, according to the invention, the channels have expediently helical outer or partition walls that form the liquid piston give a rotation around its own axis, around it in contact with the canal walls and to ensure their density and symmetrical shape.

Auf den Zeichnungen ist in Fig. r eine Ausführung des neuen Kreiselverdichters im Teilschnitt dargestellt. Die Fig.2 bis 9 veranschaulichen verschiedene Ausführungen von schraubenförmig gedrillten Kanälen.On the drawings in Fig. R is an embodiment of the new centrifugal compressor shown in partial section. FIGS. 2 to 9 illustrate different designs of helically twisted canals.

Das Wasser fließt durch einen feststehenden, nicht gezeichneten Einlauf zu und gelangt unter einer konstanten Druckhöhe, die ganz gering sein kann, in den Ringraum der feststehenden Büchse 23, füllt sie und tritt nach außen durch Öffnungen 24 aus, die so gestaltet und gerichtet sind, daß das Wasser nicht radial, sondern in einem kleinen Winkel zu dem Radius äuss`trömt. Die Büchse 23 ist von einer Anzahl Röhren 25 umgeben, die in dem Laufrad des Verdichters angeordnet sind und in denen die Verdichtung der Luft oder des Gases stattfindet. Die inneren Enden der Rohre 25 sind in Ringe 26 eingesetzt, die mit der Stirnwand des Laufrades verbolzt sind. Die Rohre 25 haben teilweise oder auf die ganze Länge schraubenförmig gestaltete Außen- oder Zwischenwandungen, um jedem Flüssigkeitskolben, der durch sie wandert, eine Drehung um seine eigene Achse zu verleihen. Hierdurch wird das Zerspringen der Flüssigkeitskolben verhindert, damit sie soweit als möglich die Gestalt von getrennten, in sich zusammenhängenden Kolben beibehalten, die den Querschnitt der Rohre vollkommen ausfüllen.The water flows through a fixed inlet, not shown and reaches the under a constant pressure head, which can be very low Annular space of the fixed sleeve 23, fills it and exits through openings 24, which are designed and directed so that the water is not radial, but flows outward at a small angle to the radius. The sleeve 23 is of a number Surrounding tubes 25, which are arranged in the impeller of the compressor and in which the compression of the air or gas takes place. The inner ends of the tubes 25 are inserted into rings 26 which are bolted to the end wall of the impeller. The tubes 25 have a partially or completely helical shape Outside- or partitions, around each piston of liquid that travels through them To impart rotation around its own axis. This causes the liquid pistons to burst prevents them as far as possible to take the form of separate, coherent ones Maintain pistons that completely fill the cross-section of the tubes.

Um den Rohren diese schraubenförmige Form zu- geben, kann man in verschiedener Weise verfahren. Man kann sie z. B. mit Längsrippen oder Längsnuten versehen und nachher verdrehen, oder man kann schraubenförmige Rippen oder Scheidewände in die Rohre einsetzen. Im Hinblick auf die bedeutende Geschwindigkeit der Bewegung kann die Steigung der Spirale sehr stark sein, z. B. eine halbe Drehung auf die ..-olle Rohrlänge. Die Rohre brauchen nicht notwendig an allen Stellen gleichen Querschnitt zu haben, sondern können z. B. nach außen hin verengt werden.In order to give the tubes this helical shape, one can use different Proceed wisely. You can z. B. provided with longitudinal ribs or longitudinal grooves and afterwards twist, or you can insert helical ribs or partitions into the Insert pipes. In terms of the significant speed of movement can the slope of the spiral can be very steep, e.g. B. half a turn on the ..- olle Pipe length. The pipes do not necessarily need the same cross-section at all points to have, but can e.g. B. be narrowed towards the outside.

Die Fig.2 bis 9 veranschaulichen einige Ausführungen der Rohre. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie X-X von Fig. 2. Dieses Rohr 25 hat eine Scheidewand 57, die um eine halbe Drehung verdrillt und z. B. in das Rohr eingelötet ist. Fig. 5 ist ein Querschnitt nach Linie Y-Y von Fig. ¢. Dieses. Rohr ist von innen nach außen stark verengt, so daß der Durchmesser eines Flüssigkeitskolbens während des Durchströmens verringert und zugleich seine Länge vergrößertwird. Die gedrillte Scheidewand 58 erstreckt sich hier nur auf einen Teil der Länge des Rohres. Die Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit erhöht sich infolge der Verengung des Rohres nach dem Gesetz der Trägheit. Fig. 6 zeigt die Scheidewand 58 aus dem Rohr 25 herausgenommen. Die übrigen Fig. 7 bis 9 veranschaulichen andere Querschnitte von gedrillten Rohren, deren Verwendung zu dem gleichen Ergebnis führt, Der Betrag der Verdrillung ist in jedem Falle zweckmäßig wieder eine halbe Drehung, wie in Fig. 2 gezeichnet.FIGS. 2 to 9 illustrate some versions of the tubes. Fig. 3 is a cross-section on the line X-X of FIG. 2. This tube 25 has a partition 57, which twisted by half a turn and z. B. is soldered into the tube. Fig. Fig. 5 is a cross section taken along line Y-Y of Fig. This. Pipe is inside out strongly narrowed on the outside, so that the diameter of a liquid piston during the Flow is reduced and at the same time its length is increased. The drilled Partition 58 extends here only over part of the length of the pipe. the The speed of rotation of the liquid increases due to the narrowing of the pipe according to the law of inertia. 6 shows the partition 58 removed from the tube 25. The remaining FIGS. 7 to 9 illustrate other cross-sections of twisted tubes, the use of which leads to the same result, The amount of twist is in each case, it is expedient to turn half a turn, as shown in FIG.

Die äußeren Enden der Rohre 25 sind in dem Mantel i i des Laufrades befestigt und münden mithin in einen Ringraum, der mit dem Innern des Mantels 17 in Verbindung steht.The outer ends of the tubes 25 are in the shell i i of the impeller attached and therefore open into an annular space that is connected to the interior of the jacket 17 communicates.

Die zu ' verdichtende Luft tritt in die Kammer zwischen der Büchse 23 und dem Ring 26 ein, in welchem die inneren schaufelförmigen Enden der Rohre 25 befestigt sind. Das Wasser strömt aus den öffnungen 24. aus, und die Welle läuft so schnell um, daß die Wasserstrahlen durch die Enden- der Roher 25 in Stücke zersdhnitten werden, die in letztere annähernd passen. Zwischen jedem Flüssigkeitskolben und dem nächsten wird eine gewisse Luftmenge eingesaugt. Indem dann die Flüssigkeitskolben durch Fliehkraft nach außen geschleudert werden, verdichten sie die zwischen ihnen eingeschlossene Luft, bis das Wasser und die Luft zusammen in den Ringraum innerhalb des Mantels 17 rings um die Außenenden der Rohre 25 austritt. Das Wasser sammelt sich in dem Mantel 17 und bildet eine Schicht von gleichförmiger Dicke. Die Bolzen 18, welche die beiden Stirnwände des Laufrades - miteinander verbinden, sowie die Zwischenstücke 27, welche zwischen den Innen- und Außenmantel des Laufrades eingesetzt sind, sorgen dafür, daß das Wasser dauernd mit dem Mantel umläuft. Die aus dem Wasser ausgeschiedene verdichtete Luft tritt in aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Weise in das Innere der Hohlwelle i ein und wind nach der einen Seite der Maschine abgeleitet, während das Wasser an deren anderer Seite austritt.The air to be compressed enters the chamber between the sleeve 23 and the ring 26 in which the inner, scoop-shaped ends of the tubes 25 are fastened. The water flows out of the openings 24, and the shaft revolves so quickly that the water jets are cut through the ends of the pipes 25 into pieces which approximately fit into the latter. A certain amount of air is sucked in between each liquid piston and the next. When the liquid pistons are then thrown outward by centrifugal force, they compress the air trapped between them until the water and the air emerge together into the annular space within the jacket 17 around the outer ends of the tubes 25. The water collects in the jacket 17 and forms a layer of uniform thickness. The bolts 18, which connect the two end walls of the impeller, and the intermediate pieces 27, which are inserted between the inner and outer casing of the impeller, ensure that the water circulates continuously with the casing. The compressed air excreted from the water enters the interior of the hollow shaft i in a manner not shown in the drawing and is diverted to one side of the machine, while the water exits on the other side.

Die obere Grenze für die lichte Weite der Rohre 25 wird durch die Schwierigkeit bestimmt, das Wasser in Form von Kolben zu erhalten. Für die untere Grenze sind die Reibungsverluste in den Rohren und die Kosten für die Herstellung maßgebend. Zwischen diesen Grenzen kann man die lichte Weite der Rohre beliebig wählen, sofern- ihre Bemessung eine brauchbare Ausführung ergibt.The upper limit for the inside diameter of the tubes 25 is determined by the Difficulty determined to get the water in the form of flasks. For the lower The limits are the friction losses in the pipes and the manufacturing costs authoritative. The clear width of the pipes can be chosen arbitrarily between these limits choose, provided that their dimensioning results in a usable design.

Damit die inneren Enden der Rohre 25 beim Durchschneiden der aus den Öffnungen 2q. austretenden Strahlen das Wasser in so gestaltete Kolben aufnehmen, wie sie zur möglichst vollkommenen und sofortigen Füllung der Rohre nötig sind,- werden nicht nur die inneren- Enden der Rohre 25, sondern auch die Öffnungen 24 nahezu rechteckig ausgestaltet. Der Querschnitt jedes Rohres ist an der Einlaßstelle größer als für den übrigen Teil zu bemessen. Da die Drehgeschwindigkeit des Laufrades auf die Wasserkolben in der Hauptsache durch die hintenliegenden Wände der Rohre übertragen wird, so haben die Wasserkolben das Bestreben, sich über diese Rückenwände auszubreiten und unter Umständen sich sogar von der Vorderwand der Rohre, abzulösen, so daß durch die entstehenden öffnungen die Luft rückwärts entweichen kann. Um das zu vermeiden, erhalten die Rohre, wie schon beschrieben, zweckmäßig eine schraubenförmige Gestalt. Infolgedessen ° nehmen die Kolben eine kreisende Bewegung an, bleiben dauernd in inniger Berührung mit den Rohrwandungen und' werden in merkbarem Maße weder zerspritzt noch deformiert.So that the inner ends of the tubes 25 when cutting through from the Openings 2q. emerging jets absorb the water in flasks designed in this way, how they are necessary for the most perfect and immediate filling of the pipes, become not only the inner ends of the tubes 25 but also the openings 24 almost rectangular in shape. The cross section of each tube is at the inlet point larger than for the rest of the part. Because the speed of rotation of the impeller on the water flasks mainly through the rear walls of the pipes is transmitted, the water flasks tend to move over these back walls to spread out and possibly even to detach from the front wall of the pipes, so that the air can escape backwards through the openings. To that To avoid this, the tubes, as already described, expediently have a helical shape Shape. As a result, the pistons assume a circular motion and remain constant in intimate contact with the pipe walls and 'are not splashed to a noticeable extent still deformed.

Die Winkelstellung der Rohre 25 und öffnungen 2¢ in bezug auf die Tangente ist so zu -bemessen, daß die Wasserkolben in die Rohre möglichst ohne Stöße gelangen, die sonst infolge einer plötzlichen Änderung der Form oder Bewegung auftreten würden.The angular position of the tubes 25 and openings 2 [with respect to the Tangent is to be dimensioned in such a way that the water flask is in the Tube as possible without shocks, which would otherwise result from a sudden change in the Form or movement would occur.

Die Anzahl der Rohre 25 wird nach der Umlaufgeschwindigkeit sowie der Schwierigkeit des Wasserzuflusses aus den Öffnungen 2q. derart bestimmt, d'aß der Zeitunterschied zwischen dem Einschöpfen eines Kolbens und des nächsten genau zur Bildung von Kolben mit der erforderlichen Größe ausreicht, und daß sich in dem Ring 26, der die Rohre 25 enthält, kein Wasser anstaut.The number of tubes 25 will depend on the rotational speed as well the difficulty of the water inflow from the openings 2q. so determined, d'ass the time difference between scooping in one flask and the next exactly sufficient to form pistons of the required size, and that in the Ring 26, which contains the tubes 25, does not accumulate water.

Statt der Rohre 25 kann man in dem Laufrad auch Bohrungen anbringen. Zum Betriebe des Verdichters kann man statt Wasser jede andere Flüssigkeit benutzen, und er verdichtet jedes beliebige Gas, das in den Hohlraum um die Büchse 23 eintritt. Der neue Verdichter läßt sich auch zum Absaugen von Luft oder Gas aus größeren Räumen verwenden.Instead of the tubes 25, holes can also be made in the impeller. Instead of water, any other liquid can be used to operate the compressor, and it compresses any gas entering the cavity around the sleeve 23. The new compressor can also be used to extract air or gas from larger rooms use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Centrifugal compressor with auxiliary liquid, at the liquid emerging in jets from a stationary central chamber alternately with the gas enters outward channels of an impeller and piston forms in them, which enclose and compress the gas between them, thereby characterized in that the duct inlet ends as flared and rectangular blades Cross-section are designed to make the liquid jets as smooth as possible in individual Cut pieces.

2nd compressor. according to claim i, characterized in that that the rectangular cross-section of the channel gradually turns into a round cross-section of smaller area is converted to the formation of liquid piston to secure that fill the duct cross-section.

3. Compressor according to claim i and z, characterized in - that the channels are helically shaped outer or Have partitions that allow the liquid piston to rotate around its own Give axis to keep it in contact with the canal walls all around, as well as to ensure their dense and symmetrical shape.