DE3248440C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Verdichter ist aus der US-PS 29 24 292 bekannt.
Radiale Gasverdichter (Kreiselverdichter) werden seit langem für viele Zwecke benutzt, unter anderem in Strahltriebwerken und Wärme­ pumpen. Verschiedene Entwicklungen bezüglich radialer Gas­ verdichter haben gezeigt, daß das Einspritzen von ver­ dampfbarerer Flüssigkeit in den Gasstrom des Verdichters zum Erzielen einer Naßverdichtung, d.h. einer Verdichtung, die das Verdampfen der eingespritzen Flüssigkeit beinhal­ tet, im Gegensatz zur Trockenverdichtung, besonders vor­ teilhaft ist. Der Grund dafür ist, daß die Verdampfung der in den Verdichter eingespritzten Flüssigkeit die Einlaß­ temperatur der Verdichterstufe "stromaufwärts" des Flüs­ sigkeitseinspritzpunktes erniedrigt, wodurch sich eine be­ trächtliche Erhöhung des Kompressionsverhältnisses oder des Verhältnisses von Auslaßgasdruck zu Einlaßgasdruck bei geringer oder überhaupt keiner Erhöhung der dem Verdichter zugeführten Leistung ergibt. Darüber hinaus kann die Be­ triebstemperatur des Verdichters durch direkte Wasserein­ spritzung effektiv erniedrigt werden, wodurch die Notwen­ digkeit von teueren äußeren Zwischenkühlern beseitigt wird.
Obgleich die Vorteile, die durch das Einspritzen von ver­ dampfbarer Flüssigkeit direkt in den Gasstrom eines Radial­ verdichters weitgehend erkannt worden sind, haben die be­ kannten Vorrichtungen und Techniken zum Erzielen einer Naßverdichtung einige Nachteile mit sich gebracht. Ein typisches Beispiel für diesen Stand der Technik ist die US-PS 27 86 626. Diese US-Patentschrift beschreibt ein Verfahren zum Verdichten von Gas in einem mehrstufigen Verdichter, bei dem eine verdampfbare Flüssigkeit in den Verdichtereinlaß und außerdem in den Querkanal jeder der ersten mehreren Verdichterstufen eingespritzt wird. Die in die Querkanäle eingespritzte Flüssigkeit wird über Flüs­ sigkeitsdüsen eingespritzt, von denen nur eine pro Stufe vorhanden ist, und stromaufwärts des Gasstroms des Verdichters gerichtet.
Bei diesem bekannten Verdichter wird nur ein sehr be­ grenzter Grad an Verdampfung der in den Verdichtergas­ strom eingespritzten Flüssigkeit erzielt. Der Grund da­ für ist, daß die Flüssigkeit in ein Gebiet niedriger Ge­ schwindigkeit des Verdichters eingespritzt wird und da­ her das Aufbrechen oder Zerstäuben der Flüssigkeit in sehr kleine Tröpfchen nicht erreicht wird. Das gilt insbeson­ dere für die in den Verdichtereinlaß eingespritzte Flüs­ sigkeit. Sehr kleine Tröpfchen sind notwendig, um einen hohen Grad an Verdampfung zu erzielen, weil der Oberflä­ cheninhalt eines solchen Tröpfchens in bezug auf das Volumen des Tröpfchens groß ist und das Tröpfchen so leicht Wärme absorbieren und verdampfen kann. Die be­ grenzte Verdampfung der eingespritzten Flüssigkeit in dem bekannten Verdichter führt zu einer begrenzten Ver­ ringerung der diesem Verdichter zugeführten Leistung. Die begrenzte Verdampfung ergibt außerdem große Flüssig­ keitströpfchen, die auf innere Verdichterteile, wie das Laufrad, auftreffen und so die Gefahr einer starken Ero­ sion oder starken Lochfraßes dieser Teile nach einer re­ lativ kurzen Betriebsdauer mit sich bringen.
Wenn bei dem bekannten Verdichter die Flüssigkeit aus den Düsen in den Verdichtergasstrom auf einer ausreichenden Strecke eingespritzt werden soll, damit ein ausreichender Grad an Zerstäubung der Flüssigkeit erzielt wird, so wä­ ren bei diesem Verdichter komplizierte Vorrichtungen zum Einspritzen der Flüssigkeit in den Gasstrom mit hoher Ge­ schwindigkeit erforderlich. Diese hohe Geschwindigkeit ist aufgrund der Tatsache erforderlich, daß die Flüssig­ keitsstrahlen bei dem bekannten Verdichter gegen die Strö­ mungsrichtung des Gasstroms gerichtet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verdichter der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß die zur Verdichtung erforderliche Leistung im beträchtlichen Maße verringerbar ist und daß eine Beeinträchtigung innerer Verdichterteile durch Korrosion und Lochfraß weitestgehend vermieden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verdichter sind die Flüssig­ keitsdüsen weit stromaufwärts des Querkanals in der Nähe des Laufrades angeordnet, wo der Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit fließt, so daß die eingespritzte Flüssigkeit in kleine Tröpfchen zerstäubt wird. Hier­ bei steigt auch die Verweilzeit der Tröpfchen in dem Leitapparat, so daß die verfügbare Verdampfungsdauer beträchtlich zunimmt. Die erhöhte Verdampfungsgeschwin­ digkeit und die längere Verdampfungsdauer führen damit zu einer erheblichen Steigerung des Verdampfungsgrades der Flüssigkeit in dem Gasstrom. Dies verbessert den Kühleffekt für den Gasstrom, spart entsprechend Energie und vermeidet weitestgehend Beschädigungen der inneren Bauteile des Verdichters, da praktisch keine unver­ dampften Flüssigkeitströpfchen in dem Gasstrom ver­ bleiben, die auf die inneren Bauteile aufprallen könnten. Der Wärmeentzug des Gasstromes hat einen beträchtlichen Druckanstieg zur Folge.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeich­ nung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine vereinfachte Längsschnitt­ ansicht eines Teils eines her­ kömmlichen mehrstufigen Radial­ verdichters, der mit der Flüssig­ keitseinspritzeinrichtung nach der Erfindung versehen ist,
Fig. 2 eine Detailansicht eines Teils einer ersten Stufe des in Fig. 1 gezeigten mehrstufigen Verdich­ ters,
Fig. 3 ein Diagramm, in welchem die Ver­ dampfungsgeschwindigkeit von Flüssigkeits­ tröpfchen über dem radialen Ab­ stand von Flüssigkeitsdüsen des in Fig. 1 gezeigten Verdichters aufgetragen ist, und
Fig. 4 eine Ansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 1, deren oberer Teil teil­ weise weggebrochen ist, zur Ver­ anschaulichung von Einzelheiten der dritten Stufe des Verdichters nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen vierstufigen Radialver­ dichter, der insgesamt mit 10 bezeichnet ist, obgleich die Erfindung ohne weiteres auch bei einem Verdichter verwend­ bar ist, der eine größere oder eine kleinere Anzahl von Stufen hat. Der Verdichter 10 ist in vereinfachter Form dargestellt, wobei feststehende Teile (beispielsweise das Verdichtergehäuse) in einer Richtung und drehbare Teile in der anderen Richtung schraffiert sind. Zu verdichten­ des Gas tritt in den Verdichter 10 über einen Einlaß 11 ein und bewegt sich in einem Strom durch einen Durchlaß 12 in ein mit mehreren Schaufeln besetztes erstes Laufrad 14, das an einer drehbaren Welle 15 befestigt ist. Bekanntlich leitet das mit hoher Drehzahl umlaufende Laufrad 14 das Gas zentrifugal in einen Leitapparat 17, bei dem es sich vorzugsweise um einen Leitapparat ohne Schaufeln handelt, was weiter unten ausführlicher beschrieben ist. Der ver­ dichtete Gasstrom geht durch einen Querkanal 18 und von diesem aus durch einen Rücklaufkanal 19, der typisch mit Richtungssteuerschaufeln 20 versehen ist, die den Gasstrom in ein mit mehreren Schaufeln besetztes weiteres Laufrad 21 leiten, das eine zweite Stufe des vierstufigen Verdich­ ters 10 darstellt. Ebenso sind mit mehreren Schaufeln be­ setzte weitere Laufräder 22 und 23 vorgesehen, die die dritte bzw. vierte Stufe des Verdichters 10 darstellen. Die zweite und die dritte Stufe des Verdichters 10 ent­ halten die Einrichtung nach der Erfindung und profitieren von derselben auf dieselbe Weise wie die erste Stufe. Das Verständnis der Arbeitsweise der ersten, zweiten oder dritten Stufe führt zum Verständnis der Arbeitsweise der ersten bis dritten Stufe. Es wird nun nur die erste Ver­ dichterstufe mit dem Laufrad 14 betrachtet. Gemäß der Er­ findung sind mehrere Flüssigkeitsdüsen 24, vorzugsweise Wasserdüsen, vorgesehen, die mit einer Flüssigkeitsversor­ gungseinrichtung über Versorgungsrohre 25 verbunden sind, welche ihrerseits jeweils mit einem Verteilungsrohr 27 verbunden sind, das seinerseits mit einer Flüssigkeits­ fördereinrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Flüssigkeitsdüsen 24 spritzen jeweils Flüssigkeit in den Leitapparat 17 im wesentlichen stromaufwärts des Querkanals 18 ein. Der hier benutzte Ausdruck "im wesentlichen strom­ aufwärts" bedeutet einen Abstand, der wenigstens etwa 20% der Differenz zwischen dem maximalen Radius des Leitappa­ rates 17 (weiter unten erläutert) und dem maximalen Ra­ dius des Laufrades 14 beträgt.
Die Bedeutung des Einspritzens von Flüssigkeit in den Leit­ apparat 17 im wesentlichen stromaufwärts des Querkanals 18 wird anhand von Fig. 2 besser verständlich, die eine Ein­ zelansicht des oberen Teils der ersten Stufe des in Fig. 1 gezeigten mehrstufigen Verdichters 10 ist. Bekanntlich ist ein "Leitapparat" so geformt, daß er in der Lage ist, dy­ namischen Druck oder kinetische Energie in statischen Druck umzuwandeln. Demgemäß ist die Trennlinie zwischen dem Leitapparat 17 und dem Querkanal 18, die den maximalen Radius des Leitapparates 17 darstellt, ungefähr so ge­ legen, wie es durch eine gestrichelte Linie 28 dargestellt ist. Der Leitapparat 17 ist ein radialer Leitapparat, d.h., der verfügbare Raum innerhalb des Leitapparates 17 nimmt mit zunehmendem radialen Abstand von der Achse der dreh­ baren Welle 15 zu. Gemäß der Darstellung durch Pfeile 29 wird ein Gasstrom, der in dem Verdichter 10 verdichtet wird, von links nach rechts durch die Beschaufelung 14′ des Laufrades 14, durch den Leitapparat 17, durch den Querkanal 18 und über die Richtungssteuerschaufeln 20 des Rücklaufkanals 19 geleitet. Da der Leitapparat 17 ein ra­ dialer Leitapparat ist, und da das Laufrad 14 den Gasstrom 29 in den Leitapparat 17 mit einer hohen Drehgeschwindig­ keit ausstößt, folgt der Gasstrom 29 tatsächlich einem Spiralweg in dem Leitapparat 17 und dem Rücklaufkanal 19, obgleich das aus der für sich betrachteten Fig. 2 nicht unmittelbar ersichtlich ist. Der Gasstrom 29 bewegt sich mit seiner höchsten Geschwindigkeit, wenn er das Laufrad 14 verläßt, und wird dann schnell langsamer, wenn er sich in dem Leitapparat 17 radial weiterbewegt, und zwar aufgrund der Beibehaltung des Drehimpulses der Bewegung. Dadurch, daß die Flüssigkeitsdüsen 24 in radialem Abstand in dem Leitapparat 17 im wesentlichen stromaufwärts des Querkanals 18, d.h. in einem Gebiet relativ hoher Ge­ schwindigkeit des Gasstroms 29 angeordnet sind, werden beträchtliche Vorteile erzielt.
Zum Beispiel werden die Ströme von Flüssigkeit, die durch die Düsen 24 in den Gasstrom 29 eingespritzt werden, kraftvoll in extrem feine Tröpfchen zersprengt oder zer­ stäubt. Je kleiner ein Tröpfchen ist, um so leichter kann es Wärme aufnehmen und verdampfen, wie oben erwähnt. Tat­ sächlich ist die Verdampfungsgeschwindigkeit mit einem ziemlich guten Näherungsgrad direkt von der Kleinheit eines Tröpfchens abhängig (d.h. ist der Kehrwert des Tröpfchendurchmessers). Die Kleinheit eines Tröpfchens steht ihrerseits in Beziehung g zu der Relativgeschwindig­ keit zwischen einem Tröpfchen und dem Gasstrom 29, d.h. die Kleinheit hängt von vom Quadrat dieser Relativge­ schwindigkeit ab. Da die Relativgeschwindigkeit haupt­ sächlich von der Geschwindigkeit des Gasstroms 29 abhän­ gig ist, die Geschwindigkeit der eingespritzten Flüssig­ keit vergleichsweise niedrig ist und die Geschwindigkeit des Gasstroms 29 sich gemäß dem Kehrwert des radialen Ab­ stands der Flüssigkeitsdüsen 24 ändert, kann die Beziehung zwischen der Kleinheit eines Tröpfchens und damit der Verdampfungsgeschwindigkeit desselben und dem radialen Ab­ stand der Flüssigkeitsdüsen 24 so wie in Fig. 3 graphisch dargestellt werden.
Die Erfindung ergibt nicht nur eine größere Verdampfungs­ geschwindigkeit, sondern vergrößert auch beträchtlich die Dauer der Verdampfung, wodurch eine zusätzliche Sicher­ heit für eine sorgfältige Verdampfung erzielt wird. Die größere Dauer der Verdampfung ergibt sich aufgrund des langen spiralförmigen Weges, den die Flüssigkeitströpf­ chen in dem Gasstrom 29 (Fig. 2) auf ihrem Weg von ihrem Einspritzpunkt an den Düsen 24 zur nächsten Stufe des Ver­ dichters 10 zurücklegen müssen. Es wirken somit zwei Fak­ toren zusammen, um die Gesamtverdampfung bei dem kleinen radialen Abstand der Flüssigkeitsdüsen 24 gemäß der Er­ findung merklich zu verbessern: (1) Zerstäubung der ein­ gespritzten Flüssigkeit in extrem feine Tröpfchen, wodurch deren Verdampfungsgeschwindigkeit beträchtlich vergrößert wird (vgl. Fig. 3); und (2) beträchtliches Verlängern der Dauer oder "Verweilzeit" der Tröpfchen in dem Gasstrom 29 (Fig. 2).
Die merklich bessere Verdampfung, die durch die Erfindung erzielt wird, hat für die Leistung und die Dauerhaftigkeit des Verdichters 10 beträchtliche Konsequenzen. Es ergibt sich eine beträchtliche Verbesserung beim Reduzieren der dem Verdichter 10 zugeführten Leistung, und die Tempera­ tur des Gasstromes 29 wird erwünschtermaßen niedrig gehal­ ten. Die inneren Teile des Verdichters 10, wie die mit meh­ reren Schaufeln besetzten Laufräder 20, 22 und 23, sind nun praktisch überhaupt keiner Gefahr von Lochfraß oder Erosion aufgrund von auf sie aufprallenden unverdampften Flüssig­ keitströpfchen hoher Geschwindigkeit mehr ausgesetzt.
Ein weiterer Vorteil dessen, daß die Flüssigkeitsdüsen 24 in radialem Abstand in dem Leitapparat 17 im wesentlichen stromaufwärts des Querkanals 18 angeordnet sind, ist der inkrementelle Druckgewinn, der für die Verdichterstufe aufgrund einer Änderung der kinetischen Energie erzielt wird, die von der Wärmeentnahme aus oder einer Überhitzungs­ wärmeabfuhr/Kühlung des Heißdampfes von sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt den Flüssigkeitströpfchen herrührt. Diese Überhitzungswärme­ abfuhr nimmt mit zunehmender Flüssigkeitsverdampfungsge­ schwindigkeit und zunehmender Bewegungsgeschwindigkeit, die beide bei kleinem radialen Abstand der Flüssigkeits­ düsen 24 auftreten, zu. Der erzielbare inkrementelle Druck­ gewinn dürfte wenigstens 2 oder 3% des Verdichterstufen­ druckgewinnes ohne Überhitzungswärmeabfuhr betragen.
Der Erfinder hat herausgefunden, daß der radiale Abstand der Flüssigkeitsdüsen 24 über etwa dem 1,05-fachen des maximalen Radius des Laufrades 14 liegen sollte, da sonst in dem aus dem Laufrad 14 austretenden Gasstrom 29 Unsta­ bilitäten auftreten würden.
In Fig. 2 ist ein weiterer Aspekt der Erfindung darge­ stellt. Die Flüssigkeitsdüsen 24 sind normal oder recht­ winkelig zu dem Gasstrom 29 ausgerichtet. Das ermöglicht, die den Düsen 24 zugeführte Flüssigkeit in den Gasstrom 29 mit einer geringen Geschwindigkeit, z.B. mit 15 m/s (50 feet per second), einzuspritzen, weil die einge­ spritzte Flüssigkeit quer durch den Gasstrom 29 gerich­ tet wird. Die eingespritzte Flüssigkeit kann so den Gas­ strom 29 leicht durchdringen, um einen optimalen Zer­ stäubungsgrad zu schaffen; der eingespritzten Flüssig­ keit sollte jedoch nicht gestattet werden, auf die rechte Wand des Leitapparates 17 aufzutreffen, weil es sonst zu einer schlechten Zerstäubung kommen würde. Da nur ein Flüssigkeitsstrom niedriger Geschwindigkeit über die Flüssigkeitsdüsen 24 eingespritzt zu werden braucht, wenn diese normal zu dem Gasstrom 29 ausgerichtet sind, kann die nicht dargestellte Flüssigkeitsfördereinrichtung zum Einspritzen der Flüssigkeit einen einfachen Aufbau haben. Dieser Vorteil wird auch noch bei einer Toleranz in der Ausrichtung der Flüssigkeitsdüsen 24 von etwa 10° gegen die Normale zu dem Gasstrom 29 erzielt.
In Fig. 4 ist ein weiterer Aspekt der Erfindung dargestellt. Fig. 4 ist eine Ansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 1, ist teilweise weggebrochen, um Versorgungsrohre 32 und die Lage von Flüssigkeitsdüsen 30 sichtbar zu machen, und ist durch Weglassen der Leitschaufeln des Rücklaufkanals 26 vereinfacht worden. Der weitere Aspekt der Erfindung ist in Fig. 4 mit Bezug auf die dritte Stufe des Verdichters 10 dargestellt, die das Laufrad 22 enthält. Dieser weitere Aspekt der Erfindung beinhaltet die Anzahl und die Positio­ nierung von mehreren Flüssigkeitsdüsen 30 (entsprechend der Anzahl von Flüssigkeitsdüsen 24 der ersten Verdichterstufe), die mit einer Flüssigkeitsfördereinrichtung (nicht darge­ stellt) über ein Verteilrohr 31 und die Versorgungsrohre 32 verbunden sind. Die Anzahl der Flüssigkeitsdüsen 30 liegt vorzugsweise zwischen 6 und 12, wobei 8 die bevor­ zugteste Anzahl ist. Die Flüssigkeitsdüsen 30 sind vorzugs­ weise achssymmetrisch um die Längsachse der Welle 15 ange­ ordnet. Mit der vorgenannten Anzahl und Positionierung der Flüssigkeitsdüsen 30 wird der verfügbare Gasstrom in dem Verdichter 10 zum Verdampfen von Flüssigkeitströpfchen voll ausgenutzt.
Mehr oder weniger Flüssigkeitsdüsen als die bevorzugten Anzahlen von Flüssigkeitsdüsen, die vorstehend angegeben sind, können bei der Erfindung benutzt werden. Eine obere Grenze für die Anzahl der Flüssigkeitsdüsen ergibt sich durch die kleineren Durchmesser von deren Bohrungen, die durch Verunreinigungen in der über sie eingespritzten Flüs­ sigkeit verstopft werden können. Eine kleinere Anzahl von Düsen als die kleinste bevorzugte Anzahl (d.h. 6) wird dazu führen, daß der verfügbare Gasstrom in dem Verdichter 10 zum Verdampfen von Flüssigkeitströpfchen nicht voll ausge­ nutzt wird, obgleich Vorteile noch erzielt werden.
In der besten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Verdichter 10 um eine Industrieprozeßwärmepumpe, wobei die in den Gasstrom in dem Verdichter eingespritzte verdampfbare Flüssigkeit Wasser ist und der radiale Abstand der Flüssigkeitsdüsen 24 in dem Bereich vom etwa 1,05- bis 1,1-fachen des maximalen Radius des Laufrades 14 bevorzugt wird und wobei das obere Ende dieses Bereiches besonders bevorzugt wird. Dieser Bereich basiert auf einem Verdichter, der ein Druckverhältnis pro Stufe in dem Bereich von 1,4 bis 1,6 und eine Laufradspitzengeschwindigkeit pro Stufe in dem Bereich von etwa 300 bis 330 m/s (900-1100 feet per second) hat. Die vorteilhaften Auswirkungen der Erfindung werden jedoch bei radialen Abständen der Flüssigkeitsdüsen 24 erzielt, die oberhalb des vorgenannten Bereiches vom 1,05- bis 1,1-fachen liegen, vorausgesetzt, daß die Ver­ dichterstufe mit Laufradspitzengeschwindigkeiten arbeitet, die beträchtlich höher sind als die vorgenannten Spitzen­ geschwindigkeiten.
Bei einer solchen Wärmepumpe wird ein größerer Nutzeffekt erzielt, und zwar nicht nur dank der besseren Verdampfung des eingespritzten Wassers in der Wärmepumpe, sondern auch dank des größeren Massenstroms von Dampf am Ausgang der Wärmepumpe.
Es sind zwar nur gewisse bevorzugte Merkmale der Erfin­ dung beispielshalber gezeigt worden, im Rahmen der Er­ findung sind jedoch zahlreiche Modifizierungen und Ände­ rungen möglich. So könnte beispielsweise der Radialver­ dichter 10 mit einem Axialverdichter kombiniert werden. Diese und ähnliche Modifizierungen und Änderungen liegen im Schutzumfang der Ansprüche.

Claims (4)

1. Verdichter mit einem Gehäuse, mit einer drehbaren Welle (15), die in dem Gehäuse gelagert ist, und mit mehreren aufeinanderfolgenden Verdichterstufen, die auf der Längsachse der drehbaren Welle angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Verdichterstufen ein mit mehreren Schaufeln besetztes und mit der drehbaren Welle drehbares Laufrad (14), einen Leitapparat (17) zum Empfang eines Gasstroms von dem Laufrad (14), einen Querkanal (18) zum Empfangen des Gasstroms aus dem Leitapparat und Flüssigkeitsdüsen (24; 30) zum Einspritzen von verdampfbarer Flüssigkeit in den Gas­ strom aufweist, wobei die Flüssigkeitsdüsen (34; 30) relativ zu dem Laufrad (14) stationär sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdüsen (34; 30) die Flüssigkeit in den Leitapparat (17) im wesentlichen stromaufwärts von dem Querkanal (18) mit einer hohen Relativge­ schwindigkeit in Bezug auf die Gasströmung einspritzen, daß die Flüssigkeitsdüsen (34; 30) jeweils mit einer Toleranz von etwa 10° senkrecht zur Gasströmung im Leitapparat (17) angeordnet sind und daß jede Flüssigkeitsdüse (34; 30) einen radialen Ab­ stand von der Achse hat, der in dem Bereich des etwa 1,05- bis 1,1-fachen des maximalen Radius des Lauf­ rades (14, 22) liegt.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdüsen (24; 30) ungefähr achs­ symmetrisch um die Achse angeordnet sind.
3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Flüssigkeitsdüsen (24; 30) sechs bis zwölf beträgt.
4. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Flüssigkeitsdüsen (24; 30) Wasser ein­ spritzbar ist.
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Publications (2)

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FR (1) FR2519383B1 (de)
IT (1) IT1155033B (de)
SE (1) SE456687B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652754A1 (de) * 1996-12-18 1998-06-25 Asea Brown Boveri Abgasturbolader

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60111094A (ja) * 1983-11-21 1985-06-17 Kobe Steel Ltd 遠心式蒸気圧縮機
CA2088947C (en) * 1993-02-05 1996-07-16 Daniel A. Warkentin Hydrogen fuelled gas turbine
US6398518B1 (en) * 2000-03-29 2002-06-04 Watson Cogeneration Company Method and apparatus for increasing the efficiency of a multi-stage compressor
DE102004052483A1 (de) * 2004-10-28 2006-05-11 Man Turbo Ag Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser oder Wasserdampf in das Arbeitsmittel einer Gasturbinenanlage
CN102016326B (zh) * 2008-03-13 2013-09-11 Aaf-麦克维尔公司 大容量制冷机压缩机
CZ305822B6 (cs) * 2008-10-23 2016-03-30 Man Diesel Se Zařízení k odstraňování nečistot z difuzoru turbodmychadla
JP2010127245A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心圧縮機
JP2011111990A (ja) * 2009-11-27 2011-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遠心圧縮機
US8690519B2 (en) * 2011-02-04 2014-04-08 General Electric Company Wet gas compressor systems

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR511564A (fr) * 1919-11-10 1920-12-29 Escher Wyss & Cie Const Mec Procédé de compression de vapeur dans des compresseurs rotatifs à plusieurs étages
US2280845A (en) * 1938-01-29 1942-04-28 Humphrey F Parker Air compressor system
US2819838A (en) * 1952-07-23 1958-01-14 Douglas K Warner Centrifugal compressors
US2786626A (en) * 1952-08-07 1957-03-26 Gulf Oil Corp Process for the compression of gases
US2924292A (en) * 1956-02-16 1960-02-09 Cons Electrodynamics Corp Apparatus for pumping
FR1563749A (de) * 1967-12-20 1969-04-18
JPS5117009A (ja) * 1974-07-31 1976-02-10 Sankyo Denki Co Ltd Yodoshikiatsushukuki
JPS5617552U (de) * 1979-07-20 1981-02-16
JPS5694898U (de) * 1979-12-21 1981-07-28

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19652754A1 (de) * 1996-12-18 1998-06-25 Asea Brown Boveri Abgasturbolader

Also Published As

Publication number Publication date
SE456687B (sv) 1988-10-24
DE3248440A1 (de) 1983-07-14
IT8224876A1 (it) 1984-06-21
JPS58135400A (ja) 1983-08-11
SE8206931D0 (sv) 1982-12-03
IT8224876A0 (it) 1982-12-21
FR2519383A1 (fr) 1983-07-08
SE8206931L (sv) 1983-07-05
IT1155033B (it) 1987-01-21
FR2519383B1 (fr) 1988-12-02
JPH0434000B2 (de) 1992-06-04

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