DE3333016C2

DE3333016C2 - Kreiselverdichter

Info

Publication number: DE3333016C2
Application number: DE3333016A
Authority: DE
Inventors: Simon S. Leningrad &Scaron;aba&scaron;ov; Vladimir V. Archipov; Chanafi I. Muratov; Gilja A. Raer; Kir B. Saranzev; Valentin G. Solovjev; Konstantin A. Telnov; Gennadij F. Velikanov
Original assignee: Proizvodstvennoe ob"edinenie "Nevskij zavod" imeni V.I. Lenina, Leningrad
Priority date: 1983-09-13
Filing date: 1983-09-13
Publication date: 1987-02-12
Also published as: DE3333016A1

Abstract

Der Kreiselverdichter umfaßt ein Gehäuse (1) vom Typ "Barrel", an dessen Längsachse ein axialer Saugstutzen (2), der an der einen Seite mit einem Saugraum (3) und an der anderen Seite mit einem an einer Welle fliegend gelagerten und an einem Druckraum (7) angeschlossenen Laufrad (4) verbunden ist, und ein Leitapparat (5), der für die Erzeugung eines Arbeitsmittelstromes dient und durch ein Tragelement sowie an dessen Umfangslinie gleichmäßig angebrachte Schaufeln (16) gebildet ist, angeordnet sind. Der Hohlraum des Gehäuses (1) ist von der Umgebung durch einen am Gehäuse (1) befestigten Deckel (9) isoliert. Die Schaufeln (16) sind am Tragelement des Leitapparates (5) starr befestigt, das sich in einem durch die Innenfläche des Deckels (9) und die Oberfläche einer am Deckel (9) befestigten Trennwand (8) begrenzten Hohlraum (19) befindet und mit einem Mittel für seine Verlagerung an der Längsachse des Kreiselverdichters ausgestattet ist. Die Schaufeln (16) befinden sich in einem achssymmetrischen, ringförmigen Kanal (17), welcher durch die Wand des Saugstutzens (2) und die Trennwand (8) mit einem durchgehenden, gegenüber den Schaufeln (16) des Leitapparates (5) befindlichen Ringspalt (18) begrenzt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kreiselverdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Am besten eignet sich die vorliegende Erfindung für die Einstellung des Förderstromes bei konstant bleibender Drehzahl des Laufrades eines Kreiselverdichters, der für die Förderung von Erdgas über Ferngasleitungen vorgesehen ist.
Heutzutage gilt weltweit im Verdichterbau die Anpassung der Kennlinie eines Kreiselverdichters mit einer konstanten Drehzahl des Laufrades an die Gasleitungskennlinie infolge der ansteigenden Forderungen an eine wirtschaftliche Gasförderung von der Gewinnungsstelle zum Verbraucher als aktuelles Problem.
Das Konstruktionsprinzip des eingangs erwähnten Verdichters ist aus der Literaturstelle "Ventilatoren", Bruno Eck, 5. Ausg. 1972, Verl. Springer, S. 358, Abb. 356 bekannt. Dieser Verdichter enthält einen entlang der Längsachse beweglichen Leitapparat, bei dem die Schaufeln starr am Tragelement befestigt sind. Die Regulierungseinrichtung kann um die Größe "S" verschoben werden. In Abhängigkeit von der Axiallage der Einrichtung kann der vorgegebene Drall des Stroms am Eingang zum Laufrad und dadurch eine Änderung der Leistungsfähigkeit des Verdichters erzielt werden.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Lösung ist die verminderte Wirtschaftlichkeit des Verdichters im optimalen Betrieb, da sich die den Drall im Strom erzeugenden Schaufeln ständig in der Fließzone befinden und zusätzliche Verluste durch Stoß und Wirbelbildung erzeugen.
Aus der DE-OS 28 28 974 ist ferner ein Verdichter bekannt, der ein Gehäuse vom Typ Barrel, an dessen Längsachse ein Saugstutzen angeordnet ist, der von einer Seite mit der Saugkammer und von der anderen Seite mit einem fliegend auf der Welle angeordneten und mit der Druckkammer verbundenen Laufrad verbunden ist, einen Leitapparat zur Bildung des Stroms des Arbeitsmediums, das in das Laufrad eintritt, und der aus einem Tragelement und Schaufeln besteht, welche am Tragelement starr befestigt und in bezug auf die Strömungsrichtung vor dem axialen Saugstutzen angeordnet sind, einen am Gehäuse befestigten Deckel und ein Mittel zur Verschiebung des Leitapparates entlang der Längsachse des Verdichters enthält.
Die Regulierung der Fördermenge des bekannten Verdichters bei konstanter Drehzahl des Laufrades wird mittels einer diskreten Verschiebung des Leitapparates entlang der Längsachse vorgenommen. Die Schaufeln des Leitapparates sind in der Länge in Abschnitte eingeteilt, wobei die Schaufeln jedes Abschnitts unter einem vorgegebenen Winkel angeordnet sind, welcher den für die geforderte Leistung notwendigen Drall des Stroms vor dem Laufrad gewährleistet. Die Breite jedes Schaufelabschnitts wurde im wesentlichen gleich der Breite des Ringkanals des Saugstutzens, der den Strom in das Rad leitet, gewählt. Die Anzahl der möglichen Laufbetriebe des Verdichters entspricht der Anzahl der Schaufelabschnitte. Der Antriebsmechanismus des Leitapparates weist eine komplizierte Hebelkinematik auf.
Der wesentliche Nachteil dieses Verdichters besteht darin, daß sich die drallerzeugenden Schaufeln ständig in der Strömung befinden, was den Wirkungsgrad des Verdichters im Optimalbetrieb herabsetzt, wenn ein Drall nicht erforderlich ist.
Außerdem ist der Regulierungsbereich klein, da er einen diskreten Charakter aufweist, weshalb dann, wenn eine fließende Regulierung erforderlich ist, diese technische Lösung nicht verwendet werden kann.
Ferner sind die Anströmwinkel an den Schaufelabschnitten des Leitapparates des Verdichters von der Leistung abhängig, was durch den Stoß beim Anströmen auf die Laufkanten der Schaufeln, die unter verschiedenen Winkeln angeordnet sind, zusätzliche Verluste hervorruft.
Außerdem ist der Leitapparat wesentlichen statischen und dynamischen Belastungen unterworfen, und zwar insbesondere beim Durchpumpen eines dichten Mediums. Demzufolge benötigt der Antriebsmechanismus eine Befestigung des Leitapparates am Antriebshebelsystem, die kein Spiel und keinen Verschleiß aufweist. Die unter diesen Umständen erforderlichen Befestigungsbedingungen in vollem Umfang zu erfüllen, ist schwierig, und es ist, infolge des Auftretens eines erhöhten Verschleißes und der Erosion der kinematischen Elemente praktisch unmöglich, eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit des Antriebsmechanismus des Leitapparates bei einem extrem hohen Gehalt von mechanischen Beimengungen im komprimierten Gas zu gewährleisten, was zu einer Verminderung der Betriebszuverlässigkeit des Verdichters führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kreiselverdichter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Schaufeln des Leitapparates aus dem Saugraum während des Betriebs des Verdichters im optimalen Betriebszustand entfernbar sind, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters und dessen Betriebssicherheit verbessert werden können.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dieser konstruktive Aufbau des Verdichters mit einstellbarem Förderstrom bei konstanter Drehzahl des Laufrades verbessert den Wirkungsgrad des Verdichters bei dessen Betrieb unter optimalen ( rechnerischen) Bedingungen, die Betriebssicherheit und das wirtschaftliche Betreiben der Ferngasleitungen dank einer Verminderung der Leistungsaufnahme des Verdichters unter nicht-theoretischen Bedingungen.
Die Verbesserung des Wirkungsgrades des Verdichters unter optimalen Betriebsbedingungen erklärt sich dadurch, daß die Schaufeln des Leitapparates aus dem achssymmetrischen ringförmigen Kanal des Strömungsteiles des Verdichters entfernt sind. Daher findet erstens keine Stromeinengung innerhalb des achssymmetrischen ringförmigen Kanals statt, die die Energieverluste erhöht; zweitens fehlen weitere Energieverluste infolge des Schlages beim Anlauf des Stromes auf die Schaufeleintrittskanten sowie Austrittskantenverluste beim Ablauf des Stromes von den Schaufeln; drittens bleiben Reibverluste infolge der Umströmung der Schaufelfläche durch den sich bewegenden Strom aus.
Infolge des Fehlens der Ursachen, welche nicht gleichförmig ablaufende Vorgänge herbeiführen, die dynamische Belastungen in dem Laufrad und den dem Laufrad nachgeschalteten Elementen bewirken, wird die Betriebssicherheit des Verdichters im optimalen Betriebszustand verbessert.
Der vorstehend beschriebene Verdichter weist einen erhöhten Wirkungsgrad unter nicht rechnerischen Bedingungen dank der starren Befestigung der Schaufeln des Leitapparates am Tragelement auf, wodurch die unveränderliche Lage der Schaufeleintrittskanten im Nullanstellwinkel zum anlaufenden Strom gesichert wird. Da die Lage der Schaufeln gegenüber dem Tragelement unter sämtlichen nicht rechnerischen Bedingungen konstant bleibt, findet die Umströmung der Schaufeln durch den anlaufenden Strom zügig und unter kleinstmöglichen Verlusten infolge der Ablösung und von Wirbeln statt, wodurch der spezifische Energieaufwand beim Gasverdichten vermindert und die Betriebssicherheit des Verdichters verbessert wird.
Es ist hierbei vorteilhaft, daß die freien Enden der Schaufeln des Leitapparates durch ein Deckband umfaßt sind, dessen Höhe in Radialrichtung im wesentlichen der Höhe des Spaltes in Radialrichtung entspricht, während der Neigungswinkel des Deckbandes zur Längsachse des Kreiselverdichters im wesentlichen dem Neigungswinkel der Trennwand zur Längsachse des Keiselverdichters entspricht.
Diese konstruktive Auslegung des Leitapparates gestattet es, im optimalen Betriebszustand des Verdichters den Ringspalt der Trennwand mit dem Deckband zu schließen und mithin eine zügige und ablösungsfreie Strombewegung im achssymmetrischen ringförmigen Kanal zu sichern, eine Verschmutzung des Hohlraums des Deckels mit Fremdkörpern an dem Erdgas und eine Erosionsabtragung der Elemente des Antriebes für den Leitapparat und der Befestigungsteile der Trennwand zu verhindern.
Es empfiehlt sich, daß die Einrichtung zur Verschiebung des Tragelementes des Leitapparates an der Längsachse des Verdichters ein an und für sich bekannter Servomotor ist, dessen Stellglied mit einem Kreuzkopf verbunden ist, der mit dem Tragelement des Leitapparates starr verbunden und zwischen der Trennwand und dem Deckel angeordnet ist.
Bei dieser konstruktiven Auslegung der Einrichtung zur Verschiebung des Leitapparates wird der letztere durch ein einziges kinematisches Mittel, also eine Stange, in Bewegung gesetzt, wodurch der Aufbau des Verdichters vereinfacht, dessen Gewicht und der Arbeitsaufwand bei der Herstellung vermindert und die Betriebssicherheit verbessert wird. Die gelenkige Verbindung der Stange des Servomotors mit dem Kreuzkopf des Leitapparates vermeidet einen Einfluß der Biegekräfte und Verdrehmomente auf die Stange und den damit verbundenen Kolben des Servomotors. Die Vereinfachung tritt ein, weil sich die Umwandlung der translatorischen Bewegung in eine Drehbewegung erübrigt.
Es ist vorteilhaft, daß die Schaufeln des Leitapparates mindestens mit einem weiteren Deckband versehen sind, wodurch ein fließendes Koppeln mit der Fläche der starren, strömungsgünstigen Zwischenwand stattfindet.
Dieser konstruktive Aufbau des Leitapparates ermöglicht es, in einem nicht rechnerischen Betriebszustand des Verdichters den Ringspalt der Trennwand mit dem Deckband zu schließen und damit eine zügige und ablösungslose Strombewegung im achssymmetrischen ringförmigen Kanal zwischen den Schaufeln sicherzustellen und die Verschmutzung des Deckelhohlraums mit im Erdgas enthaltenen Fremdkörpern sowie eine Erosionabtragung der Elemente des Antriebes für den Leitapparat und der Befestigungsteile der Trennwand zu verhindern.
Der gemäß der Erfindung ausgebildete Kreiselverdichter mit einstellbarem Förderstrom und konstanter Drehzahl des Laufrades von 4800 U/min zeichnet sich im optimalen Betriebszustand durch einen Förderstrom von 394 m³/min (bei einem Druck des in den Saugraum einströmenden Erdgases von 6,2 MPa und dessen Temperatur von 31,6°C) bei einem Druck des aus dem Druckraum ausströmenden Erdgases von 7,6 MPa, eine Leistungsaufnahme von 9700 kW und einen polytropen Wirkungsgrad von 87% aus.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Kreiselverdichter, bei dem die Schaufeln des Leitapparates eine Lage einnehmen, bei der der Förderstrom des Verdichters minimal ist, im Längsschnitt;
Fig. 2 eine Einheit A der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 die Einheit A der Fig. 1 mit einem zusätzlichen Deckband in vergrößertem Maßstab;
Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Kreiselverdichter, bei dem die Schaufeln des Leitapparates eine Lage einnehmen, bei welcher der Förderstrom des Kreiselverdichters optimal ist, im Längsschnitt;
Fig. 5 eine Einheit B der Fig. 4 in vergrößertem Maßstab und
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 2, aus welchem das Profil der Schaufeln des Leitapparates, das durch einen anlaufenden Strom umströmt wird, erkennbar ist, in vergrößertem Maßstab.
Der Kreiselverdichter umfaßt ein Gehäuse 1 (Fig. 1) vom Typ "Barrel", an dessen Längsachse ein axialer Saugstutzen 2, welcher an der einen Seite mit einem Saugraum 3 und an der anderen Seite mit dem Strömungsteil eines Laufrades 4 verbunden ist, und einen Leitapparat 5 für die Erzeugung eines Stromes eines Arbeitsmittels wie z. B. des Erdgases, das ins Laufrad 4 einströmt, angeordnet sind.
Der Saugraum 3 ist durch die Wand des axialen Saugstutzens 2, die Wand 6 eines Druckraumes 7, die Innenfläche des Gehäuses 1 und eine Trennwand 8, die an einem mit dem Gehäuse 1 verschraubten Deckel 9 befestigt ist, begrenzt. Für die Aufnahme einer durch das Druckgefälle zwischen dem Druckraum 7 und dem Saugraum 3 verursachten und auf die Wand 6 einwirkenden Kraft sind Versteifungsrippen 10 vorgesehen, durch welche die Wand 6 mit dem Deckel 9 verbunden ist. Das Laufrad 4 mit Schaufeln 11 ist an einer Welle 12 fliegend und koaxial zum Gehäuse 1 gelagert. Der Durchmesser der Eintrittsöffnung des Laufrades 4 entspricht dem des axialen Saugstutzens 2. Der Austritt des Laufrades 4 ist über einen Diffusor 13 mit dem Druckraum 7 verbunden.
Die Vorderwand des axialen Saugstutzens 2 ist mit einer Stromlinienverkleidung 14 versehen.
Der Leitapparat 5 ist durch ein Tragelement in Form einer Scheibe 15 und Schaufeln 16 gebildet, welche an der Umfangslinie der Scheibe 15 gleichmäßig und - in Laufrichtung des Arbeitsmittelstromes gesehen - vor dem axialen Saugstutzen 2 in einem achssymmetrischen ringförmigen Kanal 17 angeordnet sind. Der Kanal 17 ist durch die Wand des axialen Saugstutzens 2 und die Trennwand 8 begrenzt. Die Trennwand 8 weist einen durchgehenden Spalt 18 (Fig. 2) auf, der gegenüber den Schaufeln 16 des Leitapparates 5 angeordnet ist. Die Schaufeln 16 sind an der Scheibe 15 starr befestigt, die sich in einem Hohlraum 19 (Fig. 1) befindet, welcher durch die Innenfläche des Deckels 9 und die Oberfläche der Trennwand 8 begrenzt ist. Die Scheibe 15 des Leitapparates 5 verfügt über eine Einrichtung für dessen Verschiebung entlang der Längsachse des Verdichters in Form eines Servomotors 20. Innerhalb des Gehäuses 21 des Servomotors 20 befindet sich ein Kolben 22 mit einer Stange 23. Eine Trennwand 24 trennt den Hohlraum 25 mit dem darin befindlichen Kolben 22 von dem Hohlraum 26, der für die Sammlung der eventuellen Leckverluste des Arbeitsmittels des Verdichters und der Kraftflüssigkeit des Servomotors 20 dient.
Die Stange 23 ist mit dem einen Ende an dem Kolben 22 und mit dem anderen an einem Kreuzkopf 27 angelenkt, der im Anguß 28 der Wand des Deckels 9 angeordnet ist. Der Kreuzkopf 27 ist einstückig mit der Scheibe 15 des Leitapparates 5 hergestellt. Für die Verhinderung eines Durchdrehens des Kreuzkopfes 27 um die Längsachse des Verdichters ist ein Keil 29 vorgesehen. Befestigungsteile 30 verbinden die Trennwand 8 mit dem Anguß 28 des Deckels 9.
Die freien Enden der Schaufeln 16 des Leitapparates 5 sind mit einem Deckband 31 umfaßt, dessen Höhe h in Radialrichtung im wesentlichen der Höhe H des Spaltes 18 in Radialrichtung entspricht, während der Neigungswinkel α ₁ des Deckbandes 31 zur Längsachse des Verdichters im wesentlichen dem Neigungswinkel α ₂ der Trennwand 8 zur Längsachse des Verdichters entspricht.
Jede Schaufel 16 ist mindestens mit einem weiteren Deckband 31 a versehen. Die Höhe h des Deckbandes 31 a in Radialrichtung entspricht im wesentlichen der Höhe H des Spaltes 18 in Radialrichtung, während der Neigungswinkel α ₁ des Deckbandes 31 a zur Längsachse des Verdichters im wesentlichen dem Neigungswinkel α ₂ der Trennwand 8 zur Längsachse des Verdichters entspricht.
Die Wirkungsweise des Kreiselverdichters ist wie folgt.
Beim Betreiben mit einem minimalen Förderstrom gelangt der Erdgasstrom aus dem Saugraum 3 (Fig. 1) in den achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17 und gewinnt unter Umströmung der Schaufeln 16 des Leitapparates 5 an einer Geschwindigkeitsumfangskomponente, deren Richtung sich mit der Drehrichtung des Laufrades 4 deckt. Danach bewegt sich der Strom über den axialen Saugstutzen 2 und gelangt ins Laufrad 4. Durch die Übereinstimmung der Richtung der Projektion des Vektors für die absolute Geschwindigkeit auf die Richtung des Umfangsgeschwindigkeitsvektors mit der Richtung des Umfangsgeschwindigkeitsvektors des Laufrades 4 fällt der durch das Laufrad 4 erzeugte Druck nach der bekannten Eulerschen Gleichung ab. Da die Schaufeln 16 an der Scheibe 15 ortsfest befestigt und die Eintrittskanten der Schaufeln 16 ständig unter einem Nullanstellwinkel zu dem mit der Geschwindigkeit V anlaufenden Strom (Fig. 6) angeordnet sind, erfolgt die Umströmung der Schaufeln 16 durch den anlaufenden Strom zügig und unter Minimalverlusten infolge der Ablösung und der Wirbel, was den spezifischen Energieaufwand für die Gasverdichtung vermindert und die Zuverlässigkeit des Verdichters verbessert. Fig. 1 zeigt den Kolben 22 des Servomotors 20 in seiner rechten Endstellung, bei welcher der einstückig mit der Scheibe 15 des Leitapparates 5 hergestellte Kreuzkopf 27 für die Arbeitslage der Schaufeln 16 sorgt, die einem Minimalförderstrom des Verdichters entspricht. Hierbei nimmt der Umfangsteil (Fig. 2) der Scheibe 15, an welchem die Schaufeln 16 des Leitapparates 5 befestigt sind, eine solche Lage im Spalt 18 der Trennwand 8 ein, daß sich der Strom im achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17 zwischen den Schaufeln 16 zügig und ohne Ablösung bewegt.
Beim Betreiben des Verdichters mit dem optimalen Förderstrom (Fig. 4) nimmt der Kolben 22 des Servomotors 20 die linke Endstellung ein, in die die Stange 23 den einstückig mit der Scheibe 15 des Leitapparates 5 hergestellten Kreuzkopf 27 entlang der Längsachse des Verdichters verschiebt.
Bei ihrer Bewegung entfernt die Scheibe 15 die Schaufeln 16 aus dem ringförmigen Kanal 17 durch den Spalt 18 (Fig. 5) und führt sie in den Hohlraum 19 ein. Der Erdgasstrom gelangt aus dem Saugraum 3 (Fig. 4) in den achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17 und dann ferner in den axialen Saugstutzen 2 und das Laufrad 4. Dadurch, daß die Schaufeln 16 des Leitapparates 5 aus dem achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17 des Strömungsteiles des Verdichters entfernt sind, fehlen eine die Energieverluste erhöhende Stromeinengung innerhalb des achssymmetrischen, ringförmigen Kanals 17. Verluste infolge des Schlages beim Anlauf des Stromes auf die Schaufeleintrittskanten, Austrittskantenverluste beim Ablauf des Stromes von den Schaufeln, Reibungsverluste bei der Umströmung der Schaufelfläche durch den sich bewegenden Strom und nicht gleichförmig ablaufende Vorgänge, welche dynamische Belastungen im Laufrad 4, dem Diffusor 13, den Lagern und den Dichtungen des Verdichters (nicht gezeigt) bewirken. Die oben genannten Einflußgrößen verbessern den Wirkungsgrad und die Betriebssicherheit des Verdichters im optimalen Betriebszustand.
Das Deckband 31 der Schaufeln 16 schließt den Spalt 18 der Trennwand 8, sichert eine zügige und ablösungslose Bewegung des Stromes im achssymmetrischen ringförmigen Kanal 17 und schließt eine Verschmutzung des Hohlraumes 19 des Deckels 9 durch im Erdgas enthaltene Fremdkörper sowie eine Erosionsabtragung der Elemente des Antriebes für den Leitapparat und der Befestigungsteile der Trennwand aus.
Beim Betreiben des Verdichters mit einem Förderstrom, der geringer ist als der optimale Förderstrom und höher als der minimale, nimmt der Kolben 22 des Servomotors 20 eine Zwischenlage ein, in der die Stange 23 (Fig. 4) den Kreuzkopf 27 aus der linken Endstellung nach rechts an der Längsachse des Verdichters bewegt. Die Scheibe 15 (Fig. 3) entfernt bei ihrer Verlagerung die Schaufeln 16 aus dem Hohlraum 19 durch den Spalt 18 und führt sie in den achssymmetrischen ringförmigen Kanal 17 ein. Das Deckband 31 a der Schaufeln 16 schließt den Spalt 18 der Trennwand 8 und gewährleistet eine zügige und ablösungslose Umströmung des im achssymmetrischen ringförmigen Kanal 17 befindlichen Schaufelbereiches.
Ein Teil des Erdgasstromes gelangt aus dem Saugraum 3 (Fig. 4) in den achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17, umströmt teilweise die Schaufelfläche und gewinnt an einer Geschwindigkeitsumfangskomponente, deren Richtung sich mit der Drehrichtung des Laufrades 4 deckt.
Der andere Stromteil durchläuft den achssymmetrischen, ringförmigen Kanal 17 unter Umgehung der Schaufeln 16. Der durch die Schaufeln 16 verdrillte Strom verleiht, indem er sich mit dem unverdrillten Strom vereinigt, dem pauschalen Strom eine Geschwindigkeitsumfangskomponente, deren Vektor größer ist als der Vektor der Geschwindigkeitsumfangskomponente des Stromes, der dem minimalen Förderstrom des Verdichters entspricht. Der pauschale Strom gelangt, indem er sich über den axialen Saugstutzen 2 bewegt, dann ins Laufrad 4. Infolge der Übereinstimmung der Richtung der Projektion des Vektors für die absolute Geschwindigkeit des pauschalen Stromes auf die Richtung des Umfangsgeschwindigkeitsvektors mit der Vektorrichtung der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrades 4 geht der durch das Laufrad 4 erzeugte Druck nach der Eulerschen Gleichung zurück.
Der Kreiselverdichter mit einstellbarem Förderstrom und konstanter Drehzahl des Laufrades verbessert bedeutend die Wirtschaftlichkeit des Betreibens von Gasleitungen dank der Anpassung seiner Kennlinie an die eines nachgeschalteten oder parallel geschalteten Verdichters sowie an die Kennlinie des Netzes.
Hinzu kommt, daß die spezifische Leistungsaufnahme beim Gasverdichten sowohl unter optimalen Betriebsbedindungen dank der Verhinderung des Drosseleffektes bei den im Saugstutzen konstant bleibenden Leitschaufeln der bekannten Verdichter, als auch unter von dem rechnerischen Betriebszustand abweichenden Bedingungen dank der Ausschließung der Schlagarbeit der Schaufeln bei deren Umströmung durch den Strom am Eintritt sowie dadurch, daß die Eintrittskanten der Schaufeln im Bereich der geringen Strömungsgeschwindigkeiten angeordnet sind, abnimmt.
Fernerhin bietet sich ein weiter Bereich für die Einstellung des Förderstromes des Verdichters durch die Anwendung der zusätzlichen Deckbänder im Leitapparat an, welche die Fläche jeder Schaufel in Richtung zu deren Längsachse hin in dem Förderstrom des Verdichters proportionale Teile einteilen.
Schließlich erzielt man eine Vereinfachung des Aufbaues des Leitapparates, der für den Stromdrall sorgt, eine Verminderung seines Gewichtes, seiner Abmessungen und seines Arbeitsaufwandes und eine Verbesserung seiner Herstellbarkeit.

Claims

1. Kreiselverdichter

- mit einem Gehäuse (1) vom Typ "Barrel", an dessen Längsachse ein axialer Saugstutzen (2) angeordnet ist, der an der einen Seite mit einem Saugraum (3) und an der anderen Seite mit einem an einer Welle (12) fliegend gelagerten und an einen Druckraum (7) angeschlossenen Laufrad (4) verbunden ist,

- mit einem entlang der Gehäuselängsachse angeordneten Leitapparat (5), der für die Erzeugung eines das Laufrad (4) beaufschlagenden Arbeitsmittelstromes dient und ein Tragelement (15) sowie an dessen Umfangslinie gleichmäßig und starr angebrachte und - in Laufrichtung des Stromes gesehen - vor dem axialen Saugstutzen (2) befindliche Schaufeln (16) aufweist,

- mit einem am Gehäuse (1) befestigten Deckel (9) und

- mit einer Einrichtung zur Verschiebung des Leitapparates (5) entlang der Längsachse des Verdichters,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das tragende Element (15) des Leitapparates (5) in einem Hohlraum (19) angeordnet ist, der durch die Innenfläche des Deckels (9) und die Fläche einer am Deckel (9) befestigten, starren, strömungsgünstigen Trennwand (8) begrenzt wird und

- daß die Schaufeln (16) des Leitapparates (5) in einem ringförmigen, achssymmetrischen Kanal (17) untergebracht sind, der durch die Wand des Saugstutzens (2) und die Trennwand (8) mit einem durchgehenden, gegenüber jeder der Schaufeln (16) des Leitapparates (5) befindlichen Spalt (18) begrenzt ist.

2. Kreiselverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Schaufeln (16) des Leitapparates (5) von einem Deckband (31) umfaßt sind, dessen Höhe (h) in Radialrichtung im wesentlichen der Höhe (H) des Spaltes (18) in Radialrichtung entspricht, während der Neigungswinkel (α ₁) des Deckbandes (31) zur Längsachse des Kreiselverdichters im wesentlichen dem Neigungswinkel (α ₂) der Trennwand (8) zur Längsachse des Kreiselverdichters entspricht.

3. Kreiselverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verschiebung des Tragelements des Leitapparates (5) entlang der Längsachse des Kreiselverdichters einen Servomotor (20) darstellt, dessen Stellglied mit einem Kreuzkopf (27) verbunden ist, der mit dem Tragelement des Leitapparates (5) starr verbunden und zwischen der Trennwand (8) und dem Deckel ( 9) angebracht ist.

4. Kreiselverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (16) des Leitapparates (5 ) mindestens mit einem weiteren Deckband (31 a) versehen sind, wodurch ein fließendes Koppeln mit der Fläche der starren, strömungsgünstigen Zwischenwand (8) stattfindet.