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Einrichtung an den Rädern von mehrstufigen Kreiselverdichtern zur
Verdichtung von Sattdampf bis zur Verflüssigung. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
an den Rädern von mehrstufigen Kreiselverdichtern zur Verdichtung von Sattdampf
bis zur Verflüssigung.
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Die zur Zeit bekannten mehrstufigen Kreiselverdichter können ausgedehnte
Kompressionen nicht erzeugen, weil sie nicht gestatten, eine große Verminderung
des spezifischen Volumens des Flüssigkeitsgemenges zu erzielen, welches die sich
in Umdrehung befindlichen Kanäle bei der erforderlichen hohen Geschwindigkeit durchströmt,
und zwar weil diese ein Zurückströmen des Gemenges in solchen Fällen verhindern,
in denen das spezifische Volumen des Gemenges äußerst verringert werden muß, wie
z. B. wenn sich das Gemenge von einem luftförmigen in einen flüssigen Zustand im
Verdichter selbst umwandeln muß.
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Diese Nachteile werden durch vorliegende Erfindung beseitigt.
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Die neue Einrichtung zeigt Räder, auf deren Kränzen nach der Ansaugeseite
hin ein oder mehrere Kanäle für den Durchgang des Gemenges angebracht sind und Zonen
aufweisen, die keine Kanäle haben. jeder Kanal hat in seinem äußeren Teile eine
radiale Richtung und ist zum Radius nach innen hin geneigt. Er besitzt ferner aufeinanderfolgende
Durchtrittsquerschnitte normal zur Bewegungsrichtung, die veränderlich sind, um
jedes Kilogramm des Gemenges, das ihn durchströmt, zu veranlassen, ein bestimmtes
Volumen (je nach dem Druck und der Geschwindigkeit) anzunehmen, und zwar nach dem
Gesetz der isothermischen oder adiabatischen Kompression der permanenten Gase oder
nach dem Gesetz der adiabatischen Kompression der gesättigten Dämpfe. Die Kanäle
sind nach der Niederdruckseite hin durch Dichtungsringe begrenzt, die in feste Scheidungswände
eingeschraubt sind, wobei die Dichtungsringe von außen verstellt werden können,
um mit den Kränzen der Räder eine vollkommene Abdichtung zu erzielen.
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Die Erfindung ist beispielsweise in einer Ausführungsform in der Zeichnung
dargestellt. Abb. r ist ein vertikaler Längsschnitt des Kreiselverdichters; Abb.
2 ist ein Querschnitt nach der Linie B-B von Abb. z ; Abb. 3 ist ein Querschnitt
nach der Linie C-C von Abb. z; Abb. 4. bis 8 sind teilweise Querschnitte durch das
2. bis 6. Rad des Kreiselverdichters; Abb. 9 ist eine teilweise Ansicht einer festen
Scheidewand des Kreiselverdichters; Abb. to ist ein Querschnitt durch eine feste
Scheidewand; Abb. ix ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie D-D von Abb.
so ; Abb. 12 ist ein Schnitt in größerem Maßstabe.
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Wie aus Abb. z hervorgeht, besitzt der Verdichter zwei zur Mittelebene
angeordnete symmetrische Gruppen von je sieben Rädern, derart, daß die achsialenPressungen
aufgehobenwerden. Das zu verdichtende Gemenge wird durch das Rohr 3 angesaugt und
wird in zwei gleiche Mengen geteilt, die je nach den Querschnitten CC und
CC der äußersten Räder gedrückt werden. Von diesen strömt das Gemenge in die zu
den Oüerschnitten CC und CC tangential gelagerten Leitungen 6, 6.
In
der in. der Zeichnung dargestellten Aus-Führungsform ist- der Verdichter dazu bestimmt,
adiabatisch ein Gemenge von Dampf und Wasser zu verdichten, das bei seinem Eintritt
etwa 85 Prozent an Gewichtsteilen Wasser enthält und beim Austritt fast vollständig
in Wasser umgewandelt worden ist.
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=o, =o' sind die Fundamentplatten des Verdichters; i ist die Welle
des Verdichters, 2, 2 sind die Wellenlager, 5, 5 -sind Stopfbüchsen, 5', 5' Spezialdichtungsvorrichtungen;
q. ist das Verdichtungsgehäuse, 8, 8 sind Zerstäuber für die Zerstäubung von in
den Verdichter eingespritztem Wasser.
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Jedes Rad besteht aus einer Nabe =i, aus einem scheibenförmigen Teile
12 und aus einem Radkranze =q., der nach der Ansaugeseite des Verdichters hin drei
Vorsprünge aufweist.
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Abb. q. stellt einen teilweisen Querschnitt des letzten Rades dar.
Auf dem Radkranz sind die nach vorn abgebogenen Kanäle 13 angebracht, durch welche
das Gemenge infolge der ihm erteilten Zentrifugalwirkung tritt. Die Durchtrittsquerschnitte
der Kanäle 13 verändern sich (Abb. 3) von a bis b im Verhältnis der
Geschwindigkeit und des Druckes des Gemenges in jedem Querschnitt derart, daß das
Gemenge genötigt wird, ein spezifisches Volumen anzunehmen, das nach. dem Gesetz
der adiabatischen Kompression der gesättigten Dämpfe dem Druck entspricht, welcher
in dem in Frage kommenden Querschnitt herrscht.
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Die Abb. 5 bis g zeigen die teilweisen Ansichten des 2. bis 6. Rades.
Die Räder des Verdichters besitzen, wie auch Abb. x zeigt, Kränze mit Kanälen, die
von Rad zu Rad in Zahl und Höhe sich verändern (achsiale Weite g bis g, Abb. i)
; jeder Kanal ist jedoch so bemessen, daß die Volumenumwandlung des Druckes und
der Gewichtsmenge in Wasser des Gemenges dem Gesetze der adiabatischen Kompression
entspricht.
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Abb. 2 zeigt die Saugleitung 3 und das innere Turbinenrad.
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Die festen Scheidewände 15, 15 (s. Abb. i, g bis i2) verhüten
das Rückströmen des zu verdichtenden Gemenges und bestehen aus zwei oder mehr Segmenten,
die am Gehäuse befestigt sind. Durch diese Scheidewände, die zwischen je zwei aufeinanderfolgenden
Rädern angebracht sind, wird das Druckmittel von dem einen zum anderen Radei geführt.
Die Abdichtung zwischen den Radkränzen und den Scheidewänden wird durch die achsial
von außen verstellbaren Dichtungsringe 16 gesichert, die in die Scheidewände eingeschraubt
sind, wie in Abb. =o bis i2 angedeutet ist, und die in bezug auf die Radkränze die
Stellung einnehmen, wie in Abb. i dargestellt ist. Jeder Dichtungsring 16 (Abb.
=i) ist durch einen Arm 17 und ein Gelenk 18 mit einer Spindel =g in der Weise verbunden,
daß die Spindel .mittels Schlüssels oder Handrades gedreht werden kann. Auf diese
Weise kann der Ring 16 auch während des Betriebes von außen verdreht und so mehr
oder weniger dem entsprechenden Radkranz genähert oder von ihm entfernt werden.
In Abb. =i und 12 ist das Gewinde i des Ringes 16 angedeutet. Ein übermäßiges Annähern
der Ringe der Radkränze kann mit Hilfe eines Thermometers 24 durch die Temperaturerhöhung
festgestellt werden. Jeder Ring ist-zweckmäßig in so viel Sektoren eingeteilt, wie
die Scheidewand Teile aufweist. Die Scheidewände 15, i5 haben nach der Niederdruckseite
hin nach vorwärts gekrümmte Leitschaufeln 7 (Abb. i und g), die den Zweck haben,
das Gemenge von dem Umfang jedes Rades nach der Mitte des folgenden Rades zu leiten.
Diese Leitschaufeln sind auf der inneren Seite radial gerichtet und bilden feste
Führungskanäle für das Gemenge, die einen umgekehrten Verlauf haben gegenüber den
sich drehenden Kanälen, wie durch Aufeinanderlegen der Abb. 8 auf Abb. g ersichtlich
ist.
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In den ersten sechs Rädern jeder Gruppe, von der Mittellinie B-B aus
gerechnet, bewegt sich das Gemenge bei seinem Austritt aus den sich drehenden Rädern
in einer Schraubenbewegung, die sich von einem Rad zum nächstfolgenden erstreckt.
In den beiden äußersten Leitschaufeln 7 ist der Verlauf des Gemenges spiralförmig,
ähnlich wie bei den Ventilatoren. Von diesen Schaufeln gelangt das Gemenge in die
tangentialen Kanäle 6, 6 und hierauf in einen Behälter,