DE671913C - Ein- oder mehrgehaeusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem aussenliegenden Zwischenkuehler - Google Patents

Ein- oder mehrgehaeusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem aussenliegenden Zwischenkuehler

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DE671913C
DE671913C DEE49755D DEE0049755D DE671913C DE 671913 C DE671913 C DE 671913C DE E49755 D DEE49755 D DE E49755D DE E0049755 D DEE0049755 D DE E0049755D DE 671913 C DE671913 C DE 671913C
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housing
axial
radial
intercooler
axial compressor
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DEE49755D
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Escher Wyss Maschinenfabriken GmbH
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/02Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal
    • F04D17/025Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps having non-centrifugal stages, e.g. centripetal comprising axial flow and radial flow stages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Ein- oder mehrgehäusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem audenliegenden Zwischenkühler Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrgehäusigen, vielstufigen Axialverdichter mit mindestens einem außenliegenden Zwischenkühler.
  • Bekanntlich strebt man bei Gas- und Luftverdichtern danach, eine möglichst isothermische Verdichtung zu erreichen, da dann bei gegebenen Druckverhältnissen die aufzuwendende Verdichtungsarbeit am kleinsten ist. Dieses Ziel wird unter anderem dadurch zu erreichen versucht, daß nach einzelnen Stufen oder Stufengruppen Zwischenl"ühler eingeschaltet werden. Je mehr Zwischenkühler verwendet werden, desto näher kann man dem angestrebten Ziele isothermischer Verdichtung kommen. Bei wachsender Zwischenkühlerzahl werden jedoch die Verluste beim Ein- und Austritt in die bzw. aus den Kühlern -und beim Ein- und Austritt in die bzw. aus den Maschinenteilen auch groß, so daß eine Erhöhung der Zwischenkühleranzahl über einen bestimmten Wert hinaus keine wirtschaftlich noch tragbare Verbesserungsmöglichkeit mehr ergibt. Derartige Verluste machen sich bei vielstufigen Axialverdichtern mit außenliegenden Zwischenkühlern besonders bemerkbar, weil dann die aus dem Verdichtergehäuse abzuführende Strömung von der axialen Durchströmrichtung in eine im wesentlichen radiale umzulenken ist. Will man seine solche Umlenkung nun in gewohnter Weise mittels entsprechend geformter Krümmergehäuse erreichen, so ist dazu viel Platzerforderlich. Zudem ist eine solche Umlenkung von der axialen in .eine radiale oder angenähert radiale Richtung mit großen, unerwünschten Verlusten verbunden, weil besonders bei. Axialverdichtern die Durchströmgeschwindigkeiten im Vergleich zu den Radumfangsgeschwindigkeiten groß sind.
  • Um die erwähnten Mängel zu beheben, erfolgt nun bei einem Axialverdichter der eingangs erwähnten Art gemäß vorliegender Erfindung die Umlenkung der axialen Durchtrittsströmung in die Zuleitung zum Zwischenkühler mittels eines Hilfsschleuderrades. Die Umlenkung erfolgt also unter Arbeitsleistung durch das Hilfsschleuderrad, letzteres allerdings nur so weit, als @es für seine Umlenkung auf kleinstem Raum nötig ist. Infolge der Einwirkung des Hilfsrades auf das Arbeitsmittel erhält dieses eine drehende Bewegung in einer Ebene, die, je nachdem dieses Rad als reines Radial- oder Halbradialrad ausgebildet ist, d. h. je :nach der Größe der Radialkomponente der Strömung am Austritt aus diesem Hilfsrad, mehr oder -weniger senkrecht zur Maschinenachse steht. Diese Drehbewegung kann in der an das Hilfsrad sich anschließenden Zuleitung zum Zwischenkühler, welche zweckmäßig als ein als Diffusor wirkendes Spiralgehäuse ausgebildet ist, teilweise in Druck umgewandelt werden.
  • Da das Hilfsschleuderrad von den vorhergehenden Axialstufen bereits mit großer Einlaufgeschwindigkeit beaufschlagt wird, kann es mit gutem Wirkungsgrad arbeiten, so daß also auch der Übergang in den Zwischenkühler fast ohne Verluste vor sich geht. Die Bauart nach der Erfindung bedingt somit neben einer bedeutenden Platzersparnis und einfachen Bauweise eine wesentliche Verlustverringung bei zwischengekühlten Axialverdichtern.
  • Es sind allerdings bereits vielstufige Turboverdichter bekannt, welche sich aus in einem einzigen Gehäuse angeordneten axialen und radialen Rädern aufbauen. Dabei sind selbst Bauarten dieser Art bekannt, bei denen ein Radialrad zwischen Gruppen von Axialstufen geschaltet ist. Bei den betreffenden Maschinen war jedoch nie eine Zwischenkühlung vorgesehen, so daß das Arbeitsmittel während des ganzen Verdichtungsvorganges, das Maschinengehäuse nie zu verlassen hatte. Zweck der betreffenden zwischen- oder nachgeschalteten Radialräder oder Gruppen solcher Räder neben den Axialstufen war lediglich, erstens im Gebiete niedriger Drücke und großer Volumina die für solche Verhältnisse günstigeren Axialräder zu verwenden und im Hochdruckteil, d. h. bei größerer Dichte, die gewöhnlichen Radialräder. Der ganze Verdichter kannte infolgedessen kleiner gebaut werden, weil die Axialstufen keinen Platz für große radiale Diffusoren beanspruchen. Zweitens erwartete man vor allem von einer abwechslungsweisen Verwendung von radialen und axialen Stufen eine Verlagerung oder gar Verhinderung der soggenannten Pumpgrenze. Im Gegensatze hierzu wird mit vorliegender Erfindung nur in Verbindung mit Zwischenkühlern bezweckt, auf geringstem Raum mit Hilfe zwischengeschalteter Hilfsschleuderräder eine verlustfreie Um- 'und Zulenkung zum Kühler sowie allenfalls auch noch eine Rückgewinnung von kinetischer Austrittsenergie zu Herreichen und so die axiale Bauart auch für den Betrieb mit Zwischenkühlung geeignet zu machen.
  • Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar ist Fig. i teilweise ein. Längsschnitt und teilweise eine Ansicht eines eingehäusigen, vielstufigen Axialverdichters mit zwei Zwischenkühlern, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i und Fig. 3 eine in bezug auf Fig. i von links gesehene Endansicht des Verdichters.
  • i, 2 und 3 bezeichnen drei Gruppen hintereinandergeschalteter Axialstufen eines eingehäusigen Verdichters. Ferner bezeichnet ¢ den Saug-, 5 den Druckstutzen und 6 das Gehäuse dieses Verdichters. 7 und 8 sind zwei außerhalb des Gehäuses 6 angeordnete, zwi schon die Stufengruppen i, 2 bzw. 2, 3 geschaltete Zwischenkühler. Die Zuleitung zum Zwischenkühler 7 ist mit 9 und die das Arbeitsmittel aus diesem Zwischenkühler 7 der Stufengruppe 2 zurückführende Leitung mit io bezeichnet, während die Zuleitung zum Zwischenkühler 8 mit i i und die das Arbeitsmittel aus diesem Kühler der Stufengruppe 3 zurückführende Leitung mit 12 bezeichnet ist. Die Umlenkung der axialen Durchtrittsströmung in die Zuleitung 9 zum Zwischenkühler 7 und in die Zuleitung i i zum Zwischenkühler 8 erfolgt je mittels eines radialen Hilfsschleuderrades 13 bzw. 14. Diese Räder 13, i q. ermöglichen auf kleinstem Raume und bei möglichst kleinen Verlusten eine Umlenkung des Arbeitsmittels in die Zuleitungen 9, 11, -wobei sie erst noch imstande sind, dem Arbeitsmittel während der Umlenkung Leistung abzugeben. In diesen Schleuderrädern 13, 14 -wird dem Arbeitsmittel eine drehende Bewegung in Ebenen senkrecht zur Maschinenachse erteilt. Um diese Bewegungen in den Zuleitungen 9, i i zu den Zwischenkühlern 7 bzw. 8 in Druck umzusetzen, werden diese Zuleitungen zweckmäßig wenigstens auf seinem Teil ihrer Ausdehnung als als Diffusoren wirkende Spixalgehäuse ausgebildet.
  • Auf der Austrittsseite eines solchen Hilfsschleuderrades und vor dem Eintritt in die als Spiralgehäuse ausgebildete Zuleitung kann in bekannter Weise noch :ein Diffusor vorgesehen werden.
  • Die Erfindung läßt sich .auch anwenden, wenn die verschiedenen axialen Stufen in verschiedenen Gehäusen untergebracht sind und wenn in Verbindung mit jedem dieser Gehäuse mindestens ein außenliegender Zwischenkühler vorgesehen ist.
  • An Stelle von Hilfsschleuderrädern, die als reine Radialräder ausgebildet sind, bei denen also die Strömung am Austritt in seiner Ebene senkrecht zur Maschinenachse verläuft, können auch Hilfsschleuderräder vorgesehen werden, welche die Strömung in Ebenen. weniger als um 9o° umlenken, dieser aber immer ;noch .eine Radialkomponente mit der damit verbundenen Schleuderwirkung aufzwingen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Ein- oder mehrgehäusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem außenliegenden Zwischenkühler, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Umlenkung der axialen Durchtrittsströmung in die Zuleitung zum Zwischenkühler mittels eines Hilfsschleuderrades (I3, 1q.) geschieht.
DEE49755D 1936-10-26 1937-05-23 Ein- oder mehrgehaeusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem aussenliegenden Zwischenkuehler Expired DE671913C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
CH189934T 1936-10-26

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DE671913C true DE671913C (de) 1939-02-16

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ID=4436622

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DEE49755D Expired DE671913C (de) 1936-10-26 1937-05-23 Ein- oder mehrgehaeusiger, vielstufiger Axialverdichter mit mindestens einem aussenliegenden Zwischenkuehler

Country Status (6)

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US (1) US2161517A (de)
CH (1) CH189934A (de)
DE (1) DE671913C (de)
FR (1) FR826453A (de)
GB (1) GB478498A (de)
NL (1) NL43877C (de)

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CH189934A (de) 1937-03-31
FR826453A (fr) 1938-03-31
NL43877C (de) 1938-07-16
US2161517A (en) 1939-06-06
GB478498A (en) 1938-01-19

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