DE876285C

DE876285C - Ring compressor

Info

Publication number: DE876285C
Application number: DES3489D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr-Ing Oesterlen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1940-09-29
Filing date: 1940-09-29
Publication date: 1953-05-11

Description

Ringverdichter Es sind Umlaufverdichter mit Seitenkanal für Gase und Dämpfe bekannt, die auch als Vakuumpumpe arbeiten können und bei denen die inneren Begrenzungswände des Laufrades und Seitenkanals einen ringförmigen Drehhohlraum um die Laufradachse bilden, der im Seitenkanal zwischen der EinlaB- und Auslafiöffnung unterbrochen ist und in dem das Gas oder der Dampf von der EinlaB- bis zur Auslaßöffnung in kreisender Bewegung um die Mittellinie des Ringes mehrmals aus dem Seitenkanal zwischen die Schaufeln ein- und aus dem Laufrad wieder in den Seitenkanal austritt, wobei durch Massenkräfte des kreisenden Fördermittels und die Schleppkraft der Laufradschaufelung die Förderhöhe entsteht.Ring compressors These are rotary compressors with a side channel for gases and Known vapors, which can also work as a vacuum pump and in which the internal Boundary walls of the impeller and side channel form an annular rotating cavity around the impeller axis, the one in the side channel between the inlet and outlet openings is interrupted and in which the gas or steam from the inlet to the outlet opening in a circular motion around the center line of the ring several times from the side canal enters between the blades and exits the impeller back into the side channel, whereby by inertia forces of the circulating conveying means and the drag force of the impeller blades the funding amount arises.

Die Abb. i und a zeigen schematisch die Ausführung eines solchen Umlaufverdichters mit einem geschlossenen ringförmigen Arbeitsraum, wobei a das Laufrad mit .den Schaufeln b, und d der Seitenkanal ist. Der Seitenkanal ist bei e, f, g, h unterbrochen, und es liegen dort der Haupteintrittsstutzen l und der Hauptaustrittsstutzen m. Die kreisende Bewegung des Fördermittels ist durch die Pfeile o, i, z, 3 in Abb. i angedeutet. Diese kreisende Bewegung setzt sich mit der Umfangsströmung vom Hauptein- bis zum Hauptaustritt zu einer schraubenförmigen Strömung zusammen, die in Abb. z durch die gestrichelte, mit Pfeilen versehene Linie gekennzeichnet ist.Figs. I and a show schematically the design of such a rotary compressor with a closed annular working space, where a is the impeller with .den blades b, and d is the side channel. The side channel is interrupted at e, f, g, h , and the main inlet connection l and the main outlet connection m are located there. The circular movement of the conveying means is indicated by the arrows o, i, z, 3 in Fig. I. This circular movement is combined with the circumferential flow from the main inlet to the main outlet to form a helical flow, which is indicated in Fig. Z by the dashed line with arrows.

Der günstigste Wirkungsgrad des Verdichters wird bei einem bestimmten Verhältnis der Umfangskomponente der Gasgeschwindigkeit im Seitenkanal zu der mittleren Umfangsgeschwindigkeit des Schaufelkranzes erzielt.The most favorable efficiency of the compressor is at a certain Ratio of the circumferential component of the gas velocity in the side channel to the middle one Achieved peripheral speed of the blade ring.

Statt nur eines Schaufelkranzes an einer Laufradscheibe lassen sich auch mehrere Schaufelkränze anbringen, und zwar -sowohl auf einer Seite' der Laufradscheibe, also radial nebeneinander,. als auch auf beiden Seiten, die. parallel oder hintereinandergeschaltet sein können. -Zu jedem. Schaufelkranz, gehört dann ein Seitenkanal, mit dem zusammen er einen ringförmiger. Arbeitsraum bildet.Instead of just a blade ring on an impeller disc, also several shovel rings attach, both on one Side 'of the impeller disc, i.e. radially next to each other. as well as on both sides, the. can be connected in parallel or in series. -To each. Blade ring, then belongs a side canal, with which together it forms an annular one. working space forms.

Wird hier nur die Hintereinanderschaltung in Betracht gezogen und z. B. angenommen, daß auf jeder Seite einer Laufradscheibe ein Schaufelkranz vorhanden ist und beide Schaufelkränze den gleichen mittleren Durchmesser haben, so ist am Ende des ersten Seitenkanals entsprechend der bis dahin erzielter. Drucksteigerung das spezifische Volumen des Gases oder Dampfes kleiner als an dessen Anfang, und das Fördermittel tritt mit ungefähr diesem verringerten spezifischen Volumen in den zweiten Seitenkanal ein.Only the series connection is considered here and z. B. Assume that a blade ring is present on each side of an impeller disk and both blade rings have the same mean diameter, then is am End of the first side channel corresponding to the one achieved up to that point. Pressure increase the specific volume of the gas or vapor is smaller than at the beginning, and the conveyor enters with approximately this reduced specific volume the second side channel.

Sind beim vorgeschalteten Seitenkanal die Abmessungen so gewählt, däß dieses Verhältnis der Umfangskomponente der Gasgeschwindigkeit im Seitenkanal zur mittleren Schaufelumfangsgeschwindigkeit das des günstigsten Wirkungsgrades ist, so würden im zweiten Seitenkanal größere Energieverluste auftreten und sein Wirkungsgrad niedriger sein.Are the dimensions of the upstream side channel selected so that däß this ratio of the circumferential component of the gas velocity in the side channel for the mean peripheral speed of the blade that of the most favorable efficiency is, then greater energy losses would occur and be in the second side channel Efficiency will be lower.

Um diese Verluste zu vermeiden oder doch möglichst zu verringern, erhalten gemäß der Erfindung die Querschnittsflächen der Schaufelkränze und Seitenkanäle einen die schraubenförmige Bewegung des zu fördernden Mediums unterstützenden kreisförmigen; oder ellipsenähnlichen Querschnitt derart, .daß. dieser. Querschnitt der - zunehmenden Verdichtung und dem. dabei abnehmenden spezifischen Volumen des -Fbrdermittels entsprechend längs des Umfangs in der Umlaufrichtung stetig abnimmt. Die Umfangskomponente der Gasgeschwindigkeit im nachgeschalteten Seitenkanal lä.ßt sich damit trotz des verminderten spezifischen Gasvolumens gleich der im ersten Seitenkanal machen, so daß bei gleicher Schäufelumfängsgeschwindigkeit in beiden Seitenkanälen auch ihr Verhältnis zu dieser Schaufelumfangsgeschwindigkeit überall das-gleiche ist.In order to avoid these losses or at least reduce them as far as possible, obtained according to the invention, the cross-sectional areas of the blade rings and side channels a circular which supports the helical movement of the medium to be conveyed; or ellipse-like cross-section in such a way that. this. Cross section of the - increasing Compression and that. decreasing specific volume of the -Fbrdermittels accordingly steadily decreases along the circumference in the direction of rotation. The scope component of the Gas velocity in the downstream side channel can thus be avoided despite the reduced make specific gas volume equal to that in the first side channel, so that with the same Blade circumferential speed in both side channels also their relationship to this The peripheral speed of the bucket is the same everywhere.

Bei gleicher im Spalt zwischen Laufrad und Seitenkanal geTnessener radialer Breite beider Seitenkanäle läßt sich die Abnahme des Meridianduerschnitts durch Verringerung der. axialen. Tiefe erzielen, so daß, wenn beispielsweise der Meridianqüerschnitt zunächst annähernd halbkreisförmig ist, er allmählich annähernd ellipsenförmig wird. Es können aber auch die radialen Abmessungen geändert werden, so daß! also die radiale Breite im Spalt abnimmt.With the same in the gap between the impeller and the side channel, more The decrease in the meridian cross-section can be seen in the radial width of both side channels by reducing the. axial. Achieve depth, so that if, for example, the The meridian cross-section is initially approximately semicircular, it gradually approximates becomes elliptical. However, the radial dimensions can also be changed, so that! so the radial width in the gap decreases.

Sind zwei oder -mehr Schaufelkränze auf einer Seite der Laufradscheibe, also rädias nebeneinander angebracht, die hintereinändergeschaltet sind, so wird' das richtige Verhältnis der Umfangskomponente der Gasgeschwindigkeit im-, Seitenkanä,l zuf TJriifängsgeschwindigkent-- der Laufradschaufelurig dadurch.erreicht, _ daß- die Seitenkanäle überall so bemessen werden, daß das Produkt -aus der - Meridianquerschnittsfläche jedes Seitenkanals und der mittlerer. Umfangsgeschwindigkeit der dazugehörigen Laufradschaufelung verhältnisgleich zum spezifischen Gasvolumen ist.If there are two or more blade rings on one side of the impeller disc, so rädias are attached next to each other, which are connected one behind the other, so ' the correct ratio of the circumferential component of the gas velocity in the, side channels, l towards the longitudinal velocity of the impeller blade is achieved by the fact that the side channels are dimensioned everywhere in such a way that the product - of the - meridional cross-sectional area of each side channel and the middle one. Circumferential speed of the associated impeller blades is proportional to the specific gas volume.

Bei zwei und mehr hintereinandergeschalteten Seitenkanälen wird der nachgeschaltete Seitenkanal an seinem Beginn eine Querschnittsfläche erhalten, die ganz oder nahezu gleich .dem Meridianquerschnitt am Ende des vorgeschalteten Seitenkanals ist.If there are two or more side channels connected in series, the downstream side channel at its beginning received a cross-sectional area that completely or almost the same as the meridional cross-section at the end of the upstream side channel is.

Bei hintereinandergeschalteten Seitenkanälen und Schaufelkränzen mit verschieden großen Durchmessern bestimmt sich die Meridianquerschnittsfläche am Anfang jedes. Seitenkanals aus der Bedingung, daß das Produkt aus dieser Fläche und der mittleren Umfangsgeschwindigkeit des dazugehörigen Schaufelkranzes gleich oder nahezu gleich ist dem für das Ende des vorgeschalteten Seitenkanals geltenden Produkt.With side channels and blade rings connected in series with different large diameters determines the meridional cross-sectional area on Beginning each. Side channel from the condition that the product of this area and the mean peripheral speed of the associated blade ring or is almost the same as that which applies to the end of the upstream side channel Product.

Um bei großen. Drucksteigerungen längs eines Seitenkanals eine entsprechend weitgehende Verkleinerung des Seitenkanalmeridianquerschnitts längs seiner Erstreckung zu ermöglichen, ohne daß dabei diese Querschnittsfläche gegenüber dem von der Schaufelung eingenommenen Teil des Arbeitsraumes zu klein und damit ungünstig wird, kann weiter gemäß der Erfindung derjenige Teil des Arbeitsquerschnitts, der beschaufelt ist, also der Laufradmeridianquerschnitt, kleiner als der mittlere Querschnitt des Seitenkanals gemacht werden, so daß er am Haupteintritt nur einen Bruchteil des vom Seitenkanal umschlossenen Teils des Arbeitsquerschnitts beträgt. Der übergang vom größten bis zum kleinsten Querschnitt ist stetig auszuführen und kann verschiedenen Gesetzen folgen.To at large. Pressure increases along a side channel one accordingly extensive reduction in the cross-section of the side channel meridian along its extent to allow without this cross-sectional area compared to that of the blades occupied part of the work space is too small and therefore unfavorable, can continue according to the invention that part of the working cross-section which is bladed, i.e. the impeller meridian cross-section, smaller than the mean cross-section of the side channel can be made so that at the main entrance it is only a fraction of that from the side channel enclosed part of the working cross-section. The transition from the largest to to the smallest cross-section is to be carried out continuously and can be different laws follow.

In Abb, 3 bis 6 ist beispielsweise für einen Verdichter mit einem einzigen Seitenkanal die Gestaltung mit sich längs der Umfangserstreckung des Seitenkanals änderndem Meridianquerschnitt dargestellt, wobei Abb. 3 die Abwicklung eines Zylinderschnitts i, k in Drehrichtung (Abb. 2) durch Laufrad und Seitenkanal ist und in, den Abb. q., 5 und 6 drei Meridianquerschnitte bei 2s, v und w gezeichnet sind.In Figs. 3 to 6, for example, the design with a meridional cross-section changing along the circumferential extent of the side channel is shown for a compressor with a single side channel, Fig. 3 showing the development of a cylinder section i, k in the direction of rotation (Fig. 2) through the impeller and side channel and in Figs. q., 5 and 6 three meridional cross-sections at 2s, v and w are drawn.

Claims

PATENT CLAIMS- i. Circulating compressor or vacuum pump with a side channel for gases and vapors, in which the impeller channel and the side channel together form a working space located in a ring around the impeller axis, which is interrupted in the side channel between the inlet and outlet openings and into which the conveyed material is conveyed around the center line of the working space circular movement enters the impeller channel several times and exits the impeller channel again into the side channel, characterized in that the cross-section of the working space (b, d) corresponds to the increasing compression and the decreasing specific volume of the conveyed material along the circumference steadily decreases in the direction of rotation.

2. Circulating compressor or vacuum pump according to claim r, characterized in that only the part (d) of the working space formed by the side channel decreases in cross-section, while the cross-section of the impeller channel (b) over the whole Circumference remains the same.

3. Rotary compressor or vacuum pump according to claim a, characterized in that the cross section of the impeller channel (b) is equal to or smaller is than the mean cross-section of the side channel (d). q .. rotary compressor or Vacuum pump according to claim z, characterized in that the cross section of the side channel starting from a central semicircular shape, it turns into one in both directions semi-elliptical changed.