EP0344517B1

EP0344517B1 - Seitenkanalverdichter

Info

Publication number: EP0344517B1
Application number: EP89108884A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Schönwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1992-05-20
Anticipated expiration: 2009-05-17
Also published as: JPH01174596U; DE8807064U1; US4907945A; JPH0746796Y2; DE58901457D1; EP0344517A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw.2.
Es ist bekannt, wegen der beim Verdichten eines Gases entstehenden Erwärmung einen Seitenkanalverdichter zu kühlen, um dadurch einer durch die Erwärmung bedingten Leistungsbegrenzung entgegenzuwirken.
Bei einem durch die DE-A- 2 138 383 bekannten Pumpenaggregat, das aus einem Flüssigkeitsringverdichter und diesem nachgeschalteten Seitenkanalverdichter besteht, hat man eine Kühlung des Seitenkanalverdichters durch die Betriebs- bzw. Kühlflüssigkeit des Flüssigkeitsringverdichters vorgesehen. Wie diese Kühlung des Seitenkanalverdichters vorgenommen wird, ist in dieser Schrift nicht näher erläutert; es ist lediglich in der Zeichnung eine dem Seitenkanalverdichter zugeordnete, von der Betriebs- oder Kühlflüssigkeit des Flüssigkeitsringverdichters durchflossene Kühlschlange angedeutet.
Durch die US-A-2 786 626 ist ein mehrstufiger Radial-Verdichter bekannt, bei dem zur Kühlung eine Kühlflüssigkeit in den zwischen benachbarten Verdichterstufen vorgesehenen Umlenkkrümmer eingespritzt wird. Durch die Verdampfung der Kühlflüssigkeit wird eine intensive Kühlung erreicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Seitenkanalverdichter der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß eine intensive Kühlung desselben erreicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe ist nicht durch eine bloße Übertragung der bei einem Radialverdichter bekannten Maßnahme des Einspritzens einer Kühlflüssigkeit möglich. Im Gegensatz zu einem Radial-Verdichter, bei dem vom Einspritzort der Kühlflüssigkeit bis zu deren Eintritt in das Laufrad der nachfolgenden Verdichterstufe eine relativ lange Strecke vorliegt, auf der die Flüssigkeit verdampfen kann, ist bei einem Seitenkanalverdichter zwischen einer möglichen Einspritzstelle und dem Eintritt in das Laufrad nur eine sehr kurze Entfernung gegeben. Damit besteht die Gefahr, daß die Förderschaufeln des Laufrades durch noch nicht verdampfte Flüssigkeitstropfen beschädigt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw.2 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei der Lösung nach Anspruch 1 kommt es zu einer starken Verwirbelung der Kühlflüssigkeit und damit zu einer intensiven Vermischung der Kühlflüssigkeit mit dem zu verdichten Gas, so daß eine möglichst weitgehende Verdampfung der Kühlflüssigkeit erreicht wird.
Bei der Lösung nach Anspruch 2 ergibt sich trotz einer weniger starken Verwirbelung der Kühlflüssigkeit noch eine ausreichende Vermischung mit dem zu verdichtenden Gas. Wegen der Übereinstimmung der Einspritzrichtung der Kühlflüssigkeit mit der Strömungsrichtung des Gases kommt es zu einer weniger starken, die Förderleistung des Seitenkanalverdichters beeinträchtigenden Wirbelbildung.
Eine Verminderung des Ansaugvolumens des Seitenkanalverdichters läßt sich dadurch vermeiden, daß die Einspritzdüse bzw. Einspritzdüsen etwa in der zwischen der Einlaß- und Auslaßöffnung liegenden Umfangsmitte des Verdichtergehäuses angeordnet ist bzw. sind. Ourch das Einbringen der Kühlflüssigkeit an einer von der Einlaßöffnung weiter entfernt liegenden Stelle treten keine Rückwirkungen auf das Ansaugverhalten des Seitenkanalverdichters auf. Dies ist dadurch zu erklären, daß die durch das Einspritzen des Kühlmittels Dewirkte Kührung eine Volumenminderung des Gases, d.h. eine Druckreduzierung zur Folge hat. Da das für das eingespritzte Kühlmittel zusätzlich erforderliche Volumen weitgehend durch die Volumenminderung des Gases ausgeglichen wird, kommt es zu keiner nennenswerte, das Ansaugverhalten des Seitenkanalverdichtes beeinflußenden Druckänderung im Einspritzbereich.
Bei einem mehrstufigen Verdichteraggregat ist es zweckmäßig, die Einspritzdüse bzw. Einspritzdüsen am Gehäuse der der Eingangsverdichterstufe nachgeschalteten Verdichterstufe bzw. Verdichterstufen anzuordnen. Da in der nachgeschalteten Verdichterstufe ein höheres Temperaturniveau herrscht, wirkt sich die Kühlung besonders intensiv aus.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

FIG 1 einen aus zwei Verdichterstufen bestehenden Seitenkanalverdichter im Längsschnitt,
FIG 2 eine Draufsicht eines mit einer Einspritzdüse versehenen Gehäuseteiles des Seitenkanalverdichters.

Mit 1 und 2 sind zwei zu einem mehrstufigen Verdichteraggregat zusammengebaute Seitenkanalverdichter bezeichnet. Die äußeren Gehäuseteile 3 und 4 der beiden Seitenkanalverdichter 1 und 2 sind durch ein Zwischengehäuseteil 5 zu vollständigen Verdichtergehäusen ergänzt, in denen sich auf einer gemeinsamen, drehbar gelagerten Welle 6 angeordnete, mit Förderschaufeln 7 versehene Laufräder 8 und 9 befinden. Seitlich zu den Förderschaufeln 7 ist durch entsprechende Auswölbung der Gehäuseteile 3, 4 und 5 jeweils ein Seitenkanal 10 gebildet.
An dem Zwischengehäuseteil 5 ist etwa in der Mitte des Umfanges zwischen der Einlaßöffnung 11 und der Auslaßöffnung 12 des Zwischengehäuseteiles 5 eine Einspritzdüse 13 angeordnet. Über diese Einspritzdüse 13 kann beispielsweise Wasser in den Seitenkanal 10 eingespritzt werden, durch dessen Verdampfung das durch den Seitenkanalverdichter geförderte Gas gekühlt wird. Die Einspritzdüse 13 ist derart geneigt am Zwischengehäuseteil 5 angebracht, daß ihre Einspritzrichtung möglichst mit der Strömungsrichtung des geförderten Gases an der Einbaustelle der Einspritzdüse 13 übereinstimmt.
Durch diese Anordnung der Einspritzdüse wird weitgehend eine Störung der Gasströmung durch Wirbelbildung vermieden. Außerdem tritt bereits im Seitenkanal 10 eine Vermischung der Kühlflüssigkeit mit dem Gas und auch schon eine teilweise Verdampfung der Kühlflüssigkeit ein. Das Gemisch aus Gas und Kühlflüssigkeit tritt dann von der Seite in die Zwischenräume zwischen den Förderschaufeln 7 ein, so daß ein zu Kavitationsschäden führendes hartes Auftreffen der Kühlflüssigkeitspartikel auf die Förderschaufeln 7 weitgehend ausgeschlossen ist.

Claims

1. Seitenkanalverdichter, mit einem Förderschaufeln (7) aufweisenden Laufrad (8,9) und mit einer Vorrichtung zum Kühlen mittels einer Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Seitenkanal (10) bildenden Teil des Verdichtergehäuses mindestens eine Einspritzdüse (13) zum Einbringen der Kühlflüssigkeit in die Förderstrecke des Verdichters vorgesehen ist, wobei die Einspritzdüse (13) in den schaufelfreien Seitenkanal gerichtet und gegen die Förderrichtung des Seitenkanalverdichters geneigt ausgerichtet ist.

2. Seitenkanalverdichter, mit einem Förderschaufeln (7) aufweisenden Laufrad (8,9) und mit einer Vorrichtung zum Kühlen mittels einer Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Seitenkanal (10) bildenden Teil des Verdichtergehäuses mindestens eine Einspritzdüse (13) zum Einbringen der Kühlflüssigkeit in die Förderstrecke des Verdichters vorgesehen ist, wobei die Einspritzdüse (13) in den schaufelfreien Seitenkanal gerichtet und in Förderrichtung des Seitenkanalverdichters derart geneigt ausgerichtet ist, daß ihre Einspritzrichtung möglichst mit der an ihrem Einbauort vorwiegend herrschenden Strömungsrichtung des vom Seitenkanalverdichter geförderten Gases übereinstimmt.

3. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (13) bzw. Einspritzdüsen etwa in der zwischen der Einlaß- und Auslaßöffnung (11 und 12) liegenden Umfangsmitte des Verdichtergehäuses angeordnet ist bzw. sind.

4. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1,2 oder 3, der aus mehrere Verdichterstufen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (13) bzw. Einspritzdüsen am Gehäuse der der Eingangsverdichterstufe nachgeschalteten Verdichterstufe bzw. Verdichterstufen angeordnet ist bzw. sind.