EP0372104B1

EP0372104B1 - Seitenkanalverdichter

Info

Publication number: EP0372104B1
Application number: EP88120298A
Authority: EP
Inventors: Norbert Dr. Aust; Rudolf Dipl.-Ing.(FH) Schöning
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1991-07-17
Anticipated expiration: 2008-12-05
Also published as: JPH0278796U; US4992022A; EP0372104A1; DE3863775D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Seitenkanalverdichter ist durch das DE-U-87 04 066 bekannt. Bei diesem Seitenkanalverdichter ist in dem zwischen einem den Nabenteil des Laufrades seitlich überragenden Abschnitt des Schaufelkranzes und dem diesen Abschnitt untergreifenden Gehäuse gebildeten radialen Dichtspaltabschnitt ein radial in diesen Dichtspalt ragender Abstreifer angeordnet, durch den eine zu einer Blockierung des Laufrades führende Schmutzablagerung verhindert werden soll. Es hat sich nun gezeigt, daß bei einer derartigen Ausbildung eines Seitenkanalverdichters zwar beim Fördern von mit klebrigen oder feuchten Schmutzteilchen beladenen Gasen eine Blockierung des Laufrades durch sich im Dichtspalt ablagernde Schmutzteilchen verhindert wird, jedoch nicht, wenn das zu fördernde Gas mit flusen- oder faserartigen Schmutzteilchen beladen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Seitenkanalverdichter gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß auch bei der Förderung von mit flusen- oder faserartigen Teilchen beladenen Gasen eine Blockierung des Laufrades infolge einer Ablagerung dieser Teilchen im Dichtspalt verhindert wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch die schlitzartige Ausnehmungen besteht eine von Leckgas vergleichsweise rasch durchströmte, umlaufende Verbindung zwischen dem Seitenkanal und dem zwischen dem Nabenteil und dem Gehäuse bestehenden Hohlraum. In dem Bereich der Auslaßöffnung des Seitenkanalverdichters strömt das Leckgas von dem Seitenkanal in diesen Hohlraum und im Bereich der Einlaßöffnung von dem Hohlraum wieder in den Seitenkanal. Über diese rasch durchströmte Verbindung werden die Staubteilchen abgeführt. Sich im Dichtspalt ablagernde Schmutzteilchen werden durch die Kanten der schlitzartigen Ausnehmung abgetragen, bevor sie zu einem vollständigen Zusetzen des Dichtspaltes und damit zu einem Blockieren des Laufrades führen.
Bei einer zweiflutigen Ausbildung des Seitenkanalverdichters werden zu beiden Seiten des Laufrades schlitzartige Ausnehmungen vorgesehen, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, um eine unzulässige Herabsetzung der mechanischen Festigkeit des Laufrades zu vermeiden.
Bei einem Seitenkanalverdichter, bei dem der Schaufelkranz den Nabenteil mindestens auf einer Seite in Richtung der Drehachse seitlich überragt und das Gehäuse den den Nabenteil seitlich überragenden Abschnitt des Schaufelkranzes unter Bildung eines radialen Dichtspaltabschnittes zumindest teilweise untergreift, an welchen radialen Dichtspaltabschnitt sich ein axialer Dichtspalt anschließt, wird ein Zusetzen der beiden Dichtspaltabschnitte dadurch verhindert, daß am Grund mindestens einer durch zwei Schaufeln begrenzten Schaufelzelle ein sich durchgehend bis zum radialen Dichtungsspaltabschnitt erstreckender Schlitz vorgesehen ist, an den sich eine am Nabenteil parallel zum axialen Dichtspaltabschnitt erstreckende Schlitznut anschließt.
Einem möglichen Zusetzen der schlitzartigen Ausnehmungen selbst wird dadurch entgegengewirkt, daß am Gehäuse zumindest im Bereich des axialen Dichtspaltabschnittes mindestens eine sich in Umfangsrichtung um ein mehrfaches der Schlitznutbreite erstreckende Einsenkung ausgebildet ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

FIG 1: einen vergrößerten Teilschnitt eines Seitenkanalverdichters,
FIG 2: einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsform eines Seitenkanalverdichters,
FIG 3: ein Laufrad des in FIG 1 dargestellten Seitenkanalverdichters in Draufsicht,
FIG 4: eine Draufsicht einer Gehäusehälfte des in FIG 1 dargestellten Seitenkanalverdichters.

Mit 1 ist das aus zwei Gehäusehälften 2 und 3 bestehende Gehäuse eines Seitenkanalverdichters bezeichnet. In dem Gehäuse 1 ist ein Laufrad 4 mittels einer Welle 5 drehbar gelagert, die mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb kuppelbar ist. Das Laufrad des in FIG 1 dargestellten Seitenkanalverdichters besteht aus einem scheibenförmigen Nabenteil 6 und einem an dessen Außenumfang angeordneten Schaufelkranz 7. Der Schaufelkranz 7 weist eine größere Breite als der Nabenteil 6 auf, so daß er diesen zu beiden Seiten in Richtung der Drehachse des Laufrades 4 überragt. Die beiden Gehäusehälften 2 und 3 sind derart ausgebildet, daß sie die seitlich überragenden Abschnitte des Schaufelkranzes 7 untergreifen. Die Abmessungen der Gehäusehälften 2 und 3 sind in Bezug auf das Laufrad 4 so getroffen, daß zwischen dem seitlich überragenden Abschnitt 8 des Schaufelkranzes 7 und dem untergreifenden Teil 9 der Gehäusehälften 2 und 3 ein radialer Dichtspaltabschnitt 10 sowie gegenüber dem Nabenteil 6 ein axialer Dichtspaltabschnitt 11 besteht. Damit ist ein berührungsloses Drehen des Laufrades 4 gegenüber den Gehäusehälften 2 und 3 gewährleistet.
Zwischen den einzelnen Schaufeln 12 des Schaufelkranzes 7 bestehen Schaufelzellen 13. Am Grund mehrerer solcher Schaufelzellen 13 ist ein sich durchgehend bis zu dem radialen Dichtspaltabschnitt 10 erstreckender Schlitz 14 vorgesehen. Dieser Schlitz setzt sich am Nabenteil 6 in einer parallel zum axialen Dichtspaltabschnitt verlaufenden Schlitznut 15 fort. Somit ist über den Schlitz 14 und die Schlitznut 15 eine Verbindung zwischen dem Seitenkanal 16 des Seitenkanalverdichters und dem zwischen dem Nabenteil 6 und den beiden Gehäusehälften 2 und 3 des Gehäuses 1 bestehenden Hohlraum 17 geschaffen. Bei einem zweiflutig ausgebildeten Laufrad 4 sind zu beiden Seiten des Laufrades 4 solche Schlitze 14 und Schlitznuten 15 vorgesehen, wie dies durch die gestrichelte Darstellung in FIG 3 angedeutet ist. Dabei sind die Schlitze 14 und Schlitznuten 15 auf beiden Seiten des Laufrades 4 gegeneinander umfangsmäßig versetzt, um eine unzulässige Schwächung der mechanischen Festigkeit des Laufrades 4 zu vermeiden.
Wegen des zwischen dem an die Auslaßöffnung 18 angrenzenden Bereich und dem an die Einlaßöffnung 19 angrenzenden Bereich bestehenden Druckunterschiedes ergibt sich über die Dichtspaltabschnitte 10 und 11 eine Leckströmung, die von dem an die Auslaßöffnung 18 angrenzenden Bereich zu dem an die Einlaßöffnung 19 angrenzenden Bereich gerichtet ist. Im Bereich der Auslaßöffnung 18 strömt somit Leckgas vom Seitenkanal 16 in den Hohlraum 17, das im Bereich der Einlaßöffnung 19 vom Hohlraum 17 wieder in den Seitenkanal 16 einströmt.
Über die Schlitze 14 und die Schlitznut 15, die wirkungsmäßig eine Erweiterung der Dichtspaltabschnitte 10 und 11 darstellen, kann sich ein größerer Leckstrom ausbilden. Dies führt zu einer höheren Strömungsgeschwindigkeit des Leckgases. Hierdurch werden in den Hohlraum 17 gelangte flusen- oder faserartige Schmutzteilchen im Bereich der Einlaßöffnung 19 durch die Schlitznut 15 und den Schlitz 14 wieder in den Seitenkanal 16 zurückgefördert.
Sich in dem radialen und axialen Dichtspaltabschnitt 10 und 11 ablagernde Schmutzteilchen werden durch die Kanten der Schlitze 14 und Schlitznuten 15 abgetragen und von dem die Dichtspalt abschnitte 10 und 11 durchströmenden Leckstrom mit hinweggeführt. Somit können derartige Ablagerungen nicht zu einem vollständigen Zusetzen der Dichtspaltabschnitte 10 und 11 und damit zu einem Blockieren des Laufrades 4 führen.
Um Schmutzablagerungen in den Schlitzen 14 und Schlitznuten 15 selbst und damit ein Verstopfen derselben zu verhindern, sind im Bereich des axialen Dichtspaltabschnittes 11 an den Gehäusehälften 2 und 3 Einsenkungen 20 ausgebildet. In der Zeichnung sind derartige Einsenkungen nur an der Gehäusehälfte 2 dargestellt. Diese Einsenkungen 20 erstrecken sich in radialer Richtung etwa über die radiale Länge der Schlitznuten 15 und in Umfangsrichtung um ein mehrfaches der Breite der Schlitznuten 15. Durch die Einsenkungen 20 wird in den Schlitznuten 15 eine sich bis in die Schlitze fortsetzende Verwirbelung der Leckströmung erreicht und dadurch eine Ablagerung von Schmutzteilchen verhindert. Diese Verwirbelung wirkt außerdem auf die Einsenkungen 20 zurück und verhindert damit auch eine Ablagerung von Schmutzteilchen in diesen Einsenkungen 20. Vorteilhafterweise sind die Einsenkungen 20 rund ausgebildet, so daß sie leicht hergestellt werden können.
Die FIG 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines Seitenkanalverdichters, bei der der Schaufelkranz 7 des Laufrades 4 und die Gehäusehälften 2 und 3 nicht einander übergreifen. In dem Übergangsbereich zwischen dem Schaufelkranz 7 und dem Nabenteil 6 des Laufrades 4 besteht somit nur ein axialer Dichtspalt 21. Am Laufrad 4 ist in diesem Übergangsbereich eine zu dem axialen Dichtspalt 21 parallel verlaufende Nut 22 vorgesehen. Diese Nut 22 erfüllt die gleichen Funktionen wie die bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 1 vorgesehenen Schlitze 14 und Schlitznuten 15. Auch bei dieser anderen Ausführungsform des Seitenkanalverdichters können über den Umfang des Laufrades 4 verteilt mehrere Nuten 22 auf beiden Seiten des Laufrades und ebenso Einsenkungen 20 in der Wand der Gehäusehälften 2 und 3 vorgesehen sein.

Claims

1. Seitenkanalverdichter mit einem in seinem Gehäuse drehbar gelagerten Laufrad (4), das aus einem an einem scheibenförmigen Nabenteil (6) und einem am Außenumfang dieses Nabenteils (6) angeordneten Schaufelkranz (7) besteht, bei welchem Verdichter im Übergangsbereich von Schaufelkranz (7) und Nabenteil (6) ein Dichtspalt (10, 11; 21) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Übergangsbereich von Schaufelkranz (7) und Nabenteil (6) an dem Laufrad (4) mindestens eine gegenüber dem Dichtspalt (10, 11 bzw.21) eine Erweiterung darstellende schlitzartige Ausnehmung (14, 15 bzw.22) vorgesehen ist, die sich über die volle Wirkungslänge des Dichtspaltes (10, 11 bzw.21) erstreckt.

2. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweiflutigen Ausbildung des Verdichters zu beiden Seiten des Laufrades (4) schlitzartige Ausnehmungen (14, 15 bzw. 21) vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

3. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schaufelkranz (7) den Nabenteil (6) mindestens auf einer Seite in Richtung der Drehachse seitlich überragt und das Gehäuse (1) den den Nabenteil (6) seitlich überragenden Abschnitt (8) des Schaufelkranzes (7) unter Bildung eines radialen Dichtspaltabschnittes (10) zumindest teilweise untergreift, an welchem radialen Dichtspaltabschnitt (10) sich ein axialer Dichtspaltabschnitt (11) anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß am Grund mindestens einer durch zwei Schaufeln (12) begrenzten Schaufelzelle (13) ein sich durchgehend bis zum radialen Dichtspaltabschnitt (10) erstreckender Schlitz vorgesehen ist, an den sich eine am Nabenteil (6) parallel zum axialen Dichtspaltabschnitt (11) erstreckende Schlitznut (15) anschließt.

4. Seitenkanalverdichter nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (1) zumindest im Bereich des axialen Dichtspaltabschnittes (11) mindestens eine sich in Umfangsrichtung um ein mehrfaches der Breite der Schlitznut (15) erstreckende Einsenkung (20) ausgebildet ist.