Mehrstufiger Kreiselverdichter beziehungsweise -pumpe. Bei Kreiselmaschinen zum Fördern von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten mit hin tereinander geschalteten Radialstufen wird das Fördermittel infolge der Fliehkraftwir- kung in den Laufrädern der aufeinander fol genden Stufen allmählich auf den verlang ten Druck gebracht. Dabei weist das Förder mittel beim Austritt aus jedem Laufrad noch eine gewisse Geschwindigkeit auf und diese Austrittsgesch -indigkeit stellt nun bezüg lich der angestrebten Druckerhöhung einen Verlust dar.
Es ist deshalb schon vielfach vorgeschlagen worden, diese kinetische Energie in Einrichtungen (Diffusoren), die den einzelnen Laufrädern nachgeschaltet sind, möglichst verlustfrei in Druch umzu wandeln. Eine solche Druckumwandlung lässt sich jedoch für gewöhnlich nur dann mit einem guten Wirkungsgrad erreichen, wenn der Diffusorkanal in radialer Richtung lang ist. Das bedingt aber einen grossen Aussen durchmesser der Kreiselmaschine und führt daher zu schweren und teuren Bauarten. Aus diesem Grunde lässt sich der theoretisch ge wünschte Druckanstieg in einem radialen Diffusor mit Rücksicht auf die hierfür er forderlichen grossen Abmessungen für ge wöhnlich nicht erreichen.
Dies ist insofern nachteilig, als die kinetische Energie der Austrittsgeschwindigkeit aus einem Lauf- rade einem beträchtlichen Teil der Drucker höhung entspricht, die in der betreffenden Stufe erreichbar sein sollte, so dass es wich tig ist. dass diese Austrittsgeschwindigkeit möglichst verlustfrei bei kleinstmöglichen Abmessungen der Maschine in Druck umge wandelt wird.
Nach dem Austritt aus dem Diffusor ist dann das Fördermittel jeweils um etwa<B>180'</B> umzulenken, damit es dem nächstfolgenden Laufrad in der erforderlichen Richtung zu strömt. Diese Umlenkung erfolgt meistens schon nach Durchströmung eines Diffusors von verhältnismässig _ kurzer radialer Aus dehnung. Damit eine mit gutem Wirkungs grad arbeitende Kreiselmaschine erhalten wird, ist ferner darauf zu achten, dass die Strömungsverluste zwischen dem Austritt aus einem Laufrad und dem Eintritt in das nächstfolgende Laufrad so klein wie möglich ausfallen, weshalb es auch wichtig ist, dass die erwähnte Umlenkung hinsichtlich Strö mungsverluste möglichst verlustlos vor sich geht.
Gegenstand vorliegender Erfindung bil det nun eine mehrstufige Kreiselmaschine zum Fördern von Gasen, Dämpfen und Flüs sigkeiten, bei welcher jedem Laufrad ein ra dialer Diffusor nachgeschaltet ist und auf diesen eine Umlenkung der Strömung von aussen nach innen erfolgt, um das in einer Stufe auf höheren Druck gebrachte Medium der nächstfolgenden zuzuführen. ZuTeck der Erfindung ist, bei einer Kreiselmaschine die ser Art auch bei Verwendung von Diffusoren und Umlenkkanälen, deren Durchmesser im Verhältnis zu denjenigen der Laufräder ver hältnismässig klein ist, eine gute Umsetzung der kinetischen -Energie in Druch zu erhal ten.
Dabei stützt sich die Erfindung auf die Erkenntnis, dass bei einer solchen Umsetzung Energieverluste hauptsächlich dort eintreten, wo die Strömung nach dem Diffusor um etwa<B>1.80'</B> umgelenkt wird, sowie bei der Kompensierung des der Strömung in den Laufrädern erteilten Dralles durch Leit schaufeln, die im Diffusor oder nach dem die Umlenkung der Strömung bewirkenden Ka nalteil vorgesehen sind. Die Verluste bei der Umlenkung sind vor allem durch den Um stand bedingt, dass die geforderte Umlen kung um etwa 180 auf einer verhältnis mässig kurzen Strecke ohne grosse Ablösung nicht erfolgen kann.
Die Kompensierung des Dralles ist vor allem mit grossen Verlusten verbunden, weil die Strömung nach der Um lenkung in stark gestörtem und unregelmässi gem Zustand den vorhandenen Leitschaufeln zufliesst.
Bei einer mehrstufigen Kreiselmaschine nach vorliegender Erfindung weist nun der dem Diffusor nachgeschaltete Teil des Strö mungskanals, in welchem die Umlenkung er- folgt, einen in der Strömungsrichtung um mindestens 10 % abnehmenden Querschnitt auf. Ferner erfolgt die zwischen je zwei Stu fen zu bewirkende Drallkompensierung in mindestens einem Leitschaufelgitter mit im Verhältnis zu dessen radialer Ausdehnung enger Schaufelteilung. Der mittlere Durch messer dieses Gitters ist im Verhältnis zu dem Durchmesser des zugeordneten Lauf rades gross.
Durch das Leitschaufelgitter wird stossfreie Anströmung des in der Strö mungsrichtung nächstfolgenden Laufrades gewährleistet.
Bei einer solchen Maschine wird erreicht, dass die Strömung in dem Teil der Kanäle, in welchem die Umlenkung um etwa<B>180'</B> erfolgt, unter Beschleunigung erfolgt, so dass keine wesentliche Ablösung stattfindet. Ein solcher gewollter Druckabfall in dem die Umlenkung bewirkenden Teil der Strö mungskanäle stellt allerdings einen Verlust dar; er kann aber bei entsprechender Aus bildung des nachfolgenden, sich in radialer Richtung erstreckenden Kanalteils als Diffu- sor wieder nahezu ausgeglichen werden.
Im Gegensatze zu den bis heute ge bräuchlichen Kreiselmaschinen mit Leitvor richtungen, die nur aus wenigen (etwa -1 bis 8), sich radial bis in die Nähe der Maschi nenachse erstreckenden Schaufeln bestehen, weisen die Leitschaufelgitter von Kreisel maschinen nach vorliegender Erfindung eine grosse Zahl (zweckmässig zwanzig und mehr) von Leitschaufeln. mit enger Teilung auf, von denen der grösste Teil verhältnismässig kurz ist. Dabei wird diesen Leitschaufeln in der Strömungsrichtung zweeli:mässig ein stromlinienförmiges Profil gegeben, so dass sie in ärodynamischer Hinsieht von richtiger Form sind.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfin dungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigt: Fig. 1 einen achsialen Längsschnitt durch einen Teil eines mehrstufigen Kreiselver dichters, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine Abänderung einer Ein zelheit.
In den Figuren bezeichnen 1. und 2 zwei hintereinander geschaltete Laufräder eines Kreiselverdichters bezw. einer Kreiselpumpe. Diese Laufräder 1, ? sind mit der Welle 3 starr verbunden, so dass sie sich mit dersel ben drehen. Der Pfeil ss gibt die Strömungs richtung des vom Kreiselverdichter bezw. von der Kreiselpumpe zu fördernden Mittels (Dampf, Luft, Flüssigkeit oder Gas) an. Jedem Laufrad 1, ? ist ein radialer Diffusor 4- nachgeschaltet.
Auf den Diffusor -1 folgt ein die Umlenkung der Strömung um nahezu 180 " bewirkender Teil ;5 des Strömungska nals. Dieser Teil 5 weist einen in der Strö- rnungsrichtung abnehmenden Querschnitt auf. Bezeichnet D den Querschnitt beim Ein tritt in den Teil 5 und d den Querschnitt an dessen Austritt, so muss das Verhältnis
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sein.
In der Strömungsrichtung folgt auf den Teil 5 ein Leitschaufelgitter -I, welches im Verhältnis zu dessen radialer Ausdehnung eine enge Schaufelteilung und im Verhältnis zum zugeordneten Laufrad- durchmesser einen grossen mittleren Durch messer aufweist. Dieses Leitschaufelgitter A setzt sich der Hauptsache nach aus verhält nismässig kurzen Schaufeln 6 zusammen, ferner aus einer Anzahl von Schaufeln 7, die sich weiter radial gegen die Achse der Ma schine hin erstrecken als die> Schaufeln 6, sowie aus einer dritten Gruppe von Schau feln 8, die sich noch weiter als die Schau feln 7 radial gegen die Achse hin erstrecken.
Alle diese Schaufeln 6, 7, 8 weisen in der Strömuungsriehtung des zu fördernden Mit tels ein stromlinienförmiges Querschnittspro- fil auf. Jedes Leitschaufelgitter A bringt die für die stossfreie Anströmung des in der Strömungsrichtung nächstfolgenden Lauf rades erforderliche Strömungsrichtung her vor.
Infolge des Umstandes, dass der Teil 5 jedes Strömungskanals einen in der Strö mungsrichtung um mindestens<B>10%</B> abneh- rnenden Querschnitt aufweist, treten in die- sein Teil praktisch keine Ablösungen der Strömung ein; zugleich wird in diesem Teil 5 eine Beschleunigung des Fördergutes bei der Umlenkung um<B>180</B> bewirkt, was einen weitgehenden Ausgleich im Strömungsfeld bezüglich Geschwindigkeit, Richtung und Energieverteilung zur Folge hat.
Gewünschtenfalls kann das Leitschaufel- gitter auch vor dem die Umlenkung um etwa <B>1,80</B> bewirkenden Teil 5 angeordnet wer den.
Die zur Kompensierung des Dralles die nende Leitvorrichtung kann aber auch, wie in Fig. 3 gezeigt ist, zum Teil vor und zum 'feil nach dem Teil 5 angeordnet sein. In dieser Fig. 3 ist das vor dem Teil 5 angeord nete Leitschaufelgitter mit E und das nach dem Teil 5 angeordnete Leitschaufelgitter mit F bezeichnet.
Erst durch die gleichzeitige Anwendung der das Wesen vorliegender Erfindung aus machenden zwei Hauptmerkmale, nämlich die Ausbildung des dem Diffusor nachge schalteten, eine Umlenkung bewirkenden Teils des Strömungskanals in solcher Weise, dass dessen Querschnitt in der Strömungs richtung um mindestens 10 % abnimmt, und die Verwendung von Leitschaufelgittern zur Drallkompensierung, welche im Verhältnis zu deren radialer Ausdehnung eine enge Schaufelteilung aufweisen und im Verhält nis zum zugeordneten Laufraddurchmesser auf einem grossen, mittleren Durchmesser an geordnet sind, ist es möglich, wertvolle Teile an kinetischer Energie,
welche sonst in den radialen Diffusoren und in den Umlenkteilen der Strömungskanäle verloren gehen würden. für die Druckerhöhung und die Erzielung eines guten Gesamtwirkungsgrades von mehrstufigen Kreiselverdichtern mit bestem Wirkungsgrad verwendbar zu machen.
Zweckmässig wird die Strecke zwischen dem Austritt aus demLaufrad einer'Stufe und dem Eintritt in das Laufrad der nächstfol genden Stufe so ausgebildet, dass die Quer schnittsfolge eine stetige ist und dass nir gends plötzliche Querschnittsänderungen we der im Diffusor noch in denn die Umlenkung bewirkenden Teil und in dem Rückführkanal auftreten, wobei unter letzterem beispiels weise in Fig. 1 der Teil hinter den Leit- schaufeln ö verstanden wird.
Von den Schaufeln der Leitschaufelgitter können die radial kürzeren Schaufeln ver- drehbar ausgebildet und die sich weiter gegen die Achse hin erstreckenden fest sein, wobei die letzteren noch ein verdicktes, stromlinienförmig ausgebildetes Ende auf weisen können.