CH259558A - Mehrstufen-Axialkompressor. - Google Patents

Description

      Mehrstufen-Axialkompressor.       Die Erfindung bezieht sich auf Mehr  stufen-Axialkompressoren, wie sie in     Ver-          brennungsturbinen-Kraftanlagen    verwendet  werden.  



  Der Zweck der     Erfindung    besteht darin,  einen     Mehrstufen-Axialkompressor    zu schaf  fen, bei dem für eine Erleichterung des An  lassen,; desselben gesorgt ist.  



  Gemäss der Erfindung weist der Mehr  stufen-Axialkompressor eine bewegliche, zur       Rotorsehaufelung    koaxiale     Statorsehaufelung     und wahlweise     betätigbare    Mittel auf, um die  bewegliche     Statorschaufelung    gegen Drehen  festzuhalten bzw. in derselben Richtung wie  die     Rotorschaufelung    mit herabgesetzter Ge  schwindigkeit drehen zu lassen.  



  Der     Mehrstufen-Axialkompressor    kann  ausser der beweglichen     Statorschaufelung    noch  eine feste     Statorschaufelung    umfassen, wobei  die feste und die bewegliche     Statorschaufe-          lung    vorteilhaft derart zueinander angeord  net sind, dass die Strömung zuerst über die  bewegliche     Statorschaufelung    und dann über  die feste     Statorschaufelung    stattfindet.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes dargestellt.  



       Fig.    1 ist ein     Axialschnitt    durch eine  Hälfte des     Axialkompressors,    und       Fig.    2 ist eine schematische Darstellung  einer elektrischen Steuerung für diesen.  



  Der in     Fig.    1 gezeigte Kompressor besitzt  ein     Statorgehäuse    3, das einen Teil des festen    Aufbaues einer ganzen Kraftanlage bildet.  Mit dem Gehäuse 3 sind durch radiale Rip  pen 5, 9 Stirnwände 4, 8 verbunden, in wel  chen durch Lager 12 bzw. 11 eine drehbare  Welle 10 abgestützt ist, auf die eine Anzahl       Rotorscheiben    13, 14     aufgekeilt    ist, die mit  Kränzen von     Rotorschaufeln    17, 15 besetzt  sind. Die letzteren wirken mit     Kränzen    von       Statorschaufeln    16, 18 zusammen.  



  Die     Statorschaufeln    16 an dem in der  Zeichnung linken Ende des Kompressors sind  auf der Innenseite des Gehäuses 3 befestigt,  wogegen die verbleibenden     Statorschaufeln    18  auf der Innenseite einer zum Gehäuse  koaxialen Hülse 19 befestigt sind, die im Ge  häuse 3 untergebracht ist, welches zur Auf  nahme dieser Hülse ausgespart ist und     wel-          ehes    nicht mit dieser Hülse verbunden ist.  



  Die innern Enden der Schaufeln 18 der  zwei Kränze an den Enden der Hülse 19 sind  ausserdem am Umfang eines Paares von Rä  dern 20 befestigt, die drehbar durch Kugel  lager 21 auf der Welle 10 abgestützt sind.  



  Zwischen den Rädern 20 liegen die Rotor  scheiben 13 mit ihren Schaufeln 17, so dass  der Kompressor tatsächlich aus zwei mehr  stufigen Teilen besteht, nämlich einem sol  chen mit einem festen     Statorteil,    dessen  Schaufeln 16 mit den     Rotorschaufeln    15 zu  sammenwirken, sowie einem solchen mit einem  drehbaren     Statorteil,    dessen Schaufeln 18 mit.  den     Rotorschaufeln    17 zusammenwirken.

   Der  letzterwähnte Teil an dem in der Zeichnung      rechten     Unde        bildet    den     Niederdruckteil,    und  der ersterwähnte Teil ist der Hochdruckteil,  in dem die Strömung von rechts nach links  durch einen ringförmigen Leitkanal erfolgt,  welcher auf der Aussenseite durch das Ge  häuse 3 und die Hülse 19 und auf der Innen  seite durch die Umfangsflächen der Stirn  wände 4, 8 der Scheiben 13, 14 und der  Räder 20 gebildet ist. Die Einlass-     und    die       Auslassleitflügel    sind durch die     Rippen    5  bzw. 9 gebildet, und der Eintritt ist bei 6  vorhanden.  



  Das Rad 20 am Eintrittsende ist mit der  Welle 10 über ein Planetengetriebe     und    eine       Kupplung    33     verbunden.    Das Getriebe weist       Stirnplanetenräder    27 auf, die von Zapfen  28 getragen werden, welche am Rand 20 be  festigt sind, das dadurch den     Planetenradträger     bildet. Ferner weist das Getriebe einen fest  stehenden, mit     Innenstirnverzahnung    29     ver-          sehenen    Ring auf, der an der Stirnwand 4  befestigt ist.

   Ausserdem     besitzt    das Getriebe  ein     Stirnsonnenrad    25, das von einer Büchse  24 gebildet ist, die drehbar durch Lager  23 auf der Welle 10 abgestützt ist und einen  Flansch besitzt, der eine Bremstrommel 26  trägt,     auf    welche     Bremsschuhe    31 einwirken  können, die durch     eine    Bremse 30 betätigt  werden, die an der Stirnwand 4 befestigt ist.  



  Die Kupplung 33 ermöglicht, eine mit.       Flanschen    versehene Büchse 32, die an der  Büchse 24 befestigt ist,     mit    einem Ringkörper  34, der mit der Welle 10 durch einen Keil  35 verbunden ist, kuppeln -zu können.  



  Weder die     Bremse    30 noch die     Kupplung     33 sind im einzelnen dargestellt, da sie von  bekannter Art sein     können.    Sie     werden    durch       Solenoide    oder andere elektrische Schaltmittel  betätigt, deren Zuleitungen 37, 38 und 39, 40  zu     Anschlussklemmen    41, 42 und 43, 44 ge  führt sind.  



  Wie schematisch in     Fig.    2 gezeigt ist, kön  nen durch einen zweipoligen -Schalter, dessen  Arme 49, 50 mechanisch durch eine Isolier  schiene 51 miteinander verbunden sind, die  Leitungen 45, 47, die mit den     Klemmen    41  bzw. 43 verbunden sind, mit Kontaktteilen 52,  53     verbunden    werden, die an eine Haupt-         leitung    54 angeschlossen sind,     während    die  andere     Hauptleitung    55 durch Leiter 46, 48  mit den Klemmen 42, 44 verbunden ist.

   Die       Kupplungs-    und     Bremsbetätigungs-Solenoide     sind somit durch die     zwei    Schaltarme 49, 50  parallel zu den Hauptleitungen geschaltet und  werden beide erregt, wenn der Schalter ge  schlossen wird und umgekehrt. Die     Brems-          und        Kupplungsbetätigungs-Solenoide    sind so  angeordnet, dass, wenn beide erregt werden,  die     Kupplung    eingeschaltet     und    die Bremse  gelöst ist, während die Bremse zur Wirkung  kommt und die     Kupplung    gelöst     ist,        wenn    der  Schalter offen ist.

      Der Einfachheit halber ist ein einfacher  Schalter dargestellt; aber in der Praxis wird  ein Relaisschalter     (durch        Solenoid    betätigt)  vorteilhafter sein,     wie    nachstehend näher er  läutert wird.  



  Es ist ersichtlich, dass, wenn die Bremse  30 wirkt und die Kupplung 33 gelöst ist,  die Planetenräder 27 festgehalten werden.  Dadurch ist die bewegliche, die     Schaufeln.    18  tragende     Statorhülse    19 am Gehäuse 3 fest  gehalten, so dass der ganze Kompressor als  einfacher     Mehrstufenkompressor    wirkt, bei  welchem alle     Statorschaufeln    fest sind und  alle     Rotorschaufeln    sich mit der gleichen     Ge-          sehwindigkeit    drehen.  



  Wenn anderseits die Bremse 30 gelöst und  die     Kupplung    33 eingeschaltet ist, kommt das  Planetengetriebe zur     Wirkung    und     bewirkt,     dass die bewegliche     Statorhülse    19 sich in der  gleichen Richtung wie die Welle 10 und die       R.otorscheiben    13, 14 des Kompressors, aber       reit    herabgesetzter Geschwindigkeit dreht, so  dass die     Drehgeschwindigkeit    der     Rotorschei-          ben    zu dem entsprechenden     Statorteil    auf dein  rechten     (Niederdruck)

  -Kompressorteil    kleiner  ist -.als auf dem     linken        (Hochdruck)-Kom-          pressorteil.     



  Wenn für     Anlasszwecke    ein elektrischer  oder anderer     Anlassmotor    angewendet wird,  der mit der Hauptwelle 10 gekuppelt ist,  wird die erforderliche     Anlasskraft    dadurch  beträchtlich herabgesetzt, dass der Nieder  druckteil mit herabgesetzter relativer Ge-           sehwindigkeit    arbeitet.

   Es wird aber nicht nur  die     Anlasskraft    herabgesetzt, sondern auch  die tatsächliche     Leistung    des Kompressors  beim Anlassen beträchtlich verbessert, weil  die herabgesetzte relative Umfangsgeschwin  digkeit der Rotor- und     Statorschaufelung    des       Niederdruck-Kompressorteils    ein Überziehen  der     Schaufelung    in weitem Ausmass vermei  det; wenigstens die Schaufeln des     Nieder-          druckt.eils    werden     zu    einem sehr viel früheren  Zeitpunkt des Ansteigens der Drehgeschwin  digkeit der Hauptwelle aus dein überzogenen  Zustand herausgebracht.  



  Wenn die Geschwindigkeit der Welle 10  (und der darauf angeordneten     Rotorschei-          ben)    genügend angestiegen ist, damit die Tur  bineneinheit, mit welcher der Kompressor ver  bunden ist, in Wirkung kommt und vom An  lassmotor den Antrieb des Kompressors über  nimmt, muss der letztere vom     Anlassmotor    ge  löst und der     bewegliche        Statorteil    zum An  halten gebracht werden, indem die Kupplung  33 gelöst und die Bremse 30 angezogen wird.  



  Es ist daher von Vorteil, wenn die Steuer  n,ittel der Kupplung und der Bremse mit  denjenigen des     Anlassmotors    kombiniert sind.  Ist der     Anlassmotor,    dessen Kraft über eine       celbstlöse-    oder Rutschkupplung auf die     \Felle     übertragen wird, mit einem Relaisschalt  getriebe versehen, so können über dessen  Schaltrelais auch die Kupplung 33 und die  Bremse 30 betätigt werden. Die Ausbildung  eines solchen Relaisschaltgetriebes ist von be  kannter Art.  



  Der beschriebene Kompressor unterschei  det sieh deutlich von jenen Gebläsen, bei  denen zur Regulierung der Leistung ein oder  mehrere Kränze von Leitschaufeln vorgesehen  sind, von welchen jeder an einem Ring be  festigt ist, wobei der oder die Ringe in dem  Gehäuse gelagert und so ausgebildet sind,  dass sie mit diesem für volle Leistung ge  kuppelt. werden bzw. für herabgesetzte Lei  stung frei laufen können.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Mehrstufen-Axialkompressor, dadurch ge kennzeichnet, dass er eine bewegliche, zur Rotorseliaufelung koaxiale Statorschaufelung und wahlweise betätigbare Mittel aufweist, (im die bewegliche Statorschaufelung gegen Drehen festzuhalten bzw. in derselben Rich tung wie die Rotorschaufelung mit. herab gesetzter (Tesehwindigkeit drehen ztt lassen.

   UNTERANSPRüCHE 1. Mehrstufen-Axialkompressor nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ausser der beweglichen Statorschaufelung noch eine feste Statorschaufelung umfasst. 2. Mehrstufen-Axialkompressor nach Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feste und die bewegliche Statorschaufe- lt:

   ng derart zueinander angeordnet. sind, dass die Strömung zuerst über die bewegliche Sta- torschaufelung und dann über die feste Sta- torsehaufelung stattfindet..

   3. Mehrstufen-Axialkompressor nach Pa tentanspruch, gekennzeichnet durch eine An zahl fester und eine Anzahl drehbarer Stator- sehaufelkränze, welche zusammen mit den Rotorschaufelkränzen alle Stufen des Kom- pressors bilden, und durch wahlweise betätig- bare Mittel für das Halten der erwähnten beweglichen Statorschaufelkränze gegen Dre hen bzw. für die Verbindung derselben mit.

   dem Rotor unter Geschwindigkeitsreduzie- run'-. Mehrstufen-Axialkompressor nach Un- t.eransprueh 3, dadurch gekennzeichnet, dass Steuermittel für das An- und Abschalten eines Anlassers für den Rotor vorgesehen sind, welche Steuermittel mit den wahlweise betätigbaren Mitteln so in Wirkungsv erbin- dung stehen, dass die drehbaren Stator- schaufelkrä.nze nur angetrieben werden, wenn der Anlasser angeschaltet ist.

   5. Mehrstufen-Axialkompressor nach Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wahlweise betätigbaren Mittel ein Pla- netenrädergetriebe aufweisen, welches ein Sonnenrad, das relativ zum Rotor und koaxial dazu drehbar ist, Planetenräder, die durch die drehbaren Statorschaufelkränze getragen werden, und einen feststehenden Ring besitzt, wobei eine Kupplung für das lösbare Verbin- den des Sonnenrades mit dem Rotor vorge sehen ist.

   6. Mehrstiüen-Axialkompressor nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wahlweise betätigbaren Mittel eine Bremse aufweisen, welche im angezogenen Zustand das gonnenrad gegen tewegung festhält, welche Bremse und die Kupplung so in Wir- kungsverbindung stehen, dass, wenn Wir kungsverbindung Bremse angezogen ist, die Kupplung gelöst ist und umgekehrt.