CH290415A - Verfahren zum Betrieb eines Strömungsverdichters und Verdichter zur Ausübung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren zum     Betrieb        eines        Strömungsverdichters    und Verdichter  zur Ausübung des Verfahrens.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf ein Verfahren zum Betrieb eines Strö  mungsverdichters und auf einen Verdichter       zur        Aasübung    des Verfahrens.  



  Bei den bekannten Strömungsverdichtern  hat man zwischen der halbaxialen, axialen  und radialen Bauart zu unterscheiden. Der  axiale Typ weist den Vorteil eines geringen  Durchmessers im Verhältnis zur Fördermenge       auf,    dagegen ist die für ein bestimmtes  Druckverhältnis nötige Stufenzahl meist  hoch. Der radiale- und der halbaxiale Typ er  möglichen höhere Druckverhältnisse pro  Stufe, sind aber im Durchmesser bedeutend  grösser als der entsprechende     Axialtyp.    Der  relativ grosse Durchmesser des Radial; bzw.

         Ilalbaxialgebläses    rührt zur Hauptsache davon  her, dass am Austritt der Laufräder be  trächtliche kinetische Energien in der Strö  mung stecken, welche in nachgeschalteten       Diffusoren    in Druck umgewandelt werden  müssen. Diese     Diffusoren    haben immer an  sehnliche Vergrösserungen des Durchmessers  zur Folge, da eine beträchtliche Erweiterung  in radialer Richtung mit Rücksicht auf guten       Diffusorwirkungsgrad    unerlässlich ist.  



  Das Verfahren besteht darin, dass in  einem ersten Laufrad     kinetische    Energie er  zeugt wird und mindestens ein Teil der ki  netischen Energie in einem nachfolgenden  Laufrad in Druck umgesetzt wird. Vorzugs  weise können die beiden Laufräder gegen  läufig angeordnet sein. Gemäss einer weiteren         Ausführungsform    des Verfahrens lässt man  das Strömungsmedium relativ zum zweiten  Laufrad mit Überschallgeschwindigkeit ein  strömen, wobei die Schaufeln so geformt wer  den, dass in diesem zweiten Laufrad min  destens ein Verdichtungsstoss auftritt.  



  Der Verdichter zur Ausübung des Ver  fahrens     zeichnet    sich dadurch     aus,    dass der  selbe ein Laufrad zur Erzeugung von kineti  scher Energie sowie ein zweites Laufrad zur  Umsetzung von kinetischer Energie in Druck       aufweist.    Vorzugsweise     kann    dem ersten  Laufrad ein Leitapparat zur Umlenkung des       Strömungsmediums    zugeordnet sein.  



  Auf beiliegender Zeichnung ist ein. Aus  führungsbeispiel des zur     Ausübtmg        des    Ver  fahrens geeigneten Verdichters     dargestellt,     und zwar zeigen       Fig.    1 eine     Prinzipskizze    des Verdichters  im     Radialschnitt,    die       Fig.    2-4     Geschwindigkeitsdiagramme    und       Fig.    5 eine     Einzelheit.     



  Nachfolgend wird auch das Verfahren bei  spielsweise erläutert.  



  In der Zeichnung ist mit 1 ein um die  Achse 2 rotierendes Laufrad bezeichnet, wel  ches als halbaxiales Rad ausgebildet und mit  nach vorwärts gebogenen Schaufeln versehen  ist, wodurch grosse absolute Geschwindig  keiten erzielt werden. Dem .ersten Laufrad  ist ein Leitapparat 3 zugeordnet, welcher so  ausgebildet und geformt ist;     da.ss    die Strö  mungsrichtung des Mediums. symmetrisch           tungelenkt    wird. Der Leitapparat könnte  auch so ausgebildet sein, dass dort ein oder  mehrere senkrechte oder schiefe Verdich  tungsstösse auftreten. Die     Schaufelform    des  Leitrades ist aus der     Fig.    5 ersichtlich.

   Ent  sprechend derselben erfolgt     eilte    Umlenkung  im     Leitrad        symmetrisch    bezüglich einer zur       yIeridianebene    senkrechten Ebene.  



  Zur Umwandlung der kinetischen Energie  in Druck ist an Stelle eines     Diffusors    ein  zweites Laufrad 4 vorgesehen, das koaxial       zum    Laufrad 1 angeordnet ist. Die beiden  Laufräder 1 und 4     sind    gleichläufig ange  ordnet und rotieren im gleichen Drehsinn  mit ungleicher oder gleicher Drehzahl, wobei  in letzterem Falle die beiden Laufräder auf  derselben Welle angeordnet werden. Die ge  nannten Räder können jedoch auch gegen  läufig rotierend angeordnet sein, wobei das  Leitrad dann wegfällt.  



  Die -Strömungsverhältnisse sind aus den  in den     Fig.        2-4    gezeigten Geschwindigkeits  diagrammen ersichtlich. Im Geschwindigkeits  dreieck für den Eintritt in das erste Lauf  rad (Punkt     P1)    ist mit     w1    die Relativ-, mit       zcl    die Umfangs-     und    mit cl die Absolut  geschwindigkeit bezeichnet. Die Verhältnisse  beim Austritt aus dem     ersten    Laufrad  (Punkt P2) sind mit dem Geschwindigkeits  dreieck - gebildet aus den Komponenten       zc'2,        u2        und    c2 - charakterisiert.

   Die Schau  felform und Drehzahl des Laufrades sind so  gewählt, dass die absolute     Geschwindigkeit     beim Austritt aus der Stufe bedeutend grösser  ist als beim Eintritt.     Zweckmässigerweise     übersteigt die absolute Geschwindigkeit c2 die       Schallgeschwindigkeit.     



  Im Leitapparat wird die Strömungsrich  tung des     Mediinns        umgelenkt,        woraus    die  Austrittsgeschwindigkeit     c3    resultiert. Die re  lative Eintrittsgeschwindigkeit in das zweite  Laufrad ist     w3.    In diesem zweiten Laufrad  wird die relative Geschwindigkeit von     w3    auf       2i 4    durch auftretende Verdichtungsstösse     ver-          Meinert.    Je nach der     Schaufelausbildung     dieses Laufrades 4 treten ein oder mehrere  senkrechte und/oder schiefe Verdichtungs  stösse auf.

   Da die Umfangsgeschwindigkeit    - infolge des grösseren Durchmessers des  Laufrades 4 - bis zum Betrage     %    > u3 zu  nimmt, resultiert schliesslich eine     absolute    Ge  schwindigkeit     c4.    Infolge der auftretenden  Druckstösse und der     Fliehkraftwirkung    ge  langt man zu einem ausserordentlich hohen  Druck.

Claims (1)

1. ' PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Betrieb eines Strömungs verdichters, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Laufrad kinetische Energie er zeugt und mindestens ein Teil der kinetischen Strömungsenergie in einem nachfolgenden Laufrad in Druck umgesetzt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Strömungs medium nach dem ersten Laufrad in einem Leitapparat umgelenkt wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ss man das Strömungsmedium relativ zum zweiten Laufrad mit überschallgeschwindig- keit einströmen lässt, wobei die Schaufeln so geformt sind, dass in diesem zweiten Laufrad mindestens ein Verdichtungsstoss auftritt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass im zweiten Laufrad mindestens ein senkrechter Verdichtungsstoss erzeugt wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass im zweiten Laufrad mindestens ein schiefer Verdichtungsstoss erzeugt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass im zweiten Laufrad sowohl senkrechte als auch schiefe Verdichtungs stösse erzeugt werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Strömungs medium relativ ziun feststehenden Leitrad mit Überschallgeschwindigkeit eingeführtwird, wobei in diesem Leitrad mindestens ein Ver dichtungsstoss auftritt. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitrad mindestens ein schiefer Ver dichtungsstoss auftritt. B. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Leitrad mindestens ein senkrechter Verdichtungsstoss auftritt. PATENTANSPRUCH II: Verdichter zur Ausübung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe ein Laufrad zur Erzeugung von kinetischer Setzung von kinetischer Energie in Druck auf Energie sowie ein zweites Laufrad zur Um weist. UNTERANSPRÜCHE 9. Verdichter nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Laufrädern ein Leitrad angeordnet ist. 10.

   Verdichter nach Patentanspruch II und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass das Leitrad solch eine Form auf weist, dass die Strömungsrichtung des Me diums symmetrisch bezüglich einer zur Meri- dianebene senkrechten Ebene umgesenkt wird. 11. Verdichter nach Patentanspruch II ; und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass die beiden Laufräder so angeordnet sind, dass sie den gleichen Drehsinn, aber ungleiche Drehzahlen aufweisen. 12.

   Verdichter nach Patentanspruch II , und Unteranspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass die beiden Laufräder auf einer gemeinsamen Welle montiert sind. 13. Verdichter nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lauf räder so montiert sind, dass sie in entgegen gesetztem Sinne rotieren.