CH306143A

CH306143A - Mehrstufiger Fliehkraftverdichter.

Info

Publication number: CH306143A
Authority: CH
Inventors: Oerlikon Maschinenfabrik
Original assignee: Oerlikon Maschf
Priority date: 1952-09-04
Filing date: 1952-09-04
Publication date: 1955-03-31

Description

Mehrstufiger Fliehkraftverdichter. Die Erfindung betrifft. einen mehrstufigen Fliehkraftverdichter mit mindestens zwei Teil spiralgehäusen und daran angeschlossenen Diffusoren pro Stufe.

Bekanntlich darf der Erweiterungswinkel von konischen Diffusoren eine gewisse Grösse, z. B. 12 , nicht überschreiten, damit eine mög lichst gute Umsetzung von Geschwindigkeits energie in Dreckenergie erfolgen kann. Die Geschwindigkeitsverminderung im Diffusor erfol-t von der am Austritt des Spiralgehäuses vorhandenen Geschwindigkeit auf die Ge- schwindigkeit am Austritt des Diffusors. Letz tere wird möglichst klein gehalten, um viel Ge schwindigkeitsenergie in statischen Druck um zuwandeln und um kleine Verluste in den fiberströmleitungen zu erreichen.

Die Länge eines Diffusors ist bestimmt. durch den Eintrittsquerschnitt, das Quer- sehnittsverhältnis des Diffusoraustrittes zum Diffusoreintritt und den Erweiterungswinkel. Bei einem konischen Diffllsor ist
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wobei L die Diffnsorlänge, q1 den Eint.ritts- querschnitt,

a das Querschnittsverhältnis q2: q1 des Diffusoraustrittes zum Diffusoreintritt und a den Erweiterungswinkel bedeuten. Bei den bekannten Verdichtern sind sowohl der Erweiterungswinkel als auch das Querschnitts- verhältnis bei allen Diffusoren mindestens angenähert gleich, so dass bei den Niederdruck stufen die Diffusorlänge grösser ist als bei den folgenden Stufen,

da das Fördervolumen und damit der Eintrittsquerschnitt bei den Nie derdruckstufen grösser ist.

Der Raumbedarf des Verdichters wird be stimmt durch die Stufe mit der grössten Dif- fusorlänge. Die vorliegende Erfindung be zweckt nun die Verkleinerung dieses Raum bedarfes, was erfindungsgemäss dadurch er reicht werden kann, dass bei mindestens an genähert gleichbleibendem Erweiterungswinkel aller Diffusoren das Querschnittsverhältnis des Diffusoraustrittes zum Diffusoreintritt für die erste Stufe kleiner gewählt wird als für die letzte Stufe.

Auf diese Weise lässt sich die Länge der Diffusoren der Niederdruck stufe verkleinern und derjenigen der Hoch- dr uckstufe annähern.

Beispielsweise bei einem dreistufigen Ver dichter üblicher Bauart betrage das Ansaug volumen 10 m3/see und das Volumen am Dif- fusoreintritt 8 m31sec. Bei vier Teildiffusoren sind am Diffusoreintritt der ersten Stufe der Durchmesser D1 = 128 mm und der Quer schnitt q, = 0,0129 m2 sowie bei 30 m/sec am Diffusoraustritt der Durchmesser D2 = 280 mm und der Querschnitt q2 = 0,0615 m2.

Mit a = 12 ist dann die Diffusorlänge L,, = 730 mm bei einem Querschnittsverhältnis F = 4,77a In der zweiten Stufe ist ent sprechend Dl = 112 mm,D2 = 245 mm, a = 4,75 und L2 = 635 mm, und schliesslich in der dritten Stufe ist D, = 95 mm, D. = 204 mm, e = 4,71 und Ls = 520 mm. Bei allen Diffusoren beträgt die Austrittsgeschwin digkeit 30 m/sec und auch das Querschnitts verhältnis e ist praktisch gleich.

Wird nun das Querschnittsverhältnis e in der ersten Stufe auf 3,41 verkleinert, so ergibt. sich eine Verkürzung der Diffusorlänge auf L'1 = 520 mm und eine Vergrösserung der Austrittsgeschwindigkeit auf 42 m/see. In der zweiten Stufe wird ein e = 3,84 gewählt. Es ist dann auch L'2 = 520 mm bei einer Aus trittsgeschwindigkeit von 37 m/sec. In der dritten Stufe wird aber nichts geändert. Das Querschnittsverhältnis nimmt somit von Stufe zu Stufe zu.

Durch diese Massnahme wer den die Diffusorlängen der ersten und zweiten Stufe auf die Diffusorlänge der dritten Stufe reduziert und der Raumbedarf entsprechend vermindert. Das erlaubt auch das Gewicht und die Herstellungskosten, besonders auch wegen der kleineren überströmleitungen, zu redu zieren. Dabei brauchen aber nicht alle Dif- fusoren gleich lang zu sein.

In der beiliegenden Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Niederdruckteil eines mehrstufigen Vierdiffu- sorengebläses. a bezeichnet den einem kon stanten Querschnittsverhältnis entsprechen den Abstand der Diffusoren ohne die über strömleitungen, b denjenigen entsprechend der Verkleinerung des Querschnittsverhältnisses in der Niederdruckstufe. b beträgt beim vor liegenden Beispiel etwa 85 % des Normal wertes a.

Fig. 2 zeigt einen Teildiffusor in grösserem Massstab. c ist die dem konstanten Quer- schnittsverhällnis e entsprechende Diffusor- länge und d eine verkürzte Diffusorlänge. Wie ersichtlich, ist cd kleiner als e,.

Fig. 3 zeigt striehpunktiert die Länge der Diffusoren der ersten zwei Stufen bei einem konstanten Quersehnittsv erhältnis e und aus gezogen die auf die Länge der dritten Stufe verkürzten Diffusoren der ersten und zweiten Stufe. Der Raumbedarf wird kleiner, ent sprechend der Differenz c-d, wozu noch der kleinere Raumbedarf der tberströmleitungen hinzukommt.

Der Wirkungsgrad der verkürzten Diffu- soren steigt infolge der kleineren Länge, hin gegen wird weniger Gesehwindigkeitsenergie in Druckenergie umgewandelt und die Ver luste in den ZTberströmleitungen steigen. Je nach den gewählten Verhältnissen wird aber der 'NVirk-Lingsgrad nicht beeinflusst, trotz des wesentlich kleineren Raumbedarfes. Im all gemeinen nehmen die Durchmesser der letzten Stufen ab, und es können dann die e-Werte für die letzten Stufen noch grösser gewählt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH: Mehrstufiger Fliehkraftverdichtermit min destens zwei Teilspiralgehäusen und daran an geschlossenen Diffusoren pro Stufe, wobei der Erweiterungswinkel bei allen Diffusoren min destens angenähert gleich ist, dadurch gekenn zeichnet, da.ss das Quersehnittsverhältnis des Diffusoraustrittes zum Diffusoreintritt bei der ersten Stufe kleiner ist als bei der letzten Stufe.

ÜNTERAIVSPRU CH Verdichter nach Patentansprtieh, dadurch gekennzeichnet, da.ss das Quersehnit.tsverhält- nis von Stufe zu Stufe zunimmt.