EP0104413A1 - Ein- oder mehrstufige Hochleistungskreiselmaschine für aggressive und/oder heisse Medien - Google Patents

Ein- oder mehrstufige Hochleistungskreiselmaschine für aggressive und/oder heisse Medien Download PDF

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EP0104413A1
EP0104413A1 EP83108202A EP83108202A EP0104413A1 EP 0104413 A1 EP0104413 A1 EP 0104413A1 EP 83108202 A EP83108202 A EP 83108202A EP 83108202 A EP83108202 A EP 83108202A EP 0104413 A1 EP0104413 A1 EP 0104413A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
insulation
blades
segments
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP83108202A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian O. Schön
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0104413A1 publication Critical patent/EP0104413A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/284—Selection of ceramic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/03—Annular blade-carrying members having blades on the inner periphery of the annulus and extending inwardly radially, i.e. inverted rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D7/00—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04D7/02—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type
    • F04D7/06—Pumps adapted for handling specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts of centrifugal type the fluids being hot or corrosive, e.g. liquid metals

Definitions

  • the invention relates to a single-stage or multi-stage high-performance centrifugal machine for aggressive and / or hot media, with a rotor having a housing and with a feed and an outlet line for the medium, the rotor being designed as a rotationally symmetrical hollow body, on the inner wall of which blades are essentially are supported radially inwards and the blades consist of a chemical and / or heat-resistant material.
  • a gas turbine is also known in which the rotor blades and a ring surrounding them consist of ceramic material (GB-PS 867 716). Although this material is highly heat-resistant, it generally conducts heat well and can also only absorb very low tensile forces. For this reason, in this known turbine the turbine housing is provided with an annular space surrounding the rotor which can be pressurized in such a way that the effect of the centrifugal forces on the rotor and rotor blades is completely or partially eliminated. Such a design results in extremely complicated design problems with regard to sealing between rotating and fixed parts and the removal of the ceramic parts into the annular space dissipated heat.
  • the invention is therefore based on the object of creating a device of the type mentioned at the outset which enables economical operation at media temperatures of up to over 1600.degree. C. and at very high speeds and pressures of 2000 mm AC and more.
  • the invention solves the problem in that an encompassing insulation made of heat-insulating and highly heat-resistant material is present on the inner wall of the rotor housing.
  • the outer casing of the rotor housing is made of a material with high tensile strength (steel, carbon fiber, or the like), the blades are made of a highly heat-resistant material that especially when simple plate-shaped blades are used, is essentially suitable for absorbing only compressive stresses, such as ceramic, and the insulation layer on the inside of the rotor housing is made of a material which has high thermal insulation, but which does not need to absorb tensile or substantial compressive forces and can be relatively soft and amorphous. It only has to absorb centrifugal forces without solidifying too much.
  • the inner contour of the housing can be conical or cylindrical.
  • the conical configuration can be achieved, for example, by the housing widening in steps and the steps being filled on the inside by the lining in such a way that a cone is formed on the inside.
  • the blades need not be held by pins on the housing, 'but they are supported on the steps.
  • the conical shape par excellence can be of particular advantage, particularly in the case of single-stage blowers or compressors, because of the better conveyance of the gases.
  • ceramic wool or rock wool can be introduced between the blades attached to the inner wall of the housing as thermal insulation, which densifies when the housing rotates.
  • a cover for example a mesh screen; kept at a standstill.
  • loose packing elements can also be introduced, such as so-called Raschig rings, which can be made of metal, glass or ceramic and which are pressed together and fixed by the centrifugal forces.
  • Raschig rings can be made of metal, glass or ceramic and which are pressed together and fixed by the centrifugal forces.
  • a honeycomb-like insert can also be used here, for example made of very thin sheet metal. The honeycomb-shaped cavities extend axially. The gas enclosed in the honeycomb provides a high level of insulation since it cannot circulate.
  • thermal insulation between the blades according to the invention is that radially extending, spaced-apart fixed plates made of a high-temperature-resistant material, e.g. cast porous ceramic plates, and that the plates are held at least in their radially outer region by insulating wool pressed between them, i.e. the blades and the insulation need not be screwed.
  • the whole system remains elastic in itself and the production is simplified since screwing requires a more precise production.
  • the outer layer can be elastic and ceramic insulation rests on this elastic layer. Tensions are absorbed in the outer layer, while the rigid high-temperature part can expand.
  • a very advantageous further training possibility consists in the fact that the radially extending plates which are fixed to the inner wall of the housing and are arranged at a distance from one another serve as insulation between the blades, whose mutually facing surfaces have axially extending step-shaped projections or recesses, each of which forms a radially extending labyrinth channel between two plates.
  • This training is suitable for relatively large plants. If everything is lined with ceramic, the ceramic could blow up the case. In the outer area of the labyrinths, the specifically heavier cooled gas remains by centrifugal force, while the specifically much lighter hot gas cannot escape to the outside. No swirling can take place either.
  • the housing end wall has an insulation on the inside, which consists of individual circular segments leaving a gap between them. Since the insulating material, for. B. porous ceramic material, more than steel, is thereby avoided that at the high temperatures n the insulation in the relatively cool steel housing expands so that it is blown up.
  • the insulation preferably consists of at least two layers of segments arranged axially one behind the other, the segments of the individual layers being offset from one another.
  • the segments can be provided with grooves or projections projecting into them, which engage in a contactless manner to form labyrinths.
  • the arrangement can be such that the labyrinths run either radially or in the direction of rotation. They can be completely or partially filled with deformable insulating materials.
  • loose insulating fillers e.g. densified glass wool, rock wool or the like. or a plurality of hollow bodies of cylindrical or polygonal (honeycomb-shaped) cross section with axes essentially parallel to the housing axis.
  • These hollow bodies can consist of steel or an insulating material. The air enclosed in the hollow body has a high insulating effect.
  • the insulating effect is created by the respective substance itself and / or by the gases enclosed in each case.
  • porous ceramic material e.g. fireclay or other suitable materials can also be used.
  • it can have notches arranged at a distance in several axially perpendicular radial planes or it can be axially divided into several sections.
  • the gas guide tube ends directly at or shortly behind the free blade edge and penetrates the gas outlet tube which is designed as a bend and which has a substantially larger diameter corresponding to the housing diameter on the open end face, preferably in the case of a multi-stage configuration for higher pressures, the housing is on both Sides open for axial flow and a guide blade is fastened in front of each rotor blade to a fixed holder which penetrates the housing within the inner blade circle diameter.
  • This type of fan can be flowed through in both directions. But it can also be in Strömüngs direction, a standing baffle and a rotating baffle are provided in front of each fixed guide vane. These fans can only be flowed through in one direction.
  • a very important advantage of the device according to the invention is that if it works in a closed system, no sealing is required on the pressure side. The device then works as a suction fan. However, if the device is operated as a pressure system, a seal is required.
  • a non-contact labyrinth seal which overlaps one of the two parts and is formed from annular disks and is attached to both parts, is arranged between the housing and the respective fixed gas guide tube adjoining the housing wall.
  • a cold gas can be fed into these labyrinths in order to cool the housing jacket.
  • the gas pressure can be regulated depending on the temperature measured outside in the gap area.
  • the ring disks forming the labyrinths are preferably designed as rotating or standing axial blades.
  • the pressure forced by the blades counteracts the gap pressure acting outwards due to the centrifugal forces and the overpressure generated. Ideally, all pressures in the gap cancel each other out.
  • the labyrinths can also be formed on opposite radial annular disks attached to the ends of the respective circumferential and fixed part, wherein they are formed by a ceramic coating applied to the circumferential annular disk with concentric annular grooves introduced therein, into which corresponding ones are located engage the fixed washer arranged concentric rings without contact.
  • the circumferential housing consists of a cylindrical sheet steel jacket 1, which is closed on one end by a steel sheet washer 2, which carries a shaft journal 3, which is mounted and can be driven in a manner known per se .
  • Plate-shaped blades 4 made of ceramic are supported and fastened to the latter within the cylindrical housing 1, e.g. by means of cast-in bolts.
  • the space between the blades 4 and the inner sides of the disk 2 are covered by means of corresponding segments 5 or an insulating compound, e.g. Ceramic insulating compound, existing pane 6 covered.
  • any other suitable heat-insulating material can also be used.
  • the jacket including the cladding can also be designed as a cone.
  • FIGS. 4-8 show still other possibilities for the insulation for the steel sheet jacket.
  • loose insulation 11 is shown between the respective blades, e.g. Rock wool, which condenses on rotation.
  • the blades 4 are held here by stud bolts 12.
  • a sieve 13 is provided radially on the inside.
  • anchors 14 fastened in the steel jacket 1 can also serve to hold the insulation 11.
  • raster or porous ceramic plates 15 are arranged at a distance from one another between the blades 4 and are held by caulked insulating wool 16 or the like.
  • the blades 1 and the plates 15 need not be screwed in this case.
  • Figure 6 shows an embodiment in which a layer of low-temperature insulation 17, e.g. a foam, and inside a layer 18 high temperature insulation are introduced.
  • the blades 4 are screwed together by means of stud bolts 12.
  • a gap 19 is left between each blade 4 and the high-temperature insulation 18 in order to allow this layer to expand. If necessary, a soft insert can be introduced into the gap.
  • the insulating plates 20 labyrinths 21 arranged between the blades 4 and screwed to the housing 1 have projections and recesses. Centrifugal force throws cold and therefore heavy gas to the outside, while the specifically much lighter gas cannot escape due to the labyrinths and the lower centrifugal force.
  • the plates 2o which are preferably made of fired porous ceramic, can expand freely when heated.
  • the blades 4 are also provided with corresponding projections 22 in order to likewise form a labyrinth with the respectively adjacent plate 20.
  • the insulating plates 2o can be cast over a common shell 23 abutting the housing 1.
  • the multi-stage compressor design according to FIG. 9 corresponds essentially to the design according to FIGS. 1 and 2, with the exception that the fixed feed pipe 7 'extends close to the closed end of the cylindrical housing 1 and carries fixed guide vanes 24 which protrude between the guide vanes 4 .
  • the formed as a manifold outlet conduit 27 opens just before the housing 1.
  • a labyrinth seal 28 is provided, which essentially consists of two parts attached to annular discs 29 and 3 0 the interdigitated and non-contact, exists.
  • a cold gas is fed into the resulting labyrinth via line 31, which counteracts the total pressure formed by centrifugal forces and gap pressure and cools the housing at this point.
  • the temperature of the cold gas supplied can be regulated by measuring the temperature at 32.
  • a cold gas shown here it is possible to design the annular disks 29 and 3o as small, short axial blades, by means of which cool atmospheric air is forced into the gap 10.
  • the multi-stage compressor according to Figure 1o is designed as a flow compressor.
  • the circumferential housing 1 is mounted at 25 in a manner known per se by means of roller bearings, slide bearings, magnetic bearings or the like. by means of V-belts .., magnetically or the like. Also driven in a known manner.
  • the fixed guide vanes 24 are held by means of a fixed holder 26.
  • pipes 33 and 34 serving as supply or outlet lines are arranged, each of which is sealed off from the rotating housing cylinder 1 by means of a labyrinth seal, as described in connection with FIG. 9.
  • the compressors according to FIGS. 9 and 10 can be operated in both directions, the terms supply and outlet lines each having to be exchanged.
  • FIG. 13 A multi-stage version is shown schematically in FIG. 13, in which the housing 1 widens in steps and a rotor blade 4 is arranged on each stage.
  • the insulation 5 forms a continuously conical extension on the inner contour.
  • FIG. 14 schematically shows yet another sealing option between the peripheral housing part 1 and the fixed outlet line 27.
  • Both parts have ring disks 37 and 38, which are firmly connected to them at the free ends facing one another.
  • the ring disk 37 goes back into one at its radially outer end short zy Lindric ring 39 over.
  • the insulation 5 is also drawn in the form of an annular disk over the annular disk 37 and in this part 40 is provided with concentric annular grooves 41, into which concentric rings 42 attached to the fixed annular disk 38 protrude and form a layout.
  • the concentric rings 42 can be designed as small, short blades for conveying cool air inwards.
  • the insulation shown in Figure 1 on the inside of the end wall 2 - shown there for example as a porous ceramic disk 6 - is, as shown in Figures 15 and 16, here divided into segments 43 and 44, which are arranged in two layers offset from each other and between them leave radial column 45. More than two layers can also be provided.
  • the two layers 43 and 44 are arranged at a small distance from one another and, as shown only in FIG. 16, can have circumferential grooves and projections 46 and 47 on the facing end faces, which form a labyrinth 48.
  • the segments 43 and 44 are screwed to the housing jacket 1.
  • the grooves 49 and projections 50 forming the labyrinths can also run radially on the opposite end faces of the segments 45 and 44, respectively.
  • labyrinths 51 can also be formed on the radial edges of the segments 52, which are narrower here than in the previous examples.
  • flat closing segments 53 are arranged which cover the gaps and which make it more difficult for hot gases to enter the labyrinths 51.
  • loose fillers such as glass wool, rock wool, ceramic wool or the like can also be introduced between the end wall 2 and the end segments 53.
  • foamed materials such as foam glass, foam ceramic or porous ceramic infage.
  • honeycomb-shaped or cylindrical hollow bodies made of steel or an insulating material can also be introduced, in which the air enclosed in the hollow bodies has an insulating effect.
  • the mutually facing surfaces of the segments 43 and 44 have small-area projections 54 or depressions 55, the projections 54 engaging in the depressions 55 without contact.

Landscapes

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Abstract

In einer Hochleistungskreiselmaschine, insbesondere Gebläse für aggressive und insbesondere sehr heiße Medien und sehr hohe Drücke sind die aus Keramik oder dgl. bestehenden hochtemperaturfesten Schaufein (4) innerhalb eines umlaufenden hohlen als Rotationskörper ausgebildeten Gehauses (1) angeordnet, das durch eine ebenfalls hochtemperaturfeste und wärmedämmende Isolierung (5) gegen Erwärmung geschützt ist. So bleiben die auf Zug und Biegung beanspruchten Teile kühl und behalten damit ihre Festigkeit, während die erwähnten dem heißen Gasstrom ausgesetzten Teile nur auf Druck beansprucht werden. Die Isolierung kann in vielerlei Weise erfolgen. Die Erfundung findet für ein- und mehrstufige Gebläse oder Verdichter bis zu Temperaturen von 1600°C und Drücken von 2000 mm WS und mehr Anwendung, ist aber auch für Pumpen oder Turbinen anwendbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine ein- oder mehrstufige Hochleistungskreiselmaschine für aggressive und/oder heiße Medien, mit einem ein Gehäuse aufweisenden Rotor und mit einer Zuführungs- sowie einer Austrittsleitung für das Medium, wobei der Rotor als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist, an dessen Innenwand Schaufeln im wesentlichen radial nach innen ragend abgestützt sind und die Schaufeln aus einem chemischen und/oder gegen Hitze resistenten Material bestehen.
  • Es ist bekannt, bei glockenförmig ausgebildeten Brennkam-. mern von Gasturbinen die Schaufeln an der Innenseite des Rotors nach innen ragend anzuordnen und die Glocke durch den an ihrer Außenseite vorbeiströmenden Luftstrom zu kühlen (DE-GM 7 o29 967). Bei nach diesem bekannten Prinzip ausgebildeten Gebläsen oder Verdichtern für die Förderung sehr heißer Medien ist deren Leistung aus Festigkeitsgründen jedoch sehr begrenzt, da die Zug- und Biegefestigkeit von chemisch resistenten und/oder hoch wärmebeständigen Materialien auch schon bei geringer Erwärmung sehr stark abfällt. Dies ist insbesondere bei sehr heißen Gasen der Fall, deren Anwendung in zunehmendem Maße z.B. in der Kohleforschung im Kommen ist. Schon bei einer Gastemperatur von 800° C sind aufgrund der durch die Erwärmung abnehmenden Festigkeit selbst bei hochwertigen Stählen wegen der deshalb notwendigen Reduzierung der Drehzahl bei einstufigen Radialgebläsen nur maximal etwa 150 mm WS erreichbar. Gase oder auch bestimmte geschmolzene Metalle mit Temperaturen von 1200 oder gar 1600° C und mehr sind mit den bekannten Maschinen überhaupt nicht mehr zu fördern.
  • Die Aussenkühlung durch den Luftstrom ist aber bei diesen genannten hohen Temperaturen und bei den gewünschten hohen Drehzahlen völlig unzureichend bzw. es müßte Kaltluft unter einem nicht zu vertretenden unwirtschaftlichen Energieaufwand vorbeigeführt werden.
  • Es ist ferner eine Gasturbine bekannt, in welcher die Laufschaufeln und ein dieser umgebender Ring aus Keramikmaterial bestehen (GB-PS 867 716). Dieses Material ist zwar hoch hitzebeständig, es leitet aber im allgemeinen die Wärme gut und kann außerdem nur sehr geringe Zugkräfte aufnehmen. Aus diesem Grund ist in dieser bekannten Turbine das Turbinengehäuse mit einem den Rotor umgebenden Ringraum versehen, der so druckbeaufschlagbar ist, daß die Wirkung der Zentrifugalkräfte auf Rotor und Laufschaufeln völlig oder teilweise aufgehoben wird. Eine solche Ausbildung ergibt außerordentlich komplizierte konstruktive Probleme bezüglich Abdichtung zwischen drehenden und feststehenden Teilen und dem Abführen der durch die Keramikteile in den Ringraum abgeleiteten Wärme. Für letzteres ist auch hier ein wirtschaftlich-nicht vertretbarer hoher Energieaufwand erforderlich, wenn in dem Ringraum ein ausreichend hoher Druck aufrecht erhalten werden soll - der bei den gewünschten hohen Drehzahlen natürlich entsprechend sehr hoch sein müßte - und gleichzeitig genügend Luft zum Kühlen durchgeleitet werden soll. Für die genannten Daten eine praktisch unlösbare Aufgabe.
  • Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche einen wirtschaftlichen Betrieb bei Medientemperaturen bis zu über 1600° C und bei sehr hohen Drehzahlen und Drücken von 2000 mm WS und mehr ermöglichen.
  • Die Erfindung löst das Problem dadurch, daß an der Innenwand des Rotorgehäuses eine mitumlaafende Isolierung aus wärmedämmendem und hochhitzebeständigem Material anliegt.
  • Durch eine solche Ausbildung können in einer überraschend einfachen Weise Anwendungsgebiete für Vorrichtungen dieser Art erschlossen werden, denen sie bisher verschlossen waren. Auch können für das Rotorgehäuse Materialien verwendet werden, deren Anwendung bisher bei den genannten Temperaturen ausgeschlossen schien, wie z.B. Carbonfaser.
  • Insbesondere besteht aber keine Gefahr, daß der Gehäusemantel so erwärmt wird, daß er der starken Zugbeanspruchung nicht mehr gewachsen ist, die bei sehr hohen Drehzahlen auftritt. In einem nach der Erfindung ausgebildeten Gebläse oder auch einer Turbine sind also im wesentlichen drei völlig unterschiedliche Werkstoffe vorgesehen. Der äußere Mantel des Rotorgehäuses besteht aus einem Material hoher Zugfestigkeit (Stahl, Carbonfaser, o. dgl.), die Schaufeln aus einem hochhitzebeständigem Material, das, besonders wenn einfache plattenförmige Schaufeln verwendet werden, zur Aufnahme im wesentlichen allein von Druckbeanspruchungen geeignet ist, wie z.B. Keramik, und die Isolierungsschicht an der Innenseite des Rotorgehäuses aus einem Material, das eine hohe Wärmedämmung aufweist, das aber weder Zug- noch wesentliche Druckkräfte aufzunehmen braucht und relativ weich und amorph sein kann. Es muß lediglich Zentrifugalkräfte aufnehmen ohne sich zu sehr zu verfestigen.
  • Die innere Kontur des Gehäuses kann kegelig oder zylindrisch ausgebildet sein. Die kegelige Ausbildung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß das Gehäuse sich stufenförmig erweitert und die Stufen innen durch die Auskleidung so ausgefüllt werden, daß innen ein Kegel entsteht. Bei der stufenförmigen Ausbildung des Gehäuses brauchen die Schaufeln nicht durch Stifte am Gehäuse gehalten werden,' sondern sie stützen sich an den Stufen ab. Die kegelige Ausbildung schlechthin kann insbesondere bei einstufigen Gebläsen oder Verdichtern wegen der besseren Förderung der Gase von besonderem Vorteil sein.
  • Als wärmedämmende Isolierung kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zwischen den an der Gehäuseinnenwandung befestigten Schaufeln Keramikwolle oder Steinwolle eingebracht sein, die sich bei Rotation des Gehäuses verdichtet. Bei Verwendung von losem Isoliermaterial zwischen den an der Hohlkörperinnenwand befestigten Schaufeln ist dieses zweckmäßigerweise durch eine Abdeckung, z.B. ein Siebgeflecht; im Stillstand gehalten. Als weitere vorteilhafte Isolierung können auch lose Füllkörper eingebracht werden, wie z.B. sogenannte Raschig-Ringe, die aus Metall, Glas oder Keramik bestehen können und die durch die Zentrifugalkräfte zusammengepreßt und fixiert werden. Als ganz wesentlicher Vorteil ergibt sich hierbei, daß die Schaufeln nur fixiert zu sein brauchen und durch die unter der Zentrifugalkraft verdichtenden losen Füllkörper ganz fest gehalten werden. Desgleichen kann hier auch eine bienenwabenartige Einlage Verwendung finden, z.B. aus sehr dünnem Blech. Die wabenförmigen Hohlräume erstrecken sich dabei axial. Durch das in den Waben eingeschlossene Gas wird eine hohe Isolierung erzielt, da es nicht zirkulieren kann.
  • Noch eine andere Möglichkeit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Wärmeisolierung zwischen den Schaufeln besteht darin, daß radial verlaufende, an der Gehäuseinnenwand anliegende und mit Abstand voneinander angeordnete feste Platten aus einem hochtemperaturfesten Material, z.B. gegossene poröse Keramikplatten, dienen und daß die Platten wenigstens in deren radial äußeren Bereich durch dazwischen gestemmte Isolierwolle gehalten sind, d.h., die Schaufeln und die Isolierung braucht nicht verschraubt zu werden. Das ganze System bleibt dabei in sich elastisch und die Fertigung wird vereinfacht, da Verschrauben eine genauere Fertigung erfordert.
  • Weiter besteht auch die Möglichkeit, die Isolierung zwischen den Schaufeln aus einer äußeren Schicht aus Niedertemperaturisolierung und einer inneren Schicht Hochtemperaturisolierung zu bilden. Die äußere Schicht kann dabei elastisch sein und auf dieser elastischen Schicht ruht eine Keramikisolierung. Spannungen werden in der äußeren Schicht aufgenommen, während sich der starre Hochtemperaturteil ausdehnen kann.
  • Eine sehr vorteilhafte weitere Ausbildungsmöglichkeit besteht'darin, daß als Isolierung zwischen den Schaufeln radial verlaufende, mit der Innenwand des Gehäuses fest verbundene im Abstand voneinander angeordnete Platten dienen, deren einander zugekehrte Oberflächen axial verlaufende stufenförmige Vor- bzw. Rücksprünge aufweisen, die zwischen zwei Platten jeweils einen radial verlaufenden Labyrinthkanal bilden. Diese Ausbildung kommt bei relativ grossen Anlagen infrage. Wenn alles mit Keramik ausgekleidet ist, könnte die Keramik ggf. das Gehäuse sprengen. Im äussern Bereich der Labyrinthe bleibt das spezifisch wesentlich schwerere abgekühlte Gas durch Zentrifugalkraft, während das spezifisch wesentlich leichtere heiße Gas nicht nach außen dringen kann. Es kann auch keine Verwirbelung stattfinden.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung mit einem eine Stirnwand aufweisenden topfförmig ausgebildeten Rotorgehäuse weist die Gehäusestirnwand auf der Innenseite eine Isolierung auf, die aus einzelnen zwischen sich einen Spalt belassenden Kreissegmenten besteht. Da sich bei Erwärmung das Isoliermaterial, z. B. poröses Keramikmaterial, mehr als Stahl ausdehnt, wird hierdurch vermieden, daß bei den auftreten hohen Temperature n die Isolierung in dem relativ kühl bleibenden Stahlgehäuse so ausdehnt, daß es gesprengt wird. Vorzugsweise besteht die Isolierung dabei aus wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten Schichtenvon Segmenten, wobei die Segmente der einzelnen Schichten gegeneinander versetzt sind. Auch hier können die Segmente mit Nuten bzw. in diese ragenden Vorsprüngen versehen sein, die zur Bildung von Labyrinthen berührungslos ineinandergreifen. Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Labyrinthe entweder radial oder in Umlaufrichtung verlaufen. Sie können ganz oder teilweise mit verformbaren Isolierstoffen ausgefüllt sein.
  • Gemäß einer alternativen Ausbildung können zwischen der Gehäusestirnwand und einer Segmentschicht lose isoliernde Füllstoffe, z.B. verdichtete Glaswolle, Steinwolle oder dgl. oder eine Vielzahl Hohlkörper von zylindrischem oder vieleckförmigem (bienenwabenförmigem) Querschnitt mit zur Gehäuseachse im wesentlichen parallelen Achsen eingeschlossen sein. Diese Hohlkörper können aus Stahl oder auch aus einem Isolierstoff bestehen. Die in den Hohlkörper eingeschlossene Luft hat eine hohe Isolierwirkung.
  • Zusammenfassend ist bezüglich der Isolierung sowohl des Gehäusemantels als auch der Gehäusestirnwand festzustellen, daß die Isolierwirkung durch den jeweiligen Stoff selbst und/oder durch die jeweils eingeschlossenen Gase entsteht. Als fester Isolierstoff kann neben porösem Keramikmaterial z.B. auch Schamott oder andere geeignete Materialien verwendet werden. Zur Vermeidung von Spannungsrissen auf Grund großer Temperaturunterschiede an Innen- und Außenseite der festen Isolierung kann diese in mehreren achs- senkrechten Radialebenen im Abstand angeordnete Einschnitte aufweisen oder sie kann axial in mehrere Abschnitte unterteit sein.
  • Bei einer einstufigen Ausbildung endet das Gasführungsrohr unmittelbar an bzw. kurz hinter der freien Schaufelkante und durchdringt das als Krümmer ausgebildete Gasaustrittsrohr, welches einen dem Gehäusedurchmesser an der offenen Stirnseite entsprechenden wesentlich größeren Durchmesser hat, Vorzugsweise bei mehrstufiger Ausbildung für höhere Drücke ist das Gehäuse auf beiden Seiten für eine axiale Durchstömüng offen und an einer das Gehäuse innerhalb des inneren Schaufelkreisdurchmessersdurchdringenden feststehenden Halterung ist vor jeder Laufschaufel eine Leitschaufel befestigt. Diese Art Gebläse können in beiden Richtungen durchströmt werden. Es kann aber auch in Strömüngsrichtung noch vor jeder festen Leitschaufel ein stehendes Umlenkblech und vor jeder Laufschaufel ein umlaufendes Umlenkblech vorgesehen werden. Diese Gebläse sind nur in einer Richtung durchströmbar.
  • Ein ganz wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß dann, wenn sie in einem geschlossenen System arbeitet, auf der Druckseite keine Abdichtung erforderlich ist. Die Vorrichtung arbeitet dann als Saugventilator. Wenn die Vorrichtung jedoch als Druckanlage betrieben wird, ist eine Dichtung erforderlich. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß zwischen dem Gehäuse und dem jeweiligen an die Gehäusewandung anschließenden feststehendem Gasführungsrohr eine berührungslose eine der beiden Teile außen übergreifende und aus an beiden Teilen befestigten Ringscheiben gebildete Labyrinthdichtung angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann in diese Labyrinthe ein kaltes Gas zugeführt werden, um den Gehäusemantel zu kühlen. Der Gasdruck kann abhängig von der außerhalb im Spaltbereich gemessenen Temperatur geregelt werden. Die die Labyrinthe bildenden Ringscheiben sind vorzugsweise als rotierende bzw. stehende AxialschaufeIn ausgebildet. Der durch die Schaufeln erzwungene Druck wirkt dem auf Grund der Zentrifugalkräfte und durch den erzeugten Überdruck nach außen wirkenden Spaltdruck entgegen. Im Idealfall heben sich im Spalt sämtliche Drücke auf.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Alternativausbildung können die Labyrinthe auch auf sich gegenüberliegenden, an den Enden des jeweiligen umlaufenden und festen Teiles angebrachten radialen Ringscheiben gebildet sein, wobei sie durch einen auf der umlaufenden Ringscheibe aufgebrachten Keramiküberzug mit darin eingebrachten konzentrischen Ringnuten gebildet sind, in welche entsprechende auf der feststehenden Ringscheibe angeordnete konzentrische Ringe berührungsfrei eingreifen. Auch hier können-die konzen- trischen feststehenden Ringe als kleine Radialschaufeln mit Förderrichtung nach innen ausgebildet sein.
  • Diese und weitere Merkmale der Erfindung sind im folgenden in mehreren Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt jeweils schematisch:
    • Fig. 1 im Längsschnitt einen einstufigen Ventilator nach der Erfindung,
    • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
    • Fig. 3 im Schnitt allein des Gehäuses mit Auskleidung einer Alternativausbildung,
    • Fig. '4- 8 Teilquerschnitte durch den Ventilator mit verschiedenen Alternativausbildungen der Gehäuseisolierung,
    • Fig. 9-13 Längsschnitte verschiedener Alternativausbildungen mehrstufiger Verdichter,
    • Fig. 14 einen Teillängsschnitt einer alternativen Abdichtungsmöglichkeit zwischen umlaufendem Gehäuse und feststehendem Gasführungsrohr für Druckanlagen,
    • Fig. 15 eine Draufsicht auf die Gehäusestirnwand der Fig. 1 unter Fortlassung der Gehäusemantelisolierung und der Schaufeln,
    • Fig. 16 einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI der Fig. 15 und
    • Fig. 17-22 weitere Alternativaunbildungen der Isolierung auf der Innenseite der Gehäusestirnwand.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausbildung eines einstufigen Ventilators besteht das umlaufende Gehäuse aus einem zylindrischen Stahlblechmantel 1, der an einer Stirnseite durch eine Stahlbleehscheibe 2 geschlessen ist, welche einen Wellenzapfen 3 trägt, der in an sich bekannter Weise gelagert und antreibbar ist. Innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 sind aus Keramik bestehende plattenfömige Schaufeln 4 an diesem abgestützt und befestigt, z.B. mittels eingegossener Schraubbolzen. An der Zylinderinnenwand ist der Raum zwischen den Schaufeln 4 sowie die Innenseiten der Scheibe 2 mittels entsprechender Segmente 5 bzw. einer aus Isoliermasse, z.B. Keramikisoliermasse, bestehenden Scheibe 6 abgedeckt. Es kann aber auch jedes andere geeignete wärmeisolierendes Material Verwendung finden. Auch diese Isolierteile können angeschraubt, aber auch angeklebt sein. Durch das feststehende Rohr 7 wird das heiße Gas zugeführt und durch den ebenfalls feststehenden Krümmer 8 tritt das Gas aus. Die freie Vorderkante 9 des Gehäuses 1 wird von den Keramiksegmenten 5 überdeckt, damit an dem Spalt 1o nicht durch heiße Gase der Gehäusemantel beschädigt wird. Es erübrigt sich an dieser Stelle eine besondere Abdichtung, wenn der Ventilator als Saugventilator in einem geschlossenen Kreislauf verwendet wird.
  • In Figur 3 ist gezeigt, daß der Mantel einschließlich Verkleidung auch als Kegel ausgebildet sein kann.
  • In den Figuren 4 - 8 sind noch andere Möglichkeiten der Isolierung für den Stahlblechmantel dargestellt. In Figur 4 ist zwischen den jeweiligen Schaufeln eine lose Isolierung 11 gezeigt, z.B. Steinwolle, die sich bei Rotation verdichtet. Die Schaufeln 4 sind hier durch Stehbolzen 12 gehalten. Zum Schutz gegen Herausfallen der Isolierung 11 bei Stillstand der Maschine ist radial innen ein als Halterung dienendes Sieb 13 vorgesehen. Es können auch, wie gestrichelt dargestellt, im Stahlmantel 1 befestigte Anker 14 zum Halten der Isolierung 11 dienen.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind zwischen den Schaufeln 4 Raser-,oder poröse Keramikplatten 15 im Abstand voneinander angeordnet, die durch verstemmte Isolierwolle 16 oder dgl. gehalten werden. Die Schaufeln 1 und die Platten 15 brauchen in diesem Falle nicht verschraubt zu werden.
  • Figur 6 zeigt eine Ausbildung, bei welcher außen eine Schicht Niedertemperaturisolierung 17, z.B. ein Schaumstoff, und innen eine Schicht 18 Hochtemperaturisolierung eingebracht sind. In diesem Falle sind die Schaufeln 4 durch Stehbolzen 12 verschraubt..Zwischen jeweils einer Schaufel 4 und der Hochtemperaturisolierung 18 ist ein Spalt19 belassen, um eine Ausdehnung dieser Schicht zu ermöglichen. In dem Spalt kann ggf. eine weiche Einlage eingebracht sein.
  • In dem Beispiel nach Figur 7 weisen die zwischen den Schaufeln 4 angeordneten mit dem Gehäuse 1 verschraubten Isolierplatten 2o Labyrinthe 21 bildende Vor- und Rücksprünge auf. Durch Zentrifugalkraft wird kaltes und damit schweres Gas nach außen geschleudert, während das spezifisch wesentlich leichtere Gas wegen der Labyrinthe und wegen der geringeren Zentrifugalkraft nicht nach außen dringen kann. Die vorzugsweise aus gebrannter poröser Keramik bestehenden Platten 2o können sich bei Erwärmung frei ausdehnen. Wie dargestellt, sind auch die Schaufeln 4 hier mit entsprechenden Vor- und Rücksprüngen 22 versehen, um mit der jeweils benachbarten Platte 2o ebenfalls ein Labyrinth zu bilden. Wie in Figur 8 dargestellt, können die Isolierplatten 2o über eine gemeinsame an dem Gehäuse 1 anliegende Schale 23 vergossen sein.
  • Die mehrstufige Verdichterausbildung nach Figur 9 entspricht im wesentlichen der Ausbildung nach Figur 1 und 2, mit der Ausnahme, daß das feststehende Zuführungsrohr 7' bis nahe an das geschlossene Ende des zylindrischen Gehäuses 1 reicht und feststehende Leitschaufeln 24 trägt, die zwischen die Leitschaufeln 4 ragen. Die als Krümmer ausgebildete Austrittsleitung 27 mündet kurz vor dem Gehäuse 1. Zwischen beiden Teilen ist eine Labyrinthdichtung 28 vorgesehen, die im wesentlichen aus an beiden Teilen befestigten Ringscheiben 29 bzw. 30, die fingerartig und berührungslos ineinandergreifen, besteht. In das entstehende Labyrinth wird ein kaltes Gas über die Leitung 31 zugeführt, welches dem durch Fliehkräfte und Spaltdruck gebildeten Gesamtdruck entgegenwirkt und das Gehäuse an dieser Stelle abkühlt. Durch eine bei 32 erfolgende Temperaturmessung kann der Druck des zugeführten kalten Gases geregelt werden. Anstatt der hier gezeigten Zuführung eines kalten Gases besteht die Möglichkeit, die Ringscheiben 29 und 3o als kleine kurze Axialschaufeln auszubilden, mittels welchen kühle atmosphärische Luft zum Spalt 1o eingedrückt wird.
  • Der mehrstufige Verdichter nach Figur 1o ist als Durchströmverdichter ausgebildet. Das umlaufende Gehäuse 1 ist bei 25 in an sich bekannter Weise mittels Wälzlager, Gleitlager, Magnetlager oder dgl. gelagert und wird z.B. mittels Keilriemen.., magnetisch oder dgl. in ebenfalls bekannter Weise angetrieben. Die feststehenden leitschaufeln 24 sind mittels einer feststehenden Halterung 26 gehalten. An beiden offenen Enden des Gehäuses 1 sind als Zuführungs- bzw. Austrittsleitung dienende Rohre 33 und 34 angeordent, die gegenüber dem umlaufenden Gehäusezylinder 1 je mittels einer Labyrinthdichtung abgedichtet sind, wie sie in Zusammenhang mit Figur 9 beschrieben ist. Die Verdichter nach Figur 9 und 1o können in beiden Richtungen betrieben werden, wobei die Begriffe Zuführungs- und Austrittsleitung jeweils auszutauschen sind.
  • Die nur in einer Richtung betreibbaren Axialverdichter nach Figur 11 und 12, die im wesentlichen den Verdichtern nach Figur 9 bzw. 1o entsprechen, weisen zusätzlich jedoch noch stehende und rotierende Umlenkbleche 35 bzw. 36 jeweils vor den stehenden bzw. umlaufenden Schaufeln auf.
  • In Figur 13 ist schematisch eine mehrstufige Version dargestellt, bei welcher das Gehäuse 1 sich stufenförmig erweitert und auf jeder Stufe eine Laufschaufel 4 angeordnet ist. Die Isolierung 5 bildet auf der Innenkontur eine stetig konische Erweiterung.
  • Figur 14 zeigt schematisch noch eine weitere Abdichtungmöglichkeit zwischen dem umlaufenden Gehäuseteil 1 und der feststehenden Austrittsleitung 27. Beide Teile tragen an den einander zugekehrten freien Enden mit ihnen fest verbundene Ringscheiben 37 bzw. 38. Die Ringscheibe 37 geht an ihrem radial äußeren Ende wieder in einen kurzen zylindrischen Ring 39 über. Die Isolierung 5 ist ebenfalls ringscheibenförmig über die Ringscheibe 37 hinweggezogen und in diesem Teil 40 mit konzentrischen Ringnuten 41 versehen, in welche an der feststehenden Ringscheibe 38 angebrachte konzentrische Ringe 42 ragen und ein Layrinth bilden. Auch hier können die konzentrischen Ringe 42 für eine Förderung von kühler Luft nach innen als kleine kurze Schaufeln ausgebildet sein.
  • Die in Figur 1 dargestellte Isolierung an der Innenseite der Stirnwand 2 - dort beispielsweise als poröse Keramikscheibe 6 gezeigt - ist, wie in Figur 15 und 16 dargestellt, hier in Segmente 43 und 44 unterteilt, die in zwei Schichten versetzt zueinander angeordnet sind und zwischen sich radiale Spalte 45 belassen. Es können auch mehr als zwei Schichten vorgesehen werden. Die beiden Schichten 43 und 44 sind in geringem Abstand voneinander angeordnet und können, wie nur in Figur 16 gezeigt, auf den einander zugekehrten Stirnflächen in Umfangsrichtung verlaufende Nuten und Vorsprünge 46 bzw. 47 aufweisen, die ein Labyrinth 48 bilden. Die Segmente 43 und 44 sind mit dem Gehäusemantel 1 verschraubt.
  • Wie in Figur 17 in Ansicht an einem Segment und in Figur 18 im Schnitt gezeigt, können die die Labyrinthe bildenten Nuten 49 und Vorsprünge 5o auch radial auf den sich gegenüberliegenden Stirnflächen der Segmente 45 bzw. 44 verlaufen.
  • Anstatt auf den Stirnflächen der Segmente können gemäß Figur 19 (Ansicht) und 2o (Schnitt) Labyrinthe 51 auch an den radialen Kanten der Segmente 52 gebildet werden, die hier schmaler sind als bei den vorhergehenden Beispielen. Zweckmäßigerweise werden in diesem Falle axial vor den Segmenten 52 flache, die Spalte abdeckende Abschlußsegmente 53 angeordnet, welche das Eindringen von heißen Gasen in die Labyrinthe 51 erschweren.
  • Anstatt der in Figur 20 gezeigten Segmente 52 können auch zwischen der Stirnwand 2 und den Abschlußsegmenten 53 lose Füllstoffe, wie z.B. Glaswolle, Steinwolle, Keramikwolle oder dgl. eingebracht werden. Es kommen hier auch aufgeschäumte Stoffe, wie Schaumglas, Schaumkeramik oder poröse Keramik infage. Ebenso können auch hier bienenwabenförmige oder zylindrische Hohlkörper aus Stahl oder einem Isolierstoff eingebracht werden, bei denen die in den Hohlkörpern eingeschlossene Luft isolierend wirkt.
  • Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Segmente ist in den Figuren 21 (Ansicht) und 22 (Teilschnitt) dargestellt. Hier weisen die einander zugekehrten Flächen der Segmente 43 bzw. 44 kleinflächige Vorsprünge 54 bzw. Vertiefungen 55 auf, wobei die Vorsprünge 54 in die Vertiefungen 55 berührungslos eingreifen.

Claims (29)

1. Ein- oder mehrstufige Hochleistungskreiselmaschine für aggressive und/oder heiße Medien, mit einem ein Gehäuse aufweisenden Rotor und mit einer Zuführungssowie einer Austrittsleitung für das Medium, wobei der Rotor als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgebildet ist, an dessen Innenwand Schaufeln radial nach innen ragend abgestützt sind und die Schaufeln aus einem chemische und/oder gegen Hitze resistenten Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Rotorgehäuses (1,2) eine mitunlaufende Isolierung (5,6,11,15-18,20,43,44) aus wäraedämmenden und hoch hitzebeständigem Material anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mitrotierende Isolierung zwischen den Schaufeln (4) Keramikwolle eingebracht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mitrotierende Isolierung zwischen den Schaufeln (4) Steinwolle eingebracht ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem an der Hohlkörperinnenwand befestigten Schaufeln (4) loses Isoliermaterial (11) eingebracht ist, das durch eine Abdeckung, z.B. ein-Siebgeflecht (13) im Stillstand gehalten ist. (Fig. 4)
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmedämmende Isolierung eine bienenwabenartige Einlage mit sich axial erstreckenden Hohlräumen dient. (Fig. 2o)
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (11) und/oder die Abdeckung (13) durch am Gehäuse (1) befestigte Anker (14) gehalten ist. (Fig. 4)
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung zwischen den Schaufeln (4) radial verlaufende, an der Innenwand anliegende und mit Abstand voneinander angeordnete feste Platten (15) aus einem hochtemperaturfesten Material dienen und daß'die Platten wenigstens in deren radial äußeren Bereich durch dazwischen verstemmte Isolierwolle (16) gehalten sind (Fig. 5).
.8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung zwischen den Schaufel aus einer äußeren Schicht (17) aus Niedertemperaturisolierung und einer inneren Schicht (18) Hochtemperaturisolierung gebildet ist (Fig. 6).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hochtemperaturisolierung (18) und wenigstens jeweils einer Schaufel (4) ein Spalt (19) belassen ist.
1o. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (19) mit einer weichen Einlage ausgefüllt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolierung zwischen den Schaufeln (4) radial verlaufende, mit der Innenwand des Gehäuses fest verbundene im Abstand voneinander angeordnete Platten (2o) dienen, deren einander zugekehrte Oberflächen axial verlaufende stufenförmige Vor- bzw. Rücksprünge aufweisen, die zwischen zwei Platten jeweils einen radial verlaufenden labyrinthkanal (21) bilden. (Fig. 7)
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Iabyrinthkanäle (21) bildenden Platten (20) an ihren radial äußeren Enden mit einer an der Gehäuseinnenwand anliegenden Schale (23) aus dem gleichen Material vergossen sind. (Fig. 8)
13. Vorrichtung nach dem Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Förderschaufeln (4) im Bereich der Isolierplatten (2o) eine mit den benachbarten Isolierplatten zusammenwirkende stufenförmige Vor-und Rücksprünge (22) bildende Oberfläche aufweisen. (Fig. 7,8)
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem eine Stirnwand aufweisenden topfförmig ausgebildeten Rotorgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (2) auf der Innenseite eine Isolierung (6) aufweist, die aus einzelnen zwischen sich einen Spalt belassenden Segmenten (43,44,52) besteht. (Fig. 15)
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung aus wenigstens zwei axial hintereinander angeordneten Schichten von Segmenten (44 und 45) besteht, wobei die Segmente der einzelnen Schichten gegeneinander versetzt sind. (Fig. 15,16)
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind und auf den einander zugekehrten Stirnflächen der Segmente (43,44) radial verlaufende Nuten (49) bzw. Vorsprünge (50) angeordnet sind, die zur Bildung von Labyrinthen (48) berührungslos ineinandergreifen. (Fig. 17,18)
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind und auf den einander zugekehrten Stirnflächen der Segmente (43,44) ringförmige Nuten (46) bzw. Vorsprünge (47) angeordnet sind, die zur Bildung von Labyrinthen (48) berührungslos ineinandergreifen. (Fig. 16) -
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (52) einer Schicht an ihren radialen sich mit Abstand gegenüberliegenden Kanten Vor- und entsprechende Rücksprünge zur Bildung von Labyrinthen (51) in den Spalten aufweisen. (Fig. 19,2o)
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthe (51) bildenden Segmente (52) auf der Stirnwand (2) abliegenden Seite durch isolierende Abdecksegmente (53) verdeckt sind (Fig. 20).
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens Teile der Spalte mit verformbaren Isolierstoffen ausgefüllt sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß von den sich mit geringem Abstand gegenüberliegenden Segmentflächen eine Fläche (43) eine Vielzahl von kleinflächigen Vorsprüngen (54) aufweist und die andere Fläche (44) entsprechende geringe großflächigere Vertiefungen (55), in welche die Vorsprünge berührungslos hineinragen. (Fig. 21,22)
22. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gehäusestirnwand (2) und den Segmenten (53) lose isolierende Füllstoffe eingebracht sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gehäusestirnwand (2) und den Segmenten (53) eine Vielzahl Hohlkörper zylindrischen oder vieleckförmigen Querschnitts mit zur Gehäuseachse im wesentlichen parallelen Achsen eingegossen sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseisolierung an dem Übergang zum feststehenden, an das Gehäuse (1) anschließende Gasführungsrohr (8,27) um die Gehäusekante (9) auf deren Stirnseite herumgezogen ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet,daß zwischen dem Gehäuse (1) und den jeweiligen an die Gehäusewandung anschließenden feststehendem Gasführungsrohr (7,7') eine berührungslose eine der beiden Teile außen übergreifende und aus an beiden Teilen befestigten Ringscheiben (29,3o) gebildete Labyrinthdichtung angeordnet ist. (Fig. 10)
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß in die Labyrinthe eine Zuführleitung (31) für kaltes Gas führt. (Fig. 9)
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthe bildenden Ringscheiben (29,30) als rotierende bzw. stehende Axialschaufeln zum Eindrücken von Kaltluft ausgebildet sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthe auf sich gegenüberliegenden, an den Enden des jeweiligen umlaufenden und festen Teiles angebrachten radialen Ringscheiben (37,38) gebildet sind, wobei sie durch einen auf der umlaufenden Ringscheibe (37) aufgebrachten Überzug (40) aus isolierendem Material mit darin eingebrachten konzentrischen Ringnuten (41) gebildet sind, in welche entsprechende auf der feststehenden Ringscheibe (38) angeordnete konzentrische Ringe (42) berührungsfrei eingreifen. (Fig. 14)
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die in die konzentrischen Ringnuten (41) eingreifenden konzentrischen Ringe (42) als kleine Radialschaufeln mit Förderrichtung radial nach innen ausgebildet sind.
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