DE1403497A1 - Multi-stage turbo compressor - Google Patents

Description

Anmelder und Erfinder: Dipl.-Ing.Applicant and inventor: Dipl.-Ing.

"Heinrich Bolz"Heinrich Bolz

Sellgenapecüt (Hessen) Jahnstpäße 31 Tel ^T 473 Sellgenapecüt (Hessen) Jahnstpässer 31 Tel ^ T 473

Mehrstufiger TurbokompressorMulti-stage turbo compressor

Bei Turbokompressoren bekannter Bauart ist die untere Grenze der wirtschaftlichen Förderleistung durch den Spalt zwischen Laufrad und feststehendem Gehäuse bzw. zwischen Laufrad und feststehendem Leitrad gegeben, weil durch diesen Spalt ein Teil des geförderten Gases von der Druckseite des Laufrades zurück auf die Saugseite strömt. Die Abdichtungen der Laufräder mittels Labyrinth-Wellendichtungen und auch mittels Deckblättern verringern zwar diese Spaltverluste, aber sie lassen sich grundsätzlich nicht vermeiden.In turbo compressors of known design, the lower limit of the economic delivery rate is through the gap between Impeller and stationary housing or between the impeller and stationary stator, because a gap through this Part of the pumped gas flows from the pressure side of the impeller back to the suction side. The impellers' seals using labyrinth shaft seals and also cover sheets reduce these gap losses, but they can generally do not avoid.

Die vorliegende Erfindung hat einen Turbbkompressor zum Gegenstand, der die eben beschriebenen Spaltverluste nicht aufweist, weil besagte Spalte zwischen Laufrad und Gehäuse bzw. zwischen Laufrad und Leitrad gar nicht vorhanden sind. Gemäß der "Erfindung sind die Laufräder gasdicht und fast mit dem äußeren Gehäuse verbunden, das demzufolge gemeinsam mit den Laufrädern umläuft, während die Leiträder der einzelnen Stufen im Innern des sich mitdrehenden Gehäuses zwischen den einzelnen Laufrädern leicht drehbar gelagert sind und durch Schwerkraft, z.B. mittels an ihnen befestigter exzentrische:.³ Gewichte, am Miturehen gehindert werden, also entsprechend ihrer Punktion stillstehen. Ein solcher Kompressor benötigt lediglich am Ausgang der letzten Stufe und am Eingang der ersten Stufe eine gasdichte Abdichtung, wobei auf letztere bei Ulitkorapressoren gegebenenfalls verzichtet werden kann. Die Abdichtung der einzelnen Stufen untereinander ist nicht erforderlich. Das ist ein weiterer Vorteil gegenüber den Turbokompressoren bekannter Bauart.The subject of the present invention is a turbo compressor which does not have the gap losses just described, because said gaps between the impeller and the housing or between the impeller and the stator do not exist at all. According to the "invention, the impellers are gas-tight and almost connected to the outer housing, which consequently rotates together with the impellers, while the idlers of the individual stages are rotatably mounted inside the rotating housing between the individual impellers and by gravity, for example by means of can be prevented from Miturehen fastened to them eccentric :. ³ weights, ie according to resting its puncture. such a compressor requires a gas tight seal only at the output of the last stage and at the input of the first stage, wherein tkorapressoren to the latter at Uli can be dispensed with, if appropriate, . the sealing of the individual stages with each other is not required. This is another advantage over the turbo compressors known type.

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Der Stillstand oder die Fesselung der frei gelagerten Leiträder kann auch durch äußere ruhende Magnetfelder erreicht werden. Das hat gegenüber der Fesselung durch Schwerkraft den weiteren Vorteil der Lageunabhängigkeit des Turbokompressors.The standstill or the restraint of the freely mounted idler wheels can also be achieved by external static magnetic fields. Compared to the restraint by gravity, this has the additional advantage that the turbo compressor is not dependent on the position.

Die Fesselung der frei und leicht drehbar gelagerten Leiträder durch äußere Feldkräfte (Schwerkraft, Magnetkraft) ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.The restraint of the freely and easily rotatable guide wheels by external field forces (gravity, magnetic force) is a essential feature of the invention.

Da ein schädliches Rückströmen des geförderten Gases durch Spalte nicht möglich i3t, weil keine derartigen Spalte vorhanden sind, gibt es auch keine untere Grenze für die Förderleistung. Die übliche Aufteilung der Laufschaufeln über el on gesamten Umfang des laufradec führt jedoch bei immer kleiner v/erdenden Förderleistungen zu Laufkanälen, die in axialer Ausdehnung immer niedriger werden. Das wäre wegen der damit, verbundenen Verluste durch Gasreibung an den Wänden der Laufkanala nachteilig vor allem bei Laufrädern großen Durchmessers.Since a harmful backflow of the pumped gas through gaps is not possible because there are no such gaps there is also no lower limit for the delivery rate. The usual division of the blades over el on entire However, the extent of the Laufradec leads to ever smaller grounding Delivery rates to runner channels, which in axial expansion keep getting lower. That would be because of the associated Losses due to gas friction on the walls of the runner channel are disadvantageous especially with large diameter wheels.

Diesem Nachteil wird in einer Weiterbildung der Erfindung daduret begegnet, daß nur ein Teil des Umfanges der Laufräder mit Schaufeln besetzt wird, im einfachsten Falle mit nur zwei Schaufeln, die diametral gegenüber liegen.This disadvantage is addressed in a further development of the invention encounters that only part of the circumference of the impellers with Blades is occupied, in the simplest case with only two blades, which are diametrically opposite.

Die nur teilweise Besetzung des Umfangeε der Laufräder mit Schaufeln gestattet die Verwendung von Laufrädern gleichen Durchmessers in allen Stufen eines solchen Kompressors. Entsprechend des verschieden großen Voluinendurchsatzes in den einzelnen Stufen werden die dazugehörigen Lnufräder mit der passenden Anzahl von Laufschaufeln besetzt. Es können auch Laufräder gleicher Schaufelzahl vorgesehen werden, wobei in den Stufen geringeren Vclumendurchsatzes nur die entsprechende Zahl von Lauf3chaufeln offen gelassen wird und der Rest gasdicht z.B. durch passende Einsatzstücke, geschlossen ist. Schließlich können auch noch die laufschaufeln in ihrer Umfangsausdehnung und axialen Höhe variiert werden.The only partial occupation of the circumference of the wheels with Blading allows the use of impellers of the same diameter in all stages of such a compressor. According to the different volume throughput in The appropriate number of blades are fitted to the corresponding running wheels for the individual stages. It can too Impellers with the same number of blades are provided, with only the corresponding one in the stages of lower volume throughput Number of blades is left open and the rest gas-tight e.g. by means of suitable inserts. Finally, the blades can also extend in their circumferential extent and axial height can be varied.

Die Verwendung von Laufrädern gleichen Durchmessers ergibt gleiche äußere Abmessungen der einzelnen Kompressorstufen. Damit ist ein Baukasten-System billigster Art durchführbar. Je nach gewünschtem Druckverhältnis wird die entsprechende Zahl von Kompressorstufen zusammengesetzt, die sich lediglich in der Anordnung der Laufschaufeln in den Laufrad ^eroche den. Auch der nach';, ägliehe Anbau eir ^ tern ftuxe an einenThe use of impellers of the same diameter results in the same external dimensions of the individual compressor stages. A modular system of the cheapest type can thus be implemented. Depending on the desired pressure ratio, the corresponding Number of compressor stages composed, which are only in the arrangement of the blades in the impeller ^ eroche the. Even the similar annex to one another

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vorhandenen Kompressor gemäß der Erfindung ist denkbar.existing compressor according to the invention is conceivable.

Die Zeichnung zeigt als Außführungöbeispiel ei;ien dreistufigen Radialkompressor für Luftförderung.The drawing shows a three-stage example as an embodiment Radial compressor for air conveyance.

Fig. 1 zeigt die Hauptansicht des Kompryssors im Schnitt.Fig. 1 shows the main view of the compressor in section.

Fig. 2 zeigt den Schnitt A-A des Laufrades der ersten Stufe.Figure 2 shows section A-A of the first stage impeller.

Fig. 3 zeigt den Schnitt B-B dar Kammer dog Leitrades der ersten Stufe mit den darin angeordneten excentrischen Gewichten zur Fesselung oi.es Leitrades mittels Schwerkraft.Fig. 3 shows the section B-B of the chamber dog guide wheel first stage with the eccentric weights arranged therein to restrain the guide wheel by means of gravity.

Das umlaufende Kompressorgehäuse mit Laufrädern ist sowohl auf der Gaseintritts-Saite als auch auf der Gaeaustritts-Seite drehbar gelagert. Im linken Gehäusedeckel j_ ^^ies Kompressorgehäuses ist die Welle 2^ fest und verdrehungssieher eingesetzt und wird vom Kugellager 3, des Lagerbockes 4_ getragen. Der r.echte Deckel J5 des Kompressorgehäuses ist für die unmittelbare Aufnahme des Kugellagers 6_ des Lagerbockes 7, ausgebildet. Die Lagerböcke 4, und 7. sind mit den Montageständern 8 und 9, verschraubt, die auf dem gemeinsamen Montagerahmen JO, ruhen und mit diesem fest verbunden sind.The rotating compressor housing with impellers is rotatably mounted on the gas inlet string as well as on the gas outlet side. In the left housing cover of ^this compressor housing, the shaft 2 ^ is fixed and used with a twisting device and is supported by the ball bearing 3 of the bearing block 4_. The right cover J5 of the compressor housing is designed to directly accommodate the ball bearing 6_ of the bearing block 7. The bearing blocks 4 and 7 are screwed to the assembly stands 8 and 9, which rest on the common assembly frame JO and are firmly connected to it.

Betrachten wir die erste Stufe des Kompressors. Darin bilden das Radialrad JJ_ und das Gehäuseteil V2_ eine formschlüssige Einheit, die aus Herstellungegründen zweckmäßigerweise aus zwei Teilen aufgebaut ist, welche gasdicht miteinander vernietet verschraubt, verkittet oder auf andere Weise zusammengehalten sind. Der bei Turbokompressoren bekannter Eauart unvermeidbare Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse ist nicht mehr vorhanden. Das Laufrad JJ_ ist nicht, wie bisher üblich und auch erforderlich über den gesamten Umfang mit Schaufeln besetzt, sondern es sind nur zwei diametral gegenüber liegende Laufradkanäie J_3 vorgesehen, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Wie eingangs dargelegt wurde, ist diese Maßnahme zur Erzielung kleiner Förderleistungen hier gegeben, weil ein Rückströmen des geförderten Gases durch Spalte in keinem Falle eintreten kann.Let's consider the first stage of the compressor. In this, the radial wheel JJ_ and the housing part V2_ form a form-fitting unit which, for manufacturing reasons, is expediently made up of two parts which are riveted, screwed, cemented or otherwise held together in a gas-tight manner. The gap between the impeller and the housing, which is known from turbo compressors, is no longer present. The impeller JJ_ is not equipped with blades over the entire circumference, as was customary and also necessary up to now, but only two diametrically opposite impeller channels J_3 are provided, as can be seen in FIG. As stated in the introduction, this measure is given here to achieve lower flow rates because the back flow of the produced gas can enter through gaps in any case.

Das Leitrad besteht aus dem Leitradkörper 1_4 mit den daran befestigten Schaufeln J_£ für die Umlenkung und Rückführung der geförderten Luft und dem Leitraddeckel Jj5, der die Kammer JJ des Leitrad körpers J_4 abschließt. Wegen der niedrig gehaltenen Förderleistung und der nur aus zwei gegenüber liegenden Laufradkanälen und nicht am ganzen Laufradumfang.ausströmenden geförderten Luft wurde auf die eigentlichen Leitschaufeln verzichtet, The stator consists of the stator body 1_4 with the attached blades J_ £ for the deflection and return of the conveyed air and the stator cover Jj5, which closes the chamber JJ of the stator body J_4 . Due to the low flow rate and the air flowing out only from two opposite impeller channels and not over the entire circumference of the impeller, the actual guide vanes were dispensed with.

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sodaß hier mit einem schaufellosen Ringraum gearbeitet wird, welcher der Gasaustrittsseite des Laufrades nachgeschaltet ist. Selbstverständlich kann man im Bedarfsfalle Leitschaufeln im Ringraum vorsehen, die am Leitrad, im vorliegenden Falle also " am Leitraddeckel Jj6, zu befestigen wären.so that a vane-less annulus is used here, which is connected downstream of the gas outlet side of the impeller. Of course, if necessary, guide vanes can be used in the Provide annulus which would have to be attached to the stator, in the present case "to the stator cover Jj6".

Die Welle Jj3 des Leitradkörpers j_4 ist mittels Kugellagern in den zu beiden Seiten des Leitrades liegenden Laufrädern JJ. und 2J_ gelagert, Somit ist die nach der erfinderischen Lehre geforderte freie leichte Drehbarkeit des Leitrades sichergestelltThe shaft Jj3 of the stator body j_4 is by means of ball bearings in the impellers JJ lying on both sides of the stator. and 2J_ stored, so that is according to the inventive teaching Required free easy rotatability of the stator ensured

Die vom Laufrad geförderte und aus den Laufradkanälen J3. ausströmende Luft, Luftreibung, Lagerreibung und verschiedene andere Einflüsse üben ein, wenn auch"geringes, Drehmoment auf das frei drehbar gelagerte Leitrad aus. Das Leitrad würde mit umlaufen. Um dies zu verhindern und das Leitrad entsprechend seiner Funktion zum Stillstand zu zwingen, muß ein Gegendrehmoment wirksam werden, welches das Leitrad fesselt. Die in der Kammer VJ_ des Leitradkörperc j_4 auf den Führungsstangen 19 frei beweglichen Gewichte 2() sorgen für dieses Gegendrehmoment, weil sie den Schwerpunkt des Leitrades in einen Bereich unterhalb der Welle _1_8 verlagarn.The amount conveyed by the impeller and out of the impeller channels J3. Outflowing air, air friction, bearing friction and various other influences exert, albeit small, torque on the freely rotatable stator. The stator would also rotate The counter-torque in the chamber VJ_ of the stator body c j_4 on the guide rods 19 freely movable weights 2 () provide this counter-torque because they shift the center of gravity of the stator in an area below the shaft _1_8.

Die beiden Gewichte 2_0 werden immer die in Fig. 3 dargestellte Lage einnehmen. Das eine Gewicht 2£ wird stet3 am äußeren Umfang der Kammer V7 , das andere am inneren Durchmesser der Kammer J_7 anliegen. Im Betrieb des Kompressors wird nun das Leitrad aus der in Fig. 3 gezeichneten Lage der senkrecht übereinander liegenden Gewichte 2(3 soweit herausgedreht, bis das Gegendrehmoment, erzeugt durch die Gewichte 2JD infolge der angreifenden Schwerkraft, gleich dem äußeren Drehmoment geworden ist, mit welchem die geförderte Luft, Luftreibung, Lagerreibung usw. am Leitrad angreifen. Es stellt sich somit je nach Größe der Gewichte 2J) und des am Leitrad angreifenden äußeren DrehmomentesThe two weights 2_0 are always those shown in FIG. 3 Take position. The one weight of 2 pounds is steady on the outer circumference the chamber V7, the other on the inner diameter of the chamber J_7 issue. When the compressor is in operation, the stator is now from the position shown in FIG. 3 vertically one above the other lying weights 2 (3 unscrewed until the counter torque generated by the weights 2JD as a result of the attacking Gravity, has become equal to the external torque with which the conveyed air, air friction, bearing friction, etc. attack the idler. It thus arises depending on the size of the weights 2J) and the external torque acting on the stator

eine stabile Winkellage des Leitrades ein, bei der das leitrad toa stable angular position of the stator in which the stator to

ο den geforderten Stillstand erreicht und gefesselt ist. Durchο the required standstill has been reached and tied up. By

O₀ entsprechende Dimensionierung der Gewichte 2£ läßt sich immer ^ erreichen, daß das Gegendrehmoment der Gewichte 2() stets größer ^ bleibt als das am Leitrad angreifende äußere Drehmoment.O ₀ appropriate dimensioning of the weights 2 £ it can always be achieved that the counter torque of the weights 2 () always remains greater than the external torque acting on the stator.

_* Schließlich sollte man dafür sorgen, daß das am Leitrad wirkende _ * Finally, you should make sure that what works on the idler

^ äußere Moment möglichst klein ist. Rückwärts gekrümmte Laufschaufeln bzw. Laufradkanäle sind daher vorwärts gekrümmten aus eben genannten Gründen vorzuziehen.^ external moment is as small as possible. Backward curved blades or impeller channels are therefore preferable to forward curved ones for the reasons just mentioned.

BADBATH

Ua die Fesselung des Leitrades zu gev/äürleiot&i.?., genügte natürlich ein einziges Gewicht 20» während das sweite Gewicht nicht erforderlich wäre. Das auf dem inneren Durchmesser der Kamuier V7 aufliegende zweite Gewicht 2Ό bat aber noch eire weitere Aufgabe. Wird nämlich infolge irgendweicher unvorhergesehener Umstände das am Leitrad angreifende äußere Drehmoment größer als das Gegendrehmoment, das die Gewj elite 2_0 mittels Schwerkraft aufbringen können, so muß das Leitrad mit umlaufen. Bei Voihandeneein nur eines Gewichtes 2Ό würde das umlaufende Leitrad eine erhebliche Unwucht besitzen, die sur völligen Zerstörung des Kompressors führen kann.Among other things, the shackling of the guide wheel to gev / äürleiot & i.?., Was sufficient of course a single weight of 20 »while the wide weight would not be required. The second weight 2Ό resting on the inner diameter of the Kamuier V7, however, still had a problem further task. Because it becomes more unforeseen as a result of something else Circumstances, the external torque acting on the stator is greater than the counter torque that the Gewj elite 2_0 means Can apply gravity, so the stator must rotate with. With only one weight 2Ό would be the rotating Idler wheel have a considerable imbalance, which can lead to complete destruction of the compressor.

Das zweite Gewicht 2_0_ dient somit der üicherfcsii. Sobald das Leitrad mit umläuft, wird d^s zweite Gewicht 2_0 durch Zentrifugal: kraft sofort nach außen geschleudert und legt eich diametral gegenüber dem eruten Gewicht 20_ an den äußeren Umfang der Kammer 17 an, womit die so gefährliche Unwucht beseitigt ist. Fälle, in denen das äußere am Leitrad wirkende Moment ac groß wird, daß das Leitrad mit umläuft, können z.B. eintreten, wenn durch Verschmutzung oder aus anderen Gründen ein Lager der Welle _[8 sich festsetzt, sodaß die freie Drehbarkeit dot, Leitrades nicht mehr gegeben ist. In solchen und anderen anormalen Betriebafällen bietet das zweite Gewicht 2Ό gegen Zerstörung infolge Unwucht dea Leitrades eine Sicherheit, auf die nicht versichtet werden sollte.The second weight 2_0_ thus serves the purpose of the üicherfcsii. As soon as the stator rotates with it, the second weight 2_0 is immediately thrown outwards by centrifugal force and lies diametrically opposite the weight 20_ on the outer circumference of the chamber 17 , thus eliminating the dangerous imbalance. Cases in which the external moment ac acting on the stator becomes large so that the stator rotates with it can occur, for example, if a bearing on the shaft becomes stuck due to contamination or for other reasons, so that the stator can no longer rotate freely given is. In such and other abnormal operating cases, the second weight 2Ό offers a security against destruction as a result of the imbalance of the stator wheel, which should not be insured against.

In der Zeichnung wurde die erste Stufe des Kompressors mitIn the drawing the first stage of the compressor was shown

jj_ 20 beziffert. Die zweite Stufe trägt die korrespondiere jj_ 20 numbered. The second stage carries the corresponding

den Ziffern 2Ί. . ... 30_ und die dritte die Ziffern 21 40·the digits 2Ί. . ... 30_ and the third the digits 21 40 ·

Alle drei Stufen gleichen sich untereinander bia auf die Laufradkanäle _V3, 23, und 33.» die ^^ei ü^r zeiten und dritten Kompressorstufe entsprechend dem geringeren ^olumendurchsatz enger zu wählen Bind. Eine besondere B?schrei lung der zweiten und dritten Kompresaorstufe erübrigt sich ilahe:-?, abgesehen vonAll three stages are identical to one another, bia on the impeller channels _V3, 23, and 33. " the ^ ^ei u ^ r times and the third compressor stage to reflect the lower ^ olumendurchsatz Bind to choose narrower. A special classification of the second and third compressor stage is not necessary: -?, Apart from

> dem Hinweis, daß die Welle 38 der dritten S:;ufi auf der rechten ο *~~> the note that the shaft 38 of the third S:; ufi on the right ο * ~~

> Seite im Gehäusedeckel ]5 gelagert ist. oo ~> Side in the housing cover] 5 is stored. oo ~

^ Die Gehäuseteile 2£» 22. ^und 12. ^{und d}*^e Gehäusedeckel j_ und 5_ * sind gasdicht und fest miteinander verschraubt oder auf andere^ The housing parts 2 £ »22 ^and 12 ^{and d} * j_ ^e cover and 5_ * are gas-tight and firmly bolted together or otherwise

► Weise fest zueaunmengehalten und bilden das äußere Kompresaor-► Hold tightly together and form the outer compressor

> gehäuse, das gemäß der Erfindung mit den laufrädern mit umläuft, die mit ihm gasdicht und fest verbunden sind.> Housing according to the invention with the impellers having rotates, the gas-tight with it and are rigidly connected.

Die su fördernde un·¹ za verdichtende Luft gelangt aurch die Einlaßöffnungen 4J dos Genäu3edeckels £ in die erste Kompressorstufe und durchströmt die drei Stufen des Kompressors in gleicher Weise wie bei R'-idialkompressoren bek&nnterBauart, wobei jedoch schädlicnes Rückströmen von geförderter Luft durch Spalte vermieden ist. Kachdem die Luft die dritte Stufe des Kompressors passiert hat, wird sie mittels der Umlenk- und Rückführschaufein 3J? den Auslauöffnungen £?_ des Gehäusedeckels jj zugeführt, von wo sie schlie31ich in den hohlen Welierotumpf/ de3 Gehäus?deckels 5. gelangt. —The su-promoting un · ¹ za compressed air passes aurch the inlet openings 4J dos Genäu3edeckels £ in the first compressor stage and flows through the three stages of the compressor in the same manner as R'-idialkompressoren bek & nnterBauart, but schädlicnes return flow is conveyed air avoided by column . After the air has passed the third stage of the compressor, is it released by means of the deflection and return vane 3J? the outlet openings £? _ of the housing cover jj, from where it finally reaches the hollow Welierotump / de3 housing cover 5.. -

Um dem Verbraucher die geförderte und verdichtete Luft zur Verfügung stellen zu können, muß diese naturgemäß aus dem hohlen umlaufenden Wellenr:tumpf £3 in ein ruhendes Anschlubrohr mit \ Anschlußmöglichkeitan für Rohrleitungen übergeleitet werden. Diese Maßnahme erfordert eine gasdichte Stopfbüchse oder Wellendichtung zwischen T-'eilenstumpf £3 und ruhendem Anschlußrohr.In order to provide the consumer with the pumped and compressed air is available, it must naturally from the hollow rotating Wellenr: Tumpf £ 3 in a stationary Anschlubrohr with \ Anschlußmöglichkeitan transferred for pipelines are. This measure requires a gas-tight stuffing box or shaft seal between the T-part stub £ 3 and the stationary connection pipe.

Im Ausführungsbeispiel nach der Zeichnung ist eine axial wirkende Wellendichtung vorgesehen, die folgend .ernaßen aufgebaut ist. Am Lagerbock ]_ ist das topfförmige Dichtungsgehäuse 4£ angeflanscht, in welchem die Hülse £5, längsverschiobbar aber verdrehungssicher angeordnet ist. Der Lichtungsring £§_ zwischen der sauber bearbeiteten und an besten noch geläppten Endfläche des hohlen 7/ellens turnpfes £3 ^{unti der} Hülse £5. kann aus Kohle oder einem anderer* verschleißfesten gut gleitenden Dichtungsmaterial bestehen und ist zweckmäßiger Weise mit der Hülse £5 fest zu verbinden, z.B. durch Verkleben. Den Andruck der Hülse £5 mit Dichtungsring £6 an die Endfläche des hohlen Wellenctumpfes £3 besorgt die vorgespannte Feder £7, die sich über die Federteller £8 und £9. sowohl gegen das richtungsgehause £4 als auch gegen die Hülse £5^ abstützt und die3e mit Dichtungsring 46. an den hohlen Wellenstuinpf £3 anpresst. Zur Ausschaltung der Undichtigkeit zwischen der Hülse £5_ und ihrer Führung im cc Dichtungsgehäush £4 kann vorteilhaft ein Rundschnurring aus J₀ Gummi dienen. Der in einer Ringnut des Dichtungsgehäuaes ££ * liegende Rundschnurring ^C erfüllt diese Aufgabe.In the exemplary embodiment according to the drawing, an axially acting shaft seal is provided which is constructed in the following .ernaßen. The cup-shaped seal housing 4 £ is flanged to the bearing block ] _ , in which the sleeve £ 5 is arranged, longitudinally displaceable but non-twistable. The clearing ring £ §_ between the neatly worked and at best still lapped end surface of the hollow 7 / ellens turnpole £ 3 ^{and the} sleeve £ 5. can consist of carbon or another * wear-resistant, good sliding sealing material and is best connected to the sleeve £ 5, e.g. by gluing. The pressure of the sleeve £ 5 with sealing ring £ 6 on the end face of the hollow shaft stub £ 3 is done by the pretensioned spring £ 7, which extends over the spring plates £ 8 and £ 9. both against the directional housing £ 4 and against the sleeve £ 5 ^ and presses this with sealing ring 46. against the hollow shaft plug £ 3. _{A round cord ring made of J 0} rubber can advantageously be used to eliminate the leakage between the sleeve £ 5_ and its guidance in the cc seal housing £ 4. The O-ring ^ C located in an annular groove of the sealing housing ££ * fulfills this task.

*"* Die rechte Planfläche des Dichtungsgehäuses 4£ kann benutzt -* werden, um die Rohrleitungen dee Verbrauchers anzuflanschen. · ο* "* The right flat surface of the seal housing 4 £ can be used - * to flange the pipes of the consumer. · ο

Abschließend 3ei noch z-vr Beschreibung des Ausführangsbeispiels nach der Zeichnung erw-mt, daß aer Antriebsmotor d«n Kompressor ;ait auf aem Montageständer ^tergebr *e.T\en lennFinally 3EI yet z-vr description of Ausführangsbeispiels after drawing ERW mt that aer drive motor d "n compressor; ait on AEM mounting stand tergebr ^ * eT \ en lenn

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Lie Herausfiihrung des geförderten Gases aus dem .,Compress ο χ durch einen verhältnismäßig engen Querschnitt, ±& Au&iührungßbeispiel durch den hohlen Wellenstumpf 4i_ des GenaueedeckeIo 5_, ist ohne Inkaufnahme unzulässig hoher Gasgeschwlndigkeiter, möglich, wenn von der vorteilhaften Eigenschaft; des Kcmoresaori nach der Erfindung Gebrauch gemacht wird, dia Förderleistung durch nicht volle Besetzung der I-aufräder ·ΰίτ 3chauieln bzw. Laufradkanälen niedrig zu. halten.. Lie Herausfiihrung of the pumped gas from the, Compress ο χ by a relatively narrow cross section, ± & Au & iührungßbeispiel through the hollow stub shaft 4i_ of GenaueedeckeIo 5_ is without risk of unacceptably high Gasgeschwlndigkeiter, possible if the advantageous characteristic; of the Kcmoresaori according to the invention is made use of, the delivery rate is low due to the incomplete occupancy of the I-Aufräder · ΰίτ 3chauieln or impeller channels. keep.

Selbstverständlich kann dor Kompressor nach der Erfindung auch für große und größte Förderleistungen vorteilhaft eing^s·-t?t. werden, wobei die I.a;.;fräder über den ges-ua^ea umfang in bekannte V/eise mit Schaufeln zu besetzen sind. Dl·» Ein™ und Auslaßquerschnitte des Kompressors sind entsprechend größer zu wählen. Anstelle der im Ausführung·'.? beiupiei nach der ^eieüming verwendeten Gleitringdichtung £6 keimen dann Labyrinth-Dichtungen bekannter Bauart infrage.Of course, the compressor according to the invention can also be used advantageously for large and large delivery capacities. The Ia;.; Fräder are to be filled with shovels in a known manner over the entire circumference of the ges-ua ^ ea. Dl · »In ™ and outlet cross-sections of the compressor are to be selected correspondingly larger. Instead of the im execution · '.? beiupiei after the ^ eieüming mechanical seal £ 6 then germinate labyrinth seals of known design into question.

Um unabhängig von der Art des su fördernden und zu vordichtenden Gases mit ein-sr einzigen Wellendichtung auszukommen, z.B. am KOiüpressorauögang, kann der Kompressor ein&chlieiilicb Antriebsmotor in einem gasdichten Gehäuse untergebracht werden, Dadurch wird ein Ausströmen von Gas in die Umgebung salbst bei kleinen und nicht immer vermeidbaren Undichtigkeiten, eier '«Veil end ich tür g unmöglich gemacht. Dies ist von besonderer V/iohtigkfeit, wenn es sich um geschlossene Gaskreiolaufe handelt, 2.B, Kältekreisläufe, die ja absolut dicht sein müssen. Saug- und DruckanSchlüsse lassen sich ja am ruhenden gasdichten C^liäuse absolut gasdicht herstellen. Selbstverständlich ist im Innern des äußeren ruhenden Gehäuses die mit einer Wellendichtung abgedichtete Seit.; des Kompressors, im allgemeinen die Gasaustritts—Seite des Kompressors, mit dem dazugehörenden nach außen führenden Anschluß des äußeren Gehäuses über eine Rohrleitung gasdicht zu verbinden.In order to be independent of the type of su promotional and to be pre-sealed Gas with a single shaft seal, e.g. am KOiüpressorauögang, the compressor can be a & chlieiilicb drive motor be accommodated in a gas-tight housing, thereby there will be an outflow of gas into the environment anoints at small ones and not always avoidable leaks, eggs' «Veil end ich Tür g made impossible. This is particularly useful when it is a closed gas cycle, 2.B, refrigeration circuits, which have to be absolutely tight. Suction and pressure connections can be made absolutely gas-tight on the resting, gas-tight C ^ liäuse produce. Of course, the side sealed with a shaft seal is inside the outer, stationary housing .; of the compressor, generally the gas outlet side of the compressor, with the associated one leading to the outside To connect the connection of the outer housing via a pipeline in a gas-tight manner.

* Der beispielhaft gezeigte Aufbau des in der Zeichnung darge- Φ stellten Kompressors ist nicht der einsig mögliche. Zum Beispiel ο kann man auch die mit den Laufrädern gasdicht und fest verbunde- «s^ . nen und untereinander gasdicht zu verbindenden Gehäuseteile ^ auf einer gemeinsamen durchgehenden Welle gasdicht aufziehen >-> und die Leiträder zwischen den einzelnen Laufrädern leicht drehbar auf dieser gemeinsamen Welle lagern. Für die Zu- und Ableitung des zu fördernden Gases kann die Welle hohl ausgebildet sein und können Wellendichtunsen ähnlich der im Ausführung-* The construction of the set in the drawing ones shown, Φ compressor shown as an example not einsig possible. For example ο one can also gas-tight and firmly connected with the impellers- «s ^. The housing parts, which are to be connected to one another in a gastight manner, are mounted on a common continuous shaft in a gastight manner>-> and the guide wheels between the individual impellers can be easily rotated on this common shaft. For the supply and discharge of the gas to be conveyed, the shaft can be made hollow and shaft seals can be similar to the one in the design.

beispiel gezeigten verwendet werden.example shown can be used.

Die erfinderische Lehre kann selbstverständlich auch auf einstufige Turbckompressoren angewendet werden. Allerdings wird . " man das kaum tun, weil einstufige Kompressoren bekannter Bauart gleichfalls ir.it nur einer Wellendichtung auskommen und sich einfacher aufbauen als ein einstufiger Kompressor gemäß der Erfindung. Die Vorteile des als neu beanspruchten Kompressors gegenüber herkömmlichen Turbokompressoren treten umso mehr in Erscheinung, je größer die Stufenzahl ist, weil in jedem Falle nur eine Wellendichtung gebraucht wird. Herkömmliche Kompressoien benötigen dagegen für jede einzelne Stufe allein zwei Wellen-Dichtungen, Aus Gründen de3 Verschleißes können diese Wellendichtunger, keine Gleitringdichtungen sondern müssen Labyrinthdichtungen sein, die zwar das schädlicue Rückströmen des Gases durch die Spalte zwischen Laufrädern und Gehäuse auf die Gaseintritts-Seite der Laufräder reduzieren aber grundsätzlich nicht verhindern können, worauf bereits eingangs hingewiesen ■ wurde.The inventive teaching can of course also be applied to single-stage turbo compressors. However, will . "You can hardly do that because single-stage compressors of a well-known design likewise ir.it only one shaft seal and get along set up easier than a single-stage compressor according to the invention. The advantages of the newly claimed compressor Compared to conventional turbo compressors, the greater the number of stages, the more apparent, because in any case only one shaft seal is needed. Conventional compressions on the other hand, require two shaft seals for each individual stage. For reasons of wear and tear, these shaft seals, no mechanical seals but must be labyrinth seals, which admittedly prevent the harmful backflow of the gas due to the gap between the impellers and the housing on the gas inlet side of the impellers, however, generally reduce cannot prevent what was already ■ pointed out at the beginning.

Aus eben genannten Gründen wurde das Patentbegehren auf mehrstufige Turbokompressoren abgestellt und die Einbeziehung von einstufigen Kompressoren bewußt unterlassen.For the reasons just mentioned, the patent application was multi-level Turn off turbo compressors and deliberately refrain from including single-stage compressors.

Es leuchtet 'ein, dai3 sich die Prinzipien der Erfindung ebenso auf Turbokompressoren mit Axiallaufrädern vorteilhaft anwenden lassen, somit also ganz allgemein für mehrstufige Torbokonpres3O· ren Geltung haben.It is evident that the principles of the invention are also similar Can be used advantageously on turbo compressors with axial impellers, thus generally for multi-stage Torbokonpres3O have more validity.

Die Umkehrung des Turbokompressors ist die Gasturbine. Auch hier führt die Befolgung der erfinderischen Lehre zu Bauarten, die vor allem bei kleinen Leistungen und hoher Stufenzahl entscheidende Vorteile gegenüber den herkömmlichen Konstruktionen aufweisen.The reverse of the turbo compressor is the gas turbine. Here too If the inventive teaching is followed, this leads to designs that are especially important for small capacities and a high number of stages have decisive advantages over conventional constructions.

⁰^ Seligenstadt (Hessen), den 31. Oktober 1961 ⁰ ^ Seligenstadt (Hessen), October 31, 1961

-* Anläget Patentansprüche ' (Heinrich Dölz)- * Appendix patent claims' (Heinrich Dölz)

(2 Blatt)(2 sheets)

1 Blatt Zeichnungen (Pig.1...3) BADOFUGiNAL1 sheet of drawings (Pig. 1 ... 3) BADOFUGiNAL

Claims (1)

Anmelder und Erfinder:Applicant and inventor: Dipl.-Ing. Heinrich Lölz Seli-genstadt (Hessen) TTahna traufe 31Dipl.-Ing. Heinrich Lölz S eli-gens t adt (Hessen) TTahna eaves 31 Patentanmeldimg:Patent application: „Mehrstufiger Tui'bokompressor""Multistage Tui'bo Compressor" PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS An3pruch(Jj ;Claim (yy; Mehrstufiger Turbokompressor, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder fest und gasdicht mit de^ Kompressorgehäuse verbunden sind und das Kompres3orgehäuso mit umlauft, während die Leiträder der/einzelnen Kompressorstufen im Innern des sich mitdrehenden Kompressorgeheuses leicht drehbar gelagert sind und durch äußere Feldkräfte, z.B. durch Schwerkraft oder magnetische Kräfte, am Mitdrehen gebindert werden und stillstehen bzw. gefeaaält sind,Multi-stage turbo compressor, characterized in that the impellers are firmly and gas-tightly connected to the compressor housing and the compressor housing rotates with it, while the guide wheels of the / individual compressor stages are rotatably mounted inside the rotating compressor hull and by external field forces, e.g. gravity or magnetic forces, are prevented from turning and stand still or are blocked, Anspruch 2 ;Claim 2; Mehrstufiger TorboVo&pressor nach Anspruch 1₅ dadurch gekennzeichnet , daß die Leiträder je zwei disnetral gegenüber liegende Gewichte besitzen, die in Kammern oder Aussparungen der Leiträder radial, z.B. auf Führungsstangen, geführt und in radialer Richtung zwischen den inneren und äußeren Begrenzungen dieser Kammern odev Aussparungen frei beweglich sind.Multi-stage TorboVo & pressor according to claim 1 _5, characterized in that the guide wheels each have two disnetrally opposite weights, which are guided radially in chambers or recesses of the guide wheels, e.g. on guide rods, and free in the radial direction between the inner and outer boundaries of these chambers or recesses are movable. Anspruch claim 3 3 88th Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfange der Laufräder nur teilweise mit Laufradkanälen bzw.-Schaufeln besetzt sind. Multi-stage turbo compressor according to Claim 1, characterized in that the circumference of the impellers is only partially covered with impeller channels or blades. ο Anspruch 4 ο claim 4 :: U Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1» dadurch gekenn- U Multi-stage turbo compressor according to claim 1 » characterized by ° zeichnet, dafi das umlaufende Kompressorgehäuse aus einzelnen ° draws, Dafi the rotating compressor housing from individual << gasdicht miteinander verbundenen Gehäuseteilen aufgebaut ist,<< is constructed in a gastight manner connected to each other housing parts, _» dl· jeweils mit den Laufrädern der zugehörigen Kompressorstufen_ » Dl · each with the impellers of the associated compressor stages ** fest und gasdicht verbunden sind.** are firmly and gastightly connected. ^: — 2 — ^: - 2 - ήθ U03497 ήθ U03497 Anspruch 5 ; Claim 5; Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den einzelnen Koiapressorstufen gehörenden Gehäuseteile des umlaufenden Korapreasorgehäuses gleiche ^Vjse^snngen haben, scdaS sich beliebig viele Kompressor Btufen aneinanderreihen lassen (Baukastenprinzip).A multi-stage centrifugal compressor according to claim 1 and 4, characterized gekennze i seframe that belonging to the individual Koiapressorstufen housing parts of the circumferential Korapreasorgehäuses same have snngen Vjse ^ ^, scdaS any number of compressor can be linked together Btufen (modular system). Anspruch C- ;Claim C-; Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ die auf der Gaseintritxs- und der Gasaustritts-Seite deo umlaufenden Kompressorgehäusea vorhandenen WeHenenden bzw. Wellenansätze fur dl« Lagerung deo Kompreasorgehäuses nach Bedarf hohl ausgebildet sind und der Ga3eintritt und/oder Gasaustritt über ^ellandieütungen durch dieae hohlen Wellenencfen bzw. Wellenansätze erfolgt.Multi-stage turbo compressor according to claim 1, characterized in that the shaft ends or shaft extensions for the storage of the compressor housing , which are present on the gas inlet and the gas outlet side, are hollow and the gas inlet and / or gas outlet via ^ Ellandieütungen takes place through the hollow shaft corners or shaft approaches. Anspruch 7Claim 7 ιι Mehrstufiger iurbokoiiipressor nach der.· Ansprüchen 1, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen des Kompressors auf einer gemeinsamen durchgehenden WeJ.Ie angeordnet sind, die a\i:C einer bzw, beiden Seiten für den Gaseintritt und/oder Gasaustritt hohl ausgebildet ist und auf der die Gehäuseteile mit Laufrädern gasdicht und fest aufgezogen sind, während die LeiträOer dar einzelnen Kompressorstufen auf dieser durchgehenden Welle frei und leicht drehbar gelagert sind.Multistage iurbokoiiipressor after · claims 1, 4 and 6, eichnet z terized in that the individual stages of the compressor are arranged on a common continuous WeJ.Ie that a \ i:. C a respectively, both sides of the gas inlet and / or the gas outlet is designed to be hollow and on which the housing parts with impellers are mounted gas-tight and firmly, while the guide rails of the individual compressor stages are freely and easily rotatably mounted on this continuous shaft. Anspruchclaim S ιS ι Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn-■ zeichnet, daß der gesamte Kompressor einschließlich Antriebsmotor in einem ruhenden gasdichten Gehäuse untergebracht ist, welches gasdichte Durchführungen für äsn elektrischen Antriebsmotor und gaadiohte Anschlüsse für Saug- und Druckleitungen besitzt, von denen wenigstens einer dieser Anschlüsse im Innern dieses ruhenden Gehäuses über Rohrleitungen gasdicht mit dem dazugehörenden Anschluß am Kompressor verbunden ist.A multi-stage turbo compressor according to claim 1, characterized marked ■ characterized in that the entire compressor, including the drive motor in a stationary gas-tight housing accommodated, which gas-tight feed-throughs for AESN electric drive motor and gaadiohte connections for suction and pressure lines has, of which at least one of these connections in Inside this stationary housing is connected to the associated connection on the compressor in a gas-tight manner via pipelines. <o Anspruch 9 ? <o Claim 9? ^ Mehrstufiger Turbokompressor nach Anspruch 1, flndwifral» gekenn - ^ Multi-stage turbo compressor according to claim 1, flndwifral »marked - *^ geichnet amA durch die weiteren in der Beschreibung offenbarten* ^ drawn amA by the others disclosed in the description ο Merkmale. ο features. ~* Seligenstadt (Hessen), den 31. Oktobe~ * Seligenstadt (Hesse), October 31st