DE19814485A1 - Multistage turbofan for a carbon dioxide laser - Google Patents

Abstract

The turbofan (10), with input and output sides, has an electrical drive unit with rotor (22) and drive shaft (20). The impellers (12,14,16,18) on both sides of the electrical drive unit rotor are aligned the same way behind each other in the direction of the drive shaft axis. The impeller nearest the input side of the rotor has a flow connection to the impeller nearest the output side of the rotor. The drive shaft has at least three bearing points.

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Turbogebläse, bestehend aus mindestens zwei auf einer gemeinsamen an drei oder mehr Stellen gelagerten Welle befindlichen Laufrädern, einer zwischen den Laufrädern angeordneten elektrischen Antriebseinheit und einem die Laufräder verbindenden Mantelraum.The invention relates to a multi-stage turbo blower consisting of at least two a common impeller located at three or more points, one electric drive unit arranged between the impellers and one the impellers connecting mantle space.

Bislang bekannte mehrstufige Turbogebläse werden beispielsweise in schnellgeströmten axialen Kohlendioxidlasern für Laserschneid- und Schweißanlagen zur Umwälzung des Lasergases eingesetzt. Bei diesem Anwendungsfall ist es erforderlich, daß das Gebläse heliumdicht ist, da sonst ein unkontrollierter Gasaustausch die Entladungsstabilität beein­ trächtigt, was eine Verminderung der Ausgangsleistung des Lasers verursachen kann. Das Turbogebläse darf keine Stoffe enthalten oder während des Betriebes entstehen lassen, die eine Kontamination des Fördermediums verursachen können. Hier sind in erster Linie Koh­ lenwasserstoffe zu nennen. Gelangen Kohlenwasserstoffe in das Fördermedium und somit in den Resonator des Lasers, so werden diese durch Einwirkung der Entladungswärme gecrackt. Der Kohlenstoff schlägt sich dann auf den gekühlten Optiken nieder, vermindert deren Reflektionsgrad und führt zu deren Zerstörung.Hitherto known multi-stage turbo blowers are used, for example, in high-speed axial carbon dioxide lasers for laser cutting and welding systems to circulate the Laser gas used. In this application, it is necessary that the blower is helium-tight, otherwise an uncontrolled gas exchange affects the discharge stability penalizes what can cause a reduction in the output power of the laser. The Turbo blower must not contain any substances or cause them to develop during operation can cause contamination of the pumped medium. Here are primarily Koh to mention hydrogen oils. If hydrocarbons get into the pumped medium and thus into the resonator of the laser, these are cracked by the action of the discharge heat. The carbon then deposits on the cooled optics, reducing them Degree of reflection and leads to their destruction.

Resonator, Kühler und Turbogebläse des Lasers arbeiten unter Vakuumbedingungen. Dies und die Forderung, daß eine Verunreinigung des Fördermediums nicht zulässig ist, stellt u. a. besondere Anforderungen an die Lagerung des Turbogebläses. Zur Zeit werden in Turbogebläsen vorwiegend öl- oder fettgeschmierte Kugellager eingesetzt. Um eine Ver­ unreinigung des Fördermediums zu verhindern wird in beiden Fällen mit einer Gasabsaugung im Lagerstellenbereich gearbeitet.The laser resonator, cooler and turbo blower operate under vacuum conditions. This and the requirement that contamination of the pumped medium is not permitted, u. a. special requirements for the storage of the turbo blower. Currently in Turbo blowers mainly used oil or grease lubricated ball bearings. To a ver In both cases, the pumping medium is prevented from being cleaned by gas extraction worked in the depository area.

Bei einer bekannten Ausführung eines solchen zweistufigen Turbogebläses befinden sich zwei Laufräder direkt hintereinander in Richtung der Längsachse einer gemeinsamen Welle, an deren Enden sich jeweils eine fettgeschmierte Lagerstelle befindet. Eine elektrische Antriebseinheit ist nach den beiden Laufrädern in Richtung der Wellenachse auf der gemeinsamen Welle angeordnet. Diese als Außenlagerung bekannte Anordnungsweise eines typischen mehrstufigen Gebläses weist einen großen Raumbedarf auf, da hier u. a. der platzsparende axiale Eintritt der Strömung in das Gebläse nicht möglich ist. Weiterhin setzt der große Lagerabstand die erste Biegeeigenfrequenz der Welle, auch biegekritische Drehzahl genannt, herab und somit auch die maximale Betriebsdrehzahl für unterkritischen Betrieb. Daraus resultieren nach dem Wachstumsgesetz der Kreiselmaschinen, wiederum größere Laufräder. Angesprochene Ausführungen mehrstufiger Turbogebläse weisen deshalb, falls sie für einen unterkritischen Betrieb ausgelegt sind, ein relativ großes Bauvolumen auf, das einem gewünschten kompakten Aufbau der Strahlquelle entgegenwirkt. In a known version of such a two-stage turbo blower are two impellers one behind the other in the direction of the longitudinal axis of a common shaft, at the ends of which there is a grease-lubricated bearing. An electric one The drive unit is after the two impellers in the direction of the shaft axis arranged common shaft. This arrangement known as external storage one typical multi-stage blower has a large space requirement, since here u. a. the space-saving axial entry of the flow into the fan is not possible. Continue sets the large bearing distance is the first natural bending frequency of the shaft, including the critical speed called, down and thus also the maximum operating speed for subcritical operation. According to the growth law of the rotary machines, this results in larger ones Wheels. The mentioned versions of multi-stage turbo blowers therefore indicate if they are designed for a subcritical operation, a relatively large volume that counteracts a desired compact structure of the beam source.  

Bei einer weiteren bekannten Ausführung eines zweistufigen Turbogebläses für diesen Ein­ satzfall sind zwei Laufräder direkt nacheinander in Richtung der Wellenachse an einem Wellenende angeordnet. Eine elektrische Antriebseinheit befindet sich dabei zwischen zwei Lagerstellen. Diese typische Anordnung der Lager und Laufräder wird fliegende Lagerung genannt. Um hier die notwendig hohe Betriebsdrehzahl für den geforderten kleinen Raum­ bedarf zu erreichen, wird diese im allgemeinen über die erste Biegeeigenfrequenz der Welle gelegt. Dies hat zur Folge, daß beim Anfahren des Turbogebläses immer ein kritischer Zu­ stand durchfahren werden muß. Weiterhin ist der Arbeitsbereich des Turbogebläses einge­ schränkt, da sich der Betriebspunkt bzw. die Betriebsdrehzahl zwischen der ersten und zweiten Biegeeigenfrequenz befinden muß. Da mit normalen Wälzlagern in der Regel ein Durchfahren einer Biegeeigenfrequenz der Welle auf Grund zu großer Ausbiegungen und somit der Gefahr des Anstreifens des Rotors bzw. der Laufräder am Gehäuse nicht möglich ist, müssen hierbei besondere Maßnahmen zur Dämpfung der Lagerung getroffen werden. Diese Maßnahmen sind immer mit einem zusätzlichen Mehraufwand bei der Auslegung, Konstruktion und dem Bau des Turbogebläses verbunden.In another known version of a two-stage turbo blower for this one In this case, two impellers are in succession in the direction of the shaft axis on one Shaft end arranged. An electric drive unit is located between two Bearings. This typical arrangement of the bearings and impellers becomes flying storage called. To get the necessary high operating speed for the small space required to achieve this, this is generally via the first natural bending frequency of the wave placed. The result of this is that when the turbo blower starts up, it is always a critical close must be driven through. Furthermore, the working area of the turbo blower is turned on limits, since the operating point or the operating speed between the first and second natural bending frequency must be. As a rule with normal rolling bearings Passing through a natural bending frequency of the shaft due to excessive deflections and thus the risk of rubbing against the rotor or the impellers on the housing is not possible special measures must be taken to dampen the bearing. These measures always involve additional additional effort in the design, Construction and construction of the turbo blower connected.

Ebenfalls ist eine Ausführung eines mehrstufigen Turbogebläses bekannt, bei der zwei Lauf­ räder spiegelbildlich fliegend an den Enden der gemeinsamen Welle angeordnet sind. Zwischen den beiden Laufrädern befindet sich eine elektrische Antriebseinheit, zwei Lager­ stellen sind jeweils zwischen einem Laufrad und elektrischer Antriebseinheit angeordnet. Die Zuführung des Fördermediums zur zweiten Stufe erfolgt über eine außerhalb des Turboge­ bläsegehäuses befindliche Rohrleitung, welche das Fördermedium vom Druckstutzen der ersten Stufe zum Saugstutzen der zweiten Stufe leitet. Diese Anordnung gleicht einen Teil des Axialschubes aus und führt auf Grund der symmetrisch verteilten Massen zu einer guten Rotordynamik. Nachteilig ist bei dieser Anordnung der größere Raumbedarf durch die Rohr­ leitung zwischen Druckstutzen der ersten Stufe und dem Saugstutzen der zweiten Stufe.An embodiment of a multi-stage turbo blower is also known, in which two runs wheels are arranged in mirror image flying at the ends of the common shaft. There is an electric drive unit, two bearings, between the two wheels places are each arranged between an impeller and electric drive unit. The The medium is supplied to the second stage via an outside of the Turboge blower housing located pipeline, which the fluid from the pressure port of the first stage leads to the suction port of the second stage. This arrangement resembles part of the Axial thrust and leads to a good one due to the symmetrically distributed masses Rotor dynamics. The disadvantage of this arrangement is the larger space required by the pipe Line between the pressure port of the first stage and the suction port of the second stage.

Die bei mehrstufigen Gebläsen oder Verdichtern konventioneller Bauart übliche Zwischen- oder Stützlagerung ist zur Verbesserung der Rotordynamik bei der Forderung nach kleiner Baugröße diffizil, wenn eine Verunreinigung des Fördermediums verhindert werden soll und keine Gas- oder Magnetlager zum Einsatz kommen, da sich die Realisierung der dann not­ wendigen Gasabsaugung oder zuverlässigen Abdichtung der Zwischenlagerstelle äußerst schwierig gestaltet.The usual intermediate stages in multi-stage blowers or compressors of conventional design or support bearing is to improve the rotor dynamics when calling for smaller Size is difficult if contamination of the medium is to be prevented and No gas or magnetic bearings are used, since the realization of the then necessary Extremely agile gas extraction or reliable sealing of the intermediate storage point difficult designed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes mehrstufiges Turbogebläse zu schaffen, bei welchem die erste biegekritische Drehzahl über der maximalen Betriebs­ drehzahl liegt und bei dem eine Verunreinigung des Fördermediums auch bei Unterdruck des Gleichen vermieden wird. The invention is therefore based on the object of a compact, multi-stage turbo blower to create, at which the first critical bending speed above the maximum operating speed and at which the pumped medium is contaminated even when the Same thing is avoided.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Laufräder eines mehrstufigen Turbogebläses auf beiden Seiten einer elektrischen Antriebseinheit auf einer gemeinsamen Antriebswelle in Richtung der Antriebswellenachse hintereinander gleich orientiert ange­ ordnet sind, und daß jeweils das der elektrischen Antriebseinheit nächstgelegene und auf der einen Seite von ihr befindliche Laufrad mit dem der elektrischen Antriebseinheit auf der anderen Seite nächstgelegenem Laufrad durch einen mantelförmigen Raum strömungs­ technisch verbunden ist und die gemeinsame Welle mindestens drei Lagerstellen aufweist, wobei sich eine Lagerstelle auf der eingangsseitigen Rotorseite zwischen dem rotorseitig nächstgelegenem Laufrad und dem Rotor, eine zweite auf der ausgangsseitigen Rotorseite zwischen dem Rotor und dem rotorseitig nächstgelegenem Laufrad auf der Antriebswelle befindet und sich mindestens eine weitere Lagerstelle hinter dem ausgangsseitig ersten Laufrad des Turbogebläses auf der Antriebswelle befindet.This object is achieved in that the impellers of a multi-stage Turbo fan on both sides of an electric drive unit on a common one Drive shaft in the direction of the drive shaft axis one behind the other oriented are arranged, and that in each case the closest to the electric drive unit and on the one side of her impeller with that of the electric drive unit on the other side of the closest impeller flow through a jacket-shaped space is technically connected and the common shaft has at least three bearing points, with a bearing on the input side of the rotor between the rotor side closest impeller and the rotor, a second one on the output side of the rotor between the rotor and the rotor closest to the rotor on the drive shaft and there is at least one other storage location behind the first on the output side Impeller of the turbo blower is located on the drive shaft.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist somit darin zu sehen, daß durch die An­ ordnung der Laufräder auf beiden Seiten der elektrischen Antriebseinheit eine gute Massen­ verteilung erzielt wird, die gemeinsam mit der Anzahl und Anordnung der Lagerstellen zu einer wesentlich verbesserten Rotordynamik führt. Es wird dadurch eine deutliche Erhöhung der ersten Biegeeigenfrequenz der Welle erreicht. Somit ist eine höhere maximale Betriebs­ drehzahl bei unterkritischem Betrieb möglich. Ein überkritischer Betrieb und damit das Durchfahren eines kritischen Zustandes ist nicht nötig. Die höhere Maximaldrehzahl sowie die Anordnung der Laufräder und Lagerstellen ermöglichen einen kompakten Aufbau, d. h. eine kleine Baugröße des Turbogebläses. Eine notwendige Gasabsaugung bei fett- oder ölge­ schmierten Lagern zur Vermeidung der Kontamination des Fördermediums läßt sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Lagerstellen einfach verwirklichen. Durch die erfindungs­ gemaße Gestaltung ist eine Ausführung des Turbogebläses mit mehr als zwei Stufen ins­ besondere bei dem beschriebenen Einsatz als Lasergasgebläse und den damit verbundenen Anforderungen möglich.The advantage of the solution according to the invention is therefore to be seen in the fact that the order the impellers on both sides of the electric drive unit a good mass distribution is achieved, which together with the number and arrangement of the bearings significantly improved rotor dynamics. This will result in a significant increase the first natural bending frequency of the shaft. Thus, there is a higher maximum operating speed possible with subcritical operation. A supercritical operation and therefore that Driving through a critical state is not necessary. The higher maximum speed as well the arrangement of the impellers and bearings enables a compact structure, i. H. a small size of the turbo blower. A necessary gas extraction in case of grease or oil Lubricated bearings to avoid contamination of the pumped medium can be Realize inventive arrangement of the bearings. Through the fiction Dimensional design is a version of the turbo blower with more than two stages ins especially when used as a laser gas blower and the associated Requirements possible.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die im Rotor der elektrischen Antriebseinheit entstehenden Verluste in Form von Wärme, welche bei Vakuum­ betrieb nur schlecht über den Stator der elektrischen Antriebseinheit an das Gehäuse abge­ führt werden können, hier auf Grund der Anordnung der Laufräder gleichmäßig über die Antriebswelle und die Laufräder an das Fördermedium abgeführt werden.Another advantage of the solution according to the invention is that the in the rotor Electric drive unit losses in the form of heat, which in vacuum operation poorly via the stator of the electric drive unit to the housing can be performed here due to the arrangement of the wheels evenly over the Drive shaft and the impellers are discharged to the medium.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß eine Zwischenkühlung in den mantelförmigen Raum integriert wird. Dadurch wird das Fördermedium beim Durchströmen des mantelförmigen Raumes abgekühlt, bevor es in die an den mantelförmigen Raum anschließende Stufe eintritt. Dies führt zu einer thermodynamischen Leistungsersparnis, die eine geringere erforderliche Antriebsleistung des Turbogebläses zur Folge hat. Das wirkt sich besonders bei höheren Ver­ dichtungsverhältnissen aus. Durch diese erfindungsgemäße Lösung können z. B. auch konventionelle mehrstufige Verdichter mit Zwischenkühlung mit einer deutlich verringerten Baugröße ausgeführt werden.It is particularly preferably provided that intermediate cooling in the jacket-shaped space is integrated. As a result, the pumped medium flows through the jacket-shaped Cooled down before it enters the step adjacent to the jacket-shaped room. This leads to a thermodynamic power saving that requires less  Drive power of the turbo fan results. This is particularly effective at higher ver seal conditions. With this solution according to the invention, e.g. Belly conventional multi-stage compressor with intermediate cooling with a significantly reduced Size.

Eine in den mantelförmigen Raum integrierte Zwischenkühlung bietet weiterhin den Vorteil einer geringeren thermischen Belastung der Bauteile des Gebläses.Intermediate cooling integrated in the jacket-shaped space also offers the advantage a lower thermal load on the components of the fan.

Vorteilhaft vorgesehen kann es sein, daß eine Gehäusekühlung in die Wandungen des den mantelförmigen Raum bildenden Bauteiles integriert wird. Auf Grund des großen zur Ver­ fügung stehenden Platzes ist eine sehr gute thermische Entlastung der Gehäuseteile erreich­ bar. Weiterhin wird dadurch die Wärmeabstrahlung vom Gehäuse an die Umgebung ver­ ringert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Gebläse z. B. zusammen mit anderen Geräten in einen Schrank eingebaut wird. Der sonst auftretende Aufheizeffekt, der z. B. bei elektroni­ schen Geräten zur Funktionsbeeinträchtigung oder sogar zum Ausfall führen kann, wird dadurch verringert oder beseitigt.It can advantageously be provided that a housing cooling in the walls of the jacket-shaped space-forming component is integrated. Due to the large ver Space available is a very good thermal relief of the housing parts bar. Furthermore, the heat radiation from the housing to the environment is thereby ver wrestles. This is particularly advantageous if the fan z. B. together with other devices is installed in a cabinet. The otherwise occurring heating effect, the z. B. at electronics devices can lead to functional impairment or even failure thereby reduced or eliminated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to an off in the drawing management example explained in more detail.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Turbogebläse.In the drawing, FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a turbo fan according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes zweistufiges Turbogebläse 10 zur Förderung von Laser­ gas. Das Turbogebläse besteht aus einer ersten und einer zweiten Gebläsestufe. Die erste Gebläsestufe besteht aus einem Laufrad 12 und einem Leitrad 14, die zweite aus einem Laufrad 16 und einem Leitrad 18. Fig. 1 shows an inventive two-stage turbo blower 10 for the promotion of laser gas. The turbo blower consists of a first and a second blower stage. The first blower stage consists of an impeller 12 and a stator 14 , the second of an impeller 16 and a stator 18 .

Die beiden Laufräder 12 und 16 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 20. Zwischen den beiden Laufrädern 12 und 16 befindet sich ein Rotor 22 einer elektrischen Antriebseinheit auf der Welle 20. Die elektrische Antriebseinheit besteht weiterhin aus einem Stator 24, welcher in einem Gehäuse 26 sitzt. Das Gehäuse 26 besitzt einen Saugstutzen 28 und zwei Druck­ stutzen 30.The two impellers 12 and 16 sit on a common shaft 20 . A rotor 22 of an electric drive unit is located on the shaft 20 between the two impellers 12 and 16 . The electric drive unit also consists of a stator 24 , which is seated in a housing 26 . The housing 26 has a suction port 28 and two pressure ports 30 .

Die Laufräder 12, 16 sind als Radiallaufräder ausgeführt, welche auch durch Halbaxial- oder Axiallaufräder ersetzt werden können. Der Rotor 22 der elektrischen Antriebseinheit und die Laufräder 12, 16 sitzen auf der gemeinsamen Welle 20, welche drei Lagerstellen 32, 34 und 36 aufweist. Die Welle 20 befindet sich in senkrechter Lage zur Aufstellungsebene 38 des Turbogebläses 10. The impellers 12 , 16 are designed as radial impellers, which can also be replaced by semi-axial or axial impellers. The rotor 22 of the electric drive unit and the impellers 12 , 16 sit on the common shaft 20 , which has three bearing points 32 , 34 and 36 . The shaft 20 is in a position perpendicular to the installation plane 38 of the turbo blower 10 .

Die Lagerstelle 32 ist als sogenanntes Festlager und die Lagerstellen 34 und 36 als Loslager ausgeführt. Lagerstelle 32 besteht aus einem Schrägkugellagerpaar in O-Anordnung, die Lagerstelle 34 und 36 jeweils aus einem Zylinderrollenlager.The bearing point 32 is designed as a so-called fixed bearing and the bearing points 34 and 36 as a floating bearing. Bearing point 32 consists of a pair of angular contact ball bearings in an O arrangement, bearing points 34 and 36 each consist of a cylindrical roller bearing.

Lagerstelle 32 befindet sich zwischen dem Laufrad 12 der ersten Gebläsestufe und dem Rotor 22. Die Lagerstelle 34 ist zwischen dem Rotor 22 und dem Laufrad 16 der zweiten Gebläse­ stufe angeordnet. Die dritte Lagerstelle 36 befindet sich zwischen dem Laufrad 16 und dem unteren Ende der Welle 20.Bearing point 32 is located between the impeller 12 of the first blower stage and the rotor 22 . The bearing point 34 is arranged between the rotor 22 and the impeller 16 of the second fan stage. The third bearing 36 is located between the impeller 16 and the lower end of the shaft 20 .

Wird die Welle 20 durch die elektrische Antriebseinheit in Rotation versetzt, so wird das Fördermedium über den Saugstutzen 28 durch das Laufrad 12 angesaugt. Im Laufrad 12 wird das Fördermedium von der axialen in die radiale Strömungsrichtung umgelenkt. An­ schließend durchströmt das Fördermedium einen schaufellosen Ringraum 40, um dann in das Leitrad 14 einzutreten. Nach dem Verlassen des Leitrades 14 durchströmt das Fördermedium einen durch das Gehäuse 26 gebildeten mantelförmigen Raum 42 und wird dann über Rückführschaufeln 44 dem Laufrad 16 der zweiten Gebläsestufe zugeführt. Nach dem verlassen des Laufrades 16 strömt das Fördermedium durch einen schaufellosen Ringraum 46 und durch das Leitrad 18, um dann über einen Sammelraum 48 an den beiden Druckstutzen 30 aus dem Turbogebläse auszutreten.If the shaft 20 is set in rotation by the electric drive unit, the pumped medium is sucked in through the impeller 12 via the suction port 28 . In the impeller 12 , the pumped medium is deflected from the axial into the radial flow direction. At closing, the medium flows through a vane-free annular space 40 to then enter the stator 14 . After leaving the stator 14 , the pumped medium flows through a jacket-shaped space 42 formed by the housing 26 and is then fed to the impeller 16 of the second blower stage via return blades 44 . After leaving the impeller 16 , the pumped medium flows through a vane-free annular space 46 and through the stator 18 , in order to then exit the turbo blower via a collecting space 48 at the two pressure ports 30 .

Die Einzellager der Lagerstellen 32, 34 und 36 sind fettgeschmiert. Eine Ölschmierung der Lager ist ebenfalls möglich. Bei Fettschmierung ist der Einsatz synthetischer Hochge­ schwindigkeitsfette vorteilhaft, deren Grundöle einen sehr niedrigen Dampfdruck haben und dadurch entsprechend vakuumtauglich sind. Zur zusätzlichen Sicherheit gegen Aus­ dampfungsprodukte ist es vorteilhaft eine Gasabsaugung im Lagerstellenbereich vorzusehen. Diese ist hier über Kanäle 50, 52, 54 und 56 sowie über Verbindungsleitungen 58 und 60 realisiert, an welche eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Durch die Vakuumpumpe wird in der Lagerstellenumgebung ein unter dem Systemdruck liegender Druck erzeugt und somit eine Kontamination des Fördermediums zuverlässig verhindert.The individual bearings of bearing points 32 , 34 and 36 are greased with grease. Oil lubrication of the bearings is also possible. For grease lubrication, the use of synthetic high-speed greases is advantageous, the base oils of which have a very low vapor pressure and are therefore suitable for vacuum applications. For additional security against vaporization products, it is advantageous to provide gas extraction in the bearing area. This is implemented here via channels 50 , 52 , 54 and 56 and via connecting lines 58 and 60 , to which a vacuum pump is connected. The vacuum pump creates a pressure below the system pressure in the bearing area and thus reliably prevents contamination of the pumped medium.

Besonders vorteilhaft ist eine Kühlung des Stators 24 vorzusehen. Diese kann z. B. durch einen um den Stator 24 spiralförmig umlaufenden Kühlkanal, welcher in das Gehäuse 26 in unmittelbarer Nähe zum Stator 24 integriert ist und z. B. mit Kühlwasser versorgt wird, realisiert werden.It is particularly advantageous to provide cooling of the stator 24 . This can e.g. B. by a spiral around the stator 24 cooling channel, which is integrated in the housing 26 in the immediate vicinity of the stator 24 and z. B. is supplied with cooling water.

Vorteilhaft kann auch eine Gehäusekühlung ausgeführt werden. Die Gehäusekühlung kann z. B. ebenfalls durch einen spiralförmig umlaufenden in der äußeren Wandung 27 des Gehäuses 26 integrierten Kühlkanal verwirklicht werden. Housing cooling can also advantageously be carried out. The case cooling can, for. B. can also be realized by a spiral-shaped cooling channel integrated in the outer wall 27 of the housing 26 .

Besonders vorteilhaft ist zur Leistungsersparnis bei höheren Druckverhältnissen die Inte­ gration einer Zwischenkühlung in den mantelförmigen Raum 42. Die Realisierung einer solchen Zwischenkühlung kann z. B. durch den Einbau eines berippten Rohrschlangenpaketes bzw. von Rippen erfolgen. Als Kühlmittel kann Wasser eingesetzt werden, welches durch das berippte Rohrschlangenpaket bzw. durch die Rippen geleitet wird. To save performance at higher pressure ratios, the integration of an intermediate cooling into the jacket-shaped space 42 is particularly advantageous. The implementation of such intermediate cooling can, for. B. by installing a finned coil package or fins. Water can be used as the coolant, which is passed through the finned coil package or through the fins.

BezugszeichenlisteReference list

1010th

Turbogebläse
Turbo blower

1212th

Laufrad der 1. Gebläsestufe
Impeller of the 1st fan level

1414

Leitrad der 1. Gebläsestufe
Blower stage of the 1st fan stage

1616

Laufrad der 2. Gebläsestufe
2nd blower stage impeller

1818th

Leitrad der 2. Gebläsestufe
2nd blower stator

2020th

Welle
wave

2222

Rotor der elektrischen Antriebseinheit
Electric drive unit rotor

2424th

Stator der elektrischen Antriebseinheit
Stator of the electric drive unit

2626

Gehäuse
casing

2727

Äußere Wandung des Gehäuses Outer wall of the housing

2626

2828

Saugstutzen
Suction port

3030th

Druckstutzen
Discharge nozzle

3232

Lagerstelle (Festlager)
Bearing (fixed bearing)

3434

Lagerstelle (Loslager)
Bearing (floating bearing)

3636

Lagerstelle (Loslager)
Bearing (floating bearing)

3838

Aufstellungsebene
Deployment level

4040

schaufelloser Ringraum der 1. Gebläsestufe
Bladeless annular space of the 1st blower stage

4242

konzentrisch zur Wellenachse mantelförmiger Raum
jacket-shaped space concentric to the shaft axis

4444

Rückführschaufeln
Return blades

4646

schaufelloser Ringraum der 2. Gebläsestufe
Bladeless annular space of the 2nd blower stage

4848

Sammelraum
Gathering room

5050

, ,

5252

, ,

5454

, ,

5656

Kanal zur Gasabsaugung
Channel for gas extraction

5858

, ,

6060

Verbindungsleitung für Gasabsaugung
Connection line for gas extraction

Claims (7)

1. Mehrstufiges Turbogebläse, welches eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, zwei oder mehr Laufräder und eine mit Rotor und Antriebswelle versehene elektrische An­ triebseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufräder auf beiden Seiten des Rotors der elektrischen Antriebseinheit in Richtung der Antriebswellenachse gleich orientiert hintereinander angeordnet sind und das jeweils das eingangsseitig dem Rotor nächstgelegene Laufrad mit dem ausgangsseitig dem Rotor nächstgelegenem Laufrad durch einen mantelförmigen Raum strömungstechnisch verbunden ist und die Antriebs­ welle mindestens drei Lagerstellen aufweist, wobei sich eine Lagerstelle auf der eingangs­ seitigen Rotorseite zwischen dem rotorseitig nächstgelegenen Laufrad und dem Rotor, eine zweite auf der ausgangsseitigen Rotorseite zwischen dem Rotor und dem rotorseitig nächstgelegenen Laufrad auf der Antriebswelle befindet und sich mindestens eine weitere Lagerstelle hinter dem ausgangsseitig ersten Laufrad des Turbogebläses auf der Antriebs­ welle befindet.1. Multi-stage turbo blower, which has an input side and an output side, two or more impellers and an electric drive unit provided with a rotor and drive shaft, characterized in that the impellers on both sides of the rotor of the electric drive unit are arranged in the same direction one behind the other in the direction of the drive shaft axis and the impeller closest to the rotor on the input side is fluidically connected to the impeller closest to the rotor on the output side through a jacket-shaped space and the drive shaft has at least three bearing points, with one bearing point on the rotor side on the input side between the impeller closest to the rotor and the rotor , a second is located on the output side of the rotor between the rotor and the rotor closest to the rotor on the drive shaft, and there is at least one further bearing behind the first side of the output side the turbo blower is located on the drive shaft. 2. Turbogebläse gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in den Mantelraum integrierte Zwischenkühlung.2. Turbo fan according to claim 1, characterized by one in the jacket space integrated intermediate cooling. 3. Turbogebläse gemäß eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die äußere Gehäusewandung eine Kühlung integriert ist.3. Turbo fan according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that cooling is integrated in the outer housing wall. 4. Turbogebläse gemäß eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Antriebswelle mittels Wälzlagern erfolgt.4. Turbo fan according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the drive shaft is supported by means of roller bearings. 5. Turbogebläse gemäß eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Antriebswelle mittels Gleitlagern erfolgt.5. Turbo fan according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the drive shaft is supported by means of plain bearings. 6. Turbogebläse gemäß eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Antriebswelle durch eine Kombination von Wälz- und Gleitlagern erfolgt.6. Turbo fan according to one or more of claims 1 to 3 thereby characterized in that the bearing of the drive shaft by a combination of rolling and plain bearings. 7. Turbogebläse gemäß eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mantelförmige Raum konzentrisch zur Längsachse der Antriebswelle ausgebildet ist.7. Turbo fan according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the jacket-shaped space concentric to the longitudinal axis of the Drive shaft is formed.