DE2413674C2

DE2413674C2 - Radialer Turboverdichter

Info

Publication number: DE2413674C2
Application number: DE2413674A
Authority: DE
Inventors: Hanns Easton Pa. Hornschuch
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1973-04-10
Filing date: 1974-03-21
Publication date: 1984-12-13
Also published as: FR2288240A1; JPS501409A; US3826587A; FR2225649A1; GB1438211A; NL157388B; JPS5934095U; CA1016917A; FR2288240B1; ZA74494B; FR2225649B1; BE813556A; DE2413674A1; NL7404576A; AU474305B2; JPS5943517Y2; AU6483774A; IT1009729B

Description

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Die Erfindung betrifft einen radialen Turboverdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiger radialer Turboverdichter ist in der GB-PS 6 98 783 beschrieben. Dieser bekannte Turboverdichter für Gas weist Niederdruck-Verdichtergehäuse bzw. Rotoreinheiten auf, die mit dem Hochdruckverdichtergehäuse in Verbindung stehen. Die Laufräder der Rotoreinheiten weisen sich vermindernde Durchmesser auf, jedoch haben sie alle die gleiche Länge und Dicke. Durch diese Ausgestaltung haben die Laufräder der einen Rotoreinheit gegenüber den Laufrädern der anderen Rotoreinheiten unterschiedliches Gewicht Dementsprechend liegen bei dem bekannten Verdichter an den einzelnen Rotoreinheiten auch unterschiedliche Lagerbelastungen vor, d. h. es sind stromaufwärts schwere Radiallager und stromabwärts leichte Radiallager erforderlich. Überdies ist das Auswuchten der verschiedenen Laufradanordnungen schwierig, da diese an einem Ende schwerer sind als am anderen. Bei einer derartigen bekannten Anordnung treten daher im Betrieb leicht Vibrationen auf.

In der DE-AS 17 50 958 ist eine Getriebeanordnung zur Verteilung der Antriebsleistung auf mehrere getriebene Wellen von einzelnen mehrstufigen Verdichtern beschrieben, wobei diese Verdichter parallel zueinander an einem Getriebegehäuse angeordnet sind.

Ferner ist aus dem DE-GM 71 12 130 ein mehrstufiger radialer Turbokompressor bekannt, bei dem mehrere Verdichtergehäuse parallel zueinander und senkrecht zu der Wand eines Getriebegehäuses angeordnet sind und die Laufradwellen der einzelnen Verdichter gemeinsam über das Getriebe mit einem Antrieb verbunden sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen radialen Turboverdichter der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem durchgehend gleiche Lagerbelastungen bestehen und der zur Vermeidung von Vibrationen leicht ausgewuchtet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch genannten Maßnahmen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines radialen Turboverdichters ist also vorgesehen, daß afle Laufräder jeder Rotoreinheit das gleiche Gewicht haben. Dies wird beispielsweise dadurch erreicht, daß den kleineren Laufrädern Gewichtsmaterial hinzugefügt oder ihre axiale Länge vergrößert wird. Diese im nachhinein einfach erscheinende Maßnahme führt dazu, daß an den beiden axialen Enden jeder Rotoreinheit die Lagerbelastungen gleich sind und auch die Zentrifugalkräfte entlang der Achse gleichförmig sind. Diese Lasten können daher sehr viel leichter als beim Stand der Technik vorherberechnet und ausgeglichen werden, so daß das Auswuchten in der Praxis erheblich erleichtert wird. Gerade beim Einsatz eines derartigen Tjrboverdichters im mobilen Betrieb und unter rauhen Arbeitsbedingungen, wie dies beispielsweise auf Erdgas-Bohrinseln gegeben ist, erweist sich beispielsweise bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten diese leichte Auswuchtbarkeit als besonders wertvoll.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines radialen Turboverdichters, bei dem die Abdeckplatte des Getriebes zur besseren Darstellung entfernt ist; und

F i g. 2 eine Axialdarstellung der Laufradwelle eines Verdichtergehäuses, wobei die Laufräder im Halbschnitt dargestellt sind.

Die F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform eines radialen Turboverdichters 10 mit einer Grundplatte 12, die das Getriebegehäuse 14 trägt Drei Verdichtergehäuse 16, 18 und 20 sind mit dem Getriebegehäuse fest verbunden und erstrecken sich mit parallelen Achsen senkrecht von ihm weg. Das Getriebegehäuse 14 wird von einer Innenwand 22 und einer (nicht dargestellten) Abdeckplatte begrenzt. Innerhalb dieser Wände befindet sich ein Antriebsrad 26 und ein Leerlaufrad 28, die beide drehbar gelagert sind. Das Antriebsrad 26 befindet sich mit dem Rad 30 des e^rsten Verdichtergehäuses 16 und mit dem Leerlaufrad 28 im Eingriff. Das Leerlaufrad 28 befindet sich mit cen Rädern 32 und 32' des zweiten bzw. dritten Verdichtergehäuses 18 bzw. 20 im Eingriff. Das Antriebsrad 26 ist auf einer Welle befestigt, die ein Anschlußende aufweist, das aus der Abdeckplatte herausragt. Hier kann eine Antriebseinheit angeschlossen werden, um ein Antriebsdrehmoment auf die verschiedenen Zahnräder und die Laufradwellen der einzelnen Verdichtergehäuse zu übertragen.

Das Getriebegehäuse 14 schließt ein Reservoir 38 ein, das eine Vielzahl von Auslässen 40 hat, die mit Rohren 42 verbunden sind. Die Rohre 42 sind bewegbar und so ausgerichtet, daß sie sich an den Stellen innerhalb des Getriebegehäuses 14 öffnen, an denen die Räder des Getriebes miteinander im Eingriff stehen. Zwei Stützen 44, die zwischen der Grundplatte 12 und dem Getriebegehäuse 14 angeordnet sind, weisen (nicht dargestellte) Durchgänge auf, durch welche das aus den Rohren 42 austretende Schmiermittel hindurchgeleitet und in einer nicht dargestellten Wanne gesammelt werden kann, die darunter angeordnet ist.

Die verschiedenen Verdichtergehäuse haben angeflanschte Einlasse und Auslässe, um Gas nacheinander zu jedem der Verdichtergehäuse zu führen. Durch den angeflanschten Einlaß 46 tritt das Gas in das erste Verdichtergehäuse 16 ein, das einen angeflanschten Auslaß (nicht gezeigi) aufweist. Dieser Auslaß ist über eine Rohranordnung mit dem Einlaß 46' des zweiten Verdichtergehäuses 18 verbunden. Das an dessen Auslaß 48' abgegebene Gas wird zu dem Verdichtergehäuse 20 geführt. Letzteres hat ebenfalls einen Einlaß 46" und einen angeflanschten Auslaß 48", so daß schließlich das fertig verdichtete Gas einem Verbraucher oder einem Vorratsbehälter zugeführt wird.

Die Verdichtergehäuse 16, 18 und 20 enthalten jeweils Wellen 50' (siehe F i g. 2), die gleich lang sind, und gleiches Gewicht und gleiche Bauform haben. Die auf den Wellen 50' angeordneten Laufräder 52' haben ebenfalls das gleiche Gewicht und die gleiche axiale Länge AL, und zwar unabhängig davon, daß die Lauf räder 52'

verschiedene Durchmesser D haben. Dies wird dadurch erreicht, daß die Laufräder 52' stromabwärts der mit bügeln versehenen Oberfläche zusätzlichen Werkstoff tragen. Das gleiche Gewicht und die gleiche Länge der Rotoreinheiten und die gleiche axiale Länge der Flügelräder vereinfachen ganz wesentlich ihre Herstellung, sowie das Auswuchten und das Ausrichten des Turboverdichters 10.

Stromabwärts der Laufräder 52' ist an dem anderen Ende der Laufradwelle 50' eine Anzahl von Blindrädern 64 angebracht Die Blindräder 64 haben die gleiche axiale Länge wie die Laufräder 52', so daß die Blindräder 64 gegen die Laufräder 52' ausgetauscht werden können, wenn es erforderlich ist die Leistung des Verdichtergehäuses zu erhöhen oder zu erniedrigen. Jeweils eine Rotoreinheit mit der Laufradwelle 50', den Laufrädern 52' und den Blindrädern 64 ist zusammen mit den (nicht gezeigten) Diffusoren und einem Gehäuse in jedem der Verdichtergehäuse 16,18,20 aufgenommen.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Radialer Turboverdichter mit einer Vielzahl von Verdichtergehäusen (16, 18, 20) und einer Vielzahl von in jedem Verdichtergehäuse (16, 18, 20) angeordneten, aufeinanderfolgenden Verdichterstufen, wobei Laufräder (52') und Wellen (50') in den einzelnen Verdichtergehäusen jeweils Rotoreinheiten darstellen, und die Laufräder (52') unterschiedliche Durchmesser aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß alle Laufräder (52') jeder Rotoreinheit das gleiche Gewicht haben.