DE2518628A1

DE2518628A1 - Mehrstufiger turbokompressor

Info

Publication number: DE2518628A1
Application number: DE19752518628
Authority: DE
Inventors: Joachim Kotzur
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1975-04-26
Filing date: 1975-04-26
Publication date: 1976-10-28

Description

GUTEHOFFNUNGSHÜTTE STERKRABF

Aktiengesellschaft . 9R1R628

PA-Sch.H/Ri 42 Oberhausen 11, den 24.4.1975

2283

Mehrstufiger Turbokompressor.

Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Turbokompressor mit strömungsmäßig hintereinander geschalteten laufrädern, die auf zwei oder mehr parallel zueinander angeordneten Wellen fliegend angeordnet sind, wobei die Wellen von einem gemeinsamen Zahnrad aus durch Ritzel angetrieben werden und mit verschiedenen Drehzahlen la ufen. '

Bei Turbokompressoren dieser Art ist es bereits aus der deutschen Patentschrift 974 418 bekannt, die laufräder beidseitig auf den Ritzelwellen anzuordnen. Nachteilig ist hierbei aber, daß zur Vermeidung langer Zwischenleitungen die entsprechenden Zwischenkühler beidseitig oder unterhalb des Getriebegehäuses angeordnet sein müssen, der Antrieb des die Ritzel antreibenden gemeinsamen Zahnrades kompliziert und aufwendig wird, und daß jede Stufe eine Außen stopfbuchse hat, so daß relativ hohe äußere Leckverluste auftreten.

Es sind weiterhin schon Turbokompressoren bekannt, bei denen anders als bei dem Gegenstand der genannten deutschen PatentsehrIft mehr als zwei Stufen nur auf einer Seite des Getriebegehäuses angeordnet sind.

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Nachteilig weisen diese Stufen jedoch jeweils eine separate Ritzelwelle auf, wodurch sehr hohe Lagerverluste durch die Vielzahl der Lager entstehen und wobei der Achsschubausgleich durch eine mögliche gegenläufige Anordnung der Stufen fehlt und ebenfalls relativ hohe äußere Leckverluste auftreten.

Die bekannten Turbokompressoren sind also entweder mit gegenläufigen Laufrädern ausgestattet, die beidseits des Getriebegehäuses angeordnet sind oder mit nicht gegenläufigen Laufrädern, die nur einseitig am Getriebegehäuse angebracht sind.

Es ist demgegenüber Aufgabe der 'Erfindung, einen Turbokompressor zu schaffen, welcher die genannten Nachteile und die des Standes der Technik nicht mehr aufweist und der insbesondere eine kompakte Bauweise gestattet, geringe Lagerverluste hat, wirtschaftlich fertigbar ist, einseitig das Getriebegehäuse freihält, um den Antrieb dort anzubringen und um die Reparatur und Wartung zu erleichtern, bei welchem ein Achsschubausgleich vorhanden ist und bei dem die äußeren Leckverluste gering sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem eingangs genannten mehrstufigen Turbokompressor dadurch gelöst, daß jeweils ein Paar Laufräder auf jeder Ritzelwelle 3Qur einseitig auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Getriebes Rücken an Rücken angeordnet ist. ·

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Diese Anordnung eignet sich insbesondere bei geradzahligen Stufenzahlen, vorteilhaft kann bei ungeradzahligen Stufenzahlen aber auch noch ein einzelnes
Laufrad auf einer Ritzelwelle auf der dem Antrieb
abgewandten Seite angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Stufen bzw. Laufräder ermöglicht vorteilhaft weiterhin, daß die Zwischenkühler in vertikalen Einzelgehäusen stirnseitig vor den Verdichterstufen angeordnet sein können oder Zwise^enkühlerbündel mit den Verdichterstufen in gemeinsamen Gehäusen untergebracht sind.

Zur Erleichterung der Wartung und Reparatur können für die Ritzelwellen als. EinSchubeinheiten ausgebildete Lagerträger vorhanden sein, die in das Getriebegehäuse eingeschoben sein können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen
Turbokompressor mit zwei Ritzelwellen
und getrennt angeordneten Kühlergehäusen;

Fig. 2 einen Turbokompressor gemäß Fig. 1

und
Fig. 3 den Schnitt III-III gemäß Fig. 2.

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Wie in Figur 1 dargestellt, strömt das Gas durch die Ansaugleitung 1 zum ersten Laufrad 2 (erste Stufe), aus dem es über den Zwischenkühler 3 zum zweiten Laufrad 4 (zweite Stufe) geleitet wird. Vom Austritt der zweiten Stufe strömt das Gas über den Zwischenkühler 5 zum dritten Laufrad 6 (dritte Stufe),über den Zwischenkühler 7 zum vierten Laufrad 8 (vierte Stufe) und von diesem über die Druckleitung 9 zum Verbraucher.

Der Antrieb der einzelnen Stufen erfolgt über ein gemeinsames, auf der Getriebewelle 10 sitzendes Zahnrad, welches Ritzel 11 und 12 auf Ritzelwellen antreibt. Die Ritzel 11 und 12 sind so ausgelegt, daß die Stufengruppen 2, 4 und 6, 8 jeweils mit der für den betreffenden Volumenstrom bzw. für den betreffenden Druck optimalen Drehzahl laufen.

Es wird auf diese Art erreicht, daß den veränderten Gasvolumina nicht nur über verkleinerte Laufräder, sondern auch über die Drehzahlen der Laufräder Rechnung getragen werden kann. Bei höherem Druck werden also nicht nur verkleinerte Laufräder, sondern auch höhere Drehzahlen angewandt.

Die Ritzelwellen, auf deren freiem Ende paarweise die Laufräder 2,4 und 6, 8 fliegend angeordnet sind, sind in Lagerträgern 13 und 14 gelagert, welche als

leicht auswechselbare Einschubeinheiten in Getriebegehäuse 15 eingebaut sind.

An das Getriebegehäuse sind sowohl das Niederdruck-Verdichter gehäuse 16 als auch das Hochdruck-Verdichtergehäuse 17 angeflanscht.

Wie in Fig. 2 dargestellt, können alternativ in die Verdichtergehäuse auch die Zwischenkühler eingebaut sein. Die Laufrad- bzw. Verdichterstufenanordnung mit ihrem Antrieb bleibt dabei unverändert. Es erfolgt also die Ansaugung über die Leitung 1 zum ersten Laufrad 2, von da zum Zwischenkühler 18, der im dargestellten Beispiel zwei Kühlerbündel hat, von dort aus zum zweiten Laufrad 4 und nach dem Austritt aus der zweiten Stufe wird dann das weiter zu verdichtende Gas vom Niederdruck-Verdichtergehäuse 22 über die Verbindungsleitung 21 zum Hochdruck-Verdichtergehäuse 23 geleitet. In dem Hochdruck-Verdichtergehäuse 23 strömt es durch den Zwischenkühler 19 zu dem Laufrad 6 der dritten Stufe und von dort über den Zwischenkühler 20 zu dem Laufrad 8 der vierten Stufe, aus welchem es über die Druckleitung 9 zum Verbraucher abgeführt wird.

Es zeigt sich, daß auch in dieser Ausgestaltung mit Verdichtergehäusen, welche die Laufräder und die Zwischenkühler umfassen, die Rücken an Rücken-Anordnung

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(back to back) gemäß der Erfindung vorteilhaft eingehalten werden kann.

Ersichtlicherweise gibt also die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine Ideallösung für die anstehenden Probleme.

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Claims

GUTEHOFFNUITGSHÜTTE STERKRADE Aktiengesellschaft PA-Sch.H/Ri 42 Oberhausen 11, den 24.4.1975 2283 Patentansprüche;

1.) Mehrstufiger Turbokompressor mit strömungsmäßig hintereinander geschalteten Laufrädern, die auf zwei oder mehr parallel zueinander angeordneten Wellen fliegend angeordnet sind, wobei die Wellen vcr einem gemeinsamen Zahnrad aus durch Ritzel angetrieben werden und mit verschiedenen Drehzahlen laufen, dadurch gekennzei chn e t , daß jeweils ein Paar Laufräder (2,4 u.6,8) auf jeder Ritzelwelle nur einseitig auf der dem Antrieb abgewandten Seite des Getriebes Rücken an Rücken angeordnet ist.

2.) Turbokompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei ungradzahliger Stufenzahl außer den Laufradpaaren ein einzelnes Laufrad auf einer der Ritzelwellen auf der dem Antrieb abgewandten Seite angeordnet ist.

3.) ^Durbokompressor nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die Zwischenkühler (3,5,7) in vertikalen Einzelgehäusen stirnseitig vor den Verdichterstufen angeordnet sind (Flg. 1).

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4.) Turbokompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischen kühlerbündel (18, 19, 20) mit den Verdichterstufen in gemeinsamen Gehäusen (22, 23) untergebracht sind (Pig. 2).

5.) Turbokompressor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kitzelwellen als Einschubeinheiten in das Getriebegehäuse (15) ausgebildete Lagerträger (13, 14) vorhanden sind.

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