Zentrifugalverdichter Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalverdichter mit einer sich entlang einer Maschinenachse erstreckenden Welle, wobei ein Antrieb auf der Seite einer Sammelspirale, die

stromabwärts mindestens eines Laufrades ein verdichtetes Fluid vor einer Abströmung in ein nachfolgendes

Maschinenmodul sammelt, welcher Antrieb an einem aus einem

Gehäuse des Zentrifugalverdichters herausgeführten Wellenende angeordnet ist, wobei an einem gegenüberliegenden Wellenende der Welle eine axiale Ansaugung an einer Überhangstufe des Zentrifugalverdichters vorgesehen ist.

Derartige Verdichter werden insbesondere zur Verdichtung von großen Volumenströmen (z.B. 600.000m ³ pro Stunde) auf Drücke von beispielsweise 8bar eingesetzt. Die axiale Ansaugung hat hierbei den Vorteil, dass die Ansaugfläche besonders groß ausgebildet ist und gleichzeitig der maximale Durchmesser der Laufräder moderat bleibt, so dass die Maschine bei höheren Drehzahlen betrieben werden kann ohne die Materialien der rotierenden Teile zu überlasten. Diese Maschinen sind

besonders zur Luftverdichtung bevorzugt.

In der sog. Sammelspirale sammelt sich das verdichtete

Prozessfluid hinter dem Laufrad und strömt in ein

nachfolgendes Maschinenmodul ein, beispielsweise ein

Kühlaggregat. Regelmäßig handelt es sich bei einer solchen Sammelspirale um eine leicht helikal ausgeführte Ringkammer, deren Querschnittsfläche sich in Umfangsrichtung mit

zunehmender Nähe zu der Abströmung in das nachfolgende

Aggregat in Drehrichtung aufweitet, da der Volumenstrom durch den Sammelraum in gleicher Weise zunimmt. Diese aufwändige Geometrie ist dem Umstand geschuldet, dass ungünstige

Strömungskonturen, welche hohe Druckverluste in dem

Sammelraum erzeugen, auch in Folge der erhöhten Dichte dieses Fluids besonders schädlich für den Wirkungsgrad sind. Bei herkömmlichen Verdichtern besitzt die Sammelspirale ebenso wie das Gehäuse eine horizontale Teilfugen, die entweder in der Strömungskontur der Sammelspiraleeinen ungünstigen Absatz erzeugt, der zu Druckverlusten führt oder einer aufwendigen Nachbearbeitung bedarf, die an dem in der Regel als Gussteil ausgebildeten Element zeitintensiv individualisiert

ausgeführt werden muss.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, den eingangs definierten Zentrifugalverdichter derartig zu verbessern, dass einerseits der Fertigungsaufwand reduziert ist und andererseits keine hohen Druckverluste in der

Sammelspirale erzeugt werden. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Spirale in

Umfangsrichtung ungeteilt ausgebildet ist und an das Gehäuse des Zentrifugalverdichters angeflanscht ist.

Die ungeteilte Ausbildung der Sammelspirale hat den Vorteil, dass die in der Regel als Gussteil ausgebildete Spirale keinen durch eine Teilfuge erzeugten Absatz auf der

Strömungskontur ausbildet, der entweder in Folge einer

Störung der Strömung zu unerwünschten Druckverlusten führt oder einer aufwendigen individualisierten Nachbearbeitung bedarf.

Daneben hat die ungeteilte Ausbildung der Spirale den

Vorteil, dass Verformungen der Spirale aufgrund des hohen Druckes des abströmenden Fluids weitestgehend

rotationssymmetrisch erfolgen und nicht, wie bei

herkömmlichen Ausbildungen, durch die Trennung in einer

Teilfuge stark verzerrt auftreten. Insbesondere öffnet sich keine Teilfuge in Folge des Abströmdruckes und es gibt auch keine Ovalisierung des in der Regel rund ausgebildeten

Flansches bzw. des Anschlussdurchmessers der Sammelspirale.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Spirale als Träger eines Wellenlagers zur Lagerung der Welle ausgebildet ist. Hierdurch wird einerseits eine

besonders kompakte Ausbildung erreicht und andererseits ist die Toleranzkette zwischen den Laufrädern der Welle und gegenüberliegenden Innenflächen des Gehäuses besonders kurz.

Weiterhin vorteilhaft ist eine Ausbildung der Sammelspirale als Träger einer Wellendichtung auf der Seite, desjenigen Wellenendes an der der Antrieb des Zentrifugalverdichters angeordnet ist und die Welle aus dem Gehäuse des

Zentrifugalverdichters herausgeführt ist. Insbesondere in

Kombination mit der Ausbildung der Spirale als Trägerin des Lagers ergibt sich eine besonders kurze Toleranzkette

zwischen der Lagerung der Welle und den Flächen der Dichtung, die der Welle gegenüberstehen, so dass besonders geringe Dichtungsspiele verwirklicht werden können bzw. die Dichtung eine besonders niedrige Lässigkeit hat.

Zweckmäßig ist die Sammelspirale als das Gehäuse des

Zentrifugalverdichters einseitig abschließendes Bauteil gleichsam einem Deckel ausgebildet. Dementsprechend wird die Anzahl der Bauteile reduziert.

Die Richtungsangaben axial, radial, Umfangsrichtung beziehen sich stets auf die Maschinenachse.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen

Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher beschrieben, wobei dem Fachmann sich neben diesen

Ausführungsbeispiel insbesondere aus beliebiger Kombination der in den abhängigen Unteransprüchen definierten Merkmale weitere Möglichkeiten der Umsetzung der Erfindung ergeben. Es zeigt :

Figur 1 eine schematische Darstellung eines

Längsschnitts durch einen Verdichter gemäß Erfindung . Figur 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen Verdichter CO gemäß der Erfindung. Wesentliche Bestandteile des Verdichters CO sind ein Gehäuse C, eine Welle SH, die Laufräder IM, die von denen nur eines dargestellt ist und eine Überhangstufe ST trägt, eine an das Gehäuse C

angeflanschte Sammelspirale CC und ein Antrieb D, welcher die Welle SH dreht.

Die Welle SH erstreckt sich entlang einer Maschinenachse AX, welche gleichzeitig Drehachse des Antriebes D ist. Ein

Prozessfluid F wird von dem Verdichter CO axial angesaugt und tritt ein in eine Überhangstufe ST, wird stromabwärts mittels Laufrädern IM weiter verdichtet und tritt in eine letzte Stufe LST ein, um anschließend in der Sammelspirale CC für den Eintritt in die nachfolgenden Maschinenmodule gesammelt zu werden. Die Welle SH ist in zwei Radiallagern BEI, BE2 gelagert. Die Welle SH weist ein erstes Wellenende SEI und ein zweites Wellenende SE2 auf, wobei das erste Wellenende SEI von dem Antrieb D angetrieben ist und das zweite

Wellenende SE2 die Überhangstufe ST trägt. Unter einem

Wellenende SEI, SE2 versteht die Erfindung einen Bereich der Welle, der sich von dem jeweiligen Ende der Welle in Richtung der Wellenmitte erstreckt, wobei etwa ein Drittel der

gesamten Wellenlänge jeweils in der Terminologie der

Erfindung als Wellenende bezeichnet wird. In dem Bereich des ersten Wellenendes SEI ist neben der drehmomentübertragenden Verbindung mit dem Antrieb D auch die Sammelspirale CC, das zweite Radiallager BE2 und eine Wellendichtung SHS

angeordnet. Während das Gehäuse CC in Erstreckung der

Maschinenachse AX eine Teilfuge aufweist, ist die

Sammelspirale CC in Erstreckung der Maschinenachse oder parallel dazu ungeteilt und wird mittels ersten

Befestigungselementen SM1 an das Gehäuse C angeflanscht.

Gleichzeitig ist die Sammelspirale CC Trägerin des zweiten Radiallagers BE2 und der Wellendichtung SHS. Die ungeteilte

Ausführung der Sammelspirale, welche als Gussteil ausgebildet ist, hat den Vorteil, dass diese in Umfangsrichtung keinen ansonsten durch eine Teilfuge verursachten Absatz aufweist, der Strömungsverluste verursachen könnte. Die Befestigung des zweiten Radiallagers BE2 und der Wellendichtung SHS an der Sammelspirale CC hat eine möglichst kurze Toleranzkette zwischen dem Radiallager B2 und der Wellendichtung SHS zur Folge, so dass für beispielsweise thermische Ausdehnungen notwendige Radialspiele der Welle SH in der Wellendichtung SHS minimal ausfallen können. Auf diese Weise kann ein besonders guter Wirkungsgrad erzielt werden.