BR112018011758B1

BR112018011758B1 - Método para controlar injeção de líquido de dispositivo compressor e dispositivo compressor injetado com líquido

Info

Publication number: BR112018011758B1
Application number: BR112018011758-7A
Authority: BR
Inventors: Johan Julia J. Dom; Jochen Emiel Corneel Theelen; Shramik Kantilal Dahale; Luc Henri Arthur Albert Van Hoey; Diego TRUYEN; Kristof Pieter Frans Marcelis
Original assignee: Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2022-12-20
Also published as: EP3387258A1; KR20180094960A; EP3387258B1; JP6686144B2; US11614088B2; CN106870329B; CA3006510A1; CN106870329A; PL3387258T3; KR102177680B1; BR112018011758A2; JP2018536805A; WO2017096438A1; MX2018007039A; CA3006510C; CN206190484U; US20180363652A1

Abstract

MÉTODO PARA REGULAR A INJEÇÃO DE LÍQUIDO DE UM COMPRESSOR, UM COMPRESSOR INJETADO COM LÍQUIDO E UM ELEMENTO COMPRESSOR INJETADO COM LÍQUIDO. Método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor (1), em que esse dispositivo compressor compreende pelo menos um elemento compressor (2), em que o elemento compressor (2) compreende um alojamento (3) que compreende um espaço de compressão (4) no qual pelo menos um rotor (7) é afixado de modo giratório por meio de mancais (8), através dos quais um líquido é injetado no elemento compressor (2), caracterizado pelo fato de que o método compreende a etapa de fornecer dois suprimentos de líquidos separados independentes para o elemento compressor (2), em que um suprimento de líquido é injetado no espaço de compressão (4) e o outro suprimento de líquido é injetado na localização dos mancais (8).

Description

[0001] A presente invenção se refere a um método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor.

[0002] Sabe-se, por exemplo, que para o resfriamento de um dispositivo compressor, um líquido, como óleo ou água, por exemplo, é injetado no espaço de compressão do elemento compressor.

[0003] Dessa maneira, a temperatura na saída do elemento compressor, por exemplo, pode ser mantida dentro de determinados limites, para que a temperatura não se torne muito baixa para que a formação de condensado no ar comprimido seja impedida, e em que a temperatura de líquido não se torne muito alta para que a qualidade do líquido permaneça ideal.

[0004] O líquido injetado também pode ser usado para a vedação e lubrificação do elemento compressor para que uma boa operação possa ser obtida.

[0005] Sabe-se que a quantidade e a temperatura do líquido injetado afetarão a eficácia do resfriamento, a vedação e a lubrificação.

[0006] Já são conhecidos métodos para controlar a injeção de líquido em um dispositivo compressor, em que o uso é realizado a partir de um controle com base na temperatura do líquido injetado, em que o controle consiste em fazer com que a temperatura do líquido injetado caia se mais resfriamento for desejado, fazendo-se com que o líquido passe através de um refrigerante.

[0007] Ao controlar a temperatura, a viscosidade do líquido e, desse modo, as propriedades de lubrificação e vedação do mesmo também podem ser ajustadas.

[0008] Uma desvantagem de tal método é que a temperatura mínima obtida do líquido injetado é limitada pela temperatura do agente refrigerante que é usado no refrigerante.

[0009] Os métodos também são conhecidos por controlar a injeção de líquido em um dispositivo compressor, em que o uso é realizado a partir de um controle com base no fluxo de massa do líquido injetado, em que o controle consiste em injetar mais líquido se mais resfriamento for desejado, por exemplo.

[0010] Ao injetar mais líquido, a temperatura subirá menos. Isso possibilita uma temperatura de injeção mais elevada sem exceder a temperatura máxima de saída, para que sobredimensionamento do refrigerante não seja necessário no caso de uma baixa temperatura de agente refrigerante.

[0011] Uma desvantagem de tal método é que o mesmo apenas possibilitará que a temperatura do líquido de injeção seja controlada indiretamente.

[0012] Uma desvantagem adicional dos métodos conhecidos é que quando uma proporção do líquido injetado é usada para lubrificar os mancais, esse líquido terá a mesma temperatura que o líquido que é injetado no espaço de compressão para o resfriamento do mesmo.

[0013] O que ocorre, na prática, é que, em tais dispositivos compressores, a vida útil dos mancais é afetada de modo prejudicial pela temperatura de líquido.

[0014] Um exemplo de tais dispositivos pode ser revelado nos documentos US 2012/237.382 e US 4.780.061, em que o óleo está alcançando o espaço de compressão ou os mancais através de uma configuração de canais.

[0015] O propósito da presente invenção é fornecer uma solução para pelo menos uma das desvantagens mencionadas anteriormente e outras desvantagens e/ou otimizar a eficácia do dispositivo compressor.

[0016] O objeto da presente invenção é um método para controlar a injeção de líquido de um elemento compressor, em que o elemento compressor compreende um alojamento que compreende um espaço de compressão no qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que líquido é injetado no elemento compressor, em que o método compreende a etapa de fornecer dois suprimentos de líquidos separados independentes para o elemento compressor, em que um suprimento de líquido é injetado no espaço de compressão e o outro suprimento de líquido é injetado na localização dos mancais.

[0017] “Suprimentos de líquido separados independentes” significa que os suprimentos de líquido seguem uma trajetória ou rota separada, que tem início, por exemplo, em um reservatório de líquido e termina no espaço de compressão ou na localização dos mancais respectivamente.

[0018] Uma vantagem é que para cada suprimento de líquido, as propriedades do líquido injetado, como a temperatura e/ou fluxo de massa, por exemplo, podem ser controladas separadamente.

[0019] Dessa maneira, um suprimento de líquido ideal pode ser fornecido tanto para os mancais quanto para o espaço de compressão com os rotores.

[0020] Dessa maneira, o elemento compressor pode operar de modo mais ideal e eficaz que os elementos compressores já conhecidos.

[0021] Na modalidade mais preferencial, o método compreende a etapa de controlar tanto a temperatura do líquido quanto o fluxo de massa do líquido, para ambos os suprimentos de líquido separadamente.

[0022] Isso significa que: a temperatura e o fluxo de massa são controlados para cada suprimento de líquido, em que o controle para o um suprimento de líquido é realizado independentemente do outro suprimento de líquido.

[0023] Isso tem a vantagem de que tanto a temperatura quanto a quantidade de líquido são especificamente ajustadas às necessidades dos mancais ou ao espaço de compressão, uma vez que o controle do um suprimento de líquido é completamente independente do outro suprimento de líquido.

[0024] Além disso, não é mais necessário fornecer um refrigerante sobredimensionado.

[0025] Ademais, o controle tanto da temperatura quanto da quantidade de líquido tem a vantagem adicional de que um efeito sinergético ocorrerá.

[0026] Tanto a otimização separada da temperatura quanto a quantidade de líquido injetado terão um efeito positivo sobre a eficácia do elemento compressor.

[0027] Mas quando ambas são otimizadas, haverá uma interação funcional entre os dois controles que gera um aprimoramento na eficácia do elemento compressor que é maior que a soma dos aprimoramentos de eficácia de ambos controles individuais, para que os controles abranjam uma combinação e não meramente uma agregação ou justaposição.

[0028] Es sa interação funcional é parcialmente atribuível a fenômenos de desaeração que se referem à quantidade de ar dissolvido no líquido.

[0029] Ao controlar tanto a temperatura quanto o fluxo de massa, a quantidade de ar dissolvido no líquido é pelo menos parcialmente eliminada, o que aumentará a eficácia.

[0030] Por outro lado, deve ser levada em consideração a capacidade de vedação, parcialmente atribuível à viscosidade do líquido injetado e parcialmente ao fluxo de massa disponível do líquido. Para cada ponto de operação, há uma combinação ideal de viscosidade e fluxo de líquido, que é uma função da temperatura, em que ambos os parâmetros reforçam um ao outro.

[0031] A invenção também se refere a um dispositivo compressor injetado com líquido, em que esse dispositivo compressor compreende pelo menos um elemento compressor, em que o elemento compressor compreende um alojamento que compreende um espaço de compressão no qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que o dispositivo compressor é adicionalmente dotado de uma entrada de gás e uma saída para gás comprimido que é conectada a um separador de líquido, que é conectado ao elemento compressor por meio de um circuito de injeção, em que o circuito de injeção mencionado anteriormente compreende dois canos de injeção separados que têm início no separador de líquido e que se abrem no espaço de compressão e no alojamento na localização dos mancais mencionados anteriormente, respectivamente.

[0032] Tal instalação de compressor tem a vantagem de que os suprimentos de líquido para a lubrificação dos mancais e para o resfriamento do espaço de compressão podem ser controlados independentemente um do outro, para que ambos os suprimentos de líquido possam ser controlados de acordo com as propriedades ideais que são necessárias para os mancais e para o espaço de compressão, respectivamente, naquele ponto de operação específico.

[0033] A invenção também se refere a um elemento compressor injetado com líquido com um alojamento que compreende um espaço de compressão no qual pelo menos um rotor é afixado de modo giratório por meio de mancais, em que o elemento compressor é adicionalmente dotado de uma conexão para um circuito de injeção para a injeção de líquido no elemento compressor, em que a conexão ao circuito de injeção é realizada por meio de diversos pontos de injeção no alojamento, em que o alojamento é adicionalmente dotado de canais integrados separados que têm início nos pontos de injeção mencionados anteriormente no alojamento e se abrem no espaço de compressão e nos mancais mencionados anteriormente, respectivamente.

[0034] Tal elemento compressor injetado com líquido pode ser usado em um dispositivo compressor de acordo com a invenção. Dessa maneira, pelo menos uma proporção dos canos de injeção do circuito de injeção do dispositivo compressor irá, como deve ser, se estender parcialmente de modo separado no alojamento do elemento compressor na forma dos canais integrados mencionados anteriormente.

[0035] Tal abordagem garantirá o número de pontos de injeção que fornece a conexão dos canos de injeção pode ser mantido limitado e que, por exemplo, a divisão do suprimento de líquido para os mancais diferentes pode ser realizada por uma divisão adequada dos canais no alojamento.

[0036] A localização dos pontos de injeção também pode ser livremente escolhida, em que os canais no alojamento garantirão que o suprimento de óleo seja guiado para a localização apropriada.

[0037] Com a intenção de mostrar melhor as características da invenção, algumas variantes preferenciais de um método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor e um dispositivo compressor injetado com líquido aplicado aos mesmos, serão descritas doravante a título de exemplificação, sem qualquer natureza limitante, em referência aos desenhos anexos, em que: A Figura 1 mostra esquematicamente um dispositivo compressor injetado com líquido de acordo com a invenção; A Figura 2 mostra esquematicamente um elemento compressor injetado com líquido de acordo com a invenção; As Figuras 3 a 5 mostram esquematicamente uma modalidade alternativa da Figura 1.

[0038] O dispositivo compressor injetado com líquido 1 mostrado na Figura 1 compreende um elemento compressor injetado com líquido 2.

[0039] O elemento compressor 2 compreende um alojamento 3 que define um espaço de compressão 4 com uma entrada de gás 5 e uma saída 6 para gás comprimido.

[0040] Um ou mais rotores 7 são afixados de modo giratório no alojamento 3 por meio de mancais 8 que são afixados nas hastes 9 dos rotores 7.

[0041] Além disso, o alojamento 3 é dotado de diversos pontos de injeção 10a, 10b para a injeção de um líquido.

[0042] Esse líquido pode, por exemplo, ser óleo sintético ou água ou outro, mas a invenção não é limitada a isso.

[0043] Os pontos de injeção 10a, 10b são colocados na localização do espaço de compressão 4 e na localização dos mancais mencionados anteriormente 8.

[0044] O elemento compressor 2 é mostrado em maiores detalhes na Figura 2, com o reconhecimento dos pontos de injeção 10a, 10b no mesmo.

[0045] De acordo com a invenção, o alojamento 3 é dotado de canais integrados separados 11 que têm início nos pontos de injeção mencionados anteriormente 10a, 10b no alojamento 3 e se abrem no espaço de compressão 4 e os mancais mencionados anteriormente 8, respectivamente.

[0046] No exemplo mostrado na Figura 1, é o caso em que os pontos de injeção 10a, 10b são colocados na localização do espaço de compressão anteriormente mencionado 4 e na localização dos mancais mencionados anteriormente 8, respectivamente.

[0047] No entanto, esse não é necessariamente o caso uma vez que, devido à provisão dos canais integrados separados 11, há mais liberdade para alocar os pontos de injeção 10a, 10b em uma localização diferente.

[0048] Além disso, é possível fornecer um ponto de injeção separado 10a, 10b para cada canal 11.

[0049] No entanto, também é possível que mais de um canal 11 tenha início em um ponto de injeção 10a, 10b.

[0050] Conforme pode ser visualizado na Figura 2, nesse caso, um canal integrado separado 11 é fornecido para cada mancal 8.

[0051] Adema is, nesse caso, mais de um canal 11 também é fornecido para o espaço de compressão 4. Nesse caso, há dois canais 11 que se deslocam dos pontos de injeção 10a para o espaço de compressão 4.

[0052] Adi cionalmente, uma ou mais cavidades 12 podem ser fornecidas no alojamento 3.

[0053] No exemplo mostrado, há três cavidades 12.

[0054] Uma cavidade 12 atua como um reservatório de líquido para líquido para o espaço de compressão 4, as outras duas cavidades 12 atuam como um reservatório de líquido para líquido para os mancais 8.

[0055] Para os mancais 8, uma cavidade 12 é fornecida no lado de entrada 5 e uma cavidade 12 no lado de saída 6.

[0056] As cavidades 12 garantem uma conexão entre os pontos de injeção 10a, 10b e um ou mais dos canais integrados separados 11 conectados às mesmas.

[0057] É evidente que o ponto de injeção 10a na localização do espaço de compressão 4 se conecta à cavidade 12 para líquido para o espaço de compressão 4.

[0058] Os canais 11 que se abrem no espaço de compressão 4 também se conectam a essa cavidade 12.

[0059] De modo análogo, os pontos de injeção 10b na localização dos mancais 8 e os canais 11 que se abrem nos mancais 8 se conectam às cavidades 12 para líquido para os mancais 8.

[0060] É evidente que também é possível que, se o projeto do elemento compressor 2 e o alojamento 3 permitir, apenas um ponto de injeção 10b é fornecido e uma cavidade 12 para líquido para os mancais 8. Nesse caso, o líquido será trazido para todos os mancais 8 com o uso dos canais 11.

[0061] Além disso, o dispositivo compressor injetado com líquido 1 compreende um separador de líquido 13, em que a saída 6 para gás comprimido é conectada à entrada 14 do separador de líquido 13.

[0062] O separador de líquido 13 compreende uma saída 15 para gás comprimido, a partir da qual o gás comprimido pode ser guiado para uma rede de consumidor, por exemplo, não mostrada nos desenhos.

[0063] O separador de líquido 13 compreende adicionalmente uma saída 16 para o líquido separado.

[0064] O separador de líquido 13 é conectado à saída anteriormente mencionada 16 por meio de um circuito de injeção 17 conectado ao elemento compressor 2.

[0065] Esse circuito de injeção 17 compreende dois canos de injeção separados 17a, 17b, em que ambos têm início no separador de líquido 13.

[0066] Os canos de injeção 17a, 17b garantirão dois suprimentos de líquido separados para o elemento compressor 2.

[0067] Os pontos de injeção 10a, 10b no alojamento 3 garantem a conexão do elemento compressor 2 ao circuito de injeção 17.

[0068] Um primeiro cano de injeção 17a leva ao ponto de injeção anteriormente mencionado 10a na localização do espaço de compressão 4.

[0069] O segundo cano de injeção 17b leva aos pontos de injeção 10 que são colocados na localização dos mancais 8.

[0070] Conforme já mencionado acima, nesse caso, mas não necessariamente, há dois pontos de injeção 10b para os mancais 8, isto é, um para cada extremidade da haste 9 do rotor 7.

[0071] Com essa finalidade, o segundo cano de injeção 17b será dividido em dois subcanos 18a, 18b, em que um subcano 18a, 18b sairá em cada extremidade da haste 9.

[0072] Se houver apenas um ponto de injeção 10b para os mancais, os canais 11 assumirão a função dos subcanos 18a, 18b ou, em outras palavras: então, esses subcanos 18a, 18b são integrados ao alojamento 3 na forma de dois canais integrados separados 11 que se deslocam do ponto de injeção 10b para os mancais 8.

[0073] É evidente que para os canais mencionados anteriormente 11, conforme mostrado na Figura 2, pode ser dito que os mesmos formam parte do circuito de injeção 17 e, dessa maneira, formam uma extensão dos subcanos 17a e 17b. Em outras palavras, uma parte do circuito de injeção 17 é integrada ao alojamento 3.

[0074] Um refrigerante 19 é fornecido no primeiro cano de injeção 17a. Esse refrigerante 19 pode, por exemplo, mas não necessariamente para a invenção, ser dotado de um ventilador para resfriamento do líquido que flui através desse primeiro cano de injeção 17a. Certamente, a invenção não é limitada tal e outro tipo de refrigerante 19 também pode ser usado, por exemplo, com um líquido de resfriamento como água ou similar.

[0075] Uma válvula controlável 20 também é fornecida, nesse caso, mas não necessariamente, uma válvula de regulagem.

[0076] Por meio dessa válvula de regulagem, a quantidade de líquido que é injetado no espaço de compressão 4 pode ser ajustada.

[0077] Um refrigerante 21 também é fornecido no segundo cano de injeção 17b, em que, nesse caso, pode ser realizado o uso de um fluido de resfriamento, como água, por exemplo, para resfriar o líquido ou o mesmo pode ser resfriado por um ventilador.

[0078] Além disso, nesse caso, duas válvulas controláveis 22 são fornecidas no segundo cano de injeção 17b, uma em cada subcano 18a, 18b.

[0079] Também é possível que uma única válvula controlável 22 seja fornecida, por exemplo, na forma de uma válvula de três vias na localização do ponto de conexão P entre os dois subcanos 18a, 18b.

[0080] Também é possível substituir as duas válvulas 22 por uma válvula 22 que não seja uma válvula de três vias, mas, por exemplo, seja uma válvula de controle comum (de duas vias), que é fornecida a montante da divisão do cano de injeção 17b nos subcanos 18a, 18b.

[0081] A operação do dispositivo compressor 1 é muito simples e como a seguir.

[0082] Durante a operação do dispositivo compressor 1, um gás, por exemplo, ar, será extraído por meio da entrada de gás 5 que será comprimida pela ação dos rotores 7 e sairá do elemento compressor 2 por meio da saída.

[0083] Conforme o líquido é injetado no espaço de compressão 4 durante a operação, esse ar comprimido conterá uma determinada quantidade do líquido.

[0084] O ar comprimido é guiado para o separador de líquido 13.

[0085] No mesmo, o líquido será separado e coletado abaixo do separador de líquido 13.

[0086] O ar comprimido, agora livre de líquido, deixará o separador de líquido 13 por meio da saída 15 para gás comprimido e pode ser guiado para uma rede de consumidor de gás comprimido, por exemplo, não mostrada nos desenhos.

[0087] O líquido separado será transportado de volta para o elemento compressor 2 por meio do circuito de injeção 17.

[0088] Uma proporção do líquido será transportada para o espaço de compressão 4 por meio do primeiro cano de injeção 17a e os canais 11 conectados ao mesmo, outra proporção para os mancais 8 por meio do segundo cano de injeção 17b, dos dois subcanos 18a, 18b e dos canais 11 conectados aos mesmos.

[0089] Dessa maneira, os refrigerantes 19, 21 e as válvulas controláveis 20, 22 serão controlados de acordo com um método que consiste em primeiro controlar o fluxo de massa dos suprimentos de líquido, isto é, as válvulas controláveis 20, 22, e, então, controlar a temperatura dos suprimentos de líquido, isto é, os refrigerantes 19, 21.

[0090] O controle anteriormente mencionado é, desse modo, um tipo de controle mestre-escravo, em que o controle mestre, nesse caso, o controle das válvulas controláveis 20, 22, é sempre realizado primeiro.

[0091] É importante observar que, no presente documento, os refrigerantes 19, 21 e válvulas controláveis 20, 22 são controlados independentemente um do outro, isso significa que o controle do um refrigerante 19 não é afetado de qualquer maneira pelo controle do outro refrigerante 21 ou que o controle da uma válvula controlável 20 não tem efeito sobre o controle das outras válvulas controláveis 22.

[0092] O controle será de modo que as propriedades do líquido sejam ajustadas às exigências para o espaço de compressão 4 e para os mancais 8, respectivamente.

[0093] Conforme mencionado acima, aplicando-se ambos os controles, um efeito sinergético ocorrerá como resultado de uma interação funcional entre os dois controles.

[0094] De preferência, o método consiste em controlar a temperatura e fluxo de massa dos suprimentos de líquido de modo que a exigência de energia específica do dispositivo compressor injetado com líquido 1 seja uma mínima.

[0095] A exigência de energia específica é a razão da potência (P) do dispositivo compressor 1 para a taxa de fluxo (FAD) suprida pelo dispositivo compressor 1 convertido novamente para as condições padrão do elemento compressor 2.

[0096] Embora nos exemplos mostrados o circuito de injeção 17 seja formado por dois canos de injeção separados independentes 17a, 17b, não é excluído que um terceiro cano de injeção independente seja fornecido, o que leva ao acionamento do dispositivo compressor 1.

[0097] Um refrigerante 19, 21 e uma válvula controlável 20, 22 também podem ser incorporados a esse terceiro cano de injeção.

[0098] Esse terceiro cano de injeção garantirá a lubrificação e resfriamento do acionamento, em que esse acionamento pode assumir a forma de um motor com as transmissões necessárias e rodas de engrenagem.

[0099] O controle do refrigerante 19, 21 e a válvula controlável 20, 22 nesse terceiro cano de injeção podem ser controlados da mesma maneira que os outros dois canos de injeção 17a, 17b, em que nesse caso, será garantido que a quantidade e a temperatura do líquido injetado sejam otimizadas para as exigências do acionamento.

[0100] Embora no exemplo mostrado o circuito de injeção 17 compreenda dois canos de injeção separados 17a, 17b, em que ambos têm início no separador de líquido 13, não é excluído que apenas um cano de injeção 17a, 17b tenha início no separador de líquido 13, em que esse cano de injeção 17a, 17b é separado em uma localização a jusante do separador de líquido 13 e a montante da válvula controlável 20. Essa localização pode estar entre o refrigerante 19 e a válvula controlável 20, por exemplo.

[0101] Uma vantagem relaciona a isso é que apenas uma conexão entre o circuito de injeção 17 e o separador de líquido 13 deve ser fornecida e que o refrigerante 21 pode ser omitido.

[0102] A Figura 3 mostra uma modalidade alternativa de um dispositivo compressor 1 de acordo com a invenção, que difere da modalidade anterior da Figura 1 devido ao fato de que, nesse caso, um cano de desvio 23 é fornecido sobre o refrigerante 19 e a válvula controlável 20.

[0103] Nesse caso, uma válvula de três vias 24 é fornecida na derivação do cano de desvio 23 a montante do refrigerante 19 para controlar a quantidade de líquido que pode fluir por meio do cano de desvio 23 e por meio do refrigerante 19.

[0104] A operação do dispositivo compressor 1 é amplamente análoga à operação da modalidade da Figura 1.

[0105] Apenas o controle da válvula controlável 20 e do refrigerante 19 para a temperatura e a taxa de fluxo do suprimento de líquido ao espaço de compressão 4 será realizado de modo diferente nessa modalidade.

[0106] Quando a temperatura T na saída 6 ainda é menor que o valor definido Tdefinido, a válvula de três vias 24 enviará uma proporção do suprimento de líquido através do cano de desvio 23 em vez de através do refrigerante 19. O líquido que flui através do cano de desvio 23 não será resfriado para que a capacidade de resfriamento do líquido injetado no espaço de compressão 4 aumente.

[0107] Se necessário, uma proporção ainda maior do suprimento de líquido será enviada através do cano de desvio 23 para reduzir a capacidade de resfriamento e deixar a temperatura T se elevar acima do valor definido Tdefinido.

[0108] Quando todo o líquido for enviado através do cano de desvio 24 e a temperatura T ainda estiver muito baixa, a quantidade de líquido que é injetado será reduzida fechando-se a válvula de três vias 24 para que menos líquido possa passar através da mesma.

[0109] A quantidade de líquido será reduzida até que a temperatura T seja pelo menos igual ao valor definido Tdefinido.

[0110] Ao usar o refrigerante 19 e a válvula de três vias 24, em que o óleo 15 pode ser enviado parcialmente através do cano de desvio 23 e parcialmente através do refrigerante 19, a capacidade de resfriamento pode ser controlada continuamente sem a quantidade de líquido injetado, isto é, a taxa de fluxo do suprimento de líquido, que tem que ser alterada para esse propósito.

[0111] Ademais, apenas no último momento, a quantidade de líquido injetado é reduzida para que a lubrificação e a vedação entre os rotores 7 e/ou os rotores 7 e o alojamento 3 pelo líquido não sejam reduzidas.

[0112] Um controle análogo também pode ser usado para garantir que a temperatura T na saída 6 não seja maior que um valor definido Tmax.

[0113] Esse valor definido Tmax é limitado por um padrão ISO e seu valor máximo é, por exemplo, igual à temperatura de degradação Td do líquido. Se for necessário, o valor definido Tmax pode ser alguns graus menor que essa temperatura de degradação Td a fim de adquirir uma determinada segurança, por exemplo, 1 °C, 5 °C ou 10 °C, dependendo do nível de segurança extra que é desejada ou necessária.

[0114] Se a temperatura T na saída 6 for maior que o valor definido Tmax, a válvula de três vias 24 aumentará o fluxo do suprimento de líquido que é injetado por meio do cano de desvio 23 na câmara de compressão 4 até que a temperatura T na saída 6 caia para o valor definido Tmax.

[0115] Se a quantidade máxima de líquido já estiver sendo injetada ou se a temperatura T na saída 6 ainda for muito alta quando a quantidade máxima de líquido estiver sendo injetada, a válvula de três vias 24 enviará pelo menos uma proporção do suprimento de líquido através do refrigerante 19.

[0116] Se esse já for o caso ou se for insuficiente, uma proporção maior do suprimento de líquido será gradualmente enviada através do refrigerante 19 até que a temperatura T caia de modo suficiente.

[0117] Quando se mostra ser necessário enviar todo o suprimento de líquido através do refrigerante 19 e a capacidade de resfriamento ainda for insuficiente para reduzir a temperatura T para o valor definido Tmax, então, o refrigerante 19 será acionado, sendo assim, a capacidade de resfriamento é aumentada.

[0118] Como resultado, o líquido no refrigerante 19 será mais resfriado.

[0119] A capacidade de resfriamento do refrigerante 19 é aumentada até que a temperatura T na saída 6 seja, em um máximo, igual ao valor definido Tmax.

[0120] Através de uma combinação de ambos os métodos para controlar a temperatura, pode ser garantido que a temperatura T seja mantida dentro de determinados limites a fim de aumentar a vida útil do líquido e a instalação de compressor 1.

[0121] Ademais, tal método garantirá que o refrigerante 19 seja sempre desacionado primeiro ou acionado por último quando a capacidade de resfriamento do circuito de injeção 17 tiver que ser reduzida ou aumentada, respectivamente, o que fornecerá uma economia de energia.

[0122] A Figura 4 mostra uma segunda modalidade alternativa de um dispositivo compressor 1 de acordo com a invenção.

[0123] Nesse caso, o cano de desvio anteriormente mencionado 23 apenas se estende sobre a válvula controlável 20, que é construída como uma válvula de regulagem, por exemplo.

[0124] O cano de desvio 23 atua como um dispositivo de segurança se a válvula controlável 20 falhar, para que possa sempre ser garantido que um suprimento de líquido para o espaço de compressão 4 seja possível.

[0125] A Figura 5 mostra uma terceira modalidade alternativa de um dispositivo compressor 1 de acordo com a invenção.

[0126] Nesse caso, um terceiro cano de injeção independente 17c é fornecido, que tem início no separador de líquido 13 e leva à entrada 5.

[0127] Um refrigerante 25 também é incorporado a esse terceiro cano de injeção 17c. Nesse caso, uma válvula controlável 26 também é fornecida para controlar a taxa de fluxo de líquido.

[0128] A atomização 27 também é fornecida no terceiro cano de injeção 17c na localização da entrada 5.

[0129] Es sa atomização 27 atomizará, isto é, irá aspergir ou nebulizar, o suprimento de líquido para que o líquido entre na entrada 5 como gotículas pequenas.

[0130] Devido a essa atomização, a transferência de calor entre o gás e o líquido será ideal devido ao fato de que uma maior área de contato entre os dois é criada.

[0131] A magnitude da transferência de calor será determinada, dentre outras coisas, pelo tamanho das gotículas de líquido e sua distribuição no fluxo de gás.

[0132] A atomização 27 pode compreender diversos tirantes vibratórios de alta frequência e bocais de injeção. Uma alternativa pode ser uma atomização 27 com base na expansão de jato de misturas gás/líquido.

[0133] De preferência, a atomização 27 pode ser controlada a fim de controlar o tamanho das gotículas e para ter capacidade de adaptar a distribuição das gotículas.

[0134] Para o terceiro cano de injeção 17c, a temperatura do suprimento de líquido pode ser controlada por meio do refrigerante 25, e a taxa de fluxo por meio da válvula controlável 26, e a aspersão por meio da atomização 27.

[0135] Isso permitirá que o líquido seja injetado e atomizado na entrada 5 com uma distribuição ideal de gotículas pequenas de líquido e com a temperatura e taxa de fluxo desejadas, em que as mesmas podem responder aos parâmetros de alteração (ambiental) e exigências em relação à lubrificação, vedação e resfriamento.

[0136] De acordo com a invenção, o líquido anteriormente mencionado pode ser óleo ou água.

[0137] A presente invenção não é de nenhuma maneira limitada às modalidades descritas como um exemplo e mostradas nos desenhos, mas tal método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor e um dispositivo compressor injetado com líquido pode ser realizado de acordo com variantes diferentes sem se afastar do escopo da invenção.

Claims

1. Método para controlar a injeção de líquido de um dispositivo compressor (1), em que esse dispositivo compressor compreende pelo menos um elemento compressor (2), em que o elemento compressor (2) compreende um alojamento (3) que compreende um espaço de compressão (4) no qual pelo menos um rotor (7) é afixado de modo giratório por meio de mancais (8), através dos quais um líquido é injetado no elemento compressor (2), em que o método compreende a etapa de fornecer dois suprimentos de líquidos separados independentes para o elemento compressor (2), em que um suprimento de líquido é injetado no espaço de compressão (4) e o outro suprimento de líquido é injetado na localização dos mancais (8), caracterizado por o método compreender a etapa de controlar tanto a temperatura do líquido quanto o fluxo de massa do líquido para ambos os suprimentos de líquido separadamente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, para controlar a temperatura e o fluxo de massa de um suprimento de líquido, o método consiste em primeiro controlar o fluxo de massa e, então, controlar a temperatura.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por consistir em controlar a temperatura e o fluxo de massa dos suprimentos de líquido de modo que a exigência de energia específica seja uma mínima, em que a exigência de energia específica é a razão da potência (P) do dispositivo compressor (1) para o fluxo (FAD) suprido pelo dispositivo compressor (1) convertido novamente para as condições de entrada do elemento compressor (2).

4. Dispositivo compressor injetado com líquido, em que esse dispositivo compressor (1) compreende pelo menos um elemento compressor (2), em que o elemento compressor (2) compreende um alojamento (3) que compreende um espaço de compressão (4) em que pelo menos um rotor (7) é afixado de modo giratório por meio de mancais (8), em que o dispositivo compressor (1) é adicionalmente dotado de uma entrada de gás (5) e uma saída (6) para gás comprimido que é conectada a um separador de líquido (13), que é conectado ao elemento compressor (2) por meio de um circuito de injeção (17), em que o referido circuito de injeção (17) compreende dois canos de injeção separados (17a, 17b) que têm início no separador de líquido (13) e que se abrem no espaço de compressão (4) e no alojamento na localização dos mancais mencionados anteriormente (8), respectivamente, caracterizado por uma válvula controlável (20, 22) ser fornecida em cada cano de injeção (17a, 17b) para controlar o fluxo de massa e um refrigerante (19, 21) ser fornecido em cada cano de injeção (17a, 17b) para controlar a temperatura do líquido.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a válvula controlável (20, 22) compreender uma válvula de regulagem.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por o circuito de injeção (17) compreender um terceiro cano de injeção que tem início no separador de líquido (13) e se abre na localização de um acionamento do elemento compressor (2).

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por o circuito de injeção (17) compreender um terceiro cano de injeção (17c) que tem início no separador de líquido (13) e se abre na localização da entrada de gás (5), em que no terceiro cano de injeção (17c) a atomização (27) é fornecida na localização da entrada de gás (5) que atomizará o suprimento de líquido para que o líquido entre na entrada de gás (5) como gotículas pequenas.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por uma válvula controlável (20, 22, 26) ser fornecida no terceiro cano de injeção (17c) para controlar o fluxo de massa e um refrigerante (19, 21, 25) para controlar a temperatura do líquido.