CN102459913A - 压缩机组件 - Google Patents

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CN102459913A CN2010800261374A CN201080026137A CN102459913A CN 102459913 A CN102459913 A CN 102459913A CN 2010800261374 A CN2010800261374 A CN 2010800261374A CN 201080026137 A CN201080026137 A CN 201080026137A CN 102459913 A CN102459913 A CN 102459913A
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D·维克米勒
K-H·德雷耶
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Abstract

一种压缩机组件(1)，带有轴流式压缩机(10)和径流式压缩机(20)，轴流式压缩机(10)和径流式压缩机(20)轴向地相继布置在共同的可与驱动件(60)相联结的驱动轴(30)上，并且分别具有压缩流体输入部(11，21)和压缩流体输出部(12，22)，其中，轴流式压缩机设有第一控制器件，并且径流式压缩机设有第二控制器件，并且其中，可独立地操控第一控制器件和第二控制器件，从而可独立地控制轴流式压缩机和径流式压缩机。

Description

压缩机组件
技术领域
本发明涉及一种带有轴流式压缩机(Axialverdichter)和径流式压缩机(Radialverdichter)的压缩机组件(Verdichteranordnung)。
背景技术
从文件DE 547 354C中已知结合的轴流和径流式涡轮机。
从文件DE 1 628 242A1中已知一种压缩机设备，其由四级传动涡轮压缩机和置于之前的轴流式压缩机组成。
从文件DE 1959754A1中已知带有轴流和径流级(Axial-undRadialstufe)的多级的中间冷却的传动涡轮压缩机。
发明内容
本发明的目的为，提供带有轴流式压缩机和径流式压缩机的紧凑的压缩机组件，其中，轴流式压缩机和径流式压缩机可符合不同过程的要求。
这通过根据权利要求1的压缩机组件实现。在从属权利要求中限定本发明的改进方案。
根据本发明，提供带有轴流式压缩机和径流式压缩机的压缩机组件，其中，轴流式压缩机和径流式压缩机轴向地相继布置在共同的可与驱动件相联结的驱动轴上，并且分别具有压缩流体输入部(Verdichtungsfluideingang)和压缩流体输出部(Verdichtungsfluid-ausgang)，其中，轴流式压缩机设有第一控制器件，并且径流式压缩机设有第二控制器件，并且其中，可独立地操控第一控制器件和第二控制器件，从而可独立地控制轴流式压缩机和径流式压缩机。
利用根据本发明的解决方案实现带有轴流式压缩机和径流式压缩机的紧凑的压缩机组件，其中，轴流式压缩机和径流式压缩机可符合不同过程的要求。尤其地，这通过以下方式实现，即，轴流式压缩机和径流式压缩机布置在共同的驱动轴上，并且分别设有可独立地操控的控制器件。
根据本发明的实施形式，第二控制器件具有进入导叶(Eintrittsleitschaufel)，其在径流式压缩机的第一工作轮(Laufrad)之前布置在径流式压缩机的压缩流体输入部处。
根据本发明的实施形式，轴流式压缩机和径流式压缩机具有两者共同的罩壳，其中，设置有密封件，以使得在罩壳中防止压缩流体在轴流式压缩机和径流式压缩机之间过渡。优选地，通过密封件防止湿气从轴流式压缩机过渡到径流式压缩机。
通过共同的罩壳可避免独立的径流式压缩机罩壳以及附加的部件(例如中间传动机构和联结件)，为了在线路(Strang)中连接两个独立的压缩机罩壳这些附加的部件可为必要的。结果是，可以最优的成本提供整个线路，即，根据本发明的压缩机组件。
根据本发明的实施形式，轴流式压缩机设定成，将以第一压力值输送到轴流式压缩机的压缩流体输入部处的流体质量流压缩成带有相对于第一压力值提高的第二压力值的可在轴流式压缩机的压缩流体输出部处截获(abgreifen)的流体质量流，其中，径流式压缩机设定成，将以第三压力值输送到径流式压缩机的压缩流体输入部处的流体质量流压缩成带有相对于第二压力值和第三压力值提高的第四压力值的可在径流式压缩机的压缩流体输出部处截获的流体质量流。
根据本发明的实施形式，径流式压缩机设定成，通过其压缩流体输入部接收(aufnehmen)从轴流式压缩机的压缩流体输出部中给出的流体质量流的约30％。
根据本发明的实施形式，第一压力值约为1bar，并且第二压力值约为3.2bar。
根据本发明的实施形式，第三压力值约等于第二压力值。
根据本发明的实施形式，第三压力值约为3bar。
根据本发明的实施形式，第四压力值约为5bar。
根据本发明的实施形式，压缩机组件此外具有流体干燥装置，其具有第一流体输入部、第二流体输入部以及流体输出部并且设定成，干燥通过第一流体输入部输送到其处的流体质量流，其中，流体干燥装置的第一流体输入部与轴流式压缩机的压缩流体输出部流体地相连接，并且其中，流体干燥装置的流体输出部与径流式压缩机的压缩流体输入部流体地相连接。
根据本发明的实施形式，流体干燥装置设定成，如此分配通过第一流体输入部输送到其处的流体质量流，即，在其流体输出部处可截获通过第一流体输入部输送到其处的流体质量流的约30％作为完全干燥的流体质量流。
根据本发明的实施形式，流体干燥装置的第二流体输入部与径流式压缩机的压缩流体输出部流体地相连接。
总结地(Im Fazit)，根据本发明的实施形式，径流式压缩机配备有在第一径向工作轮之前的进入导叶，其中，独立地调节轴流式压缩机和径流式压缩机，从而可符合两个不同的过程。根据本发明的实施形式，通过轴流式压缩机压缩过滤的环境空气，使用轴流式压缩机作为所谓的主空气压缩机(Main Air Compressor)(MAC)，其中，使用径流式压缩机作为所谓的增压空气压缩机(Booster Air Compressor)(BAC)，其压缩完全干燥的空气。在此，轴流式压缩机和径流式压缩机的质量流或体积流明显不同，其中，根据本发明的实施形式，径流式压缩机的流体质量流为轴流式压缩机10的流体质量流的三分之一或30％。此外，根据本发明的实施形式保证，没有湿气从轴流式压缩机到达径流式压缩机中。此外，根据本发明的实施形式避免独立的径流式压缩机罩壳以及附加的部件(例如中间传动机构和联结件)，为了在线路中连接两个独立的压缩机罩壳，该附加的部件为可必要的。总结地，可以最优的成本提供整个线路，即，根据本发明的压缩机组件。
在到目前为止尚未要求保护的实施方案中，在压缩机组件中，轴流式压缩机和径流式压缩机布置在共同的驱动轴上。
驱动轴可具有两个基本上布置在端部处的支承部位。
此外，备选地，驱动轴在轴流式压缩机和径流式压缩机之间可不具有支承部位。
驱动轴可构造成刚性的回转轴(Rotor)。驱动轴可构造成焊接或凸缘连接件。
驱动件可为蒸汽涡轮、燃气涡轮、膨胀器、内燃机或电机。在此，驱动件可具有传动机构。驱动件可具有联结组件。
控制器件可为导叶调整装置(Leitschaufelverstellung)、节流装置或转速控制装置。
在此，径流式压缩机的控制器件可具有进入导叶，其在径流式压缩机的第一工作轮之前布置在径流式压缩机的压缩流体输入部处。
轴流式压缩机和径流式压缩机可具有两者共同的罩壳，并且其中，设置有密封件，以使得在罩壳中基本上防止压缩流体在轴流式压缩机和径流式压缩机之间过渡。
附图说明
下面根据优选的实施形式并参考附图更详细地描述本发明。
图1显示了根据本发明的实施形式的压缩机组件的示意性的视图。
图2显示了图1的压缩机组件的轴流式压缩机和径流式压缩机的示意性的截面图。
具体实施方式
图1和2显示了带有轴向地相继布置在共同的驱动轴30上的轴流式压缩机10和径流式压缩机20以及流体干燥装置40的压缩机组件1。
驱动轴30可通过联结组件50可选择地以驱动的方式与驱动件60相联结，其中，驱动件60具有电机61、传动机构62以及联结组件63，电机61通过联结组件63以驱动的方式与传动机构62相联结。
轴流式压缩机10具有压缩流体输入部11和压缩流体输出部12。径流式压缩机20具有压缩流体输入部21和压缩流体输出部22。
流体干燥装置40具有第一流体输入部41、第二流体输入部42以及流体输出部43。流体干燥装置40设定成，干燥通过第一流体输入部41输送到其处的流体质量流并且如此分配通过第一流体输入部41输送到其处的流体质量流，即，在其流体输出部42处可截获通过第一流体输入部41输送到其处的流体质量流的约30％作为完全干燥的流体质量流。
流体干燥装置40的第一流体输入部41与轴流式压缩机10的压缩流体输出部12流体地相连接，流体干燥装置40的第二流体输入部42与径流式压缩机20的压缩流体输出部22流体地相连接，并且流体干燥装置40的流体输出部43与径流式压缩机20的压缩流体输入部21流体地相连接。
通过过滤装置70可以具有一定湿度含量的环境空气作为压缩流体供给轴流式压缩机10的压缩流体输入部11。然而，也可应用任意可压缩的流体作为压缩流体。
轴流式压缩机10设有第一控制器件，其具有可调整的导叶(未显示)。径流式压缩机20设有第二控制器件，其具有可调整的进入导叶23，该进入导叶23在径流式压缩机20的第一工作轮24之前布置在径流式压缩机20的压缩流体输入部21处。
可通过未显示的控制元件(Stellglieder)独立地操控第一和第二控制器件，从而可尤其地分别在所输送的流体质量流和相应的压缩比方面独立地控制轴流式压缩机10和径流式压缩机20。
如尤其地可从图2中看出的那样，轴流式压缩机10和径流式压缩机20具有两者共同的罩壳G，其中，设置有密封件D，以使得在罩壳G中防止压缩流体在轴流式压缩机10和径流式压缩机20之间过渡。更准确地说，根据本发明的实施形式，借助于密封件D防止，潮湿的空气从轴流式压缩机中溢出到径流式压缩机中。
轴流式压缩机10设定成，将以第一压力值从过滤装置70中输送到轴流式压缩机10的压缩流体输入部11处的流体质量流FMS1压缩成带有相对于第一压力值提高的第二压力值的可在轴流式压缩机10的压缩流体输出部12处截获的流体质量流FMS2。可在轴流式压缩机10的压缩流体输出部12处截获的流体质量流FMS2被输送到流体干燥装置40的第一流体输入部41处。根据本发明的实施形式，第一压力值为约1bar并且第二压力值为约3.2bar。
根据本发明的实施形式构造成空气分解设备(Luftzerlegungsanlage)以用于产生带有较小的纯度的氧气的流体干燥装置40如此分配通过第一流体输入部41从轴流式压缩机10中输送到其处的流体质量流FMS2，即，可在流体干燥装置40的流体输出部43处截获通过第一流体输入部41从轴流式压缩机10中输送到流体干燥装置40处的流体质量流FMS2的约30％作为带有第三压力值的完全干燥的流体质量流FMS3。
从流体输出部43中将完全干燥的流体质量流FMS3输送到径流式压缩机20的压缩流体输入部21处。
根据本发明的实施形式，第三压力值约等于第二压力值，并且尤其地约为3bar。
径流式压缩机20设定成，通过其压缩流体输入部21接收从轴流式压缩机10的压缩流体输出部12中给出的流体质量流FMS2的约30％，具体而言，由流体干燥装置40的流体输出部43输送的流体质量流FMS3。
此外，径流式压缩机20设定成，将以第三压力值输送到径流式压缩机20的压缩流体输入部21处的流体质量流FMS3压缩成带有相对于第二压力值和第三压力值提高的第四压力值的可在径流式压缩机20的压缩流体输出部22处截获的完全干燥的流体质量流FMS4。
根据本发明的实施形式，第四压力值约为5bar。
需要注意的是，根据本发明的另一实施形式，第一至第四压力值可为更高或更低。
之后，通过流体干燥装置40的第二流体输入部42将可在径流式压缩机20的压缩流体输出部22处截获的完全干燥的流体质量流FMS4再次输送到流体干燥装置40处。
总结地，根据本发明的实施形式，径流式压缩机10配备有在第一径向工作轮24之前的进入导叶23，其中，独立地调节作为压缩线路的单个的压缩机的轴流式压缩机10和径流式压缩机20，从而可符合两个不同的过程。根据本发明的实施形式，通过轴流式压缩机10压缩借助于过滤设备70过滤的环境空气，使用轴流式压缩机10作为所谓的主空气压缩机(MAC)，其中，使用径流式压缩机20作为所谓的增压空气压缩机(BAC)，其压缩完全干燥的空气。
在此，轴流式压缩机10和径流式压缩机20的质量流或体积流明显不同，其中，根据本发明的实施形式，径流式压缩机20的流体质量流FMS3或FMS4为轴流式压缩机10的流体质量流FMS1或FMS2(100％)的三分之一或30％。根据本发明的实施形式，此外，通过密封件D保证，没有湿气从轴流式压缩机10到达径流式压缩机20中。
根据本发明的实施形式，轴流式压缩机10和径流式压缩机20具有两者共同的罩壳G，由此，避免了用于径流式压缩机20的独立的罩壳以及附加的部件(例如中间传动机构和联结件)，为了连接在压缩线路中的两个独立的压缩机罩壳这些附加的部件可为必要的。总结地，以最优的成本给出整体的压缩线路，即，根据本发明的压缩机组件1。
参考标号列表
1     压缩机组件
10    轴流式压缩机
11    压缩流体输入部
12    压缩流体输出部
20    径流式压缩机
21    压缩流体输入部
22    压缩流体输出部
23    进入导叶
24    第一工作轮
30    驱动轴
40    流体干燥装置
41    第一流体输入部
42    第二流体输出部
43    流体输出部
50    联结组件
60    驱动件
61    电机
62    传动机构
63    联结组件
70    过滤设备
G     罩壳
D     密封件
FMS1  流体质量流
FMS2  流体质量流
FMS3  流体质量流
FMS4  流体质量流

Claims (12)

1.一种压缩机组件(1)，带有轴流式压缩机(10)和径流式压缩机(20)，所述轴流式压缩机(10)和所述径流式压缩机(20)轴向地相继布置在共同的可与驱动件(60)相联结的驱动轴(30)上，并且分别具有压缩流体输入部(11，21)和压缩流体输出部(12，22)，
其中，所述轴流式压缩机(10)设有第一控制器件，并且所述径流式压缩机(20)设有第二控制器件，并且
其中，可独立地操控所述第一控制器件和所述第二控制器件，从而可独立地控制所述轴流式压缩机(10)和所述径流式压缩机(20)。
2.根据权利要求1所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述第二控制器件具有进入导叶(23)，所述进入导叶(23)在所述径流式压缩机(20)的第一工作轮(24)之前布置在所述径流式压缩机(20)的压缩流体输入部(21)处。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述轴流式压缩机(10)和所述径流式压缩机(20)具有两者共同的罩壳(G)，并且其中，设置有密封件(D)，以使得在所述罩壳(G)中防止压缩流体在所述轴流式压缩机(10)和所述径流式压缩机(20)之间过渡。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述轴流式压缩机(10)设定成，将以第一压力值输送到所述轴流式压缩机(10)的压缩流体输入部(11)处的流体质量流(FMS1)压缩成带有相对于所述第一压力值提高的第二压力值的可在所述轴流式压缩机(10)的压缩流体输出部(12)处截获的流体质量流(FMS2)，并且其中，所述径流式压缩机(20)设定成，将以第三压力值输送到所述径流式压缩机(20)的压缩流体输入部(21)处的流体质量流(FMS3)压缩成带有相对于所述第二压力值和所述第三压力值提高的第四压力值的可在所述径流式压缩机(20)的压缩流体输出部(22)处截获的流体质量流(FMS4)。
5.根据权利要求4所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述径流式压缩机(20)设定成，通过其压缩流体输入部(21)接收从所述轴流式压缩机(10)的压缩流体输出部(12)中给出的流体质量流(FMS2)的约30％。
6.根据权利要求4或5所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述第一压力值约为1bar，并且所述第二压力值约为3.2bar。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述第三压力值约等于所述第二压力值。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述第三压力值约为3bar。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述第四压力值约为5bar。
10.根据权利要求4至8中任一项所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述压缩机组件(1)此外带有流体干燥装置(40)，其具有第一流体输入部(41)、第二流体输入部(42)以及流体输出部(43)并且其设定成，干燥通过所述第一流体输入部(41)输送到其处的流体质量流(FMS2)，其中，所述流体干燥装置(40)的第一流体输入部(41)与所述轴流式压缩机(10)的压缩流体输出部(12)流体地相连接，并且其中，所述流体干燥装置(40)的流体输出部(43)与所述径流式压缩机(20)的压缩流体输入部(21)流体地相连接。
11.根据权利要求10所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述流体干燥装置(40)设定成，如此分配通过所述第一流体输入部(41)输送到其处的流体质量流(FMS2)，即，在其流体输出部(43)处可截获所述通过所述第一流体输入部(41)输送到其处的流体质量流(FMS2)的约30％作为完全干燥的流体质量流(FMS3)。
12.根据权利要求10或11所述的压缩机组件(1)，其特征在于，所述流体干燥装置(40)的第二流体输入部(42)与所述径流式压缩机(20)的压缩流体输出部(22)流体地相连接。
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