CN105705799A - 具有热屏蔽的压缩机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种压缩机(1)，其包括压缩机捆束(13，17，19)和外壳(39)。热屏蔽(25)被配置在外壳和压缩机捆束之间，用于在外壳处于恶劣的运行情况下时，降低外壳的热应力和减小外壳的粘塑性形变。

Description

具有热屏蔽的压缩机及其操作方法

技术领域

在本发明中公开的主题涉及气体压缩机，尤其涉及多级气体压缩机，例如，离心多级气体压缩机。

背景技术

气体压缩机被应用在多个工业应用中使用以用于增加气体的压力，例如，在石油和燃气工业中，在二氧化碳回收装置中，在压缩空气能量存贮系统等，用于管道应用。

由压缩机处理的气体以入口压力吸入，然后以较高的出口压力输送，该压力增加通过将机械能转化为存贮在气流中的压力势能获得。该过程引起被压缩气体的温度升高，在一些应用中，气体温度可升高到数百摄氏度。

其中通过处理的气体实现高压和高温值的典型的应用为涉及在在所谓的CAES系统中的压缩空气能量存贮的应用。通过利用在电力分配网络中可用的剩余的电能，例如，在夜间时段，这些系统被用于在空气存贮腔中以压能的形式存贮能量。典型地，多级气体压缩机被用于CAES系统中，以获取所需的输出空气压力。

图1示出了现有技术的多级离心压缩机100的纵向剖视图。压缩机包括外部外壳101，转子103被容纳于其中。转子103由轴105和多个叶轮107组成。在图1所示的实例中，多级离心压缩机100包括五个叶轮，其被连续地布置在从压缩机入口109到压缩机出口111的气流方向上。轴105由轴承113、115支撑。

每个叶轮组成相对应的压缩机级的部分，所述压缩机级包括入口通道117和返回通道119。由每个叶轮107处理的气体在入口117处进入叶轮，并通过返回通道119朝向下一个叶轮的入口117返回。各种压缩机级的返回通道由一个或者更多个隔板121形成，该隔板121被固定地罩在外壳101中。从最后的叶轮，即，从最下游的叶轮排出的气体由集气环123收集，压缩气体由该集气环传送到气体出口111。

外壳101可以由柱体101B和两个端部101C组成，从而形成转子103被旋转地布置且隔板121被固定地容纳于其中的闭合的壳体。

机械功率被用于旋转叶轮107，然后被转换为气体压力，所述压力在气流动穿过连续地布置的叶轮时逐渐增大。压缩过程产生热，使得气体温度从入口温度升高到出口温度。热从气体传递到隔板121，然后从该隔板121传递到外壳101。因此，外壳101被加热到最大的稳态温度，这取决于压缩机100的压缩比，取决于压缩机效率和环境温度。

发明内容

根据一些实施例，提供了一种气体压缩机，其包括压缩机外壳和配置在所述压缩机外壳中的压缩机捆束(bundle)。热屏蔽被配置在压缩机外壳和压缩机捆束之间。热屏蔽配置降低或者减慢了从压缩机捆束朝向压缩机外壳的热量传递。在自然的或者强制通风的情况下，在压缩机持续的运行条件下，这导致了外壳的更缓慢的加热，并且还减小了由外部外壳实现的稳态温度。因此，外壳遭受减少的热机械应力，同时，防止或延迟了粘塑性变形(或蠕变)。

压缩机捆束可包括转子，该转子包括至少一个被安装在其上的叶轮，和至少一个固定地配置在压缩机外壳中的隔板。在多级压缩机中，捆束包括转子，该转子带有多个叶轮，以及在随后的叶轮之间形成返回通道的隔板或多个隔板。集气环可固定地配置在外壳中，以用于收集来自于最后的压缩机级的压缩气体，并且朝向压缩机的气体出口传送压缩气体。

根据一些实施例，压缩机可在运转时间间隔运行，在冷却间隔分离，在该冷却间隔期间，压缩机是不运转的，并且被允许冷却。热屏蔽配置减缓了在压缩机捆束和外壳之间的热传递速率，并因此增加了可允许的运转时间间隔的持续时间。

压缩机捆束可包括压缩机转子和一个或更多个隔板。在优选的实施例中，压缩机是离心压缩机。在一些实施例中，压缩机是多级压缩机，其包括多个被安装用于绕一个或者多个隔板旋转的叶轮，所述隔板固定地被配置在外壳中。

热屏蔽的布置可包括连续的或者不连续的、被配置在(多个)隔板和外部外壳的内表面之间的热屏蔽。在一些实施例中，热屏蔽布置可包括沿着集气环配置的热屏蔽，该集气环从压缩机末级收集压缩气体，然后从该集气环将压缩气体朝向压缩机出口运送。

压缩机出口可以包括出口导管，其形成了外部外壳的部分，或者被连接至外壳。在一些实施例中，内部热屏蔽在气体通路和出口导管的内表面之间提供。所述热屏蔽限制了从气流到气体出口导管的热传递。热屏蔽可包括热覆层和内衬，热覆层被配置在出口导管的内表面和气流路径之间，使得防止了在覆层和气体之间的直接接触。

根据另一方面，在本文中公开的主题涉及压缩机系统，其包括至少第一压缩机和第二压缩机，各个压缩机优选地设有在压缩机捆束和外壳之间的热屏蔽配置。所述至少两个压缩机可备选地被使用，使得当一个压缩机处理气体并变热时，另一个压缩机是静止的并且可以冷却。从一个压缩机切换到另一个压缩机导致了在各个压缩机的间歇操作下的连续的气体处理，使得系统的每个压缩机一旦其外壳达到阈值温度和/或一旦其被运行了预定的时间间隔，那么其可被冷却。

因此，即使较少的执行材料(例如低合金钢)被用于外壳的制造，由外部外壳的高温和蠕变破坏导致的机械性能的退化也会被有效地防止。

根据又一方面，在本文中公开的主题涉及操作气体压缩机的方法，该气体压缩机包括压缩机外壳和在所述外壳中的压缩机捆束，所述方法包括减少从由所述压缩机处理的气流朝向所述外壳的热传递的步骤。

根据又一方面，本公开的主题涉及操作压缩机系统的方法，所述压缩机系统包括第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机和所述第二压缩机在相对应的压缩机外壳和压缩机捆束之间设有热屏蔽，所述方法包括以下步骤：

运行所述第一压缩机和第二压缩机中的一者，同时，保持所述第一压缩机和第二压缩机中的另一者不运行，

在时间间隔后，使所述第一压缩机和第二压缩机中的另一者运行，使所述第一压缩机和第二压缩机中的一者停止，并允许所述一个压缩机冷却。

除了关于在外部外壳上的热机械应力的降低的优点外，防止或减小从气流和压缩机捆束朝向压缩机外壳的热流的热屏蔽的使用，还具有如下进一步的优点：防止或减小来自于生产气体的热耗散。由压缩机排出的气体因而具有以热能的形式存在的增强的内能，所述内能可以被有效地利用。例如，在CAES系统中，当空气膨胀产生机械能时，被收集在压缩空气集气环中的压缩空气的较高的温度会增加系统的总效率。在其它的实施例中，热能可以从压缩气流中被萃取，并被使用或存贮在热能存储器中，用于单独的程序中。

特征和实施例在下文中被公开，并且在后附的权利要求中进一步的被阐述，所述权利要求构成本申请说明的主要部分。为了下述的说明可以被更好的理解，以及为了使本发明对本技术领域的贡献可以被更好地认识，上述的简要说明阐述了本发明的多个实施例的特征。当然，本发明具有的其它的特征将会在下文中被描述，以及，将在后附的权利要求书中被阐述。在这方面，在详细的解释本发明的几个实施例之前，应该理解的是，本发明的多个实施例并不被限制在说明书中的结构部件和组件配置中，所述的结构部件和组件配置在后续的说明书中被阐述或在附图中被示出。本发明有可能是另外的一些实施例，其可以通过多种方式被实践和实现。同样也应该理解的是，在这里使用的措辞和术语是为了说明，而不应被认为是限制。

同样地，本领域技术人员将会理解该构思，在本公开的基础上，本申请作为基础可以容易的地被用于设计其它的构造，方法，和/或系统，所述构造，方法和/或系统用于实现本发明的若干目的。因此，重点是，由于这些构造并未离开本发明的精神和范围，权利要求被认为将这样的构造包括在其范围内。

附图说明

通过参考后续的详细说明，同时连同附图一起考虑，本发明公开的实施例的更加全面的理解和许多附带的优点将会更容易获得，也能更好地被理解，其中：

图1示出了现有技术的多级离心压缩机的剖视图；

图2示出了在一个实施例中的根据本公开的多级离心压缩机的剖视图；

图3示出了在图2的压缩机的隔板和外部外壳之间的热屏蔽的一部分的放大图；

图4示出了绕在图2中显示的压缩机的集气环布置的热屏蔽的放大图；

图5示出了布置在图2的压缩机的出口导管中的热覆层的放大图；

图6示出了使用根据本公开的压缩机的CAES系统；

图7示出了使用布置成连续构造的根据本公开的两个压缩机的气体处理系统；

图8示出了温度与时间的矢量图。

具体实施方式

示例性实施例的下列详细描述意指附图。在不同的图中的相同的附图标记代表相同或相似的元件。另外，附图没有必要按照比例画出。而且，下列详细说明并未限制本发明。然而，本发明的范围由所附权利要求书限定。

遍及说明书对“一个实施例”、或“实施例”、或“一些实施例”的引用指的是结合被包括在公开的主题的至少一个实施例中的实施例描述的具体特征、结构或特性。因而，术语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”的出现在贯穿说明书中的各种地方不一定意指相同的(多个)实施例。此外，具体特征、结构或特性可以任何适当的方式结合在一个或更多个实施例中。

图2示出了根据本公开的多级离心压缩机1的剖视图。多级离心压缩机1包括转子4被旋转地支撑于其中的外壳3。

在一些实施例中，外壳3包括外部的圆柱形柱体3B和两个端部盖3C。这样的布置是典型的所谓的竖直分级压缩机。在其它实施例中，外壳3可以由两个大体对称的半外壳部分组成，所述半外壳部分沿着轴向纵向平面彼此配合。第二种外壳被用在所谓的水平分开压缩机中。尽管附图显示仅仅一个涉及水平分开的多级离心压缩机的示例性实施例，但是，在本文中公开的主题可结合到两种类型的压缩机中。

转子4可以由转子轴5组成，该转子轴被轴承7和9支撑。可提供密封10和11以将压缩机1的内部与环境隔离。

在一些实施例中，一个或更多个叶轮可被安装在轴5上。在图2的示例性实施例中，压缩机1是多级离心压缩机，其包括5个压缩机级，每个压缩机级由各自的叶轮组成。叶轮由13A、13B、13C、13D和13E所指示，同时，也将共同地称为叶轮13。

在一些实施例中，叶轮13可以被锁定在如图2所示的转子轴上。然而，其它结构也是可能的。在一些实施例中，转子4可以由通过中心连杆保持在一起的堆叠叶轮13组成，如在例如US2011/0262284中所公开，其通过引用结合在本文中。

每个叶轮13A-13E由多个叶轮叶片15A-15E组成，由具有相对应的前缘16A-16E和后缘17A-17E的叶轮叶片形成。每个叶轮13A-13D各自与返回通道14A，14B，14C和14D相结合，其形成各自的隔板19A-19D，所述隔板被固定地罩在外壳3中。在一些实施例中，隔板可以是单片的而不是通过单独的和层叠的组件形成，如图2中所示的可效仿的具体实施例。

隔板19和转子4组成了所谓的压缩机捆束的一部分，所述捆束被罩在压缩机外壳3中。

气体通过气体入口20进入压缩机1，并且被传递相继通过叶轮13A-13E。

气体被每个叶轮13所处理，并且，在叶轮入口处进入叶片15，其被叶片前缘16所限定，然后，在与叶片后缘17相应的叶轮出口处离开叶轮。被每个叶轮13A-13D所处理的气体，从出口朝向后续的叶轮13的入口，通过各自的返回通道14A-14D被径向地送回。

从最后的叶轮13E出来的气体被收集在集气环21中，并且通过气体出口23被排出。

通过压缩机级的气流逐渐地从入口压力被压缩到出口压力。气体压缩同样也引起温度的升高，当部分机械能通过叶轮被传递到气体时，一部分机械能被转变成热能。热量从转子4和隔板19流向外壳3，热流是逐渐变热的。

由于外壳内部的压力与该已被处理的气体的排出压力相应，因此，外壳3承受高温和高机械应力。尤其是，如果外壳温度升高超过临界温度阈值时，温度和压力影响的组合可以导致外壳3的粘塑性变形(蠕变)。

在压缩机1运行期间，为了限制外壳3达到的温度，并且因此降低其热应力，和/或为了使用较少的延展材料制造外壳3，根据一些实施例，热屏蔽配置被提供，其减小了从隔板19到外壳3的热传递。在压缩机持续的运行下，热屏蔽配置降低了外壳的加热速率，同时也降低了被外壳达到的最终的恒稳态温度。因此，热屏蔽配置也增加了由压缩机1所传输的气体的最终温度。

根据一些实施例，热屏蔽配置包括热屏蔽25，其沿着外壳3的中心部分的内表面被配置，并且围绕在隔板19的周围。

在一些实施例中，如图2所示，热屏蔽25沿着柱体3B的内表面的充分的圆柱形配置。

图3示出了热屏蔽25的放大示意图。在一些实施例中，热屏蔽25可以包括隔离板27。所述隔离板27可以安装到外壳3上，优选地，通过热连接的方式相连接。连接元件28被提供用于将隔离板27安装到外壳3上。在一些实施例中，连接元件28可以包括具有分别的螺帽的螺钉28H，其将隔离板27附近的边缘27E固定到外壳3上。

在一些实施例中，如图3所示，每个隔离板27可以沿着相对的边缘27E和27F被连接到外壳3上，一个边缘27E由各自的一组螺钉28接合，同时，相对的类似边缘27F被接合到截槽3U中，所述截槽3U沿着外壳3的内表面处理成形。截槽3U和隔离板27是定尺寸的，从而，在边缘27E和形成截槽3U的底座之间保持足够的间隙，从而允许隔板27的热膨胀。

在一些实施例中，隔离板可以由外面的金属片组成，例如，金属片或者金属板27M。例如，金属片或金属板27M可以由钢制成。为了形成内槽27P，金属片27M是一体成形的，在所述的内槽中可以填入热隔离材料，例如，陶瓷粉末或陶瓷物质。根据一些示范性的实施例，绝缘材料，例如，滑石，堇青石，矾土，氧化锆或者其混合物能被使用。其它的绝缘材料能被使用取决于所需的绝缘度。

根据其它的实施例，热屏蔽不是隔离板的形式，而是以涂层的方式被提供，所述涂层直接地应用到外壳的内表面上。根据一些示范性的实施例，外壳可以通过热喷镀，等离子喷涂，电化学沉积被处理。

如图2所示，能够最好的看出，热屏蔽装置包括热屏蔽25，其完全包围整个隔板装置19，因此，限制了从气体通路到外壳3的热通量。

在一些实施例，附加的热隔离装置被提供在压缩机1中的其它部件中。在一些实施例中，进一步的热屏蔽31被配置在集气环21的周围，如图2和图4的放大图所示。在一些实施例中，热屏蔽31可以由一个或者多个合适的金属片或金属板31M组成，从而形成内槽31P，所述内槽可以填入热绝缘材料，例如，陶瓷粉末，或上述的与隔壁板27相关的其它的材料。

在一些实施例中，热屏蔽31可以被安装到外壳3上，例如，依靠连接元件33，例如螺钉或类似物，将其安装到外壳的分别的端部外壳3E上。在如图2所示的压缩机垂直裂缝中，热屏蔽31可以作为一个单独的元件整体的成形处理。在一些实施例中，热屏蔽31可以分成多个分离的元件。例如，在压缩机的水平裂缝中，热屏蔽31可以由两个半圆形部件组成，所述部件安装在构成压缩机外壳的两个半壳体部件中。热屏蔽31限制了从集气环21到外壳3的热流。

在一些实施例中，可以提供额外的热绝缘装置，用于减少在出口23处从压缩气体到涡轮压缩机1的外壳的热流。

在一些实施例中，如图4和图5中所示，压缩机1的气体出口23可以包括排气管道35，其具有法兰37，所述法兰连接气体出口到出口管道39，所述出口管道具有分别的法兰39F。

排气管道35具有内截锥表面35B，沿着所述表面，热绝缘装置37被提供。热绝缘装置37可以由热绝缘覆层39组成。在一些实施例中，如图4和图5所示，还提供有衬套41。

衬套41可以被配置在处理流体和热绝缘涂层39之间。这种衬套41的作用是为了防止被压缩机处理的流体对热绝缘涂层39的影响。在一些实施例中，处理的流体可能包含大量的杂质，或化学的腐蚀性，或机械的攻击性的成分或材料，如果未提供保护性的衬套，这些成分或者材料会逐渐损害热绝缘涂层39。

热绝缘涂层39可以是截锥形部件，其可以由折叠的金属片39M制成，其围绕内槽39P，所述内槽39P可以填入热绝缘材料，例如，陶瓷或类似物，其与上文中描述的围绕隔板19和集气环21的热隔离配置相类似。

热绝缘涂层39可以被配置在排气管道35的内表面35B和内部衬套之间。如图4所示，内部衬套41，譬如，通过螺钉43，其可以被安装到排气管道35或外壳3上任何其它的固定的部件上。

衬套41可以是截圆锥体形状，并且具有外部的环形凸缘43C，所述凸缘上具有多个螺栓孔，在螺栓孔中螺钉43被拧紧，环形凸缘43C紧邻排气管35的环形边缘34E。

如图4和图5所示，另外的热屏蔽可以被提供，其沿着气流管道47，位于集气环21和气体出口23之间。所述的另外的热屏蔽可以由热覆层51组成，其被配置在通孔的内表面和衬套53之间，所述通孔在最下游的隔板19E中。热覆层51可以由金属片51M组成，例如，薄钢板或薄钢片，其被折叠从而形成内槽51P，在所述内槽中可以填入热绝缘材料，例如，陶瓷的或者如前所述的其它材料。热覆层51和衬套53，通过螺钉55或者其它的连接元件，其可以被安装到隔板19E上。根据其它的实施例，热覆层39不是以防护板的形式被安装到压缩机的固定组件上，而是，可能以涂层的形式直接地应用到排气管35的内表面上。例如，通过热喷镀，等离子喷涂，电化学沉积，所述涂层可以被直接地应用到排气管35的内表面上。保护性的衬套41可以被提供用于防止涂层不遭受压缩气体化学或者机械的作用。

类似地，在一些实施例中，在集气环21和外壳之间的热绝缘可以通过热绝缘涂层的形式被提供，而不是以防护板的形式。涂层可以被应用到集气环21的外表面上，和/或被应用到外壳的部件的内表面上，例如，端部外壳3C。

到目前为止所描述的热屏蔽装置，其在捆束和外壳3之间提供有效的热屏蔽，例如，所述捆束为转子4和隔板19。热屏蔽降低了外壳的加热速度。当压缩机1操作时，热屏蔽也可以降低由外壳3所获得的恒稳态温度。上述的两种效果，降低了外壳3发生粘塑性形变(蠕性形变)的风险，从而，尽管在操作期间，外壳处的压缩气体达到高温和高压，但是能够将制造这样的外壳的材料减少。使用材料的减小降低了压缩机的成本，同时使机械处理程序更容易。

在一些实施例中，当外壳3达到危险的温度时，压缩机1可以被操作停止，在所述温度下，由于外壳的蠕变导致外壳可能出现损害。前述的热屏蔽的使用降低了外壳温度从环境温度增大到最大的阈值温度的速度，所述热屏蔽由一个或者多个热屏蔽装置形成，当压缩机温度超过所述的阈值温度时，压缩机必须被停止。因此，压缩机1的运行周期的增长是可能的。

在一些应用中，压缩机被要求间歇地运行，例如，在CAES系统中，在这样的系统中，例如，仅当电力配电网上多余的电力是可利用的时候，压缩机才启动。这样的情况通常发生在晚上时段，当电能大于连接到电力配电网上的负载所需的电能时，所述电能被大型蒸汽发电厂持续地工作所生成。剩余的电力通过电动机被转变为机械能，然后，通过一个或者多个压缩机，转变为气流的压力能。压缩空气被存贮在存储室或者其它的存储集气环中。当电网中没有可利用的电能时，空气不再被进一步的压缩，同时，压缩机1可以被关掉。到目前为止所描述的热屏蔽，其降低外壳3的加热速度的程度是，在压缩机间歇的运行期间，外壳3的温度永远不会达到临界值。

在其它的实施例中，例如，压缩机必须持续地运行的地方，双压缩机装置可以被提供，从而，一个压缩机在第一时间间隔内被运行，其间，所述压缩机的外壳3缓慢的达到阈值温度，外壳的温度超过所述的阈值温度后，其温度不应再升高。这个时候，运行的压缩机被关掉，同时，第二压缩机被启动，允许第一压缩机冷却。

图6示出了CAES系统的示例性的实施例，其中，如上所述的压缩机1能被使用。系统60可以由一个或多个压缩机1组成，所述压缩机被电机61驱动。电机61可以是电动机。在一些实施例中，电动机是可逆电机，其可以在电机模式和电动机模式两种模式中二选一的运行，同时，其方便地被连接到电力配电网G上。

轴62将电机61连接到压缩机1上。离合器63可以被配置在电机61和压缩机1之间，用于有选择地连接或者断开这两个机械装置。

由压缩机1所吸入的空气被压缩以及被传送通过管道64到存储集气环或存储室66，在所述集气环中压缩空气被存储。当压缩空气被压缩机1传送到存储室66时，阀65是打开的。

根据一些实施例，系统60进一步包括膨胀器74。燃气涡轮机67也可以进一步的提供。通过打开阀69，压缩空气可以从存储室66被传送出，经过管道68到膨胀器74和燃气涡轮机67。不完全膨胀的空气被膨胀器74传送到燃烧室70，所述空气可以与气态或者液态燃料F相混合。所述空气燃料混合物被点燃形成燃烧气体，所述气体被传输到燃气涡轮67，并在此膨胀产生机械能，所述机械能可用于轴71。

在一些实施例中，膨胀器74的转子可以由相同的轴71所支撑，从而，在膨胀器74中由空气膨胀所生成的机械能可用于相同的从动轴71。离合器72可以被提供，其用于有选择地将电机61连接到涡轮机组74和67，或者从所述机组上断开电机61。

系统60的操作如下。当电力配电网G上的剩余电能是可利用的时候，所述的剩余电能可以被用于驱动在电机模式下的电机61，从而驱动压缩机1。离合器63被结合，以及，离合器72被断开。涡轮机组74和67是未运行的。阀69被关闭，以及，阀65被打开。由压缩机1吸入的周围空气被压缩和传送，经过管道64进入存储室66，在所述存储室中高压空气被存放。这种运行方式一直持续直到来自于电网G的可用的电能过多的时候，例如，在夜晚时段。在这个时间间隔期间，为了防止压缩机1的外壳3达到临界温度，在所述温度下，可能导致外壳的蠕性损害，涡轮压缩机1的运行时相当短的。

当没有来自于电网的可用的剩余电量时，压缩机被停止。

如果需要从电网60获得额外的电能，通过打开阀69、启动膨胀器60和燃气涡轮机67，系统60将会转变为发电机模式。压缩空气从存储室66被传输到膨胀器74，在膨胀器中，空气被不完全地膨胀，直到所述空气的压力充分地低于进入燃烧室70。燃料F混合压缩空气，并且被点燃生成燃烧气体，所述燃烧气体在涡轮机67中膨胀。离合器72被接合，从而，被生成在轴71上的机械能可以被用于旋转电机61，所述电机此时在发电机模式下运行。离合器63被断开。因此，电机61生成的电能被传入电力配电网G中。

图7示出了一种系统，其中具有两个被并行地配置的压缩机1，并且所述压缩机是可选择地运行的，从而，在压缩机机外壳达到阈值温度时，每个压缩机具有一段冷却周期，确保了系统运行的持续性，防止了压缩机外壳的温度超过临界温度，所述临界温度可以导致蠕性现象。在一些实施例中，系统有第一压缩机1A和第二压缩机1B组成。压缩机1A和1B可以被设计为与图1到图5中公开的一样。每个压缩机1A和1B可以各自地由其自有的电动机MA和MB驱动。其它的主要发动机，例如涡轮机可以用于替代电动机。

入口管道81将要被压缩的空气供给到两个压缩机1A和1B中的一个或者另外一个上。传输管道82从两个压缩机1A和1B中的一个或者另外一个上接收压缩气体。阀83A和83B位于两个压缩机1A和1B的气体入口处，阀84A和84B位于两个压缩机1A和1B的气体出口处，所述阀可用于有选择地将两个压缩机1A和1B中的一个或者另一个连接到管道系统81和82。

系统80的操作如下。压缩机1A可以运行，例如，第一时间间隔，在所述周期内，由于来自于压缩气体的热流，压缩机外壳缓慢地升温。在压缩机内部提供的热屏蔽装置减慢了外壳的升温。当达到阈值温度时，或在预设的周期完成之后，第二压缩机1B被启动，同时，第一压缩机1A可以被停止。通过这种方式，当第二压缩机1B运行和逐渐变热时，第一压缩机1A允许被冷却到环境温度。

图8示出了示例性的示意图，图示了外壳温度随时间的变化图，所述外壳有的现有技术的压缩机的外壳(曲线C1)，有的外壳是根据本发明的压缩机的外壳(曲线C2和C3)。第一曲线C1示出了温度从环境温度升高到最大值T1，其在确定的时间间隔后逐渐达到。

如果如上所述的热屏蔽装置被使用，外壳3的温度将会按照曲线C2增加。沿着曲线C2的温度的增加显著地慢于沿着曲线C1的温度的增加。这应归因于热屏蔽装置所提供的热屏蔽效应。而且，在这种情况下，外壳所达到的最大的温度T2将会小于现有技术的压缩机所达到的温度T1。其最大温差由ΔT所表示。

实际上，在优选实施例中，如上所述，为了进一步的防止外壳蠕变损坏，压缩机1可以运行一个时间间隔，在所述时间间隔之后，压缩机被停止并允许冷却。压缩机的这种操作模式通过曲线C2和C3示出。例如，在时间间隔T2-T1之后，直到压缩机的外壳达到温度T3，压缩机可以被启动。在时间点T2，压缩机被停止，其外壳3温度将会沿着曲线C3降低，直到其温度达到环境温度TA。

虽然在这里被描述的本发明主题的实施例，在附图中被示出，其特性和细节通过联系示例性的实施例在上文中被完全地描述，应该理解的是，在未背离常规技术手段，这里阐述的原理和观念，以及在后附的权利要求中陈述的发明主题的优点，本领域的普通技术人员对本发明的大多数修改、改变和删除是显而易见的。因此，本发明的正确的范围，不仅由后附的权利要求明确的阐述所确定，所述的范围也包括这些修改、改变和删除。另外，根据可选择的实施例，任何程序或者方法步骤的顺序或时序可以是变化或者重新排序的。

Claims (22)

1.一种气体压缩机，包括具有气体入口和气体出口的外壳，以及被配置在所述外壳中的压缩机捆束；其中，热屏蔽被配置在所述压缩机捆束和所述外壳之间，所述热屏蔽减少了从通过所述气体压缩机处理的气流向所述外壳的热传递。

2.根据权利要求1所述的气体压缩机，还包括设有热绝缘配置的排气管道，该热绝缘配置用于减少从所述气流向所述排气管道的内表面的热传递。

3.根据权利要求2所述的气体压缩机，其中，所述热绝缘配置包括热绝缘涂层和衬套，并且其中，所述热绝缘涂层被配置在所述衬套和所述排气管道的所述内表面之间。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的气体压缩机，还包括集气环，其收集并朝向所述气体出口输送压缩气体，其中，所述热屏蔽还被配置在所述集气环和所述外壳之间。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的气体压缩机，其中，所述热屏蔽包括陶瓷材料。

6.根据权利要求2或3所述的气体压缩机，其中，所述热绝缘配置包括陶瓷材料。

7.根据权利要求5或6所述的气体压缩机，其中，所述陶瓷材料可从包括下列的组合选择：滑石、堇青石、矾土、氧化锆或者它们的组合。

8.根据权利要求5或6、或7所述的气体压缩机，其中，所述陶瓷材料是粉末的形式，或纤维的形式，或它们的组合。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的气体压缩机，其中，所述热屏蔽包括至少一个绝缘板，所述绝缘板由外板和内部热绝缘材料组成。

10.根据权利要求2或3所述的气体压缩机，其中，所述热绝缘配置包括至少一个绝缘板，所述绝缘板由外板和内部热绝缘材料组成。

11.根据权利要求9或10所述的气体压缩机，其中，所述外板被固定至所述外壳。

12.根据权利要求9或10或11所述的气体压缩机，其中，所述外板是金属板。

13.根据权利要求1到7中的任一项所述的气体压缩机，其中，所述热屏蔽至少部分地通过在所述外壳和/或所述捆束和/或所述集气环的表面上沉积形成。

14.根据权利要求13所述的气体压缩机，其中，所述沉积通过如下进行：热喷涂，或等离子喷涂，或电化学沉积，或者它们的组合。

15.根据权利要求2或3所述的气体压缩机，其中，所述热绝缘配置包括在所述排气管道的所述内表面上的热绝缘材料的沉积。

16.根据权利要求15所述的气体压缩机，其中，在所述排气管道的所述内表面上的所述热沉积通过如下进行：热喷涂，或等离子喷涂，或电化学沉积，或它们的组合。

17.一种压缩机系统，其包括至少根据前述权利要求中的任一项所述的第一压缩机和第二压缩机，其中，所述第一压缩机和所述第二压缩机交替地操作，在所述第一压缩机和所述第二压缩机中的一者运行时，所述第一压缩机和第二压缩机中的另一者被允许冷却。

18.一种操作气体压缩机的方法，包括外壳和配置在所述外壳中的压缩机捆束；所述方法包括以下步骤：减少从被所述压缩机处理的气态流朝向所述外壳的热传递。

19.根据权利要求18所述的方法，包括以下步骤：在所述压缩机捆束和所述外壳之间配置热屏蔽，所述热屏蔽减少从所述气流向所述外壳的热传递。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其包括步骤：在气体收集集气环和所述外壳之间配置进一步的热屏蔽；和减少从所述集气环向所述外壳的热传递。

21.根据权利要求18或19或20所述的方法，包括步骤：在气体排气管道内配置热绝缘配置，来减少从所述气流向所述排气管道的侧壁的热传递。

22.一种操作压缩机系统的方法，所述压缩机系统包括第一压缩机和第二压缩机，所述第一压缩机和所述第二压缩机根据权利要求1至16中的任一项设计，所述方法包括以下步骤：

运行所述第一压缩机和第二压缩机中的一者，同时保持所述第一压缩机和第二压缩机中的另一者不工作，

在时间间隔之后，操作所述第一压缩机和第二压缩机中的另一者，停止所述第一压缩机和第二压缩机中的一者，并允许所述一个压缩机冷却。