CZ309107B6 - A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this - Google Patents

A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this Download PDF

Info

Publication number
CZ309107B6
CZ309107B6 CZ2019732A CZ2019732A CZ309107B6 CZ 309107 B6 CZ309107 B6 CZ 309107B6 CZ 2019732 A CZ2019732 A CZ 2019732A CZ 2019732 A CZ2019732 A CZ 2019732A CZ 309107 B6 CZ309107 B6 CZ 309107B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
working space
gas
discharge
compressor
compressed gas
Prior art date
Application number
CZ2019732A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2019732A3 (en
Inventor
Otakar Černý
Otakar Ing. Černý
Stanislav Honus
Honus Stanislav doc. Ing., Ph.D.
Original Assignee
Otakar Ing. Černý
Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otakar Ing. Černý, Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava filed Critical Otakar Ing. Černý
Priority to CZ2019732A priority Critical patent/CZ309107B6/en
Priority to PCT/CZ2019/050061 priority patent/WO2020187342A1/en
Publication of CZ2019732A3 publication Critical patent/CZ2019732A3/en
Publication of CZ309107B6 publication Critical patent/CZ309107B6/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082—Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/18—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/122—Arrangements for supercharging the working space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/124—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/20—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/806—Pipes for fluids; Fittings therefor

Abstract

During the compression cycle of a gear or screw compressor, the gas in the working space is compressed polytropically with a compression ratio that varies according to the gas pressure in the discharge space, or is constant or adjustable in the first part of the compressor operating range and in the next part of the compressor operating range gas pressure in the discharge space. The gear or screw compressor comprises a path for expelling compressed gas from the working space, separated from the working space by at least one discharge valve.

Description

Způsob provádění kompresního cyklu a zubový nebo šroubový kompresor k provádění tohoto způsobuA method of performing a compression cycle and a gear or screw compressor for performing the method

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká způsobu provádění kompresního cyklu v zubovém nebo šroubovém kompresoru, který obsahuje nasávání plynu do pracovního prostoru, operaci polytropického stlačování plynu v pracovním prostoru a operaci vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru. Vynález se dále týká kompresoru k provádění tohoto způsobu.The invention relates to a method of carrying out a compression cycle in a gear or screw compressor, which comprises sucking gas into the working space, a polytropic compression operation of the gas in the working space and an operation of expelling compressed gas from the working space into the discharge space. The invention further relates to a compressor for carrying out this method.

Dosavadní stav technikyState of the art

Zubové kompresory nebo šroubové kompresory mají dva nesymetrické rotory se dvěma nebo více nesymetrickými zuby a mají jednotlivé pracovní prostory vymezeny vnitřním obrysem tělesa kompresoru a mezerami mezi přilehlými zuby vzájemně zabírajících rotorů. Vzájemným záběrem rotorů se z každé propojené dvojice pracovních prostorů od jednoho a druhého rotoru vytváří jeden společný pracovní prostor. V místě napojení sacího a výtlačného hrdla je vnitřní obrys tělesa kompresoru přerušen a pracovní prostory rotorů jsou otevřeny pro nasávání, resp. vytlačování plynu.Gear compressors or screw compressors have two asymmetrical rotors with two or more asymmetrical teeth and have individual working spaces defined by the inner contour of the compressor body and the gaps between the adjacent teeth of the engaging rotors. By the mutual engagement of the rotors, one common working space is created from each interconnected pair of working spaces from one and the other rotor. At the connection point of the suction and discharge ports, the inner contour of the compressor body is interrupted and the working spaces of the rotors are open for suction, resp. gas extrusion.

Výtlačný otvor je u zubového kompresoru umístěn axiálně, u šroubového kompresoru bývá umístěn radiálně, axiálně nebo kombinovaně.The discharge opening is located axially at the gear compressor, and is located radially, axially or in combination at the screw compressor.

Tyto zubové nebo šroubové kompresory jsou vytvořeny se stálým pevným neboli vestavěným kompresním poměrem, tzn. že plyn je po nasátí polytropicky stlačován v pracovním prostoru vzájemně zabírajících otáčejících se rotorů, dokud nenastane spojení pracovního prostoru kompresoru s prostorem výtlačného hrdla, přičemž nastavení vzájemné polohy těchto prostorů je v daném kompresoru neměnné.These gear or screw compressors are designed with a constant fixed or built-in compression ratio, ie. that the gas, after suction, is polytropically compressed in the working space of the mutually engaging rotating rotors until the connection of the working space of the compressor with the space of the discharge port occurs, the setting of the mutual position of these spaces being constant in the given compressor.

V ideálním případě by v okamžiku spojení těchto prostorů měl být tlak v pracovním prostoru kompresoru stejný jako tlak ve výtlačném prostoru, tj. ve výtlačném hrdle a výtlačném potrubí, a teoreticky by měl plynule pokračovat výtlak plynu do výtlačného potrubí.Ideally, at the connection of these spaces, the pressure in the working space of the compressor should be the same as the pressure in the discharge space, i.e. in the discharge port and the discharge line, and theoretically the gas discharge into the discharge line should continue smoothly.

V praxi však bývá tlak ve výtlačném prostoru odlišný než v pracovním prostoru a nastává nejprve směšování plynů v těchto prostorech.In practice, however, the pressure in the discharge space is different than in the working space, and the mixing of gases in these spaces occurs first.

Jestliže je tlak plynu ve výtlačném prostoru nutno udržovat i nepatrně vyšší, než je tlak plynu v pracovním prostoru kompresoru, dochází k rázové vnější kompresi, tj. ke stlačení plynu v pracovním prostoru plynem z výtlačného prostoru. Je-li naopak tlak plynu ve výtlačném prostoru nižší než tlak plynu v pracovním prostoru kompresoru, dochází ke škrcení, tj. k rázové expanzi plynu z pracovního prostoru kompresoru na hodnotu tlaku ve výtlačném prostoru. Tyto jevy snižují efektivnost kompresního cyklu.If the gas pressure in the discharge space has to be kept even slightly higher than the gas pressure in the working space of the compressor, an external shock compression occurs, ie the gas in the working space is compressed by the gas from the discharge space. On the other hand, if the gas pressure in the discharge space is lower than the gas pressure in the working space of the compressor, a throttling occurs, ie a sudden expansion of the gas from the working space of the compressor to the value of the pressure in the discharge space. These phenomena reduce the efficiency of the compression cycle.

Až teprve po tomto směšování nastává výtlak stlačeného plynu do výtlačného potrubí.It is only after this mixing that the compressed gas is discharged into the discharge line.

V zubových i šroubových kompresorech je efektivnost kompresního cyklu narušována také tím, že část stlačeného plynuje na konci výtlaku v důsledku nedokonalého tvaru zubů přepouštěna mezi rotory z výtlačné strany na sací stranu pracovních prostorů kompresoru.In both gear and screw compressors, the efficiency of the compression cycle is also impaired by the fact that part of the compressed gas at the end of the discharge is passed between the rotors from the discharge side to the suction side of the compressor working spaces due to imperfect tooth shape.

Další nevýhodou tohoto způsobu stlačování plynu je hlučnost pulzací při prudkém, rázovém střídání směru proudění.Another disadvantage of this method of compressing the gas is the noise of the pulsations during the sharp, sudden change of the flow direction.

Rázová vnější komprese při výtlaku i přepouštění stlačeného plynu do sání jsou příčinou poměrněImpact external compression during discharge and the transfer of compressed gas into the suction are the cause of proportionality

- 1 CZ 309107 B6 značných energetických ztrát a příčinou vyšší teploty vytlačovaného plynu, než jaká odpovídá teoretické kompresi.- 1 CZ 309107 B6 significant energy losses and the cause of a higher temperature of the extruded gas than corresponds to the theoretical compression.

U šroubových kompresorů je vyřešeno, že pevný kompresní poměr lze ve značném rozsahu mechanicky nastavit pomocí posuvného regulačního šoupátka na výtlačné straně, čímž se při proměnlivých hodnotách tlaku v síti minimalizuje stupeň vnější komprese.In the case of screw compressors, it is solved that the fixed compression ratio can be mechanically adjusted to a large extent by means of a sliding control slide on the discharge side, thus minimizing the degree of external compression at varying network pressure values.

Cenou za relativní jednoduchost způsobu komprese, tj. dosahování výsledného tlaku vnější kompresí nebo vestavěným kompresním poměrem, je snížená hospodárnost komprese v těchto kompresorech nebo omezená možnost změny úrovně tlaku v síti spotřebičů.The price for the relative simplicity of the compression method, i.e. achieving the resulting pressure by external compression or the built-in compression ratio, is the reduced compression economy in these compressors or the limited possibility of changing the pressure level in the appliance network.

Ve výtlačném potrubí bývá běžně umístěn výtlačný ventil ve funkci zpětného ventilu, který má zabránit zpětnému pohybu stlačeného plynu do kompresoru při jeho odstavení z provozu. Bývá umístěn až za výtlačným hrdlem kompresoru, takže objem plynu v prostoru od hranice pracovního prostoru až po výtlačný ventil může být mnohonásobně větší, než je objem vytlačovaného plynu v samotném pracovním prostoru, proto nemá na účinnost kompresního cyklu v kompresoru prakticky žádný vliv.A discharge valve is normally located in the discharge line as a non-return valve to prevent the compressed gas from moving back to the compressor when it is taken out of service. It is usually located behind the compressor discharge port, so that the volume of gas in the space from the working space boundary to the discharge valve can be many times larger than the volume of discharged gas in the working space itself, so it has virtually no effect on compressor efficiency.

Základním úkolem vynálezu je snížit energetickou náročnost kompresního cyklu v zubových a šroubových kompresorech.The basic object of the invention is to reduce the energy consumption of the compression cycle in gear and screw compressors.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Vynález řeší uvedený úkol způsobem provádění kompresního cyklu v zubovém nebo šroubovém kompresoru, který obsahuje operaci nasávání plynu do pracovního prostoru, přičemž je plyn při této operaci veden cestou pro nasávání plynu do pracovního prostoru obsahující sací hrdlo, operaci polytropického stlačování plynu v pracovním prostoru a operaci vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, přičemž je plyn při této operaci veden cestou pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru obsahující výtlačné hrdlo a výtlačné potrubí, jehož podstatou je, že stlačování plynu v pracovním prostoru se provádí polytropicky s kompresním poměrem, který se v celém provozním rozsahu kompresoru mění podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru, nebo je v první části provozního rozsahu kompresoru stálý nebo nastavitelný a v další části provozního rozsahu kompresoru se mění podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru.The invention solves this problem by a method of performing a compression cycle in a gear or screw compressor, which comprises a gas suction operation in the working space, the gas being guided in this way by a gas suction path into the working space containing the suction port, a polytropic gas compression operation in the working space and the operation. expelling the compressed gas from the working space into the discharge space, the gas being guided in this operation by a path for expelling the compressed gas from the working space comprising the discharge port and the discharge line, the essence of which is that the gas compression in the working space is polytropically with a compression ratio it varies according to the gas pressure in the discharge space in the entire operating range of the compressor, or it is constant or adjustable in the first part of the compressor operating range and it varies according to the gas pressure in the discharge space in the next part of the compressor operating range.

Podle podstaty se komprese ve šroubovém nebo v zubovém kompresoru uskutečňuje tak, že se nasátý plyn stlačuje zmenšováním uzavřeného pracovního prostoru, tj. obecně polytropicky, a to s kompresním poměrem, který se mění podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru. V závislosti na provedení kompresoru se tak děje plynule a téměř okamžitě.In essence, compression in a screw or gear compressor takes place in such a way that the sucked gas is compressed by reducing the closed working space, i.e. generally polytropically, with a compression ratio which varies according to the gas pressure in the discharge space. Depending on the design of the compressor, this happens smoothly and almost immediately.

Provozní rozsah kompresoru je rozsah tlaků, pro které je kompresor postaven.The compressor operating range is the range of pressures for which the compressor is built.

Přitom se toto polytropické stlačování plynu v první variantě uskutečňuje tak, že celé polytropické stlačování probíhá podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru, což je výhodná možnost pro podmínky, kdy je tlak ve výtlačném prostoru proměnlivý a nelze zaručit, že neklesne pod určitou hodnotu.In this case, the polytropic compression of the gas takes place in such a way that the entire polytropic compression takes place according to the gas pressure in the discharge space, which is an advantageous option for conditions where the pressure in the discharge space is variable and cannot be guaranteed to fall below a certain value.

V následující variantě se část polytropického stlačování uskutečňuje tak, že první část stlačování probíhá se stálým nebo nastavitelným pevným kompresním poměrem a zbytek polytropického stlačování probíhá podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru, což je výhodná možnost pro podmínky, kdy tlak ve výtlačném prostoru je proměnlivý a je vyšší, než odpovídá stálému nebo nastavitelnému pevnému kompresnímu poměru.In the following variant, part of the polytropic compression takes place in such a way that the first part of the compression takes place with a constant or adjustable fixed compression ratio and the rest of the polytropic compression takes place according to the gas pressure in the discharge space, which is an advantageous option for conditions higher than corresponds to a constant or adjustable fixed compression ratio.

-2CZ 309107 B6-2EN 309107 B6

V žádném případě zde nedochází k vnější kompresi plynem z výtlačného prostoru - během komprese je bráněno zpětnému proudění stlačeného plynu z výtlačného prostoru do pracovního prostoru výtlačným potrubím a výtlačným hrdlem.In no case is there external compression by gas from the discharge space - during compression, the backflow of compressed gas from the discharge space into the working space through the discharge line and the discharge port is prevented.

S výhodou v průběhu a/nebo po skončení polytropické komprese se část stlačování plynu v pracovním prostoru může provádět přiváděním stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, a to odlišnou cestou, než je cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru.Preferably, during and / or after the polytropic compression, part of the gas compression in the working space can be performed by feeding the compressed gas directly into the working space, in a different way than the way for expelling the compressed gas from the working space into the discharge space.

Cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru obsahuje nejen výtlačné potrubí, ale i výtlačné hrdlo.The path for expelling the compressed gas from the working space into the discharge space contains not only the discharge line but also the discharge port.

Přivádění stlačeného plyn přímo do pracovního prostoru odlišnou cestou, než je cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, je dále též nazýváno jako dotlačování.The supply of compressed gas directly to the working space in a different way than the way for expelling the compressed gas from the working space into the discharge space is also referred to as pressurization.

Jestliže se stlačený plyn přivádí přímo do pracovního prostoru odlišnou cestou, než je cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, znamená to, že se stlačený plyn přivádí do pracovního prostoru jakoukoliv cestou, jen ne zpětně z výtlačného prostoru, tedy nejen z výtlačného potrubí, nýbrž ani z výtlačného hrdla.If the compressed gas is fed directly into the working space in a different way than the way for expelling the compressed gas from the working space into the discharge space, it means that the compressed gas is fed into the working space by any route but not back from the discharge space. discharge line, but also from the discharge port.

Tlak stlačeného plynu přiváděného přímo do pracovního prostoru odlišnou cestou musí být vyšší, než je tlak plynu v pracovním prostoru.The pressure of the compressed gas supplied directly to the working space in a different way must be higher than the pressure of the gas in the working space.

Z podstaty vynálezu vyplývá, že stlačený plyn (tj. dotlačovací plyn) používaný k přivádění přímo do pracovního prostoru ke stlačování plynu, který se v tomto prostoru již nachází, může být odebírán z vlastního výtlačného prostoru daného kompresoru nebo může být dodáván z externího zdroje a získání směsi plynů může být například technologickým účelem.It follows from the invention that the compressed gas (i.e. the pressurizing gas) used to supply directly to the working space to compress the gas already present in this space can be taken from the compressor's own discharge space or can be supplied from an external source, and obtaining a gas mixture can be, for example, a technological purpose.

Z podstaty vynálezu rovněž vyplývá, že kompresní cyklus lze s výhodou použít i v podtlakovém provozu. Je-li přitom pracovním plynem vzduch, pak může být stlačován na úroveň atmosférického tlaku a výtlačným prostorem může být okolní atmosféra.It also follows from the invention that the compression cycle can advantageously also be used in vacuum operation. If the working gas is air, then it can be compressed to atmospheric pressure and the discharge atmosphere can be the ambient atmosphere.

S výhodou může být stlačený plyn před přivedením do pracovního prostoru chlazen. Alespoň ta část vytlačeného plynu, která se používá pro stlačování nasátého plynu, se podle vynálezu ochlazuje a teprve pak se přivádí do pracovního prostoru. Tím se snižuje teplota vytlačovaného plynu a teplota kompresoru. Chlazením se zvýší hustota plynu používaného ke stlačování (dotlačování) nasátého plynu, což poněkud zvyšuje energetickou náročnost kompresního cyklu.Advantageously, the compressed gas can be cooled before being introduced into the working space. According to the invention, at least that part of the expelled gas which is used for compressing the suction gas is cooled and only then is introduced into the working space. This lowers the discharge gas temperature and the compressor temperature. Cooling increases the density of the gas used to compress (push) the sucked gas, which somewhat increases the energy consumption of the compression cycle.

Teplo získané chlazením stlačeného plynu přiváděného do pracovního prostoru kompresoru se však s výhodou může využívat k praktickým účelům, s výhodou k vytápění a/nebo k přeměně na elektrickou energii, čímž se snižuje celková energetická spotřeba kompresoru.However, the heat obtained by cooling the compressed gas supplied to the working space of the compressor can advantageously be used for practical purposes, preferably for heating and / or conversion to electrical energy, thus reducing the overall energy consumption of the compressor.

Výhodně může být průtok stlačeného plynu přiváděného do pracovního prostoru regulován. Při změně nasátého množství a přetlaku plynu lze regulací průtoku stlačeného plynu přiváděného do pracovního prostoru podle vynálezu přizpůsobit doplňování (dotlačování) pracovního prostoru stlačeným plynem tak, aby se rozložilo na co nejdelší dobu.Advantageously, the flow of compressed gas supplied to the working space can be regulated. When changing the suction volume and the gas overpressure, by regulating the flow of compressed gas supplied to the working space according to the invention, the replenishment (pushing) of the working space with compressed gas can be adapted so that it is spread over as long as possible.

Pro další snížení nerovnoměrností tlaku a průtoku může být výhodou akumulování vytlačeného plynu.To further reduce pressure and flow non-uniformities, it may be advantageous to accumulate expelled gas.

Rozlišení cest pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru a pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru lze u zubových a šroubových kompresorů výhodně realizovat tak, že stlačený plyn je do pracovního prostoru prvního rotoru přiváděn jednakThe differentiation of the paths for supplying compressed gas directly to the working space and for expelling compressed gas from the working space can advantageously be realized in gear and screw compressors in such a way that the compressed gas is supplied to the working space of the first rotor on the one hand.

-3 CZ 309107 B6 samostatnou vnější cestou a/nebo z přilehlého pracovního prostoru druhého rotoru.-3 CZ 309107 B6 separate external path and / or from the adjacent working space of the second rotor.

Ve šroubovém kompresoru se v oblasti výtlačného hrdla přivádí do pracovního prostoru daného rotoru stlačený plyn z pracovního prostoru druhého rotoru po předchozím kompresním cyklu.In the screw compressor, compressed gas from the working space of the second rotor after the previous compression cycle is fed into the working space of the rotor in the region of the discharge port.

V případě že se k dotlačování používá stlačený plyn z výtlačného prostoru, výtlačné a dotlačovací potrubí včetně případných vzdušníků a tepelných výměníků má podstatně větší objem, než je objem jednoho pracovního prostoru kompresoru. Dotlačováním pak lze dosáhnout stlačení nasátého plynu prakticky na hodnotu tlaku ve výtlačném potrubí.If compressed gas from the discharge space is used for boosting, the discharge and boosting pipes, including any air tanks and heat exchangers, have a substantially larger volume than the volume of one compressor working space. By pressing, it is then possible to compress the sucked gas practically to the value of the pressure in the discharge line.

Vynález se vztahuje také na zubový a šroubový kompresor obsahující cestu pro nasávání plynu do pracovního prostoru a cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, jehož podstatou je, že cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem.The invention also relates to a gear and screw compressor comprising a path for sucking gas into the working space and a path for expelling compressed gas from the working space, the essence of which is that the path for expelling compressed gas from the working space is separated from the working space by at least one discharge valve.

U zubového kompresoru může být cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru oddělena od pracovního prostoru nejméně jedním nucené ovládaným regulačním výtlačným šoupátkem k nastavení kompresního poměru. S výhodou bude šoupátko umístěno axiálně, z boku tělesa kompresoru, kde rovinná plocha umožňuje jednodušší řešení posouvání uzavírací desky a omezení škodného prostoru.In the case of a gear compressor, the path for expelling compressed gas from the working space can be separated from the working space by at least one forced-operated regulating discharge slide to set the compression ratio. Preferably, the slide will be located axially, on the side of the compressor body, where the planar surface allows a simpler solution for moving the closing plate and reducing damage space.

Polytropickou kompresí je nutno překonat nejen tlak plynu ve výtlačném prostoru, ale i odpor výtlačného ventilu nebo šoupátka, a pak teprve může nastat vytlačování plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, tj. do výtlačného hrdla a dále do výtlačného potrubí.Polytropic compression must overcome not only the gas pressure in the discharge space, but also the resistance of the discharge valve or slide, and only then can the gas be forced out of the working space into the discharge space, ie into the discharge port and further into the discharge line.

Odstraněním vnější komprese se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a energetická spotřeba kompresoru.Eliminating external compression reduces gas flow unevenness, shocks and compressor energy consumption.

Pro potřeby minimalizování vnější komprese a tím zajištění ekonomického provozu kompresoru i při proměnlivých hodnotách tlaku v síti lze pevný, vestavěný kompresní poměr ve značném rozsahu nastavovat, regulovat, s výhodou mechanicky, s výhodou elektronicky, pomocí nucené ovládaného výtlačného ventilu nebo výtlačného šoupátka, s výhodou regulačního, s výhodou posuvného.In order to minimize external compression and thus ensure economical operation of the compressor even at varying mains pressure values, the fixed, built-in compression ratio can be set to a large extent, preferably mechanically, preferably electronically, by means of a forced operated discharge valve or discharge valve, preferably regulating, preferably sliding.

S výhodou může být výtlačný ventil kompresoru podle vynálezu samočinný.Advantageously, the discharge valve of the compressor according to the invention can be automatic.

Oddělením pracovního prostoru od výtlačného prostoru pomocí samočinného výtlačného ventilu je velmi účinně zabráněno zpětnému proudění stlačeného plynu z výtlačného prostoru do pracovního prostoru, tj. vnější kompresi plynu v pracovním prostoru kompresoru.By separating the working space from the discharge space by means of an automatic discharge valve, the backflow of compressed gas from the discharge space into the working space, i.e. external compression of the gas in the working space of the compressor, is very effectively prevented.

V zubovém i šroubovém kompresoru může být cesta pro nasávání plynu do pracovního prostoru, tj. sací potrubí a sací hrdlo, s výhodou oddělena od pracovního prostoru nejméně jedním sacím ventilem. Výhodně je sací ventil samočinný.In both gear and screw compressors, the path for sucking gas into the working space, i.e. the suction line and the suction port, can advantageously be separated from the working space by at least one suction valve. Preferably, the suction valve is automatic.

V kompresním cyklu tak může být využita tlaková energie části stlačeného plynu, která je na konci výtlaku v důsledku nedokonalého tvaru rotorových zubů kompresoru přepouštěna mezi rotory z výtlačné strany na sací stranu pracovních prostorů kompresoru.In the compression cycle, the pressure energy of a part of the compressed gas can be used, which is transferred between the rotors from the discharge side to the suction side of the compressor working spaces at the end of the discharge due to the imperfect shape of the compressor teeth.

V případě použití samočinného sacího ventilu může nasávání plynu do zubového kompresoru probíhat takto:If an automatic suction valve is used, the gas can be sucked into the gear compressor as follows:

- sací hrdlo je propojeno s pracovním prostorem kompresoru, pootáčením rotorů se zvětšuje objem pracovního prostoru, sací ventil je působením podtlaku v pracovním prostoru otevřen a probíhá nasávání plynu do pracovního prostoru,- the suction port is connected to the working space of the compressor, the rotation of the rotors increases the volume of the working space, the suction valve is opened by the action of the vacuum in the working space and the gas is sucked into the working space,

-4CZ 309107 B6-4EN 309107 B6

- k sacímu hrdlu se pootočením rotorů přibližuje následující uzavřený pracovní prostor vytvořený mezi zuby rotorů a obsahující zbylou část stlačeného plynu, která nebyla vytlačena do výtlačného prostoru,- the following closed working space created between the teeth of the rotors and containing the remaining part of the compressed gas, which has not been forced into the discharge space, approaches the suction port by turning the rotors,

- pootočením rotorů se tento následující uzavřený pracovní prostor otevírá, zbylá část stlačeného plynu se rázově směšuje s nasávaným plynem ve spojeném pracovním prostoru pod sacím ventilem,- by turning the rotors, this next closed working space is opened, the remaining part of the compressed gas is mixed with the sucked gas in the connected working space under the suction valve,

- při smíšení stlačeného plynu s nasávaným plynem se tlak ve spojeném pracovním prostoru zvýší a v důsledku zvýšeného tlaku proti plynu v sacím hrdlu se sací ventil samočinně uzavře,- when the compressed gas is mixed with the intake gas, the pressure in the connected working space increases and, as a result of the increased pressure against the gas in the intake manifold, the intake valve closes automatically,

- pootočením rotorů se zvětší objem pracovního prostoru a plyn v tomto prostoru polytropicky expanduje,- the rotation of the rotors increases the volume of the working space and the gas in this space expands polytropically,

- dalším pootočením rotorů se zvětší objem pracovního prostoru a vzniklým podtlakem se sací ventil samočinně otevře a nasávání plynu do pracovního prostoru pokračuje.- further rotation of the rotors increases the volume of the working space and the created vacuum automatically opens the suction valve and the suction of gas into the working space continues.

Ventil je nucené ovládaný, jestliže je pohyb ventilové desky mechanicky nebo elektronicky odvozen od pohybu rotorů, přičemž je řízen tak, že v celém provozním rozsahu kompresoru nedochází k přivádění stlačeného plynu tímto ventilem do pracovního prostoru zpětně z výtlačného prostoru.The valve is forcibly actuated if the movement of the valve plate is mechanically or electronically derived from the movement of the rotors, and is controlled so that compressed gas is not supplied through the valve back into the working space back from the discharge space throughout the compressor's operating range.

Ventil je samočinný, jestliže je pohyb ventilové desky způsoben přímo rozdílem tlaků plynu, s výhodou proti síle pružiny.The valve is automatic if the movement of the valve plate is caused directly by the difference in gas pressures, preferably against the force of the spring.

V rámci tohoto základního nastavení lze jemnější optimalizaci otevírání a zavírání ventilu provádět druhotnou regulací, s výhodou podle okamžitých tlakových poměrů v plynové síti.Within this basic setting, the finer optimization of the opening and closing of the valve can be performed by secondary control, preferably according to the instantaneous pressure conditions in the gas network.

Analogicky tyto zásady platí i pro šoupátko.By analogy, these principles also apply to the slide valve.

Sací ventil je umístěn v sacím otvoru, výtlačný ventil je umístěn ve výtlačném otvoru.The suction valve is located in the suction port, the discharge valve is located in the discharge port.

S výhodou je sací otvor se sacím ventilem posunut do oblasti pracovního prostoru, kde se tlak v pracovním prostoru po expanzi přepuštěného stlačeného plynu vyrovnává s tlakem v sacím prostoru. Tím se snižuje riziko expanze stlačeného vzduchu do sacího prostoru.Preferably, the suction opening with the suction valve is moved to the area of the working space, where the pressure in the working space is equalized with the pressure in the suction space after the expansion of the released compressed gas. This reduces the risk of compressed air expanding into the intake manifold.

Z podstaty vynálezu vyplývá, že ventil nebo regulační šoupátko jsou umístěny v otvoru přímo na hranici pracovního prostoru kompresoru.It follows from the essence of the invention that the valve or the control slide is located in the opening directly on the boundary of the working space of the compressor.

Umístěním ventilu v otvoru co nejblíže pracovnímu prostoru se zmenšuje škodný prostor, který snižuje efektivnost kompresního cyklu.Placing the valve in the hole as close to the working space as possible reduces the damage space, which reduces the efficiency of the compression cycle.

Jestliže je výtlačný nebo sací ventil orientován radiálně, takže výtlak nebo sání jsou směrovány kolmo k ose rotace rotorů, tj. ventil přiléhá k obvodové rotační ploše rotorů, je výhodou, když obrysová plocha ventilu na straně pracovního prostoru rotorů tvoří ekvidistantu k obvodové rotační ploše rotorů, ventil lze nazývat jako ekvidistantní.If the discharge or suction valve is oriented radially so that the discharge or suction is directed perpendicular to the axis of rotation of the rotors, i.e. the valve abuts the circumferential rotating surface of the rotors, it is advantageous if the contour surface of the valve on the working space side , the valve can be called equidistant.

Provedení ventilu v kompresoru může být s výhodou takové, že vůle mezi ventilem a rotory je řádově stejná jako vůle mezi tělesem kompresoru a rotory.The design of the valve in the compressor can advantageously be such that the clearance between the valve and the rotors is of the same order of magnitude as the clearance between the compressor body and the rotors.

Výhodně může být ve výtlačném nebo sacím hrdle kompresoru umístěno vedle sebe více výtlačných ventilů, s výhodou na sobě funkčně závislých, vzájemně funkčně spojených.Advantageously, a plurality of discharge valves, preferably functionally dependent on one another, can be functionally connected to one another in the compressor discharge or suction port.

Zvýšením počtu ventilů spolu se zmenšením jejich rozměrů se zmenší nerovnoměrnost vytlačování nebo nasávání plynu a jsou minimalizovány ztráty pronikáním plynu mezerami mezi ventily a zubyIncreasing the number of valves together with reducing their dimensions reduces the unevenness of gas ejection or suction and minimizes gas penetration losses through the gaps between the valves and the teeth.

-5 CZ 309107 B6 rotorů.-5 CZ 309107 B6 rotors.

S výhodou lze umístění výtlačných ventilů ve výtlačném hrdle vytvarovat do oblouku podél kompresní dráhy pracovního prostoru.Advantageously, the location of the discharge valves in the discharge port can be formed in an arc along the compression path of the working space.

Tím se omezí pevná část kompresního poměru na minimum a kompresor se může při zachování polytropické komprese plynule přizpůsobit téměř libovolné změně tlakových poměrů v síti.This keeps the fixed part of the compression ratio to a minimum and the compressor can adapt smoothly to almost any change in pressure conditions in the network while maintaining polytropic compression.

Obdobně je možno také umístění sacích ventilů v sacím hrdle vytvarovat do oblouku podél nasávací dráhy pracovního prostoru, aby se zajistila co nej lepší plynulost nasávání.Similarly, the location of the suction valves in the suction port can be arc-shaped along the suction path of the working space in order to ensure the best possible suction flow.

Výtlačné nebo sací otvory jsou s výhodou umístěny axiálně, z boku tělesa kompresoru, takže výtlak nebo sání jsou směrovány rovnoběžně s osou rotace rotorů.The discharge or suction openings are preferably located axially, at the side of the compressor body, so that the discharge or suction is directed parallel to the axis of rotation of the rotors.

Jestliže je ventil při otáčení rotoru částečně nebo zcela překryt zubem rotoru, změní se rovnováha sil působících na desku ventilu a samočinný ventil se částečně nebo zcela zavře. Stabilní ventil se tedy otevírá a zavírá při každém zakrytí zubem rotoru.If the valve is partially or completely covered by the rotor tooth as the rotor rotates, the balance of forces acting on the valve plate changes and the self-closing valve closes partially or completely. The stable valve therefore opens and closes each time the rotor tooth is covered.

Tuto nevýhodu řeší výhodné uspořádání kompresoru, kde výtlačné a/nebo sací ventily jsou spojeny s rotorem, takže rotují společně s ním, tzn. že pro každý mezizubový pracovní prostor je trvale k dispozici nejméně jeden samostatný výtlačný a/nebo sací ventil. Ventily nejsou překrývány rotorovými zuby a při každé otáčce rotoru každý ventil vykoná jeden cyklus otevření a zavření.This disadvantage is solved by the advantageous arrangement of the compressor, where the discharge and / or suction valves are connected to the rotor, so that they rotate together with it, i. that at least one separate discharge and / or suction valve is permanently available for each interdental working space. The valves are not overlapped by the rotor teeth and each valve rotates one opening and closing cycle at each rotor revolution.

Z konstrukčních důvodů může být bočnice na výtlačné i na sací straně kompresoru vybavena rotačními ventily vždy pouze u jednoho z rotorů. To ovšem není překážkou funkčnosti, jelikož propojené pracovní prostory obou rotorů vytvářejí společný pracovní prostor, a proto může být bočnice u druhého rotoru vybavena pouze stabilními ventily. Další varianty provedení vyplývají z možností, že bočnice na sací straně nemusí být vybavena žádnými sacími ventily, pouze sacími otvory, a že bočnice na výtlačné straně nemusí být u druhého rotoru vybavena žádnými výtlačnými ventily, pouze výtlačnými otvory.For design reasons, the side walls on both the discharge and suction sides of the compressor can always be equipped with rotary valves on only one of the rotors. However, this is not an obstacle to functionality, as the interconnected working spaces of the two rotors form a common working space, and therefore the sidewall of the second rotor can only be equipped with stable valves. Other design variants result from the possibility that the side on the suction side does not have to be equipped with any suction valves, only suction openings, and that the side on the discharge side does not have to be equipped with no discharge valves, only discharge openings.

Rotační ventily jsou s výhodou umístěny v samostatném disku, který rotuje v bočnici kompresoru a přiléhá k boční straně rotorů. Mezi rotačním diskem a bočnici musí být udržována minimální vůle tak, aby dovolila otáčení disku a současně bránila nežádoucímu pronikání stlačeného nebo nasávaného plynu.The rotary valves are preferably located in a separate disk which rotates in the side of the compressor and abuts the side of the rotors. A minimum clearance must be maintained between the rotating disk and the sidewall to allow the disk to rotate while preventing unwanted ingress of compressed or sucked gas.

Podle konkrétního výhodného provedení kompresoru mohou být v bočnici nebo v rotačním disku vytvořeny otvory, ve kterých nemusí být nutně umístěny ventily.According to a particular preferred embodiment of the compressor, openings can be formed in the sidewall or in the rotating disk, in which valves do not necessarily have to be located.

S výhodou jsou rotační ventily provedeny jako lamelové. S výhodou jsou pružící lamely upevněny k rotoru na vnitřním poloměru rotace a ventilová deska na vnějším poloměru rotace, aby se využil stabilizující účinek odstředivé síly. S výhodou jsou všechny lamely u daného rotoru zhotoveny z jednoho kusu materiálu.Preferably, the rotary valves are designed as lamellar valves. Preferably, the spring plates are attached to the rotor at the inner radius of rotation and the valve plate at the outer radius of rotation to take advantage of the stabilizing effect of the centrifugal force. Preferably, all the blades of a given rotor are made of one piece of material.

Zubový nebo šroubový kompresor může být s výhodou v prostoru výtlačného hrdla vybaven stabilními deflektory k usměrnění proudu plynu vystupujícího z rotujících pracovních prostorů a rotujících výtlačných ventilů do výtlačného hrdla.The gear or screw compressor can advantageously be equipped with stable deflectors in the space of the discharge port in order to direct the flow of gas leaving the rotating working spaces and the rotating discharge valves into the discharge port.

Výhodně mají tyto deflektory rotační provedení, výhodně jsou spojeny s rotorem kompresoru, výhodně jsou spojeny s rotačním diskem, který nese výtlačné ventily. Usměrňují plyn, aby proudil v opačném směru, než je směr otáčení rotoru. Rychlost proudění plynu v deflektorech se odečítá od obvodové rychlosti deflektorů a výsledkem je, že deflektory zpomalují rotování vystupujícího plynu ve výtlačném hrdle a působí tedy jako lopatky plynové axiální turbíny. Rotační disk s výtlačnými ventily a s reflektory tak tvoří plynovou turbínu. Tím se část pohybové energie vystupujícího rotujícího plynu využije k přeměně na mechanickou energii, s výhodou k pohonuPreferably, these deflectors have a rotary design, are preferably connected to a compressor rotor, preferably they are connected to a rotating disk which carries the discharge valves. They direct the gas to flow in the opposite direction to the direction of rotation of the rotor. The gas flow rate in the deflectors is subtracted from the circumferential speed of the deflectors and, as a result, the deflectors slow down the rotation of the outgoing gas in the discharge port and thus act as the blades of the gas axial turbine. The rotating disk with discharge valves and reflectors thus forms a gas turbine. Thereby, part of the kinetic energy of the emerging rotating gas is used to convert it into mechanical energy, preferably to drive it

-6CZ 309107 B6 kompresoru, například k pokrytí ztrát z proudění plynu ve výtlačných ventilech.-6GB 309107 B6 compressor, for example to cover gas flow losses in the discharge valves.

Zubový nebo šroubový kompresor může být s výhodou také v prostoru sacího hrdla vybaven deflektory k usměrnění proudu nasávaného plynu z prostoru sacího hrdla do směru otáčení rotujících pracovních prostorů a rotujících sacích otvorů, ve kterých mohou být umístěny sací ventily.The gear or screw compressor can advantageously also be provided with deflectors in the intake manifold space to direct the flow of intake gas from the intake manifold space in the direction of rotation of the rotating working spaces and rotating intake ports in which the intake valves can be located.

Výhodně mají tyto deflektory rotační provedení, výhodně jsou spojeny s rotorem kompresoru, výhodně jsou spojeny s rotačním diskem s vytvořenými sacími otvory. Deflektory zde mají opačný účel než u turbíny na výtlačné straně kompresoru - nabírají plyn přiváděný sacím hrdlem, urychlují jej a přivádějí, vtlačují jej do rotujících sacích otvorů. Působí tedy jako lopatky turbokompresoru. K usměrnění a urychlení pohybu plynu je potřebná energie, ale přetlak plynu na výstupu z turbokompresoru může sloužit k rychlejšímu, intenzivnějšímu plnění, přeplňování rotujících pracovních prostorů kompresoru nasávaným plynem a k pokiytí ztrát z proudění plynu v sacích otvorech, případně v sacích ventilech.Preferably, these deflectors have a rotary design, preferably they are connected to the compressor rotor, preferably they are connected to a rotating disk with formed suction openings. The deflectors here have the opposite purpose than the turbine on the discharge side of the compressor - they pick up the gas supplied by the suction port, accelerate it and supply it, push it into the rotating suction openings. It therefore acts as a turbocharger blade. Energy is required to direct and accelerate the gas movement, but the overpressure of the gas at the outlet of the turbocharger can serve for faster, more intensive filling, overfilling the rotating working spaces of the compressor with sucked gas and to cover losses from gas flow in suction openings or suction valves.

Deflektory obecně mohou být s výhodou naklápěcí k zajištění optimálního průtoku v případě změny proudění při změně otáček, dopravovaného množství nebo tlakových poměrů. Deflektory mají s výhodou aerodynamický profil.The deflectors may generally be tiltable to provide optimal flow in the event of a change in flow as the speed, flow rate or pressure ratio changes. The deflectors preferably have an aerodynamic profile.

V kompresorových ventilech je nutno počítat s aerodynamickými a dalšími ztrátami, které např. samočinné ventily způsobují v závislosti na jeho tvarovém provedení, na síle závěrných pružin a v důsledku setrvačnosti pohyblivých součástí i na otáčkách kompresoru. Nucené ovládaný ventil nebo regulační šoupátko obvykle způsobují z tohoto pohledu menší ztráty, avšak za cenu složitého a drahého mechanismu k zajištění jejich fungování.In compressor valves, it is necessary to take into account aerodynamic and other losses, which, for example, automatic valves cause depending on its shape, the strength of the closing springs and due to the inertia of moving parts and the speed of the compressor. Forced control valves or control valves usually cause smaller losses in this respect, but at the cost of a complex and expensive mechanism to ensure their operation.

Provedení ventilu může vycházet z dosavadních konstrukcí známých u rychloběžných kompresorů, avšak u kompresoru podle vynálezu je pro umístění výtlačného ventilu k dispozici podstatně stísněnější prostor.The design of the valve can be based on the prior art constructions known for high-speed compressors, but in the case of the compressor according to the invention, a considerably more cramped space is available for the location of the discharge valve.

Vynález se vztahuje také na zubový nebo šroubový kompresor obsahující cestu pro nasávání plynu do pracovního prostoru a cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, k provádění způsobu podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje cestu pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru a je odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru.The invention also relates to a gear or screw compressor comprising a path for sucking gas into the working space and a path for expelling compressed gas from the working space, for carrying out the method according to the invention which comprises a path for supplying compressed gas leading directly to the working space. space and is different from the path for expelling compressed gas from the working space.

Zubový nebo šroubový kompresor podle vynálezu s výhodou obsahuje vnější samostatné dotlačovací potrubí, kterým se přímo do pracovního prostoru daného rotoru přivádí stlačený plyn.The gear or screw compressor according to the invention preferably comprises an external separate pressure line through which compressed gas is fed directly into the working space of the rotor.

Cesta pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, s výhodou tvořená dotlačovacím hrdlem a dotlačovacím potrubím, s výhodou obsahuje chladič a/nebo regulátor.The path for supplying compressed gas directly to the working space, preferably formed by a pressure port and a pressure line, preferably comprises a cooler and / or a regulator.

Kompresory mohou být vybaveny jedním dotlačovacím potrubím, společným pro oba rotory. Nicméně může být výhodné, za účelem přesnějšího plnění pracovních prostorů, používat pro každý rotor samostatné dotlačovací potrubí.The compressors can be equipped with one pressure pipe, common to both rotors. However, it may be advantageous to use a separate pressure line for each rotor in order to fill the working spaces more accurately.

V zubovém nebo šroubovém kompresoru s rotory se dvěma nebo třemi zuby podle vynálezu se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a teplota vytlačovaného plynu, ale jen částečně, jelikož zde nelze snadno a důsledně uplatnit důležitý znak vynálezu, tj. oddělení cest pro přivádění a vytlačování stlačeného plynu.In a geared or screw compressor with two or three teeth according to the invention, the unevenness of the gas flow, the shocks and the temperature of the extruded gas are reduced, but only partially, since the important feature of the invention, i.e. compressed gas.

Jestliže jsou cesty pro vytlačování a dotlačování plynu zaústěny do tělesa kompresoru příliš blízko sebe, jejich oddělení tedy není provedeno důsledně, pak se v tomto kompresoru sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a teplota vytlačovaného plynu jen částečně. V konečné fázi stlačování by plyn mohl mít tendenci proudit i opačným směrem, tj. venIf the gas discharge and compression paths open into the compressor body too close to each other, so that their separation is not carried out consistently, then the gas flow unevenness, shocks and temperature of the displaced gas are only partially reduced in this compressor. In the final stage of compression, the gas could tend to flow in the opposite direction, ie out

-7 CZ 309107 B6 z pracovního prostoru do dotlačovacího potrubí.-7 CZ 309107 B6 from the working space to the pressure line.

Relativně velká rozteč pracovních prostorů kvůli malému počtu zubů rotorů totiž způsobuje, že v konečné fázi stlačování by plyn mohl mít tendenci proudit i opačným směrem, tj. ven z pracovního prostoru do dotlačovacího potrubí.The relatively large spacing of the working spaces due to the small number of rotor teeth means that in the final stage of compression the gas could tend to flow in the opposite direction, ie out of the working space into the pressure line.

Poměrně malá úhlová vzdálenost mezi výtlačným hrdlem a zaústěním cesty pro přivádění stlačeného plynu do pracovního prostoru u rotorů se dvěma nebo třemi zuby neumožňuje vůbec nebo ne dostatečně kvalitně regulovat toto přivádění stlačeného plynu.The relatively small angular distance between the discharge port and the mouth of the compressed gas supply path to the working space in the case of two- or three-tooth rotors does not make it possible at all or not to regulate this compressed gas supply at all.

S výhodou lze v takovém případě alespoň zabránit zpětnému proudění plynu v cestě pro přivádění stlačeného plynu do pracovního prostoru umístěním zpětného ventilu nebo zpětné klapky do této cesty, výhodně co nejblíže pracovnímu prostoru, aby se minimalizovalo množství plynu, jehož pohyb je v této cestě reverzován, ovšem za cenu ztrát odporem při proudění plynu.Advantageously, in such a case, gas backflow in the path for supplying compressed gas to the working space can be prevented by placing a non-return valve or non-return valve in this path, preferably as close to the working space as possible, to minimize the amount of gas reversed in this path. however, at the cost of gas flow resistance losses.

Výhodným provedením vynálezu proto může být takový zubový nebo šroubový kompresor, u nějž otvor hrdla pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru je od otvoru sacího hrdla i od otvoru výtlačného hrdla obvodově nebo úhlově vzdálen nejméně o jednu zubovou rozteč rotoru.A preferred embodiment of the invention can therefore be a gear or screw compressor in which the orifice for supplying compressed gas directly into the working space is circumferentially or angularly spaced at least one tooth pitch of the rotor from both the orifice or the discharge orifice.

Otvor potrubí pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru je zde situován tak, že nemůže docházet k jeho propojení prostorem mezi zuby rotoru nejenom se sacím, ale ani s výtlačným otvorem, a tím k nežádoucímu ztrátovému proudění plynu.The opening of the pipe for supplying compressed gas directly to the working space is situated here in such a way that it cannot be connected by the space between the rotor teeth not only with the suction but also with the discharge opening, and thus to undesired lossy gas flow.

V tomto kompresoru může být pro přivádění stlačeného plynu do pracovního prostoru vytvořena vnější samostatná cesta, odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru.In this compressor, an external separate path can be formed for supplying the compressed gas to the working space, different from the path for expelling the compressed gas from the working space.

I kompresor, který má správně vyřešeno umístění dotlačovacího hrdla, s výhodou obsahuje také zpětný ventil nebo zpětnou klapku, umístěné v dotlačovacím potrubí co nejblíže pracovnímu prostoru, aby se zabránilo zpětným pulzacím plynu od pracovního prostoru do potrubí, pokud tyto pulzace nejsou dostatečně omezeny již samotným regulátorem průtoku.Even a compressor that has a properly solved pressure port location preferably also includes a non-return valve or non-return valve located in the pressure line as close to the working space as possible to prevent back pulsations of gas from the working space to the pipes if these pulsations are not sufficiently limited by flow regulator.

Výhodným provedením vynálezu je tudíž šroubový kompresor, jehož rotory mají nejméně čtyři zuby.Thus, a preferred embodiment of the invention is a screw compressor whose rotors have at least four teeth.

Vynález se vztahuje také na kombinaci předchozích dvou provedení, tj. na zubový nebo šroubový kompresor obsahující cestu pro nasávání plynu do pracovního prostoru a cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, jehož podstatou je, že obsahuje cestu pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru aje odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, která je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem.The invention also relates to a combination of the previous two embodiments, i.e. a gear or screw compressor comprising a path for sucking gas into the working space and a path for expelling compressed gas from the working space, the essence of which being comprising a path for supplying compressed gas into the working space and is different from the path for expelling compressed gas from the working space, which is separated from the working space by at least one discharge valve.

Dotlačování stlačeného plynu v kompresoru je tak možno jednak provádět ochlazeným stlačeným plynem z výtlačného potrubí, a tím zvýšit hodnotu provozního omezení přetlaku kompresoru daného maximální přípustnou teplotou, a současně pomocí výtlačných ventilů ve výtlačných otvorech kompresoru bude zabráněno jakékoliv vnější kompresi zpětným pohybem plynu z výtlačného potrubí.Compressed gas in the compressor can be performed with cooled compressed gas from the discharge line, thus increasing the value of the compressor overpressure given by the maximum allowable temperature, and at the same time any external compression by preventing backflow of gas from the discharge line .

Kompresní cyklus zde sestává ze dvou souběžných parciálních procesů:The compression cycle here consists of two parallel partial processes:

a) otevřený proces nasátého (= expedovaného) plynu:a) open process of intake gas:

- nasávání při sacím tlaku,- suction at suction pressure,

- polytropická komprese vestavěným kompresním poměrem,- polytropic compression with built-in compression ratio,

- stlačení (dotlačení) smíšením se stlačeným plynem s nárůstem tlaku na výslednou, směšovací hodnotu,- compression by pressing with compressed gas with an increase in pressure to the final mixing value,

-8CZ 309107 B6-8CZ 309107 B6

- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku,- polytropic compression under the discharge valve to the discharge pressure value,

- vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku;- extrusion at the pressure extrusion value;

b) uzavřený proces cirkulujícího plynu:b) closed circulating gas process:

- chlazení stlačeného plynu,- compressed gas cooling,

- škrcení smíšením s částečně stlačeným plynem na výslednou, směšovací hodnotu,- throttling by mixing with partially compressed gas to the final mixing value,

- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku, - vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku.- polytropic compression under the discharge valve to the pressure discharge value, - extrusion at the pressure discharge value.

Výhody vynálezu:Advantages of the invention:

- v kompresorech lze omezit nežádoucí vnější kompresi plynu a její negativní důsledky, tj. nerovnoměrnost proudění plynu, teplotu vytlačovaného plynu a hlučnost,- undesirable external gas compression and its negative consequences in compressors can be reduced, ie gas flow unevenness, exhaust gas temperature and noise,

- v kompresorech lze omezit vestavěnou část kompresního poměru,- the built-in part of the compression ratio can be limited in compressors,

- kompresory se mohou při zachování polytropické komprese plynule přizpůsobit téměř libovolné změně tlakových poměrů v síti,- compressors can adapt smoothly to almost any change in pressure conditions in the network while maintaining polytropic compression,

- může se snížit energetická náročnost kompresorů i při změnách tlakových poměrů v síti,- the energy consumption of compressors can be reduced even with changes in the pressure conditions in the network,

- jednotlivé kompresory mohou být použitelné pro větší rozsah provozních tlaků plynu a tím lze omezit jejich výrobní sortiment.- individual compressors can be used for a wider range of gas operating pressures and thus reduce their product range.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález bude blíže objasněn na příkladech provedení dle přiložených výkresů:The invention will be further elucidated on the basis of exemplary embodiments according to the accompanying drawings:

obr. 1 znázorňuje schéma zubového kompresoru se stabilními sacími a výtlačnými ventily, obr. 2 znázorňuje schéma zubového kompresoru se stabilními sacími ventily a rotačními výtlačnými ventily, obr. 3 znázorňuje schéma bočnice šroubového kompresoru se stabilními výtlačnými ventily, obr. 4 znázorňuje schéma šroubového kompresoru se stabilními a rotujícími ventily, obr. 5 znázorňuje schéma šroubového kompresoru s dotlačováním, a obr. 6 znázorňuje schéma sestavy šroubového kompresoru s dotlačováním.Fig. 1 shows a diagram of a gear compressor with stable suction and discharge valves, Fig. 2 shows a diagram of a gear compressor with stable suction valves and rotary discharge valves, Fig. 3 shows a diagram of a screw compressor sidewall with stable discharge valves, Fig. 4 shows a diagram of a screw compressor with stable and rotating valves, Fig. 5 shows a diagram of a screw compressor with pressure, and Fig. 6 shows a diagram of a screw compressor assembly with pressure.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Na obr. 1 je znázorněno schéma zubového kompresoru se stabilními sacími a výtlačnými ventily. V kompresoru jsou pracovní prostory 3 vymezeny zuby rotorů 2a, 2b a tělesem 1 kompresoru. Na straně levého rotoru 2a jsou v sacím hrdle 4 axiálně umístěny tři stabilní sací ventily 12a s nuceným ovládáním, na straně pravého rotoru 2b jsou ve výtlačném hrdle 6 umístěny čtyři stabilní výtlačné ventily 12b také s nuceným ovládáním. Během jedné otáčky rotorů 2a, 2b se uskutečňují dva kompresní cykly. Na obrázku je znázorněna situace, kdy se k sacím ventilům 12a, kde probíhá nasávání plynu, pootočením rotorů 2a, 2b přibližuje uzavřený pracovní prostor 3 mezi zuby rotorů 2a, 2b, obsahující částečně stlačený plyn z počáteční fáze stlačování, kdy ještě nezačal výtlak do výtlačných ventilů 12b.Fig. 1 shows a diagram of a gear compressor with stable suction and discharge valves. In the compressor, the working spaces 3 are delimited by the teeth of the rotors 2a, 2b and the compressor body 1. On the side of the left rotor 2a, three stable forced-acting suction valves 12a are axially arranged in the suction port 4, and four stable, forced-operated discharge valves 12b are also located in the discharge port 6 in the discharge port 6. During one revolution of the rotors 2a, 2b, two compression cycles take place. The figure shows a situation where the closed working space 3 between the teeth of the rotors 2a, 2b, containing partially compressed gas from the initial compression phase, when the discharge to the discharge valves has not yet started, approaches the suction valves 12a, where the gas suction takes place. valves 12b.

Z toho je patrné, že během kompresního cyklu se u zubového kompresoru poměrně značné množství stlačeného plynu přepouští z výtlačné strany pracovních prostorů na sací stranu pracovních prostorů a že pomocí sacích ventilů 12a podle vynálezu je možno zvýšit účinnost kompresního cyklu využitím tlakové energie přepouštěného stlačeného plynu. VýtlačnéIt can be seen that during the compression cycle, a relatively large amount of compressed gas is transferred from the discharge side of the working spaces to the suction side of the working spaces in the gear compressor and that Extrusion

-9CZ 309107 B6 ventily 12b jsou nucené ovládány s druhotnou regulací v závislosti na tlaku ve výtlačném prostoru tak, že v celém provozním rozsahu kompresoru se stlačování provádí bez přivádění stlačeného plynu z výtlačného prostoru zpět do pracovního prostoru 3.The valves 12b are forced to be operated with secondary control depending on the pressure in the discharge space so that in the entire operating range of the compressor the compression is performed without supplying compressed gas from the discharge space back to the working space 3.

Na obr. 2 je znázorněno schéma zubového kompresoru se stabilními sacími ventily a rotačními výtlačnými ventily. Dva samočinné rotační výtlačné ventily 14b jsou spojeny s pravým rotorem 2b tak, že rotují společně s ním, oba mezizubové pracovní prostory 3 tak mají trvale přiřazen samostatný rotační výtlačný ventil 14b. Levý rotor 2a je vybaven třemi samočinnými stabilními sacími ventily 13a. Na obrázku je znázorněna situace, kdy v dolní části kompresoru právě probíhá komprese, případně výtlak plynu výtlačným ventilem 14b u pravého rotoru 2b (podle úrovně tlaku ve výtlačném prostoru), zatímco v horní části kompresoru probíhá sání plynu sacími ventily 13a u levého rotoru 2a.Fig. 2 shows a diagram of a gear compressor with stable suction valves and rotary discharge valves. The two automatic rotary discharge valves 14b are connected to the right rotor 2b so that they rotate together with it, so that the two interdental working spaces 3 are permanently assigned a separate rotary discharge valve 14b. The left rotor 2a is equipped with three automatic stable suction valves 13a. The figure shows a situation in which the lower part of the compressor is being compressed or discharged by the discharge valve 14b at the right rotor 2b (according to the pressure level in the discharge space), while at the top of the compressor the gas is sucked by the suction valves 13a at the left rotor 2a.

Na obr. 3 je znázorněno schéma bočnice šroubového kompresoru se stabilními samočinnými výtlačnými ventily. Bočnice 15 na výtlačné straně kompresoru je vybavena 15 stabilními výtlačnými ventily 13b kruhového tvaru o dvou velikostech a 2 výtlačnými ventily 13b obdélníkového tvaru jednotné velikosti. Postupným otevíráním a zavíráním ventilů 13b během rotace rotorů 2a, 2b je minimalizováno kolísání tlaku v mezizubových pracovních prostorech. Bočnice 15 je v dolní polovině vybavena výtlačnými ventily 13b jen částečně, proto je základní část kompresního poměru v kompresoru pevná a teprve další komprese probíhá s kompresním poměrem, kteiý závisí na okamžitém tlaku plynu ve výtlačném prostoru.Fig. 3 shows a side diagram of a screw compressor with stable automatic discharge valves. The side wall 15 on the discharge side of the compressor is equipped with 15 stable circular discharge valves 13b of two sizes and 2 rectangular discharge valves 13b of uniform size. By gradually opening and closing the valves 13b during the rotation of the rotors 2a, 2b, pressure fluctuations in the interdental working spaces are minimized. The side panel 15 is only partially equipped with discharge valves 13b in the lower half, therefore the basic part of the compression ratio in the compressor is fixed and only further compression takes place with a compression ratio which depends on the instantaneous gas pressure in the discharge space.

Na obr. 4 je znázorněno schéma šroubového kompresoru se stabilními a rotačními ventily. V bočnicích 15a, 15b u dolního rotoru 2b jsou na sací i na výtlačné straně umístěny rotační disky 16a, 16b, přičemž v rotačním disku 16b na výtlačné straně jsou usazeny samočinné výtlačné ventily 14b. Na výtlačné straně kompresoru je s rotačním diskem 16b spojena turbína 17, která využívá pohybovou energii stlačeného plynu vystupujícího z rotujících výtlačných ventilů 14b a zpomaluje rotování, víření plynu ve výtlačném hrdle 6b. Na sací straně kompresoru je s rotačním diskem 16a spojen turbokompresor 18, který usměrňuje plyn nasávaný ze sacího hrdla 4a a vtlačuje jej do sacích otvorů 5a v rotačním disku 16a a dále do pracovních prostorů. V bočnici 15a na sací straně horního rotoru 2a jsou umístěny samočinné sací ventily 13a. Při podtlaku v pracovních prostorech během sací fáze umožňují nasávání vzduchu ze sacího hrdla 4. Pokud by nasávací turbokompresor 18 způsoboval v pracovních prostorech během nasávání přetlak, samočinné sací ventily 13a zabrání nežádoucímu unikání stačeného vzduchu z pracovních prostorů horním rotorem 2a do sacího hrdla 4.Fig. 4 shows a diagram of a screw compressor with stable and rotary valves. In the sidewalls 15a, 15b at the lower rotor 2b, rotary discs 16a, 16b are arranged on both the suction and discharge side, while automatic discharge valves 14b are seated in the rotary disc 16b on the discharge side. On the discharge side of the compressor, a turbine 17 is connected to the rotating disk 16b, which uses the kinetic energy of the compressed gas exiting the rotating discharge valves 14b and slows down the rotation, swirling of the gas in the discharge port 6b. On the suction side of the compressor, a turbocharger 18 is connected to the rotary disk 16a, which directs the gas sucked from the suction port 4a and pushes it into the suction openings 5a in the rotary disk 16a and further into the working spaces. Automatic suction valves 13a are located in the side 15a on the suction side of the upper rotor 2a. When the suction turbocharger 18 causes overpressure in the working spaces during suction, the automatic suction valves 13a prevent undesired leakage of compressed air from the working spaces through the upper rotor 2a into the suction nozzle 4.

V bočnici 15b u horního rotoru 2a na výtlačné straně je umístěn stabilní samočinný ventil 13b, který je vyústěn do společného výtlačného hrdla 6b. Optimalizací velikosti a počtu výtlačných ventilů 13b, 14b u obou rotorů 2a, 2b je možno dále snížit nežádoucí unikání stlačeného vzduchu z výtlačné strany pracovních prostorů na sací stranu pracovních prostorů. Kompresor může prakticky v celém pracovním rozsahu přetlaku provádět kompresi s kompresním poměrem, který se samočinně přizpůsobuje okamžitému tlaku plynu ve výtlačném prostoru.A stable self-acting valve 13b is arranged in the side wall 15b at the upper rotor 2a on the discharge side, which outlet opens into a common discharge port 6b. By optimizing the size and number of the discharge valves 13b, 14b at both rotors 2a, 2b, it is possible to further reduce the undesired leakage of compressed air from the discharge side of the working spaces to the suction side of the working spaces. The compressor can perform compression with a compression ratio that adapts automatically to the instantaneous gas pressure in the discharge space over virtually the entire operating pressure range.

Na obr. 5 je znázorněno schéma šroubového kompresoru s dotlačováním. Otvor kteréhokoliv dotlačovacího hrdla 7a, 7b je od výtlačného otvoru 5b výtlačného hrdla 6 vzdálen více než o jednu zubovou rozteč 19. 20 rotoru 2a, 2b. Ve výtlačných otvorech 5b nejsou umístěny výtlačné ventily. Kompresor provádí základní stlačování s vestavěným kompresním poměrem a další zvýšení tlaku na hodnotu prakticky stejnou jako ve výtlačném hrdle 6 a ve výtlačném potrubí lze provádět dotlačením pomocí stlačeného plynu přivedeného dotlačovacím hrdlem 7a, 7b z výtlačného potrubí po případném ochlazení v chladiči.Fig. 5 shows a diagram of a screw compressor with pressure. The opening of any pusher neck 7a, 7b is more than one tooth pitch 19, 20 of the rotor 2a, 2b away from the discharge port 5b of the discharge port 6. Discharge valves are not located in the discharge openings 5b. The compressor performs basic compression with a built-in compression ratio and further increases the pressure to a value practically the same as in the discharge port 6 and in the discharge line can be performed by pressing with compressed gas supplied through the discharge port 7a, 7b from the discharge line after cooling in the cooler.

Na obr. 6 je znázorněno schéma sestavy vzduchového šroubového kompresoru s dotlačováním. Otáčením rotorů 2a, 2b je vzduch nasáván přes sací hrdlo 4 do pracovních prostorů 3, dalším otáčením rotorů 2a, 2b je polytropicky stlačován na základní tlak odpovídající vestavěnému kompresnímu poměru a dopravován k dotlačovacím hrdlům 7a, 7b, kde je takto vzduch dále stlačenFig. 6 is a schematic diagram of a pressurized air screw compressor assembly. By rotating the rotors 2a, 2b the air is sucked through the suction port 4 into the working spaces 3, by further rotation the rotors 2a, 2b it is polytropically compressed to the basic pressure corresponding to the built-in compression ratio and transported to the pressure ports 7a, 7b, where the air is further compressed.

- 10CZ 309107 B6 ochlazeným dotlačovacím vzduchem z dotlačovacího potrubí 9a, 9b, kde je tlak vzduchu vyšší než základní tlak v kompresoru. Výsledné množství vzduchu je v pracovních prostorech 3 dalším otáčením rotorů 2a, 2b dopravováno přes samočinné výtlačné ventily 13b k výtlačnému hrdlu 6 a odtud do výtlačného potrubí 8. Stlačený vzduch se v množství, které odpovídá nasátému 5 množství, dopravuje ke spotřebě. Z výtlačného potrubí 8 odbočuje dotlačovací potrubí 9a, 9b, kteiým se převádí cirkulující část stlačeného vzduchu do chladičů 10a, 10b a dále přes regulační armatury 11a, 11b k dotlačovacím hrdlům 7a, 7b a pracovním prostorům 3 ke stlačování nasátého vzduchu v dalších kompresních cyklech. Jelikož jsou výtlačné ventily 13b samočinné, bude u obou rotorů 2a, 2b zabráněno propojení dotlačovacího hrdla 7a, 7b a výtlačného hrdla 6, i když je jejich ίο obvodová nebo úhlová vzdálenost menší než zubová rozteč rotorů 2a, 2b.- 10GB 309107 B6 with cooled make-up air from the make-up line 9a, 9b, where the air pressure is higher than the base pressure in the compressor. The resulting amount of air is conveyed in the working spaces 3 by further rotation of the rotors 2a, 2b via the automatic discharge valves 13b to the discharge port 6 and from there to the discharge line 8. Compressed air is transported for consumption in an amount corresponding to the intake. A pressure line 9a, 9b branches off from the discharge line 8, through which the circulating part of the compressed air is transferred to the coolers 10a, 10b and further via the control valves 11a, 11b to the pressure ports 7a, 7b and the working spaces 3 for compressing the intake air in further compression cycles. Since the discharge valves 13b are self-acting, the connection of the pressure port 7a, 7b and the discharge port 6 in both rotors 2a, 2b will be prevented, even if their circumferential or angular distance is less than the tooth pitch of the rotors 2a, 2b.

Claims (20)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob provádění kompresního cyklu v zubovém nebo šroubovém kompresoru, který obsahuje operaci nasávání plynu do pracovního prostoru, přičemž je plyn při této operaci veden cestou pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3) obsahující sací hrdlo (4), operaci polytropického stlačování plynu v pracovním prostoru a operaci vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, přičemž je plyn při této operaci veden cestou pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3) obsahující výtlačné hrdlo (6) a výtlačné potrubí (8), vyznačený tím, že stlačování plynu v pracovním prostoru se provádí polytropicky s kompresním poměrem, který se v celém provozním rozsahu kompresoru mění podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru, neboje v první části provozního rozsahu kompresoru stálý nebo nastavitelný a v následné části provozního rozsahu kompresoru se mění podle tlaku plynu ve výtlačném prostoru.A method of performing a compression cycle in a gear or screw compressor, comprising the operation of sucking gas into the working space, the gas being guided in this operation by a gas suction path into the working space (3) comprising a suction port (4), the operation of polytropically compressing the gas in and the operation of expelling compressed gas from the working space into the discharge space, the gas being guided in this operation by a path for expelling compressed gas from the working space (3) comprising a discharge port (6) and a discharge line (8), characterized in that the compression gas in the working space is carried out polytropically with a compression ratio which varies throughout the compressor operating range according to the gas pressure in the discharge space, or in the first part of the compressor operating range is constant or adjustable and in the following part of the compressor operating range space. 2. Způsob provádění kompresního cyklu podle nároku 1, vyznačený tím, že v průběhu a/nebo po skončení polytropické komprese se část stlačování plynu v pracovním prostoru provádí přiváděním stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru odlišnou cestou, než je cesta pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru.Method of carrying out a compression cycle according to claim 1, characterized in that during and / or after polytropic compression, the gas compression part in the working space is performed by feeding the compressed gas directly into the working space in a different way than the compressed gas discharge path. space into the discharge space. 3. Způsob provádění kompresního cyklu podle nároku 2, vyznačený tím, že stlačený plyn je před přivedením do pracovního prostoru chlazen a/nebo průtok stlačeného plynu přiváděného do pracovního prostoru je regulován.A method of carrying out a compression cycle according to claim 2, characterized in that the compressed gas is cooled before being introduced into the working space and / or the flow of the compressed gas supplied to the working space is regulated. 4. Způsob provádění kompresního cyklu podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že teplo získané chlazením stlačeného plynu přiváděného do pracovního prostoru je druhotně využíváno.A method of carrying out a compression cycle according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the heat obtained by cooling the compressed gas supplied to the working space is reused. 5. Způsob provádění kompresního cyklu podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že nasávaný plyn se usměrňuje a/nebo stlačuje před vstupem do pracovního prostoru.Method for carrying out a compression cycle according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the intake gas is directed and / or compressed before entering the working space. 6. Způsob provádění kompresního cyklu podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že pohybová energie stlačeného plynu vystupujícího z pracovního prostoru do výtlačného prostoru je alespoň zčásti využita k přeměně na mechanickou energii.A method of carrying out a compression cycle according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the kinetic energy of the compressed gas exiting the working space into the discharge space is at least partially used to convert it into mechanical energy. 7. Zubový kompresor, který obsahuje cestu pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3) a cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že obsahuje cestu (8) pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), která je od pracovního prostoru (3) oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem (12b, 13b, 14b) a/nebo regulačním šoupátkem.A gear compressor comprising a path for sucking gas into the working space (3) and a path for expelling compressed gas from the working space (3), for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a path (8) for expelling compressed gas from the working space (3), which is separated from the working space (3) by at least one discharge valve (12b, 13b, 14b) and / or a control slide. 8. Šroubový kompresor, který obsahuje cestu pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3) a cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že obsahuje cestu (8) pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), která je od pracovního prostoru (3) oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem (12b, 13b, 14b).A screw compressor comprising a path for sucking gas into the working space (3) and a path for expelling compressed gas from the working space (3), for carrying out the method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a path (8) for expelling compressed gas from the working space (3), which is separated from the working space (3) by at least one discharge valve (12b, 13b, 14b). 9. Kompresor podle nároku 7 nebo 8, vyznačený tím, že obsahuje cestu (9a, 9b) pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3) a je odlišná od cesty (8) pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3).Compressor according to claim 7 or 8, characterized in that it comprises a compressed gas supply path (9a, 9b) which leads directly to the working space (3) and is different from the compressed gas discharge path (8) from the working space ( 3). 10. Kompresor podle některého z nároků 7 až 9, vyznačený tím, že cesta (9a, 9b) pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3) a je odlišná od cesty (8) pro Compressor according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the path (9a, 9b) for supplying compressed gas, which leads directly to the working space (3) and is different from the path (8) for - 12CZ 309107 B6 vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3), obsahuje chladič (10a, 10b) a/nebo obsahuje regulátor (11a, 11b) průtoku.- 12GB 309107 B6 expels the compressed gas from the working space (3), comprises a cooler (10a, 10b) and / or comprises a flow regulator (11a, 11b). 11. Kompresor podle některého z nároků 7 až 10, vyznačený tím, že cesta (10) pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru (5) obsahuje zpětný ventil nebo zpětnou klapku.Compressor according to one of Claims 7 to 10, characterized in that the path (10) for supplying compressed gas directly to the working space (5) comprises a non-return valve or a non-return valve. 12. Kompresor podle některého z nároků 7 až 11, vyznačený tím, že otvor hrdla (7a, 7b) pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru (3) je od otvoru sacího hrdla (4) i od otvoru výtlačného hrdla (6) vzdálen nejméně o jednu zubovou rozteč rotoru (2a, 2b).Compressor according to one of Claims 7 to 11, characterized in that the orifice (7a, 7b) for supplying compressed gas directly to the working space (3) is spaced from the orifice (4) and the orifice (6). at least one tooth pitch of the rotor (2a, 2b). 13. Kompresor podle některého z nároků 7 až 12, vyznačený tím, že cesta (4) pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3) je od pracovního prostoru (3) oddělena nejméně jedním sacím ventilem (12a, 13a).Compressor according to one of Claims 7 to 12, characterized in that the path (4) for sucking gas into the working space (3) is separated from the working space (3) by at least one suction valve (12a, 13a). 14. Kompresor podle některého z nároků 7 až 13, vyznačený tím, že obsahuje rotační sací ventily a/nebo rotační výtlačné ventily (14b), které jsou spojeny s rotorem (2a, 2b) tak, že pro každý pracovní prostor (3) je trvale přiřazen nejméně jeden samostatný výtlačný ventil (14b) a/nebo nejméně jeden samostatný rotační sací ventil.Compressor according to one of Claims 7 to 13, characterized in that it comprises rotary suction valves and / or rotary discharge valves (14b) which are connected to the rotor (2a, 2b) so that for each working space (3) there is a at least one separate discharge valve (14b) and / or at least one separate rotary suction valve is permanently assigned. 15. Kompresor podle některého z nároků 7 až 14, vyznačený tím, že obsahuje deflektory k usměrnění proudu plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3) do výtlačného hrdla (6b).Compressor according to one of Claims 7 to 14, characterized in that it comprises deflectors for directing the flow of gas expelled from the rotating working spaces (3) into the discharge port (6b). 16. Kompresor podle některého z nároků 7 až 15, vyznačený tím, že obsahuje plynovou turbínu (17) pro přeměnu alespoň části pohybové energie plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3) na mechanickou energii.Compressor according to one of Claims 7 to 15, characterized in that it comprises a gas turbine (17) for converting at least part of the kinetic energy of the gas expelled from the rotating working spaces (3) into mechanical energy. 17. Kompresor podle některého z nároků 7 až 16, vyznačený tím, že obsahuje deflektory k usměrnění proudu nasávaného plynu od sacího hrdla (4a) do rotujících pracovních prostorů (3).Compressor according to one of Claims 7 to 16, characterized in that it comprises deflectors for directing the flow of the intake gas from the suction port (4a) into the rotating working spaces (3). 18. Kompresor podle některého z nároků 7 až 17, vyznačený tím, že obsahuje turbokompresor (18) pro vtlačování nasávaného plynu do rotujících pracovních prostorů (3).Compressor according to one of Claims 7 to 17, characterized in that it comprises a turbocharger (18) for injecting the intake gas into the rotating working spaces (3). 19. Kompresor podle některého z nároků 7 až 18, vyznačený tím, že ventil kompresoru je samočinný.Compressor according to one of Claims 7 to 18, characterized in that the compressor valve is automatic. 20. Kompresor podle některého z nároků 7 až 19, vyznačený tím, že nejméně dva výtlačné ventily (12b, 13b, 14b) a/nebo dva sací ventily (12a, 13a) jsou vzájemně funkčně spojeny.Compressor according to one of Claims 7 to 19, characterized in that the at least two discharge valves (12b, 13b, 14b) and / or the two suction valves (12a, 13a) are operatively connected to one another.
CZ2019732A 2019-03-20 2019-11-30 A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this CZ309107B6 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019732A CZ309107B6 (en) 2019-11-30 2019-11-30 A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this
PCT/CZ2019/050061 WO2020187342A1 (en) 2019-03-20 2019-12-04 A compression cycle method and a compressor for carrying out the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019732A CZ309107B6 (en) 2019-11-30 2019-11-30 A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019732A3 CZ2019732A3 (en) 2021-06-09
CZ309107B6 true CZ309107B6 (en) 2022-02-02

Family

ID=76206780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019732A CZ309107B6 (en) 2019-03-20 2019-11-30 A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309107B6 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2618353A (en) * 2022-05-05 2023-11-08 Atlas Copco Airpower Nv Rotor assembly

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE865864C (en) * 1945-02-27 1953-02-05 Messerschmitt Boelkow Blohm Gear pumps, especially for pumping fluids in aircraft engines
US3058652A (en) * 1957-09-09 1962-10-16 Glamann Wilhelm Displacement compressors
GB2157370A (en) * 1984-04-13 1985-10-23 Aerzener Maschf Gmbh Roots compressor
US5090879A (en) * 1989-06-20 1992-02-25 Weinbrecht John F Recirculating rotary gas compressor
US5439358A (en) * 1994-01-27 1995-08-08 Weinbrecht; John F. Recirculating rotary gas compressor
US20040194766A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Prior Gregory P. Supercharger with multiple backflow ports for noise control
US20170159660A1 (en) * 2014-08-21 2017-06-08 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Compression device
CZ308233B6 (en) * 2019-03-20 2020-03-11 Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava A method of carrying out a compression cycle and a compressor for this

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE865864C (en) * 1945-02-27 1953-02-05 Messerschmitt Boelkow Blohm Gear pumps, especially for pumping fluids in aircraft engines
US3058652A (en) * 1957-09-09 1962-10-16 Glamann Wilhelm Displacement compressors
GB2157370A (en) * 1984-04-13 1985-10-23 Aerzener Maschf Gmbh Roots compressor
US5090879A (en) * 1989-06-20 1992-02-25 Weinbrecht John F Recirculating rotary gas compressor
US5439358A (en) * 1994-01-27 1995-08-08 Weinbrecht; John F. Recirculating rotary gas compressor
US20040194766A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-07 Prior Gregory P. Supercharger with multiple backflow ports for noise control
US20170159660A1 (en) * 2014-08-21 2017-06-08 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Compression device
CZ308233B6 (en) * 2019-03-20 2020-03-11 Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava A method of carrying out a compression cycle and a compressor for this

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(Development and experimental investigation of an oil-free twin-screw air compressor for fuel cell systems; He Yongning, Xing Linfen, Zhang Yeqiang, Zhang Jun, Cao Feng; Applied Thermal Engineering, 145, CODEN: ATENFT ISSN: 1359-4311; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431117377475?via%3Dihub) 25.12.2018 *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019732A3 (en) 2021-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4511197B2 (en) Feeder assembly for particle blasting system
US11067007B2 (en) Gas turbine and method for operating gas turbine
EP1041290B1 (en) Gas turbine starting method
RU2753738C2 (en) Cooling device for turbomachine provided with unloading circuit
CZ309107B6 (en) A method of carrying out a compression cycle and a gear or screw compressor for this
JP5706827B2 (en) Screw compressor
BE1019299A3 (en) METHOD FOR DRIVING A COMPRESSOR.
CN210003340U (en) multistage expansion generator start-up phase exhaust gas regulation system
CN201953605U (en) Discharge-type high-efficiency gas compressor
JP5248859B2 (en) Pneumatic system with one or more piston / cylinder arrangements
KR101299801B1 (en) Method for controlling a turbocompressor
CN103982429B (en) Composite vacuum pump pump chamber structure and the vacuum pump using method with this pump chamber structure
WO2020187342A1 (en) A compression cycle method and a compressor for carrying out the same
US10858996B2 (en) Gas turbine startup method and device
CZ33936U1 (en) Screw compressor with a new compression method
CZ33935U1 (en) Gear compressor with a new way of compression
KR101995358B1 (en) Method and pump arrangement for evacuating a chamber
CZ308233B6 (en) A method of carrying out a compression cycle and a compressor for this
US20230024289A1 (en) Centrifugal compressor and method of operating the same
US8113228B2 (en) Suction valve
JP2011032957A (en) Screw compressor
US9909495B2 (en) Gas turbine engine with distributed fans with drive control
RU2733572C2 (en) Method of gas pumping from compressors of gas transfer units and system for its implementation
CZ33820U1 (en) Compressor
CN109720715A (en) A kind of discharging controller poured in leaching equipment