CZ33936U1 - Šroubový kompresor s novým způsobem komprese - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká šroubových kompresorů.

Dosavadní stav techniky

Šroubové kompresory mají dva rotory se dvěma nebo více 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.

Výtlačný otvor u šroubového kompresoru bývá umístěn radiálně, axiálně nebo kombinovaně.

Tyto 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 spojeni pracovního prostoru kompresoru s prostorem výtlačného hrdla, přičemž nastavení vzájemné polohy těchto prostorů je v daném kompresoru neměnné.

V ideálním případě by v okamžiku spojení těchto prostorů měl být tlak v pracovním prostora kompresora stejný jako tlak ve výtlačném prostora, tj. ve výtlačném hrdle a výtlačném potrubí, a teoreticky by měl plynule pokračovat výtlak plynu do výtlačného potrubí.

V praxi však bývá tlak ve výtlačném prostoru odlišný než ve výtlačném prostoru a nastává nejprve směšování plynů v těchto prostorech.

Jestliže je tlak plynu ve výtlačném prostora nutno udržovat i nepatrně vyšší než tlak plynu v pracovním prostoru kompresoru, dochází k rázové vnější kompresi, tj. ke stlačení plynu v pracovním prostora plynem z výtlačného prostoru. Je-li naopak tlak plynu ve výtlačném prostora nižší než tlak plynu v pracovním prostoru kompresora, dochází ke škrcení, tj. k rázové expanzi plynu z pracovního prostora kompresora na hodnotu tlaku ve výtlačného prostora. Tyto jevy snižují efektivnost kompresního cyklu. Až teprve po tomto směšování nastává výtlak stlačeného plynu do výtlačného potrubí.

Ve šroubových kompresorech je efektivnost kompresního cyklu narušována také tím, že část stlačeného plynu je na konci výtlaku v důsledku nedokonalého tvaru zubů přepouštěna mezi rotory z výtlačné strany na sací stranu pracovních prostorů kompresoru.

Další nevýhodou těchto kompresorů je hlučnost pulzací při prudkém, rázovém střídání směru proudění.

Rázová vnější komprese při výtlaku i přepouštění stlačeného plynu do sání jsou příčinou poměrně značných energetických ztrát a příčinou vyšší teploty vytlačovaného plynu, než jaká odpovídá teoretické kompresi.

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.

- 1 CZ 33936 U1

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.

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.

Základním úkolem technického řešení je snížit energetickou náročnost kompresního cyklu ve šroubových kompresorech.

Podstata technického řešení

Technickým řešením uvedeného úkolu je šroubový kompresor, jehož podstatou je, že obsahuje cestu pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, která je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem, a/nebo obsahuje cestu pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru a je odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru.

Polytropickou kompresí je nutno překonat nejen tlak plynu ve výtlačném prostoru, ale i odpor výtlačného ventilu, a pak teprve může nastat vytlačování plynu z pracovního prostoru do výtlačného prostoru, tj. do výtlačného hrdla a dále do výtlačného potrubí.

Odstraněním vnější komprese se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a energetická spotřeba kompresoru.

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.

S výhodou může být výtlačný ventil kompresoru podle technického řešení samočinný.

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.

Ve šroubovém kompresoru může být cesta pro nasávání plynu do pracovního prostoru s výhodou oddělena od pracovního prostoru nejméně jedním sacím ventilem. Výhodně je sací ventil samočinný.

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.

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.

Ventil je samočinný, jestliže je pohyb ventilové desky způsoben přímo rozdílem tlaků plynu,

-2 CZ 33936 U1 s výhodou proti síle pružiny.

V rámci tohoto základního nastavení lze jemnější optimalizaci otevírání a zavírání ventilu provádět druhotnou regulací, s výhodou podle okamžitých tlakových poměrů v plynové síti.

Sací ventil je umístěn v sacím otvoru, výtlačný ventil je umístěn ve výtlačném otvoru. V sacím nebo výtlačném otvoru však obecně nemusí být umístěn žádný ventil.

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.

Z podstaty technického řešení vyplývá, že ventil je umístěn v otvoru přímo na hranici pracovního prostoru kompresoru.

Umístěním ventilu v otvoru co nejblíže pracovnímu prostoru se zmenšuje škodný prostor, který snižuje efektivnost kompresního cyklu.

Jestliže je výtlačný nebo sací ventil s výhodou 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.

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.

Výhodně může být ve výtlačném nebo sacím hrdle kompresoru umístěno vedle sebe více výtlačných ventilů, s výhodou na sobě funkčně nezávislých.

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 zuby rotorů.

S výhodou lze umístění výtlačných ventilů ve výtlačném hrdle vytvarovat do oblouku podél kompresní dráhy pracovního prostoru.

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.

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.

Výtlačné nebo sací otvory jsou s výhodou umístěny axiálně, z boku tělesa kompresoru, takže výtlak nebo sání jsou směrovány rovnoběžně s osou rotace rotorů.

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.

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.

-3 CZ 33936 U1

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.

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 aby bránila nežádoucímu pronikání stlačeného nebo nasávaného plynu.

Podle konkrétního výhodného provedení kompresoru mohou být v bočnici nebo v rotačním disku vytvořeny otvory, ve kterých nemusí být nutně umístěny ventily.

S výhodou jsou rotační ventily provedeny jako lamelové. S výhodou jsou pružící lamely upevněny k rotoru na vnitřním poloměru rotace a ventilová deska je upevněna na vnějším poloměru rotace, aby se využil stabilizující účinek odstředivé síly. S výhodou jsou všechny lamely u daného rotoru zhotoveny z jednoho kusu materiálu.

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.

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. Tím se část pohybové energie vystupujícího rotujícího plynu využije k přeměně na mechanickou energii, s výhodou k pohonu kompresoru, například k pokrytí ztrát z proudění plynu ve výtlačných ventilech.

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.

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 plynuje potřebná energie, ale přetlak plynu na výstupu z turbokompresoru může sloužit k rychlejšímu, intenzivnějšímu plnění, přeplňování rotujících pracovních prostorů kompresoru nasávaným plynem a k pokrytí ztrát z proudění plynu v sacích otvorech, případně v sacích ventilech.

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.

V kompresorových ventilech je nutno počítat s aerodynamickými a dalšími ztrátami, které např. samočinné ventily způsobují v závislosti na jejich tvarovém provedení, na síle závěrných pružin a v důsledku setrvačnosti pohyblivých součástí i na otáčkách kompresoru. Nucené ovládaný ventil obvykle způsobuje z tohoto pohledu menší ztráty, avšak za cenu složitého a drahého

-4 CZ 33936 U1 mechanismu k zajištění jeho fungování.

Provedení ventilu může vycházet z dosavadních konstrukcí známých u rychloběžných kompresorů, avšak u kompresoru podle technického řešení je pro umístění výtlačného ventilu k dispozici podstatně stísněnější prostor.

Šroubový kompresor podle technického řešení s výhodou obsahuje vnější samostatné dotlačovací potrubí, kterým se přímo do pracovního prostoru daného rotoru přivádí stlačený plyn.

Cesta pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, s výhodou tvořená dotlačovacím hrdlem a dotlačovacím potrubím, s výhodou obsahuje chladič a/nebo regulátor.

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.

Ve šroubovém kompresoru s rotory se dvěma nebo třemi zuby podle technického řešení se sníží nerovnoměrnost proudění plynu, rázové jevy a teplota vytlačovaného plynu, ale jen částečně, jelikož zde nelze snadno a důsledně uplatnit důležitý znak technického řešení, tj. oddělení cest pro přivádění a vytlačování stlačeného plynu.

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. ven z pracovního prostoru do dotlačovacího potrubí.

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.

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.

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 jev této cestě reverzován, ovšem za cenu ztrát odporem při proudění plynu.

Výhodným provedením technického řešení proto může být takový 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.

Otvor potrubí pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru je zde situován tak, že nemůže docházet kjeho propojení prostorem mezi zuby rotoru nejenom se sacím, ale ani s výtlačným otvorem, a tím k nežádoucímu ztrátovému proudění plynu.

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.

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

-5 CZ 33936 U1 prostoru, aby se zabránilo zpětným pulzacím plynu od pracovního prostoru do potrubí, pokud tyto pulzace nejsou dostatečně omezeny již samotným regulátorem průtoku.

Výhodným provedením technického řešení je tudíž šroubový kompresor, jehož rotory mají nejméně čtyři zuby.

Dle podstaty technického řešení může šroubový kompresor obsahovat cestu pro přivádění stlačeného plynu přímo do pracovního prostoru, která je odlišná od cesty pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru, která je od pracovního prostoru oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem.

V kompresoru je tak možno jednak provádět dotlačování stlačeného plynu ochlazeným stlačeným plynem z výtlačného potrubí, a tím zvýšit hodnotu provozního omezení přetlaku kompresoru dané maximální přípustnou teplotou, a současně pomocí výtlačných ventilů ve výtlačných otvorech kompresoru bude zabráněno jakékoli vnější kompresi zpětným pohybem plynu z výtlačného potrubí.

Kompresní cyklus zde sestává ze dvou souběžných parciálních procesů:

a) otevřený proces nasátého (= expedovaného) plynu:

- nasávání při sacím tlaku,

- polytropická komprese vestavěným kompresním poměrem,

- stlačení (dotlačení) smíšením se stlačeným plynem s nárůstem tlaku na výslednou, směšovací hodnotu,

- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku,

- vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku;

b) uzavřený proces cirkulujícího plynu:

- chlazení stlačeného plynu,

- škrcení smíšením s částečně stlačeným plynem na výslednou, směšovací hodnotu,

- polytropická komprese pod výtlačným ventilem na výtlačnou hodnotu tlaku,

- vytlačování při výtlačné hodnotě tlaku.

Výhody technického řešení:

- v kompresorech lze omezit nežádoucí vnější kompresi plynu a její negativní důsledky, tj. nerovnoměrnost proudění plynu, teplotu vytlačovaného plynu a hlučnost,

- v kompresorech lze omezit vestavěnou část kompresního poměru,

- kompresory se mohou při zachování polytropické komprese plynule přizpůsobit téměř libovolné změně tlakových poměrů v síti,

- může se snížit energetická náročnost kompresorů i při změnách tlakových poměrů v síti,

- jednotlivé kompresory mohou být použitelné pro větší rozsah provozních tlaků plynu a tím lze omezit jejich výrobní sortiment.

Objasnění výkresů

Technické řešení bude blíže objasněno na příkladech provedení dle přiložených výkresů:

obr. 1 znázorňuje schéma bočnice šroubového kompresoru se stabilními výtlačnými ventily, obr. 2 znázorňuje schéma šroubového kompresoru se stabilními a rotujícími ventily, obr. 3 znázorňuje schéma šroubového kompresoru s dotlačováním, obr. 4 znázorňuje schéma sestavy šroubového kompresoru s dotlačováním.

-6 CZ 33936 U1

Příklady uskutečnění technického řešení

Na obr. 1 je znázorněno schéma bočnice šroubového kompresoru se stabilními samočinnými výtlačnými ventily. Bočnice 15b 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 15b 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, který závisí na okamžitém tlaku plynu ve výtlačném prostoru.

Na obr. 2 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.

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.

Na obr. 3 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.

Na obr. 4 je znázorněno schéma sestavy vzduchového šroubového kompresoru s dotlačováním. Otáčením rotorů 2a, 2b je vzduch nasáván přes sací hrdlo 4 do pracovních prostorů 3a, 3b, 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 stlačen ochlazeným dotlačovacím vzduchem z dotlačovacího potrubí 9a, 9b, kde je tlak vzduchu vyšší než základní tlak v kompresoru. Výsledné množství vzduchuje v pracovních prostorech 3a, 3b 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 množství, dopravuje ke spotřebě. Z výtlačného potrubí 8 odbočuje dotlačovací potrubí 9a, 9b, kterým 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 3a, 3b 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 obvodová nebo úhlová vzdálenost menší než zubová rozteč rotorů 2a, 2b.

Claims (12)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Šroubový kompresor, vyznačený tím, že obsahuje cestu (8) pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3a, 3b), která je od pracovního prostoru (3a, 3b) oddělena nejméně jedním výtlačným ventilem (13b, 14b), a/nebo obsahuje cestu (9a, 9b) pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3a, 3b) a je odlišná od cesty (8) pro vytlačování stlačeného plynu z pracovního prostoru (3a, 3b).
2. 2. Kompresor podle nároku 1, vyznačený tím, že cesta (9a, 9b) pro přivádění stlačeného plynu, která vede přímo do pracovního prostoru (3a, 3b), obsahuje chladič (10a, 10b) a/nebo obsahuje regulátor (11a, 11b) průtoku.
3. 3. Kompresor podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že obsahuje cestu (4) pro nasávání plynu do pracovního prostoru (3a, 3b), která je od pracovního prostoru (3a, 3b) oddělena nejméně jedním sacím ventilem (13a).
4. 4. Kompresor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že obsahuje rotační sací ventily a/nebo rotační výtlačné ventily (14b), které jsou spojeny s rotorem (2a, 2b) pro společnou rotaci, a pro každý pracovní prostor (3a, 3b) je trvale přiřazen nejméně jeden samostatný rotační výtlačný ventil (14b) a/nebo nejméně jeden samostatný rotační sací ventil.
5. 5. Kompresor podle některého z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že obsahuje deflektory k usměrnění proudu plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3a, 3b) do výtlačného hrdla (6b).
6. 6. Kompresor podle některého z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že obsahuje plynovou turbínu (17) pro přeměnu alespoň části energie plynu vytlačeného z rotujících pracovních prostorů (3a, 3b) na mechanickou energii.
7. 7. Kompresor podle některého z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že obsahuje deflektory k usměrnění proudu nasávaného plynu od sacího hrdla (4a) do rotujících pracovních prostorů (3a, 3b).
8. 8. Kompresor podle některého z nároků 1 až 7, vyznačený tím, že obsahuje turbokompresor (18) pro vtlačování nasávaného plynu do rotujících pracovních prostorů (3a, 3b).
9. 9. Kompresor podle některého z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že ventil (13a, 13b, 14b) je samočinný.
10. 10. Kompresor podle některého z nároků 1 až 9, vyznačený tím, že nejméně dva výtlačné ventily (13b, 14b) a/nebo dva sací ventily (13a) jsou uspořádány vzájemně nezávisle.
11. 11. Kompresor podle některého z nároků 1 až 10, vyznačený tím, že obrysová plocha ventilu na straně pracovního prostoru (3a, 3b) rotorů (2a, 2b) tvoří ekvidistantu k obvodové rotační ploše rotorů (2a, 2b).
12. 12. Kompresor podle některého z nároků 1 až 11, vyznačený tím, že vůle mezi ventilem (13a, 13b, 14b) a rotory (2a, 2b) je řádově stejná jako vůle mezi tělesem (1) kompresoru a rotory (2a, 2b).