DE2623727A1 - Gaskompressor - Google Patents
GaskompressorInfo
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- F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
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Description
HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN
Ingersoll-Rand Company ir-52
2k.Mai I976
Se/P
Gaskompressor
Die Erfindung betrifft einen Gaskompressor und insbesondere
die Art des Aufbaues aus leistungsfähigen, selbstständigen
Bauteilen, um eine Anpassungsfähigkeit der Konstruktion zu
erreichen, was Ausgangsleistung, Anwendungsmöglichkeiten und dergleichen betrifft, und um Wirtschaftlichkeit bei der
Herstellung und der Wartung zu erzielen.
Bei Gaskompressoren des bekannten Standes der Technik war die Art des Zusammenbaus durch die Erfordernisse seitens
der Maschinenausstattung bestimmt. Dies bringt die Notwendigkeit mit sich, daß jeder Aufbau oder jede Konstruktion im
wesentlichen besonders ausgestaltet ist, wodurch ein beträchtlicher
Herstellaufwand und Aufwand an Wartung und Ersatzteilen bedingt ist. Solche Gaskompressoren des Standes der Technik
bieten eine geringe Anpassungsfähigkeit in ihrer Konstruktion und wenig wirksame, selbstständige, in sich geschlossene Bauteile.
Eine Ausnahme hierzu stellt die Einrichtung gemäß US-PS 3 355 097 dar, in der Strömungsmittelmaschinen beschrieben
sind, z.B. ein Gaskompressor, der einen vorteilhaften, wirtschaftlichen und leicht wartbaren Aufbau zeigt. Diese Patentschrift
zeigt insbesondere die Art des Aufbaues eines Gaskompro./ o:-.-.
bei der im wesentlichen die gesamte Leitungsführung zwischen de·;.ι
einzelnen Stufen selbstständig innerhalb einer Abschlußplatte ix!.;:.»
Abdeckung enthalten ist, die an das Gehäuse angelenkt ist.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist die Leitungsführung zwischen
den einzelnen Stufen, sofern eine solche verwendet wird, außen angeordnet, doch ist eine große Anpassungsfähigkeit der
Konstruktion durch die Art des Aufbaues des Kompressors gegeben, die kompakte, selbstständige, gegenseitig kuppelbare
und leicht austauschbare Bauteile aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gaskompressor· zu schaffen, der aus Bauteilen besteht, die sich in vorteilhafter
Weise zusammenbauen lassen. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die im Anspruch 1 angegebenen
Maßnahmen.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gaskompressors gemäß der
Erfindung, der an einem Ende eines Unterbaus oder einer Plattform befestigt ist und mit einer Antriebsmaschinenanlage
am anderen Ende verbunden ist,
Pig. 2 eine Ansicht vom Ende her auf die Anordnung der Fig.l,
und zwar von der rechten Seite der Fig. 1 aus gesehen,
wobei die Leitungsführung und die Abdeckung für die
zwei bei diesem Ausführungsbeispiel vorhandenen Stufen zu sehen sind,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig.I
und 2, der im allgemeinen in die Ebene gelegt ist, in der sich beide Drehachsen der zwei Stufen befinden,
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Pig. 4 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Gaskompressors, in dem drei Kompressionsstufen in Reihe vorgesehen sind,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel ebenso in Draufsicht,
bei dem zwei unabhängige Kompressionsstufen vorgesehen sind,
Fig. 6 einen Teil eines Schnittes durch eine gegenüber Fig. 1 etwas
abgewandelte Ausführungsform.
Wie in den Fig.l und 2 gezeigt, enthält der Gaskompressor 10
ein Getriebegehäuse 12, das mit einer Grundplatte 14 verbunden ist. An das Getriebegehäuse 12 ist an dessen Mitte eine Antriebswelle
16 angeschlossen, und zwar über ein Hauptantriebsrad 18
zum Antrieb von weiteren Zahnrädern, durch die Kompressorlaufräder
betrieben werden. Die Antriebswelle 16 ist mit einer Antriebsmaschinenanlage 20 verbunden, die in einem Gehäuse 22
enthalten ist. In der Ansicht tier Fig.2 ist zu sehen, daß zwei
Kompressionsstufen Seite an Seite vorgesehen sind, .deren jede
in einem Gehäusemantel 24 bzw. 26 eingeschlossen ist. Eine Leitungsverbindung 28 führt vom Ausgang der ersten Stufe zum
Eingang der zweiten Stufe. Eine mit einem Flansch versehene öffnung 30 stellt den Einlaß für die erste stufe dar und
ein tangentialer Leitungsabschnitt 32 führt vom Ausgang der
zweiten Stufe weiter. Wie besser in Fig.3 zu erkennen ist, ist der Gehäusemantel 24 die äußere Wand eines Zwischenkühler-Wärmetauschers
34.
In Fig.3 ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 mehr in
Einzelheiten gezeigt und zwar in einem Schnitt durch die Ebene,. in der die Achsen der Kompressorlaufräder 36 und 38 der ersten
bzw. der zweiten Stufe liegen. Das Getriebegehäuse 12 ist in sich abgeschlossen und durch eine Umfangswand 40 und parallele
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Seitenwände 42 und 44 begrenzt. Die Antriebswelle 16 geht durch die Seitenwand 42 hindurch und die Kompressorlaufräder
36 und 38 befinden sich außerhalb des Gehäuses innerhall:. von Gasführungsbauteilen 46 und 48, die aus einem Stück mit
der Seitenwand 44 ausgebildet sind. Das Hauptantriebsrad 18 steht in Antriebsverbindung mit Zahnrädern 50 und 52 der ersten
bzw. der zweiten Kompressorstufe, wobei diese Zahnräder wiederun
die entsprechenden Kompressorlaufräder 36 und 38 antreiben.
Die Gasführungsbauteile 46 und 48 weisen in ihrer Mitte je ein Einlaßrohr 54 bzw. 56 auf, die Gas zu jedem der Kompressor laui'-räder
zuführen, und enthalten auch Diffusoren 58 bzw. 60 und nach einer Seite of ferB Auf fangräume 62 bzw. 64. Die erste
Stufe weist einen Zwischenkühler auf, d.h. den Zwischenkühler-Wärmetauscher
34, der mit dem Flansch 68 des Gasführuncsbauteile
46 verschraubt ist, und eine haubenförmige Abdeckung 70, die wiederum mit dem Wärmetauscher verschraubt ist. Sowohl die
haubenförmige Abdeckung 70, wie auch der Zwischenkühler-Wämietauscher
34 haben mittige Rohre 72 bzw. 74, die passend miteinander
in Eingriff stehen, um eine gemeinsame mittige Einlaßleitung zu begrenzen, die dem Kompressorlaufrad 36 der
ersten Stufe Gas zuführt. Die haubenförmige Abdeckung 70 hat auch ein tangentiales Auslaßrohr 76 zur Abführung des
komprimierten Gases der ersten Stufe. Es versteht sich, daß falls erwünscht, der Wärmeaustauscher wegfallen und die haubenförmige
Abdeckung 70 direkt mit dem Plansch 68 des Bauteiles 46 verschraubt sein kann.
Das tangentiale Auslaßrohr 76, das einen Teil der Leitungsverbindung
28 darstellt, ist seinerseits mit einem um 90° umlenkenden Krümmer 78 verbunden, der seinerseits mit einer
zweiten haubenförmigen Abdeckung 70a verschraubt ist,die ihrerseits
abnehmbar um das Kompressorlaufrad 38 der zweiten Stufe
befestigt ist.Auch hier ist die haubenförmige Abdeckung mit
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dem Bauteil 48 verschraubt und hat den tangentialen Leitungsabschnitt
32 zur Abführung des komprimierten Gases. Sofern es ratsam oder erwünscht erscheint, könnte der Krümmer 78 wegfallen
und an seiner Stelle ein Nachkühler in der zweiten Stufυ
(in der gleichen Art wie der Zwischenkühler-Wärmetauscher 34
in der ersten Stufe) vorgesehen sein. Ein solcher Nachkühler-Wärmetauscher wäre mit dem Gasführungsbauteil 48 der zweiten
Stufe zu verschrauben. Der Gaseinlaß bei einer solchen Ausführungsform
würde von dem Auslaßrohr 76 direkt in eine abgewandelte
Endabdeckung der zweiten Stufe führen und der Auslaß der zweiten Stufe wäre in einer Seitenwand des äußeren Mantels
des Nachkühlers angeordnet. Eine solche Anordnung ist in Fig.4 skizziert.
Wie in Fig.4 gezeigt, enthält ein weiteres Ausführungsbeispiel
ein kompaktes Getriebegehäuse 12a; das auch hier mit einem
Unterbau oder einer Grundplatte 14 verschraubt ist, jedoch bei dieser Anordnung drei Kompressionsstufen bedient. Die erste
Stufe ist im wesentlichen gleich mit der ersten Stufe des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 - 3 ausgeführt, lidessen
ist die zweite Stufe mit einem Zwischenkühler-Wärmetauscher 3'la versehen und von einem Endabschnitt hiervon führt eine Leitung
80 zur dritten Stufe 82. Bei dieser Ausführung sind anstelle von zwei an gegenüberliegenden Seiten des Hauptantriebsrades 18
angeordneten Zahnrädern 50 und 52 (Fig.3) drei am Umfang des Hauptantriebsrades verteilte Zahnräder (50, 52 und 52a) innerhalb
des Getriebegehäuses 12 a vorgesehen, wobei jedes ein Kompressor laufrad antreibt.
Das Ausführungsbeispiel der Fig.5 zeigt eine weitere Art des
Aufbaues, wobei der Kompressor lob einzelne Kompressionsstufen aufweist, die an einem im Prinzip gleich ausgebildeten Getriebegehäuse
12b vorgesehen sind. Zwei Kompressionsstufen 84a sind Seite an Seite angeordnet und weisen parallele Ausgänge auf.
Wie zuvor festgestellt, ist es ganz in das Belieben des Benutzer«;
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gestellt, eine . oder beide Stufen mit einem Wärmetauscher zu versehen, wie dies in Fig.3 grundsätzlich gezeigt ist , und,
falls erwünscht, die Anordnung so abzuwandeln,daß die Stufe 84 ihren Ausgang an die Stufe 84a zur weiteren Kompression
abgibt.
Gemäß Fig. 3 enthält die hakenförmige Abdeckung 70 einen
Feuchtigkeitsabscheider 86, der Wasserdampf, der in dem Gas mitgeftihrt werden kann, sammelt und durch herkömmliche
(nicht gezeigte) Mittel die angesammelte Flüssigkeit aus dem Kompressor 10 abzieht. Der Wärmetauscher 34 hat Durchgangsleitungen
88, die in geraden Zeilen und Kolonnen angeordnet sind, um die Reinigung zu erleichtern, und die das Gas hind.-.r-i . ·
leiten. Anschlüsse 90 und 92 führen ein Kühlmittel dem Wärmetauscher zu und leiten es wieder ab, wie dies im Stande
der Technik gut bekannt ist.
Das in Fig.6 nur in einem nicht zusammenhängenden und teilweisen
Schnitt gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine abgeänderte Form des Kompressors der Fig. 1-3· Bei diesem letztgenannten
Ausführungsbeispiel sind die haubenförmige Abdeckung JO' und der
Gehäusemantel 24a aus einem Stück hergestellt - wobei beide zusammen das Ergebnis eines Herstellungsganges sind.
Der Gehäusemantel 24a ist durch im einzelnen nicht gezeigte Mittel abnehmbar mit dem Flansch 68 des Bauteils 46 verbündei.
Die haubenförmige Abdeckung 70* (wie die Abdeckung 70 der Fig.3)
enthält die gleiche mit Flansch versehene Öffnung 30, das mittige Rohr 72, das Auslaßrohr 76 und den Feuchtigkeitsabscheidsr
86. Auch enthält der Gehäusemantel 24a den Wärmetauscher
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Claims (23)
1.) Gaskompressor mit einem Getriebegehäuse, einem Antriebsrad und wenigstens einem angetriebenen Rad innerhalb des
Gehäuses, wobei die Räder in gegenseitigem Eingriff zur Drehung um parallele Achsen stehen und das Gehäuse parallele
Wände aufweist, mit einer eine der Wände durchsetzenden Antriebswelle, die mit dem Antriebsrad in Antriebsverbindung
steht, mit einem gasverdichtenden Kompressorlaufrad, das
außerhalb des Getriebegehäuses mit einem der angetriebenen Räder zur gemeinsamen Drehung mit diesem verbunden ist, mit
einer ersten Einrichtung zur Zuführung von Gas zum Kompressorlaufrad
und einer zweiten Einrichtung zur Abführung von Gas; vom Kompressorlaufrad, dadurch gekennzeichnet; ,
daß die erste Einrichtung (72, 74) und die zweite
Einrichtung (24, 46, 76) eine Baueinheit bilden, die abnehmbar an das Getriebegehäuse (12) angeschlossen ist und
dabei das Kompressorlaufrad (36) konzentrisch umschließt, wobei an einer der Einrichtungen eine ringförmige Kammer
mit einer Abdeckung (70) vorgesehen ist und die andere Einrichtung (72, 74) die Abdeckung (70) durchsetzt.
2. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckung (70) ein quer zur Achse
ausgehendes Auslaßrohr (76) aufweist.
3. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß abnehmbar mit der ersten und der
zweiten Einrichtung und dem Gehäuse ein Wärmetauscher (34)
zwecks Wärmeaustausches zwischen dem vom Kompressorlaufrad
(36) geförderten Gas und einem Kühlmittel vorgesehen ist.
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4. Gaskompressor nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet , daß ein Rohr (74) zur Zuführung von Gas
im Inneren des Wärmetauschers (34) verläuft.
5. Gaskompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (34)
eine Unterbaueinheit von ringförmigem und zum Kompressorlaufrad (36) konzentrischem Querschnitt bildet»
6. Gaskompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Einrichtung (24, 46, 76}
zur Weiterleitung von Gas einen Gehäusemantel (24) zur Begrenzung der ringförmigen Kammer aufweist, daß die
hakenförmige Abdeckung (70') hohl ist und aus einem
Stück mit dem Gehäusemantel (24a) besteht, eine zentrale öffnung aufweist und mit einem tangentialen Auslaßrohr
(76) versehen ist.
7. Gaskompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung (72, 74) zur
Zuführung von Gas ein die mittige öffnung durchsetzendes Rohr (72) aufweist.
8. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweites angetriebenes Rad (52)
innerhalb des Getriebegehäuses (12) eingeschlossen ist und in gegenseitigem Eingriff mit dem Hauptantriebsrad (18)
steht, daß ein zweites Kompressorlaufrad (38) zur Verdichtung
von Gas mit dem zweiten angetriebenen Rad (52) außerhalb des Getriebegehäuses (12) verbunden ist, um
gemeinsam mit ihm gedreht werden zu können, daß eine dritte Einrichtung (78, 56) zur Zufuhr von Gas und eine vierte
Einrichtung (48, 70a, 32) zur Abführung von Gas am zweiten Kompressorlaufrad vorgesehen sind, daß die dritte und die
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vierte Einrichtung eine abnehmbar mit dem Getriebegehäuse (12) verbundene und das zweite Kompressorlaufrad (38)
konzentrisch einschließende Baueinheit darstellen, wobei die dritte oder die vierte Einrichtung eine weitere ringförmige
Kammer begrenzt, die von einer haubenförmigen Abdeckung
(70a) abgeschlossen ist, wobei die andere der beiden Einrichtungen, nämlich die dritte oder die vierte
Einrichtung, die Abdeckung (70a) dieser weiteren ringförmigen Kammer durchsetzt.
9. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß Leitungsverbindungen (78, 56) abnehmbar
an die zweite und die dritte Einrichtung zur Weiterleitung von Gas zum zweiten Kompressorlaufrad (38) angeschlossen
sind.
10. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit der dritten und der vierten Einrichtung
sowie dem Getriebegehäuse (12a) abnehmbar ein Wärmetauscher (3^&) für den Wärmeaustausch zwischen einem
Kühlmittel und dem vom zweiten Kompressorlaufrad (38) geförderten Gas und Leitungen (78, 56) zur Weiterleitung
von Gas an das zweite Kompressorlaufrad (38) , ebenfalls abnehmbar, verbunden sind.
11. Gaskompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß ein drittes angetriebenes Rad (52a)
innerhalb des Getriebegehäuses (12a) und in gegenseitigem Eingriff mit dem Hauptantriebsrad (18) vorgesehen ist, daß
ein drittes Kompressorlaufrad zur Verdichtung von Gas mit dem dritten angetriebenen Rad außerhalb des Getriebegehäuse";
(12a) zur gemeinsamen Drehung mit diesem Rad verbunden ist-, daß eine fünfte Einrichtung (80) und eine sechste Einrichtung
(82, 32) zur Zuführung bzw. Abführung von Gas am dritten
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Korapressorlaufrad vorgesehen sind und eine Baueinheit
bilden, die konzentrisch das dritte Kompressorlaufrad einschließend abnehmbar mit dem Getriebegehäuse verbunden
sind, wobei eine dieser beiden Einrichtungen eine Ringkammer definiert, die eine hakenförmige Abdeckung
aufweist und von der anderen der beiden, nämlich der fünften oder der sechsten Einrichtung, durchsetzt wird.
12. Gaskompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß mit der zweiten und der dritpten
Einrichtung eine erste Leitung abnehmbar verbunden ist, die Gas zum zweiten Kompressorlaufrad zuführt, und daß
eine zweite Leitung abnehmbar mit der vierten und der fünften Einrichtung zur Zuführung von Gas zum dritten
Kompressorlaufrad verbunden ist.
13. Gaskompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet
, daß eine Leitung (54) in Zusammenarbeit mit dem Kompressorlaufrad (36) eine Gasverdichtungskaramer
und daß eine weitere Leitung einen radial angeordneten Diffusor (58) darstellt.
14. Gaskompressor nach Anspruch 13s dadurch g e k e η η - ---«-%
zeichnet , daß zusätzlich weitere Leitungen (z.B. «*■*
56) zusammen mit Kompressorlaufrädern (s.B. 3$) weitere
Gasverdichtungskammern bilden und daß weitere radial angeordnete Diffusoren (z.B. 60) vorgesehen sind.
15. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß die Einrichtung zur Abführung des verdichteten Gases ein Feuchtigkeitsabscheider (86) aufweist
.
16. Gaskompressor nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet
, daß nach mehreren der Kompressorlaufräder (36, 38) Feuchtigkeitsabscheider (86) vorgesehen sind.
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17. Getriebegehäuse mit Gasführungsbauteil für einen
Gaskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gasführungsbauteil
(46) in einem Stück mit einer der Seitenwände des Getriebegehäuses (12) ausgebildet ist und daß diesem
Gasführungsbauteil eine Gasverdichtungskammer in 4er Umgebung
des Kompressorlaufrades (36),eine Einlaßleitung (72, 74)
für die Zuführung von Gas zum Kompressorlaufrad, ein
Diffusor (58) in Fortsetzung der Verdichtungskammeir und
ein sich gegen das Ende öffnender mit dem
Diffusor zusammenhängender Auffangraum (62) zugeordnet sind.
18. Baueinheit nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet,
daß der Auffangraum (62) von ringförmiger Gestalt ist und durch innere und äußere konzentrische Wände begrenzt
ist und daß die innere Wand das Einlaßrohr (54) bildet.
19. Gaskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Baueinheit einen Wärmetauscher
(34) zum Wärmeaustausch zwischen einem Kühlmittel und dem vom Kompressorlaufrad (36) geförderten Gas aufweist.
20. Wärmetauscher für einen Gaskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Gehäusemantel, der
den Wärmetauscher begrenzt, mit einer Abdeckung an einem seiner Enden und einem ringförmigen Montageflansch am
entgegengesetzten Ende, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßleitung (72, 74) zur Zuführung von Gas
die Abdeckung (70) durchsetzt und ein Auslaßrohr (76) zur Weiterleitung von Gas vom Wärmetauscher (34) ebenfalls
die Abdeckung (70) durchsetzt.
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21. Wärmetauscher nach Anspruch 2Oj dadurch g e k e η η ζ
e i c hn e t , daß sich innerhalb des Gehäusemantels (24) ein inneres konzentrisches Rohr (74) befindet, wobei
der Wärmetauscher vom Gehäusemantel (24) und vom Rohr (74) begrenzt ist , und daß das Rohr (74) zusammen mit dem
Rohr (72) eine Einlaßleitung für das Gas bildet.
22. Wärmetauscher nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Gehäuses unmittelbar
vor dem Auslaßrohr (76) ein Feuchtigkeitsabscheider (86) angeordnet ist.
23. Wärmetauscher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der Feuchtigkeitsabscheider (86)
ringförmig ausgebildet ist und die Einlaßleitung (72) umschließt.
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