DE2930639A1

DE2930639A1 - Gas/fluessigkeitsdrehabscheider

Info

Publication number: DE2930639A1
Application number: DE19792930639
Authority: DE
Inventors: John Waldemar Erickson
Original assignee: Kobe Inc
Current assignee: Kobe Inc
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-03-06
Also published as: JPS5535999A; GB2028689A; FR2435278A1; GB2028689B

Description

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft einen Gas/Flüssigkeitsabscheider, der insbesondere zur Abscheidung von Rohöl und Erdgas bestimmt ist, die aus Förderquellen austreten.

Bisher wurden verschiedene Arten von Gas/Flüssigkeitsabscheidern auf dem Gebiet der Ölf ördertechnik und auf den Ölf eidern verwendet, um wertvolles Rohöl vom Erdgas der Quellen zu trennen, die aus den Vorkommen gepumpt werden.

Die Erfindung schafft einen Gas/Flüssigkeitsabscheider mit einem freilaufenden Rotor. Ein eingeleitetes Gas/Flüssigkeitsgemisch, wie z.B. ein Quellenförderstrom, kann unter Druck in den Rotor eingeleitet werden, um den Rotor um seine Achse beim Auftreffen drehanzutreiben. Die Auftreffkraft und die Zentrifugalkraft, die von dem Rotor auf das eingeleitete Fluid einwirken, können die Flüssigkeit von dem Gas in dem Fluid trennen.

In der US-PS 3 879 949 ist ein Gas/Flüssigkeitsabscheider beschrieben, der einen sich frei drehenden Ring hat, der die Flüssigkeit von dem Gas trennt. Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von der ümfangsflache des Ringes mittels eines Pitot¹ sehen Rohres gezogen. Jedoch können Fluide aus den Vorkommen für Öl und Gas auch Eisenteilchen, Sand und andere Feststoffteilchen enthalten, die ein Pitot¹sches Rohr schnell zum Erodieren bringen.

Es besteht deshalb ein Bedürfnis, einen Gas/Flüssigkeitsabscheider zu haben, der möglichst viel Flüssigkeit und Gas in einem eingeleiteten Gas/Flüssigkeitsgemisch wirksam abscheidet. Weiterhin besteht ein Bedürfnis, einen Abscheider zu haben, der

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die Flüssigkeit und Feststoffteilchen von dem Gas in Förderseilen wirksam trennt, ohne daß man ein Pitot· sches Rohr oder eine ähnliche Abzugs einrichtung "benötigt.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Gas/Flüssigkeitsabscheider dadurch aus, daß er ein Gehäuse und einen freilaufenden Rotor hat, der in dem Gehäuse um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Der Rotor hat eine nach unten divergierend-verlaufende Innenfläche und eine Vielzahl von Turbinenschaufeln in der Nähe eines oberen Endes der Innenfläche. Ein eingeleitetes Gas/Flüssigkeitsgemisch wird in die Turbinenschaufeln gelenkt, um den Rotor um seine Achse drehanzutreiben, und das eingeleitete Gemisch einer Zentrifugalkraft auszusetzen, die die Flüssigkeit von dem Gas trennt. Eine Vielzahl von Flügeln ist an dem Rotor vorgesehen, die in Gasverbindung mit einer Kammer sind, die unterhalb des Rotors angeordnet ist und das abge . schiedene Gas aufnimmt. Bei der Drehbewegung der Flügel wird Gas aus der Kammer mit einem Gasdruck ausgegeben, der höher als der Druck in der Kammer ist.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird das eingeleitete Gemisch durch eine oder mehrere Düsen gedrückt, die von einer Vielzahl von Statorschaufeln gebildet werden, so '\- daß das eingeleitete Gemisch in die Turbinenschaufeln auf _; diese Art und Weise gelenkt wird. Die Turbinenschaufeln wirken als ein Diffusor und erzeugen einen Druckabfall sowie eine adiabatische Kühlung des abgeschiedenen Gases in der Kammer unterhalb des Rotors. Die Flügel an dem Rotor ziehen abgeschiedenes Gas aus der Kammer ab und wirken als ein Kompressor, der den Druck und die Temperatur des abgeschiedenen Gases wieder erhöht. i_;

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem Gas/ ! Flüssigkeitsdrehabscheider mit einem Gehäuse und einem frei- : laufenden Rotor, der in dem Gehäuse um eine vertikale Achse '·

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drehbeweglich gelagert ist. Der Rotor hat eine gestürzt angeordnete konische Innenfläche und eine Vielzahl von Turbinenschaufeln in der Nähe eines oberen Endes der konischen Innenfläche. Ein eingeleitetes Gas/Flüssigkeitsgemisch wird unter Druck durch die Statorschaufeln gelenkt, um den eingeleiteten Gemischstrom tangential auf die Turbinenschaufeln zu richten, so daß der Rotor umläuft. Die Turbinenschaufeln verteilen das eingeleitete Gemisch radial nach außen und lenken es dann axial nach unten in Richtung auf die konische Innenfläche des Rotors. Durch die Umlauf bewegung der Turbinenschaufeln wirkt auf das eingeleitete Gemisch eine Zentrifugalkraft ein, durch die die Flüssigkeit von dem Gas in dem eingeleiteten Gemisch getrennt wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit strömt in Form eines dünnen Films längs der Innenfläche des Rotors nach unten und tropft von einer freien Lippe am Grund des Rotors in einen Sammelbehälter. Eine Vielzahl von Flügeln an dem Rotor leitet abgeschiedenes Gas aus einer ersten Kammer unterhalb des Rotors zu einer zweiten Kammer, die oberhalb des Rotors liegt. Ein beträchtlicher Druckabfall und eine entsprechende adiabatische Kühlung des Gases ergeben sich beim Durchgang des Gases durch die Turbinenschaufeln. Die Flügel erhöhen den Druck und die Temperatur des Gases in der zweiten Kammer relativ zu dem Druck und der Temperatur des Gases in der ersten Kammer.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Beispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig.1 eine schematische Vertikalschnittansicht

eines Gas/Flüssigkeits-Abscheiders nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2

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in Fig. 1, und

Fig. 3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht des

Teils des Abscheiders, der in der Fig. vom Kreis 3 umschlossen wird.

Fig. 1 zeigt eine Vertikalschnittansicht einer Ausführungsform eines Gas/Flüssigkeitsabscheiders, der erfindungsgemäß ausgelegt ist. Der Gas/Flüssigkeitsabscheider umfaßt ein zylindrisches äußeres Gehäuse 10, das im Innern einen Hohlraum hat. Ein Rotor 12 ist in den Innenraum des Gehäuses um eine vertikale Achse drehbeweglich gelagert. Der Rotor umgibt eine längliche in Vertikalrichtung verlaufende Welle 14, die im Innern des Gehäuses angeordnet ist. Der Rotor ist starr an der Welle befestigt, so daß der Rotor und die Welle über die Welle gemeinsam um eine vertikale Achse umlaufen können.

Der Rotor umfaßt ein sich nach unten öffnendes kreisringförmiges Mantelgehäuse 15, das von der Welle in radialer Richtung in einem Abstand nach außen liegt. Das Mantelgehäuse 15 ist im allgemeinen in Form eines gestürzten Kegels ausgelegt, wie dies aus der Querschnittsansicht in Fig. 1 ersichtlich ist. Eine äußere Wandung des Mantelgehäuses wird von einem kreisringförmigen und nach unten divergierend verlaufenden Außenrand 16 gebildet. Der Rand 16 hat eine gestürzt angeordnete konische Innenfläche 18, die von einem oberen Abschnitt des Mantelgehäuses zu einem kreisförmigen freien Lippenabschnitt 20 am Grund des Rotors nach unten und außen divergierend ver- ' läuft. Der lippenförmige Abschnitt am Grund des Rotors wird als freier lippenförmiger Abschnitt bezeichnet, um zum Ausdruck zu bringen, daß ein Flüssigkeitsfilm, der unter der Schwerkraft längs der konischen Innenfläche 18 des Randes nach unten strömt, unter der Schwerkraft von dem Grund des | lippenförmigen Abschnitts in einen tiefer liegenden Sammel-

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behälter abtropfen kann.

Ein oberer innen liegender Abschnitt des Mantelgehäuses 15 wird von einer kresiförmigen, im wesentlichen konischen Innenwandung 22 gebildet, die in Richtung auf die Achse der Welle 14 von einem oberen Abschnitt des Randes in diagonaler Richtung nach unten und innen konvergierend verläuft. Ein unterer Abschnitt der Innenwandung 22 bildet mit einem oberen Abschnitt eines vertikal verlaufenden Ringes 24 ein Stück, der einen unteren Abschnitt der Welle umgibt. Der vertikal verlaufende Ring 24 bildet eine untere Innenwandung des Mantelgehäuses 15.

Die Oberseite des Außenrandes 16 ist im allgemeinen hakenförmig ausgebildet und bildet einen nach innen verlaufenden Ringflansch 26. Eine Innenfläche des Ringflansches liegt zu einer Ringlippe 28 an der Oberseite der Innenwandung 22 des Mantelgehäuses in einem Abstand und ist oberhalb derselben sowie radial nach außen weisend angeordnet. Hierdurch wird ein kreisförmiger, in radialer und axialer Richtung verlaufender Gasströmungsdurchgang 30 zwischen der Innenfläche des Flansches und einem Außenabschnitt des lippenförmigen Abschnitts gebildet. Der in radialer und axialer Richtung verlaufende Gasströmungsdurchgang 30 hat einen radial nach außen weisenden Innenabschnitt mit einem Einlaß 32, der der Achse der Welle 14 unter Einhaltung eines relativ kleinen Abstandes benachbart liegt, und ein im allgemeinen axial verlaufenden Außenabschnitt mit einem Auslaß 34, der zu der Achse der Welle 14 in einem größeren Abstand angeordnet ist. Der radial und axial verlaufende Gasströmungsdruchgang erstreckt sich von der Welle radial nach außen und verläuft anschließend so gekrümmt ,daß er sidinach unten und im allgemeinen in Achsrichtung in der Nähe eines oberen Endes der gestürzt angeordneten konischen Innenfläche 18 des Mantelgehäuses erstreckt.

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Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung in einem Abstand verteilt angeordneter Turbinenschaufeln 26 erstreckt sich in radialer Richtung quer zu dem Gasströmungsdurchgang 30. Die Turbinenschaufeln sind geradlinig und verlaufen in Bezug auf die Achse der Welle 14 auf entsprechenden Radien radial nach außen. Diese Ausführungen bedeuten, daß sich die Radialerstreckung jeder Turbinenschaufel auf einer radial verlaufende Linie befindet, die durch die Achse der Welle 14 geht. Jede Turbinenschaufel ist im wesentlichen von dem Einlaß zu dem Auslaß des in radialer und axialer Richtung verlaufenden Gasströmungsdurchgangs 30 ununterbrochen. Jede Turbinenschaufel hat einen Innenabschnitt, der sich von der Welle radial nach außen erstreckt, und dann verläuft dieser derart gekrümmt, daß er sich unter Bildung eines im allgemeinen axial verlaufenden Außenabschnitts in der Nähe des oberen Endes der gestürzt angeordneten konischen Innenfläche 18 nach unten erstreckt.

Der Innenabschnitt des Rotors umfaßt einen Trag- bzw. Haltering 38, der starr an einem unteren Abschnitt der Welle befestigt ist. Die Außenseite des Tragringes hat in radialer Richtung zu der Innenseite des vertikal verlaufenden Ringes 24 einen Abstand, der die untere Innenwandung des Mantelgehäuses bildet. Hierbei bildet sich ein ringförmiger Gasströmungskanal 40 zwischen der Innenseite der Innenwandung des Mantelgehäuses und der Außenseite des Halterings. Der Rotor umfaßt eine Vielzahl von in umfangsrichtung in Abständen angeordneten Flügel 42, die den ringförmigen Gasströmungskanal 40 in radialer Richtung durchziehen. Die Innenabschnitte der Flügel 42 bilden mit der Außenseite des Halterings ein Stück, und die äußeren Abschnitte der Flügel bilden mit der Innenseite des vertikal verlaufenden Rings 24 ein Stück. Somit drehen sich die Flügel in Verbindung mit der Drehbewegung des Rotors und der Welle, und die Flügel bilden eine Kompressorstufe an dem unteren innenseitigen Abschnitt des Rotors.

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Die Flügel verlaufen zur Achse der Welle in radialer Richtung, d.h. die radiale Erstreckung der Flügel liegt auf einer Linie, die durch die Achse der Welle geht. Der Haltering 38 ist an einem Flansch 44 an dem unteren Abschnitt der Welle befestigt. Die Flügel erstrecken sich von einem unteren Rand des Halteringes zu einem oberen Rand des Halterings gleichbleibend vertikal nach oben. Die oberen Ränder der Flügel befinden sich etwa auf der Höhe des oberen Randes des unteren vertikal verlaufenden Rings innerhalb des Mantelgehäuses.

Eine untere O'- Singdichtung 46 bildet einen dichten Abschluß eines unteren Abschnitts des Halterings mit der Welle unmittelbar über dem Flansch 44. Ein oberer Abschnitt des Halterings hat eine ringförmige, innen liegende Aussparung in der Nähe der Welle 14,und ein Unterlegring 48 für die Dichtung hält eine O-Ringdichtung 50 in der Ausnehmung bzw. Nut und drückt diesen gegen den ausgenommenen Abschnitt des Halterings an.

Der Rotor ist unterhalb eines ortsfesten Lagergehäuses 52 drehbeweglich gelagert. Das Lagergehäuse 52 enthält eine Einrichtung zur Versorgung der Lager mit Schmiermittel, die zur Abstützung der Rotorwelle dienen, die im Innenraum des Lagergehäuses drehbeweglich gelagert ist. Das Lagergehäuse enthält auch Gasströmungsdurchgänge, die die Aufgabe haben, den abgeschiedenen Gasstrom zu einem Auslaß des Abscheiders zu lenken und die Energie der tangentialen Bewegung des die Flügel 42 verlassenden Gases zurückzugewinnen. Das Lagergehäuse ist starr an der Basis eines zylindrischen Vorratsbehälters 56 befestigt, das einen Vorrat an Schmiermittel enthält. Der insbesondere in Fig. 2 in einer Vertikalschnittansicht gezeigte Vorratsbehälter ist über dem Abschnitt des in Fig. 1 gezeigten Abscheiders in dem Gehäuse 10 befestigt. Das Lagergehäuse 52 umfaßt eine zylindrische Innenwandkonstruktion 58 mit einem flanschförmigen oberen Abschnitt 60, der starr mit der Basis

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des Vorratsbehälters 56 verbunden und zu diesem abgedichtet ist. Die Innenwandkonstruktion 58 des Lagergehäuses erstreckt sich von dem Vorratsbehälter nach unten, umgibt die Welle 14 und endet unmittelbar oberhalb des oberen Randes des Halterings 38 für den Rotor.

Die Innenseite der Innenwandkonstruktion 58 liegt zu der Welle 14 in einem Abstand radial nach außen, und die Innenwandkonstruktion ist auf der Außenseite eines länglichen, rohrförmigen Wellenlagers 62 abgestützt, das von der Welle 10 getragen wird. Das rohrförmige Wellenlager 62 hat einen festen, nach innen vorspringenden Lagerring, der ein oberes Drehlager 64 trägt, das sich mit der Rotorwelle 14 dreht, Ähnlich _% hat der untere Abschnitt der rohrförmigen Wellenlagers einen festen und nach innen vorspringenden unteren Lagerring, der ein unteres Drehlager 66 trägt, das sich mit der Welle dreht.

Die Innenwandkonstruktion 58 des Lagergehäuses 52 weist weiterhin eine nach innen vorspringende bodenseitige Lippe 68 auf, die einen kreisringförmigen Dichtungsring 70 trägt, der einen kleinen Ringspalt um die Welle unmittelbar oberhalb der Verbindung zwischen der Welle und dem Rotor freiläßt. Der Dichtungsring 70 hält eine O-Ringdichtung 72 in Berührung mit einer Innenseite eines kreisförmig verlaufenden Randes der bodenseitigen Lippe 68.

Das Lagergehäuse 52 umfaßt vorzugsweise vier in Umfangsrichtung in einem Abstand angeordnete längliche Gasströmungsauslaßkanäle 74, die sich von den Flügeln 42 im wesentlichen parallel zu der Rotorwelle nach oben weg erstrecken. Die vier Gasströmungsauslaßkanäle sind bei einer Betrachtung von oben wie aus Fig. 1 ersichtlich gekrümmt. Die Gasströmungsauslaßkanäle sind alle in Bezug auf ein- und denselben Radius gekrümmt, der zentrisch zu der Achse der Welle liegt. Die Gasströmungsauslaßkanäle sind in der Länge gleich bemessen und

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innerhalb des Lagergehäuses in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Die Gasströmungsauslaßkanäle sind durch vier in Umfangsrichtung in einem Abstand angeordnete längliche, vertikal verlaufende Tragrippen 76 getrennt, die in dem Lagergehäuse in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Tragrippen wirken unter Bildung eines Diffusorsmit deiortsfes· .tei Schaufeln zu sammeln uiuhabenV <fiäf Kizfetlsche Energie des die Flügel 42 verlassenden Gases zurückzugewinnen. Jeder Gasströmungsauslaßkanal 74 hat unmittelbar oberhalb der Oberseite der Flügel 42 einen Auslaß und zwischen der Innenwandkonstruktion 58 und einer Außenwandkonstruktion 80 des Lagergehäuses einen Auslaß 78. Die Außenwandkonstruktion umgibt * die Innenwandkonstruktion 58 des Lagergehäuses, und die Tragrippen 76 stützen die Außenwandkonstruktion, um die Innenwandkonstruktion ab.

Ein ringförmiges Einlaßgehäuse 82 ist teilweise fest mit der Außenwandkonstruktion 80 des Lagergehäuses 52 verbunden. Ein Außenabschnitt des Einlaßgehäuses umfaßt einen radial nach innen verlaufenden Einlaß 84, der einen Strom eines Gas/ Flüssigkeitsgemisches aufnimmt, das mit Hilfe des Abscheiders zu trennen ist. Der Einlaß mündet in einen inneren Hohlraum 86, der einen Teil eines kreisringförmigen Gasstromeinlaßkanals 88 bildet, der sich zwischen der Innenseite des ! Einlaßgehäuses und der Außenseite der Außenwandkonstruktion ' 80 bildet. Ein radialer unterer Abschnitt 90 des kreisringförmigen Einlaßkanals erstreckt sich in Richtung des einlaßseitigen Endes des radial und axial verlaufenden Gas- ; Strömungsdurchgangs 30 und in Richtung auf die Turbinenschaufeln 36 des Rotors 12 radial nach außen. Der radiale untere ' Abschnitt 90 des Einlaßkanals umfaßt eine Vielzahl von in Umfangsrichtung in Abständen angeordneten und gekrümmt ausgebildeten Statorflügeln 92. Die Statorflügel verlaufen im allgemeinen von der Achse der Welle lh radial nach außen. ι Bei einer Draufsicht, wie in Fig. 2 gezeigt, sind die S·· · ^;

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storflügel derart gekrümmt, daß sie den Einlaßstrom eines Gas/Flüssigkeitsgemisches im allgemeinen in tangentialer Richtung in die Turbinenschaufeln des Rotors einleiten. Hierdurch wird der Rotor um die Achse der Welle in Drehung versetzt, und bei der in Fig. 2 gezeigten Darstellung dreht sich der Rotor im Uhrzeigersinn. Hierzu sind die Statorflügel in Drehrichtung des Rotors derart gekrümmt, daß sich die Statorflügel "«on einer zu der Rotorachse näherliegenden zu einer von der Rotorachse weiter entfernt liegenden Stelle erstrecken. Der radiale Abschnitt des Einlaßkanals und die Statorflügel sind zu der Achse der Welle näher als die Turbinenschaufeln an dem Rotor angeordnet.

Der radiale Abschnitt 90 des Einlaßkanals vermindert sich im Vergleich zu dem Einlaßabschnitt 84 beträchtlich. Die Statorflügel 92 arbeiten mit der verminderten Guerschnittsfläche des radialen Einlaßkanals zusammen und bilden in Umfangsrichtung im Abstand liegende Ausstoßdüsen, die ein eingeleitetes Fluidgemisch unter Druckbeaufschlagung in die Turbinenschaufeln des Rotors drücken. Die von den Statorflügeln gebildeten Ausstoßdüsen arbeiten mit den Turbinenschaufeln des Rotors zusammen und bilden eine Aktionsturbine bzw. Gegendruckturbine. Ein eingeleitetes Fluidgemisch, das über die Ausstoßdüsen auf die Turbinenschaufeln gerichtet wird, versetzt den Rotor und die Welle um die vertikale Achse der Welle in Abhängigkeit von den Auftreffbedingungen des eingeleiteten Fluidgemisches auf die Turbinenschaufeln in Drehung. Der Rotor ist in dem Sinne ein freilaufender Rotor, daß er keine weitere Antriebskraft als die Auftreffkraft benötigt, die auf den Rotor durch das eingeleitete Fluid ausgeübt wird, um den Rotor in Drehung zu versetzen.

■t Ein mit einem Flansch versehener oberer Abschnitt des Ein- i laßgehäuses ist an dem Oberteil der Außenwandkonstruktion 80 des Lagergehäuses befestigt und zu diesem dicht abgeschlos-

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sen. Eine O-Ringdichtung 94 dichtet eine ringförmige bodenseitige Lippe 96 des Einlaßgehäuses zu einem mit einem Flansch versehenen unteren Abschnitt 98 des Lagergehäuses ab.

Das Einlaßgehäuse 82 hat einen Umfangsflansch 99, der auf der Oberseite eines Halteringes 100 aufliegt, der starr an der Innenseite des Außengehäuses 10 befestigt ist. Der Flansch 99 ist starr an der Oberseite des Halterings befestigt, wodurch der Gas/Flüssigkeitabscheider im Innern des Gehäuses festgehalten ist. Der Rotor kann sich somit um die vertikale Achse der Welle 14 innerhalb der abgeteilten Räume des Halteringes 100 drehen. Ein Kautschukring 102 ist starr an der Innenseite des Halteringes befestigt und umgibt einen unteren Rand des Rotors. Ein Sammelbecken (nicht gezeigt) ist in dem Gehäuse unterhalb des Grundes des Rotors angeordnet.

Nach Fig. 1 weist der Vorratsbehälter 56 eine flexible Membrane 104 auf, die das in dem Vorratsbehälter befindliche Lagerschmieröl 57 einschließt. Ein beweglicher Kolben 106 in einem oberen Innenabschnitt des Vorratsbehälters beaufschlagt die Membrane 104 mit einer positiven, nach unten gerichteten Kraft, um das Lagerschmiermittel geringfügig unter Überdruck zu setzen, so daß die Lager nicht trockenlaufen. Eine horizontal verlaufende Prallplatte oder Verteilungsplatte 108 erstreckt sich von einem oberen Abschnitt der Welle in den unteren Abschnitt des Vorratsbehälters radial nach außen.

Ein ortsfestes Drucklager 110 trägt einen oberen Abschnitt des ortsfesten Lagergehäuses 42, das sich um den oberen Abschnitt der Drehwelle 14 erstreckt. Eine drehbare Drucklagerscheibe 114 ist fest mit der Welle oberhalb des rohrförmigen Lagers 62 verbunden. Die Drucklagerscheibe liegt gegen den drehbeweglichen oberen Abschnitt des oberen Lagers 64 in dem

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rohrförmigen Lager an. Der Innenraum des Drucklagers enthält eine kreisförmig verlaufende Schmiermittelverteiltmgsnut 116. Eine Vielzahl von radialen oberen Nuten 118 erstreckt sich durch einen oberen Abschnitt des Drucklagers radial nach außen, und eine Vielzahl von ähnlichen radialen unteren Nuten 120 erstreckt sich durch einen unteren Abschnitt des Drucklagers radial nach außen. Die oberen radialen Nuten 118 stellen eine Fluidverbindung zwischen dem Ringkanal 116 in dem Drucklager und dem unteren Innenabschnitt des Vorratsbehälters her. Die unteren Nuten stellen eine Verbindung zwischen einer Vielzahl von vertikal verlaufenden Nuten 122 und dem oberen Lager 64 des rohrförmigen Lagers 62 und dem Ringraum 116 in dem Drucklager her. Der Ringraum in dem Drucklager steht in Fluidverbindung mit einem Auslaß 124, über den von dem Drucklager nach außen fließendes Schmiermittel in den unteren Abschnitt des Vorratsbehälters gelangt. Ein Einlaß 126 in einem oberen Abschnitt des Lagergehäuses zum Einleiten des Schmiermittels unterhalb der Prallplatte 108 bestimmt. Der Einlaß 126 bildet einen zu der Oberseite eines vertikal verlaufenden ringförmigen äußeren Lagerschmierkanals 128 gerichteten Einlaß, der das Lagergehäuse durchzieht und zu einem Ringkanal 130 am Boden des rohrförmigen Lagers 62 geht. Der Ringkanal 130 mündet in den Grund eines vertikal verlaufenden inneren Lagerschmiermittelverteilungskanals 132, der die Rotorwelle 14 umgibt, die sich innerhalb des rohrförmigen Lagers 62 befindet. Die Oberseite des inneren Schmiermittelkanals 132 steht in Verbindung mit dem Grund der in Umfangsrichtung in einem Abstand angeordneten vertikal verlaufenden Lagerschmiermittelkanäle 122, die ihrerseits einen Durchgang für das Schmiermittel durch die radialen unteren Nuten 120 zu dem Drucklager 110 ermöglichen. .;.

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Bei der Verwendung des Gas/Flüssigkeitsabscheiders tritt ein Fluidgemisch aus Flüssigkeit und Gas in den Einlaß 84 des Abscheiders ein. Das Einlaßgeraisch kann auch ein Gemisch aus öl, Wasser und Erdgas sein, das unter einem erhöhten Einlaßdruck von einigen N/m χ 1O³ eingeleitet wird. Das eingeleitete Gemisch wird dann über die von den Statorflügeln 92 gebildeten Düsen radial nach außen gedrückt, so daß es im wesentlichen tangential in die Turbinenschaufeln eintritt. Durch das Auf treffen auf die Turbinenschaufeln wird eine Antriebskraft erzeugt, die den Rotor und die Welle um die vertikale Achse der Welle in Umlauf versetzt. Das eingeleitete Gemisch geht durch die Turbinenschaufeln radial nach außen und wird dann mit Hilfe der Turbinenschaufeln nach unten und außen in Richtung auf das obere Ende der konischen Innenfläche 18 des Rotors umgelenkt. Die von dem eingeleiteten Gemisch mittels den umlaufenden Turbinenschaufeln erzeugte Auftreffkraft und starke Zentrifugalkraft dienen zur Trennung der Flüssigkeit von dem Gas des eingeleiteten Gemisches.

Die abgeschiedene bzw. abgetrennte Flüssigkeit strömt unter dem Einfluß der Schwerkraft in Form eines dünnen Films längs der gestürzt angeordneten konischen Innenfläche 18 des Rotors nach unten. Der dünne Flüssigkeitsfilm in Verbindung mit der relativ langen Verweilzeit in dem Rotor ermöglichen, daß gelöstes Gas im Innenraum des Rotorgehäuses freigesetzt wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit tropft an der bodenseitigen Lippe des Rotors in ein Sammelbecken ab, das sich unterhalb des Rotors befindet. Die abgeschiedene Flüssigkeit kann auch gegen den Kautschukring 102 nach außen geschleudert werden, der die untere Kante des Rotors umgibt. Die abgeschiedene Flüssigkeit kann von dem Kautschukring zu dem Sammelbecken abtropfen. Der freie lippenfönnige Abschnitt 20 an der Basis des gestürzt angeordneten konischen Rotors gestattet, daß mitgerissene Feststoffe in das Sammelbecken fallen.

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Kammer unterhalb des Rotors ist. Die Temperatur des abgeschiedenen Gases steigt ebenfalls beim Durchgang durch die Kompressorstufe an. Der vergrößerte Druck des durch den Kompressor gegangenen Gases unterstützt die Zirkulierung des abgeschiedenen Gases in Richtung von dem Rotor weg und zu dem Auslaß oberhalb des Rotors. Die Druck- und Temperaturzunahme des komprimierten Auslaßgases unterstützt auch die Trocknung des Auslaßgases und auch die Abtrennung von mitgerissener Flüssigkeit aus dem Auslaßgas wird weiter unterstützt. „

Zwischen einen kreisf öimigeci Rand de3 Rotors unterhalb der innenseitigen Ränder der Turbinenschaufeln 36 und einem kreisringförmigen Rand des Einlaßgehäuses 82 unterhalb der außenseitigen Ränder der Statorschaufeln 92 ist ein Zwischenraum 140 (siehe Fig. 1) vorhanden. Der durch die umlaufenden Flügel 42 erzeugte Druckwert ist ^. dem Druck des Einlaßstromes an dem Zwischenraum 14O. Der in der Kompressorstufe erzeugte Druckwert unterbindet somit jegliche Neigung der Flüssigkeit des Einlaßstroms, durch den Zwischenraum 140 durchzugehen und den Auslaß 74 zu erreichen.

Da der freilaufende Rotor ausreichend lange kontinuierlich arbeitet, zirkuliert das Lagerschmiermittel von dem Vorratsbehälter zu den Lagern an der Rotorwelle ständig. Durch die ständige Drehbewegung des Rotors wird eine Zentrifugalpumpwirkung erzeugt, die bewirkt, daß das Lagerschmiermittel ständig von dem Vorratsbehälter zu den Lagern zirkuliert. Die radialen Nuten in dem Drucklager drehen sich mit dem Drucklager, und sie erzeugen diese Zentrifugalpumpwirkung,bei der das Lagerschmiermittel in das Lagergehäuse gezogen und über die radialen Nuten ausgegeben wird. Das Lagerschmiennittel wird unterhalb der Prallplatte 108 in den Einlaß 120 angesaugt und strömt dann durch den kreisringförmigen äußeren Schmiermitteldurchgang zu dem Ringikanal 130 an der Basis des

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Das durch die Turbinenschaufeln gegangene eingeleitete Gemisch wird mittels der Turbinenschaufeln in der Innenseite des Rotors durch eine Art Diffusor geleitet, und der erhöhte Druck des eingeleiteten Gemisches vermindert sich in den Turbinenschaufeln beträchtlich, wobei der Energieinhalt in eine Antriebskraft zum Drehantreiben des Rotors umgewandelt wird. Nahezu der gesamte Gasdruckabfall tritt an den Turbinenschaufeln auf. In dem Rotorgehäuse unterhalb der Turbinenschaufeln tritt nahezu kein Druckabfall mehr aufj Das aus der Flüssigkeit abgeschiedene Gas geht in eine erste Kammer 134 unterhalb des Rotors. Der Druckabfall des durch die Turbine abgeschiedenen Gases tritt in Verbindung mit einer adeabatischen Abkühlung des Gases in der ersten Kammer unterhalb des Rotors auf. Die niedrige Temperatur des abgeschiedenen Gases* ermöglicht eine verbesserte Kondensation jeglicher Flüssigkeit, die bisher nicht von dem Gas während des Durchgangs durch die Turbine abgeschieden worden ist. Die jeweils kondensierte Flüssigkeit kann unter dem Einfluß der Schwerkraft in das Sammelbecken unterhalb des Rotors fallen.

Das aus der Flüssigkeit abgeschiedene Gas wird aus der ersten Kammer 134 in unmittelbarer Nähe der Drehachse der Welle mit Hilfe der umlaufenden Flügel 42 in der Nähe der bodenseitigen Innenseite des Rotors abgezogen. Die umlaufenden Flügel befördern das abgeschiedene Gas unter Ausnutzung einer, So.gwirkung in den kreisförmigen ©asströmungsdurchgang 40 am Grund des Rotors nach oben. Das in die Flügel angesaugte Gas wild über die Auslässe 74 zwischen den ortsfesten Tragrippen 76 nach oben ständig abgezogen, und das Gas gelangt in eine zweite Kammer 136 nach außen, die oberhalb des Rotors liegt, und es wird eventuell über einen Auslaß (nicht gezeigt) des Abscheidergehäuses ausgegeben. Die umlaufenden Flügel wirken als ein Kompressor, um den Druck des abgeschiedenen Gases zu verstärken, so daß der Gasdruck in der Kompressorstufe sowie in der zweiten Kammer 136 größer als der Gasdruck in der ersten

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rohrförmigen Lagers 62 nach unten. Anschließend geht das Lagerschmiermittel zu dem unteren Lager 66 nach oben, gelangt in den inneren Schmiermitteldurchgang 132, von dort zu dem oberen Lager 64 und tritt über die unteren Nuten 120 aus. Auch wird Schmiermittel über den Ringkanal 116 in dem Drucklager angesaugt und tritt über die oberen radialen Nuten 118 aus. ;

Der Gas/Flüssigkeitsabscheider kann auf verschiedene Strö- : mungsgeschwindigkeitswerte eingestellt werden, wozu lösbar ein ortsfester ausgestanzter Blechstreifen (nicht gezeigt) auf den unbeweglichen Teil des Abscheiders in der NShe des Auslasses der Ausstoßdüsen (Statorschaufeln 92) eingesetzt , wird. Der ausgestanzte Blechstreifen kann kreisförmig gebogen sein und eine derartige Erstreckung haben, daß eine gewünschte Anzahl von Ausstoßdüsen versperrt wird.

Der Flüssigkeits/Gasabscheider hat einen freilaufenden Rotor mit Turbinenschaufeln in der Nähe von Stators chaufein, die derart zusammenarbeiten, daß sie eine Gegendruckturbine bzw.. Aktionsturbine bilden, die dem freilaufenden Rotor eine Antriebskraft liefert. Ein Flüssigkeits/Gasgemisch, das durch j die Turbinenschaufeln gegangen ist, wird getrennt, und die Flüssigkeit kann automatisch unter der Einwirkung der Schwerkraft in einen tiefer liegenden Sammelbehälter gelangen. Ein beträchtlicher Druckabfall tritt an der Turbine auf, der mit einer adiabatischen Abkühlung des abgeschiedenen Gases verbunden ist, wodurch in dem abgeschiedenen Gas Flüssigkeit ! kondensiert vrird. Die Kompressorstufe zieht abgeschiedenes Gas von dem Rotor ab und vergrößert den Druck des auszuleitenden Gasstroms. Das komprimierte Gas kann in der Kompres- ; sorstufe auch getrocknet werden, und die Kompressorstufe erzeugt einen Druckwert, der eine Gegenmaßnahme für die Nei- ' gung der Flüssigkeit des eingeleiteten Gasstroms bildet, . der die Flüssigkeit in den Gasauslaß an der Auslaßseite der

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Kompressorstufe gelangen könnte. Der freilaufende Rotor erzeugt automatisch einen ständigen ölzwangsumlauf, mit dem die Lager des Rotors mit Schmiermittel versorgt werden.

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Claims

• PATEN-TANWA-LTE

KOBE, INC.

3040 East Slauson Avenue

Huntington Park, California 90255, USA

Gas/Flüssigkeitsdrehabscheider

A. GRÜNECKER

DWL-INa

H. KINKEUDEY

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

ORFCR ma. ■ WL-PHVS

P. H. JAKOB

DIPU-INa

G. BEZOLD

DR BBlNAT- OfL-OOA

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRA8SK *»

27. Juli 1979 P 14 026

Gas/Flüssigkeitsabscheider, durch :

gekennzeichnet

ein Gehäuse (10),

einen freilaufenden Rotor (12), der in dem Gehäuse (10) um eine vertikale Achse drehbeweglich angeordnet ist und eine nach unten divergierend verlaufende konische Innenfläche (18) hat,

eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (36) an dem Rotor (12), die in der Nähe des oberen Endes der konischen Innenfläche (18) vorgesehen sind,

einen Stator (90,92), der ein Gas/Flüssigkeitsgemisch in die Turbinenschaufeln (36) lenkt,

eine Kammer (134), die unterhalb des Rotors (12) liegt und durch die Turbinenschaufeln (36) abgeschiedenes Gas aufnimmt, und

eine Vielzahl von Flügeln (42) an dem Rotor (12), die in Gasverbindung mit der Kammer (134) sind, so daß Gas

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(oae) αααββα

TKLKORAMMB MONAPAT

TKLSKOPIE

aus der Kammer (134) mit einem Druck ausgeleitet wird, der höher als der Druck in der Kammer (134) ist.

2. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine freie Lippe (20) am Grund der konisch ausgebildeten Innenfläche (18) des Rotors (12).

3. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stator (90,92) wenigstens eine Düse (92) aufweist, die ein Gas/Flüssigkeitsgemisch unter Druck auf die Turbinenschaufeln (36) lenkt.

4. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (92) eine Vielzahl von gekrümmt verlaufenden Schaufeln (92) aufweist, die das Gas/Flüssigkeitsgemisch in einem Winkel auf die Turbinenschaufeln (36) lenkt.

5. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (92) eine Einrichtung aufweist, die das Gas/Flüssigkeitsgemisch von einem Düseneinlaß nach außen zu einem Düsenauslaß lenkt, wobei der Düseneinlaß der Achse des Rotors (I2)näher als der Düsenauslaß liegt.

6. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenschaufeln (36) von der Achse des Rotors (12) weiter wegliegen als der Auslaß der Düse (92).

7. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel radial in einem Abstand zu der Achse des Rotors (12) angeordnet sind,

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und daß der Abstand kleiner als der Abstand von dem Auslaß der Düse (92) zu der Achse des Rotors (12) ist.

8. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3, ge kennzeichnet durch eine Einrichtung (30), die ein Gemischstrom aus Gas und Flüssigkeit Über einen radial verlaufenden Kanal von der Achse des Rotors (12) zu einem axial verlaufenden Kanal nach unten in Richtung auf die konische Innenfläche (18) des Rotors (12) lenkt.

9. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Turbinenschaufeln (36) von der Achse des Rotors (12) relativ weiter entfernt sind, und daß der Stator (90,92) der Achse des Rotors (12) näherliegt.

10. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Kammer (136), die über dem Rotor (12) liegt und in die die Flügel (42) abgeschiedenes Gas aus der Kammer (134) unterhalb des Rotors (12) nach oben mit einem Gasdruck lenken, der höher als der Druck in der Kammer (134) unterhalb des Rotors (12) ist.

11. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen ungedrosselten Gasströmungsweg, der zwischen dem Stator (90,92) und der zweiten Kammer (136) vorgesehen ist.

12. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (12) eine Welle (14) hat, daß Lager (52,62) den Rotor (12) auf der Welle (14) abstützen, daß ein Vorratsbehälter (56) zur Aufnahme von Lagerschmiermittel (57) und eine Einrichtung

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ORiGlNAL

(108,116,118,120,122,132) vorgesehen Ist, die das Lagerschmiermittel aus dem Vorratsbehälter (56) zu dem Lager-(52,62) lenkt, um dieselben zu schmieren.

13. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (104,106),die das Lagerschmiermittel (57) in dem Vorratsbehälter (56) unter Überdruck setzt.

14. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Lagerschmiermittelkanal (122,132), über den Lagerschmiermittel zu den Lagern (52, 62) zirkuliert, und eine Zentrifugalpumpe (116,118), die mit dem Lagerschmiermitteldurchgang (122,132) in Verbindung steht und die sich mit der Drehbewegung der Welle (14) dreht, so daß das Lagerschmiermittel (57) durch die Lagerschmiermitteldurchgänge (122,132) fließt.

15. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ungedrosselten Gasströmungsweg, der zwischen dem Stator (90,92) und der Kammer (134) vorgesehen ist, die unterhalb des Rotors (12) liegt.

16. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zwischenraum zwischen dem Auslaß des Stators (90,92) und dem Einlaß der Turbinenschaufeln (36), wobei die Flügel (42) eine Auslaßseite haben, die in Gasverbindung mit dem Zwischenraum (14O) steht, und wobei durch die Drehbewegung der Flügel (42) ein Gasdruck auf der Auslaßseite aufgebaut wird, der wenigstens gleich groß wie der Druck des Gas/Flüssigkeitsgemisches an diesem Zwischenraum (14O) Ist.

17. Gas/Flüssigkeitsabscheider, gekennzeichnet

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durch:

ein Gehäuse (10), das einen Einlaß für ein zu trennendes Gas/Flüssigkeitsgemisch hat,

einen Rotor (12), der um eine vertikale Achse in dem Gehäuse (10) drehbeweglich angeordnet ist und eine nach unten divergierend verlaufende Innenfläche (18) hat,

eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (36) an dem Rotor (12) in der Nähe eines oberen Endes der Innenfläche (18) des Rotors,

einen Stator (90,92) zwischen dem Einlaß und den Turbinenschaufeln (36), der ein Gas/Flüssigkeitsgemisch unter Druck in die Turbinenschaufeln (36) drückt, um den Rotor (12) und die Turbinenschaufeln (36) in Drehung zu versetzen, die eine Zentrifugalkraft auf das Gas/Flüssigkeitsgemisch einwirken lassen, durch die die Flüssigkeit von dem Gas derart getrennt wird, daß die abgeschiedene bzw. abgetrennte Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwerkraft längs der Innenfläche (18) des Rotors (12) nach unten fließt, und

einen Kompressor (42) an dem Rotor (12), der abgeschiedenes Gas von einem unterhalb der Turbinenschaufeln (36) liegenden Abschnitt des Rotors (12) austrägt.

18. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 17 t dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (42) abgeschiedenes Gas unter einem Druck ausgibt, der wenigstens gleich dem Druck des Gas/Flüssigkeitsgemischs an der Eintrittsseite der Turbinenschaufeln (36) ist.

19. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 17t gekennzeichnet durch eine erste Kammer (134), die im Innenraum des Rotors (12) unterhalb der Turbinenschaufeln (36) liegt und in den Turbinenschaufeln abgeschiedenes Gas aufnimmt,und eine zweite Kammer (136), die

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» V

oberhalb des Rotors (12) liegt und in der der Kompressor (42) mit dem Rotor (12) umläuft, um das abgeschiedene Gas von der ersten Kammer (134) in eine zweite Kammer (136) nach oben unter einem Gasdruck auszuleiten, der höher als der Gasdruck in der ersten Kammer (134) ist.

20. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (18) des Rotors (12) zu einer freien Lippe (20) am Grund des Rotors (12) divergierend nach unten verläuft, so daß die abgeschiedene Flüssigkeit und die Feststoffe in der Flüssigkeit unter dem Einfluß der Schwerkraft vom Grund der Lippe (20) fallen.

21. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor eine Vielzahl von Flügeln (42) an dem Rotor (12) aufweist, die in einem kleineren Abstand zu der Achse des Rotors (12) als die Turbinenschaufeln (36) angeordnet sind.

22. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor eine Vielzahl von Flügeln an dem Rotor (12) aufweist, die näher an der Achse des Rotors (12) als die Turbinenschaufeln (36) angeordnet sind, und daß die Flügel einen länglichen kreisförmigen Gas Strömungsdurchgang (74) bilden, der den Rotor (12) zwischen der ersten Kammer (134) und der zweiten Kammer (136) durchzieht.

23. Gas/Flüsslgkeitsabscheider nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Gasströmungsdurchlaß (74) in seiner Konizität, '. ausgehend von der ersten Kammer (134) zu der zweiten Kammer (136) kleiner wird. ^;

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24. Gas/Flüssigkeitsabscheider, gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse (10),

einen freilaufenden Rotor (12), der in dem Gehäuse (10) um eine vertikale Achse drehbeweglich gelagert ist und der eine nach unten divergierend verlaufende konische Innenfläche (18) hat,

eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (36) an dem Rotor (12), die einen Strom eines eingeleiteten Gas/Flüssigkeitsgemisches von einem Einlaßabschnitt, der der Achse des Rotors (12) näherliegt, radial nach außen lenkt und die den eingeleiteten Gemischstrom in Richtung eines Auslaßabschnitts in der Nähe eines oberen Endes der konischen Fläche (18) umlenkt, die von der Achse des Rotors (12) weiter wegliegt, und

eine Düse (92), die das eingeleitete Gemisch zu dem Einlaßabschnitt der Turbinenschaufeln (36) radial nach außen lenkt, um den Rotor um seine Achse drehanzutreiben und das Gas von der Flüssigkeit in dem eingeleiteten Gemisch während des Durchgangs durch die Turbinenschaufeln (36) zu trennen.

25· Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (92) eine Vielzahl von Statorschaufeln in einem Gasströmungsdurchgang (90) aufweist, der von der Achse des Rotors (12) in Richtung des Einlaßabschnittes bzw. der Eintrittsseite der Turbinenschaufeln (36) axial nach außen verläuft.

26. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorschaufeln (92) in einem Winkel relativ zu den Turbinenschaufeln (36) verlaufen, um das eingeleitete Gas/Flüssigkeitsgemisch unter einem Winkel auf die Turbinenschau-030010/0666

fein (36) zu richten.

27. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenschaufeln (36) im wesentlichen geradlinig und die Statorschaufeln (92) gekrümmt sind.

28. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsseite der Turbinenschaufeln (36) in einem radialen Abschnitt des Gasströmungskanals (30) mit einer ersten Querschnittsfläche liegt, und daß die Austrittsseite der Turbinenschaufeln in einem axialen Abschnitt des Gasströmungskanals (30) angeordnet ist und eine zweite Querschnittsfläche hat, die größer als die erste Querschnittsfläche ist.

29. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Turbinenschaufeln (36) von dem radialen Abschnitt zu dem axialen Abschnitt des Gasströmungskanals (30) kontinuierlich erstrecken. ;

30. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die einen Teil der Düsen (92) zur Speisung der Turbinenschaufeln (36) sperrt.

31. Gas/Flüssigkeitsabscheider, gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse (10),

einen Rotor (12), der in dem Gehäuse (10) drehbeweglich gelagert ist und einen Einlaß hat, der eine Gasverbindung mit einer Innenfläche des Rotors (12) herstellt, einen Gasdiffusor in dem Einlaß des Rotors (12),

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eine Kammer (134·), die in Gasverbindung mit der Innenfläche (18) des Rotors (12) steht,

eine Einrichtung (92), die den Strom aus dem Gas/ Flüssigkeitsgemisch unter Druck zu dem Gasdiffusor lenkt, um den Rotor (12) um seine Achse drehanzutreiben und um zu erreichen, daß der Gasdiffusor auf das eingeleitete Gemisch eine Zentrifugalkraft ausUbt, um die Flüssigkeit aus dem Gas des eingeleiteten Gemischs abzutrennen und das abgeschiedene Gas zu der Kammer (134) zu leiten, so daß ein Druckabfall entsteht und das abgeschiedene Gas in der Kammer (134) adiabatisch gekühlt wird, und

einen Kompressor (42) an dem Rotor (12), der das abgeschiedene Gas aus der Kammer (134) abzieht und einen Druckanstieg sowie einen Temperaturanstieg in dem von der Kammer (134) abgezogenen Gas erzeugt.

32· Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdiffusor eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (36) aufweist, und daß die Einrichtung, die den eingeleiteten Gemischstrom zu dem Gasdiffusor lenkt, ein oder mehrere ortsfeste Ausstoßdüsen (92) hat, die in der Nähe der Turbinenschaufeln (36) liegen.

33. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor eine Vielzahl von Flügeln (42) aufweist.

34. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß dieFlügel(42)näher an der Achse des Rotors (12) sind und die Turbinenschaufeln (36) von der Achse des Rotors (12) weiter wegliegen.

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35. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausstoßdüse (92) der Achse des Rotors (12) näher als die Turbinenschaufeln (36) und von der Achse des Rotors (12) weiter entfernt als die Flügel (42) liegt.

36... Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 35» gekennzeichnet durch einen ungedrosselten Gasströmungsweg, der von einer Ausstoßdüse (92) über die Turbinenschaufeln (36) und durch die Flügel (42) geht.

37. Gas/Flüssigkeitsabscheider, gekennzeichnet durch:

ein Gehäuse (10) mit einem Einlaß,

einen freilaufenden Rotor (12), der in dem Gehäuse (10) um eine vertikale Achse drehbeweglich gelagert ist und eine nach unten divergierend verlaufende konische Innenfläche (18) hat,

eine erste Kammer (134) in dem Gehäuse (10) unterhalb der konischen Innenfläche (18) des Rotors (12),

eine zweite Kammer (136) in dem Gehäuse (10) oberhalb des Rotors (12),

eine Vielzahl von Statorschaufeln (92) in der Nähe des Einlasses, die den eingeleiteten Gemischsstrom aus Gas und Flüssigkeit von der Achse (12) des Rotors radial nach außen lenkt,

eine Vielzahl von Turbinenschaufeln (36) an dem Rotor (12) in der Nähe eines oberen Endes der konischen Innenfläche (18) und in der Nähe eines Außenumfangsteils der Statorschaufeln (92), die den eingeleiteten Gemischstrom von den Statorschaufeln (92) durch die Turbinenschaufeln (36) radial nach außen und dann durch die Turbinenschaufeln (36) axial nach unten sowie in

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Richtung auf die konische Innenfläche (18) des Rotors (12) lenkt, und

eine Vielzahl von Flügeln (42) an dem Rotor (12), die der Achse des Rotors (12) näherliegt als die Turbinenschaufeln (36) und sich von der ersten Kammer (134) zu der zweiten Kammer (136) erstreckt, um aus der ersten Kammer (134) ausgeleitetes Gas mit einem Druck in die zweite Kammer (136) zu lenken, der höher als der Druck in der ersten Kammer (134) ist.

38. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (42) drehbar sind, um abgeschiedenes Gas mit einem Gasdruck auszugeben, der wenigstens gleich groß wie der Druck des eingeleiteten Gas/Flüssigkeitsgemisches an der Eintrittsseite der Turbinenschaufeln (36) ist.

39· Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 38, gekennzeichnet durch eine freie Lippe (20) am Grund des Rotors (12).

40. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß in dem Gehäuse (10) eine Einrichtung bildet, die den eingeleiteten Gemischstrom von der Achse (12) des Rotors radial nach außen in Richtung auf die Statorschaufeln (92) lenkt.

41. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen ungedrosselten Ga".sströmungsweg von dem Einlaß in dem Gehäuse (10) zu der zweiten Kammer (136) bildet.

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42. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorschaufeln (92) in einem Winkel relativ zu den Turbinenschaufeln (36) verlaufen, um den eingeleiteten Gemischstrom tangential in die Turbinenschaufeln (36) einzuleiten. \

43. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbinenschaufeln (36) einen Gasströmungsdurchgang (30) bilden, der einen radial innen liegenden Abschnitt umfaßt, der der Achse des Rotors (12) näherliegt und einen axial äußeren Ausschnitt umfaßt, der von der Achse des Rotors (12) relativ weiter entfernt ist.

44. Gas/Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Abschnitt des Gasströmungsdurchgangs (30) eine kleinere Querschnittsfläche als der axiale äußere Abschnitt hat.

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