DE69808345T2

DE69808345T2 - COMPRESSORS WITH AT LEAST ONE COMPRESSION LEVEL AND A HUMIDITY SEPARATOR

Info

Publication number: DE69808345T2
Application number: DE69808345T
Authority: DE
Inventors: Joost Goris; Philippe Ernens
Original assignee: Atlas Copco Airpower NV
Current assignee: Atlas Copco Airpower NV
Priority date: 1997-01-15
Filing date: 1998-01-03
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2018-01-04
Also published as: EP0854290A1; BE1010853A3; EP0854290B1; JPH10220375A; ES2185108T3; DE69808345D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor mit zumindest einer Verdichtungsstufe und einem Feuchtigkeitsabscheider, wobei die Verdichtungsstufe ein mit einem Einlass für zu komprimierendes Gas und einem Auslass versehenes Gehäuse und zumindest zwei zusammenwirkende, in diesem Gehäuse montierte Kompressorelemente umfasst, wovon zumindest eines ein rotierendes Element ist.The present invention relates to a compressor with at least one compression stage and one Moisture separator, the compression level one with one Admission for gas to be compressed and a housing provided with an outlet and at least two cooperating compressor elements mounted in this housing comprises, at least one of which is a rotating element.

In einem Mehrstufen-Kompressor wird das von einer Verdichtungsstufe komprimierte und durch diese Kompression erhitzte Gas in einem Zwischenkühler gekühlt. Während des Kühlens wird die in diesem Gas vorhandene Feuchtigkeit in Form von Feuchtigkeitspartikeln, die vom Gas zur nächsten Verdichtungsstufe mitgetragen werden, kondensiert.In a multi-stage compressor that compressed by a compression stage and by this compression heated gas in an intercooler cooled. While of cooling the moisture present in this gas is in the form of moisture particles, that from the gas to the next compression stage be carried, condensed.

Um zu verhindern, dass diese Feuchtigkeitspartikel in die nächste Verdichtungsstufe gelangen, wird bei den bekannten Kompressoren üblicherweise ein Feuchtigkeitsabscheider zwischen dem Zwischenkühler und der nachfolgenden Verdichtungsstufe angeordnet. Ein Kompressor, wie in dem einleitenden Teil von Anspruch 1 definiert, mit einer solchen Anordnung eines Zwischenkühlers, gefolgt von einem Feuchtigkeitsabscheider, ist beispielsweise im Dokument US-A-4.685.509 gezeigt.To prevent these moisture particles in the next Compression stage is usually used in the known compressors a moisture separator between the intercooler and the subsequent compression stage. A compressor, as defined in the introductory part of claim 1, with such Arrangement of an intercooler, followed by a moisture separator, for example in Document US-A-4,685,509.

Diese separaten Feuchtigkeitsabscheider nehmen jedoch viel Platz ein, sind relativ teuer und haben einen begrenzten Abscheidungsausstoß.Take these separate moisture separators however, a lot of space is relatively expensive and has a limited amount Separation emissions.

Auch vor der ersten Verdichtungsstufe oder im Fall eines Einstufenkompressors wird ein Feuchtigkeitsabscheider vor dieser Stufe angebracht, wenn Feuchtigkeit im zu komprimierenden Gas vorhanden sein kann.Even before the first compression stage or in the case of a single stage compressor, a moisture separator attached before this stage if moisture is to be compressed Gas may be present.

Die vorliegende Erfindung bezweckt einen Kompressor, der die vorgenannten und andere Nachteile ausschließt und der es auf konstruktiv einfache, kompakte und relativ preisgünstige Weise ermöglicht, auf effiziente Weise Feuchtigkeit aus dem zu komprimierenden Gas abzuscheiden.The present invention aims a compressor that eliminates the aforementioned and other disadvantages and it in a structurally simple, compact and relatively inexpensive way allows moisture from the gas to be compressed in an efficient manner deposit.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Einlass der Verdichtungsstufe nahezu abgeschlossen ist durch einen rasch rotierenden Körper aus Zellmaterial mit offenen Zellen, der einen ausreichend niedrigen Strömungswiderstand für das Gas aufweist, um das Gas durchzulassen, der jedoch Feuchtigkeitspartikel und andere Partikel zurückhält und sie radial wegschleudert, welcher Körper in das Gehäuse integriert ist.This goal is achieved according to the invention by the inlet of the compression stage is almost closed by a rapidly rotating body from cell material with open cells, which is sufficiently low flow resistance for the gas has to pass the gas, but the moisture particles and holds back other particles and them radially throws away which body in the housing is integrated.

Derartige Körper werden bereits zum Abscheiden von Wasser aus einem Luftstrom genutzt, jedoch in individuellen Abscheidern, wie in JP 60-014920 A dargestellt.Such bodies are already used for separation used by water from an air stream, but in individual Separators, as shown in JP 60-014920 A.

Der Körper kann vom Gasstrom selbst oder von einer externen Kraftquelle angetrieben werden, jedoch erstreckt sich der Einlass vorzugsweise über eine Welle, womit das rotierende Verdichtungselement im Gehäuse gelagert ist, und ist der Körper an dieser Welle befestigt.The body can flow from the gas itself or powered by an external power source, but extends the inlet is preferably via a Shaft, with which the rotating compression element is mounted in the housing is and is the body attached to this shaft.

In Höhe des besagten Körpers kann der Einlass eine Verbreiterung aufweisen, die eine Kammer bildet, worin die weggeschleuderte Feuchtigkeit gesammelt wird.In the amount of said body can the inlet has a widening that forms a chamber, in which the moisture thrown away is collected.

Zur besseren Erläuterung der Merkmale der Erfindung ist die folgende bevorzugte Ausführungsform eines Kompressors mit mindestens einer Verdichtungsstufe und einem Feuchtigkeitsabscheider gemäß der Erfindung beschrieben, nur als Beispiel, ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu sein, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:To better explain the features of the invention is the following preferred embodiment a compressor with at least one compression stage and a moisture separator according to the invention described, only as an example, without being restrictive in any way with reference to the accompanying drawings, in which:

1 schematisch einen Schnitt einer Stufe eines erfindungsgemäßen Kompressors darstellt 1 schematically represents a section of a stage of a compressor according to the invention

2 den in 1 mit F2 angedeuteten Teil darstellt, jedoch unter Verweis auf eine andere Ausführungsform. 2 the in 1 part indicated with F2, but with reference to another embodiment.

1 zeigt eine Verdichtungsstufe eines Schraubenverdichters, der hauptsächlich aus einem Gehäuse 1 besteht, worin zwei zusammenwirkende, aus aus schraubenförmigen Rotoren geformte Kompressorelemente 2 und 3 rotierbar montiert sind. 1 shows a compression stage of a screw compressor, which consists mainly of a housing 1 consists of two interacting compressor elements formed from helical rotors 2 and 3 are rotatably mounted.

In Hinblick auf den Aufbau besteht das Gehäuse 1 aus verschiedenen Teilen, die beispielsweise mittels Bolzen aneinander befestigt sind.In terms of construction, the housing is made 1 from different parts, which are attached to each other by means of bolts, for example.

Das Gehäuse 1 begrenzt einen inneren Raum 4, worin die rotierenden Kompressorelemente 2 und 3 sich befinden.The housing 1 delimits an inner space 4 , wherein the rotating compressor elements 2 and 3 to find oneself.

Das rotierende Kompressorelement 2 besteht aus einem schraubenförmigen Körper 5, der an beiden Enden axial mit einer Welle 6 beziehungsweise 7 versehen ist.The rotating compressor element 2 consists of a helical body 5 that axially at both ends with a shaft 6 respectively 7 is provided.

Die Welle 6 wird von einem Lager 8 getragen, das im Gehäuse 1 montiert ist, und ist mittels eines Getriebes direkt oder indirekt mit einem in 1 nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.The wave 6 is from a warehouse 8th worn that in the housing 1 is mounted, and is directly or indirectly with a in by means of a gear 1 Drive motor, not shown, connected.

Die Welle 7 ist in einem Kugellager 9 gelagert, das in das Gehäuse 1 integriert ist. An der Außenseite dieses Kugellagers 9 ist ein Ring 10 auf die Welle 7 geklemmt.The wave 7 is in a ball bearing 9 stored that in the housing 1 is integrated. On the outside of this ball bearing 9 is a ring 10 on the wave 7 clamped.

Auf analoge Weise umfasst das rotierende Kompressorelement 3 einen schraubenförmigen Körper 11 und an dessen beiden Enden eine Welle 12 beziehungsweise 13.In an analogous manner, the rotating compressor element comprises 3 a helical body 11 and a shaft at both ends 12 respectively 13 ,

An einer Seite ist die Welle 12 in einem Kugellager 14 gelagert, das im Gehäuse 1 befestigt ist. Auch ist ein Klemmring 10 an der Außenseite besagten Kugellagers 14 auf die Welle 12 geklemmt.The wave is on one side 12 in a ball bearing 14 stored that in the housing 1 is attached. There is also a clamping ring 10 on the outside of said ball bearing 14 on the wave 12 clamped.

An der anderen Seite ist die Welle 13 in einem Lager 15 gelagert, das ebenfalls in das Gehäuse 1 integriert ist.On the other side is the wave 13 in a camp 15 stored that also in the housing 1 is integrated.

Diese Welle 13 erstreckt sich mit einem verlängerten Ende 13A bis über das Lager 15 hinaus, nämlich bis in eine Kammer 16, die in einer Endwand des Gehäuses 1 ausgebildet ist und die Teil des Einlasses 16-17-18 ist, der sich somit über die Welle 13 erstreckt.This wave 13 extends with an elongated end 13A up over the camp 15 out, namely into a chamber 16 that in an end wall of the housing 1 is formed and the part of the inlet 16 - 17 - 18 which is thus over the wave 13 extends.

Der Teil 17 des Einlasses verbindet die Kammer 16 mit der Niederdruckseite des Raums 4, während der Teil 18 des Einlasses, der einen kleineren Querschnitt hat als die Kammer 16, diese Kammer 16 mit der Außenseite des Gehäuses 1 verbindet.The part 17 of the inlet connects the chamber 16 with the low pressure side of the room 4 , while rend the part 18 of the inlet, which has a smaller cross section than the chamber 16 , this chamber 16 with the outside of the case 1 combines.

In der Kammer 16 ist am verlängerten Ende 13A der Welle 13 ein Körper 19 in Form einer runden Scheibe, gefertigt aus Zellmaterial mit offenen Zellen, befestigt.In the chamber 16 is at the extended end 13A the wave 13 a body 19 in the form of a round disc, made of cell material with open cells, attached.

Der Durchmesser des Körpers 19 ist kleiner als der Durchmesser der Kammer 16, jedoch größer als der Durchmesser des Teils 18 des Einlasses 18-19-20, der vom Körper 19 nahezu vollständig abgeschlossen wird.The diameter of the body 19 is smaller than the diameter of the chamber 16 but larger than the diameter of the part 18 of the inlet 18 - 19 - 20 from the body 19 is almost completely completed.

Der Körper 19 hat einen ausreichend niedrigen Strömungswiderstand, um das zu komprimierende Gas, insbesondere Luft, durchzulassen.The body 19 has a sufficiently low flow resistance to allow the gas to be compressed, in particular air, to pass through.

Dieser Körper 19 besteht vorzugsweise aus einem aus Kunststoff, Metall oder Keramikmaterial gefertigten harten Schaum.That body 19 consists preferably of a hard foam made of plastic, metal or ceramic material.

Ein sehr geeignetes Material für den Körper 19 ist ein Metallschaum, hergestellt durch Ablagern einer Metallschicht, beispielsweise Nickel oder Nickel-Chrom, mittels eines galvanischen Prozesses auf einem Polyurethanschaum und durch anschließendes Entfernen dieses Polyurethanschaums mittels Pyrolyse, oder ein Schaum aus Keramikmaterial, hergestellt durch Ablagern eines Keramikmaterials auf einem Polyurethanschaum und anschließendes thermisches Entfernen dieses Polyurethanschaums, beispielsweise mittels Pyrolyse.A very suitable material for the body 19 is a metal foam, produced by depositing a metal layer, for example nickel or nickel-chrome, by means of a galvanic process on a polyurethane foam and then removing this polyurethane foam by means of pyrolysis, or a foam made of ceramic material, produced by depositing a ceramic material on a polyurethane foam and then thermally Removing this polyurethane foam, for example by means of pyrolysis.

An die Kammer 16 schließt ein kleiner Abfuhrkanal 20 an, der sich außerhalb des Gehäuses 1 erstreckt.To the chamber 16 closes a small discharge channel 20 at the outside of the case 1 extends.

Durch das Gehäuse 1 erstreckt sich an der gegenüberliegenden Seite von Einlass 16-17-18 ein Auslass 21 für das komprimierte Gas.Through the housing 1 extends on the opposite side from inlet 16 - 17 - 18 an outlet 21 for the compressed gas.

Die Arbeitsweise des Kompressors ist einfach und wie folgt.How the compressor works is simple and as follows.

Mittels des Antriebs wird der Körper 5 mittels der Welle 6 rotiert und rotiert seinerseits den Körper 11 mittels Zahnrädern oder durch direkten Kontakt.The body becomes by means of the drive 5 by means of the wave 6 in turn rotates and rotates the body 11 by means of gears or by direct contact.

Das zu komprimierende Gas, das eventuell bereits von einer vorangehenden Verdichtungsstufe stammt, wird durch den Einlass 16-17-18 in den Raum 4 gebracht und von den Kompressorelementen 2 und 3 komprimiert. Das komprimierte Gas wird durch den Auslass 21 abgeführt.The gas to be compressed, which may already have come from a previous compression stage, passes through the inlet 16 - 17 - 18 in the room 4 brought and from the compressor elements 2 and 3 compressed. The compressed gas goes through the outlet 21 dissipated.

Dieses zu komprimierende Gas strömt hierbei durch den rotierenden Körper 19, der vollständig in das Gehäuse 1 integriert ist, wo die Feuchtigkeitspartikel gestoppt werden und bereits aus dem Körper 19 geschleudert werden.This gas to be compressed flows through the rotating body 19 that is completely in the housing 1 is integrated where the moisture particles are stopped and already out of the body 19 to be hurled.

Die Strömungsrichtung des zu komprimierenden Gases ist durch die Pfeile 22 angedeutet.The direction of flow of the gas to be compressed is indicated by the arrows 22 indicated.

Diese Feuchtigkeitspartikel werden unten in der Kammer 16 gesammelt, was durch die Pfeile 23 angedeutet ist, und werden durch den kleinen Abfuhrkanal 20 abgeführt.These moisture particles are in the bottom of the chamber 16 collected what by the arrows 23 is indicated, and are through the small discharge channel 20 dissipated.

Somit erfordert der oben beschriebene Kompressor keinen separaten Feuchtigkeitsabscheider. Der Körper 19 bildet einen in der Verdichtungsstufe eingebauten Feuchtigkeitsabscheider, wodurch das Ganze kompakt und relativ preisgünstig ist.Thus, the compressor described above does not require a separate moisture separator. The body 19 forms a built-in moisture separator, which makes the whole thing compact and relatively inexpensive.

Statt auf der Welle 13 des Kompressorelements 3 kann der Körper 19 auf der Welle 6 des Kompressorelements 2 montiert sein, in welchem Fall der Einlass sich über diese Welle 6 erstrecken muss.Instead of on the wave 13 of the compressor element 3 the body can 19 on the wave 6 of the compressor element 2 be mounted, in which case the inlet is over this shaft 6 must extend.

Der Kompressor, wovon ein Teil in 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten dadurch, dass Mittel vorgesehen sind, um das zu komprimierende Gas im Körper 19 hauptsächlich in Querrichtung zur Welle 13 strömen zu lassen.The compressor, part of which in 2 is different from that shown in 1 represented in that means are provided to the gas to be compressed in the body 19 mainly in the transverse direction to the shaft 13 to flow.

Diese Mittel bestehen aus einer ringförmigen Platte 24, die die zum Teil 18 des Einlasses 16-17-18 gerichtete Seite des Körpers 19 abdeckt und die an diesem Körper befestigt, beispielsweise darangeklebt ist, und aus einer zweiten ringförmigen Platte 25, die an der gegenüberliegenden Seite des Körpers 16 befestigt ist, die jedoch nur den äußeren Teil dieser Seite abdeckt.These means consist of an annular plate 24 that the part 18 of the inlet 16 - 17 - 18 directed side of the body 19 covers and which is attached to this body, for example glued to it, and from a second annular plate 25 that are on the opposite side of the body 16 is attached, which however only covers the outer part of this side.

Das zu komprimierende Gas strömt durch die Kammer 16 und die Außenkante des Körpers 19 in diesen Körper 19 und tritt, nach der Abscheidung der radial nach außen geschleuderten Feuchtigkeitspartikel, in Nähe der Welle 13 aus diesem Körper aus.The gas to be compressed flows through the chamber 16 and the outer edge of the body 19 in this body 19 and occurs near the shaft after the separation of the radially flung moisture particles 13 out of this body.

Die Erfindung ist nicht auf Schraubenverdichter begrenzt, sondern kann auch auf andere Kompressoren angewendet werden, vorzugsweise mit zumindest einem rotierenden Kompressorelement, worauf der Körper montiert werden kann.The invention is not on screw compressors limited, but can also be applied to other compressors, preferably with at least one rotating compressor element, what the body can be assembled.

Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die in den begleitenden Zeichnungen dargestellten, oben beschriebenen Ausführungen begrenzte vielmehr können solche Kompressoren in allen Arten von Varianten verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The present invention is by no means to those described in the accompanying drawings described above versions rather limited can such compressors can be realized in all types of variants, without leaving the scope of the invention.

Claims

Compressor with at least one compression stage and a moisture separator, the compression stage being a housing ( 1 ) includes an inlet ( 16 - 17 - 18 ) for gas to be compressed and an outlet ( 21 ) and at least two in this case ( 1 ) assembled, interacting compressor elements ( 2 and 3 ), at least one of which is a rotating element, characterized in that the inlet ( 16 - 17 - 18 ) the compression stage is almost completed by a rapidly rotating body ( 19 ), made from an open cell cell material that has a flow resistance sufficiently low to pass this gas, but which retains moisture particles and other particles and throws them radially away, which body ( 19 ) in the housing ( 1 ) is installed.

Compressor according to claim 1, characterized in that the inlet ( 16 - 17 - 18 ) over a wave ( 13 ) extends, with which the rotating com pressor element ( 3 ) in the housing ( 1 ) and that the body ( 19 ) on this wave ( 13 ) is attached.

Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the body ( 19 ) in a chamber ( 16 ) which results from widening the inlet ( 16 - 17 - 18 ) consists.

Compressor according to claim 3, characterized in that a small discharge channel ( 20 ) with the chamber ( 16 ) connected is.

Compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the body ( 19 ) has the shape of a disc.

Compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the body ( 19 ) is made of metal, plastic or ceramic material.

A compressor according to claim 6, characterized in that the body ( 19 ) was produced by first coating plastic foam with open cells in a galvanic manner with metal or by coating it with ceramic material and then thermally removing the plastic foam.

Compressor according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is a screw compressor and in that the compression stage two rotating screw-shaped compressor elements ( 2 and 3 ) which has a shaft at both ends ( 6 - 7 - 12 - 13 ) with which they are in the housing ( 1 ) are stored and that the body ( 19 ) on one of these waves ( 6 or 13 ) in the inlet ( 16 - 17 - 18 ) is mounted.

Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided to at least partially compress the gas to be compressed through the body ( 19 ) flow to the geometric axis of rotation of this body ( 19 ) there.

Compressor according to claim 9, characterized in that the above-mentioned means at least one plate ( 24 ) comprising the side of the body facing the incoming gas to be compressed ( 19 ) at least partially covers.

A compressor according to claim 10, characterized in that the above-mentioned means comprise a plate ( 24 ) comprising the side of the body facing the incoming gas to be compressed ( 19 ) at least partially covers, and a plate ( 25 ) which is the opposite side of the body ( 19 ) partially covers.