DE69811766T2 - COMPRESSORS WITH AT LEAST ONE COMPRESSION LEVEL AND A HUMIDITY SEPARATOR - Google Patents

COMPRESSORS WITH AT LEAST ONE COMPRESSION LEVEL AND A HUMIDITY SEPARATOR Download PDF

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Description

Diese Erfindung betrifft einen Verdichter mit zumindest einer Verdichtungsstufe und einem Feuchtigkeitsabscheider, wobei die Verdichtungsstufe ein Gehäuse umfasst, das mit einem Einlass für zu verdichtendes Gas und einem Auslass versehen ist und das zumindest zwei in diesem Gehäuse montierte, zusammenwirkende Verdichterelemente umfasst, wobei zumindest eines davon rotierbar ist.This invention relates to a compressor with at least one compression stage and a moisture separator, wherein the compression stage comprises a housing which with a Admission for gas to be compressed and an outlet is provided and at least two in this case assembled, cooperating compressor elements, wherein at least one of them is rotatable.

In einem Mehrstufenverdichter wird das von einer Verdichtungsstufe verdichtete Gas, das durch diese Verdichtung aufgewärmt wird, in einem Zwischenkühler gekühlt. Während dieses Kühlens kondensiert die in diesem Gas vorhandene Feuchtigkeit in Form von Feuchtigkeitspartikeln, die mit dem Gas zur nachfolgenden Verdichtungsstufe mitgenommen werden.In a multi-stage compressor the gas compressed by a compression stage that passes through this Compression warmed up is in an intercooler cooled. While this cooling condenses the moisture present in this gas in the form of Moisture particles that come with the gas to the subsequent compression stage get picked up.

Um zu verhindern, dass diese Feuchtigkeitspartikel in die nachfolgende Verdichtungsstufe gelangen, ist bei den bekannten Verdichtern meistens ein Feuchtigkeitsabscheider zwischen den Zwischenkühler und die nachfolgende Verdichtungsstufe plaziert.To prevent these moisture particles get into the subsequent compression stage is in the known Most often a moisture separator between the intercooler and placed the subsequent compression stage.

Diese getrennten Feuchtigkeitsabscheider nehmen jedoch viel Platz ein, sind relativ teuer und haben eine begrenzte Abscheideleistung.Take these separate moisture separators however, a lot of space is relatively expensive and has a limited amount Retention rate.

Ein Zwischenkühler, der einen Feuchtigkeitsabscheider in seinen Auslässen aufweist, ist in US-A-4.685.509 offenbart.An intercooler that has a moisture separator in its outlets is disclosed in US-A-4,685,509.

Auch für die erste Verdichtungsstufe oder bei einem einstufigen Verdichter ist, falls Feuchtigkeit in dem zu verdichtenden Gas vorhanden sein sollte, ein Feuchtigkeitsabscheider vor dieser Stufe angebracht.Also for the first compression stage or with a single stage compressor if there is moisture in the to be compressed gas should be present, a moisture separator attached before this stage.

Diese Erfindung bezweckt einen Verdichter, der die oben genannten und andere Nachteile ausschließt und der es auf konstruktiv einfache, kompakte und relativ einfache Art und Weise ermöglicht, auf praktische Weise Feuchtigkeit von den zu verdichtenden Gas abzuscheiden.This invention aims at a compressor that excludes the above and other disadvantages and the it in a structurally simple, compact and relatively simple way and Way enables in a practical way to separate moisture from the gas to be compressed.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass der Einlass der Verdichtungsstufe von einer rasch rotierenden Bürste nahezu abgeschlossen wird, die einen ausreichend niedrigen Strömungswiderstand für das Gas hat, um das Gas passieren zu lassen, die jedoch Feuchtigkeitspartikel und andere Partikel zurückhält und sie radial wegschleudert, welcher Körper im Gehäuse integriert ist.According to the invention, this goal is achieved that the inlet of the compression stage from a rapidly rotating brush is almost completed, which is a sufficiently low flow resistance for the Gas has to let the gas pass, but the moisture particles and holding back other particles and them radially throws away which body in the housing is integrated.

EP-A-0.854.290, das ein früheres Dokument ist, jedoch nach dem Einreichungsdatum dieser Anmeldung veröffentlicht wurde, offenbart eine Verdichtungsstufe, deren Einlass von einem rasch rotierenden Körper, der aus einem Zellmaterial mit offenen Zellen gefertigt ist, praktisch versiegelt wird, der ein ausreichend niedrigen Widerstand hat, um das Gas durchzulassen, der jedoch Feuchtigkeit zurückhält.EP-A-0.854.290, which is an earlier document however published after the filing date of this application discloses a compression stage, the inlet of which is from a rapidly rotating body, which is made of a cell material with open cells, practical is sealed, which has a sufficiently low resistance to to let the gas through, but it retains moisture.

JP-A-60.014920 offenbart einen rotierenden Feuchtigkeitsabscheider, bestehend aus einem porösen Körper des offenporigen Typs, montiert in einem Rohr, das beispielsweise an einen Ventilator angeschlossen ist.JP-A-60.014920 discloses a rotating moisture separator, consisting of a porous body of the open-pore type, mounted in a tube, for example is connected to a fan.

Erfindungsgemäß kann der Körper vom Gasstrom selbst oder von einer externen Kraftquelle angetrieben sein, jedoch erstreckt der Einlass sich vorzugsweise über eine Welle, womit das rotierbare Verdichtungselement im Gehäuse gelagert ist, und ist der Körper auf dieser Welle befestigt.According to the body from Gas flow itself or powered by an external power source be, but the inlet preferably extends over a Shaft, with which the rotatable compression element is mounted in the housing is and is the body attached to this shaft.

In Höhe dieses Körpers kann der Einlass mit einer Erweiterung versehen sein, die eine Kammer bildet, worin die weggeschleuderte Feuchtigkeit gesammelt wird.At the level of this body, the inlet can be opened with a Be provided extension that forms a chamber in which the flung away Moisture is collected.

Mit der Absicht, die Merkmale der Erfindung besser darzustellen, ist hiernach, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, eine bevorzugte Ausführungsform eines Verdichters mit zumindest einer Verdichtungsstufe und einem Feuchtigkeitsabscheider gemäß der Erfindung dargestellt, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:With the intention of the characteristics of Hereafter, to present invention better, as an example without everyone restrictive Character, a preferred embodiment of a compressor with at least one compression stage and one Moisture separator according to the invention shown with reference to the accompanying drawings, in which:

1 schematisch einen Querschnitt einer Stufe eines erfindungsgemäßen Verdichters darstellt; 1 schematically shows a cross section of a stage of a compressor according to the invention;

2 den in 1 mit F2 angedeuteten Teil darstellt, jedoch in Bezug auf eine andere Ausführungsform; 2 the in 1 part indicated by F2, but in relation to another embodiment;

3 im Detail den in 1 mit F2 angedeuteten Teil darstellt. 3 in detail the in 1 represents part indicated with F2.

In 1 ist eine Verdichtungsstufe eines Schraubenverdichters dargestellt, die im Wesentlichen aus einem Gehäuse 1 besteht, worin zwei zusammenwirkende Verdichtungselemente 2 und 3, geformt durch schraubenförmige Rotoren, rotierbar montiert sind.In 1 shows a compression stage of a screw compressor, which essentially consists of a housing 1 consists of two interacting compression elements 2 and 3 , formed by helical rotors, are rotatably mounted.

Zu konstruktiven Zwecken besteht das Gehäuse 1 aus verschiedenen Teilen, die, beispielsweise mittels Bolzen, aneinander befestigt sind.The housing is used for constructional purposes 1 from different parts that are attached to each other, for example by means of bolts.

Das Gehäuse 1 definiert einen innersten Raum 4, worin sich die rotierbaren Verdichtungselemente 2 und 3 befinden.The housing 1 defines an innermost space 4 , in which the rotatable compression elements 2 and 3 are located.

Das rotierbare Verdichtungselement 2 besteht aus einem schraubenförmigen Körper 5, der an beiden Seiten axial mit einer Welle 6 beziehungsweise 7 versehen ist.The rotatable compression element 2 consists of a helical body 5 that is axially on both sides with a shaft 6 respectively 7 is provided.

Die Welle 6 ist in einem im Gehäuse 1 montierten Lager 8 gelagert und ist direkt oder mittels Zwischenschaltung eines Getriebes mit einem in 1 nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.The wave 6 is in one in the case 1 assembled bearings 8th stored and is directly or through the intermediary of a gearbox with a in 1 Drive motor, not shown, connected.

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

Auf analoge Weise umfasst das rotierbare Verdichterelement 1 einen schraubenförmigen Körper 11 und, zu beiden Seiten davon, eine Welle 12 beziehungsweise 13.The rotatable compressor element comprises in an analogous manner 1 a helical body 11 and, on either side of it, a wave 12 respectively 13 ,

An einer Seite ist die Welle 12 in einem Kugellager 14 gelagert, das im Gehäuse 1 befestigt ist. An der Außenseite dieses Kugellagers 14 ist ein Klemmring 10 ebenfalls 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. On the outside of this ball bearing 14 is a clamping ring 10 also 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 über das Lager 15 hinaus, nämlich bis in eine Kammer 16, die in einer Endwand des Gehäuses 1 geformt ist und Teil des Einlasses 16–17–18 bildet, der sich somit über die Welle 13 erstreckt.This wave 13 extends with an elongated end 13A about the camp 15 out, namely into a chamber 16 that in an end wall of the housing 1 is shaped and part of the inlet 16 - 17 - 18 forms, which is thus over the wave 13 extends.

Das Teil 17 des Einlasses verbindet die Kammer 16 mit der Niederdruckseite des Raums 4, während das Teil 18 des Einlasses, das einen kleineren Querschnitt als die Kammer 16 hat, 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 the part 18 of the inlet, which has a smaller cross section than the chamber 16 has this chamber 16 with the outside of the case 1 combines.

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

Der Durchmesser des Körpers 19 ist kleiner als der Durchmesser der Kammer 16, jedoch größer als der Durchmesser des Teils 18 des Einlasses 16–17–18, der jedenfalls nahezu vollständig vom Körper 19 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 16 - 17 - 18 who is almost completely from the body 19 is completed.

Der Körper 19 hat einen ausreichend niedrigen Strömungswiderstand, um das zu verdichtende Gas, insbesondere Luft, passieren zu lassen.The body 19 has a sufficiently low flow resistance to allow the gas to be compressed, especially air, to pass.

Wie detailliert in 3 dargestellt, ist der Körper 19 eine runde und beispielsweise scheibenförmige Bürste.How detailed in 3 shown is the body 19 a round and disc-shaped brush, for example.

Diese Bürste umfasst vorzugsweise Stahlborsten 26, die nahezu radial gerichtet sind und an einem Kern 27 befestigt sind, wobei sie beispielsweise in einer Uförmigen Nut festklemmt sitzen. Dieser Kern 27 ist an dem verlängerten Ende 13A der Welle 13 befestigt, beispielsweise daran geklebt, geklemmt oder geschraubt.This brush preferably comprises steel bristles 26 which are almost radially directed and on a core 27 are fixed, for example, they are clamped in a U-shaped groove. That core 27 is at the extended end 13A the wave 13 attached, for example glued, clamped or screwed to it.

Ein Abfuhrkanal 20, der sich bis über das Gehäuse hinaus erstreckt, ist mit der Kammer 16 verbunden.A discharge channel 20 that extends beyond the housing is with the chamber 16 connected.

Ein Auslass 21 für das verdichtete Gas erstreckt sich durch das Gehäuse 1, an der dem Einlass 16–17–18 gegenüberliegenden Seite.An outlet 21 for the compressed gas extends through the housing 1 at the entrance 16 - 17 - 18 opposite side.

Die Arbeitsweise des Verdichters ist einfach und wie folgt.The operation of the compressor is simple and as follows.

Aufgrund des Antriebs mittels der Welle 6 wird der Körper 5 rotiert, der seinerseits den Körper 11 mittels Zahnrädern oder durch direkten Kontakt rotiert.Due to the drive by means of the shaft 6 becomes the body 5 rotates, which in turn rotates the body 11 rotated by means of gears or by direct contact.

Das zu verdichtende Gas, das eventuell bereits von einer vorgeschalteten Verdichtungsstufe kommt, wird durch den Einlass 16–17–18 in die Kammer 4 gebracht und mittels der Verdichtungselemente 2 und 3 verdichtet. Das verdichtete Gas wird durch den Auslass 21 abgeführt.The gas to be compressed, which may already come from an upstream compression stage, is through the inlet 16 - 17 - 18 into the chamber 4 brought and by means of the compression elements 2 and 3 compacted. The compressed gas passes through the outlet 21 dissipated.

Dabei strömt dieses zu verdichtende Gas durch den rotierenden Körper 19 oder die Bürste, die vollständig im Gehäuse 1 integriert ist, wo die Feuchtigkeitspartikel zurückgehalten und radial aus dem Körper 19 herausgeschleudert werden.This gas to be compressed flows through the rotating body 19 or the brush that is completely in the housing 1 is integrated where the moisture particles are retained and radially out of the body 19 are thrown out.

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

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

Der hier vorangehend beschriebene Verdichter benötigt somit keinen separaten Feuchtigkeitsabscheider. Der Körper 19 bildet einen in die Verdichtungsstufe integrierten Feuchtigkeitsabscheider, wodurch die gesamte Einheit kompakt und relativ preisgünstig ist.The compressor described here above therefore does not require a separate moisture separator. The body 19 forms a moisture separator integrated in the compression stage, making the entire unit compact and relatively inexpensive.

Statt auf der Welle 13 des Verdichterelements 3 montiert zu sein, kann der Körper 19 auf der Welle 6 des Verdichterelements 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 be assembled 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 Verdichter, wovon ein Teil in 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten dadurch, dass Mittel vorgesehen sind, um den Strom des zu verdichtenden Gases im Körper 19 im Wesentlichen in Querrichtung zur Welle 13 hin zu leiten.The compressor, part of which in 2 is different from that shown in 1 represented in that means are provided to the flow of the gas to be compressed in the body 19 essentially in the transverse direction to the shaft 13 to lead.

Besagte Mittel werden von einer ringförmigen Platte 24 geformt, die die zum Teil 18 des Einlasses 16–17–18 gerichtete Seite des Körpers 19 bedeckt und gegen diesen Körper befestigt, beispielsweise darangeklebt, ist, und von einer zweiten ringförmigen Platte 25, die gegen die gegenüberliegende Seite des Körpers 19 befestigt ist, die jedoch ausschließlich den äußeren Teil dieser Seite bedeckt.Said means are from an annular plate 24 shaped that the part 18 of the inlet 16 - 17 - 18 directed side of the body 19 covered and fixed against this body, for example glued, and by a second annular plate 25 that against the opposite side of the body 19 is attached, which however covers only the outer part of this side.

Das zu verdichtende Gas strömt durch die Kammer 16 und entlang der Außenkante des Körpers 19 in diesen Körper 19 und verläßt diesen Körper in der Nähe der Welle 13, nachdem die Flüssigkeitspartikel daraus abgeschieden wurden, die radial nach außen geschleudert werden.The gas to be compressed flows through the chamber 16 and along the outside edge of the body 19 in this body 19 and leaves this body near the wave 13 after separating the liquid particles that are thrown radially outward.

Die Erfindung ist nicht auf Schraubenverdichter beschränkt, sondern ist auch auf andere Verdichter anwendbar, vorzugsweise mit zumindest einem rotierbaren Verdichterelement, woran der Körper montiert werden kann.The invention is not on screw compressors limited, but is also applicable to other compressors, preferably with at least one rotatable compressor element, on which the body is mounted can be.

Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die hier vorangehend beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können derartige Verdichter in verschiedenen Varianten verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The present invention is by no means to those described above and shown in the figures embodiments limited, rather can such compressors can be realized in different variants, without leaving the scope of the invention.

Claims (10)

Verdichter mit zumindest einer Verdichtungsstufe und einem Feuchtigkeitsabscheider, wobei die Verdichtungsstufe ein mit einem Einlass (16–17–18) für zu verdichtendes Gas versehenes Gehäuse (1) umfasst, und einen Auslass (21) und zumindest zwei in diesem Gehäuse (1) montierte, zusammenwirkende Verdichtungselemente (2 und 3), wovon zumindest eines rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (16–17–18) von der Verdichtungsstufe durch eine rasch rotierende Bürste (19) nahezu abgeschlossen ist, die einen ausreichend niedrigen Strömungswiderstand für das zu verdichtende Gas hat, um dieses Gas passieren zu lassen, die jedoch Feuchtigkeitspartikel und andere Partikel zurückhält und sie radial wegschleudert, welcher Körper (19) im Gehäuse (1) integriert ist.Compressor with at least one compression stage and a moisture separator, the compression stage being equipped with an inlet ( 16 - 17 - 18 ) for housing to be compressed gas ( 1 ) and an outlet ( 21 ) and at least two in this case ( 1 ) assembled, interacting compression elements ( 2 and 3 ), at least one of which is rotatable, characterized in that the inlet ( 16 - 17 - 18 ) from the compression stage using a rapidly rotating brush ( 19 ) is almost complete, which has a sufficiently low flow resistance for the gas to be compressed to let this gas pass, but which retains moisture particles and other particles and throws them radially away, which body ( 19 ) in the housing ( 1 ) is integrated. Verdichter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (16–17–18) sich über eine Welle (13) erstreckt, mit der das rotierbare Verdichterelement (3) im Gehäuse (1) gelagert ist, und dass die Bürste (19) auf dieser Welle (13) befestigt ist.Compressor according to claim 1, characterized in that the inlet ( 16 - 17 - 18 ) over a wave ( 13 ) with which the rotatable compressor element ( 3 ) in the housing ( 1 ) and that the brush ( 19 ) on this wave ( 13 ) is attached. Verdichter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (19) sich in einer Kammer (16) befindet, die von einer Erweiterung des Einlasses (16–17–18) gebildet wird.Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the brush ( 19 ) in a chamber ( 16 ), which is due to an expansion of the inlet ( 16 - 17 - 18 ) is formed. Verdichter gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abfuhrkanal (20) mit der Kammer (16) verbunden ist.Compressor according to claim 3, characterized in that a discharge channel ( 20 ) with the chamber ( 16 ) connected is. Verdichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (19) die Form einer Scheibe hat.Compressor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the brush ( 19 ) has the shape of a disc. Verdichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bürste (19) eine Bürste mit nahezu radial gerichteten Borsten (26) ist.Compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the brush ( 19 ) a brush with almost radially directed bristles ( 26 ) is. Verdichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Schraubenverdichter ist und die Verdichtungsstufe zwei rotierbare, schraubenförmige Verdichtungselemente (2 und 3) umfasst, die an beiden Enden eine Welle (6–7–12–13) aufweisen, womit sie im Gehäuse (1) gelagert sind, und dass die Bürste (19) an einer dieser Wellen (6 oder 13) im Einlass (16–17–18) montiert ist.Compressor according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is a screw compressor and the compression stage two rotatable, screw-shaped compression elements ( 2 and 3 ) which has a shaft at both ends ( 6 - 7 - 12 - 13 ) with which they are in the housing ( 1 ) and that the brush ( 19 ) on one of these waves ( 6 or 13 ) in the inlet ( 16 - 17 - 18 ) is mounted. Verdichter gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den Strom des zu verdichtenden Gases durch die Bürste (19) zumindest teilweise in Querrichtung strömen zu lassen, hin zur geometrischen Rotationsachse dieser Bürste (19).Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that means are provided for the flow of the gas to be compressed through the brush ( 19 ) to flow at least partially in the transverse direction towards the geometric axis of rotation of this brush ( 19 ). Verdichter gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Mittel zumindest eine Platte (24) umfassen, die zumindest teilweise die zu dem eintretenden, zu verdichtenden Gas gerichtete Seite der Bürste (19) bedeckt.Compressor according to claim 7, characterized in that the aforementioned means at least one plate ( 24 ), which at least partially face the side of the brush facing the incoming gas to be compressed ( 19 ) covered. Verdichter gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Mittel eine Platte (24) umfassen, die zumindest teilweise die zu dem eintretenden, zu verdichtenden Gas gerichtete Seite der Bürste (19) bedeckt, und eine Platte (25), die teilweise die gegenüberliegende Seite des Körpers (19) bedeckt.Compressor according to claim 9, characterized in that said means comprise a plate ( 24 ), which at least partially face the side of the brush facing the incoming gas to be compressed ( 19 ) covered, and a plate ( 25 ) that partially face the opposite side of the body ( 19 ) covered.
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