EP1999377A1 - Verdichtereinheit - Google Patents

Verdichtereinheit

Info

Publication number
EP1999377A1
EP1999377A1 EP07726371A EP07726371A EP1999377A1 EP 1999377 A1 EP1999377 A1 EP 1999377A1 EP 07726371 A EP07726371 A EP 07726371A EP 07726371 A EP07726371 A EP 07726371A EP 1999377 A1 EP1999377 A1 EP 1999377A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor unit
rotor
compressor
motor
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07726371A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gaston Mathijssen
Mark Van Aarsen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP07726371A priority Critical patent/EP1999377A1/de
Publication of EP1999377A1 publication Critical patent/EP1999377A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/601—Mounting; Assembling; Disassembling specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0686—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven specially adapted for submerged use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a compressor unit with a motor and a compressor, the motor having a motor rotor and the compressor having a compressor rotor, which rotate as a common rotor about a common axis of rotation, wherein the compressor unit comprises a housing, on which support elements are provided by means of which the compressor unit is mounted in operating position in support points.
  • Preferred field of application of the invention is the undersea production of natural gas.
  • a compressor unit of the aforementioned type is already known from international patent application WO 02/099286 A1.
  • the compressor rotor With the aim of uncompromising simplification to reduce maintenance and at the same time high life there is proposed to make the compressor rotor with the motor rotor in one piece and to store each end by means of only two radial bearings.
  • a separate axial bearing is provided.
  • the axis of rotation of the rotor is vertically aligned, which allows a thrust balance by means of its own weight and exposes the rotor no bending AC voltage from the weight.
  • EP 1 074 746 B1 discloses equipping a turbocompressor with three radial bearings, wherein the motor rotor is connected to the compressor rotor by means of a coupling.
  • the dynamically very dominant motor rotor is mounted by means of two of the three radial bearings and the compressor rotor on the end side of the resulting overall rotor with only one radial bearing.
  • Speed spectra are not too high and on the other hand may not be exposed to the surrounding components due to their damping function to a large load or excitation become.
  • other conditions apply to underwater operation because the surrounding medium has different damping properties than air.
  • the invention has made it its mission to achieve with the least possible effort a good vibration behavior.
  • Vibration amplitudes in the region of the center of gravity or rotational center of gravity of the rotor are smaller in relation to the remaining regions of the machine and, on the other hand, the damping at this point of the moving system is particularly efficient. While a fixation outside the
  • Center of gravity of the rotor has the consequence that the center of gravity receives an excitation from the restoring force of the bearing and moves despite its moment of inertia, which leads to destabilization of the overall system, stabilizes a fixation of the center of rotation of the rotor on the one hand the center of gravity position and on the other hand, the adjacent systems. Due to the symmetry properties of the center of gravity, the support elements not only experience the slightest translatory excitation in the support points, but also a moment load from the oscillation is completely eliminated.
  • the common plane of the support points and the rotational center of gravity of the rotor is perpendicular to the preferably vertically oriented axis of rotation. So that no unfavorable moments arise due to the position of the support points.
  • An advantageous development provides that in three support points by means of preferably one support element in each case, the support of the compressor unit takes place in a plane of the center of gravity of the rotor. In this way, the unit is kept in a defined spatial position and avoided a mechanical over-determination.
  • Particularly useful is a combination of the described storage with a vertically oriented axis of rotation, because the compressor units are regularly formed along the axis of rotation elongated and in this way the support points are positioned relatively close to the rotor's center of gravity.
  • a symmetry of the support points around the center of rotation can be realized in a constructively problem-free manner and, in addition to a substantially equal distance between the support points and the center of gravity, an angular symmetry can be achieved. This means that in the preferred embodiment with three support points they are each arranged at a distance of 120 ° to each other.
  • the support points may be at least partially designed as sliding bearings, so that thermal relative movements between a frame on which the compressor unit is supported and the compressor unit itself do not lead to a mechanical load on the involved components.
  • a certain position of the compressor unit can be achieved by means of one or more fixed bearing in the three support points.
  • a preferred provided in the alignment of the axis of rotation of the rotor centering provide for a particular position of the compressor unit.
  • the arrangement of the centering in alignment with the axis of rotation has the additional advantage that at this point a damping particularly efficiently reduces the vibration amplitudes.
  • the compressor unit can be mounted in a frame in the manner described, wherein the frame is expediently to be mounted on a base member which receives further adjacent modules.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the compressor unit is rotatably mounted in the frame about a horizontal axis, so that at a vertical axis of rotation of the rotor, the end located in the operating position can be turned upwards.
  • This has the advantage of a drainage provided at the axially lower end, that for a mounting under water to be closed inputs and outputs of the compressor unit does not have to endure the full water pressure of the operating site before a connection of the delivery lines is performed, but the compressor unit in the Overhead layer can be filled with an incompressible fluid, which prevents penetration of the surrounding medium during transport to the mounting location.
  • This mounting option is of particular interest if the surrounding medium is salt water, for example when producing natural gas at the bottom of the sea.
  • a drainage is preferably at the lowest point in the
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a schematic representation of a compressor unit mounted on a frame in accordance with the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a conveyor system with a compressor unit in inventive storage on a frame.
  • FIG. 1 shows schematically a section along a compressor unit 1 according to the invention, which has as essential components a motor 2 and a compressor 3 in a gas-tight housing 4.
  • the housing 4 accommodates the engine 2 and the compressor 3.
  • the housing 4 In the area of the transition from the engine 2 to the compressor 3, the housing 4 is provided with an inlet 6 and an outlet 7, through the inlet 6 by means of an intake manifold 8 to be compacted Fluid is sucked and flows through the outlet 7, the compressed fluid.
  • the compressor unit 1 is arranged vertically in operation, wherein a motor rotor 15 of the motor 2 are united via a compressor rotor 9 of the compressor 3 to a common rotor 19 which rotates about a common vertical axis of rotation 60.
  • the motor rotor 15 is mounted in a first radial bearing 21 at the upper end of the motor rotor 15.
  • the compressor rotor 9 is mounted by means of a second radial bearing 22 in the lower position.
  • a thrust bearing 25 is provided.
  • the radial bearings and the thrust bearing work electromagnetically and are each encapsulated.
  • the radial bearings extend in the circumferential direction about the respective bearing point of the rotor 19 and are in this case 360 ° circumferentially and undivided.
  • the compressor 3 designed as a centrifugal compressor has three compressor stages 11 which are in each case connected by means of an overflow 33.
  • the resulting at the compressor stages 11 pressure differences provide for a thrust on the compressor rotor 9, which transmits to the motor rotor 15 and against the weight of the resulting entire rotor of compressor rotor 9 and motor rotor 15, is directed, so that in nominal operation as far as possible thrust balance he follows.
  • the thrust bearing 25 can be dimensioned comparatively smaller than in a horizontal arrangement of the rotation axis 60th
  • the electromagnetic bearings 21, 22, 25 are cooled by means of a cooling system not shown in detail to the operating temperature, wherein the cooling system provides a tap in an overflow 33 of the compressor 3. From the tap a part of the pumped medium, which is preferably natural gas, passed through a filter by means of piping and then through two separate pipes to the respective outer bearings (first radial bearing 21 and second radial bearing 22 and thrust bearing 25) out. This cooling by means of the cold pumped medium (80) saves additional supply lines.
  • the motor rotor 15 is surrounded by a stator 16, which has an encapsulation, so that the aggressive conveying medium 80 does not damage windings of the stator 16.
  • the encapsulation is preferably designed so that it can bear the full operating pressure. This is also because a separate cooling is provided for the stator, in which a separate cooling medium circulates.
  • the compressor rotor 9 expediently has a compressor shaft 10 on which the individual compressor stages 11 are mounted. This can preferably be done by means of a thermal shrinkage fit. Likewise, a positive connection, for example by means of polygons possible. Another embodiment provides for a fusion of different compressor stages 11 to each other, from which a one-piece compressor rotor 9 results.
  • FIG. 1 shows that supporting elements 69 are provided on the housing 4, by means of which the compressor unit 1 acts against the force of gravity
  • Support surfaces 83 of a frame 70 is supported in bearing points 84 on bearing surfaces 83 of a frame 70.
  • Figure 1 shows the support members 69 drawn for better illustration rotated about the axis of rotation 60.
  • the supporting elements 69 are arranged symmetrically about the axis of rotation 60 offset by 120 ° as well as the bearing points 84 and the bearing surfaces 83 of the frame 70.
  • the bearing points 84 are located together with the rotor centroid 68 essentially in a plane which is oriented perpendicular to the vertical axis of rotation 60.
  • the frame 70 is mounted on a common base member 87, on which further modules 90 of the conveyor unit 91 are arranged.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdichtereinheit (1) mit einem Motor (2) und einem Verdichter (3), wobei der Motor (2) einen Motorrotor (15) und der Verdichter (3) einen Verdichterrotor (9) aufweisen, welche als gemeinsamer Rotor (19) sich um eine gemeinsame Drehachse (60) drehen, wobei die Verdichtereinheit (1) ein Gehäuse (4) aufweist, an welchem Abstützelemente (69) zur Abstützung in Auflagerpunkten (84) vorgesehen sind, mittels derer die Verdichtereinheit (1) in Betriebsposition gelagert ist. Es ist Aufgabe der Erfindung, mit möglichst geringem Aufwand ein gutes Schwingungsverhalten zu erreichen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass mindestens drei der Auflagerpunkte (84) gemeinsam mit dem Schwerpunkt (68) des Rotors (19) im Wesentlichen in einer Ebene liegen. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Verdichtereinheit (1) liegt darin, dass einerseits die Schwingungsamplituden im Bereich des Schwerpunkts (68) bzw. Rotationsschwerpunktes des Rotors im Verhältnis zu den übrigen Bereichen der Maschine geringer sind und andererseits die Dämpfung an dieser Stelle des bewegten Systems besonders effizient ist.

Description

Beschreibung
Verdichtereinheit
Die Erfindung betrifft eine Verdichtereinheit, mit einem Motor und einem Verdichter, wobei der Motor einen Motorrotor und der Verdichter einen Verdichterrotor aufweisen, welche als gemeinsamer Rotor sich um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Verdichtereinheit ein Gehäuse aufweist, an welchem Abstützelemente vorgesehen sind, mittels derer die Verdichtereinheit in Betriebsposition in Auflagerpunkten gelagert ist.
Bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die unterseeische Förderung von Erdgas.
Jüngste Entwicklungen im Bereich des Verdichterbaus fokussieren sich auch auf Unterseeanordnung großer Verdichter, welcher der Förderung von Erdgasen dienen sollen. Aufgrund der besonderen Betriebsbedingungen, insbesondere wegen der stark eingeschränkten Zugänglichkeit sowohl zu Wartungszwecken als auch mittels Versorgungsleitungen sieht sich die Fachwelt vor großen Herausforderungen gestellt. Einschlägige Umweltbestimmungen verbieten jeglichen stofflichen Austausch zwischen den zu installierenden Aggregaten und dem umgebenden Seewasser. Hinzukommt, dass das Seewasser ein aggressives Medium ist und in den verschiedenen Meerestiefen extreme Druck- und Temperaturbedingungen anzutreffen sind. Eine weitere Anforderung besteht darin, dass die Aggregate einerseits eine äußerst hohe Standzeit aufweisen sollen und andererseits nahezu wartungsfrei ausgebildet sein müssen. Erschwerend ist zusätzlich eine nicht unerhebliche Verschmutzung des teilweise chemisch aggressiven zu fördernden Mediums.
Eine Verdichtereinheit der vorgenannten Art ist bereits aus der internationalen Patentanmeldung WO 02/099286 Al bekannt. Mit der Zielsetzung der kompromisslosen Vereinfachung zur Reduzierung des Wartungsaufwandes und bei gleichzeitig hoher Standzeit ist dort vorgeschlagen, den Verdichterrotor mit dem Motorrotor einstückig zu gestalten und mittels lediglich zweier Radiallager jeweils endseitig zu lagern. Zusätzlich ist eine separate Axiallagerung vorgesehen. Mit zunehmender Baugröße zeigt sich jedoch, dass der aufgrund seines hohen Eigengewichtes dynamisch sehr dominante Motorrotor insbesondere aufgrund thermischer Unwucht bei verschiedenen Betriebstemperaturen und entsprechenden Drehzahlen starke Schwingungen verursachen kann, was die Standzeit reduziert bzw. Wartungsintervalle unakzeptabel verkürzt. Vorteilhaft ist die Drehachse des Rotors vertikal ausgerichtet, was einen Schubausgleich mittels des Eigengewichts ermöglicht und den Rotor keiner Biegewechselspannung aus der Gewichtskraft aussetzt .
Daneben ist es aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 074 746 Bl bekannt, einen Turboverdichter mit drei Radiallagern auszustatten, wobei der Motorrotor mittels einer Kupplung mit dem Verdichterrotor in Verbindung steht. Der dynamisch sehr dominante Motorrotor ist hierbei mittels zweier der drei Radiallager gelagert und der Verdichterrotor an der Endseite des sich ergebenden Gesamtrotors mit nur einem Radiallager. Auch hier zeigt sich ab einer bestimmten Größenordnung, dass Schwingungen verhältnismäßig groß werden können .
Bei Turbosätzen im Allgemeinen und insbesondere Turboverdichtern ist ein besonders Augenmerk stets auf die Schwingungsanfälligkeit bzw. die Dämpfung von Schwingungen und die Lagerung bzw. Abstützung zu richten. Einerseits muss eine hinreichende Dämpfung der Verdichtereinheit in allen Betriebspunkten gewährleisten, dass die Schwingungsamplituden der einzelnen Bauelemente unter Anregung der verschiedenen
Drehzahlspektren nicht zu hoch werden und andererseits dürfen die umliegenden Bauelemente aufgrund ihrer Dämpfungsfunktion nicht einer zu großen Belastung bzw. Anregung ausgesetzt werden. Für den Unterwasserbetrieb gelten hierbei außerdem andere Vorraussetzungen, weil das Umgebungsmedium andere Dämpfungseigenschaften hat als Luft.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, mit möglichst geringem Aufwand ein gutes Schwingungsverhalten zu erreichen.
Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, insbesondere eine Verdichtereinheit der eingangs genannten Art derart mittels Abstützelementen in Auflagerpunkten zu lagern, dass mindestens drei Auflagerpunkte gemeinsam mit dem Schwerpunkt des Rotors im Wesentlichen in einer Ebene liegen.
Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Verdichtereinheit liegt darin, dass einerseits die
Schwingungsamplituden im Bereich des Schwerpunkts bzw. Rotationsschwerpunktes des Rotors im Verhältnis zu den übrigen Bereichen der Maschine geringer sind und andererseits die Dämpfung an dieser Stelle des bewegten Systems besonders effizient ist. Während eine Fixierung außerhalb des
Schwerpunktes des Rotors zur Folge hat, dass der Schwerpunkt eine Anregung aus der Rückstellkraft des Lagers erfährt und sich trotz seines Trägheitsmomentes bewegt, was zur Destabilisierung des Gesamtsystems führt, stabilisiert eine Fixierung des Rotationsschwerpunktes des Rotors einerseits die Schwerpunktslage und andererseits auch die angrenzenden Systeme. Aufgrund der Symmetrieeigenschaften des Schwerpunktes erfahren die Abstützelemente in den Auflagerpunkten nicht nur geringste translatorische Anregung sondern auch eine Momentenbelastung aus der Schwingung ist vollständig eliminiert.
Bevorzugt ist die gemeinsame Ebene der Auflagerpunkte und des Rotationsschwerpunktes des Rotors senkrecht zu der bevorzugt vertikal ausgerichteten Drehachse. So dass keine ungünstigen Momente aufgrund der Position der Auflagerpunkte entstehen. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass in drei Auflagerpunkten mittels vorzugsweise jeweils eines Abstützelements die Abstützung der Verdichtereinheit in einer Ebene des Schwerpunkts des Rotors erfolgt. Auf diese Weise wird die Einheit in einer definierten räumlichen Lage gehalten und eine mechanische Überbestimmung vermieden.
Besonders zweckmäßig ist eine Kombination der beschriebenen Lagerung mit einer vertikal orientierten Drehachse, weil die Verdichtereinheiten regelmäßig entlang der Drehachse länglich ausgebildet sind und auf diese Weise die Auflagerpunkte verhältnismäßig nahe dem Rotorschwerpunkt positionierbar sind. Hinzu kommt, dass bei vertikaler Ausrichtung eine Symmetrie der Auflagerpunkte um den Rotationsschwerpunkt konstruktiv problemlos realisiert werden kann und neben einem im Wesentlichen gleichen Abstand der Auflagerpunkte zu dem Schwerpunkt auch ein Winkelsymmetrie erreicht werden kann. Das bedeutet, dass bei der bevorzugten Ausführung mit drei Auflagerpunkten diese jeweils in einem Abstand von 120° zueinander angeordnet sind.
Die Auflagerpunkte können zumindest teilweise als Gleitlager ausgebildet sein, so dass auch thermische Relativbewegungen zwischen einem Rahmen, auf dem sich die Verdichtereinheit abstützt und der Verdichtereinheit selbst nicht zu einer mechanischen Belastung der involvierten Bauelemente führen. Eine bestimmte Lage der Verdichtereinheit kann mittels eines oder mehrerer Festlager in den drei Auflagerpunkten erreicht werden .
Zusätzlich oder alternativ dazu kann eine bevorzugte in der Flucht der Drehachse des Rotors vorgesehene Zentrierung für eine bestimmte Lage der Verdichtereinheit sorgen. Die Anordnung der Zentrierung in einer Flucht mit der Drehachse hat den zusätzlichen Vorteil, dass an dieser Stelle eine Dämpfung besonders effizient die Schwingungsamplituden verringert . Den modularen Aufbau insbesondere einer Anordnung für den Unterwassereinsatz unterstützend kann die Verdichtereinheit in einem Rahmen in der beschriebenen Weise gelagert sein, wobei der Rahmen zweckmäßig auf ein Grundelement zu montieren ist, welches weitere angrenzende Module aufnimmt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Verdichtereinheit in dem Rahmen um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist, so dass bei einer vertikalen Drehachse des Rotors das in der Betriebsposition unten befindliche Ende nach oben gedreht werden kann. Dies hat den Vorteil bei einer am axial unten befindlichen Ende vorgesehenen Entwässerung, dass für eine Montage unter Wasser zu verschließende Ein- und Ausgänge der Verdichtereinheit nicht den vollen Wasserdruck des Betriebsortes ertragen müssen, bevor ein Anschluss der Förderleitungen durchgeführt wird, sondern die Verdichtereinheit in der Überkopflage mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt werden kann, welches ein Eindringen des Umgebungsmediums beim Transport zu dem Montageort verhindert. Diese Montagemöglichkeit ist von besonders großem Interesse, falls es sich bei dem Umgebungsmedium um Salzwasser handelt, beispielsweise bei einer Förderung von Erdgas am Meeresgrund.
Bevorzugt ist eine Entwässerung zwar am tiefsten Punkt im
Inneren der Maschine in der Betriebsposition vorzusehen, kann mit Vorteil jedoch hinsichtlich des Rotors bei einer vertikalen Drehachse in der Betriebsposition exzentrisch zu der Drehachse vorgesehen sein, damit eine zentrierende Lagerung an dem unteren axialen Ende in einer Flucht mit der Drehachse angeordnet werden kann.
Besondere Vorteile entfaltet die erfindungsgemäße Lagerung, wenn zur Lagerung des Rotors Magnetlager vorgesehen sind. Die Magnetlager sorgen bei nur verhältnismäßig geringer Dämpfung für eine weitestgehend optimale Rotationslage des Rotors. Dies gilt umso mehr, wenn die Drehachse vertikal ausgerichtet ist und die Schwerkraft nicht für eine Wechselbiegung des Rotors und eine daraus folgende Standzeitverkürzung und zusätzliche Unwucht sowie zusätzliche Biegeschwingungen sorgt. Für den Unterwasserbetrieb sind nicht magnetische Lager darüber hinaus in Folge der nicht mehr erforderlichen Ölversorgung besonders gut geeignet, weil die Zugänglichkeit der Verdichtereinheit unter Wasser im höchsten Maß eingeschränkt ist und auf diese Weise eine Konditionierung und ein Austausch des Schmier- und Kühlmittels nur mit größtem Aufwand möglich ist. Für den Fall eines Ausfalls der Magnetlagerung, ist es zweckmäßig, für einen Notauslauf zusätzliche mechanische Lager vorzusehen.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Die gezeigte Ausführungsform ist lediglich zur Verdeutlichung als Beispiel der Erfindung zu verstehen. Es zeigen :
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine schematische Darstellung einer Verdichtereinheit gelagert auf einem Rahmen in erfindungsgemäßer Weise und
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Fördersystems mit einer Verdichtereinheit in erfindungsgemäßer Lagerung auf einem Rahmen.
Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt längs einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit 1, welche als wesentliche Bauteile einen Motor 2 und einen Verdichter 3 in einem gasdicht ausgebildeten Gehäuse 4 aufweist. Das Gehäuse 4 beherbergt den Motor 2 und den Verdichter 3. Im Bereich des Übergang von dem Motor 2 zu dem Verdichter 3 ist das Gehäuse 4 mit einem Einlass 6 und einem Auslass 7 versehen, wobei durch den Einlass 6 mittels eines Ansaugstutzens 8 das zu verdichtende Fluid angesaugt wird und durch den Auslass 7 das verdichtete Fluid abströmt. Die Verdichtereinheit 1 ist im Betrieb vertikal angeordnet, wobei ein Motorrotor 15 des Motors 2 über einem Verdichterrotor 9 des Verdichters 3 zu einem gemeinsamen Rotor 19 vereint sind, die sich um eine gemeinsame vertikale Drehachse 60 dreht.
Der Motorrotor 15 ist in einem ersten Radiallager 21 am oberen Ende des Motorrotors 15 gelagert.
Der Verdichterrotor 9 ist mittels eines zweiten Radiallagers 22 in unterer Position gelagert.
Am oberen Ende des gemeinsamen Rotors 19 - also am oberen
Ende des Motorrotors 15 - ist ein Axiallager 25 vorgesehen. Die Radiallager und das Axiallager arbeiten elektromagnetisch und sind jeweils gekapselt ausgeführt. Die Radiallager erstrecken sich hierbei in Umfangsrichtung um die jeweilige Lagerstelle des Rotors 19 und sind hierbei 360° umlaufend und ungeteilt ausgebildet.
Der als Zentrifugalverdichter ausgebildete Verdichter 3 weist drei Verdichterstufen 11 auf, die jeweils mittels einer Überströmung 33 in Verbindung stehen. Die sich an den Verdichterstufen 11 ergebenen Druckdifferenzen sorgen für einen Schub an dem Verdichterrotor 9, der sich auf dem Motorrotor 15 überträgt und entgegen der Gewichtskraft des sich ergebenden gesamten Rotors aus Verdichterrotor 9 und Motorrotor 15, gerichtet ist, so dass ein im Nennbetrieb weitestgehender Schubausgleich erfolgt. Auf diese Weise kann das Axiallager 25 vergleichsweise kleiner dimensioniert sein als bei einer horizontalen Anordnung der Drehachse 60.
Die elektromagnetischen Lager 21, 22, 25 sind mittels eines nicht im Einzelnen dargestellten Kühlsystems auf Betriebstemperatur gekühlt, wobei das Kühlsystem eine Anzapfung in einer Überströmung 33 des Verdichters 3 vorsieht. Von der Anzapfung wird mittels Rohrleitungen ein Teil des Fördermediums, welches vorzugsweise Erdgas ist, durch einen Filter geleitet und anschließend durch zwei separate Rohrleitungen zu den jeweils äußeren Lagerstellen (erstes Radiallager 21 und zweites Radiallager 22 sowie Axiallager 25) geführt. Diese Kühlung mittels des kalten Fördermediums (80) erspart zusätzliche Versorgungsleitungen.
Der Motorrotor 15 ist von einem Stator 16 umgeben, der eine Kapselung aufweist, so dass das aggressive Fördermedium 80 Wicklungen des Stators 16 nicht beschädigt. Die Kapselung ist hierbei bevorzugt so ausgelegt, dass sie den vollen Betriebsdruck zu ertragen vermag. Dies auch deshalb, weil eine separate Kühlung für den Stator vorgesehen ist, in der ein eigenes Kühlmedium zirkuliert.
Der Verdichterrotor 9 weist zweckmäßig eine Verdichterwelle 10 auf, auf der die einzelnen Verdichterstufen 11 montiert sind. Dies kann bevorzugt mittels einer thermischen Schrumpfpassung erfolgen. Ebenso ist ein Formschluss, beispielsweise mittels Polygonen möglich. Eine andere Ausführungsform sieht eine Schweißung verschiedener Verdichterstufen 11 an einander vor, aus der ein einstückiger Verdichterrotor 9 resultiert.
In Figur 1 zeigt außerdem, dass an dem Gehäuse 4 Abstützelemente 69 vorgesehen sind, mittels welcher die Verdichtereinheit 1 gegen die Schwerkraft an
Auflageflächen 83 eines Rahmens 70 in Auflagerpunkten 84 an Auflageflächen 83 eines Rahmens 70 abgestützt ist. Die
Darstellung der Figur 1 zeigt die Abstützelemente 69 zur besseren Illustration um die Drehachse 60 gedreht gezeichnet.
Wie an einer Fördereinheit 91 der Figur 2 zu sehen, sind die Abstützelemente 69 symmetrisch um jeweils 120° versetzt um die Drehachse 60 angeordnet, ebenso wie die Auflagerpunkte 84 und die Auflageflächen 83 des Rahmens 70. Die Auflagerpunkte 84 befinden sich gemeinsam mit dem Rotorschwerpunkt 68 im Wesentlichen in einer Ebene, welche senkrecht zur der vertikalen Drehachse 60 orientiert ist. Am unteren axialen Ende 63 des Gehäuses 4 befindet sich neben einer in eine Entwässerungsleitung 94 am so genannten „Single-Drain-Point (SDP)" entwässernden Entwässerung 64 in einer Flucht zu der Drehachse 60 eine Zentrierung 85, welche in eine Ausnehmung 86 des Gehäuses 4 formschlüssig eingreift und auf diese Weise das Gehäuse in der Lagerung an den Auflagerpunkten 84 zentriert. Der Rahmen 70 ist auf ein gemeinsames Grundelement 87 aufgesetzt, auf welchem weitere Module 90 der Fördereinheit 91 angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verdichtereinheit (1) mit einem Motor (2) und einem Verdichter (3), wobei der Motor (2) einen Motorrotor (15) und der Verdichter (3) einen Verdichterrotor (9) aufweisen, welche als gemeinsamer Rotor (19) sich um eine gemeinsame Drehachse (60) drehen, wobei die Verdichtereinheit (1) ein Gehäuse (4) aufweist, an welchem Abstützelemente (69) zur Abstützung in Auflagerpunkten (84) vorgesehen sind, mittels derer die Verdichtereinheit (1) in Betriebsposition gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei der Auflagerpunkte (84) gemeinsam mit dem Schwerpunkt (68) des Rotors (19) im Wesentlichen in einer Ebene liegen.
2. Verdichtereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei Abstützelemente (69) zur Lagerung in Auflagerpunkten (84) vorgesehen sind.
3. Verdichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (60) vertikal ausgerichtet ist.
4. Verdichtereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtereinheit (1) in einem Rahmen (70), der auf einem Grundelement (87) angeordnet ist, gelagert ist.
5. Verdichtereinheit (1) nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtereinheit (1) drehbar in dem Rahmen (70) derart gelagert ist, dass das axial unten befindliche Ende (63) nach oben gedreht werden kann.
6. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem axial unten befindlichen Ende (63) eine Entwässerung (64) des Gehäuses (4) vorgesehen ist.
7. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem axialen Ende eine das Gehäuse (4) zentrierende Zentrierung (85) vorgesehen ist, welche während des Betriebes die Verdichtereinheit (1) zentriert .
8. Verdichtereinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierung (85) in einer Flucht mit der Drehachse (60) angeordnet ist.
9. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektromagnetische Lager (Radiallager (21, 22), Axiallager (25)) zur Lagerung des Rotors (19) vorgesehen sind.
10. Verdichtereinheit (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass neben den elektromagnetischen Lagern (Radiallager (21, 22), Axiallager (25)) zusätzliche mechanische Lager für einen Notauslauf vorgesehen sind.
EP07726371A 2006-03-24 2007-02-14 Verdichtereinheit Withdrawn EP1999377A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07726371A EP1999377A1 (de) 2006-03-24 2007-02-14 Verdichtereinheit

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06006070 2006-03-24
PCT/EP2007/051415 WO2007110272A1 (de) 2006-03-24 2007-02-14 Verdichtereinheit
EP07726371A EP1999377A1 (de) 2006-03-24 2007-02-14 Verdichtereinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1999377A1 true EP1999377A1 (de) 2008-12-10

Family

ID=38093318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07726371A Withdrawn EP1999377A1 (de) 2006-03-24 2007-02-14 Verdichtereinheit

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1999377A1 (de)
NO (1) NO20084449L (de)
WO (1) WO2007110272A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1399171B1 (it) * 2009-07-10 2013-04-11 Nuovo Pignone Spa Unita' di compressione ad alta pressione per fluidi di processo di impianti industriali e relativo metodo di funzionamento

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1501025B2 (de) * 1966-03-01 1973-10-18 Danfoss A/S, Nordborg (Daenemark) Gekapselte Kältemaschine
GB1265151A (de) * 1968-03-05 1972-03-01
DE2542336C3 (de) * 1975-09-23 1978-06-15 Igor Martynovitsch Kalnin Mehrstufiger Radialverdichter
AU9068798A (en) * 1997-07-26 1999-02-16 Allweiler Ag Mounting for a turbo-machine rotor and its use
NL1018212C2 (nl) * 2001-06-05 2002-12-10 Siemens Demag Delaval Turbomac Compressoreenheid omvattende een centrifugaalcompressor en een elektromotor.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007110272A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007110272A1 (de) 2007-10-04
NO20084449L (no) 2008-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1979622B1 (de) Verdichtereinheit
EP1999380B1 (de) Verdichtereinheit und montageverfahren
EP1999375A1 (de) Verdichtereinheit
DE102007032933A1 (de) Turbomaschine
DE3931661A1 (de) Magnetgelagerte vakuumpumpe
DE102009017865A1 (de) Generatoranordnung für Windenergieanlage
WO2007110271A1 (de) Verdichtereinheit und verwendung eines kühlmediums
DE2315093B2 (de) Kreiselverdichter
EP1391587B1 (de) Abgasturbolader
DE10143713B4 (de) Elektrische Antriebseinrichtung für ein Schiff
WO2015120914A1 (de) Elektrische maschine mit rahmen und hülle
DE102010020912A1 (de) Schwingungsdämpfung einer elektrischen Vorrichtung
DE3534507C2 (de) Brennkraftmaschine
EP1197677A2 (de) Getriebelagerung für Windkraftanlagen
WO2005075749A1 (de) Vibrationsgerät für rammgut mit lagern für rotierende unwuchtmassen
EP4073395A1 (de) Lagerhalter zum aufnehmen eines lagers
EP1999377A1 (de) Verdichtereinheit
DE69818356T2 (de) Universelle luftgekühlte Viertakt-Brennkraftmaschine
EP0272713B1 (de) Antriebs- und Lageranordnung für zwei gegensinnig und nebeneinander umlaufende Rotorsysteme
DE102015013365A1 (de) Spinnspindel mit Magnetlagerung
DE2655322A1 (de) Anordnung zur lagerung einander zugewandter wellenenden von turbomaschinen
DE10231087A1 (de) Elektrische Maschine mit einem um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotor
WO2012025432A1 (de) Pumpe oder verdichter mit gekühltem elektromotor und mittels magnetkupplung angetriebene kühlmittelpumpe
DE3527945A1 (de) Lagerung von rotierenden maschinen
EP1803966A2 (de) Luftlager mit reduziertem Rauschen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080908

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20130903