ITMI20090073A1 - Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido - Google Patents

Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido Download PDF

Info

Publication number
ITMI20090073A1
ITMI20090073A1 IT000073A ITMI20090073A ITMI20090073A1 IT MI20090073 A1 ITMI20090073 A1 IT MI20090073A1 IT 000073 A IT000073 A IT 000073A IT MI20090073 A ITMI20090073 A IT MI20090073A IT MI20090073 A1 ITMI20090073 A1 IT MI20090073A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
gas
screw
gas injection
fluid
channel
Prior art date
Application number
IT000073A
Other languages
English (en)
Inventor
Gabriele Mariotti
Original Assignee
Nuovo Pignone Spa
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 Nuovo Pignone Spa filed Critical Nuovo Pignone Spa
Priority to ITMI2009A000073A priority Critical patent/IT1392796B1/it
Priority to EP10704982.7A priority patent/EP2389517B1/en
Priority to US13/145,866 priority patent/US9151293B2/en
Priority to JP2011546996A priority patent/JP5536804B2/ja
Priority to RU2011128585/06A priority patent/RU2544398C2/ru
Priority to CN201080005589.4A priority patent/CN102292551B/zh
Priority to PCT/IB2010/000213 priority patent/WO2010084422A2/en
Publication of ITMI20090073A1 publication Critical patent/ITMI20090073A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1392796B1 publication Critical patent/IT1392796B1/it

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08Centrifugal pumps
    • F04D17/10Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12Multi-stage pumps
    • F04D17/14Multi-stage pumps with means for changing the flow-path through the stages, e.g. series-parallel, e.g. side-loads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0215Arrangements therefor, e.g. bleed or by-pass valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/023Details or means for fluid extraction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/02Surge control
    • F04D27/0207Surge control by bleeding, bypassing or recycling fluids
    • F04D27/0238Details or means for fluid reinjection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/441Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/682Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid extraction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/68Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
    • F04D29/681Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/684Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps by fluid injection

Description

SISTEMA REVERSIBILE DI INIEZIONE ED ESTRAZIONE DEL GAS
PER MACCHINE ROTATIVE A FLUIDO
La presente invenzione si riferisce ad un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido, in particolare per un compressore di tipo centrifugo.
Come à ̈ noto, un compressore à ̈ una macchina in grado di innalzare la pressione di un fluido comprimibile (gas) mediante l’impiego di energia meccanica. Tra i vari tipi di compressori utilizzati negli impianti di processo in campo industriale si annoverano i compressori cosiddetti centrifughi, nei quali l’energia al gas viene fornita sotto forma di accelerazione centrifuga dovuta alla rotazione, generalmente comandata da un driver (motore elettrico, turbina a vapore o turbina a gas), di un organo denominato rotore composto da una o più ruote o giranti centrifughe.
I compressori centrifughi possono essere provvisti di una sola girante, nella configurazione cosiddetta a singolo stadio, oppure di più giranti disposte in serie, prendendo in tal caso il nome di compressori multistadio. Più precisamente, ciascuno degli stadi di un compressore centrifugo à ̈ di norma composto da un condotto di aspirazione per il gas da comprimere, da una girante, che à ̈ in grado di fornire energia cinetica al gas, e da una canalizzazione di collegamento tra una girante e la successiva il cui compito à ̈ quello di convertire l’energia cinetica del gas in uscita dalla girante in energia di pressione. In particolare, queste canalizzazioni sono formate da una prima porzione di condotto di uscita da una girante, chiamata diffusore o “diffuser†, da un raccordo a sezione sostanzialmente a “U†, chiamato “cross-over†, e da una seconda porzione di condotto di ingresso nella girante successiva, chiamata vano di ritorno o “return channel†.
I moderni compressori centrifughi multistadio utilizzati nell’industria petrolchimica possono essere progettati con sistemi di iniezione e/o di estrazione del gas su stadi intermedi, denominati anche flussi laterali (in Inglese “side streams†). Alcune tipiche applicazioni di questi compressori sono rappresentate da macchine utilizzate in cicli frigoriferi, che utilizzano gas ad alto peso molecolare, come propano e propilene, che vengono iniettati o estratti da stadi intermedi secondo le necessità del processo. L’estrazione o l’iniezione del gas à ̈ effettuata di norma tramite coclee o volute ricavate nelle parti statoriche del compressore, tra due stadi consecutivi, in collegamento con una flangia esterna.
In generale, la coclea viene realizzata a forma sostanzialmente di “chiocciola†, che si estende circonferenzialmente attorno all’asse della macchina e che presenta una sezione di forma opportuna per diminuire il più possibile le perdite fluidodinamiche.
Poiché l’efficienza e, in generale, il buon funzionamento di un compressore dipendono dalle perdite aerodinamiche nelle parti statoriche, le coclee di iniezione ed estrazione devono essere progettate e ottimizzate nella loro geometria per far fluire correttamente il gas sia dall’interno del compressore ad una flangia esterna, per i sistemi di estrazione, che da una flangia esterna all’interno del compressore, per i sistemi di iniezione.
Ad oggi, i compressori centrifughi provvisti di coclee e relativi sistemi di iniezione ed estrazione del gas su stadi intermedi non consentono di ottimizzare il flusso di gas, sia nella modalità di iniezione che in quella di estrazione, quando tali sistemi sono installati su una singola cassa di compressore multistadio. Ciò à ̈ principalmente dovuto al fatto che i tradizionali sistemi di iniezione ed estrazione del gas su stadi intermedi prevedono l’utilizzo di una coclea per ciascuno stadio, dando luogo ad elevate perdite di carico quando il gas viene fatto fluire nei componenti del sistema nella direzione opposta a quella prevista da progetto. In altre parole, le elevate velocità del gas all’interno di un compressore sono tali da creare elevate perdite di carico qualora si utilizzi una coclea di estrazione per iniettare il gas e viceversa.
Un funzionamento ottimizzato in entrambe le modalità risulta quindi possibile soltanto se il compressore centrifugo viene dotato di una pluralità di casse distinte, operativamente collegate tra loro per mezzo di tubazioni che collegano la flangia di mandata di una cassa di compressore alla flangia di aspirazione della cassa successiva. In altre parole, quando si rende necessario un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas su stadi intermedi con buona efficienza, à ̈ necessario spezzare la compressione con macchine separate, effettuando e collegando il flusso laterale al di fuori della macchina direttamente sulla tubazione di processo. Ciò comporta tuttavia un aumento dei costi (di fabbricazione della macchina, di posa delle fondazioni, ecc.) e una riduzione dell’affidabilità (maggior numero di dispositivi ausiliari, di tubazioni di collegamento, ecc.).
Scopo generale della presente invenzione à ̈ pertanto quello di realizzare un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido che sia in grado di superare i sopraccitati problemi della tecnica nota.
In particolare, à ̈ uno scopo della presente invenzione quello di realizzare un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido in grado di ottimizzare il flusso di gas, sia nella modalità di iniezione che in quella di estrazione, senza richiedere un treno di compressione molto lungo, formato da più casse statoriche collegate tra loro mediante tubazione esterne.
Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido che sia altamente flessibile nell’ottenimento dei flussi laterali, potendo al contempo usufruire dei vantaggi di affidabilità, semplicità e di costi relativamente ridotti dei compressori provvisti di una sola cassa statorica.
Questi ed altri scopi secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido, in particolare per un compressore di tipo centrifugo, come esposto nella rivendicazione 1.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono evidenziate dalle rivendicazioni dipendenti, che sono parte integrante della presente descrizione.
Le caratteristiche ed i vantaggi di un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido secondo la presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente, esemplificativa e non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati nei quali:
la figura 1 à ̈ una vista schematica, in sezione parziale, di un generico compressore centrifugo multistadio, munito di una singola cassa statorica e di una pluralità di giranti calettate sull’albero tra due cuscinetti di supporto;
la figura 2 Ã ̈ uno schema che mostra il funzionamento di un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas secondo la presente invenzione, applicabile ad un generico compressore centrifugo multistadio;
la figura 3 Ã ̈ una vista schematica, in sezione verticale, di un compressore centrifugo multistadio utilizzante la forma di realizzazione di un sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas mostrata in figura 2; e
la figura 4 mostra, in sezione verticale, un particolare ingrandito del compressore centrifugo multistadio di figura 3.
Con riferimento in particolare alla figura 1, viene mostrato schematicamente un generico compressore centrifugo noto, di tipo multistadio, indicato complessivamente con il numero di riferimento 100. Il compressore 100 comprende una singola cassa statorica o involucro 120 all’interno della quale à ̈ girevolmente montato un albero 140 che appoggia su una pluralità di cuscinetti di supporto 160. Sull’albero 140 à ̈ calettata una pluralità di giranti centrifughe 180, una per ciascuno stadio del compressore 100. Ogni girante 180 à ̈ provvista a sua volta di una pluralità di palette circonferenziali a sviluppo sostanzialmente radiale. Sull’involucro 120 sono quindi ricavate delle canalizzazioni 220 che consentono al fluido comprimibile (gas) di essere convogliato dall’uscita della prima girante 180 verso la seconda girante dello stadio successivo e così via, fino alla definitiva espulsione del gas dal compressore 100.
In particolare, ciascuna di tali canalizzazioni 220 à ̈ formata da un diffusore di uscita dalla girante 180, da un raccordo di forma sostanzialmente ad “U†(in Inglese “cross-over†) e da un vano di ritorno (in Inglese “return canne†), non indicati in Figura 1 per semplicità.
Il fluido comprimibile (gas) entra nel compressore 100 da una coclea di ingresso 239, viene convogliato in successione nei singoli stadi ed esce quindi dal compressore 100 stesso attraverso una coclea di uscita 261 (vedere il percorso indicato dalle frecce F1).
Inoltre, il compressore 100 ivi descritto à ̈ del tipo comprendente una prima coclea o voluta di iniezione 240 intermedia ricavata nella cassa statorica 120, che serve per collegare fluidamente una prima flangia laterale 260 con la canalizzazione 220, ed una seconda coclea 260 intermedia per collegare fluidamente una seconda flangia laterale 280 con la canalizzazione 220 dello stadio successivo. Dalle flange laterali 260 e 280 vengono immessi all’interno del compressore 100 ulteriori flussi di fluido, in base alle specifiche necessità impiantistiche.
Nello schema di figura 2 viene mostrato un compressore centrifugo 10 secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, dove si evidenziano innanzitutto, in maniera del tutto schematica, i differenti stadi che compongono il compressore 10, rappresentati da un primo stadio 20 che riceve il gas in ingresso e da uno stadio finale 24 a valle del quale il gas viene espulso dal compressore 10 stesso (vedere il percorso indicato dalle frecce F10).
A monte del primo stadio 20 à ̈ preferibilmente collegata una prima coclea o voluta di ingresso 23 per l’aspirazione del gas da comprimere all’interno del compressore 10, proveniente ad esempio da un serbatoio di stoccaggio 30 o da un qualsiasi dispositivo di impianto. Similmente, una coclea di uscita 26 per l’estrazione del gas compresso dal compressore 10 à ̈ operativamente collegata a valle dello stadio finale 24. Tra gli stadi iniziale 20 e finale 24 del compressore 10 sono vantaggiosamente previsti tre stadi intermedi 32A, 32B e 32C per consentire l’aumento del rapporto di compressione globale ottenibile con il compressore 10 stesso.
E’ chiaro che il compressore centrifugo 10 à ̈ ivi schematizzato a titolo indicativo, potendo essere di un qualsiasi altro tipo in funzione della specifica applicazione, come per esempio presentare un numero differente di stadi, oppure mancare della coclea di ingresso 23, o altro ancora.
Secondo una forma di attuazione dell’invenzione, in aggiunta alla prima coclea di aspirazione 23 ed alla coclea finale di mandata 26, il compressore 10 à ̈ provvisto di un sistema di immissione laterale 40 e di sistemi laterali e reversibili 41A e 41B per l’iniezione e/o l’estrazione del gas rispettivamente sugli stadi intermedi 32A, 32B e 32C, così da ottenere un cosiddetto “flusso laterale†di gas in ogni singolo stadio.
In base alle necessità impiantistiche, i sistemi reversibili di iniezione e/o di estrazione 41A e 41B consentono vantaggiosamente di iniettare o estrarre, nei rispettivi stadi intermedi 32B e 32C ai quali sono associati, un’ulteriore quantità di gas, proveniente da appositi canali di collegamento C1, C2, C3 e C4, e/o di estrarre da tali stadi intermedi 32B e 32C il gas, ad una determinata pressione intermedia inferiore a quella massima ottenibile in uscita dal compressore 10, per inviarlo ad uno specifico impianto o serbatoio di stoccaggio, schematizzato in figura 2 con i numeri 34A e 34B (vedere anche figure 3 e 4).
Tali sistemi reversibili di iniezione e/o di estrazione 41A e 41B vengono vantaggiosamente e preferibilmente associati ad alcuni degli stadi intermedi 32B e 32C di un compressore centrifugo pluristadio 10, come nell’esempio di realizzazione ivi descritto, ma possono essere associati a tutti gli stadi del compressore 10 stesso, oppure ai soli stadi finale 24 e/o iniziale 20, oppure ancora essere montati su un compressore centrifugo del tipo a singolo stadio, o altro ancora, senza per questo uscire dall’ambito di protezione definito dalla presente invenzione.
In una forma di attuazione preferibile dell’invenzione, per permettere un buon funzionamento, a livello di rendimento globale, del flusso laterale del gas, sia a livello di iniezione nel compressore 10 che di estrazione dal medesimo, ciascun sistema reversibile 41A e 41B comprende rispettive coclee di iniezione 36A e 36B e rispettive coclee di mandata 38A e 38B. Ciascuno stadio intermedio 32A-32C à ̈ pertanto provvisto vantaggiosamente di una prima coclea di estrazione 36A-36B e di una seconda coclea di iniezione 38A-38B, montate all’interno della singola cassa statorica 12. Ciascuna coclea 36A-36B e 38A-38B à ̈ in collegamento di fluido con una rispettiva flangia laterale di uscita 43A, 43B, 43C e 43D.
Le suddette coclee di iniezione 38A-38B e di mandata 36A-36B sono progettate in modo tale da avere coefficienti di perdita idraulica bassi solo quando il gas percorre la rispettiva coclea nella direzione per cui essa à ̈ stata progettata. Questo permette di utilizzare ciascun sistema reversibile 41A-41B di iniezione ed estrazione del gas secondo l’invenzione in maniera soddisfacente anche in assenza di valvole di isolamento, vale a dire con le flange 43A–43D semplicemente collegate alle rispettive tubazioni di aspirazione e di mandata del gas dai serbatoi di stoccaggio 34A-34B o degli specifici dispositivi di impianto.
La figura 3 mostra una sezione verticale del compressore centrifugo 10 di figura 2, in cui si nota in particolare come il fluido comprimibile (gas) entri nel compressore 10 da una flangia di ingresso 50 per immettersi nella coclea di ingresso 23. Dalla coclea di ingresso 23 il gas viene direzionato negli stadi 20, 32A, 32B, 32C e 24 del compressore 10, per essere poi espulso dal compressore 10 stesso attraverso una coclea di uscita 26 (vedere il percorso indicato dalle frecce F10).
Nella forma di attuazione descritta in figura 3, il compressore 10 comprende una singola cassa statorica o involucro 12, sulla quale à ̈ fissata la parte statorica o diaframma 13 ed all’interno della quale à ̈ girevolmente montato un albero 14 che appoggia su una pluralità di cuscinetti di supporto 16.
Ciascuno stadio 20, 32A, 32B, 32C e 24 comprende rispettivamente una girante centrifuga 18, 18A, 18B, 18C e 18D, nonché rispettive canalizzazioni 22A, 22B, 22C, 22D e 22E che consentono al fluido comprimibile (gas) di essere convogliato dall’uscita di una girante di un determinato stadio verso la girante dello stadio successivo e così via, fino ad ottenere l’espulsione del fluido comprimibile stesso dal compressore 10. Le canalizzazioni 22A, 22B, 22C, 22D e 22E sono conformate in modo tale da trasformare l’aumento di velocità del fluido realizzato nelle giranti 18, 18A, 18B, 18C e 18D in aumento di pressione.
Vantaggiosamente, il compressore 10 ivi descritto comprende una prima coclea di iniezione 35, ricavata nel diaframma 13, che serve per collegare fluidamente una prima flangia laterale 43 posta a valle della canalizzazione 22A. Questa prima coclea di iniezione 35 si estende radialmente verso l’albero 14 e serve per immettere, a valle della prima girante 18, un ulteriore flusso di fluido dall’impianto o serbatoio di stoccaggio 33A esterno.
Quindi, il fluido attraversa la seconda girante 18A, scorre attraverso la canalizzazione 22B ed arriva alla terza girante 18B. Questa canalizzazione 22B comprende il sistema reversibile di iniezione e/o di estrazione 41A, con la coclea di mandata 38A e la coclea di iniezione 36B descritte più in dettaglio nella figura 4.
Successivamente, il fluido attraversa la terza girante 18B e scorre attraverso la canalizzazione 22C. Questa canalizzazione 22C Ã ̈ associata al sistema reversibile di iniezione e/o di estrazione 41B, composto dalla coclea di mandata 38B, che serve per estrarre una parte del fluido di processo, e dalla coclea di iniezione 36B, configurata per iniettare un ulteriore flusso di fluido a valle della girante 18B.
Dopo aver percorso la canalizzazione 22C, il fluido scorre attraverso la quarta girante 18C e quindi attraverso la canalizzazione 22D per arrivare, senza ulteriori estrazioni o iniezioni di gas, all’ultima girante 18D, dalla quale arriva alla coclea di estrazione 26 attraverso la canalizzazione 22E per fuoriuscire dalla macchina 10 attraverso la flangia 51.
La figura 4 mostra un dettaglio ingrandito del compressore 10 di figura 3, in cui si notano in particolare la canalizzazione 22A, la girante 18A, la canalizzazione 22B e le successive giranti 18B, 18C e 18D.
In particolare, la canalizzazione 22B comprende una prima porzione di condotto 19A di uscita dalla girante 18A, chiamata diffusore (in Inglese “diffuser†), un raccordo intermedio 19B a sezione sostanzialmente a forma di “U†, chiamato in gergo tecnico anche “cross-over†, e una seconda porzione di condotto 19C di ingresso nella successiva girante 18B, chiamata vano di ritorno (in Inglese “return channel†).
Nella forma di attuazione vantaggiosa descritta nelle figure 3 e 4, la coclea di estrazione 38A Ã ̈ in collegamento di fluido, in corrispondenza della fine del diffusore 19A, per mezzo di un canale di collegamento C1, conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in uscita dalla canalizzazione 22B minimizzando le perdite fluidodinamiche.
A sua volta, anche la coclea di iniezione 36A Ã ̈ vantaggiosamente e preferibilmente in collegamento di fluido, a valle del raccordo 19B, per mezzo di un canale di collegamento C2, conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in ingresso verso la canalizzazione 22B minimizzando le perdite fluidodinamiche.
Entrambe le coclee 36A e 38A sono collegate rispettivamente a due flange separate 43A e 43B della cassa 12. A loro volta, le flange 43A e 43B possono essere isolate da e verso il resto dell’impianto o serbatoio 34A, posto esternamente rispetto al compressore 10, tramite rispettive valvole 44A e 44B (vedere figure 2 e 3).
In una forma di attuazione vantaggiosa, la successiva canalizzazione 22C comprende un diffusore 29A, un raccordo intermedio o cross-over 29B, ed un vano di ritorno (“return canne†) 29C.
Vantaggiosamente, anche nella canalizzazione 22C la coclea di estrazione 38A Ã ̈ in collegamento di fluido, in corrispondenza della fine del diffusore 29A, per mezzo di un canale di collegamento C3, conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in uscita dalla canalizzazione 22C minimizzando le perdite fluidodinamiche.
La coclea di iniezione 36B à ̈ invece in collegamento di fluido, a valle del vano di ritorno (“return canne†) 29C (e non a valle del raccordo intermedio, come nel caso della coclea 36A), per mezzo di un canale di collegamento C4, conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in ingresso verso la canalizzazione 22C minimizzando le perdite fluidodinamiche.
E’ da notare che i canali di collegamento C1, C2 e C3, C4 possono vantaggiosamente sboccare od aprirsi in una qualsiasi altra posizione lungo le rispettive canalizzazioni 22B e 22C, la descrizione della figura 4 essendo pertanto non limitativa ma solamente esplicativa di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione.
Entrambe le coclee 38B e 36B sono collegate rispettivamente a due flange separate 43C e 43D della cassa 12. A loro volta, le flange 43C e 43D possono essere isolate da e verso il resto dell’impianto o serbatoio 34B, posto esternamente rispetto al compressore 10, tramite rispettive valvole 44C e 44D (vedere figure 2 e 3).
Il controllo del “flusso laterale†di gas attraverso ciascun sistema reversibile 41A-41B può avvenire in modo semi-automatico, oppure preferibilmente in automatico per mezzo di un apposito sistema di attuazione e controllo.
In una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa, la costruzione delle coclee 38A, 36A, 38B e 36B può avvenire prevedendo il diaframma 13 componibile con una pluralità di pezzi, sulle cui superfici laterali siano realizzate almeno parzialmente le suddette coclee. In questo modo à ̈ possibile lavorare tali superfici laterali con tradizionali macchine utensili in modo semplice ed economico.
In una forma di realizzazione vantaggiosa (vedere figura 4), il diaframma 13 di ciascuno stadio 32A e 32B secondo l’invenzione à ̈ composto rispettivamente da un diaframma intermedio 13A e 13B, da un diaframma di deflessione 13C e 13D e da un diaframma di raccordo 13E e 13F. I diaframmi intermedi 13A e 13B ed i diaframmi di raccordo 13E e 13F sono fissati sulla cassa statorica 12, mentre i diaframmi di deflessione 13C e 13D sono fissati ai diaframmi intermedi 13A e 13B per mezzo di elementi di ancoraggio o palette statoriche 15. In questo caso, le coclee di iniezione 38A e di mandata 36A del primo stadio 41A sono realizzate nei diaframmi intermedi 13A e 13B, mentre le coclee di iniezione 38B e di mandata 36B del secondo stadio 41B sono realizzate nel diaframma di raccordo 13F in funzione dello spazio a disposizione.
Non à ̈ chiaramente da escludere di poter realizzare tali coclee e/o il diaframma con altri sistemi o metodi di lavorazione, in funzione di particolari esigenze di costruzione o di utilizzo.
E’ da notare che la coclea à ̈ un componente che assume in genere una forma sostanzialmente a “chiocciola†, estendentesi circonferenzialmente attorno alla macchina (come accennato più sopra), ma non à ̈ tuttavia da escludere che tale coclea possa avere una forma o sezione diversa in funzione di particolari esigenze di costruzione o utilizzo.
Si à ̈ così visto che il sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido secondo la presente invenzione realizza gli scopi in precedenza evidenziati. Con tale sistema à ̈ infatti possibile ottenere un compressore centrifugo con iniezioni laterali tali da avere un’ottima prestazione aerodinamica, sia quando il gas viene estratto che quando il gas à ̈ iniettato all’interno della macchina, con i benefici di un compressore con singola cassa statorica in termini di costi e di affidabilità, e di un compressore con più casse distinte in termini di prestazioni complessive.
Il sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido della presente invenzione così concepito à ̈ suscettibile in ogni caso di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nel medesimo concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze tecniche.
L’ambito di tutela dell’invenzione à ̈ pertanto definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di iniezione ed estrazione del gas per una macchina rotativa a fluido (10) del tipo comprendente almeno una cassa statorica (12), un primo stadio (20) che riceve il gas in ingresso nella macchina (10), uno stadio finale (24), a valle del quale il gas viene espulso dalla macchina (10), ed uno o più stadi intermedi (32A, 32B, 32C) disposti tra detto primo stadio (20) e detto stadio finale (24), ciascuno stadio (20, 24, 32A, 32B, 32C) essendo composto da una singola girante centrifuga (18, 18A, 18B, 18C, 18D) e da una canalizzazione (22A, 22B, 22C, 22D, 22E) fissa, associata a detta girante centrifuga (18, 18A, 18B, 18C, 18D) e ricavata su detta singola cassa statorica (12), caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una prima coclea (38A, 38B) di mandata del gas dalla macchina (10) ed almeno una seconda coclea (36A, 36B) di iniezione del gas nella macchina (10), entrambe le coclee di mandata del gas (38A, 38B) e di iniezione del gas (36A, 36B) essendo operativamente collegate ad almeno uno stadio (20, 32A, 32B, 32C, 24) della macchina (10) così da permettere l’iniezione e/o l’estrazione del gas in maniera reversibile attraverso detto almeno uno stadio (20, 32A, 32B, 32C, 24) della macchina (10).
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima coclea (38A, 38B) di estrazione del gas e detta seconda coclea (36A, 36B) di iniezione del gas sono montate affiancate su detta cassa statorica (12).
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta prima coclea (38A, 38B) di estrazione del gas à ̈ in collegamento di fluido, in corrispondenza della fine di un diffusore (19A, 29A) di detta canalizzazione (22B, 22C), per mezzo di un canale di collegamento (C1, C3) conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in ingresso verso detta canalizzazione (22B, 22C), minimizzando le perdite fluidodinamiche.
  4. 4. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda coclea (36A) di iniezione del gas à ̈ in collegamento di fluido, a valle di un raccordo (19B) di detta canalizzazione (22B), per mezzo di un canale di collegamento (C2) conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in ingresso verso detta canalizzazione (22B), minimizzando le perdite fluidodinamiche.
  5. 5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detta seconda coclea (36B) di iniezione del gas à ̈ in collegamento di fluido, a valle di un vano di ritorno (29C) di detta canalizzazione (22C), per mezzo di un canale di collegamento (C4) conformato in modo tale da agevolare il flusso del fluido in ingresso verso detta canalizzazione (22C), minimizzando le perdite fluidodinamiche.
  6. 6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima coclea (38A, 38B) di mandata del gas e detta seconda coclea (36A, 36B) di iniezione del gas sono progettate in modo tale da avere coefficienti di perdita idraulica bassi solo quando il gas percorre la rispettiva coclea di mandata del gas (38A, 38B) e/o di iniezione del gas (36A, 36B) nella direzione per cui essa à ̈ stata progettata.
  7. 7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima coclea (38A, 38B) di mandata del gas e detta seconda coclea (36A, 36B) di iniezione del gas sono collegate rispettivamente a due flange (43A, 43B, 43C, 43D) separate di detta singola cassa statorica (12).
  8. 8. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima coclea (38A, 38B) di mandata del gas e detta seconda coclea (36A, 36B) di iniezione del gas sono realizzate su superfici laterali di componenti (13A-13F) da assemblare insieme per formare un diaframma (13) di detta cassa statorica (12).
  9. 9. Sistema secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che dette flange (43A, 43B, 43C, 43D) sono isolate da e verso il resto dell’impianto posto esternamente rispetto alla macchina (10) tramite rispettive valvole (44A, 44B, 44C, 44D).
  10. 10. Macchina rotativa a fluido (10) caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema di iniezione ed estrazione del gas (41A, 41B) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
  11. 11. Macchina rotativa a fluido (10) secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto di essere costituita da un compressore centrifugo.
ITMI2009A000073A 2009-01-23 2009-01-23 Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido IT1392796B1 (it)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2009A000073A IT1392796B1 (it) 2009-01-23 2009-01-23 Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido
EP10704982.7A EP2389517B1 (en) 2009-01-23 2010-01-22 Reversible system for injecting and extracting gas for fluid rotary machines
US13/145,866 US9151293B2 (en) 2009-01-23 2010-01-22 Reversible system for injecting and extracting gas for fluid rotary machines
JP2011546996A JP5536804B2 (ja) 2009-01-23 2010-01-22 流体回転機械用のガス送入および取出可逆システム
RU2011128585/06A RU2544398C2 (ru) 2009-01-23 2010-01-22 Реверсивная система ввода и вывода газа для вращательных машин, работающих с текучей средой
CN201080005589.4A CN102292551B (zh) 2009-01-23 2010-01-22 用于喷射和吸取流体旋转机械用的气体的可逆系统
PCT/IB2010/000213 WO2010084422A2 (en) 2009-01-23 2010-01-22 Reversible system for injecting and extracting gas for fluid rotary machines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2009A000073A IT1392796B1 (it) 2009-01-23 2009-01-23 Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ITMI20090073A1 true ITMI20090073A1 (it) 2010-07-24
IT1392796B1 IT1392796B1 (it) 2012-03-23

Family

ID=41800756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ITMI2009A000073A IT1392796B1 (it) 2009-01-23 2009-01-23 Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9151293B2 (it)
EP (1) EP2389517B1 (it)
JP (1) JP5536804B2 (it)
CN (1) CN102292551B (it)
IT (1) IT1392796B1 (it)
RU (1) RU2544398C2 (it)
WO (1) WO2010084422A2 (it)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012204403A1 (de) * 2012-03-20 2013-09-26 Man Diesel & Turbo Se Radialverdichtereinheit
EP2749771B1 (en) * 2012-12-27 2020-04-22 Thermodyn Device for generating a dynamic axial thrust to balance the overall axial thrust of a radial rotating machine
JP6037906B2 (ja) 2013-03-21 2016-12-07 三菱重工業株式会社 遠心式流体機械
JP6184018B2 (ja) * 2014-02-06 2017-08-23 三菱重工業株式会社 中間吸込型ダイアフラムおよび遠心回転機械
RU2667563C2 (ru) * 2014-03-03 2018-09-21 Нуово Пиньоне СРЛ Способ и система для эксплуатации сдвоенного компрессора с приточным потоком
JP7085306B2 (ja) * 2017-02-20 2022-06-16 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機
JP6961482B2 (ja) * 2017-12-27 2021-11-05 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機および遠心圧縮機の製造方法
CN108825525A (zh) * 2018-07-24 2018-11-16 江苏涞森环保设备有限公司 一种高效多级多压离心风机
CN109026842A (zh) * 2018-07-24 2018-12-18 江苏涞森环保设备有限公司 一种具有进排气功能的间蜗壳
IT201800011099A1 (it) * 2018-12-14 2020-06-14 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Sistema di de-idrogenazione di propano con un compressore di effluente di reattore a cassa singola e metodo
JP2023119272A (ja) * 2022-02-16 2023-08-28 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心圧縮機

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1959106A (en) * 1932-05-16 1934-05-15 Smith Corp A O Reversible flow gas propelling device
FR2040794A5 (it) * 1969-04-14 1971-01-22 Rateau Sa
EP0757179A1 (de) * 1995-07-31 1997-02-05 Sulzer Turbo AG Kompressionsvorrichtung
US6267560B1 (en) * 1998-01-28 2001-07-31 Institut Francais Du Petrole Wet gas compression method with evaporation of the liquid

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1751537A (en) * 1921-02-25 1930-03-25 Vianello Emilio Apparatus for compressing air, gases, or vapors
JPH0640951Y2 (ja) 1986-04-01 1994-10-26 三菱重工業株式会社 遠心圧縮機
US4725196A (en) * 1986-09-19 1988-02-16 Hitachi, Ltd. Single-shaft multi-stage centrifugal compressor
JPH076518B2 (ja) 1987-07-23 1995-01-30 三菱重工業株式会社 遠心圧縮機
JPH0646035B2 (ja) * 1988-09-14 1994-06-15 株式会社日立製作所 多段遠心圧縮機
JPH0510300A (ja) * 1991-02-20 1993-01-19 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラント用圧縮機装置
US5235803A (en) * 1992-03-27 1993-08-17 Sundstrand Corporation Auxiliary power unit for use in an aircraft
JP3134109B2 (ja) * 1993-03-04 2001-02-13 株式会社日立製作所 多段遠心式圧縮機
JP3290039B2 (ja) 1995-01-30 2002-06-10 株式会社日立製作所 一軸多段遠心圧縮機
JPH0979192A (ja) * 1995-09-14 1997-03-25 Hitachi Ltd 多段遠心圧縮機とその段間注入流路構造
JPH09144698A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Hitachi Ltd 中間吸込付き多段遠心圧縮機
JP3432674B2 (ja) * 1996-04-05 2003-08-04 株式会社日立製作所 多段遠心圧縮機
JP3425308B2 (ja) * 1996-09-17 2003-07-14 株式会社 日立インダストリイズ 多段圧縮機
US6051050A (en) * 1997-12-22 2000-04-18 Questor Industries Inc. Modular pressure swing adsorption with energy recovery
US6905535B2 (en) * 1998-12-16 2005-06-14 Questair Technologies Inc. Gas separation with split stream centrifugal turbomachinery
NL1018212C2 (nl) * 2001-06-05 2002-12-10 Siemens Demag Delaval Turbomac Compressoreenheid omvattende een centrifugaalcompressor en een elektromotor.
RU20777U1 (ru) * 2001-06-28 2001-11-27 Открытое акционерное общество "Компрессорный комплекс" Центробежный компрессор
ITMI20032149A1 (it) * 2003-11-07 2005-05-08 Nuovo Pignone Spa Compressore centrifugo multistadio con cassa apribile orizzontalmente
TWI266831B (en) * 2005-12-15 2006-11-21 Ind Tech Res Inst Jet channel structure of refrigerant compressor
JP2009052752A (ja) * 2005-12-19 2009-03-12 Panasonic Corp 冷凍サイクル装置
JP4940755B2 (ja) * 2006-05-17 2012-05-30 株式会社日立プラントテクノロジー 一軸多段形遠心圧縮機
CN200993111Y (zh) * 2006-12-27 2007-12-19 沈阳鼓风机(集团)有限公司 单轴多级离心压缩机的整体组装机组
RU2338095C1 (ru) * 2007-01-30 2008-11-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Искра" Центробежный компрессор

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1959106A (en) * 1932-05-16 1934-05-15 Smith Corp A O Reversible flow gas propelling device
FR2040794A5 (it) * 1969-04-14 1971-01-22 Rateau Sa
EP0757179A1 (de) * 1995-07-31 1997-02-05 Sulzer Turbo AG Kompressionsvorrichtung
US6267560B1 (en) * 1998-01-28 2001-07-31 Institut Francais Du Petrole Wet gas compression method with evaporation of the liquid

Also Published As

Publication number Publication date
CN102292551A (zh) 2011-12-21
RU2011128585A (ru) 2013-02-27
IT1392796B1 (it) 2012-03-23
EP2389517A2 (en) 2011-11-30
WO2010084422A3 (en) 2010-09-30
WO2010084422A2 (en) 2010-07-29
US20110280710A1 (en) 2011-11-17
EP2389517B1 (en) 2017-03-15
JP2012515876A (ja) 2012-07-12
CN102292551B (zh) 2014-02-12
US9151293B2 (en) 2015-10-06
JP5536804B2 (ja) 2014-07-02
RU2544398C2 (ru) 2015-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ITMI20090073A1 (it) Sistema reversibile di iniezione ed estrazione del gas per macchine rotative a fluido
RU2675163C2 (ru) Извлечение сухого газа из компрессора влажного газа
US10400788B2 (en) Intermediate intake-type diaphragm and centrifugal rotating machine
US8439633B2 (en) Hollow steam guide diffuser having increased pressure recovery
JP6637434B2 (ja) サイドストリームを伴うバックトゥバック型圧縮機を動作させるための方法及びシステム
JP6643235B2 (ja) 多段遠心圧縮機
WO2008141609A3 (de) Gasturbine
CN101769173A (zh) 关于蒸汽涡轮机排气扩散器的方法、系统和/或设备
CN106062316A (zh) 涡轮机组件
JP7053196B2 (ja) 流体制御された蒸気タービンの入口スクロール
US20180372121A1 (en) Multi-stage centrifugal compressor
CN107407288B (zh) 具有两个压缩机的装置、用于加装的方法
US11248630B2 (en) Liquid/gas separator and centrifugal motor compressor unit equipped with such a separator
US20190010947A1 (en) Drainage apparatus for a motorcompressor
JP6005861B2 (ja) 低圧タービン
US10830255B2 (en) Centrifugal compressor without external drainage system, motorcompressor and method of avoiding external drainage in a compressor
EP3265653A1 (en) Turbine for organic rankine cycles with axial input and output
US20130174553A1 (en) Diffuser having fluidic actuation
KR20170081403A (ko) 이압 유입 터빈
WO2012166563A8 (en) Supersonic compressor startup support system
EP3426928B1 (en) Centrifugal compressor without external drainage system, motorcompressor and method of avoiding external drainage in a compressor
CN105822356B (zh) 蒸汽涡轮和用于翻新多级局部进气弧段蒸汽涡轮的方法
RU2012124190A (ru) Многоступенчатая турбомашина