NL9100555A - Rotatiecompressor. - Google Patents

Description

Rotatiecompressor

De uitvinding betreft een rotatiecompressor zoals een schroef- of een spiraalcompressor, omvattende een compressiestator alsmede één of meer roteerbare compressieorganen, welke compressorstator is voorzien van een aanzuigpoort, een perspoort en een smeermiddeltoevoer, waarbij het smeermiddel bestemd is voor het smeren van elk compressieorgaan, voor het afdichten van de spleten tussen de compressieorganen onderling en tussen de compressieorganen en de compressorstator en voor het koelen van het te comprimeren medium tijdens het compressieproces, alsmede omvattende een inrichting voor het koelen van het smeermiddel door het inspuiten van een koelmedium.

Een dergelijke rotatiecompressor is bekend uit het Duitse octrooi 2261336. Daarbij wordt het smeermiddel, dat samen met het gecomprimeerde medium uit de compressor afgevoerd wordt, gekoeld door het inspuiten van een koudemiddel. Doordat dit koudemiddel verdampt in de ruimte waarin het mengsel wordt gecomprimeerd, daalt de temperatuur van dat mengsel waardoor ook de olietemperatuur daalt.

Deze bekende wijze van koelen heeft het nadeel dat koudemiddel in vloeibare vorm door de met smeermiddel af te dichten spleten lekt, waardoor rendementsverlies optreedt. Een tweede nadeel is dat het koudemiddel tijdens het compressieproces de smering van de compressieorganen verstoort, waardoor de bedrijfszekerheid van de compressor minder is.

Bij het ontbreken van een inrichting voor het koelen van het smeermiddel in de compressor wordt in het systeem een warmtewisselaar ingebouwd, die nogal veel ruimte inneemt. Deze warmtewisselaar bevindt zich dan tussen de olieafscheidingsinrichting en het smeermiddelinjectiepunt aan de compressor.

Doel van de uitvinding is daarom een compressor van het hiervoor beschreven soort te verschaffen waarbij een optimale koeling van het smeermiddel verzekerd is, zonder dat het rendement en de bedrijfszekerheid negatief beïnvloed worden, terwijl de omvang van de daartoe benodigde inrichting toch beperkt kan blijven. Dit wordt bereikt doordat de inrichting voor het koelen van het smeermiddel een koelmediumtoevoer omvat die uitmondt nabij of in de perspoort.

Het gecomprimeerde mengsel dat via de perspoort de compressor verlaat, bezit een hoge graad van turbulentie. Doordat het koelmedium juist op deze plaats wordt ingespoten, wordt in korte tijd en over een kort traject een grondige vermenging van het mengsel en het koelmedium ver kregen. Daardoor is een snelle en betrouwbare koeling van het mengsel door het verdampende koelmedium verzekerd. Dit is nodig om te voorkomen dat koudemiddel in vloeibare toestand in de olieafscheidingsinrichting afgescheiden wordt, met het gevaar dat in plaats van smeermiddel vloeibaar koudemiddel naar de compressor gevoerd wordt, bijvoorbeeld ter plaatse van de lagering.

De koeling van het gecomprimeerde mengsel zou ook plaats kunnen vinden door de injectie van koudemiddelvloeistof op een punt na de perspoort. De turbulentie zal daar echter veel minder hevig zijn, hetgeen minder gunstig is voor een snelle koeling.

Bij de bekende inrichting voor het koelen van het gecomprimeerde mengsel kan de koelwerking bevorderd worden door turbulentie op te wekken in bijvoorbeeld de persleiding tussen compressor en oliescheider. Dit gaat in de meeste gevallen echter gepaard met een drukval, hetgeen nadelig is voor het rendement.

De uitvinding kan toegepast worden bij elk soort rotatiecompressor. In het bijzonder kunnen in dit opzicht gunstige resultaten verkregen worden bij een dubbelschroefcompressor die is voorzien van een com-pressorstator met een gasdichte buitenste schaal alsmede een binnenste dubbelcilindrisch huis, waarbij het huis althans één in of nabij de perspoort uitmondende boring bevat.

Het koelmedium kan aan de boring toegevoerd worden door middel vein een leiding die met zijn ene eind uitmondt op het uitwendige van de schaal, en aan het andere eind aangesloten is op de boring.

Aangezien de schaal en het huis van de compressor tijdens bedrijf een verschillende temperatuur krijgen, zullen daartussen uitzet-tingsverschillen optreden. Bij voorkeur bezit de koelmediumtoevoer derhalve tussen schaal en huis een flexibel deel voor het opnemen van die uitzettingsverschillen.

Bijzonder goede resultaten worden verkregen indien het huis drie boringen bevat die regelmatig onder een hoek van in wezen 90° verdeeld zijn over de van de zijdelings op het huis uitmondende persopening af gekeerde helft van het huis. Door middel van deze drie boringen kan enerzijds voldoende koelmedium toegevoerd worden aan de perspoort, terwijl anderzijds de diameter van de boringen beperkt kan blijven. Dit is van belang om de mechanische sterkte van het huis op een voldoend hoog niveau te houden.

Bij voorkeur verloopt elke boring in een vlak loodrecht op de rotatieas van de compressororganen. Daardoor is verzekerd dat het inge spoten koelmedium niet terecht komt tussen deze compressororganen, hetgeen de werking daarvan nadelig zou beïnvloeden.

Vervolgens zal de uitvinding aan de hand van een in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader toegelicht worden.

Figuur 1 toont een kringloopschema van een koelinstallatie waarin een schroefcompressor volgens de uitvinding is opgenomen.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht, gedeeltelijke in doorsnede, van het huis van een dubbelschroefcompressor.

Figuur 3 toont doorsnede III-III overeenkomstig figuur 2.

In het in figuur 1 weergegeven schema is de schroefcompressor volgens de uitvinding aangeduid met 1. Door middel van deze schroefcompressor 1 wordt het koelmiddel gecomprimeerd. Via de persleiding 2 komt de met smeerolie vermengde koelvloeistof in de olieafscheidingsin-richting 3* waarin de smeerolie gescheiden wordt van het gasvormige, gecomprimeerde koelmedium. Vervolgens stroomt het koelmedium door de condensor 4, waarin condensatie optreedt, waarna bij 5 expansie optreedt. Ten slotte treedt in het koelelement 6 verdamping op waardoor de gewenste koelwerking wordt verkregen. Het verdampte, gasvormige koelmedium stroomt vervolgens weer naar de schroefcompressor 1, waarna de hiervoor beschreven cyclus zich herhaalt.

Volgens de uitvinding wordt nu het vloeibaar gemaakte koelmedium, via leiding 7 en pomp 8, ingespoten in of nabij de perspoort 9 van de schroefcompressor 1. Daardoor wordt een zeer goede vermenging van het koelmedium met het door de schroefcompressor 1 geleverde mengsel bestaande uit gecomprimeerd koelmedium een olie verkregen. Het in de perspoort 9 verdampende, via leiding 7 toegevoerde koelmedium kan daardoor een uitstekende koelwerking uitoefenen op het door de schroefcompressor 1 gecomprimeerde mengsel, waardoor reeds na een stuk leiding 2 ter lengte van een meter de olie de gewenste temperatuur bereikt heeft. Door middel van oliepomp 22 kan de olie worden toegevoerd aan de olie-injectiepunten en de lagering van de compressor.

In figuur 2 is een doorsnede door een dubbelschroefcompressor getoond, ter hoogte van de als schroeven uitgevoerde compressieorganen 10, 11. De schroefcompressor bevat een buitenste schaal 12 alsmede een binnenste dubbelcilindrisch huis 13. welke stijf aan elkaar verbonden zijn. De schroeven 10 en 11 zijn op bekende wijze gelagerd, en worden eveneens op bekende wijze aangedreven door as 14. Door middel van de pijlen 15 is de toevoer van het te comprimeren medium weergegeven, door de pijl 16 de afvoer. Vanzelfsprekend wordt het te comprimeren medium aangezogen door de aanzuigpoort, en uit de schroefcompressor afgevoerd via de perspoort, die bij 17 schematisch is aangegeven. Zoals verder is weergegeven in figuur 2 monden in deze perspoort 17 toevoermiddelen 18 uit, via welke een koelmedium voor het koelen van het uit de schroef compressor afkomstige gecomprimeerde mengsel, dat ook olie bevat, te koelen.

In figuur 3 is duidelijker te zien hoe deze middelen 18 aangebracht zijn. In het dubbelcilindrische huis 13 zijn daartoe allereerst boringen 19 aangebracht, die aan de ene kant uitmonden in de perspoort 17 en aan de andere kant uitmonden op het uitwendige van dat dubbelcilindrische huis. Aldaar is op elke boring telkens een leiding 20 aangesloten, die via een schroefkoppeling 21 uitmondt op het uitwendige van de buitenste schaal 12 van de schroefcompressor.

Door middel van de toevoerorganen 18 kan het koelmedium ingespoten worden in de perspoort, waar het gecomprimeerde mengsel dat ook olie bevat in zeer turbulente toestand verkeert. Dit betekent dat het koelmedium direkt vermengd wordt met dat mengsel, waardoor een goede warmte-uitwisseling wordt verkregen.

De leidingen 20 kunnen flexibel zijn, om te verzekeren dat uit-zittinsverschillen tussen buitenste schaal 12 en het dubbelcilindrische huis 13 niet tot breuk kunnen leiden.

Claims (6)

1. Rotatiecompressor zoals een schroef- of een spiraalcompressor, omvattende een compressorstator alsmede één of meer roteerbare compressieorganen, welke compressorstator is voorzien van een aanzuigpoort, een perspoort en een smeermiddeltoevoer, waarbij het smeermiddel bestemd is voor het smeren van elk compressieorgaan, voor het afdichten van de spleten tussen de compressieorganen onderling en tussen de compressieorganen en de compressorstator en voor het koelen van het te comprimeren medium tijden het compressieproces, alsmede omvattende een inrichting voor het koelen van het smeermiddel door het inspuiten van een koelmedium met het kenmerk dat de inrichting voor het koelen van het smeermiddel een koelmediumtoevoer omvat die uitmondt nabij of in de perspoort .

2. Dubbelschroefcompressor volgens conclusie 1 voorzien van een compressorstator met een gasdichte buitenste schaal alsmede een binnenste dubbelcilindrisch huis, waarbij het huis tenminste een in of nabij de perspoort uitmondende boring bevat .

3. Dubbelschroefcompressor volgens conclusie 2, waarbij de schaal tenminste een op zijn uitwendige uitmondende leiding bevat die is aangesloten op de boring.

4. Dubbelschroefcompressor volgens conclusie 3» waarbij de koelmediumtoevoer tussen schaal en huis een flexibel deel bezit voor het opnemen van uitzettingsverschillen.

5. Dubbelschroefcompressor volgens een der conclusies 2-4, waarbij het huis drie boringen bevat die regelmatig onder een hoek van in wezen 90° verdeeld zijn over de van de zijdelings op het huis uitmondende pers-opening afgekeerde helft van het huis.

6. Dubbelschroefcompressor volgens een der conclusies 2-5, waarbij elke boring in een vlak loodrecht op de rotatieas van de compressororganen verloopt.