NO133513B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrorer en fremgangsmåte for drift ^av et kjole-anlejgg -omfattende en"kondensator, en fordamper, en forste kompressor som ?utgjor et 1 avtrykks tr inn, og en andre kompressor som utgjor et hoytarykkstrinn, idet tør av ^disse kompressorer er av skruerotarypen med en fots te rotor drevet av en hovedmotar og en ^ndre-orotor udrevet ved .direkte kontakt Tnellora-dens ^ribber og ribbene for den forste rotor, idet -den forete "kompressors hannrotor har en perif-erihastighet som er hoyere enn periferi* hastigheten for hannrotoren for den andre kompressor, -som tilfores en :smoreoljemengde som fordres for såvel kjoling og tetning av kompressoren som smoring av i forhold ~t-il hverandre bevegelige-kontaktflater for kompressoren.

I store kjoleaniegg slik som for fryselagre„ kan kjoleraiddelet bli komprimert fia -omkring 1 atm abs til 18 atm -abs. Allerede ved et tidlig trinn -under utviklingen av slike anlegg viste det seg nodvendig å -utfore denne kompresjon i to trinn for å Jcunne oppnå en xjodtagbar effekt. Det viste seg også at det var tilstrekkelig å bruke som det forste trinn en kompressor med et forholdsvis lavt trykkforhold av .storrelsesorden 3:1, hvorved -volumet .som ble tilfort kompressoren i det annet trinn ole redusert til omkring "tredjeparten av det gassvolum som for-lot fordamperen. Kompressoren for det forste txinn tjener således som en <h>jel<p>einnretnin<g> for det andre trinn eller for hovedkompresspren. De to kompressorer kan være av samme-eller av forskjellige typer.

I de senere år har kompressorer av skruerotortypen vært anvendt i stadig okende utstrekning innenfor kjoieteknikken bl .a. på grunn av -den omstendighet at i .forhold til deres storrelse er skruerotorkompressorene i stand til å behandle store gassvolum under hbye trykkforhold. For kompressorer av den ekstra kraf-tige type anordnes det midler for å injisere store oljemengder i arbeidskammeret for kjoling, tetting og smoring.

De store oljemengder foranlediger ventilasjonstap, hvilke som kjent oker sterkt progressivt med hastigheten. Dette forhold gjor det nødvendig å drive oljeinnsproytnings- (eller oljefylte) skruekompressorer med forholdsvis moderate hastigheter, f.eks. slik at ytterkantene av hannrotorens ribber har en hastighet på omkring 30 m/sek.

Når skruekompressorer hittil er blitt anvendt i begge trinn av-' kompressorenheten for et kjoleaniegg, har de enten begge vært av oljeinnsproytningstypen med kraftig konstruksjon, eller kompressoren i det forste trinn eller hjelpetrinnet har vært av den torre synkroniserte type. I begge tilfeller har effekten av hjelpeinnretningen vært relativt liten, f.eks. i størrelsesor-den 55%.

Oppfinnelsen har til formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for drift av et kjoleaniegg for å oppnå en hoy adiabatisk effekt for-hjelpeanordningen og derved for kompressorenheten som et hele og å gjore det mulig å. anvende en skruerotorkompressor av enkel- og, plassbesparende utf orelse som hjelpeinnretning..

En skruerotorkompressor' omfatter to roterer som griper i hverandre og som er anordnet på parallelle aksler inne i et hus^ I" slike kompressorer er den ene av-rotorene en. hannrotor og den andre en hunnrotor, idet en hann- og en hunnrotori utgjor et sett. Nåir rotorene' betraktes i et plan_ tvers på- ro tor aksene, er ribbene og= sporene for hannrotoren. i det vesentlige beliggende utenfor stigningssirkelen for rotoren og utformet med stort sett konvekse flanker-, mens derimot ribber og spor for hunnrotoren' ligger i det minste i det vesentlige innenfor stigningssirkelen for hunnrotoren og er forsynt med stort sett konkave-flanker. Rotorene er anordnet inne i et arbeidskammér utformet i et sylindrisk hus med lavtrykks-- og hoytrykksporter og ende-vegger, siik at rotorene blir tettende omsluttet.

Ifolge oppfinnelsen- kjennetegnes en fremgangsmåte ifolge den

i innledningen nevnte, det trekk at den forste kompressor drives med et turtall, som er hoyere enn det med hvilket den andre komp-

ressor drives, og at den forste kompressor tilfores en smore-olj-emengde, som i seg selv -er utilstrekkelig til å -tilveiebringe noen nevneverdig kjoling eller tetning av kompressoren men tilstrekkelig til å .dekke behovet for oppnåelse av en tilfredsstillende smoring av i forhold til hverandre bevegelige kontaktflater for kompressoren.

Ifolge et annet trekk ved _oppfinnelsen kjennetegnes fremgangs-måten ved de ytterligere trinn at flytende kjolemiddel uttas fra hoytrykksseksjonen i anlegget og injiseres i sporene for rotorene i den forste kompressor på et slikt trinn av kompressoren og med en slik hastighet at temperaturen for det gassformede kjolemiddel hindres fra å stige over en onsket avlopstemperatur..

Ifolge et tredje trekk ved oppfinnelsen foreslås det at den forste kompressor drives med en hastighet slik at periferihastigheten for dens hannrotor er i det minste omkring det dobbelte av hastigheten for hannrotoren for den andre kompressor.

Da det bare er små oljemengder tilstede i den forste kompressor, bevirker oljen ikke noen vesentlige ventilasjonstap. Det er derfor mulig, å -la den forste kompressor lope ved meget hoyere "hastighet enn en oljefylt kompressor., f.eks. med en hahnrotor-perif erihastighet -i størrelsesorden 70 m/sek., hvilket ^resul-terer i mindre dimensjoner. På grunn av lavtrykksfprholdet er videre belastningen på radiallagrene også lave, hvilket tillater bruk av antifriksjons-lagre=med tilstrekkelig små diametre, slik at det.blir plass mellom rotorakslene, men allikevel godtagbar levetid.

Den forste kompressor drives fortrinnsvis med en slik hastighet at periferihastigheten for hannrotoren er i det minste den dobbelte av periferihastigheten for hannrotoren for den andre kompressor.

For å drive lavtrykkskompressoren eller hjelpeinnretningen .med tilstrekkelig hoy hastighet, er det i mange tilfeller gunstig å anordne en utveksling mellom hovedmaskinen, f.eks. en elektrisk motor, og hjelpeanordningen. Omkostningene ved en slik tann-hjulsutveksling blir imidlertid mere enn kompensert for ved det forhold at storrelsen av kompressoren er redusert.

Den oljemengde som tilfores arbeidskammeret for hjelpeanordningen-er så liten at den stort sett ikke har noen kjoleeffekt.. I de fleste tilfeller er det derfor nodvendig å kjole hjelpeinnretningen på en eller annen måte, fortrinnsvis ved å fore bort flytende kjolemiddel fra hoytrykksseksjonen i anlegget og inn-^ sproyte dette flytende kjolemiddel i sporene for rotorene i den forste kompressor på et slikt trinn av kompresjonen og 1 en slik mengde at temperaturen av det gassformede kjolemiddel hindres fra å stige.over onsket utlopstemperatur. Om onskelig kan det gassformede kjolemiddel som avgår fra hjelpeanordningen, kjoles ytterligere i en mellomkjoler for det går inn i den andre eller hovedkompressoren.

En utforelsesform av oppfinnelsen skal nu beskrives som et ek-sempel under henvisning til tegningen, som skjematisk viser et kjoleaniegg ifolge oppfinnelsen.

Anlegget omfatter en kompressorenhet bestående av en forste eller lavtrykkskompressor 10A og en andre eller hoytrykkskompres-sor 10B. På vanlig måte omfatter anlegget videre en oijesepara-tor 12, en kondensator 14, en fordamper 16, en oljekjoler 18- og en oljepumpe 20. Kompressoren,, oljeseparatoren, kondensatoren og fordamperen er koblet i serre, slik at der dannes en lukket krets for kjolemiddelet. En strupeventil 22 er anordnet i kanalen 24 mellom kondensatoren i4 ogrfbrdamperen 16.

Begge kompressorer 10A og 10B- er" av skruerotortypen. Hver kompressor drives av eit elektrisk motor 26", f. eks. av induksjons-typen. Motorene er i dette tilfelle antatt år drives med samme hastighet. Kompressoren 10A drives av sin_motor over en opp-veksling 28 med en-utgangshastighet på f.eks. to eller tre ganger hoyere enn inngangshastigheten. Kompressoren lOB drives direkte- av sin. motor.

I utforelsesformen som vises på tegningen, blir olje tilfort

fra oljepumpen 20. til begge kompressorer lOA, 10B gjennom kana-1-er 30 og 32. Den oljemengde som tilfores kompressoren 10A, er begrenset slik' at den i det minste ikke vesentlig overskrider hva som er nodvendig for tilfredsstillende smoring av de rela^ tivt bevegelige kontaktflater. Samtidig kan en viss tetningseffekt automatisk oppnås. Kompressoren 10B~er av den oljefylte

type, "hvor oljen ikke bare har smore- og tetningseffekt, men, også tjener til å kjole kjolemiddelet under dettes kompresjon. Oljefylte skruerotorkompressorer' er velkjent og beskrives bl.a. i britiske patenter 832.386 og 2r.171.291. I slike kompressorer er massen av den olje som strdmmer gjennom kompressoren storre enn massen av gassen som strommer gjennom denne. Oljemengden som tilfores kompressoren lOB, er således flere ganger storre. enn den som tilfores kompressoren 10A.

For å kjole det gassformede kjolemiddel som er komprimert av kompressoren 10A, tilfores flytende kjolemiddel til kompressoren fra kondensatoren 14 gjennom en kanal 34. Det flytende kjolemiddel injiseres i arbeidskammeret for kompressoren under et slikt trinn av kompresjonen og med en slik hastighet at temperaturen av det gassformede kjolemiddel hindres fra.å stige over onsket avlopstemperatur, hvis verdi bestemmes ved beregning for å passe til den aktuelle termodynamiske syklus. Samtidig holdes temperaturen for kompressoren på et slikt nivå at varmedeforma-sjoner av rotorene og husene ikke bevirker noen problemer.

Rotorene for kompressoren lOA er lagret i- antif riks jonsiagre.. På tegningen vises også innlop og utlop for et kjolemiddel, f .eks., vann, sirkulert gjennom_kondensatoren 14~ og bljekjoleren 18.

En eller begge kompressorer-kan være forsynt med sleidventiler for kapasitetsstyring, og kompressoren 10B kan kjoles også ved hjelp av tilforsel .av flytende k-jolemiddel i tillegg til kjoling ved hjelp av injisert olj:eV

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for drift av et kjoleaniegg omfattende en kondensator (14), en fordamper (16), en forste kompressor (lOA) som utgjor et lavtrykkstrinn, og en andre kompressor (lOB) som utgjor et hdytrykkstrinn, idet hver av disse kompressorer (10) er av skruerotortypen med en forste rotor drevet av en hoved-motor (26) og en andre rotor <lrevet ved direkte kontakt mellom dens ribber og ribbene for den forste rotor, idet den forste kompressors (lOA) hannrotor har en periferihastighet som er hoyere enn periferihastigheten for hannrotoren for den andre kompressor (10B), som tilfores en smoreoljemengde som fordres for såvel kjoling og tetning av kompressoren som smoring av i forhold til hverandre bevegelige kontaktflater for kompressoren, karakterisert ved at den forste kompressor (lOA) drives med et turtall, som er hoyere enn det med hvilket den andre kompressor (10B) drives, og at den forste kompressor (lOA) tilfores en smoreoljemengde, som i seg selv er utilstrekkelig til å tilveiebringe noen nevneverdig kjoling eller tetning av kompressoren men tilstrekkelig til å dekke behovet for oppnåelse av en tilfredsstillende smoring av i forhold til hverandre' bevegelige kontaktflater for kompressoren.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved de ytterligere trinn at flytende kjolemiddel uttas fra hoytrykksseksjonen i anlegget og injiseres i sporene for rotorene i den forste kompressor (10A) på et slikt trinn av kompresjonen og méd en slik hastighet at temperaturen for det gassformede kjolemiddel hindres fra å stige over en onsket avlopstemperatur.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den forste kompressor (lOA) drives med en hastighet slik at periferihastigheten for dens hannrotor er i det minste omkring det dobbelte av hastigheten for hannrotoren for den andre kompressor (10B).