SE425683B

SE425683B - PROCEDURE AND DEVICE FOR MIDDLE COOLING IN A OIL INJURED MULTIPLE SCREW COMPRESSOR

Info

Publication number: SE425683B
Application number: SE8101619A
Authority: SE
Inventors: L Schibbye; J Johansson
Original assignee: Sullair Tech Ab
Priority date: 1981-03-13
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1982-10-25
Also published as: SE8101619L; JPS57163193A

Description

10 15 20 25 30 35 4og -81401619-8 , .2 oljeinsprutad tvåstegs skruvkompressor där det andra steget är anordnat i linje efter det första. I _ I fig. 1 visas alltså ett vertikalsnitt genom en oljein- sprutad tvåstegs skruvkompressor, där det första steget 10 är placerat ovanför det andra 11. I figuren visas enbart skruv- Ürotorerna i de båda stegen. Det första stegets 10 skruvrotor 12 har vid sin i figuren vänstra ände ett inlopp 13 till vilket luft sugs in utifrån. I första steget transporteras luften åt höger och komprimeras därvid och lämnar detta steg via ett huvudsakligen radiellt anordnat utlopp 14. Detta utlopp 14 övergår i en förhindelsekanal 15 som leder vidare till inlopp- et 16 för det andra steget 11. I detta steg som har en skruv- 4 rotor 17 är inloppet till höger i figuren och i detta andra 1 steg transporteras luften åt vänster under samtidig komprime- ring. Den färdígkomprimerade luften lämnar det andra steget 'via ett utlopp 18. För kylning av den från det första steget 10 utströmmande luften är i förbindelsekanalen 15 intill ut- ”loppet 14 från det första steget ett munstycke 19 anordnat för tillförsel av en kylande oljemängd. Munstycket 19 har ett stort antal små öppningar 20 vända mot utloppet_14 från det första steget för åstadkommandeïav en finfördelad utsprutning av den -kylande oljan. Båda skruvrotorerna 12, 17 drivs av en gemensam 'ingående driven axel 21, som via en kuggväxel 22 fördelar kraften till de bada skruvrotorerna. 10 15 20 25 30 35 4og -81401619-8, .2 oil-injected two-stage screw compressor where the second stage is arranged in line after the first. I _ Fig. 1 thus shows a vertical section through an oil inlet. sprayed two-stage screw compressor, where the first stage 10 is placed above the second 11. The figure shows only the screw The Ürotors in the two stages. The screw rotor of the first stage 10 12 has at its left end in the figure an inlet 13 to which air is sucked in from outside. In the first step, the air is transported right and thereby compressed, leaving this step via one substantially radially arranged outlet 14. This outlet 14 passes into an obstruction channel 15 which leads on to the inlet 16 for the second stage 11. In this stage which has a screw 4 rotor 17 is the inlet to the right in the figure and in this second In one step, the air is transported to the left during simultaneous compression. ring. The ready-compressed air leaves the second stage 'via an outlet 18. For cooling it from the first step The outflowing air is in the connecting duct 15 next to the The barrel 14 from the first stage a nozzle 19 arranged for supply of a cooling amount of oil. Nozzle 19 has a large number of small openings 20 facing the outlet_14 from the first the step of effecting a atomized ejection thereof -cooling oil. Both screw rotors 12, 17 are driven by a common input driven shaft 21, which distributes via a gear 22 the power of the two screw rotors.

Pig. 2 visar ett så kallat tandemarrangemang där det första steget 30 är anordnat i linje före det andra steget 31. Det 4 första stegets skruvrotor 32 har vid sin vänstra icke visade. ände ett icke heller visat inlopp för den luft som skall kompri- meras. I första steget 30 transporteras luften åt höger och komprimeras och lämnar detta steg via ett huvudsakligen radiellt iaanordnat utlopp 34f Detta utlopp övergår i en förbindelsekanal 35 som leder vidare till inloppet 36 för det andra steget 31. Även i detta steg med sin skruvrotor 37 är inloppet till vänster i figuren och luften transporteras under komprimering åt högerïtill utloppet 38. För kylning av den från det första isteget 30 utströmmande luften är i förbindelsekanalen 35 in- , till utloppet 34 från det första steget ett munstycke 39 an- ordnat för tillförsel av en kylande oljemängd. Detta munstycke 39 har ett stort antaI_små öppningar 40 vända mot utloppet 34 från'det första steget. De båda skruvrotorernas 32 och 37 axlar 10 15 20 25 30 35 40 still lager och eventuella kugghjul. _; r 81101619-8 är sammankopplade för samtidig rotation, och drivs av en vid det första stegets vänstra sida anordnad icke visad drivande axel.Pig. 2 shows a so-called tandem arrangement where the first step 30 is arranged in line before the second step 31. The 4 the first stage screw rotor 32 has at its left not shown. end an inlet also not shown for the air to be compressed meras. In the first step, the air is transported to the right and compressed and leaves this step via a substantially radial Arranged outlet 34f This outlet merges into a connecting channel Leading further to the inlet 36 for the second stage 31. Even in this step with its screw rotor 37 the inlet is open left in the figure and the air is transported during compression to the right to the outlet 38. For cooling it from the first The air flowing out of the stage 30 is contained in the connecting duct 35. , to the outlet 34 from the first stage a nozzle 39 is used arranged for the supply of a cooling quantity of oil. This nozzle 39 has a large number of small openings 40 facing the outlet 34 from the first step. The shafts of the two screw rotors 32 and 37 10 15 20 25 30 35 40 still bearings and any gears. _; r 81101619-8 are interconnected for simultaneous rotation, and are driven by a wide the left side of the first stage arranged drive not shown shoulder.

En stor oljemängd tillföres alltså i förbindelsekanalen 15, 35 mellan de båda kompressionsstegen 10 och 11 respektive ö0 och 31, företrädesvis på så sätt att denna oljemängd sprutas i ett flertal strålar mot utloppsporten 14, 34 från det första steget 10, 30 och då speciellt mot området intill ingreppet mellan de båda rotorerna i detta steg. I detta område råder nämligen en mycket kraftig turbulent.utströmning av gasen varigenom âstadkommes ett mycket effektivt värmeutbyte med den i motsatt riktning insprutade kylande oljan. Genom denna _effektiva värmeväxling mellan den utströmmande gasen och den i förbindelsekanalen 15, 35 på det ovan angivna sättet insprutade kyloljan erhålles dels en kylning av utloppsdelen, både vad be- träffar rotorerna och kompressorhuset i detta kompressíons- steg 10, 30, och dels en mycket effektiv mellankylning av gasen innan den tillföres inloppet 16, 36 till det efterföljande kompressionssteget 11, 31. Ju större kyloljemängd som tillföres desto bättre mellankylning erhålles, men denna mängd som med- följer gasen in i det efterföljande kompressionssteget är be- gränsad av villkoret att utloppstemperaturen på olje-gasbland- ningen från detta kompressíonssteg inte får understiga en viss minimitemperatur, som vanligen bestäms av daggpunktstempera- turen för utloppstrycket. Någon ytterligare olja behöver inte tillföras till det efterföljande kompressionssteget, förutom _ 4 Till det första kompressionssteget behöver bara en mycket liten oljemängd tillföras huvudsakligen för smörjning av roto- rerna. Normalt tillförs till en skruvkompressor en oljemängd som i viktsrelation till den till kompressorn tillförda gas- mängden vid fullast uppgår tillca 5:1. Vid utförandet enligt uppfinningen kan denna relation minskas till ca 0,5:1, vilket betyder en oljetillförsel av endast ca en tiondel av den normala.A large amount of oil is thus supplied to the connecting channel 15, 35 between the two compression stages 10 and 11, respectively ö0 and 31, preferably in such a way that this amount of oil is sprayed in a plurality of jets towards the outlet port 14, 34 from the first step 10, 30 and then especially towards the area next to the procedure between the two rotors in this step. In this area prevails namely a very strong turbulent.outflow of the gas thereby achieving a very efficient heat exchange with the cooling oil injected in the opposite direction. Through this Efficient heat exchange between the effluent gas and the i the connecting channel 15, 35 injected in the manner indicated above the cooling oil, on the one hand, a cooling of the outlet part is obtained, both in terms of the rotors and the compressor housing in this compression housing steps 10, 30, and on the one hand a very efficient intermediate cooling of the gas before it is supplied to the inlet 16, 36 to the subsequent the compression step 11, 31. The greater the amount of cooling oil supplied the better the intercooler is obtained, but this amount following the gas into the subsequent compression step is determined limited by the condition that the outlet temperature of the oil-gas mixture from this compression step must not be less than a certain minimum temperature, which is usually determined by the dew point temperature the outlet for the outlet pressure. No additional oil is needed added to the subsequent compression step, except _ 4 For the first compression step only need a lot small amount of oil is added mainly for lubrication of rotary rerna. Normally a quantity of oil is supplied to a screw compressor which in relation to the weight of the gas supplied to the compressor the amount at full load amounts to about 5: 1. In the execution according to According to the invention, this ratio can be reduced to about 0.5: 1, which means an oil supply of only about one tenth of the normal.

Härigenom har den för drivning av detta kompressionssteg till- förda effekten kunnat reduceras avsevärt.As a result, for driving this compression step, it has the effect could be significantly reduced.

För att den stora oljemängd som tillföres mellan kompres- sionsstegen inte skall orsaka stora förluster i det efterföljan- de kompressíonsstegets inlopp roterar rotorerna i detta steg företrädesvis med låg períferíhastíghet, i storleksordningen a 10 15 ss1o1s19-s 7-15 m/s. Dessutom utformas inloppskanalen och inloppsporten så att strömningsförlusterna i största möjliga utsträckning begränsas. Det har härvid visat sig att en huvudsakligen radiell inlbppsport i detta fall ger de bästa inströmnings- iförhâllandena, i motsats till den rent axiella inloppsport som hittills vanligen använts. Lämpligen bör den del av den radiella inloppsporten sem ligger i och närmast intill roto- nirernas ingrepp täckas av en stänkplatta, som har till uppgift att leda den genom rotoringreppet läckande varma olje-gas- blandningen åt inloppets ena sida, lämpligen slidrotorsidan, så att minsta möiliga värmeutbyte erhålles med den inströmman- de mellankylda ólje-gasblandningen.In order for the large amount of oil supplied between steps should not cause significant losses in the subsequent the inlet of the compression stage rotates the rotors in this stage preferably at low peripheral speed, in the order of magnitude a 10 15 ss1o1s19-s 7-15 m / s. In addition, the inlet duct and inlet port are designed so that the flow losses to the greatest possible extent limited. It has been found that one mainly radial inlet port in this case provides the best inflow conditions, as opposed to the purely axial inlet port hitherto commonly used. Conveniently, it should be part of it radial inlet port located in and closest to the rotary the intervention of the kidneys is covered by a splash plate, which has the task to direct the hot oil-gas leakage through the rotor grip the mixture on one side of the inlet, preferably the slide rotor side, so that the smallest possible heat exchange is obtained with the inflow the medium-cooled oil-gas mixture.

Trots att så inte visats i utföringsexemplen är det själv- klart att förfarandet och anordningen enligt uppfinningen även kan användas i skruvkompressorer med fler än två steg. _... »~.Although not shown in the working examples, it is It is clear that the method and device according to the invention also can be used in screw compressors with more than two stages. _... »~.

Claims

5 Patent claims

A method for intermediate cooling in an oil-injected multi-stage screw compressor, wherein the gas compressed in one stage (10, 30) is supplied to a subsequent stage (11, 31), characterized in that in the first compression stage (10, 30) a small amount of oil is supplied mainly for lubricating the rotors, so limited that the weight of the amount of oil supplied at full load is less than the corresponding weight of the amount of gas supplied, and that the gas compressed in the first-mentioned step (10, 30) is supplied with a large cooling oil. amount through one or more nozzles (19, 39) before it is fed to the subsequent step (11, 31).

2. A method according to claim 1, characterized in that the oil supplied for cooling is sprayed out in the direction of the gas exiting from the first-mentioned step (10, 30).

3. A method according to claim 2, characterized in that the cooling oil is sprayed out towards the area adjacent to the engagement between the two rotors in the first-mentioned step (10, 30).

4. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the compressed gas mixed with oil is supplied to the subsequent step (11, 31) substantially radially.

5. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the peripheral speed of the rotors in the subsequent step (11) is 7-15 m / s.

Process according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of cooling oil is supplied in such an amount that a minimum temperature, which is determined by the condensation point temperature at the prevailing outlet pressure, is not exceeded on the gas flowing out from the last stage.

Device for intermediate cooling in an oil-injected multi-stage screw compressor, wherein a connecting channel (15) is arranged between the outlet (1U, 34) in a stage (10, 30) and the inlet (16, 36) in a subsequent stage (11, 31). , 35), by which the gas compressed in the first-mentioned step (10, 30) is supplied to the subsequent step (11, 31), characterized in that in the connecting channel (15, 35) there is at least one nozzle (19, 39) ) arranged to supply a large amount of cooling oil to the compressed gas flowing through the connecting channel (15, 35).

Device according to claim 7, characterized in that the nozzle (19, 39) is arranged next to the outlet (1M, SH) from the first-mentioned step (10, 30) and directed towards the direction of the outlet (10M, SH) 1H, 34) exhaust gas; _

9; Device according to claim 8, characterized in that the nozzle (19, 39) is arranged adjacent to the engagement between the two rotors in the first-mentioned stage (105) and has an extent corresponding to the axial length of the radial outlet (14, 39). 3%) 'småeísd-esins ¿vid rotoringreppet.

10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the nozzle (19, 39) is formed with a large number of small openings (20, HO for producing a finely divided ejection of the cooling oil.

Device according to any one of claims 7-10, characterized in that the outlet (14, 34) from the first-mentioned stage (10, 30) and the inlet (16, 36) to the subsequent stage (11, 31) are mainly arranged radially. K _

Device according to claim 11, characterized in that, in the case of a multi-stage screw compressor where the stages (10, 11) are arranged one above the other, the outlet (14) from the first stage (10) is directed substantially radially downwards and passes via a connecting channel (15) going in the same direction in a similarly substantially radial inlet (16) wants the following step (111). ___-