SE425683B

SE425683B - Forfarande och anordning for mellankylning i en oljeinsprutad flerstegs skruvkompressor

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.

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.

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.

Härigenom har den för drivning av detta kompressionssteg till- förda effekten kunnat reduceras avsevärt.

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.

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. _... »~.

Claims

5 Patentkrav

1. förfarande för mellankylning i en oljeinsprutad flerstegs skruvkompressor, där den i ett steg (10, 30) komprimerade gasen till- föres ett efterföljande steg (11, 31), k ä n n e t e c k n a t av att i det första.kompressionssteget (10, 30) tillföres huvudsakligen för smörjning av rotorerna en liten oljemängd, så begränsad att vikten av den tillförda oljemängden vid fullast är mindre än den motsvarande vikten av den tillförda gasmängden, och att den i det förstnämnda steget (10, 30) komprimerade gasen tillföres en stor kylande olje- mängd genom ett eller flera munstycken (19, 39) innan den tillföres det efterföljande steget (11, 31).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att den olja som tillföras för kylning sprutas ut i riktning mot den från det förstnämnda steget (10, 30) utströmmande gasen.

3. förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t _av att den kylande oljan sprutas ut mot omrâdet intill ingreppet mellan de båda rotorerna i det förstnämnda steget (10, 30).

4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- n a t av att den med olja blandade komprimerade gasen tillföras det efterföljande steget (11, 31) huvudsakligen radiellt.

5, Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a t av att rotorernas periferihastighet i det efter- följande steget (11) är 7-15 m/s.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, ktä n n e t e c k- n a t av att den kylande oljemängden tillföres i sådan mängd att en minimitemperatur, som bestämmes av kondensationspunktstemperaturen vid det rådande utloppstrycket, ej underskrides på den från det sista steget utströmmande gasen.

7. Anordning för mellankylning i en oljeinsprutad flerstegs skruvkompressor, varvid det mellan utloppet (1U, 34) i ett steg (10, 30) och inloppet (16, 36) i ett efterföljande steg (11, 31) är anordnat en förbindelsekanal (15, 35), genom vilken den i det först- nämnda steget (10, 30) komprimerade gasen tillföres det efterföljande steget (11, 31), k ä n n e t e c k n a d av att i förbindelsekanalen (15, 35) är åtminstone ett munstycke (19, 39) anordnat för tillförsel av en stor kylande oljemängd till den genom förbindelsekanalen (15, 35) strömmande komprimerade gasen.

8. Anordning'enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att munstycket (19, 39) är anordnat intill utloppet (1M, SH) från det förstnämnda steget (10, 30) ocn riktat mot riktningen av den från 810116194: n 6 utloppet (1H, 34) utströmmandé gasen; _

9; Anordning enligt krav _8, k ä n n e t e c k n a d av att munstycket (19, 39) är anordnat intill ingreppet mellan de båda ro- torerna i det förstnämnda steget (105 30) och har en utsträckning svarande mot den axiella längden av det radiella utloppet (14, 3%) 'smáeísd-esins ¿ vid rotoringreppet.

10. Anordning enligt krav 8 eller 9 , k ä n n e t e c k n a d av att munstycket (19, 39) är utformat med ett stort antal små öpp- ningar (20, HO för åstadkommande av en finfördelad utsprutning av den kylande oljan. _

11. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e t e c k- n a d av att utloppet (14, 34) från det förstnämnda steget (10, 30) och inloppet (16, 36) till det efterföljande steget (11, 31) är hu- vudsakligen radiellt anordnade. K _

12. Anordning enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d -av att, vid en flerstegs skruvkompressor där stegen (10, 11) är anordnade över varandra, utloppet (14) från det första steget (10) är riktat huvudsakligen radiellt nedåt och övergår via en i samma riktning gå- ende förbindelsekanal (15) i ett likaledes huvudsakligen radiellt in- lopp (16) vill aefÜeffer-fö1j'ande steget (111). ___-