WO2018059863A1 - Compression assembly - Google Patents

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WO2018059863A1
WO2018059863A1 PCT/EP2017/071740 EP2017071740W WO2018059863A1 WO 2018059863 A1 WO2018059863 A1 WO 2018059863A1 EP 2017071740 W EP2017071740 W EP 2017071740W WO 2018059863 A1 WO2018059863 A1 WO 2018059863A1
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WO
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compressor
drive
gvt
transmission
cmp
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/071740
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German (de)
French (fr)
Inventor
Joachim NISSLER
Hans Schulz
Daniel Seiler
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/16—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows
    • F04D25/163—Combinations of two or more pumps ; Producing two or more separate gas flows driven by a common gearing arrangement

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for compressing a process fluid with a drive and a multi-stage Ge ⁇ gear compressor, wherein the drive is mechanically drivingly connected by means of a first clutch with the gear compressor.
  • a transmission compressor of an arrangement according to the invention generally comprises:
  • the known gear compressor are used for the compression of large volume flows, in particular for the air compression.
  • the distance of the arranged on the gearbox volute casing is limited due to internal gear design conditions. With reasonable constructive effort this distance can hardly be increased.
  • the usually used in the transmission In this case, the large gear is chosen to be so large in diameter that the distance between the pinion shafts is sufficient to drive the radial turbofan energy machines. For strength ⁇ mechanical reasons, the enlargement of the large wheel limits because the outer peripheral speed can not be increased limitless.
  • a preferred embodiment of the transmission compressor of the arrangement according to the invention provides that the transmission comprises a large wheel, the large gear and the drive shaft having a common first axis of rotation, wherein an external toothing of the large wheel drives directly or indirectly pinion shafts of the radial fluid energy machines.
  • the radial fluid energy machines are compressor stages.
  • a preferred field of application for the arrangement according to the invention is the Luftzerlegung.
  • the efficiency of the compression has a particularly high priority in air separation.
  • the mechanical losses in gearbox compressors are mainly ventilation losses in the gearboxes.
  • the gas volume trapped in the gears is swirled by the intermeshing gears and heats up significantly in this lossy flow.
  • the gear size of the gear compressor can be a result of the spin-off of the first compression stage reduced without causing collisions of the volute. In this way, effect ⁇ grade improvements of the gear compressor as a result of it ⁇ -making result.
  • the invention has a further degree of freedom of the interpretation result because the gear compressor can be designed on the one hand as a standard component and the separate Einzelver ⁇ poet can be adapted to the prevailing ambient pressure of the site.
  • the adaptation of the upstream of the gear compressor arranged Einzelver ⁇ poet here is less expensive.
  • the final pressure of the Ver ⁇ dichters is strongly dependent on the ambient pressure so that the easy adjustment option of the inventive arrangement is desirable.
  • An advantageous development of the invention provides that the process fluid from the separate single compressor is completely dig is forwarded to the first stage of the transmission compressor by means of the connecting line.
  • a complete redirection is to be understood as forwarding minus any losses (eg leaks).
  • the separate single compressor can be suitably designed as a large blower, as an axial compressor or as a radial compressor.
  • the gear compressor has a drive shaft, on which at one end of the shaft the first clutch and at the other end of the shaft, the second clutch are arranged, so that the drive shaft is formed as a drive through the gear compressor.
  • through drive here means that a shaft of the transmission compressor driven by the drive extends through the gearbox of the transmission compressor, so that a direct or indirect coupling of the separate individual compressor can take place by means of the second clutch ⁇ th individual compressor is conceivable, for example, by an intermediate gear is provided.
  • a through-drive is provided by the transmission of the transmission ⁇ compressor, said through drive a Ver ⁇ change in the rotational speed of the input to the separate single compressor in the transmission of transmission compressor from ⁇ sees.
  • the separate single compressor di ⁇ rectly or indirectly coupled to a pinion shaft of Gereterittdich ⁇ ters can be.
  • An alternative to a through drive through the transmission of the transmission compressor is the ability to provide the drive between the separate single compressor and the geared compressors, so that a motor shaft extending through the drive through and coupled to a shaft end by means of a ers ⁇ th clutch of the transmission compressor and at the other shaft end of the motor shaft is coupled to transmit power by means of a second clutch of the separate single compressor.
  • the separate individual compressor particularly preferably has a pressure ratio of between 2 and 3.
  • the gear compressor may expediently have a pressure ratio between 2-200.
  • the gear compressor is designed with up to 8 stages.
  • the gear compressor may each have an intermediate cooling between the individual compression stages. Particularly advantageous is may be provided a Zvi ⁇ rule cooling between the individual compressor and the gear compressors.
  • An advantageous development provides that the individual compressor has only a single stage or a single impeller of a centrifugal compressor.
  • the individual compressor can be structurally given an adapted speed by means of a variation of the number of teeth of a first gear, which can be advantageously assigned to the individual compressor for the transformation of the drive speed to the compressor speed.
  • a variation of the number of teeth of a first gear which can be advantageously assigned to the individual compressor for the transformation of the drive speed to the compressor speed.
  • Figures 1, 2, 3 are each a schematic representation ei ⁇ ner inventive arrangement.
  • Figures 1, 2 and 3 each show an inventive arrangement A in a schematic plan view.
  • the entire arrangement is driven by means of a drive DR, which is preferably designed as a four-pole or six-pole electric motor.
  • the drive DR is mechanically drivingly connected to the transmission compressor GVT by means of a first clutch CP1.
  • a second clutch CP2 By means of a second clutch CP2, the drive DR is indirectly or directly mechanically connected to a separate single compressor CMP.
  • the separate single compressor CMP is arranged upstream of the compressor transmission GVT that the process fluid downstream PF is forwarded to the first stage compressor SGI of the transmission by means of a connecting line CD1 white ⁇ .
  • a first intermediate cooling IC1 for removing a first heat flow Q1 may be provided in the connecting line CD1 (FIG. 1).
  • the first stage SGI of the gear compressor GVT is at the same time the second stage ST2 of the entire compression process.
  • the transmission GVT compressor itself here has four compression stages and based on the total process, these stages comprise the second compression stage ST2, the third compression stage ST3 and the fourth compression stage ST4, and the fifth Verdichtungsstu ⁇ fe ST5.
  • each impeller ⁇ stage of the gear compressor GVT each impeller ⁇ stage of the gear compressor GVT
  • each impeller ⁇ stage of the gear compressor GVT each embküh ⁇ ment be provided, in the figure 1 are each see between the stages ST2, ST3, ST4, ST5 a second, third and fourth intermediate cooling IC2, IC3, IC4 provided for the removal of a second, third and fourth heat flow Q2, Q3, Q4.
  • FIG. 1 the specific embodiment of a through-drive by the drive DR is shown in which a motor shaft MSH bears with a first end of the first clutch CPL and with a two- ⁇ th end of the second coupling CP2. Accordingly, the separate single ⁇ compressor CMP is arranged at the first end of the motor shaft MSH and the transmission compressor GVT is connected to the second clutch CP2.
  • the motor shaft MSH extends through the drive DR in the sense of a
  • the single compressor CMP has a first transmission GE1.
  • the transmission compressor has a second transmission GE2.
  • the first transmission 1 can also be integrated in the second transmission GE2.
  • the individual compressor can constructively by means of a variation of the number of teeth of the first gear GE1, the individual compressor CMP for the transformation of the drive speed to the
  • Compressor speed is advantageously assigned, an adapted speed can be imparted.
  • it is advantageous in the sense of standardization if the individual compressor CMP has adjustable bearing points, so that the speed adjustment does not require any elaborate adaptation design.
  • FIG. 2 shows a drive through the gear compressor GVT.
  • the gear compressor GVT in this case has a drive shaft DRS, on at a
  • FIG. 3 An advantageous development for this purpose is shown in FIG. 3, in which the gear compressor GVT is likewise arranged as a through drive between the separate individual compressor CMP and the drive DR.
  • the gearbox of the transmission compressor GVT not only provided for the transla ⁇ wetting the speed of the drive for levels two to five, but it is in the transmission compressor GVT also a translation of the speed of the drive DR on a turntable number of separate single compressor CMP provided.
  • an intermediate gear between the drive DR and the separate single compressor CMP is installed as an integrated component in the gearbox of the gear compressor GVT.
  • This intermediate gear can also be provided as a separate module between the gear compressor GVT and the separate single compressor CMP or as an integrated transmission component of the separate single compressor CMP, as shown in Figure 1.

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Abstract

The invention relates to an assembly (A) for compressing a process fluid (PF), comprising a drive (DR) and a multistage geared compressor (GVT). The drive (DR) is connected to the geared compressor (GVT) in a mechanically driving manner by means of a first clutch (CP1). The invention is characterized in that the drive (DR) is connected directly or indirectly to a separate individual compressor (CMP) in a mechanically driving manner by means of a second clutch (CP2). The separate individual compressor (CMP) is arranged upstream of the geared compressor (GVT) such that the separate individual compressor (CMP) suctions and compresses the process fluid (PF) and at least partly transfers the process fluid to a first stage (SG1) of the geared compressor (GVT) downstream of the geared compressor by means of a connection line (CD1) of the assembly (A).

Description

Beschreibung description
Anordnung zum Verdichten Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verdichten eines Prozessfluids mit einem Antrieb und einem mehrstufigen Ge¬ triebeverdichter, wobei der Antrieb mittels einer ersten Kupplung mit dem Getriebeverdichter mechanisch antreibend verbunden ist. The invention relates to an arrangement for compressing a process fluid with a drive and a multi-stage Ge ¬ gear compressor, wherein the drive is mechanically drivingly connected by means of a first clutch with the gear compressor.
Anordnungen mit einem Getriebeverdichter bzw. Getriebeverdichter sind bereits aus den DE102010020145-A1, Arrangements with a gear compressor or gear compressor are already known from DE102010020145-A1,
DE102009015862-A1, DE102014225136-A1 , DE102015200439-A1 , DE102015203287-A1 bekannt. DE102009015862-A1, DE102014225136-A1, DE102015200439-A1, DE102015203287-A1 is known.
Ein Getriebeverdichter einer Anordnung im Sinne der Erfindung umfasst in der Regel: A transmission compressor of an arrangement according to the invention generally comprises:
- ein Getriebegehäuse  - A transmission housing
- eine Antriebswelle  - a drive shaft
- mehrere Radialfluidenergiemaschinen, several radial fluid power machines,
- ein Getriebe in dem Getriebegehäuse, das mehrere Ritzelwel¬ len aufweist, wobei die mehreren Radialfluidenergiemaschinen von den mehreren Ritzelwellen angetrieben werden, wobei die mehreren Radialfluidenergiemaschinen außen an dem Getriebege- häuse angeordnet sind. - a gear in the gear housing having a plurality of Ritzelwel ¬ len, wherein the plurality of radial fluid energy machines are driven by the plurality of pinion shafts, wherein the plurality of radial fluid energy machines are arranged externally to the gear case.
Die bekannten Getriebeverdichter werden zur Verdichtung von großen Volumenströmen, insbesondere für die Luftverdichtung, eingesetzt. Mit zunehmender Größe nimmt auch der benötigte Bauraum der Radialfluidenergiemaschinen bzw. der Verdichterstufen - angeordnet an dem Getriebegehäuse des Getriebever¬ dichters - zu. Dadurch ergeben sich Kollisionsprobleme der Gehäuse der Radialfluidenergiemaschinen, die auch als Spiralgehäuse bezeichnet werden. Regelmäßig ist der Abstand der an dem Getriebekasten angeordneten Spiralgehäuse aufgrund getriebeinterner konstruktiver Gegebenheiten begrenzt. Mit vertretbarem konstruktivem Aufwand kann dieser Abstand kaum erhöht werden. Das in der Regel in dem Getriebe eingesetzte Großrad wird hierbei im Durchmesser so groß gewählt, dass der Abstand zwischen den Ritzelwellen zum Antrieb der Radialtur- bofluidenergiemaschinen ausreicht. Aus Festigkeits¬ mechanischen Gründen hat die Vergrößerung des Großrades Gren- zen, weil die äußere Umfangsgeschwindigkeit nicht grenzenlos gesteigert werden kann. Aus den gleichen Gründen kann auch die Drehzahl der Radialfluidenergiemaschinen bzw. die Antriebsdrehzahl nicht grenzenlos gesteigert werden. Dement¬ sprechend ergibt sich für eine gegebene Getriebekonstruktion in dem Getriebekasten des Getriebeverdichters eine obere Bau¬ größenschranke, die mit bisherigen Mitteln nicht durchbrochen werden kann. The known gear compressor are used for the compression of large volume flows, in particular for the air compression. As the size increases, the space required for the radial fluid power machines or the compressor stages-arranged on the transmission housing of the transmission compressor-increases. This results in collision problems of the housing of the radial fluid energy machines, which are also referred to as spiral housing. Regularly, the distance of the arranged on the gearbox volute casing is limited due to internal gear design conditions. With reasonable constructive effort this distance can hardly be increased. The usually used in the transmission In this case, the large gear is chosen to be so large in diameter that the distance between the pinion shafts is sufficient to drive the radial turbofan energy machines. For strength ¬ mechanical reasons, the enlargement of the large wheel limits because the outer peripheral speed can not be increased limitless. For the same reasons, the speed of the radial fluid power machines or the drive speed can not be increased without limit. Dement ¬ speaking results for a given gear design in the gearbox of the gear compressor, an upper construction ¬ size barrier, which can not be broken with previous means.
Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, eineBased on the problems and disadvantages of the prior art, it is the object of the invention to provide a
Anordnung der eingangs definierten Art derart weiterzubilden, dass auch größere Volumenströme an Prozessgas verdichtet wer¬ den können. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird eine Anordnung der eingangs definierten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des Kennzeichens des unabhängigen Anspruchs vorgeschlagen. Die jeweils rückbezogenen Unteransprüche beinhalten vorteil¬ hafte Weiterbildungen der Erfindung. Former arrangement of the type defined in such a way that even larger volumes of compressed process gas who ¬ can. To solve the object of the invention, an arrangement of the type defined above is proposed with the additional features of the characterizing part of the independent claim. The respective related dependent claims contain advantageous ¬ refinements of the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform für den Getriebeverdichter der erfindungsgemäßen Anordnung sieht vor, dass das Getriebe ein Großrad umfasst, wobei das Großrad und die Antriebswelle eine gemeinsame erste Drehachse aufweisen, wobei eine Außen- Verzahnung des Großrades direkt oder indirekt Ritzelwellen der Radialfluidenergiemaschinen antreibt. Weiterhin ist es Erfindungsgemäß zweckmäßig, wenn es sich bei den Radialfluid- energiemaschinen um Verdichterstufen handelt. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die Anordnung nach der Erfindung ist die LuftZerlegung . Der Wirkungsgrad der Verdichtung hat in der LuftZerlegung einen besonders hohen Stellenwert. Die mechanischen Verluste bei Getriebeverdichtern sind hauptsächlich Ventilationsverluste in den Getrieben. Das in den Getrieben eingesperrte Gasvolumen wird durch die miteinander kämmenden Zahnräder verwirbelt und erhitzt sich in dieser verlustbehafteten Strömung signifikant. Dementspre- chend ist es wünschenswert, ein möglichst kleines Getriebe mit kleiner Teilkreisgeschwindigkeit auszulegen. Mit der er¬ findungsgemäßen Anordnung kann die Getriebegröße des Getriebeverdichters in Folge der Ausgliederung der ersten Verdichtungsstufe verringert werden, ohne dass es zu Kollisionen der Spiralgehäuse kommt. Auf diese Weise ergeben sich Wirkungs¬ gradverbesserungen des Getriebeverdichters in Folge der Er¬ findung . A preferred embodiment of the transmission compressor of the arrangement according to the invention provides that the transmission comprises a large wheel, the large gear and the drive shaft having a common first axis of rotation, wherein an external toothing of the large wheel drives directly or indirectly pinion shafts of the radial fluid energy machines. Furthermore, it is expedient according to the invention if the radial fluid energy machines are compressor stages. A preferred field of application for the arrangement according to the invention is the Luftzerlegung. The efficiency of the compression has a particularly high priority in air separation. The mechanical losses in gearbox compressors are mainly ventilation losses in the gearboxes. The gas volume trapped in the gears is swirled by the intermeshing gears and heats up significantly in this lossy flow. Accordingly, it is desirable to design the smallest possible transmission with a small pitch circle speed. With which he ¬ inventive arrangement, the gear size of the gear compressor can be a result of the spin-off of the first compression stage reduced without causing collisions of the volute. In this way, effect ¬ grade improvements of the gear compressor as a result of it ¬-making result.
Durch hohe zu übertragende Leistungen werden im Getriebe des Getriebeverdichters große Verzahnungsbreiten der Getriebe¬ zahnräder notwendig. Das die Zahnräder schmierende Öl erhitzt sich in Folge der durch die erhöhte Breite ebenfalls erhöhten Quetschölverluste signifikant stärker. Die Erwärmung muss mittels einer Kühlanlage fortgekühlt werden, so dass es nicht zu einer Zerstörung (Cracken) des Öls kommt. Die Erfindung verringert dieses Problem gleichfalls mittels der Ausgliede¬ rung der ersten Verdichtungsstufe, so dass das Getriebe des Getriebeverdichters eine nur noch geringere Leistung übertra¬ gen muss. High powers to be transmitted large gear widths of the gear ¬ gears are necessary in the transmission of the gear compressor. The oil lubricating the gears heats up significantly more as a result of the increased squeezing oil losses due to the increased width. The heating must be cooled by means of a cooling system, so that there is no destruction (cracking) of the oil. The invention also reduces this problem by means of the Ausgliede ¬ tion of the first compression stage, so that the transmission of the gear compressor must transmit only a lower power gen ¬ conditions.
Die Erfindung hat einen weiteren Freiheitsgrad der Auslegung zur Folge, weil der Getriebeverdichter einerseits als Standardbauteil ausgelegt werden kann und der separate Einzelver¬ dichter an den jeweils vorherrschenden Umgebungsdruck des Aufstellungsortes angepasst werden kann. Die Anpassung des stromaufwärts des Getriebeverdichters angeordneten Einzelver¬ dichters ist hierbei weniger aufwändig. Der Enddruck des Ver¬ dichters ist stark abhängig von dem Umgebungsdruck, so dass die einfache Anpassungsmöglichkeit mittels der erfindungsge- mäßen Anordnung wünschenswert ist. The invention has a further degree of freedom of the interpretation result because the gear compressor can be designed on the one hand as a standard component and the separate Einzelver ¬ poet can be adapted to the prevailing ambient pressure of the site. The adaptation of the upstream of the gear compressor arranged Einzelver ¬ poet here is less expensive. The final pressure of the Ver ¬ dichters is strongly dependent on the ambient pressure so that the easy adjustment option of the inventive arrangement is desirable.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Prozessfluid aus dem separaten Einzelverdichter vollsten- dig an die erste Stufe des Getriebeverdichters mittels der Verbindungsleitung weitergeleitet wird. Unter einer vollständigen Weiterleitung ist die Weiterleitung abzüglich etwaiger Verluste (z.B. Leckagen) zu verstehen. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine nur teilweise Weiterleitung erfolgt, beispielsweise, wenn der separate Einzelverdichter die Vorverdichtung nicht nur für einen einzelnen Getriebeverdichter übernimmt. Der separate Einzelverdichter kann hierbei zweckmäßig als großes Gebläse, als Axialverdichter oder als Radi- alverdichter ausgebildet sein. An advantageous development of the invention provides that the process fluid from the separate single compressor is completely dig is forwarded to the first stage of the transmission compressor by means of the connecting line. A complete redirection is to be understood as forwarding minus any losses (eg leaks). In principle, it is also possible that only a partial forwarding takes place, for example, if the separate compressor does not take over the pre-compression not only for a single transmission compressor. The separate single compressor can be suitably designed as a large blower, as an axial compressor or as a radial compressor.
Eine besonders bevorzugte Lösung nach der Erfindung sieht vor, dass der Getriebeverdichter eine Antriebswelle aufweist, an der an einem Wellenende die erste Kupplung und an dem anderen Wellenende die zweite Kupplung angeordnet sind, so dass die Antriebswelle als Durchtrieb durch den Getriebeverdichter ausgebildet ist. Das Wort „Durchtrieb" meint hierbei, dass sich eine von dem Antrieb angetriebene Welle des Getriebever¬ dichters durch den Getriebekasten des Getriebeverdichters hindurch erstreckt, so dass mittels der zweiten Kupplung eine direkte oder indirekte Ankopplung des separaten Einzelverdichters erfolgen kann. Eine indirekte Ankopplung des separa¬ ten Einzelverdichters ist beispielsweise denkbar, indem ein Zwischengetriebe vorgesehen wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein Durchtrieb durch das Getriebe des Getriebe¬ verdichters vorgesehen ist, wobei dieser Durchtrieb eine Ver¬ änderung der Drehzahl von dem Antrieb auf den separaten Einzelverdichter in dem Getriebe des Getriebeverdichters vor¬ sieht. Beispielsweise kann der separate Einzelverdichter di¬ rekt oder indirekt an eine Ritzelwelle des Getriebeverdich¬ ters angekoppelt sein. A particularly preferred solution according to the invention provides that the gear compressor has a drive shaft, on which at one end of the shaft the first clutch and at the other end of the shaft, the second clutch are arranged, so that the drive shaft is formed as a drive through the gear compressor. The term "through drive" here means that a shaft of the transmission compressor driven by the drive extends through the gearbox of the transmission compressor, so that a direct or indirect coupling of the separate individual compressor can take place by means of the second clutch ¬ th individual compressor is conceivable, for example, by an intermediate gear is provided. in principle it is also possible that a through-drive is provided by the transmission of the transmission ¬ compressor, said through drive a Ver ¬ change in the rotational speed of the input to the separate single compressor in the transmission of transmission compressor from ¬ sees. For example, the separate single compressor di ¬ rectly or indirectly coupled to a pinion shaft of Getriebeverdich ¬ ters can be.
Eine Alternative zu einem Durchtrieb durch das Getriebe des Getriebeverdichters ist die Möglichkeit, den Antrieb zwischen dem separaten Einzelverdichter und dem Getriebeverdichter vorzusehen, so dass sich eine Motorwelle durch den Antrieb hindurch erstreckt und an einem Wellenende mittels einer ers¬ ten Kupplung der Getriebeverdichter angekuppelt ist und an dem anderen Wellenende der Motorwelle mittels einer zweiten Kupplung der separate Einzelverdichter leistungsübertragend angekuppelt ist. Besonders bevorzugt weist der separate Einzelverdichter ein Druckverhältnis zwischen 2 bis 3 auf. In diesem Zusammenhang sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die gesamte Anordnung ein Druckverhältnis zwischen 4 bis 600 aufweist. Hierbei kann der Getriebeverdichter zweckmäßig ein Druckver- hältnis zwischen 2-200 aufweisen. Der Getriebeverdichter ist mit bis zu 8 Stufen ausgeführt. Der Getriebeverdichter kann zwischen den einzelnen Verdichtungsstufen jeweils eine Zwischenkühlung aufweisen. Besonders vorteilhaft ist eine Zwi¬ schenkühlung zwischen der Einzelverdichter und dem Getriebe- Verdichter vorgesehen sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Einzelverdichter nur eine einzelne Stufe bzw. ein einzelnes Laufrad eines Radialverdichters aufweist. An alternative to a through drive through the transmission of the transmission compressor is the ability to provide the drive between the separate single compressor and the geared compressors, so that a motor shaft extending through the drive through and coupled to a shaft end by means of a ers ¬ th clutch of the transmission compressor and at the other shaft end of the motor shaft is coupled to transmit power by means of a second clutch of the separate single compressor. The separate individual compressor particularly preferably has a pressure ratio of between 2 and 3. In this connection, an advantageous development provides that the entire arrangement has a pressure ratio between 4 and 600. Here, the gear compressor may expediently have a pressure ratio between 2-200. The gear compressor is designed with up to 8 stages. The gear compressor may each have an intermediate cooling between the individual compression stages. Particularly advantageous is may be provided a Zvi ¬ rule cooling between the individual compressor and the gear compressors. An advantageous development provides that the individual compressor has only a single stage or a single impeller of a centrifugal compressor.
Nach der Erfindung kann dem Einzelverdichter konstruktiv mit- tels einer Variation der Zähnezahl eines ersten Getriebes, das dem Einzelverdichter zur Transformation der Antriebsdrehzahl auf die Verdichterdrehzahl vorteilhaft zugeordnet sein kann, eine angepasst Drehzahl verliehen werden. Hierzu ist es im Sinne einer Standardisierung vorteilhaft, wenn der Einzel- Verdichter verstellbare Lagerstellen aufweist, so dass dieAccording to the invention, the individual compressor can be structurally given an adapted speed by means of a variation of the number of teeth of a first gear, which can be advantageously assigned to the individual compressor for the transformation of the drive speed to the compressor speed. For this purpose, it is advantageous in terms of standardization, if the single compressor has adjustable bearings, so that the
Drehzahlanpassung keine aufwendige Anpassungskonstruktion erfordert . Speed adjustment requires no elaborate adaptation design.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher be¬ schrieben. Es zeigen: In the following the invention in a special training is embodiment and with reference to drawings ¬ be written. Show it:
Figuren 1, 2, 3 jeweils eine schematische Wiedergabe ei¬ ner erfindungsgemäßen Anordnung. Figures 1, 2, 3 are each a schematic representation ei ¬ ner inventive arrangement.
Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen jeweils eine erfindungsgemäße Anordnung A in einer schematischen Draufsicht. In diesen Beispielen findet jeweils die Verdichtung eines Prozessfluids PF in fünf aufeinanderfolgenden Stufen ST1, ST2, ST3, ST4, ST5 statt. Die gesamte Anordnung wird mittels eines Antriebs DR angetrieben, der bevorzugt als vierpoliger oder sechspoliger Elektromotor ausgebildet ist. Der Antrieb DR ist mittels ei- ner ersten Kupplung CPl mit dem Getriebeverdichter GVT mechanisch antreibend verbunden. Mittels einer zweiten Kupplung CP2 ist der Antrieb DR mittelbar oder unmittelbar mit einem separaten Einzelverdichter CMP mechanisch antreibend verbunden. Der separate Einzelverdichter CMP ist derart stromaufwärts des Getriebeverdichters GVT angeordnet, dass das Prozessfluid PF stromabwärts an die erste Stufe SGI des Getriebeverdichters mittels einer Verbindungsleitung CD1 wei¬ tergeleitet wird. Optional kann in der Verbindungsleitung CD1 eine erste Zwischenkühlung IC1 zur Abfuhr eines ersten Wärme- Stroms Ql vorgesehen sein (Figur 1) . Die erste Stufe SGI des Getriebeverdichters GVT ist gleichzeitig die zweite Stufe ST2 des gesamten Verdichtungsprozesses. Der Getriebeverdichter GVT selbst hat hierbei vier Verdichtungsstufen und bezogen auf den Gesamtprozess umfassen diese Stufen die zweite Verdichtungsstufe ST2, die dritte Verdichtungsstufe ST3, die vierte Verdichtungsstufe ST4 und die fünfte Verdichtungsstu¬ fe ST5. Besonders bevorzugt kann zwischen jeder Verdichtungs¬ stufe des Getriebeverdichters GVT jeweils eine Zwischenküh¬ lung vorgesehen sein, in der Figur 1 sind hierzu jeweils zwi- sehen den Stufen ST2, ST3, ST4, ST5 eine zweite, dritte und vierte Zwischenkühlung IC2, IC3, IC4 vorgesehen zur Abfuhr eines zweiten, dritten und vierten Wärmestroms Q2, Q3, Q4. Figures 1, 2 and 3 each show an inventive arrangement A in a schematic plan view. In each of these examples, the compression of a process fluid PF in five consecutive stages ST1, ST2, ST3, ST4, ST5. The entire arrangement is driven by means of a drive DR, which is preferably designed as a four-pole or six-pole electric motor. The drive DR is mechanically drivingly connected to the transmission compressor GVT by means of a first clutch CP1. By means of a second clutch CP2, the drive DR is indirectly or directly mechanically connected to a separate single compressor CMP. The separate single compressor CMP is arranged upstream of the compressor transmission GVT that the process fluid downstream PF is forwarded to the first stage compressor SGI of the transmission by means of a connecting line CD1 white ¬. Optionally, a first intermediate cooling IC1 for removing a first heat flow Q1 may be provided in the connecting line CD1 (FIG. 1). The first stage SGI of the gear compressor GVT is at the same time the second stage ST2 of the entire compression process. The transmission GVT compressor itself here has four compression stages and based on the total process, these stages comprise the second compression stage ST2, the third compression stage ST3 and the fourth compression stage ST4, and the fifth Verdichtungsstu ¬ fe ST5. Particularly preferably, between each compression ¬ stage of the gear compressor GVT each Zwischenküh ¬ ment be provided, in the figure 1 are each see between the stages ST2, ST3, ST4, ST5 a second, third and fourth intermediate cooling IC2, IC3, IC4 provided for the removal of a second, third and fourth heat flow Q2, Q3, Q4.
In der Figur 1 ist die spezielle Ausführung eines Durchtriebs durch den Antrieb DR gezeigt, bei dem eine Motorwelle MSH mit einem ersten Ende die erste Kupplung CPl und mit einem zwei¬ ten Ende die zweite Kupplung CP2 trägt. An dem ersten Ende der Motorwelle MSH ist dementsprechend der separate Einzel¬ verdichter CMP angeordnet und an der zweiten Kupplung CP2 ist der Getriebeverdichter GVT angeschlossen. Die Motorwelle MSH erstreckt sich durch den Antrieb DR im Sinne eines In the figure 1, the specific embodiment of a through-drive by the drive DR is shown in which a motor shaft MSH bears with a first end of the first clutch CPL and with a two-¬ th end of the second coupling CP2. Accordingly, the separate single ¬ compressor CMP is arranged at the first end of the motor shaft MSH and the transmission compressor GVT is connected to the second clutch CP2. The motor shaft MSH extends through the drive DR in the sense of a
Durchtriebs hindurch, wobei der Antrieb DR zwischen dem Ge- triebeverdichter GVT und dem separaten Einzelverdichter CMP angeordnet ist. Drive through, the drive DR being connected between the gear compressor GVT and the separate single compressor CMP is arranged.
Der Einzelverdichter CMP weist ein erstes Getriebe GE1 auf. Der Getriebeverdichter weist ein zweites Getriebe GE2 auf. Wie in der Figur 3 dargestellt, kann das erste Getriebe 1 auch in das zweite Getriebe GE2 integriert ausgebildet sein. Dem Einzelverdichter kann konstruktiv mittels einer Variation der Zähnezahl des ersten Getriebes GE1, das dem Einzelver- dichter CMP zur Transformation der Antriebsdrehzahl auf dieThe single compressor CMP has a first transmission GE1. The transmission compressor has a second transmission GE2. As shown in FIG. 3, the first transmission 1 can also be integrated in the second transmission GE2. The individual compressor can constructively by means of a variation of the number of teeth of the first gear GE1, the individual compressor CMP for the transformation of the drive speed to the
Verdichterdrehzahl vorteilhaft zugeordnet ist, eine angepasst Drehzahl verliehen werden. Hierzu ist es im Sinne einer Standardisierung vorteilhaft, wenn der Einzelverdichter CMP verstellbare Lagerstellen aufweist, so dass die Drehzahlanpas- sung keine aufwendige Anpassungskonstruktion erfordert. Compressor speed is advantageously assigned, an adapted speed can be imparted. For this purpose, it is advantageous in the sense of standardization if the individual compressor CMP has adjustable bearing points, so that the speed adjustment does not require any elaborate adaptation design.
Die Leitungen für das Prozessfluid PF sind an dem Getriebe¬ verdichter GVT exemplarisch nur in Figur 1 eingezeichnet, in den übrigen Figuren 2,3 wurde das Detail vereinfachend fort¬ gelassen . The lines for the process fluid PF are exemplarily shown on the gear ¬ compressor GVT only in Figure 1, in the remaining figures 2.3, the detail has been simplified for ¬ continued.
Als Alternative hierzu zeigt die Figur 2 einen Durchtrieb durch den Getriebeverdichter GVT. Der Getriebeverdichter GVT weist hierbei eine Antriebswelle DRS auf, an der an einemAs an alternative to this, FIG. 2 shows a drive through the gear compressor GVT. The gear compressor GVT in this case has a drive shaft DRS, on at a
Wellenende die erste Kupplung CP1 und an dem anderen Wellenende die zweite Kupplung CP2 angeordnet sind. Dementsprechend treibt die Antriebswelle DRS des Getriebeverdichters GVT als Durchtrieb den separaten Einzelverdichter CMP an. Shaft end of the first clutch CP1 and at the other end of the shaft, the second clutch CP2 are arranged. Accordingly drives the drive shaft DRS of the gear compressor GVT as a through drive the separate single compressor CMP.
Eine vorteilhafte Weiterbildung hierzu zeigt die Figur 3, bei der der Getriebeverdichter GVT ebenfalls als Durchtrieb zwischen dem separaten Einzelverdichter CMP und dem Antrieb DR angeordnet ist. Anders als in der Figur 2 ist hier das Ge- triebe des Getriebeverdichters GVT nicht nur für die Überset¬ zung der Drehzahl des Antriebes für die Stufen zwei bis fünf vorgesehen, sondern es ist in dem Getriebeverdichter GVT auch eine Übersetzung der Drehzahl des Antriebs DR auf eine Dreh- zahl des separaten Einzelverdichters CMP vorgesehen. Dement¬ sprechend ist ein Zwischengetriebe zwischen dem Antrieb DR und dem separaten Einzelverdichter CMP als integriertes Bauelement in dem Getriebekasten des Getriebeverdichters GVT eingebaut. Dieses Zwischengetriebe kann auch als separates Modul zwischen dem Getriebeverdichter GVT und dem separaten Einzelverdichter CMP vorgesehen sein oder als integriertes Getriebe Bestandteil des separaten Einzelverdichters CMP sein, wie in der Figur 1 dargestellt. An advantageous development for this purpose is shown in FIG. 3, in which the gear compressor GVT is likewise arranged as a through drive between the separate individual compressor CMP and the drive DR. Unlike in Figure 2 here is the gearbox of the transmission compressor GVT not only provided for the transla ¬ wetting the speed of the drive for levels two to five, but it is in the transmission compressor GVT also a translation of the speed of the drive DR on a turntable number of separate single compressor CMP provided. Dement ¬ speaking, an intermediate gear between the drive DR and the separate single compressor CMP is installed as an integrated component in the gearbox of the gear compressor GVT. This intermediate gear can also be provided as a separate module between the gear compressor GVT and the separate single compressor CMP or as an integrated transmission component of the separate single compressor CMP, as shown in Figure 1.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung (A) zum Verdichten eines Prozessfluids (PF) mit einem Antrieb (DR) und einem mehrstufigen Getriebever- dichter (GVT) , 1. arrangement (A) for compressing a process fluid (PF) with a drive (DR) and a multistage transmission compressor (GVT),
wobei der Antrieb (DR) mittels einer ersten Kupplung (CP1) mit dem Getriebeverdichter (GVT) mechanisch antreibend verbunden ist,  wherein the drive (DR) is mechanically drivingly connected to the transmission compressor (GVT) by means of a first clutch (CP1),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Antrieb (DR) mittels einer zweiten Kupplung (CP2) mittelbar oder unmittelbar mit einem separaten Einzelverdichter (CMP) mechanisch antreibend verbunden ist,  the drive (DR) by means of a second clutch (CP2) is mechanically or indirectly directly or indirectly connected to a separate single compressor (CMP),
wobei der separate Einzelverdichter (CMP) derart stromauf¬ wärts des Getriebeverdichters (GVT) angeordnet ist, dass der separate Einzelverdichter (CMP) das Prozessfluid (PF) verdichtet und stromabwärts mindestens zum Teil an eine erste Stufe (SGI) des Getriebeverdichters (GVT) mittels ei¬ ner Verbindungsleitung (CD1) der Anordnung (A) weiterleitet . wherein the separate single compressor (CMP) in such a way upstream ¬ Windwärts the transmission compressor (GVT) is arranged that the separate single compressor (CMP) compresses the process fluid (PF) and downstream at least partially to a first stage (SGI) of the gear compressor (GVT) by means of ei ¬ ner connecting line (CD1) of the arrangement (A) forwards.
2. Anordnung (A) nach Anspruch 1, 2. Arrangement (A) according to claim 1,
wobei der separate Einzelverdichter (CMP) das Prozess¬ fluid (PF) vollständig an die erste Stufe (SGI) des Getrie¬ beverdichters (GVT) mittels der Verbindungsleitung (CD1) weiterleitet. wherein the separate single compressor (CMP) the process ¬ fluid (PF) completely to the first stage (SGI) of the gear ¬ compressor (GVT) by means of the connecting line (CD1) forwards.
3. Anordnung (A) nach Anspruch 1, 3. Arrangement (A) according to claim 1,
wobei der Getriebeverdichter (GVT) eine Antriebswelle (DRS) aufweist, an der an einem Wellenende die erste Kupp- lung (CP1) und an dem anderen Wellenende die zweite Kupp¬ lung (CP2) angeordnet sind, so dass die Antriebswelle (DRS) als Durchtrieb durch den Getriebeverdichter (GVT) ausgebildet ist. wherein the transmission compressor (GVT) has a drive shaft (DRS), in which at a shaft end, the first couplings lung (CP1) and at the other shaft end of the second Kupp ¬ lung (CP2) are arranged so that the drive shaft (DRS) as Through drive through the gear compressor (GVT) is formed.
4. Anordnung (A) nach Anspruch 3, 4. Arrangement (A) according to claim 3,
wobei der Getriebeverdichter (GVT) ein erstes Getriebe (GE1) als integralen Bestandteil aufweist zur Änderung der Antriebsdrehzahl des Antriebs (DR) auf eine Drehzahl des Einzelverdichters (CMP) , so dass der Getriebeverdich¬ ter (GVT) neben einem zweiten Getriebe (GE2) zum Antrieb der Stufen (ST2-ST5) des Getriebeverdichters (GVT) auch noch ein erstes Getriebe (GE2) aufweist. wherein the transmission compressor (GVT) comprises a first transmission (GE1) as an integral part for changing the drive speed of the drive (DR) to a speed of the individual compressor (CMP), so that the Getriebeverdich ¬ ter (GVT) in addition to a second transmission (GE2) for driving the stages (ST2-ST5) of the gear compressor (GVT) also has a first transmission (GE2).
5. Anordnung (A) nach Anspruch 1, 5. Arrangement (A) according to claim 1,
wobei der Antrieb (DR) zwischen dem Getriebeverdichter (GVT) und dem separaten Einzelverdichter (CMP) angeordnet ist, wobei der Antrieb (DR) eine Motorwelle (MSH) auf- weist, wobei ein erstes Ende der Motorwelle (MSH) die erste wherein the drive (DR) is disposed between the transmission compressor (GVT) and the separate single compressor (CMP), wherein the drive (DR) comprises a motor shaft (MSH), wherein a first end of the motor shaft (MSH), the first
Kupplung (CP1) trägt, wobei ein zweites Ende der Motorwel¬ le (MSH) die zweite Kupplung (CP2) trägt. Clutch (CP1) carries, wherein a second end of Motorwel ¬ le (MSH) carries the second clutch (CP2).
6. Anordnung (A) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, 6. Arrangement (A) according to at least one of the preceding claims 1 to 3,
wobei der separate Einzelverdichter (CMP) ein Druckverhältnis zwischen 2-3 aufweist.  wherein the separate single compressor (CMP) has a pressure ratio between 2-3.
7. Anordnung (A) nach mindestens Anspruch 1 oder 5, 7. Arrangement (A) according to at least claim 1 or 5,
wobei die gesamte Anordnung (A) ein Gesamtdruckverhältnis zwischen 4,0 bis 70 aufweist.  wherein the entire assembly (A) has a total pressure ratio of 4.0 to 70.
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