DE2848030A1 - MULTI-STAGE COMPRESSOR - Google Patents
MULTI-STAGE COMPRESSORInfo
- Publication number
- DE2848030A1 DE2848030A1 DE19782848030 DE2848030A DE2848030A1 DE 2848030 A1 DE2848030 A1 DE 2848030A1 DE 19782848030 DE19782848030 DE 19782848030 DE 2848030 A DE2848030 A DE 2848030A DE 2848030 A1 DE2848030 A1 DE 2848030A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- compressor
- stage
- compressors
- stages
- turbo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000009747 swallowing Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
- F04B41/06—Combinations of two or more pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
GUTEHOFFNUNGSHÜTTE STERKRADB 4200 Oberhausen 11, den 2 Aktiengesellschaft 2GUTEHOFFNUNGSHÜTTE STERKRADB 4200 Oberhausen 11, 2nd Joint stock company 2
PA.LIZ - Si/ThPA.LIZ - Si / Th
Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zur mehrstufigen Verdichtung von Gasen, insbesondere ölfreier Luft und ein mehrstufiger Kompressor zur Durchführung des Verfahrens. Dafür kommen Volumenströme im Bereich von 5.000 bis etwa 50.000 m3/h und Druckverhältnisse größer als 5 in Betracht. In erster Linie bezieht sich die Erfindung zwar auf die ölfreie Verdichtung von Luft und Gasen, es können aber auch anstelle der ölfrei verdichtenden Kompressoren Verdichter mit öl- oder Flüssigkeitseinspritzung verwendet werden. Als Antriebsmotor kommen vor allen Dingen der Elektromotor in Betracht, an seine Stelle kann aber auch eine Turbine, ein Verbrennungsmotor oder ein Antriebsmotor anderer Bauart treten.The invention relates to a method for the multi-stage compression of gases, in particular oil-free air, and a multi-stage compressor for carrying out the process. For this purpose, volume flows in the range from 5,000 to around 50,000 m 3 / h and pressure ratios greater than 5 come into consideration. The invention primarily relates to the oil-free compression of air and gases, but compressors with oil or liquid injection can also be used instead of the oil-free compressors. The electric motor comes into consideration as the drive motor, but it can also be replaced by a turbine, an internal combustion engine or a drive motor of another type.
Mehrstufige Kompressoren sind bekannt. Sie werden im allgemeinen aus Verdichterstufen gleicher Gattung, also Turbo-, Schrauben- oder Kolbenverdichtern aufgebaut.Multi-stage compressors are known. They are generally made up of compression stages of the same type, So turbo, screw or piston compressors built.
030020/0258030020/0258
Mehrstufige Turboverdichter haben sich aufgrund ihres hohen Schluckvermögens im Bereich großer Volumenströme durchgesetzt.Multi-stage turbo compressors have become large due to their high swallowing capacity Volume flows enforced.
Mehrstufige Kolbenverdichter werden insbesondere im Bereich kleinerer Volumenströme für höhere Enddrücke eingesetzt.Multi-stage piston compressors are used for higher final pressures, especially in the area of smaller volume flows used.
Mehrstufige Schraubenverdichter haben im mittleren Volumen- und Druckbereich ihren Platz gefunden. Multi-stage screw compressors have found their place in the medium volume and pressure range.
Die Verwendung der verschiedenen Verdichterbauarten in den unterschiedlichen Volumen- und Druckbereichen wird nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten entschieden. Technisch ist es zwar möglich, Verdichter einer bestimmten Bauart auch für einen anderen als den für den bestgeeigneten Druck- und Volumenbereich zu bauen, eine solche Lösung erfordert aber immer erhöhten Aufwand und ist daher nur in Spezialfallen gerechtfertigt.The use of the different types of compressors in the different volume and pressure ranges is decided on the basis of economic considerations. Technically it is possible Compressor of a certain type also for a pressure and pressure other than the most suitable one Building a volume area, such a solution always requires increased effort and is therefore justified only in special cases.
Die Kolbenverdichterbauart ist in dem Bereich kleinerer Volumenströme oder sehr hoher Drücke gut geeignet. The reciprocating compressor design is smaller in this area Volume flows or very high pressures are well suited.
Q3002Q/0258Q3002Q / 0258
Große Volumenströme und nicht allzu hohe Drücke werden üblicherweise mit Turboverdichtern erzeugt. Bei den Turboverdichtern unterscheidet man Verdichter radialer und axialer Bauart. Die radiale Bauart wird mehr für die höheren Drücke und die axiale Bauart mehr für die großen Volumenströme im Anwendungsbereich der Turboverdichter eingesetzt.Large volume flows and pressures that are not too high are usually produced with turbo compressors. There is a difference in turbo compressors one compressor of radial and axial design. The radial type is more suitable for the higher pressures and the axial design is more suitable for the large volume flows in the area of application of turbo compressors used.
Die Vorteile der Turboverdichter sind ein relativ kleiner Bauaufwand für große Volumenströme. Turboverdichter können in Abhängigkeit vom Druck unterschiedliche Volumenströme verarbeiten. Sie haben eine sogenannte "flache Kennlinie", ihr Arbeitsbereich wird zu kleinen VolumenstÖmen hin durch die "Pumpgrenze" oder "Instabilitätsgrenze" und zu großen Volumenströmen hin durch die "Schluckgrenze" begrenzt. Für eine wirkungsvolle Druckerzeugung in Turboverdichtern sind hohe Strömungsgeschwindigkeiten erforderlich» die nur bei größeren Volumenströmen oder hohen Dreheahlen verwirklicht werden können. Pur kleine Volumenströme müesen die Strömungequerschnitte für die hohen Geschwindigkeiten sehr klein werden und die Reibungsverluste an den OberfL&chen werden groß. Der Wirkungsgrad der Turboverdichter wird The advantages of turbo compressors are a relatively small construction effort for large volume flows. Turbo compressors can process different volume flows depending on the pressure. They have a so-called "flat characteristic", their working range is limited to small volume flows by the "surge limit" or "instability limit" and to large volume flows by the "swallowing limit". For effective pressure generation in turbo compressors, high flow velocities are required »which can only be achieved with larger volume flows or high rotation axes. Purely small volume flows, the flow cross-sections for the high speeds must be very small and the friction losses on the surfaces become large. The efficiency of the turbo compressor will
- 8 -030020/0258- 8 -030020/0258
für kleinere Volumenströme daher schlechter. Hohe Drehzahlen erfordern bei den üblichen Antriebsmotoren aufwendige Getriebe. Die Wirkungsgrade im Nennpunkt sind bei Turboverdichtern mit guter Regelbarkeit, d. h. breitem Kennfeld nicht so hoch wie bei Verdichtern, die speziell für einen Betriebspunkt optimiert wurden.therefore worse for smaller volume flows. The usual drive motors require high speeds elaborate gear. The efficiencies at the nominal point are in turbo compressors with good controllability, i. H. wide map not as high as with compressors that have been specially optimized for one operating point.
Die Schraubenverdichterbauart hat ihr Anwendungsgebiet im Bereich mittlerer Volumenströme und Drücke zwischen Kolbenverdichtern und Turboverdiehtern. Da Schraubenverdichter keine hin- und hergehenden Massen wie Kolbenverdichter haben, können sie mit höheren Drehzahlen als diese betrieben werden. Der Schraubenverdichter hat eine nahezu senkrechte Kennlinie, d. h. der Enddruck ist nahezu unabhängig vom Volumenstrom. Eine Maschine mit einer senkrechten Kennlinie kann bei fester Antriebsdrehzahl nur schlecht geregelt werden; eine Drosselung des angesaugten Mediums erlaubt nur etwas geringere Leistungsaufnahmen bei Teillast.The screw compressor type has its field of application in the area of medium volume flows and Pressures between reciprocating compressors and turbo compressors. Since screw compressors don't go back and forth moving masses such as reciprocating compressors, they can be operated at higher speeds than this will. The screw compressor has an almost vertical characteristic, i. H. the final pressure is almost independent of the volume flow. A machine with a vertical characteristic can with a fixed drive speed can only be poorly regulated; a throttling of the sucked in medium only allows slightly lower power consumption at partial load.
Gewünscht ist für viele Fälle ein Kompressor mit großem Regelbereich und "steiler Kennlinie", damit der Druck bei Teillasten nicht absinkt und außerdem soll sowohl der Wirkungsgrad bei Nenn-In many cases, a compressor with a large control range and a "steep characteristic" is desired the pressure does not drop at partial loads and, moreover, both the efficiency at nominal
030020/0258030020/0258
last als auch der Teillastwirkungsgrad gut sein. Der Arbeitsbereich darf nicht durch plötzlich auftretende Instabilitäten (wie z. B. Pumpgrenze) eingeschränkt werden. Der Aufwand hierfür soll so gering wie möglich sein.last as well as the partial load efficiency should be good. The work area must not come through suddenly occurring instabilities (e.g. surge line) can be limited. The effort for this should be like this be as low as possible.
Diese Forderungen zu erfüllen, ist mit einstufigen Verdichtern und auch mit den bisher bekannten mehrstufigen Verdichtern nicht realisierbar.Fulfilling these requirements is possible with single-stage compressors and also with the previously known ones multi-stage compressors not feasible.
Kommpressible Medien ändern ihr Volumen stark bei Drucksteigerung. Der Volumenstrom ändert sich entsprechend der Druckerhöhung während des Verdichterprozesses. Die Energieaufnahme des Arbeitsmittels für die Verdichtung ist temperaturabhängig. Für kleine Energiezufuhren, d. h. gute Wirkungsgrade muß das Medium gekühlt werden. Ein optimales Verdichtungsverfahren erfordert daher jeweils an die unterschiedlichen Volumen-Ströme angepaßte Größen der Verdichterstufen und Zwischenkühlung.Compressible media change their volume significantly when the pressure increases. The volume flow changes according to the pressure increase during the compression process. The energy consumption of the The working medium for the compression is temperature-dependent. For small energy inputs, i. H. the medium must be cooled to achieve good efficiencies. An optimal compaction process requires therefore sizes of the compressor stages and which are each adapted to the different volume flows Intercooling.
Bei mehrstufigen Schraubenverdichtern, die die obigen Forderungen erfüllen, wäre der Bauaufwand sehr groß, besonders für die ersten Stufen mit großen Volumenströmen.In the case of multi-stage screw compressors that meet the above requirements, the construction costs would be very large, especially for the first stages with large volume flows.
- 10 -- 10 -
030020/0258030020/0258
Mehrstufige Turboverdichter haben bei steiler Kennlinie nur einen kleineren Arbeitsbereich. Zwischenkühlung ist nur schwer möglich oder sehr aufwendig, ebenso der Betrieb der einzelnen Stufen bei jeweils optimalen Drehzahlen. Im Vergleich zu den Verdrängungsverdichtern ist die Druckerhöhung in einer Stuf.e bei Turboverdichtern kleiner. Es sind deshalb relativ viele Stufen nötig. Ein Verzweigungsgetriebe hierfür zur Anpassung der jeweils optimalen Drehzahlen für die einzelnen Stufen ist sehr aufwendig und würde große Leistungen verbrauchen. Instabilitätsgrenzen sind nicht zu vermeiden.Multi-stage turbo compressors only have a smaller working range with a steep characteristic curve. Intercooling is difficult or very expensive, as is the operation of the individual Levels at optimal speeds in each case. Compared to positive displacement compressors, the Pressure increase in one stage is smaller with turbo compressors. There are therefore a relatively large number of stages necessary. A split gear for this purpose to adapt the respective optimal speeds for the individual stages is very complex and would consume a lot of power. Instability limits are unavoidable.
Auch eine kombinierte Anordnung von Turboverdichtern und Schraubenverdichtern derart, wie sie in der US-PS 36 40 646 oder der FR-PS 13 97 614 vorgeschlagen werden, können die Forderungen nicht erfüllen. Da Turboverdichter und Schraubenverdichter auf einer Welle mit gleicher Drehzahl laufen, ist ein optimaler Betrieb bei guten Wirkungsgraden für den diese Erfindung betreffenden Volumen- und Druckbereich ebenso wie bei den mehrstufigen Verdichtern gleicher Gattung nicht möglich.Also a combined arrangement of turbo compressors and screw compressors such as they are proposed in US-PS 36 40 646 or FR-PS 13 97 614, the requirements not meet. Since turbo compressors and screw compressors are on the same shaft with the same Running speed is an optimal operation with good efficiencies for the subject of this invention Volume and pressure range as well as with the multi-stage compressors of the same type not possible.
- 11 030020/0 258- 11 030020/0 258
2848Q3G2848Q3G
Aufgabe der Erfindung ist es, folgende Forderungen zu erfüllen:The object of the invention is to meet the following requirements:
1. großer Regelbereich,1. large control range,
2. steile Kennlinie,2. steep curve,
3. guter Wirkungsgrad bei Voll- und Teillast,3. good efficiency at full and part load,
4. keine plötzlich einsetzenden 3etriebsgrenzen,4. no suddenly occurring operating limits,
5. kleiner Aufwand,5. small effort,
6. optimale Anpassung der Verdichterstufen an die jeweiligen Volumen-, Druck- und Temperaturbedingungen .6. Optimal adaptation of the compressor stages the respective volume, pressure and temperature conditions.
Die Erfindung erfüllt diese Forderungen mit Hilfe eines Verfahrens zur mehrstufigen Verdichtung von Gasen in der Weise, daß der gesamte Verdichtungsvorgang derart auf mehrere Stufen aufgeteilt ist, daß die einzelnen Verdichter im Bestpunkt betrieben werden und dabei die geringste Leistungsaufnahme erzielen, daß bei Teillast nur die erste und die letzte Verdichterstufe unter gegenüber der Nennlast stärker geänderten Bedingungen betrieben werden, während die Druckverhältnisse, die Volumenströme und somit der optimale Betrieb bei den mittleren Stufen gleichbleibend und daß bei Laständerung die Mengenanpassung in der ersten Verdichterstufe mittels eines Verstell- (Regel-, Drossel-) Verfahrens vorgenommen wird und in derThe invention meets these requirements with the aid of a method for the multi-stage compression of Gases in such a way that the entire compression process is divided into several stages, that the individual compressors are operated at the best point and the lowest power consumption achieve that at part load only the first and the last compressor stage under opposite the nominal load more strongly changed conditions are operated, while the pressure ratios, the volume flows and thus the optimal operation in the middle stages constant and that if the load changes, the quantity adjustment in the first compressor stage by means of an adjustment (control, Throttle) procedure is carried out and in the
- 12 -- 12 -
030020/0258030020/0258
284803Q284803Q
letzten Stufe die Druckanpassung an den Verbraucher stattfinden. Dieses Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß für die ersten Verdichterstufen Strömungsverdichter, insbesondere Turboverdichter radialer Bauart und in der letzten Stufe ein Verdrängungsverdichter, beispielsweise ein Schraubenverdichter verwendet werden, die alle zur jeweils optimalen Betriebsweise über ein Verzweigungsgetriebe mit mehreren Ausgängen angetrieben und strömungsmäßig hintereinander geschaltet rohrleitungsmäßig verbunden sind.last stage the pressure adjustment to the consumer take place. This procedure draws according to the invention in that for the first compressor stages flow compressor, in particular turbo compressors of radial design and in the last stage a displacement compressor, For example, a screw compressor can be used, all of which are optimal in each case Operating mode driven via a split gear with several outputs and flow-wise connected in series by pipeline.
Erfindungsgemäß ist ein mehrstufiger Kompressor zur Durchführung dieses Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß Strömungsverdichter, insbesondere Schraubenverdichter, strömungsmäßig hintereinander geschaltet, durch Rohrleitungen verbunden und über ein Verzweigungsgetriebe mit mindestens zwei Abtriebswellen jede Verdichterstufe mit der für sie optimalen Drehzahl betrieben wird.According to the invention, a multistage compressor for carrying out this method is characterized in that that flow compressors, especially screw compressors, flow one behind the other switched, connected by pipelines and via a split gear with at least two output shafts, each compressor stage is operated at the optimum speed for it.
Nach einem weiteren Merkmal· der Erfindung beträgt die Anzahl der Verdichterstufen max. 4. Die erste Stufe ist immer ein Turboverdichter, während die letzte Stufe ein Verdrängungsverdxchter ist. Die dazwischenliegenden Stufen sind Turbo- oder Verdrängungsverdxchter .According to a further feature of the invention, the maximum number of compressor stages is 4. The first Stage is always a turbo compressor, while the last stage is a positive displacement compressor. the intermediate stages are turbo or displacement compressors.
030020/0 2 58030020/0 2 58
- 13 -- 13 -
Erfindungsgemäß erzeugt die letzte Verdichterstufe bei Verdichtung ohne Einspritzkühlung im Nennbetrieb ein Druckverhältnis von 1 bis 2,5.According to the invention generates the last compressor stage with compression without injection cooling in nominal operation a pressure ratio of 1 to 2.5.
Die Verdichterstufen sind erfindungsgemäß fliegend an einem Getriebe angeflanscht und zwischen den Verdichterstufen ist mindestens ein Kühler angeordnet.According to the invention, the compressor stages are overhung on a transmission and between the compressor stages is at least one cooler arranged.
Für die Regelung der Verdichter ist ein Drosselorgan in der Ausgangsleitung vorgesehen. Dieses Drosselorgan ist vorzugsweise eine Dralldrossel.A throttle device is provided in the output line to regulate the compressors. This The throttle element is preferably a swirl throttle.
Schließlich zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß alle Anlagenteile des Kompressors auf einem gemeinsamen Grundrahmen montiert sind.Finally, the inventive Device characterized in that all parts of the compressor system on a common base frame are mounted.
Das erfindungsgemäße Verfahren, die Anordnung und der Aufbau der Verdichteranlage ergeben einen optimalen Betrieb im Teillastbereich und Wirkungsgrade, die für derart breite.Kennfelder bisher unbekannt waren. Da das Kennfeld auch nicht durch plötzlich einsetzende Betriebsgrenzen eingeschränkt wird, ist außerdem ein äußerst sicherer Betrieb der Verdichteranlage möglich.The method according to the invention, the arrangement and the structure of the compressor system result in optimal operation in the partial load range and Efficiency levels that were previously unknown for such broad maps. Since the map too is not restricted by suddenly occurring operational limits is also an extreme safe operation of the compressor system possible.
- 14 -- 14 -
050020/0203050020/0203
284803Q284803Q
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachstehend näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is based on the drawing explained in more detail below. Show it
Figur 1: den schematischen Aufbau eines mehrstufigen Verdichters in der Perspektive, Figure 1: the schematic structure of a multi-stage Compressor in perspective,
Figur 2: einen schematischen Längsschnitt der Verdichteranlage undFigure 2: a schematic longitudinal section of the compressor system and
Figur 3: ein Kennlinienbild zum erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Verdichteranlage.FIG. 3: a characteristic curve diagram for the invention Procedure and the corresponding compressor system.
Die erste Verdichterstufe 4 ist immer ein Turbokompressor und die letzte Verdichterstufe 8 immer ein Schraubenkompressor oder ein anderer Verdrängungsverdichter. Die mittleren Stufen 7 können je nach Änwendungsfall weggelassen werden oder aber Turbo- oder Verdrängungsverdichter sein.The first compressor stage 4 is always a turbo compressor and the last compressor stage 8 is always a screw compressor or other positive displacement compressor. The middle levels 7 can Depending on the application, they can be omitted or they can be turbo or displacement compressors.
In Figur 1 ist ein Schema für eine Anordnung mit drei Verdichterstufen in der Reihenfolge Turbo-, Schrauben-, Schraubenverdichter dargestellt. Das Verzweigungsgetriebe ist im Ausführungsbeispiel so aufgebaut, daß über ein Zentralrad 2 undIn Figure 1 is a scheme for an arrangement with three compressor stages in the order turbo, Screw, screw compressor shown. The split transmission is in the exemplary embodiment constructed so that a central wheel 2 and
- 15 -- 15 -
030020/0 2 58030020/0 2 58
284803Q284803Q
Ritzel 3 die einzelnen Verdichterstufen 4, 7, 8 mit optimaler Drehzahl angetrieben werden.Pinion 3 the individual compressor stages 4, 7, 8 are driven at optimal speed.
Eine beispiel- und vorteilhafte Anordnung des Verdichters ist in Figur 2 skizziert. Die Verdichterstufen 4, 7 und 8 sind an das Getriebegehäuse 11 angeflanscht. Je nach Zweckmäßigkeit können alle Verdichterstufen auf der dem Motor 1 abgewandten Seite oder aber sowohl auf dieser als auch auf der anderen Seite des Getriebes montiert werden, an der der Motor über eine Kupplung 10 mit dem Getriebe verbunden ist. In der Zuleitung vor der ersten Verdichterstufe 4 befindet sich zur Mengen- und Leistungsregelung ein Drosselorgan 5. Dieses Drosselorgan kann z. B. eine Dralldrossel oder eine einfache Drosselklappe sein.An exemplary and advantageous arrangement of the compressor is sketched in FIG. The compressor stages 4, 7 and 8 are flanged to the gear housing 11. Depending on the expediency can all compressor stages on the side facing away from the engine 1 or both on this side as well as on the other side of the gearbox, on which the motor has a clutch 10 is connected to the transmission. Located in the supply line upstream of the first compressor stage 4 a throttle element 5 for volume and power control. This throttle element can, for. B. be a swirl throttle or a simple throttle valve.
Das Gas tritt über kombinierte Schalldämpfer und Filter 12 in den Verdichter ein. Die gesamte Verdichteranlage ist auf einem gemeinsamen Grundrahmen 13 aufgebaut. In diesem Grundrahmen kann der Ölbehälter 14 integriert sein. Außerdem sind alle Kühler 6 und sonstigen Hilfsaggregate, die im einzelnen nicht dargestellt sind, die Rohrleitungen, Steuerelemente, Ö!pumpen mit auf dem Grundrahmen angeordnet. Die Anlage kann mit einer Schallhaube versehen werden.The gas passes through combined silencers and Filter 12 into the compressor. The entire compressor system is on a common base frame 13 built. The oil container 14 can be integrated in this base frame. Besides, all are Cooler 6 and other auxiliary units, which are not shown in detail, the pipelines, Control elements, oil pumps with arranged on the base frame. The system can be equipped with a sound hood be provided.
030020/0258 - 16 -030020/0258 - 16 -
Figur 3 gibt als Beispiel das Verhalten einer entsprechend Figur 1 aufgebauten Anlage wieder. Für andere erfindungsgemäße Aufteilungen ergibt sich ein analoges Verhalten. Aufgetragen ist auf der Ordinate im logarithmischen Maßstab der Druck hinter der Anlage in bar. Gleiche Ordinatendifferenzen bedeuten gleiche Druckverhältnisse. Auf der Abszisse ist der auf dem Nennmassenstrom mn bezogene Ansaugmassenstrom in % dargestellt. Die eingezeichneten Kurven zeigen die Drücke vor und hinter den einzelnen Verdichterstufen in Ab- · hängigkeit vom Teillast-Massenstrom-Verhältnis in m/mg.As an example, FIG. 3 shows the behavior of a system constructed in accordance with FIG. An analogous behavior results for other subdivisions according to the invention. The pressure behind the system in bar is plotted on the ordinate on a logarithmic scale. The same ordinate differences mean the same pressure conditions. The intake mass flow related to the nominal mass flow m n is shown in% on the abscissa. The curves shown show the pressures upstream and downstream of the individual compressor stages as a function of the part-load mass flow ratio in m / mg.
Es bedeuten in Figur 3:In Figure 3:
der Druck vor den Drosselorganen 5the pressure upstream of the throttle bodies 5
P, der Druck vor der ersten Verdichterstufe 4 und hinter dem Drosselorgan 5P, the pressure upstream of the first compressor stage 4 and downstream of the throttle element 5
P_ der Druck hinter der ersten Verdichterstufe und vor der zweiten Verdichterstufe 7,P_ the pressure behind the first compressor stage and before the second compressor stage 7,
P_ der Druck hinter der zweiten Verdichterstufe 7 und vor der dritten Verdichterstufe 8 undP_ the pressure behind the second compressor stage 7 and before the third compressor stage 8 and
P. der Druck hinter der dritten Verdichterstufe 8, der von dem Verbraucher verlangt wird.P. the pressure behind the third compressor stage 8 required by the consumer.
- 17 -- 17 -
030020/0258030020/0258
Der Pfeil d kennzeichnet, daß der Enddruck P4 in Abhängigkeit vom Verbraucher schwanken kann. Die Strecke e gibt den Druckabfall an dem Drosselorgan 5 von P0 auf P.. an; dieser Druckabfall wird bei Teillasten größer. Die Strecken a und b kennzeichnen die Druckerhöhung in der ersten Verdichterstufe 4 bzw. der zweiten VerdichterstufeThe arrow d indicates that the final pressure P 4 can fluctuate depending on the consumer. The distance e indicates the pressure drop across the throttle element 5 from P 0 to P ..; this pressure drop increases with partial loads. The routes a and b characterize the pressure increase in the first compressor stage 4 and the second compressor stage, respectively
Das Druckverhältnis P3/P_ mit dem von dieser Stufe das Gas verdichtet wird, bleibt in jedem Betriebspunkt konstant. Die Strecke c hingegen gibt das Druckverhältnis wieder, mit dem die letzte Stufe beaufschlagt wird.· Dieses wird bei Teillast größer.The pressure ratio P 3 / P_ with which the gas is compressed from this stage remains constant at every operating point. The distance c, on the other hand, reflects the pressure ratio with which the last stage is applied. This increases with partial load.
Die Regelung auf Teillast kann einmal durch eine Drosselung des Ansaugstromes erfolgen. Hierbei wird durch Drucksenkung bei gleichem Volumenstrom der Massenstrom kleiner. Ein zweiter Weg besteht darin, den Ansaugstrom zum Turboverdichter mit einem Drall zu versehen, wodurch sowohl der durchgesetzte Massenstrom als auch das Druckverhältnis des Turboverdichters verringert wird. Im ersten Fall ist das Drosselorgan 5 eine Dosselklappe, während im zweiten Fall eine Dralldrosselung erforderlich ist. Bei Regelung mit einer Dralldrossel wird der Teillastwirkungsgrad besserThe regulation to partial load can take place once by throttling the intake flow. Here the mass flow becomes smaller by lowering the pressure with the same volume flow. A second way consists in providing the suction flow to the turbo compressor with a swirl, whereby both the enforced mass flow as well as the pressure ratio of the turbo compressor is reduced. In the first case, the throttle member 5 is a Dosselklappe, while in the second case a swirl throttle is required. When controlling with a swirl throttle, the partial load efficiency is better
- 18 -- 18 -
030020/0258 .030020/0258.
als bei der einfachen Drosselung, da für die Verdichtung im Turbo-Kompressor weniger Leistung aufzubringen ist.than with simple throttling, since less power is required for compression in the turbo compressor is to be raised.
Der von den mittleren Stufen zu verarbeitende Volumenstrom bleibt bei Teillast konstant. Da auch das Druckverhältnis in den mittleren Verdichterstufen konstant bleibt, ändert sich bei der Regelung der Betriebspunkt dieser Stufen nicht. Sie arbeiten auch bei Teillast mit maximalen Wirkungsgraden, optimalen Durchsätzen und Geschwindigkeiten. The volume flow to be processed by the middle stages remains constant at partial load. There the pressure ratio in the middle compressor stages also remains constant, changes at the regulation of the operating point of these stages does not. They work at maximum even at part load Efficiency, optimal throughputs and speeds.
Die letzte Stufe arbeitet mit unterschiedlichen Druckverhältnissen. Das Ansaugvolumen bleibt ebenfalls gleich und erzeugt den Druck, der vom Verbraucher gefordert wird. Für solche Betriebsweisen ist ein Verdichter mit steiler Kennlinie erforderlich, weshalb als letzte Stufe immer ein Verdrängungsverdichter eingesetzt wird.The last stage works with different pressure ratios. The suction volume also remains equal and creates the pressure that is demanded by the consumer. For such modes of operation a compressor with a steep characteristic is required, which is why the last stage is always on Positive displacement compressor is used.
Damit die Anpassung an den Verbraucher auch bei kleinen Teillasten möglich ist, wird das Druckverhältnis dieses Verdichters im Nennpunkt nur klein ausgelegt, etwa bei Trockenläufern zwischen 1 und 2,5. DruckSchwankungen, die durch den Verbraucher bedingt sind, beeinflussen nicht den Be-So that the adaptation to the consumer is possible even with small partial loads, the pressure ratio this compressor is only designed to be small at the nominal point, for example between 1 and 2.5. Pressure fluctuations caused by the consumer are conditional, do not affect the
- 19 -- 19 -
030020/0258030020/0258
trieb der vorderen Stufen. Wegen der großen Volumenströitie am Eintritt in die Verdichteranlage - der Druck ist hier noch gering - werden als erste Stufen zweckmäßigerweise Turboverdichter eingesetzt, da sie für diese Betriebsbedingungen von allen Verdichterbauarten am besten geeignet sind. Wegen der erfindungsgemäßen Anordnung arbeiten sie für alle Lastbedingungen optimal. Die Gefahr, daß die Pumpgrenze, die Instabilitätsgrenze oder die Schluckgrenze erreicht werden, besteht nicht.drove the front steps. Because of the large volume flow at the inlet to the compressor system - the pressure is still low here - turbo compressors are expediently used as the first stages are used because they are suitable for these operating conditions by all types of compressors are best suited. Because of the arrangement according to the invention, they work for all load conditions optimal. The risk that the surge limit, the instability limit or the swallow limit is reached will not exist.
030020/0258030020/0258
LeerseiteBlank page
Claims (10)
Grundrahmen montiert sind.characterized in that all parts of the system on a common
Base frames are mounted.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782848030 DE2848030A1 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
| AU51395/79A AU5139579A (en) | 1978-11-06 | 1979-10-03 | Multistage compressor |
| FR7925337A FR2440480A1 (en) | 1978-11-06 | 1979-10-11 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
| GB7936912A GB2034818A (en) | 1978-11-06 | 1979-10-24 | Multi-stage compressors |
| BE2/58155A BE879646A (en) | 1978-11-06 | 1979-10-26 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
| IT26995/79A IT1127606B (en) | 1978-11-06 | 1979-10-31 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
| BR7907131A BR7907131A (en) | 1978-11-06 | 1979-11-01 | GAS DENSING PROCESS AND VARIOUS STAGE COMPRESSOR |
| AR278769A AR219419A1 (en) | 1978-11-06 | 1979-11-02 | COMPRESSOR OF SEVERAL STAGES |
| NL7908064A NL7908064A (en) | 1978-11-06 | 1979-11-02 | MULTIPLE TRANSPORT COMPRESSOR. |
| CH991979A CH641877A5 (en) | 1978-11-06 | 1979-11-05 | METHOD FOR MULTI-STAGE COMPRESSION OF GASES AND MULTI-STAGE COMPRESSOR FOR CARRYING OUT THE METHOD. |
| JP14212579A JPS5566679A (en) | 1978-11-06 | 1979-11-05 | Method and device for multistage compression |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19782848030 DE2848030A1 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2848030A1 true DE2848030A1 (en) | 1980-05-14 |
Family
ID=6053952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19782848030 Ceased DE2848030A1 (en) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5566679A (en) |
| AR (1) | AR219419A1 (en) |
| AU (1) | AU5139579A (en) |
| BE (1) | BE879646A (en) |
| BR (1) | BR7907131A (en) |
| CH (1) | CH641877A5 (en) |
| DE (1) | DE2848030A1 (en) |
| FR (1) | FR2440480A1 (en) |
| GB (1) | GB2034818A (en) |
| IT (1) | IT1127606B (en) |
| NL (1) | NL7908064A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4201486A1 (en) * | 1991-01-24 | 1992-07-30 | Hitachi Ltd | Oil-free screw compressor installation - has turbo supercharger which raises atmospheric air pressure prior to compressor entry |
| WO2012166338A3 (en) * | 2011-05-31 | 2013-01-24 | Carrier Corporation | Hybrid compressor system and methods |
| DE102014107126A1 (en) | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Harald Wenzel | Multi-stage compressor system for generating a compressed gas |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6981855B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-01-03 | Sandvik Ab | Drilling rig having a compact compressor/pump assembly |
| EP1571337B1 (en) * | 2004-03-05 | 2007-11-28 | Corac Group plc | Multi-stage No-oil Gas Compressor |
| GB0404948D0 (en) * | 2004-03-05 | 2004-04-07 | Corac Group Plc | Multi-stage gas compressor |
| JP2019511672A (en) * | 2016-04-11 | 2019-04-25 | アトラス コプコ コンプテック， エルエルシーＡｔｌａｓ Ｃｏｐｃｏ Ｃｏｍｐｔｅｃ， Ｌｌｃ | Integrated gear compressor having a combination of a centrifugal compression stage and a positive displacement compression stage |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH278372A (en) * | 1948-10-01 | 1951-10-15 | Tulipan Herbert | Multi-stage centrifugal compressor. |
| FR1397614A (en) * | 1964-05-14 | 1965-04-30 | Neu Sa | Improvement in compressors |
| DE2614176A1 (en) * | 1976-04-02 | 1977-10-13 | Gutehoffnungshuette Sterkrade | MULTI-STAGE COMPRESSOR |
-
1978
- 1978-11-06 DE DE19782848030 patent/DE2848030A1/en not_active Ceased
-
1979
- 1979-10-03 AU AU51395/79A patent/AU5139579A/en not_active Abandoned
- 1979-10-11 FR FR7925337A patent/FR2440480A1/en active Pending
- 1979-10-24 GB GB7936912A patent/GB2034818A/en not_active Withdrawn
- 1979-10-26 BE BE2/58155A patent/BE879646A/en not_active IP Right Cessation
- 1979-10-31 IT IT26995/79A patent/IT1127606B/en active
- 1979-11-01 BR BR7907131A patent/BR7907131A/en unknown
- 1979-11-02 NL NL7908064A patent/NL7908064A/en not_active Application Discontinuation
- 1979-11-02 AR AR278769A patent/AR219419A1/en active
- 1979-11-05 CH CH991979A patent/CH641877A5/en not_active IP Right Cessation
- 1979-11-05 JP JP14212579A patent/JPS5566679A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4201486A1 (en) * | 1991-01-24 | 1992-07-30 | Hitachi Ltd | Oil-free screw compressor installation - has turbo supercharger which raises atmospheric air pressure prior to compressor entry |
| WO2012166338A3 (en) * | 2011-05-31 | 2013-01-24 | Carrier Corporation | Hybrid compressor system and methods |
| DE102014107126A1 (en) | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Harald Wenzel | Multi-stage compressor system for generating a compressed gas |
| WO2015176710A1 (en) | 2014-05-20 | 2015-11-26 | Harald Wenzel | Multistage compressor system with hydrodynamic fluid coupling |
| DE212015000133U1 (en) | 2014-05-20 | 2017-05-04 | Harald Wenzel | Multi-stage compressor unit for generating a compressed gas |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT7926995A0 (en) | 1979-10-31 |
| GB2034818A (en) | 1980-06-11 |
| AU5139579A (en) | 1980-05-15 |
| JPS5566679A (en) | 1980-05-20 |
| BE879646A (en) | 1980-02-15 |
| NL7908064A (en) | 1980-05-08 |
| FR2440480A1 (en) | 1980-05-30 |
| CH641877A5 (en) | 1984-03-15 |
| IT1127606B (en) | 1986-05-21 |
| AR219419A1 (en) | 1980-08-15 |
| BR7907131A (en) | 1980-07-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2908774C2 (en) | Multi-stage turbo compressor with numerous shafts | |
| DE4234739C1 (en) | Gearbox multi-shaft turbo compressor with feedback stages | |
| DE3526532C2 (en) | ||
| EP3146215B1 (en) | Multi-stage compressor with hydrodynamic coupling | |
| DE10115648B4 (en) | Two-stage screw compressor system and method for its control | |
| DE60117821T2 (en) | MULTI-STAGE SCREW COMPRESSOR | |
| WO2011023690A2 (en) | Compressor | |
| DE3238972A1 (en) | HORIZONTALLY DIVIDED HOUSING OF A FLUID MACHINE | |
| WO2003010436A1 (en) | Multistage compressor for compressing gases | |
| EP2846000A2 (en) | Vane ring of a gas turbine | |
| DE2848030A1 (en) | MULTI-STAGE COMPRESSOR | |
| DE2943729C2 (en) | Control of a self-igniting internal combustion engine with accumulation charging | |
| DE102009024568A1 (en) | compressor impeller | |
| DE2528465C2 (en) | Method for increasing the compression ratio of a screw rotor compressor with essentially the same power consumption | |
| DE2948917A1 (en) | A vehicle combustion engine of the compound type | |
| EP1067291B1 (en) | Transmission and centrifugal compressor | |
| DE1528717B2 (en) | DEVICE FOR COMPENSATING THE AXIAL THRUST IN MULTI-STAGE CENTRIFUGAL PUMPS | |
| DE1945979B2 (en) | Turbine type air blower or pump - has sharp corners on working chamber and chamfered impeller blades | |
| DE102007014466A1 (en) | Dual blower for use in artificially ventilating machine, has impeller arranged at ends of motor shaft, where blower has areas of low and high pressure in intake current path in-front of impeller and behind impeller, respectively | |
| DE102017124689A1 (en) | Axial compressor, comprising juxtaposed rotors that rotate in opposite directions | |
| EP3228842A1 (en) | Method and device for improved utilisation of the thermal energy contained in a gaseous medium | |
| DE913812C (en) | Control of turbo compressors | |
| DE736207C (en) | Infinitely variable blower | |
| DE102020103384A1 (en) | Screw compressor with rotors mounted on one side | |
| DE550497C (en) | Steam locomotive with condensation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| OGA | New person/name/address of the applicant | ||
| 8131 | Rejection |