ES2271293T3 - Compresor helicoidal de dos etapas. - Google Patents
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Abstract
Compresor helicoidal de dos etapas con dos etapas (15, 23) de compresor dispuestas paralelas entre sí, compuesta cada una de un par de rotores (17, 19; 25, 27) helicoidales que engranan uno con otro y que están dispuestos en una carcasa (21, 29) de rotor, en el que cada una de las dos carcasas de rotor está rodeada por una carcasa de refrigeración y está refrigerada por medio de refrigeración que circula en la carcasa de refrigeración, caracterizado porque las dos carcasas (21, 29) de rotor están rodeadas por una carcasa (7) de refrigeración común con separación, y porque la carcasa (7) de refrigeración presenta sólo una entrada (65) de medio de refrigeración y una salida (67) de medio de refrigeración, de tal manera que el medio de refrigeración que circula desde la entrada a la salida circula alrededor de las dos carcasas (21, 29) de rotor y las refrigera.
Description
Compresor helicoidal de dos etapas.
La invención se refiere a un compresor
helicoidal de dos etapas según el preámbulo de la reivindicación 1.
Un compresor helicoidal de este tipo se conoce, entre otros, del
documento DE29922878U1. Se hace referencia en todo su alcance a la
publicación de este documento.
En el caso de este conocido compresor helicoidal
de dos etapas, cada una de las dos etapas del compresor paralelas
entre sí que sobresalen de la carcasa del engranaje está rodeada por
una carcasa de refrigeración propia que está unida mediante
conexiones propias con el circuito de medio de refrigeración o con
el sumidero de medio de refrigeración. Debido a la necesidad de
espacio de la citada carcasa de refrigeración de las dos etapas del
compresor, la forma estructural del compresor helicoidal conocido no
es especialmente compacta.
Existe el mismo problema en el caso de un
compresor helicoidal de dos etapas descrito en el documento
US-A-5.785.149 cuyas dos etapas de
compresor se muestran de forma esquemática con carcasas
independientes que están unidas mediante un conducto de conexión y
por las que fluye una tras otras medio de refrigeración.
Del documento
US-A-4.174.196 se conoce un
compresor helicoidal con dos etapas de compresor cuyas carcasas de
compresor están dispuestas paralelas entre sí y están rodeadas por
una carcasa interior común. La carcasa interior está rodeada de
forma concéntrica por una carcasa exterior y el espacio anular entre
la carcasa interior y la carcasa exterior está dividido en cámaras
por las que fluye un medio de refrigeración para refrigerar
conjuntos de tubos dispuestos en las cámaras, a través de los cuales
circula el gas comprimido. Una primera corriente de medio de
refrigeración enfría el gas comprimido de la primera etapa del
compresor, una segunda corriente de medio de refrigeración enfría
el gas comprimido de la segunda etapa del compresor. El medio de
refrigeración no tiene fundamentalmente ningún efecto de
refrigeración directo sobre la carcasa de rotor de las dos etapas
del compresor.
El objetivo de la invención es proporcionar un
compresor helicoidal de dos etapas del tipo indicado con una forma
estructural especialmente compacta en el que, además, se simplifique
la fabricación y se mejore el aprovechamiento de la acción de
refrigeración del circuito de medio de refrigeración.
La solución del objetivo según la invención se
especifica en la reivindicación 1. Las reivindicaciones subordinadas
se refieren a otras características ventajosas de la invención.
Según la invención, la carcasa de rotor de las
dos etapas del compresor está dispuesta en una carcasa de
refrigeración común que las rodea con separación y preferiblemente
está fabricada formando una pieza con la carcasa de refrigeración.
La carcasa de refrigeración sólo presenta una entrada de medio de
refrigeración y una salida de medio de refrigeración y está
configurada de tal manera que se fuerza al medio de refrigeración a
pasar por una vía de circulación que circula alrededor de las dos
carcasas de rotor de las etapas de compresor una tras otra y las
refrigera. Con ello se consigue una forma estructural especialmente
compacta y, al mismo tiempo, una simplificación de la fabricación
del compresor helicoidal y un mejor aprovechamiento del medio de
refrigeración.
Otra posibilidad para la configuración
especialmente compacta del compresor helicoidal se produce si en
cada uno de los cuatro lados de la carcasa de refrigeración en
forma de caja está dispuesta en cada caso una de las cuatro
conexiones de las dos etapas de compresor (entrada y salida de la
etapa de baja presión, entrada y salida de la etapa de alta
presión). Entonces, el espacio presente en cada una de las
superficies laterales de la carcasa de refrigeración puede
aprovecharse de forma óptima para la correspondiente conexión allí
dispuesta sin estar obstaculizada por otra conexión del mismo
lado.
Mediante los dibujos se explica detalladamente
una forma de realización de la invención. Muestran:
la figura 1, una vista en perspectiva de un
compresor helicoidal según una forma de realización de la
invención,
la figura 2, una vista lateral de un
compresor helicoidal según una forma de realización de la invención
en la dirección de observación de la flecha A de la figura 3,
la figura 3, una vista frontal del
compresor helicoidal en la vista de observación de la flecha B de
la figura 2,
la figura 4, una vista lateral en la
dirección de observación de la flecha C de la figura 3,
la figura 5, una vista en planta desde
arriba del compresor helicoidal según la figura 2,
la figura 6, una representación en
perspectiva de la carcasa de refrigeración del compresor helicoidal
con dirección de observación desde arriba hacia la izquierda,
la figura 7, una representación en
perspectiva de la carcasa de refrigeración según la figura 6, sin
embargo, en la dirección de observación desde abajo hacia la
derecha,
la figura 8, una sección transversal
perpendicular al eje a través de la carcasa de refrigeración y las
etapas del compresor según la línea de corte y la dirección de
observación de la flecha D-D de la figura
4.
4.
El compresor helicoidal de dos etapas mostrado
en las figuras 1 a 5 tiene una carcasa 1 que está dotada de pies 3
para la fijación a una base. La parte 5 superior de la carcasa 1
tiene fundamentalmente la forma de un soporte a modo de disco con
dos paredes frontales verticales. En la pared frontal izquierda de
la figura 2 está colocada una carcasa 7 de refrigeración que
sobresale libremente. La carcasa 7 de refrigeración rodea dos
etapas del compresor dispuestas en su interior, cada una compuesta
por una carcasa de rotor y dos rotores roscados allí dispuestos que
engranan uno con otro, tal como se explicará mediante la figura 8.
Desde la parte inferior de la carcasa 1 sobresale por debajo de la
carcasa 7 de refrigeración y separado de ésta un recipiente 9 de
almacenamiento de aceite que también puede presentar pies 3 para
apoyarse sobre la base. En el lado de la zona 5 de la carcasa
contrario a la carcasa 7 de refrigeración está prevista una unidad
13 de accionamiento con un motor, preferiblemente con el número de
revoluciones regulado, que mediante un engranaje colocado en la
sección 5 de la carcasa acciona los rotores helicoidales de las
etapas del compresor. El motor 13 de accionamiento puede accionar
además una bomba de aceite que está dispuesta en una zona 14 de la
carcasa entre la unidad 13 de accionamiento y el engranaje con
varias salidas de ejes en la zona 5 de la carcasa.
En el caso del compresor helicoidal mostrado, se
trata preferentemente de un compresor helicoidal de marcha en seco,
es decir, el verdadero espacio de compresor con los rotores
helicoidales que allí se encuentran se mantiene libre de aceite. El
aceite que la bomba de aceite mantiene en circulación sirve, por una
parte, para la lubricación del engranaje y de los rodamientos de
los rotores helicoidales y, por otra parte, como medio de
refrigeración para el enfriamiento exterior de la carcasa de rotor
de las dos etapas de compresor.
En relación con las particularidades del
accionamiento con el motor de accionamiento de número de
revoluciones regulado, del engranaje con varias salidas de ejes y
de la integración de la bomba de aceite en la carcasa, se hace
referencia en todo su alcance al documento DE29922878U1 ya citado.
Esto también es válido para otras características ventajosas
divulgadas en este documento que también pueden utilizarse en el
compresor helicoidal según la presente invención, tales como la
bomba de aceite integrada que se dispone en el interior y que no
requiere ninguna obturación, el acoplamiento directo del motor a los
gorrones de accionamiento del engranaje sin el acoplamiento
habitual hasta el momento que requiere gran espacio, así como el
diseño del engranaje accionado por el motor de tal manera que
dentro de un intervalo predeterminado de revoluciones del motor,
por ejemplo, entre 2500 y 5500 rpm, se alcance un rendimiento
óptimo.
La parte del compresor helicoidal a la que se
refiere principalmente la invención, a saber, la carcasa 7 de
refrigeración con las etapas de compresor allí dispuestas, se
muestra en perspectiva en la figura 6 y la figura 7 desde dos
direcciones de observación diferentes y se muestra en corte en la
figura 8.
Según la figura 8, en el interior de la carcasa
7 de refrigeración se encuentra una primera etapa 17 de compresor
(etapa de baja presión) con dos rotores 17, 19 helicoidales que
engranan uno en otro y que están colocados en una carcasa 21 de
rotor en forma de 8 en la sección transversal, y, paralela al eje de
ésta, una segunda etapa 23 de compresor (etapa de alta presión) con
un par de rotores 25, 27 helicoidales que están colocados en una
carcasa 29 de rotor en forma de 8.
La carcasa 7 de refrigeración tiene forma de
caja con una sección transversal fundamentalmente rectangular, de
manera que presenta dos paredes 31, 35 laterales paralelas a los
rotores 17, 19, 25, 27, un lado 37 superior y un lado 39
inferior.
En el lado superior y el lado inferior, la
carcasa 7 de refrigeración presenta aberturas que se cierran
mediante planchas 41, 43, 47 atornilladas.
En uno de sus extremos, la carcasa 7 de
refrigeración se transforma en una pestaña 49 de gran superficie que
sirve para la fijación de la carcasa 7 de refrigeración a la
carcasa 5 del engranaje y presenta un contorno exterior adaptado a
esto. En el otro extremo, la carcasa 7 de refrigeración está cerrada
por el lado frontal mediante una tapa 51 de cojinete que está
fijada con tornillos a la carcasa 7 de refrigeración. En el lado
inferior de la tapa 51 de cojinete se encuentra un manguito 53 para
la evacuación del aceite que está unido mediante un conducto 55 de
retorno (figuras 1 - 5) con el recipiente 9 de almacenamiento de
aceite.
En el lado superior de la carcasa 7 de
refrigeración se encuentra la abertura 57 de entrada para la
admisión del gas que ha de comprimirse en el espacio de compresión
en la carcasa 1 de rotor de la primera etapa 15 del compresor. La
salida 59 para el gas comprimido en la primera etapa se encuentra en
la pared 31 lateral derecha en la figura 7 (izquierda en la figura
8). En el lado 39 inferior de la carcasa 7 de refrigeración se
encuentra la abertura 61 de entrada para la segunda etapa 23 del
compresor (etapa de alta presión). La abertura 63 de salida de la
segunda etapa 23 del compresor se encuentra en la pared 35 lateral
izquierda en la figura 6 (derecha en la figura 8). La abertura 59
de salida de la etapa de baja presión está conectada con la
abertura 61 de entrada de la etapa de alta presión normalmente
mediante un dispositivo de refrigeración intermedio (no mostrado en
los dibujos). Tampoco se muestran los filtros y / o amortiguadores
de ruidos conectados delante de la abertura 57 de admisión de la
etapa de baja presión, ni los amortiguadores de ruidos, sistemas de
refrigeración y / o filtros conectados después de la salida 63 de la
etapa de alta presión. Estos dispositivos pueden presentar
cualquier forma estructural conocida que el experto desee.
En el caso de la forma de realización descrita,
en cada uno de los cuatro lados 31, 35, 37, 39 de la carcasa 7 de
refrigeración está dispuesta en cada caso una de las cuatro
conexiones en total de las dos etapas de compresor (manguitos 57,
59 de entrada y salida de la etapa 15 de baja presión, manguitos 61,
63 de entrada y salida de la etapa 23 de alta presión), con lo que
se produce una forma estructural compacta con buen aprovechamiento
del espacio existente en los cuatro lados de la carcasa 7.
Tal como puede observarse en la figura 8, las
carcasas 21, 29 de rotor de las dos etapas 15, 23 del compresor
están dispuestas con una separación suficiente de las paredes de la
carcasa 7 de refrigeración. En el espacio intermedio formado con
ello circula un medio de refrigeración para el enfriamiento conjunto
de las dos etapas 23, 15 del compresor. Para este objetivo, la
carcasa 7 de refrigeración presenta en el lado 39 inferior una
abertura 65 de entrada para el medio de refrigeración y, en la zona
superior de la pared 35 lateral, una abertura 67 de salida para el
medio de refrigeración. El medio de refrigeración alimentado en la
abertura 65 circula a través de la carcasa 7 de refrigeración hacia
la abertura 67 de salida en un recorrido de circulación en forma de
S que se indica mediante la línea 69 de puntos y rayas. Este
recorrido de circulación se fuerza mediante paredes 71, 73
conductoras que se extienden en puntos adecuados a través del
espacio intermedio entre las carcasas 31, 29 de rotor y la carcasa
7 de refrigeración. El recorrido 69 de circulación rodea primero la
carcasa 21 de rotor de la etapa 15 de baja presión y después la
carcasa 29 de rotor de la etapa 23 de alta presión y,
concretamente, en cada caso con un "arco abrazado" de más de
180ºC, preferentemente de casi 360ºC.
Preferentemente, las carcasas 21, 29 de rotor de
las etapas del compresor, las paredes 71, 73 conductoras y la
carcasa 7 de refrigeración están fabricadas como un bloque de
carcasa de una pieza, tal como se indica mediante el sombreado
unitario de la figura 8.
Claims (7)
1. Compresor helicoidal de dos
etapas con dos etapas (15, 23) de compresor dispuestas paralelas
entre sí, compuesta cada una de un par de rotores (17, 19; 25, 27)
helicoidales que engranan uno con otro y que están dispuestos en
una carcasa (21, 29) de rotor, en el que cada una de las dos
carcasas de rotor está rodeada por una carcasa de refrigeración y
está refrigerada por medio de refrigeración que circula en la
carcasa de refrigeración, caracterizado porque las dos
carcasas (21, 29) de rotor están rodeadas por una carcasa (7) de
refrigeración común con separación, y porque la carcasa (7) de
refrigeración presenta sólo una entrada (65) de medio de
refrigeración y una salida (67) de medio de refrigeración, de tal
manera que el medio de refrigeración que circula desde la entrada a
la salida circula alrededor de las dos carcasas (21, 29) de rotor y
las refrigera.
2. Compresor helicoidal según
la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de
refrigeración en su recorrido de circulación desde la entrada (65)
a la salida (67) circula primero fundamentalmente alrededor de una
carcasa (21) de rotor y después alrededor de la otra carcasa (29) de
rotor y las refrigera.
3. Compresor helicoidal según
la reivindicación 2, caracterizado porque el medio de
refrigeración primero circula alrededor de la carcasa (21) de rotor
de la primera etapa (15) de compresor (etapa de baja presión) y
después alrededor de la carcasa (29) de rotor de la segunda etapa
(23) de compresor (etapa de alta presión).
4. Compresor helicoidal según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el
recorrido (69) de circulación del medio de refrigeración es en forma
de S primero alrededor de una etapa (23) de compresor y después
alrededor de la otra etapa (15) de compresor.
5. Compresor helicoidal según
una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el
espacio intermedio entre la carcasa (7) de refrigeración y las
carcasas (21, 29) de rotor está dividido por paredes (71, 73)
conductoras que fuerzan el medio de refrigeración alrededor del
recorrido (69) de circulación deseado.
6. Compresor helicoidal según
una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las
carcasas (21, 29) de rotor están configuradas con al menos una parte
de la carcasa (7) de refrigeración formando una pieza como bloque
integral.
7. Compresor helicoidal según
una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la
carcasa (7) de refrigeración está configurada fundamentalmente en
forma de caja con cuatro lados (33, 35, 37, 39) paralelos a los
ejes de rotor de las etapas de compresor, y porque de las cuatro
conexiones (57, 59, 61, 63) de las etapas (15, 23) del compresor
(entrada y salida de la etapa de baja presión, entrada y salida de
la etapa de alta presión) una correspondiente conexión está
dispuesta en cada lado de la carcasa (7) de refrigeración.
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