DE29821019U1

DE29821019U1 - Compressor unit

Info

Publication number: DE29821019U1
Application number: DE29821019U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Gardner Denver Elmo Technology GmbH
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2008-11-25

Description

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Beschreibung
VerdichteraggregatDescription
Compressor unit

Die Erfindung betrifft ein Verdichteraggregat mit mindestens einer Kühleinrichtung.The invention relates to a compressor unit with at least one cooling device.

Ein solches Verdichteraggregat ist aus der DE 43 27 003 Cl bekannt. Bei diesem Aggregat wird die aus dem Flüssigkeitsabscheider austretende Abluft einer Nachkühleinrichtung zugeführt, über die auch die Saugluft geführt wird. Damit erfolgt zwischen der kühleren Saugluft und der durch den Verdichtungsprozeß erwärmten Abluft ein Wärmeaustausch, der eine Abkühlung der Abluft zur Folge hat. Infolge dieser Abkühlung wird ein Teil des in der Abluft enthaltenen Wasserdampfes kondensiert. Das kondensierte Wasser wird wieder in den Betriebsflüssigkeitskreislauf eingespeist, so daß sich der Verbrauch an Betriebsflüssigkeit reduziert. Trotz dieser Reduzierung des Verbrauchs r.n Betriebsflüssigkeit muß diese von Zeit zu Zeit ergänzt werden. Es hat sich gezeigt, daß durch eine größere Dimensionierung der Nachkühleinrichtung der Abscheidegrad von Wasserdampf aus der Abluft nicht wesentlich erhöht werden kann.Such a compressor unit is known from DE 43 27 003 Cl. In this unit, the exhaust air emerging from the liquid separator is fed to an after-cooling device, through which the suction air is also passed. This results in a heat exchange between the cooler suction air and the exhaust air heated by the compression process, which results in the exhaust air being cooled. As a result of this cooling, some of the water vapor contained in the exhaust air is condensed. The condensed water is fed back into the operating fluid circuit, so that the consumption of operating fluid is reduced. Despite this reduction in the consumption of operating fluid, it must be topped up from time to time. It has been shown that the degree of separation of water vapor from the exhaust air cannot be significantly increased by making the after-cooling device larger.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verdichteraggregat so weiterzubilden, daß eine vollständige oder zumindest annähernd vollständige Reduzierung des Verbrauchs an Betriebsflüssigkeit möglich ist. Des weiteren soll dieses Verdichteraggregat auch zur Brüdenabsaugung geeignet sein.The invention is therefore based on the object of developing a compressor unit in such a way that a complete or at least almost complete reduction in the consumption of operating fluid is possible. Furthermore, this compressor unit should also be suitable for vapor extraction.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein Verdichteraggregat mit mindestens einer Kühlvorrichtung das folgende Merkmale aufweist:The task is solved by a compressor unit with at least one cooling device that has the following features:

- eine mit ihrem Sauganschluß mit wenigstens einer Saugleitung und/oder einem Flüssigkeitsabscheider und mit ihrer- a suction connection with at least one suction line and/or a liquid separator and with its

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Auslaßöffnung mit mindestens einem Flüssigkeitsabscheider verbundene Flüssigkeitsringpumpe, der mit der Auslaßöffnung verbundene Flüssigkeitsabscheider weist zumindest eine Abluftleitung und eine zur Flüssigkeitsringpumpe führende der Rückführung von Betriebsflüssigkeit dienende Rücklaufleitung auf, die Mittel zur Kühlung zumindest eines Teils der Betriebsflüssigkeit aufweist,
eine Betriebsflüssigkeitszuführöffnung eines Vorkondensators über die ein weiterer Teil der Betriebsflüssigkeit in einen Primärkreislauf des Vorkondensators eintritt, dessen Primärkreislauf in die Saugleitung geschaltet ist und dessen Sekundärkreislauf von einem Kühlmedium beaufschlagbar ist,Outlet opening connected to at least one liquid separator, the liquid separator connected to the outlet opening has at least one exhaust air line and a return line leading to the liquid ring pump for returning operating fluid, which has means for cooling at least part of the operating fluid,
an operating fluid supply opening of a pre-condenser through which a further part of the operating fluid enters a primary circuit of the pre-condenser, the primary circuit of which is connected to the suction line and the secondary circuit of which can be supplied with a cooling medium,

- Mittel zur Rückführung der im Vorkondensator kondensierten Betriebsflüssigkeit in den Betriebsflüssigkeitskreislauf. - Means for returning the operating fluid condensed in the pre-condenser to the operating fluid circuit.

Durch diese erfi.ndungsgemäße Ausführung eines Verdichteraggregats entsteht ein kompaktes dampfverträgliches und luftgekühltes Aggregat mit integriertem Vorkondensator. Der Vorkondensator ist als Oberflächen- oder Einspritzkondensator ausgeführt. Die vorzugsweise Kombination aus Oberflächen- und Einspritzkondensator läßt eine kompakte Bauweise zu. Die beiden unterschiedlichen Kondensationsprozesse können auch räumlich getrennt voneinander stattfinden. Durch einen externen Kühlmediumsanschluß vorzugsweise Wasseranschluß an den Sekundärkreislauf des Vorkondensators wird erreicht, daß das angesaugte Dampfvolumen sehr stark verringert wird und sich somit das Saugvermögen der Flüssigkeitsringpumpe indirekt erhöht. Eine. Speisung dieses Sekundärkreislaufes mit gasförmigen Medien, vorzugsweise Luft führt aufgrund der geringeren Wärmekapazität der Gase gegenüber Flüssigkeiten zu geringfügigen Einbußen bezüglich des Saugvermögens der Flüssigkeitsringpumpe. Die anfallende Kondensationswärme wird über das die Kühlflüssigkeit bzw. die Gase abgeführt, so daß der gesamte Wärmehaushalt im thermischen Gleichgewicht verharrt.This inventive design of a compressor unit creates a compact, steam-compatible and air-cooled unit with an integrated pre-condenser. The pre-condenser is designed as a surface or injection condenser. The preferred combination of surface and injection condenser allows for a compact design. The two different condensation processes can also take place spatially separated from one another. An external cooling medium connection, preferably a water connection, to the secondary circuit of the pre-condenser means that the volume of steam sucked in is greatly reduced and thus the suction capacity of the liquid ring pump is indirectly increased. Feeding this secondary circuit with gaseous media, preferably air, leads to minor losses in the suction capacity of the liquid ring pump due to the lower heat capacity of the gases compared to liquids. The resulting condensation heat is dissipated via the cooling liquid or the gases, so that the entire heat balance remains in thermal equilibrium.

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Durch die rückgeführte Betriebsflüssigkeit ist der Betriebsflüssigkeitsverlust nahezu Null.Due to the recirculated operating fluid, the loss of operating fluid is almost zero.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdichteraggregats tritt ein weiterer Teil der Betriebsflüssigkeit über eine Betriebsflüssigkeitszuführöffnung in einen Primärkreislauf eines vorzugsweise als Kondensationskühler ausgebildeten Kühlers ein, der in die Saugleitung geschaltet ist, wobei der Kondensationskühler sekundärseitig mit einem Kühlmedium beaufschlagbar ist und Mittel aufweist, die die im Kühler anfallende Betriebsflüssigkeit dem Betriebsflüssigkeitskreislauf der Flüssigkeitsringpumpe zuführt.In an advantageous embodiment of the compressor unit according to the invention, a further part of the operating fluid enters via an operating fluid supply opening into a primary circuit of a cooler, preferably designed as a condensation cooler, which is connected to the suction line, wherein the condensation cooler can be supplied with a cooling medium on the secondary side and has means which feed the operating fluid accumulating in the cooler to the operating fluid circuit of the liquid ring pump.

Diese Ausgestaltung gestattet ein Umschalten zwischen Dampf- und Luftabsaugung der Flüssigkeitsringpumpe. Bei der Luftabsaugung findet außerdem eine Trocknung der Förderluft statt. Durch die Vorkondensation kann bei der Dampfabsaugung das Saugvermögen dieses Verdichteraggregats um ein vielfaches erhöht werden. Der Verbrauch der Betriebsflüssigkeit bei Luftabsaugung ist nahezu Null, da eine Umschaltung zwischen Dampf- und Luftabsaugung möglich ist.This design allows switching between steam and air extraction of the liquid ring pump. During air extraction, the conveying air is also dried. The pre-condensation allows the suction capacity of this compressor unit to be increased many times over during steam extraction. The consumption of operating fluid during air extraction is almost zero, since switching between steam and air extraction is possible.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Vorkondensator dem Kondensationskühler strömungsmäßig vorgeschaltet. Damit ergibt sich eine weitere Reduzierung des Betriebsflüssigkeitsverbrauchs .In a further advantageous embodiment, the pre-condenser is connected upstream of the condensation cooler. This results in a further reduction in operating fluid consumption.

Dadurch, daß als Kühlmedium des Kondensationskühlers Flüssigkeiten und/oder gasförmige Medien vorzugsweise die Abluft des Flüssigkeitsabscheiders verwendbar ist, bildet das gesamte Verdichteraggregat zusammen mit Vorkondensator und Kondensationskühler eine kompakte geschlossene Baueinheit. Durch eine derartige bauliche Zusammenfassung der Einzelkomponenten lassen sich insbesondere Verbindungsleitungen einsparen.Because liquids and/or gaseous media, preferably the exhaust air from the liquid separator, can be used as the cooling medium for the condensation cooler, the entire compressor unit together with the pre-condenser and condensation cooler forms a compact, closed unit. By combining the individual components in this way, connecting lines in particular can be saved.

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Anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele eines Verdichteraggregats wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using schematically illustrated embodiments of a compressor unit. Shown are:

FIG 1 ein Verdichteraggregat mit Vorkondensator,FIG 1 a compressor unit with pre-condenser,

FIG 2 ein Verdichteraggregat mit Kondensationskühler und Vorkondensator.FIG 2 a compressor unit with condensation cooler and pre-condenser.

FIG 1 zeigt ein Verdichteraggregat 1, das folgende Komponenten aufweist:FIG 1 shows a compressor unit 1 having the following components:

Eine Flüssigkeitspumpe 2 mit einem Sauganschluß 3, einer Auslaßöffnung 4 und einer Betriebsflüssigkeitszufuhr 5. Die Auslaßöffnung 4 mündet in einen Flüssigkeitsabscheider 7. Von dort wird ein Teil der Betriebsflüssigkeit über einen Kühler 8 der vorzugsweise als Luftkühler ausgeführt ist, zurück zur Flüssigkeitsringpumpe 2 geführt. Ein weiterer Teil der Betriebsflüssigkeit wird in den Teil einer Saugleitung eingespritzt, H.-ifi einen Vorkondensator 9 umfaßt. Dabei sind je nach Verwendungszweck unterschiedliche nicht näher dargestellte Spritzdüsen vorgesehen, um so den Kondensationseffekt zusätzlich zu verstärken ur.a dem jeweiligen Prozeß anzupassen. Der in dieser Saugleitung befindliche Vorkondensator 9 weist einen externen Kühlwasseranschluß 10 auf, um so zusätzlieh den Kondensationseffekt zu verstärken. Dabei wird vorzugsweise der Vorkondensator 9 in Gegenrichtung durchströmt. Der Vorkondensator 9 ist vorzugsweise als Kombination aus Oberflächen und Einspritzkondensator aufgebaut und läßt daher eine kompakte Bauweise zu. Der externe Kühlwasseranschluß 10 führt zu einer starken Reduktion des angesaugten Dampfvolumens und erhöht somit das Saugvermögen der Flüssigkeitsringpumpe 2. Die anfallende Kondensationswärme wird über das externe angeschlossene Kühlwasser abgeführt und stabilisiert den Wärmehaushalt des Verdichteraggregats 1. Die anfallende Betriebsflüssigkeit wird über nicht dargestellte Verbindungsleitungen dem Betriebsflüssigkeitskreislauf der Flüssigkeitsringpumpe 2 zugeführt.A liquid pump 2 with a suction connection 3, an outlet opening 4 and an operating liquid supply 5. The outlet opening 4 opens into a liquid separator 7. From there, part of the operating liquid is fed back to the liquid ring pump 2 via a cooler 8, which is preferably designed as an air cooler. Another part of the operating liquid is injected into the part of a suction line that includes a pre-condenser 9. Depending on the intended use, different spray nozzles (not shown in detail) are provided in order to further enhance the condensation effect and to adapt it to the respective process. The pre-condenser 9 located in this suction line has an external cooling water connection 10 in order to further enhance the condensation effect. The pre-condenser 9 is preferably flowed through in the opposite direction. The pre-condenser 9 is preferably constructed as a combination of surface and injection condenser and therefore allows for a compact design. The external cooling water connection 10 leads to a strong reduction in the volume of steam sucked in and thus increases the suction capacity of the liquid ring pump 2. The condensation heat that arises is dissipated via the externally connected cooling water and stabilizes the heat balance of the compressor unit 1. The operating fluid that arises is fed to the operating fluid circuit of the liquid ring pump 2 via connecting lines (not shown).

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FIG 2 zeigt ein Verdichteraggregat 1, das auf der Seite der Auslaßöffnung 4 die gleichen Komponenten aufweist wie das Verdichteraggregat 1 gemäß FIG 1. Zusätzlich speist jedoch die Betriebsflüssigkeit einen Kondensationskühler 11, der mit der Abluft des Flüssigkeitsabscheiders 2 beaufschlagt ist. Das anfallende Kondensat dieses Kondensationskühlers 11 wird erneut in die Betriebsflüssigkeitszufuhrleitung 12 dieses Kondensationskühlers 11 einspeist. Damit ist eine nicht näher dargestellte Umschaltung zwischen Dampfabsaugung und Luftabsaugung möglich. Der Betriebsflüssigkeitsverbrauch ist bei Luftabsaugung nahezu Null.FIG 2 shows a compressor unit 1 which has the same components on the outlet opening 4 side as the compressor unit 1 according to FIG 1. In addition, however, the operating fluid feeds a condensation cooler 11 which is supplied with the exhaust air from the liquid separator 2. The condensate produced by this condensation cooler 11 is fed again into the operating fluid supply line 12 of this condensation cooler 11. This enables switching between steam extraction and air extraction (not shown in detail). The operating fluid consumption is almost zero with air extraction.

Da hauptsächlich Flüssigkeitsringpumpen vorzugsweise Wasserringpumpen eingesetzt werden, reduziert sich der Betriebsflüssigkeits- bzw. Wasserverbrauch bei der Luftabsaugung auf nahezu Null. Der Luftabsaugung wird außerdem eine zusätzliche Trocknung der Förderluft statt.Since liquid ring pumps, preferably water ring pumps, are mainly used, the operating fluid or water consumption during air extraction is reduced to almost zero. The air extraction also involves additional drying of the conveying air.

Claims

GR 98 G 3923 Protection claims

1. Compressor unit (1) with at least one cooling device, having the following features:

- a liquid ring pump (2) connected by its suction connection (3) to at least one suction line and/or a liquid separator (7) and by its outlet opening (4) to at least one liquid separator (7), the liquid ^separator (7) connected to the outlet opening (4) has at least one exhaust air line and a return line leading to the liquid ring pump (2) for returning operating liquid, which has means for cooling (8) at least part of the operating liquid,

- an operating fluid supply opening of a pre-condenser (9) through which a further part of the operating fluid enters a primary circuit of the pre-condenser (9), the primary circuit of which is connected to the suction line and the secondary circuit of which can be supplied with a cooling medium,

Means for returning the operating fluid condensed in the pre-condenser (9) to the operating fluid circuit.

2. Compressor unit (1) according to claim 1, characterized in that a further part of the operating fluid enters via an operating fluid supply opening into a primary circuit of a cooler, preferably designed as a condensation cooler (11), which is connected in the suction line, wherein the condensation cooler (11) can be supplied with a cooling medium on the secondary side and has means which supply the operating fluid accumulating in the cooler to the operating fluid circuit of the liquid ring pump (2).

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3. Compressor unit (1) according to claim 2, characterized in that the pre-condenser (9) can be connected upstream of the condensation cooler (11) in terms of flow.

4. Compressor unit (1) according to claim 2 or 3, characterized in that liquids and/or gaseous media, preferably the exhaust air of the liquid separator (7), can be used as the cooling medium of the condensation cooler (11).

5. Compressor unit (1) according to claim 2, 3 or 6, characterized in that the pre-condenser (9) and the condensation cooler (11) can be combined to form a structural unit.