COMPRESOR DE VARIAS ETAPAS.

Compresor de varias etapas (1) para la compresión de gases con una zona de baja presión (2) y una zona de alta presión (5),

en el que en la zona de baja presión (2) se proporciona al menos un compresor helicoidal (3) y en la zona de alta presión (5), al menos un compresor de émbolo (6) que comprende dos cilindros (7) y se proporciona un motor común (4) para el accionamiento del compresor helicoidal (3) y del compresor de émbolo (6), en el que el eje longitudinal de un cigüeñal (8) del motor (4) se dispone esencialmente de forma horizontal y el motor (4) se dispone lateralmente al lado del compresor de émbolo (6), caracterizado por que en los cilindros (7) está alojado respectivamente un émbolo escalonado o los cilindros (7) están configurados con doble acción y los cilindros (7), cuyos ejes longitudinales se disponen esencialmente de forma horizontal, se disponen en la zona de alta presión (5) girados entre sí 180º

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AT2007/000392.

Solicitante: LEOBERSDORFER MASCHINENFABRIK AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: WACHTERGASSE 1,1010 WIEN.

Inventor/es: HUTTAR,ERNST.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 28 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B25/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › Bombas multi-etapas especialmente adaptadas para fluídos compresibles.
  • F04B25/00P
  • F04B25/02 F04B […] › F04B 25/00 Bombas multi-etapas especialmente adaptadas para fluídos compresibles. › del tipo de pistón escalonado.
  • F04B27/02 F04B […] › F04B 27/00 Bombas multicilindro especialmente adaptadas para fluídos compresibles   caracterizadas por el número o la disposición de los cilindros (F04B 25/00 tiene prioridad; control de las máquinas alternativas o de las bombas en general F04B 49/00). › teniendo los cilindros opuestos con relación al árbol principal.
  • F04B39/06 F04B […] › F04B 39/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios de bombas o sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles, no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 25/00 - F04B 37/00 (para el control F04B 49/00). › Refrigeración (de máquinas o motores en general F01P ); Calentamiento; Prevención del hielo.
  • F04B39/16 F04B 39/00 […] › Filtrado; Deshumidificación.
  • F04B41/06 F04B […] › F04B 41/00 Instalaciones y sistemas de bombeo especialmente adaptados para fluídos compresibles (F04B 31/00, F04B 35/00 tiene prioridad). › Combinaciones de varias bombas.
  • F04C18/16 F04 […] › F04C MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (motores movidos por líquidos F03C ); BOMBAS PARA LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO DE PISTON ROTATIVO U OSCILANTE (bombas de inyección de combustible para motores F02M). › F04C 18/00 Bombas de pistón rotativo especialmente adaptadas para fluidos compresibles (con anillo de fluido o similar F04C 19/00; bombas de pistón rotativo en las cuales el fluido energético es desplazado exclusivamente por uno o más pistones con movimiento alternativo F04B). › con dientes helicoidales, p. ej. en forma de V, de tipo tornillo.
  • F04C23/00C
  • F04C23/02 F04C […] › F04C 23/00 Combinaciones de dos o más bombas, siendo cada una del tipo de pistón rotativo u oscilante, especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Bombas de etapas múltiples especialmente adaptadas para fluidos compresibles (F04C 25/00 tiene prioridad). › Bombas caracterizadas por su combinación o su adaptación con máquinas o motores de accionamiento, particulares (si el aspecto de máquina o motor predomina, véanse las clases relativas a estas máquinas o motores).

Clasificación PCT:

  • F04B25/00 F04B […] › Bombas multi-etapas especialmente adaptadas para fluídos compresibles.
  • F04B27/02 F04B 27/00 […] › teniendo los cilindros opuestos con relación al árbol principal.
  • F04B41/06 F04B 41/00 […] › Combinaciones de varias bombas.
  • F04C23/00 F04C […] › Combinaciones de dos o más bombas, siendo cada una del tipo de pistón rotativo u oscilante, especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles; Bombas de etapas múltiples especialmente adaptadas para fluidos compresibles (F04C 25/00 tiene prioridad).

Fragmento de la descripción:

Compresor de varias etapas.

La invención se refiere a un compresor de varias etapas para la compresión de gases con una zona de baja presión y una zona de alta presión, en el que en la zona de baja presión se proporciona al menos un compresor helicoidal y en la zona de alta presión, al menos un compresor de émbolo que comprende dos cilindros y se proporciona un motor común para el accionamiento del compresor helicoidal y del compresor de émbolo, en el que el eje longitudinal de un cigüeñal del motor se dispone esencialmente de forma horizontal y el motor, lateralmente al lado del compresor de émbolo.

La combinación de un compresor rotativo, particularmente de un compresor helicoidal, en la zona de baja presión con un compresor de émbolo en la zona de alta presión se conoce fundamentalmente a partir del documento WO 03/010436 A1 del solicitante. En este caso, se muestra para la compresión elevada del gas a comprimir un compresor de émbolo de varias etapas, en el que los cilindros de las etapas individuales del compresor se disponen entre sí en forma de V. El accionamiento del compresor de émbolo y del compresor de baja presión se realiza en este caso mediante un cigüeñal común.

A partir del documento FR 1 231 185 A se conoce un compresor de varias etapas de otro tipo para la compresión de gases, en el que no se proporciona ningún compresor helicoidal en la zona de baja presión. Además de eso, se dispone el motor sobre el compresor de baja presión y de alta presión y el cigüeñal se dispone verticalmente, de manera que el compresor de varias etapas presenta un centro de gravedad situado extremadamente alto.

A partir del documento FR 944 598 A se conoce asimismo un compresor de varias etapas para la compresión de gases, en el que en la zona de baja presión se proporciona un compresor centrífugo. Por lo tanto, solamente es posible una compresión relativamente reducida en la zona de baja presión. Además de eso, la desviación del dispositivo es muy grande.

A partir del documento GB 597 437 A se conoce un compresor de aire de otro tipo para aviones, en el que se proporciona un compresor de celda de ala en una primera etapa del compresor.

Además se conoce a partir del documento DE 4 313 573 A1 proporcionar un compresor helicoidal para la compresión de baja presión y un compresor de émbolo de alta presión accionado de forma separada del compresor helicoidal para la compresión de alta presión.

Adicionalmente, a partir del documento DE 199 32 433 A1 se conoce un método para la mejora de la rentabilidad de compresores volumétricos, donde en este documento se describe que un compresor centrífugo se acciona por el motor de accionamiento de un compresor de émbolo o por un motor separado.

Además, a partir del documento US 4.662.826 se conoce una bomba de vacío de otro tipo, en la que se aspira gas en primer lugar con ayuda de una bomba rotativa de vacío y, posteriormente, por una bomba de émbolo acoplada al cigüeñal de la bomba rotativa de vacío. Sin embargo, en este caso no se realiza ninguna compresión interna del gas a aspirar, de manera que, en comparación con una compresión de alta presión de varias etapas, no se tiene que tener en cuenta un posible calentamiento del gas a comprimir o una producción de condensado.

A partir del documento WO 2002/044564 A1 se conoce un compresor de émbolo de varias etapas para la producción de aire comprimido para vehículos sobre carriles, que consiste esencialmente en una unidad de accionamiento y una unidad de compresor post-conectado y presenta una etapa de baja presión y al menos una de alta presión. Cada uno de los codos situados sobre un cigüeñal presenta dos émbolos opuestos colocados en el mismo, donde los codos adyacentes se disponen esencialmente desplazados entre sí 180º, en este caso, los émbolos se pueden disponer situados verticalmente, tumbados horizontalmente o en forma de V.

A partir del documento FR 2 369 962 A se conoce una bomba de gas respiratorio en la que a ambos lados de un motor eléctrico se proporcionan bombas de émbolo con culatas y un ventilador asignado.

El documento DE 199 47 444 A1 muestra una bomba de gas especial de otro tipo para la obtención de gases anestésicos, en la que se proporcionan varios compresores de émbolo conectados en serie que presentan dos etapas, que se configuran con doble acción. La configuración de dos etapas en el caso de la bomba de gas se proporciona particularmente para conseguir un compresor para pequeñas cantidades de suministro y para zonas de alta presión.

A partir del documento DE 29 39 298 A1 se muestra de forma general una instalación de compresor de émbolo, que presenta un compresor horizontal de cilindros opuestos en el que se disponen casquillos del émbolo de un cilindro escalonado girados 180º y opuestos.

A partir del documento GB 458 333 A se conoce además una unidad combinada de motor de combustión y bomba o compresor. La unidad de bomba o compresor presenta un cigüeñal con tres codos, donde dos codos adyacentes se disponen desplazadas entre sí 180º, cuyos cilindros correspondientes se disponen opuestos entre sí en un plano horizontal.

Ahora es objetivo de la presente invención crear un compresor de varias etapas del tipo que se ha mencionado al principio que, con respecto a compresores de varias etapas comparables, presenta un comportamiento de vibración mejorado.

De acuerdo con la invención, esto se consigue por que en los cilindros se aloja respectivamente un émbolo escalonado o los cilindros están configurados con doble acción y los cilindros, cuyos ejes longitudinales se disponen esencialmente horizontales, se disponen girados entre sí 180º en la zona de alta presión. Por la disposición opuesta girada 180º de los cilindros se produce una marcha esencialmente con menos vibraciones de los émbolos alojados en los cilindros para la compresión del gas a comprimir. Junto con el compresor helicoidal que se proporciona en la zona de baja presión se produce por tanto un compresor de varias etapas extremadamente compacto, con el que se puede conseguir una compresión relativamente alta de un gas a comprimir, donde simultáneamente se mantienen reducidas las vibraciones producidas por el compresor de varias etapas. Por esto, el compresor de varias etapas de acuerdo con la invención es particularmente apropiado para el uso en instalaciones móviles de compresor al igual que en instalaciones de compresor montadas en un barco. A este respecto también es particularmente ventajoso que el compresor de émbolo, cuyos al menos dos cilindros se disponen girados entre sí 180º, es decir, en un denominado tipo constructivo de cilindros opuestos, presenta un centro de gravedad comparativamente profundo con respecto a cilindros convencionales, por ejemplo, dispuestos entre sí en forma de V.

Para mantener el centro de gravedad total del compresor de varias etapas lo más bajo posible, lo que tiene una importancia particular en instalaciones móviles de compresor, el motor se dispone lateralmente al lado del compresor de émbolo. Además de eso, para una configuración plana y que, por tanto, presenta un centro de gravedad profundo, es adecuado que el eje longitudinal de un cigüeñal del motor al igual que el eje longitudinal de los cilindros se dispongan esencialmente de forma horizontal.

Con respecto a una configuración particularmente compacta del compresor de varias etapas es adecuado proporcionar al motor común dos extremos de árbol, de manera que de forma sencilla se pueden acoplar el compresor rotativo y el compresor de émbolo en lados de salida opuestos en el motor.

Alternativamente, para una configuración particularmente compacta se puede concebir asimismo que el compresor helicoidal esté acoplado al compresor de émbolo accionado por el motor. En este caso, se necesita solamente un único cigüeñal, mediante el que se accionan tanto el compresor helicoidal como el compresor de émbolo.

Ya que el compresor de varias etapas de acuerdo con la invención debe ser apropiado particularmente también para la utilización móvil en barcos y camiones, es adecuado que el compresor de varias etapas presente una desviación o anchura comparativamente baja sin reducir la eficacia. Esto se consigue por que en los cilindros se aloja respectivamente un émbolo escalonado o los cilindros se configuran con doble acción. Por la desviación comparativamente corta se puede alojar el compresor de varias etapas ventajosamente en contenedores ISO que presentan una anchura de 2,54 m (8 pies) y tienen una longitud de 6,079 m (20...

 


Reivindicaciones:

1. Compresor de varias etapas (1) para la compresión de gases con una zona de baja presión (2) y una zona de alta presión (5), en el que en la zona de baja presión (2) se proporciona al menos un compresor helicoidal (3) y en la zona de alta presión (5), al menos un compresor de émbolo (6) que comprende dos cilindros (7) y se proporciona un motor común (4) para el accionamiento del compresor helicoidal (3) y del compresor de émbolo (6), en el que el eje longitudinal de un cigüeñal (8) del motor (4) se dispone esencialmente de forma horizontal y el motor (4) se dispone lateralmente al lado del compresor de émbolo (6), caracterizado por que en los cilindros (7) está alojado respectivamente un émbolo escalonado o los cilindros (7) están configurados con doble acción y los cilindros (7), cuyos ejes longitudinales se disponen esencialmente de forma horizontal, se disponen en la zona de alta presión (5) girados entre sí 180º.

2. Compresor de varias etapas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el compresor helicoidal (3) y el compresor de émbolo (6) están acoplados al motor (4) en lados de salida opuestos.

3. Compresor de varias etapas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el compresor helicoidal (3) está acoplado al compresor de émbolo (6) accionado por el motor.

4. Compresor de varias etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el compresor de émbolo (6) presenta varias etapas del compresor (6', 6'').

5. Compresor de varias etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que entre las etapas del compresor individuales (2, 5; 6', 6'') se proporciona al menos un equipo de regulación.

6. Compresor de varias etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que entre las etapas del compresor individuales (2, 5; 6', 6'') se proporciona al menos un equipo de amortiguación (17), un dispositivo de refrigeración (15), un separador de condensado (16), un dispositivo de secado o un separador de gas.

7. Uso de un compresor de varias etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en una instalación móvil de compresor.

8. Uso de un compresor de varias etapas de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en una instalación de compresor montada en un barco.


 

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