本發(fā)明涉及壓縮機(jī)裝置。
更具體地,本發(fā)明涉及用于在兩個或多個級中對氣體進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)裝置,該壓縮機(jī)裝置包括至少兩個串行連接的壓縮機(jī)元件,和用于冷卻壓縮氣體的至少兩個冷卻器,即:處于每兩個相繼的壓縮機(jī)元件之間的中間冷卻器,以及在取決于配置要求的情況下,處于最末的壓縮機(jī)元件下游的后端冷卻器,其中,每個冷卻器設(shè)置有第一部分和第二部分,待被冷卻的壓縮氣體被引導(dǎo)通過所述第一部分,而所述第二部分與所述第一部分換熱接觸,并且冷卻劑被引導(dǎo)通過所述第二部分。
背景技術(shù):
已知的是:在壓縮機(jī)元件中被壓縮的氣體經(jīng)歷顯著的溫升。
對于具有多個級的壓縮機(jī)裝置而言,如在此提及的,壓縮氣體從壓縮機(jī)元件供給至后續(xù)的壓縮機(jī)元件。
已知的是:多級壓縮機(jī)的壓縮效率非常取決于該多級壓縮機(jī)的每個壓縮機(jī)元件的入口處的溫度,并且壓縮機(jī)元件的入口溫度越低,則壓縮機(jī)的壓縮效率越高。
這就是已知的要使用處于兩個相繼的壓縮機(jī)元件之間的中間冷卻器來確保最大限度的冷卻和獲得最高可能的壓縮效率的原因。
還已知的是:在氣體供給至負(fù)載網(wǎng)絡(luò)之前,對最末的壓縮機(jī)元件之后的壓縮氣體進(jìn)行冷卻,因為不然的話,由于溫度過高,會對網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載造成損害。
對于已知的具有多個級的壓縮機(jī)裝置而言,冷卻裝置(更具體地,冷卻器)通常為最大化壓縮效率的目的而調(diào)整成進(jìn)行最大限度的冷卻,可用的冷卻劑(通常為水)從冷源并行地驅(qū)動通過各個冷卻器,使得每個冷卻器接收處于相同冷溫度的用于最大限度冷卻的冷卻劑。
這樣的冷卻器的并行供給非常適合于最優(yōu)的壓縮效率,但是其需要相對高的冷卻劑流量來向每個冷卻器供給充足的冷卻劑,這具有以下劣勢:就需要的泵送功率和需要的冷卻回路和冷卻器的尺寸而言,這樣的并行供給不是最優(yōu)的。
另一劣勢在于:流動通過冷卻器的冷卻劑的流量必須保持得相對高以實現(xiàn)最大限度的冷卻,使得離開壓縮機(jī)裝置的冷卻劑的溫度相對低,由此不適于從這樣的冷卻劑中回收熱量(例如,以熱水供應(yīng)等的形式)。
此外,冷卻劑的高流量還導(dǎo)致冷卻裝置的高投資成本、高操作成本和高維護(hù)成本。確實,受熱的冷卻劑必須轉(zhuǎn)而在例如空氣—水的熱交換器中冷卻,該熱交換器的尺寸非常取決于冷卻劑的流量,并且還將附加物添加到冷卻水中,以防止水垢、對抗腐蝕和抑制細(xì)菌生長。
為了更好地進(jìn)行熱量回收,可以選擇降低被并行地驅(qū)動通過各個冷卻器的流量,從而提高輸出部處的冷卻劑的溫度,但是這將會以冷卻并且因此以壓縮效率為代價。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供前述和其他劣勢的解決方案,從找到高壓縮效率、熱量回收的好的可能性、以及最小化冷卻裝置的花費(fèi)的最優(yōu)組合的角度來看,或者取決于應(yīng)用,從上述三個目標(biāo)中兩個的最優(yōu)組合的角度來看,該解決方案較不側(cè)重壓縮效率,而更側(cè)重考慮冷卻。
為此,本發(fā)明涉及用于在兩個或多個級中對氣體進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)裝置,該壓縮機(jī)裝置包括至少兩個串行連接的壓縮機(jī)元件和用于冷卻壓縮氣體的至少兩個冷卻器,即:處于每兩個相繼的壓縮機(jī)元件之間的中間冷卻器,以及在取決于配置要求的情況下,處于最末的壓縮機(jī)元件下游的后端冷卻器,其中,每個冷卻器設(shè)置有第一部分和第二部分,待被冷卻的壓縮氣體被引導(dǎo)通過所述第一部分,而所述第二部分與所述第一部分換熱接觸,并且冷卻劑被引導(dǎo)通過所述第二部分,其特征在于,至少兩個前述的冷卻器是“分離式冷卻器(split cooler)”,所述分離式冷卻器的第二部分分成對在相繼的級中被引導(dǎo)通過所述第一部分的氣體進(jìn)行冷卻的至少兩個獨(dú)立的級,所述至少兩個獨(dú)立的級分別為至少熱級和冷級,所述熱級用于對流入到所述冷卻器的第一部分中的熱的氣體進(jìn)行首先冷卻,所述冷級用于對該氣體進(jìn)行進(jìn)一步冷卻,所述冷卻器的第二部分的級在一個或多個獨(dú)立的冷卻回路中連接在一起,使得所述壓縮機(jī)元件之間的壓縮氣體充分冷卻,同時使通過所述冷卻回路的冷卻劑的流量最小,以將每個冷卻器的出口處的經(jīng)冷卻的氣體的溫度保持在低于最大的允許值,從而在至少一個前述的冷卻回路中實現(xiàn)冷卻劑的期望溫升。
對于根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置,冷卻器中的冷卻部分成兩個級,通過適當(dāng)?shù)倪x擇冷卻劑被驅(qū)動通過各個級的順序,使得在不必要以最好的壓縮效率為目標(biāo)的情況下,確保每個冷卻器提供充分的冷卻而不造成后續(xù)的壓縮機(jī)元件中的任何問題所需的冷卻容量最小,這還導(dǎo)致冷卻劑能夠?qū)崿F(xiàn)更高的溫度而能夠進(jìn)行更好的能量回收。特別地,所述熱級由此確保冷卻劑的溫度的極大升高,而冷級主要保證待被冷卻的氣體的最低可能的出口溫度。
這樣,可以以期望的溫升為目標(biāo),該溫升為至少30℃左右,或者在要求更好的熱量回收的情況下,為至少40℃左右,或者更高,例如為50℃左右。
例如,在第一實例中,在具有一定配置的壓縮機(jī)元件和冷卻器的壓縮機(jī)裝置的設(shè)計中,冷卻器的第二部分的至少兩個或多個冷級在冷卻劑引導(dǎo)通過的冷卻回路中串行連接在一起。
因為至少兩個冷級的串行連接,在冷卻劑的流量相對有限的情況下,還是可以在相繼的冷卻器中實現(xiàn)充分的冷卻。
可以根據(jù)例如壓縮機(jī)元件的入口處的壓縮氣體的最高可能溫度、考慮例如壓縮機(jī)元件的良好操作的最高允許溫度、例如渦輪壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由于“喘振”現(xiàn)象的發(fā)生而變得不穩(wěn)定的溫度、或者螺桿壓縮機(jī)的防止螺桿的覆層損壞的最大出口溫度,來對需要的冷卻劑流量進(jìn)行調(diào)整。
由此,冷卻劑優(yōu)選地首先被引導(dǎo)通過以下冷卻器的冷級:在設(shè)計上,該相關(guān)的冷卻器的出口處的壓縮氣體的溫度最接近于緊隨該冷卻器的壓縮機(jī)級的入口處的最大允許溫度。
優(yōu)選地,在第一設(shè)計階段中,冷卻器的第二部分的至少兩個(優(yōu)選地,至少三個)熱級在冷卻劑被引導(dǎo)通過的冷卻回路中串行連接在一起,特別地,冷卻劑最后被引導(dǎo)通過緊隨在設(shè)計上具有最高出口溫度的壓縮機(jī)級后的冷卻器的熱級。
在根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)元件的最優(yōu)選的實施例中,冷卻器的第二部分的至少兩個(優(yōu)選地,所有)冷級和冷卻器的第二部分的至少兩個(優(yōu)選地,所有)熱級在冷卻劑被引導(dǎo)通過的冷卻回路中串行連接在一起,在該冷卻回路中,冷卻劑首先被引導(dǎo)通過冷級,然后被引導(dǎo)通過熱級。
取決于壓縮機(jī)裝置的預(yù)定配置,可以選擇用兩個或多個獨(dú)立的冷卻回路來將冷卻器的各個級連接到一起,其中一個冷卻回路可以為了最大化熱量回收的目的而用來獲得冷卻劑的最高可能的出口溫度,而另一冷卻回路可以用來主要確保要在中間冷卻器中冷卻的氣體的足夠低的出口溫度。
本發(fā)明還涉及用于在根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的壓縮機(jī)裝置中使用的冷卻器,該冷卻器具有模塊化的構(gòu)成,使得該冷卻器能夠配置為分離式的或者非分離式的冷卻器。
優(yōu)選地,所涉及的是管式冷卻器形式的冷卻器,該冷卻器具有引導(dǎo)冷卻劑通過的管束,所述管束附裝在具有殼體的腔室中,所述殼體通過端板在管道的端部處使所述管束中斷,所述管道伸出所述端板,所述腔室形成引導(dǎo)待被冷卻的氣體包圍和環(huán)繞所述管道的通道,所述管束在其端部處由具有分隔部的蓋蓋住,所述分隔部將所述蓋分成隔室,所述隔室蓋在所述管道的一個或多個端部之上以引導(dǎo)冷卻劑通過這些管道,這些分隔部設(shè)置有處于該分隔部與前述的端板之間的密封件,以使所述隔室中的流動彼此分隔開,其中,至少兩個隔離分隔部可以設(shè)置有可移除的密封件,當(dāng)存在所述可移除的密封件時,所述至少兩個隔離分隔部將所述管束分成用于冷卻劑的獨(dú)立的兩個通道,以形成分離式冷卻器,并且當(dāng)不存在所述可移除的密封件時,則這兩個通道之間形成相互連通而形成一個連續(xù)的通道,以形成非分離式冷卻器。
這樣,通過簡單地安裝或移除密封件,根據(jù)本發(fā)明的冷卻器可以從常規(guī)的單一式冷卻器轉(zhuǎn)化成根據(jù)本發(fā)明的分離式的雙冷卻器。
根據(jù)一實用的實施例,所述隔離分隔部為直的分隔部,這提供的優(yōu)勢在于:直的分隔部易于實現(xiàn)。
優(yōu)選地,使用兩個相同的蓋,每個蓋設(shè)置有處于前述隔離分隔部的同一側(cè)上的一個輸入部和一個輸出部,或者設(shè)置有處于前述隔離分隔部的兩側(cè)上的用于冷卻劑的二個輸入部和二個輸出部。
因此,僅僅需要一種蓋來用于針對兩種冷卻劑的作為分離式冷卻器的構(gòu)造,以及用于針對僅僅一種冷卻劑的作為非分離式冷卻器的構(gòu)造,在后者的情形中,一個輸入部和一個輸出部被塞住。
附圖說明
為了更好地示出本發(fā)明的特征,下面參考附圖以示例性而沒有任何限制性的方式描述了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置和用于所述壓縮機(jī)裝置的冷卻器的一些優(yōu)選的實施例,其中:
圖1示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機(jī)裝置;
圖2和3示出了根據(jù)本發(fā)明的分離式冷卻器的兩種變體的圖示;
圖4示出了如圖1那樣的圖示,但是為具有如圖2那樣的冷卻器的根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置;
圖5示出了圖4的變體;
圖6示出了如在圖4中使用的壓縮機(jī)元件的典型特征曲線;
圖7至9示出了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置的不同變體;
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的如圖2那樣的冷卻器的實用實施例的剖視圖;
圖11示出了根據(jù)圖10中線XI—XI的剖視圖;
圖12示出了由圖10中F12指出的蓋的透視圖;
圖13示出了根據(jù)圖12中箭頭F13的視圖;
圖14示出了圖10的冷卻器的變化的配置;
圖15示出了具有三個連接在一起的根據(jù)圖10和圖14的冷卻器的冷卻器塊的實用實施例。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有三個壓縮機(jī)元件2的常規(guī)壓縮機(jī)裝置1,所述三個壓縮機(jī)元件分別為2a、2b和2c,這三個壓縮機(jī)元件通過管道3在入口4與出口5之間串行連接在一起。
每個壓縮機(jī)元件2的下游設(shè)置有用于冷卻壓縮氣體的冷卻器6,相應(yīng)地,所述冷卻器為處于壓縮機(jī)元件2a和2b之間的“中間冷卻器”6a、處于壓縮機(jī)元件2b和2c之間的中間冷卻器6b、以及處于最末的壓縮機(jī)元件2c之后的“后端冷卻器”6c。
中間冷卻器6a和6b由此是要在來自前面的壓縮機(jī)元件2的壓縮氣體被后續(xù)的壓縮機(jī)元件2吸入之前將所述壓縮氣體的溫度冷卻至最大限度,這是要確保壓縮機(jī)中的壓縮效率是最優(yōu)的。
后端冷卻器6c確保在壓縮氣體經(jīng)由出口5離開根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置1之前對所述壓縮氣體進(jìn)行冷卻,這是要防止對連接的負(fù)載的損害。
每個冷卻器6設(shè)置有第一部分7和第二部分8,待被冷卻的壓縮氣體引導(dǎo)通過該第一部分(如箭頭A所示),該第二部分與第一部分7換熱接觸,并且冷卻劑以相反的方向引導(dǎo)通過該第二部分(如箭頭B所示)。
壓縮機(jī)裝置1設(shè)置有具有輸入部10和輸出部11的單個冷卻回路9。
對于圖1的常規(guī)壓縮機(jī)裝置,被引導(dǎo)通過冷卻回路9的冷卻劑并行地通過冷卻器6的第二部分8,因此冷卻劑供給分配給三個冷卻器6,每個冷卻器6因此接收到具有相同的輸入溫度的冷卻劑。
冷卻回路9計算成在每個中間冷卻器6a和6b中進(jìn)行最大限度的冷卻的情況下實現(xiàn)最大的壓縮效率。對于常規(guī)的壓縮機(jī)裝置,通常一個或多個熱交換部件(例如,油冷卻器,或者至馬達(dá)的冷卻回路的連接)連接至冷卻回路。通常它們分享的冷卻回路的總熱交換容量是相對小的。
這樣的裝置的劣勢在于:最大限度的冷卻還需要冷卻劑的高可用的流量,因此關(guān)聯(lián)到了冷卻回路9的高的投資成本、操作成本和維護(hù)成本。
另一特征在于:冷卻劑在輸出部11處的溫度是相對低的,因此其難以用于其它應(yīng)用或者從其中回收能量。
根據(jù)本發(fā)明的冷卻回路與上述的并行連接不同,而是利用了如圖2和圖3中所示的“分離式冷卻器”12。
根據(jù)圖2的分離式冷卻器12包括第一部分13和第二部分16,該第一部分與常規(guī)的冷卻器6一樣,具有壓縮氣體的輸入部14和輸出部15,而該第二部分在此實例中與常規(guī)的冷卻器6不同,其分成了兩個獨(dú)立的級16′和16″,每一級具有獨(dú)立的輸入部17和輸出部18,以使冷卻劑以與壓縮氣體相反的方向(以箭頭C′和C″的方向)驅(qū)動通過各個級。
這樣,冷卻劑對壓縮氣體的冷卻分成了兩個相繼的級16′和16″,即:用于對經(jīng)由輸入部14流入到第一部分13中的熱的氣體進(jìn)行首先冷卻的熱級16′,以及對該氣體進(jìn)行進(jìn)一步冷卻的冷級16″,該進(jìn)一步冷卻發(fā)生在該經(jīng)進(jìn)一步冷卻的氣體經(jīng)由輸出部15離開第一部分13之前。
分離式冷卻器12的一替代在圖3中示出,在此實例中,該冷卻器12分成兩個子冷卻器12′和12″,在此實例中,第一部分13也分成兩個級13′和13″,該兩個級串行連接在一起以形成一個連續(xù)的第一部分。
根據(jù)本發(fā)明的在圖4中示出的壓縮機(jī)裝置19與圖1的常規(guī)裝置1的不同在于:單一式冷卻器16被如2那樣的分離式冷卻器12替代,其中,第二部分16′和16″包含進(jìn)一個單一的冷卻回路20中,該冷卻回路具有冷卻劑的輸入部21和輸出部22。
冷卻回路20設(shè)計成使冷卻劑以一定的順序串行地相繼通過冷卻器12的第二部分16的所有級16′和16″,該順序根據(jù)壓縮機(jī)裝置19的配置和預(yù)定目的而變。
在圖4的實例中,冷卻劑以相對于氣體流動的相同順序首先引導(dǎo)通過冷卻器12的冷級16″,換句話說,冷卻劑首先驅(qū)動通過中間冷卻器12a,然后依次通過第二中間冷卻器12b和后端冷卻器12c。
然后,接下來引導(dǎo)冷卻劑相繼通過各個熱級16″,此時順序與氣體流動通過冷卻器12的順序相反,因此,冷卻劑首先通過后端冷卻器12c,然后通過第二中間冷卻器12b,然后通過第一中間冷卻器12a。
這樣,確保了所有的冷卻器12進(jìn)行充分冷卻以將每個冷卻器12的輸出部15處的經(jīng)冷卻的氣體的溫度保持在低于允許的最大值,該允許的最大值考慮了最小控制裕量,以及考慮了在超過該最大溫度的情況下發(fā)生損壞結(jié)果(例如,對于壓縮機(jī)裝置19的下游部分)的可能性,而不必要考慮優(yōu)化壓縮機(jī)裝置19的壓縮效率。
換句話說,允許使被壓縮機(jī)元件2b和2c吸入的氣體的溫度高于這些壓縮機(jī)元件2b和2c在最優(yōu)效率下所需要的溫度。
這使得要提供的冷卻劑流量能夠低于如圖1那樣的常規(guī)壓縮機(jī)裝置1的情形中的冷卻劑流量,這有利于降低冷卻回路20的成本和復(fù)雜性。
此外,這樣還可以在冷卻回路20的輸入部21和輸出部22之間實現(xiàn)冷卻劑的更高的溫升。由此,與常規(guī)的壓縮機(jī)裝置1的情形相比,可以更有效地回收熱量。
例如在設(shè)計上可以使冷卻回路成一定的尺寸,以獲得冷卻劑的期望溫升,該溫升為30℃左右,更好地為至少40℃左右,或者優(yōu)選地大于50℃,其取決于用戶的期望,例如為了能夠利用熱的冷卻水。
優(yōu)選地,冷卻劑首先引導(dǎo)通過在設(shè)計上需要最低入口溫度的壓縮機(jī)元件2之前的冷卻器12的冷級16″。在圖4的示例中,為第二壓縮機(jī)元件2b和其前面的中間冷卻器12a。
該用于確定冷卻劑驅(qū)動通過冷卻器12的順序的標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)用于兩個級的每種組合。這意味著在圖4的實例中,冷卻劑然后被引導(dǎo)通過具有第二低的期望入口溫度等的壓縮機(jī)元件2c之前的冷卻器12b的級16″。
在通過冷級16″之后,然后優(yōu)選地,冷卻劑最后被引導(dǎo)通過緊隨在設(shè)計上具有最高出口溫度的壓縮機(jī)元件2的冷卻器12的熱級16′。在圖4的示例的情形中,為冷卻器12a和壓縮機(jī)元件2a。
作為這樣選擇的結(jié)果,在冷卻回路20的輸出部22處獲得了最高的溫度。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置19的另一配置,在此實例中,在設(shè)計上壓縮機(jī)元件2c需要最低的入口溫度,并且第二壓縮機(jī)元件2b具有比第一壓縮機(jī)元件2a高的出口溫度,因此,為與圖4相反的情況。
利用用于圖4的相同標(biāo)準(zhǔn)來確定冷卻劑串行地引導(dǎo)通過級16′和16″的順序,在圖5的實例中,所選擇的順序關(guān)于冷卻器12a和12b是顛倒的。
因此,在設(shè)計階段中,取決于各個壓縮機(jī)元件2的不同的出口溫度和期望的入口溫度,可以選擇其他的串行連接順序。不用說,如果期望的入口溫度和/或出口溫度是相當(dāng)?shù)?,則可以自由地選擇冷卻水流動通過兩個冷卻器12的順序。
可用于確定級16′和16″串行連接在一起的順序另一標(biāo)準(zhǔn)是基于壓縮機(jī)元件2發(fā)生泵吸(pump)的風(fēng)險,泵吸可將其本身表現(xiàn)為在渦輪壓縮機(jī)中當(dāng)入口處的氣體溫度超過一定閾值時所發(fā)生的現(xiàn)象,其中,氣流會振蕩甚至回流,并且伴隨著嚴(yán)重的振動和壓縮機(jī)元件2中損壞和增加的溫升的風(fēng)險。
在渦輪壓縮機(jī)的特征曲線(圖6中示出了其示例)上,該現(xiàn)象表示為“喘振線”23,對于給定的入口壓力和跨壓縮機(jī)元件2的壓縮比,該喘振線確定了作為通過壓縮機(jī)元件的流量的函數(shù)的最大允許入口溫度tmax。
在對應(yīng)于一定的流量QA的一定氣體流量下,在設(shè)計上,在溫度tA(其為處于緊鄰上游的冷卻器12的出口處的溫度)下將獲得一定的操作點(diǎn)A。
操作點(diǎn)A與喘振線23之間的距離越小,則發(fā)生有害的泵吸效應(yīng)的風(fēng)險越高。
在此實例中,可以利用這樣的標(biāo)準(zhǔn)來首先引導(dǎo)冷卻劑通過以下冷卻器12的冷級16″:在設(shè)計上,該相關(guān)的冷卻器12的出口15處的壓縮氣體的溫度最接近于緊隨其后的壓縮機(jī)級2的入口處的最大允許喘振溫度,或者換句話說,使冷卻劑首先通過具有最大的喘振風(fēng)險的壓縮機(jī)元件2之前的冷卻器12的冷級16″。
若如上設(shè)置的串行連接結(jié)果不足以在兩個壓縮機(jī)元件2之間進(jìn)行充分冷卻,或者若冷卻后或若沿冷卻水側(cè)的壓降太大,如果需要,可以選擇將兩個或多個冷級16″并行連接在一起以及將兩個或多個熱級16′并行連接在一起,如圖7的示例的情形,冷卻劑在通過其余串行的冷級16″之前,首先被并行地驅(qū)動通過一個單一的冷卻回路20中的至少兩個冷級16″。類似地,針對壓降的原因,可以選擇將冷卻水并行地驅(qū)動通過至少兩個熱級16′,并且串行地通過其余熱級16′。
當(dāng)最小化冷卻回路的成本變得較不重要時,也可以選擇在設(shè)計上選取兩個獨(dú)立的冷卻回路20′和20″(如圖8中所示),所述冷卻回路具有相同的冷卻劑或者不同的冷卻劑,其中,冷卻回路20″中的至少兩個冷級16″串行連接在一起,或者全部或部分地并行連接在一起,并且冷卻回路20′中的至少兩個熱級16′串行連接在一起,或者全部或部分地并行連接在一起,串行連接的順序可以通過利用與圖4的實例中相同的標(biāo)準(zhǔn)來確定。此處也可以選擇驅(qū)動冷卻水并行地通過至少兩個冷級16″,并且串行地通過其余冷級16″。熱級16′同樣如此。
這樣,為了獲得最高可能的壓縮效率和壓縮機(jī)的最寬可能的操作范圍的目的,可以對冷卻回路20″進(jìn)行有關(guān)充分冷卻的優(yōu)化,并且為了例如最大化熱量回收的目的,可以將冷卻回路20′設(shè)置成獲得冷卻劑的最高可能的溫升。
因為后端冷卻器12c通常沒有對壓縮機(jī)裝置19的效率作出貢獻(xiàn),所以替代地可選擇一獨(dú)立的冷卻回路20″,在該冷卻回路中,壓縮機(jī)級2的上游的中間冷卻器的串行的或者完全或部分并行的冷級16″設(shè)置有第一冷卻劑,而后端冷卻器的其余的級16′和16″及中間冷卻器的熱級16′串行地連接在一起,或者完全或部分并行地連接在一起,使得該冷卻回路20″的冷卻水最后流動通過處于具有最高出口溫度的壓縮機(jī)級下游的冷卻器的熱級(參考圖9)。
顯然,在圖9的示例中,后端冷卻器12c也可以被常規(guī)的單一式冷卻器6替代,圖4、5和7的后端冷卻器12c的情況也可以這樣處理。
圖10示出了冷卻器24的實用實施例,該冷卻器具有模塊化的構(gòu)成,使得該冷卻器能夠可選地配置為分離式冷卻器12或者為非分離的單一式冷卻器6。
在此實例中,冷卻器24構(gòu)造為具有管束25的管式冷卻器,該管束具有一系列管道26,以使冷卻劑引導(dǎo)通過所述管束而形成冷卻器24的所述第二部分,該管束25附裝在具有殼體27的腔室中,所述殼體在管道26的端部處由端板28封閉,管道26通過其端部伸出所述端板。
殼體27設(shè)置有待被冷卻的氣體的輸入部14和輸出部15,所述腔室形成引導(dǎo)氣體包圍和環(huán)繞管道26的通道,以形成冷卻器24的第一部分13。
管道26分組成兩個子管束25′和25″,如可在圖11的剖視圖中看到的那樣,所述子管束互相間隔距離L。
管束25在其端部處分別由蓋29、30蓋住,在此實例中,這些蓋是相同的,并且設(shè)置有分隔部31,所述分隔部將蓋29和30分成隔室32,所述隔室蓋在管道26的一個或多個端部之上,以引導(dǎo)冷卻劑通過這些管道26。
在圖10中示出的示例中,這些分隔部31是直的、平行的分隔部,其設(shè)置有基座33,密封件34可以附裝在該基座中而處于相關(guān)的分隔部31和前述的端板28之間,以使隔室32中的流動彼此分隔開。
在圖10的配置中,密封件34設(shè)置在所有的分隔部31中,兩個分隔部31在每個蓋29和30中形成隔離分隔部31′,每個蓋29和30中的該隔離分隔部31′形成子管束25′和25″之間的分隔,在此實例中,密封件34附裝在這樣的隔離分隔部31′與端板28的中心部分35(其處于子管束25′和25″之間)之間。
在圖10中示出的示例中,蓋29和30分別設(shè)置有冷卻劑的輸入部17′、輸出部18′和輸入部17″、輸出部18″,每個蓋的該輸入部和輸出部均位于前述的隔離分隔部31′的同一側(cè)。
在圖10的配置中,對蓋29和30進(jìn)行附裝,使得一個蓋29的輸入部17′和輸出部18′相對于一個子管束25′設(shè)置,以引導(dǎo)冷卻劑通過這些子管束25′中的一個(如箭頭C′所示),而另一蓋30的輸入部17″和輸出部18″相對于另一個子管束25″設(shè)置,以引導(dǎo)相同的或不同的冷卻劑通過該另一個子管束25″(如箭頭C″所示)。
兩個通道由隔離分隔部31′相互分隔開,使得在圖10的配置中,冷卻器24實際上形成了分離式的冷卻器12,該冷卻器具有一個第一部分和一第二部分,該第一部分具有用于待被冷卻的氣體的輸入部14和輸出部15,為了能夠在兩個級中對該第一部分中的氣體進(jìn)行冷卻的目的,該第二部分具有兩個獨(dú)立的通道,該兩個獨(dú)立的通道分別具有冷卻劑的輸入部17′、輸出部18′和輸入部17″、輸出部18″。
優(yōu)選地,頂部子管束25′形成與從壓縮機(jī)元件2供給的熱的氣體相接觸的熱級16′,而底部子管束25″形成與已經(jīng)在熱級16′中被部分冷卻的較冷的氣體相接觸的冷級16′。
圖14示出了與圖11相同的冷卻器,但是處在單一的非分離式配置中。
為此,省略了隔離分隔部31′中的密封件34,并且利用塞36或類似物封閉輸入部17′和輸出部18″,使得僅僅只有一個輸入部17″和一個輸出部18′引導(dǎo)一種單一的冷卻劑通過子管束25′和25″二者(如箭頭C所示)。
由此,顯然的是:在隔離分隔部31′的位置處,因為在這些分隔部31′中缺少密封件34,所以底部子管束25″中的冷卻劑通道與頂部子管束25′中的冷卻劑通道之間存在內(nèi)部連通,使得在輸入部17″與輸出部18′之間形成一個連續(xù)的通道而沒有外部的相互連通。
替代地,當(dāng)然也可以從圖10的分離式配置開始,將密封件34留在隔離分隔部31′的位置處,而在外部將輸出部18″連接至輸入部17′,以將圖10的冷卻器24轉(zhuǎn)換成非分離式冷卻器。
此外,使用兩個相同的蓋29和30不是絕對必需的,例如一個蓋29可以設(shè)置有所有必要的輸入部和輸出部,而另一個蓋30則是完全封閉的。
另一種可能是:蓋29或30中的一個設(shè)置有兩個輸入部,而另一個則設(shè)置有兩個輸出部,例如利用具有六排管道的冷卻器。
本發(fā)明的裝置也可以在沒有分隔密封件34的情況下運(yùn)轉(zhuǎn),而是使分隔部31、31′緊密配合到端板28上。通過將隔離分隔部31′完全或部分地機(jī)加工掉,則再次獲得單一的非分離式配置。
圖15示出了具有例如兩個中間冷卻器12a和12b和一個后端冷卻器6c的冷卻器塊可以如何以簡單的方式用一種冷卻器實現(xiàn),其中,中間冷卻器12a和12b配置為分離式冷卻器,并且后端冷卻器6c配置為非分離式冷卻器,冷卻劑以一定的順序首先串行地被引導(dǎo)通過冷部16″,然后串行地被驅(qū)動通過熱部16′,該順序可以例如根據(jù)上述的標(biāo)準(zhǔn)來確定。
顯然,不排除提供具有超過兩個級的冷卻器。
還顯然的是:可以設(shè)置更多或更少的分隔部31,以使冷卻劑通過管道26的次數(shù)更多或更少。
此外,分隔部并不必須是直的。
本發(fā)明絕不限于作為示例描述和在附圖中示出的實施例,但是在不會背離本發(fā)明的范圍的情況下,根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)裝置和用于所述壓縮機(jī)裝置的冷卻器能夠以不同的變體來實現(xiàn)。