ES2331980T3 - Turbocompresor de etapas multiples. - Google Patents
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Abstract
Compresor dinámico, especialmente turbocompresor (10), con una carcasa externa (12), una unidad compresora (14), que presenta una carcasa (16) de forma tubular, con una pared externa (30) y con sección transversal preferentemente de forma circular, estando alojada la unidad compresora (14) en, al menos, un orificio (26) que tiene preferentemente una forma circular, que está configurado en la carcasa externa (12), cuyo orificio presenta una pared interna (28), caracterizado porque están previstos dos elementos de empaquetadura (32), distanciados entre sí, entre la pared externa (30) de la carcasa (16) de forma tubular y la pared interna (28) del orificio (26), en el que está alojada la unidad compresora (14), y estando previsto además un conducto de alimentación para fluidos (36) que atraviesa la carcasa externa (12) y que se extiende hasta situarse entre los elementos de empaquetadura (32), que están distanciados entre sí.
Description
Turbocompresor de etapas múltiples.
La invención se refiere a un compresor dinámico,
especialmente se refiere a un turbocompresor, con una carcasa
externa, una unidad compresora, que presenta una carcasa de forma
tubular con una pared externa y con una sección transversal, de
manera preferente de forma circular, estando alojada la unidad
compresora, al menos, en un orificio, preferentemente de forma
circular, que está configurado en la carcasa externa, que presenta
una pared interna. La publicación
FR 232 909 A, que es considerada como el estado de la técnica más próximo, divulga las características de la parte introductoria de la reivindicación 1.
FR 232 909 A, que es considerada como el estado de la técnica más próximo, divulga las características de la parte introductoria de la reivindicación 1.
Las unidades compresoras en los compresores
dinámicos, especialmente en los turbocompresores, tienen que estar
centradas con ajustes estrechos. Un ajuste que no esté configurado
de una manera suficientemente estrecha tiene como consecuencia que
las cavidades huecas necesarias entre los elementos componentes
giratorios, tal como especialmente el rotor, y los elementos
componentes fijos, tal como la carcasa de la unidad compresora, no
puedan ser configuradas de una manera suficientemente estrecha, como
es necesario para un rendimiento suficientemente elevado.
Sin embargo, cuando se lleva a cabo un centrado
con ajustes suficientemente estrechos, esto tiene como consecuencia
que los puntos de ajustes se "peguen" durante la compresión de
gases ensuciados o corrosivos. Este "pegado" de los puntos de
ajuste tiene como consecuencia el que sea posible un desmontaje del
turbocompresor sólo con gran dificultad y que, bajo ciertas
circunstancias, incluso no sea posible en
absoluto.
absoluto.
La invención tiene como tarea conseguir un
compresor dinámico, especialmente un turbocompresor, que pueda ser
desmontado sin grandes dificultades incluso tras la compresión de
gases sucios o corrosivos.
Esta tarea se resuelve, de conformidad con la
invención, por medio del compresor dinámico, especialmente del
turbocompresor, que ha sido citado al principio, en el cual se han
previsto dos elementos de empaquetadura distanciados entre sí,
entre la pared externa de la carcasa de forma tubular y la pared
interna del orificio, en el que está alojada la unidad compresora,
y además se ha previsto un conducto de alimentación para fluidos,
que pasa a través de la carcasa externa y que se extiende entre los
elementos de empaquetadura, que están distanciados entre sí.
La unidad compresora, en la que están dispuestas
la carcasa de forma tubular de los elementos de estator junto con
los rodetes con álabes, que están montados sobre un árbol, está
alojada en un orificio, preferentemente de forma circular, de la
carcasa externa y, concretamente, con un ajuste estrecho para
garantizar cavidades huecas suficientemente pequeñas entre los
rodetes con álabes, que giran con el árbol, y la pared interna de
la carcasa de forma tubular, que son obligatoriamente necesarias
para un rendimiento suficientemente elevado del compresor dinámico,
especialmente de un turbocompresor.
De conformidad con la invención, se han previsto
dos elementos de empaquetadura, distanciados entre sí, entre la
pared externa de la carcasa de forma tubular y la pared interna del
orificio, en el que está alojada la unidad compresora. Estos
elementos de empaquetadura, distanciados entre sí, forman una
cavidad intermedia, de forma anular, junto con la pared externa de
la carcasa de forma tubular y con la pared interna del orificio, en
la que está alojada la unidad compresora. En la cavidad intermedia,
formada de este modo, se extiende, de conformidad con la invención,
un conducto de alimentación para fluidos, que puede alimentar fluido
desde el exterior, especialmente aceite, con objeto de llenar con
aceite la cavidad intermedia de forma anular y, de manera especial,
para impulsarla con una elevada presión de aceite. Por medio de la
elevada presión de aceite, que puede establecerse de este modo en
la cavidad intermedia, de forma anular, pueden ser eliminadas, por
medio de lubrificación y de ensanchamiento, las aglutinaciones que
se encuentran entre la pared externa de la carcasa de la unidad
compresora y la pared interna del alojamiento, que se forman por
compresión de gases sucios o corrosivos, impidiendo fuertemente en
otro caso las aglutinaciones una retirada por tracción o bien una
retirada por empuje de la unidad compresora a partir del
alojamiento, que está configurado en forma de un ajuste estrecho o,
bajo ciertas circunstancias, lo hacen imposible.
Visto en su conjunto, por medio de la cavidad
intermedia, configurada de este modo, según la invención, que puede
ser impulsada con presión de aceite, pueden ser generadas radales
y/o fuerzas axiales. Una aglutinación de la unidad compresora en el
alojamiento de la unidad compresora, que es una consecuencia de la
compresión de gases sucios o corrosivos, puede eliminarse sin
problemas por medio de estas fuerzas. Por lo tanto puede llevarse a
cabo sin problemas, tras el desprendimiento de las aglutinaciones,
un desmontaje del compresor de conformidad con la invención, que se
lleva a cabo, por ejemplo, para trabajos de mantenimiento y durante
el cual debe desprenderse especialmente la unidad compresora de su
alojamiento.
En un desarrollo ventajoso de la invención, el
conducto de alimentación para fluidos está constituido por uno o
por varios taladros, que se extienden a través de la carcasa externa
hasta situarse entre los elementos de empaquetadura, que están
distanciados entre sí, con lo cual puede realizarse de una manera
práctica, es decir especialmente, por ejemplo, sin conductos
adicionales tubulares a presión, una distribución del fluido,
especialmente una distribución del aceite.
En un desarrollo práctico de la invención, los
elementos de empaquetadura están dispuestos, respectivamente, en
una ranura configurada en la pared externa de la carcasa de forma
tubular. De manera alternativa, los elementos de empaquetadura
pueden estar dispuestos respectivamente también en una ranura
configurada en la pared interna del orificio de la carcasa
externa.
En un desarrollo especialmente práctico de la
invención, la carcasa de forma anular presenta una sección de forma
escalonada, que comprende una primera sección parcial con una
primera sección de pared externa y una segunda sección parcial con
una segunda sección de pared externa, estando desplazada la primera
sección parcial con respecto a la segunda sección parcial, y
estando adaptado a la forma escalonada al menos un orificio
configurado en la carcasa externa y presenta una primera sección de
pared interna, que está situada frente a la primera sección de
pared externa, y una segunda sección de pared interna, que está
situada frente a la segunda sección de pared externa, estando
previsto así mismo uno de los dos elementos de empaquetadura entre
la primera sección de pared externa y la primera sección de pared
interna y estando previsto el otro elemento de empaquetadura entre
la segunda sección de pared externa y la segunda sección de pared
interna.
Los escalones, formados de este modo, de
conformidad con la invención, actúan como un émbolo, que puede ser
impulsado con presión de aceite a través del conducto de
alimentación para fluidos, previsto de conformidad con la
invención, con lo cual se proporciona finalmente un medio ventajoso,
adicional, para el desmontaje del compresor dinámico. En este caso,
se asegura por medio de los elementos de empaquetadura el que pueda
establecerse una presión de aceite suficientemente elevada. La
sección de forma escalonada puede estar configurada también en dos
piezas de tal manera, que la primera sección parcial esté unida de
manera desprendible con la segunda sección parcial. Por otra parte,
el pistón configurado de conformidad con la invención, puede ser
empleado para separar entre sí de manera radial y/o de manera axial
bajo ciertas circunstancias las secciones parciales aglutinadas
entre sí para fines de desmontaje, por medio del impulso del pistón
con presión de
aceite.
aceite.
A continuación se explica con mayor detalle un
ejemplo de realización de un turbocompresor de conformidad con la
invención por medio de los dibujos adjuntos. Se muestra:
en la figura 1 una representación en
semisección de un turbocompresor de conformidad con la invención,
y
en la figura 2 una representación en sección de
una sección de otro turbocompresor de conformidad con la
invención.
En la figura 1 se ha mostrado un turbocompresor
10, de conformidad con la invención, en una representación en
semisección. El turbocompresor 10 comprende una carcasa externa 12,
en la que está dispuesta una unidad compresora 14 en forma de un
haz. La unidad compresora 14 abarca una carcasa interna en forma de
una carcasa 16 de forma tubular, en la cual está alojado un rodete
con álabes 18 sobre un árbol 19. Sobre la pared interna 20 de la
carcasa de forma tubular se ha montado un elemento de estator
22.
Desde la carcasa externa 12 se extienden
radialmente tres elementos de carcasa en forma de paredes de soporte
24, que están previstas también en este caso como paredes
separadoras para las diversas etapas del proceso. La unidad
compresora 14 está alojada en tres orificios 26 de forma circular,
que están configurados en las paredes de soporte 24 y que están
orientados axialmente, respectivamente con un ajuste
estrecho.
estrecho.
Entre la pared interna 28 del orificio 26, que
está prevista como asiento para la unidad compresora 14, cuyo
orificio está configurado en la pared de soporte 24 situada en el
lado izquierdo de la figura 1, y la pared externa 30 de la carcasa
16 de forma tubular, se han dispuesto dos elementos de empaquetadura
32 distanciados entre sí en ranuras para elementos de
empaquetadura, que están configuradas en la carcasa 16 de forma
tubular. De manera alternativa, las ranuras para los elementos de
empaquetadura pueden estar configuradas también en la pared interna
28 del orificio 26. En el caso presente los dos elementos de
empaquetadura 32, distanciados entre sí, se extienden alrededor de
la carcasa 16 de forma tubular y forman junto con la pared externa
30 de la carcasa 16 de forma tubular y con la pared interna 28 del
orificio 26, en el que está alojada la unidad compresora 14, una
cavidad intermedia 34 de forma anular. A partir de esta cavidad
intermedia 34 se extiende, hacia el exterior, un taladro 36 a
través de la pared de soporte 24 y de la carcasa externa 12.
Desde el exterior puede alimentarse aceite al
taladro 36 a través de una conexión hidráulica (no representada),
con objeto de llenar con aceite la cavidad intermedia 34 de forma
anular y, de manera especial, para someterla a una elevada presión
de aceite. Por medio de la elevada presión de aceite, que puede ser
establecida de este modo en la cavidad intermedia 34 de forma
anular, pueden eliminarse, por medio de una lubrificación y de un
ensanchamiento, las aglutinaciones formadas por la compresión de los
gases sucios o corrosivos, que se encuentran entre la pared externa
30 de la carcasa 16 de forma tubular y la pared interna 28 del
orificio 26 de alojamiento, cuyas aglutinaciones impedirían en gran
medida en otro caso una retirada por tracción o bien una retirada
por empuje de la unidad compresora 14 a partir del alojamiento, que
está configurado en forma de un ajuste estrecho o, bajo ciertas
circunstancias, lo harían imposible. Al mismo tiempo se genera una
fuerza axial, que favorece una retirada por empuje de la unidad
compresora 14 a partir del ajuste, especialmente con fines de
desmontaje.
La pared de soporte 24, que está dispuesta
centralmente en la figura 1, está así mismo estanqueizada frente a
un resalte 38 por medio de dos elementos de empaquetadura 32, que
están distanciados entre sí, estando alojados los elementos de
empaquetadura 32 en ranuras, que están configuradas en el resalte
38. De manera alternativa, las ranuras pueden estar configuradas
también en la pared interna 28 de la pared de soporte 24, que está
dispuesta centralmente. Así mismo estos dos elementos de
empaquetadura 32 forman en combinación con el lado frontal del
resalte 38, que rodea a la unidad compresora 14, y en combinación
con la pared interna 28 del orificio 26, que está configurado en la
pared de soporte 24, una cavidad intermedia 34, de forma anular, que
puede ser ensanchada radialmente por medio de la aplicación de la
presión de aceite en el taladro 36. Así mismo, en este caso, la
unidad compresora 14 está alojada, junto con el resalte 38, en un
ajuste estrecho en el orificio 26, que está configurado en la pared
de soporte 24.
En la pared de soporte 24, que está representada
en la parte derecha de la figura 1, el orificio 26 sirve para el
alojamiento de la unidad compresora 14 junto con un resalte 38, que
abarca a la carcasa 16 de la unidad compresora 14, estando previsto
en este caso únicamente un elemento de empaquetadura 32 de tal
manera, que no está prevista la formación de una cavidad intermedia
de forma anular en lo que se refiere a esta pared de soporte 24, y
por lo tanto tampoco está previsto un apoyo flotante de la unidad
compresora 14 por medio de la presión de aceite. Desde la carcasa
externa 12 se extienden así mismo también varias paredes radiales
40, que en el caso presente están configuradas en forma de chapas
deflectoras.
De manera alternativa, las paredes de soporte 24
pueden extenderse también desde la carcasa 16 de la unidad
compresora 14, estando dispuestos en este caso los elementos de
empaquetadura 32 entre la pared interna de la carcasa externa 12 y
los lados frontales libres de las paredes de soporte 24. Las paredes
de soporte 24 pueden estar soldadas sobre la carcasa 16 de la
unidad compresora 14 o bien sobre la carcasa externa 12. Así mismo,
estas paredes pueden formar una sola pieza con la carcasa externa 12
o bien con la carcasa 16 de la unidad compresora 14 de tal manera
que pueden ser fresadas como un "todo" por ejemplo ya durante
la fabricación de la carcasa 16 o bien de la carcasa externa 12.
Las paredes de soporte 24, previstas de conformidad con la
invención, posibilitan un soporte eficaz entre la carcasa externa 12
y la unidad compresora 16.
La figura 2 muestra una representación en corte
de un detalle de otro turbocompresor 10, de conformidad con la
invención, presentado la carcasa 16 de la unidad compresora 14 una
sección de forma escalonada, que abarca dos secciones parciales 42
que están desplazadas entre sí. Las dos secciones parciales 42 están
unidas entre sí por medio de una unión por tornillos 44. Por medio
del desplazamiento de las dos secciones parciales 42 se forma un
punto de transición de forma escalonada, yaciendo axialmente en este
punto de transición la unidad compresora 14. De igual forma, en
este caso, se han previsto dos elementos de empaquetadura 32 para
realizar la estanqueización, extendiéndose un taladro 36, desde el
exterior, a través de la carcasa externa 12 y otro a través de la
pared de soporte 24 hasta el punto de transición de forma
escalonada. Cuando se impulse con presión de aceite el punto de
transición de forma escalonada, que actúa de conformidad con la
invención como un pistón, actuará sobre la sección derecha 42 de la
carcasa una fuerza dirigida axialmente hacia la derecha. Por medio
de una presión de aceite adecuadamente elevada puede ser empujada la
carcasa 16 fuera de su alojamiento, que está configurado en la
pared de soporte 24. De este modo puede simplificarse esencialmente
el desmontaje del turbocompresor 10.
Claims (5)
1. Compresor dinámico, especialmente
turbocompresor (10), con una carcasa externa (12), una unidad
compresora (14), que presenta una carcasa (16) de forma tubular,
con una pared externa (30) y con sección transversal
preferentemente de forma circular, estando alojada la unidad
compresora (14) en, al menos, un orificio (26) que tiene
preferentemente una forma circular, que está configurado en la
carcasa externa (12), cuyo orificio presenta una pared interna
(28), caracterizado porque están previstos dos elementos de
empaquetadura (32), distanciados entre sí, entre la pared externa
(30) de la carcasa (16) de forma tubular y la pared interna (28)
del orificio (26), en el que está alojada la unidad compresora (14),
y estando previsto además un conducto de alimentación para fluidos
(36) que atraviesa la carcasa externa (12) y que se extiende hasta
situarse entre los elementos de empaquetadura (32), que están
distanciados entre sí.
2. Compresor dinámico según la reivindicación 1,
caracterizado porque el conducto de alimentación para fluidos
(36) está constituido por uno o por varios taladros, que se
extienden a través de la carcasa externa (12) hasta situarse entre
los elementos de empaquetadura (32), distanciados entre sí.
3. Compresor dinámico según la reivindicación 1
o 2, caracterizado porque los elementos de empaquetadura
(32) están dispuestos respectivamente en una ranura que está
configurada en la pared externa (30) de la carcasa (16) de forma
tubular.
4. Compresor dinámico según la reivindicación 1
o 2, caracterizado porque los elementos de empaquetadura
(32) están dispuestos respectivamente en una ranura que está
configurada en la pared interna (28) del orificio (26) de la carcasa
externa (12).
5. Compresor dinámico según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la carcasa (16),
de forma tubular, presenta una sección de forma escalonada, que
comprende una primera sección parcial (42) con una primera sección
de pared externa y una segunda sección parcial (42) con una segunda
sección de pared externa, estando desplazada la primera sección
parcial (42) frente a la segunda sección parcial (42) y estando
adaptado a la forma escalonada al menos un orificio (46), que está
configurado en la carcasa externa (12) y presenta una primera
sección de pared interna, que está situada frente a la primera
sección de pared externa, y una segunda sección de pared interna,
que está situada frente a la segunda sección de pared externa, y
estando previsto así mismo uno de los dos elementos de
empaquetadura (32) entre la primera sección de pared externa y la
primera sección de pared interna y estando previsto el otro elemento
de empaquetadura entre la segunda sección de pared externa y la
segunda sección de pared interna.
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