EP2065555B1 - Verfahren zum Betrieb einer Verdichtervorrichtung und zugehörige Verdichtervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Verdichtervorrichtung und zugehörige Verdichtervorrichtung Download PDF

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EP2065555B1
EP2065555B1 EP07023293A EP07023293A EP2065555B1 EP 2065555 B1 EP2065555 B1 EP 2065555B1 EP 07023293 A EP07023293 A EP 07023293A EP 07023293 A EP07023293 A EP 07023293A EP 2065555 B1 EP2065555 B1 EP 2065555B1
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EP
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compressor
cooling
space
pressure
medium
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EP07023293A
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Ludger Alfes
Wolfgang Zacharias
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to US12/744,764 priority patent/US8529217B2/en
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    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/062—Canned motor pumps pressure compensation between motor- and pump- compartment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D25/0686—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven specially adapted for submerged use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/584—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine

Definitions

  • the invention relates to a compressor device with a compressor chamber and a cooling space adjacent to the compressor chamber.
  • a multiphase pump for undersea operation in which a pressure compensation system provides for a positive pressure gradient between a lubricating and cooling fluid and the process medium, the driving electric motor is separated by means of a shaft seal of the pump and the drive-side volume completely with the lubricating - And coolant is filled.
  • the solution according to the invention should be usable in particular for compressor devices in the oil and gas industry.
  • a compressor device having a compressor chamber and a cooling chamber adjoining the compressor chamber is provided in which, during operation of the compressor device, the pressure of the cooling medium in the cooling chamber is maintained above the pressure of the compressor medium in the compressor chamber.
  • the compressor device according to the invention is accordingly a means for maintaining the pressure of the cooling medium in the cooling chamber above the Pressure of the compressor medium provided in the compressor chamber during operation of the compressor device.
  • the compressor device comprises an electric drive, a compressor room containing a compressor medium, and a cooling space adjacent to the compressor room, which includes a cooling medium which can be conveyed out of and into the refrigerated room through a refrigeration cycle line, the compressor room being surrounded by a cooling space Surrounding wall in the form of a tube which encloses the compressor chamber with respect to the cooling space and the cooling space is part of a cooling device, wherein the cooling medium is used for dissipating heat, which is mainly caused by a stator part of the electric drive, and provides a means for holding the pressure of the cooling medium in the cooling space above the pressure of the compressor medium in the compressor chamber during operation of the compressor device.
  • the pressure of the cooling medium is maintained during the operation of the compressor device above the pressure of the compressor or compressor medium. According to the invention, this ensures that even in the case of leaks on a partition between the compressor chamber and the cooling chamber, no gas can escape from the compressor device into the cooling medium.
  • the compressor device according to the invention is in view of the danger situation on the partition wall between the compressor room and the refrigerator is particularly well protected.
  • the gas volume of the compressor chamber is securely sealed by the higher pressure in the cold room and the associated cooling circuit.
  • temperature and / or pressure-related volume changes in the cooling space are compensated by means of a balancing device by introducing and discharging cooling media into and out of the cooling space.
  • the system according to the invention and the associated method are furthermore independent with regard to the actual size or the volume of the cooling circuit of the compressor device. Regardless of whether there is a large or a small volume of the cooling circuit, the volume can always be completely filled with the aid of the compensation device according to the invention.
  • gas bubbles are also preferably removed from the cooling medium by means of a venting device.
  • This venting device also contributes to ensuring the invention, in comparison to the compressor room higher pressure in the refrigerator at.
  • the above-mentioned compensation device is further designed with a differential pressure regulator for regulating the differential pressure between the cooling chamber and the compressor chamber, which has a control piston and a control valve operable with this.
  • a differential pressure regulator for regulating the differential pressure between the cooling chamber and the compressor chamber, which has a control piston and a control valve operable with this.
  • On the control piston acts advantageous on one side of the pressure of the compressor or the pressure prevailing in the compressor chamber.
  • On the other side of the control piston is in particular the pressure of the cooling medium, which, so that it can be held higher than the pressure in the compressor chamber, is increased by an additional force acting on the control piston.
  • the differential pressure regulator is designed with a control piston, which has a first piston chamber fluidly connected to the cooling chamber and a second piston chamber fluidly connected to the compressor chamber and wherein the control piston is biased on the side of the second piston chamber resiliently toward the first piston chamber.
  • the resilient bias of this type generates in the first piston chamber an increase in pressure in comparison to the second piston chamber, so that in this way the pressure of the cooling medium, as provided according to the invention, is kept higher than the pressure of the compressor medium.
  • the compensation device according to the invention is further preferably designed with a differential pressure measuring device for measuring the differential pressure between the cooling space and the compressor space.
  • the differential pressure measuring device determines during operation of the compressor device according to the invention the said differential pressure and generates a signal that is introduced at low or no differential pressure with the above-mentioned compensation device cooling medium in the cooling circuit in the refrigerator.
  • the compensation device is preferably designed with a pressure generator for conveying cooling medium into the cooling space, which, in particular, as explained above, can be actuated by the differential pressure measuring device.
  • the compensation device according to the invention is designed with a pressure relief for discharging cooling medium from the cooling space, which can be actuated by the above-mentioned control piston.
  • a pressure relief advantageously, a pressure relief valve and / or a safety valve may be provided on the pressure generator.
  • differential pressure protection provided between the pressure side of the cooling medium and the pressure side of the compressor medium, which ensure a pressure relief by means of a movable wall at an increased differential pressure between these two sides of a compressor according to the invention from a predetermined pressure threshold.
  • the FIGURE shows a highly schematic function diagram of an embodiment of a compressor device according to the invention.
  • a compressor device 10 is designed in the form of a turbo-compressor and in this case has a compressor chamber 12 with a drive (not shown), which is partially integrated therein, of the turbo-compressor.
  • a compressor chamber 12 In the compressor chamber 12 is a (not illustrated in detail) compressor medium.
  • the compressor chamber 12 is surrounded by a partition wall 14 in the form of a tube which encloses the compressor chamber 12 with respect to a cooling space 16.
  • the cooling space 16 is part of a cooling device 18 and includes a (not further illustrated) cooling medium, which can be conveyed by a cooling circuit line 20 out of the cooling space 16 and into this.
  • the cooling medium serves to dissipate heat, which arises mainly through the stator of the electric drive.
  • a cooling pump 22 with an associated cooling pump drive 24 and a cooler 26 are connected in series.
  • a differential pressure control device 28 which has a control piston 30.
  • the control piston 30 separates a first Piston chamber 32 from a second piston chamber 34, wherein in the first piston chamber 32, the pressure of the cooling medium and in the second piston chamber 34, the pressure of the compressor medium is present.
  • the second piston chamber 34 is also a spring element 36, by means of which the control piston 30 is urged resiliently in the direction of the first piston chamber 32. In this way prevails in the first piston chamber 32 in comparison to the second piston chamber 34 higher pressure.
  • a valve 38 is further actuated, by means of the cooling medium from the cooling circuit line 20 can be discharged. This discharging takes place when the volume of the cooling medium in the cooling circuit line 20 in the region between the cooling space 16 and the cooling pump 22 (in particular due to heating of the cooling medium) expands. Such expansion of the cooling medium causes the control piston 30 is urged toward the second piston chamber 34 and thereby the valve 38 is opened. The valve 38 then releases a line to a refill and storage device 40 through which cooling medium can drain.
  • the valve 38 is arranged in the installed state in the system at the highest point. This ensures that the valve 38 assumes the function of a venting device and the system is vented via the valve 38.
  • a differential pressure measuring device 42 is provided to detect the differential pressure between the first piston chamber 32 and the second piston chamber 34 by measurement.
  • the differential pressure measuring device 42 has a measuring means 44 and a signal generator 46 of a predefined upper measuring threshold as well as a signal generator 48 of a predefined lower measuring threshold.
  • the signal generator 48 When the differential pressure between the first piston chamber 32 and the second piston chamber 34 decreases below the value of the lower - measured threshold, the signal generator 48 generates an electrical signal, which is passed to a controller 50 of a Nach spallpumpenantriebs 52.
  • the safety valve 58 secures the refilling and storage device 40 and essentially the line passing behind the pump 54 against overpressure z. B. with closed check valve 60 or closed shut-off, while the check valve 60 prevents a backflow of coolant from the cooling circuit line 20 back into the storage tank 56 during standstill of the refill 54.
  • the cooling medium is introduced by means of the refill pump 54 into the cooling circuit line 20 between the cooling space 16 and the cooling pump 22, so that thereby the pressure in the cooling chamber 16 and in the first piston chamber 32 is heard. This increase in pressure takes place until the signal generator 46 determines the upper measuring threshold for the pressure difference between the first piston chamber 32 and the second piston chamber 34.
  • a control valve 66 for introducing nitrogen into the storage tank 56 is provided at the refilling and storage device 40, which takes place with cooling media which are sensitive to atmospheric moisture or React oxygen or be shielded against an external atmosphere.
  • two differential pressure fuses 70 and 72 are interposed between the cooling chamber 16 and the compressor chamber 12 at an excessive differential pressure between the compressor chamber 12 and the cooling chamber 16 on both sides (ie once in the direction of the compressor chamber 12 and once in the direction of the cooling chamber 16). from a predefined pressure threshold can form a pressure relief.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verdichtervorrichtung mit einem Verdichterraum und einen an den Verdichterraum angrenzenden Kühlraum .
  • Bei bekannten Verdichtervorrichtungen bzw. Kompressorvorrichtungen ist es üblich den Verdichterraum zu kühlen und dazu einen an den Verdichterraum angrenzenden Kühlraum vorzusehen. So ist es bei bekannten Kompressorvorrichtungen mit einem gemeinsamen Druckgehäuse für Antrieb und Kompressor bekannt, zur Trennung eines Verdichtermediums im Verdichterraum vom Kühlmedium im angrenzenden Kühlraum eine vergleichsweise dünne Trennwand vorzusehen. Diese Trennwand kann beispielsweise ein Rohr sein, welches bei einer Kompressorvorrichtung zwischen dessen elektrischem Stator und dem Rotor vorgesehen sein soll. Ein derartiges Rohr soll zur Erreichung der gewünschten elektrischen Funktionalität möglichst dünn gestaltet sein. Ein derart dünnwandiges Rohr ist in seiner Druckstabilität allerdings begrenzt, so dass im Hinblick auf die vorhandene Drucksituation zwischen Verdichterraum und Kühlraum jegliches Gefahrenpotential ausgeschlossen werden muss.
  • Damit selbst bei hohen Kompressordrücken mit vergleichsweise dünnwandigen Rohren gearbeitet werden kann, ist es bekannt den Druck des Kühlmediums mit Hilfe eines Kolbenspeichers kleiner oder gleich dem Kompressordruck zu halten. Ein derartiges System, wie es beispielsweise aus EP 1 482 179 B1 bekannt ist, ist allerdings sehr aufwendig zu justieren und kann gegebenenfalls durch einen Einschluss von Gasen, wie beispielsweise Luft, in den Medien in seiner Funktion erheblich gestört werden.
  • Aus der WO 98/53182 ist bereits eine Mehrphasenpumpe für den unterseeischen Betrieb bekannt, bei der ein Druckausgleichssystem für ein positives Druckgefälle zwischen einer Schmier- und Kühlflüssigkeit und dem Prozessmedium sorgt, wobei der antreibende Elektromotor mittels einer Wellendichtung von der fördernden Pumpe getrennt ist und das antriebsseitige Volumen vollständig mit der Schmier- und Kühlflüssigkeit gefüllt ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verdichtervorrichtung zu schaffen, bei dem die oben genannten Probleme auf kostengünstige Weise gelöst und insgesamt ein gefahrenlos zu betreibender Kompressor selbst für hohe Kompressionsdrücke geschaffen ist. Die erfindungsgemäße Lösung soll insbesondere für Verdichtervorrichtungen in der Öl- und Gasindustrie verwendbar sein.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Verdichtervorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß ist eine Verdichtervorrichtung mit einem Verdichterraum und einem an den Verdichterraum angrenzenden Kühlraum geschaffen, bei dem während des Betriebs der Verdichtervorrichtung der Druck des Kühlmediums im Kühlraum über dem Druck des Verdichtermediums im Verdichterraum gehalten wird. Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Verdichtervorrichtung ist entsprechend ein Mittel zum Halten des Drucks des Kühlmediums im Kühlraum über dem Druck des Verdichtermediums im Verdichterraum während des Betriebs der Verdichtervorrichtung vorgesehen.
  • Die erfindungsgemäße Verdichtervorrichtung weist einen elektrischen Antrieb, einen Verdichterraum, der ein Verdichtermedium beinhaltet, und einen an den Verdichterraum angrenzenden Kühlraum auf, der ein Kühlmedium beinhaltet, welches durch eine Kühlkreislaufleitung aus dem Kühlraum heraus und in diesen hineingefördert werden kann, wobei der Verdichterraum von einer Trennwand in Gestalt eines Rohres umgeben ist, welches den Verdichterraum gegenüber dem Kühlraum kapselt und der Kühlraum Teil einer Kühleinrichtung ist, wobei das Kühlmedium zum Abführen von Wärme dient, welche hauptsächlich durch einen Statorteil des elektrischen Antriebes entsteht, und sieht ein Mittel vor, zum Halten des Drucks des Kühlmediums im Kühlraum über dem Druck des Verdichtermediums im Verdichterraum während des Betriebs der Verdichtervorrichtung.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Druck des Kühlmediums während des Betriebs der Verdichtervorrichtung über dem Druck des Verdichter- bzw. Kompressormediums gehalten. Erfindungsgemäß ist dadurch gewährleistet, dass selbst bei Undichtigkeiten an einer Trennwand zwischen Verdichterraum und Kühlraum kein Gas aus der Verdichtervorrichtung in das Kühlmedium austreten kann. Die erfindungsgemäße Verdichtervorrichtung ist im Hinblick auf die Gefahrensituation an der Trennwand zwischen Verdichterraum und Kühlraum besonders gut abgesichert. Das Gasvolumen des Verdichterraums ist durch den höheren Druck im Kühlraum und den zugehörigen Kühlkreislauf sicher abgedichtet.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt werden insbesondere temperatur- und/oder druckbedingte Volumenänderungen im Kühlraum mittels einer Ausgleichseinrichtung durch Einschleusen und Ausschleusen von Kühlmedien in den bzw. aus dem Kühlraum ausgeglichen. Neben der damit erzielten Absicherung der Drucksituation im Kühlraum sind das derartige erfindungsgemäße System und das zugehörige Verfahren ferner unabhängig im Hinblick auf die tatsächliche Größe bzw. das Volumen des Kühlkreislaufs der Verdichtervorrichtung. Egal ob ein großes oder ein kleines Volumen des Kühlkreislaufs vorliegt, das Volumen kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausgleichseinrichtung stets vollständig gefüllt werden.
  • Bevorzugt werden bei der erfindungsgemäßen Lösung ferner Gasblasen aus dem Kühlmedium mittels einer Entlüftungseinrichtung abgeführt. Diese Entlüftungseinrichtung trägt ebenfalls zur Sicherstellung des erfindungsgemäßen, im Vergleich zum Verdichterraum höheren Drucks im Kühlraum bei.
  • Erfindungsgemäß ist ferner die oben genannte Ausgleichseinrichtung mit einem Differenzdruckregler zum Regeln des Differenzdruckes zwischen dem Kühlraum und dem Verdichterraum gestaltet, der einen Regelkolben und ein mit diesem betätigbares Regelventil aufweist. Auf den Regelkolben wirkt dabei vorteilhaft auf einer Seite der Druck des Kompressors bzw. der Druck, welcher im Verdichterraum vorherrscht. Auf der anderen Seite des Regelkolbens steht insbesondere der Druck des-Kühlmediums an, der, damit er höher als der Druck im Verdichterraum gehalten werden kann, durch eine zusätzlich am Regelkolben wirkende Kraft erhöht wird.
  • Besonders bevorzugt ist der Differenzdruckregler dabei mit einem Regelkolben gestaltet, der eine mit dem Kühlraum fluidleitend verbundene erste Kolbenkammer und eine mit dem Verdichterraum fluidleitend verbundene zweite Kolbenkammer aufweist und bei dem der Regelkolben auf der Seite der zweiten Kolbenkammer federnd in Richtung zur ersten Kolbenkammer vorgespannt ist. Die derartige federnde Vorspannung erzeugt in der ersten Kolbenkammer eine Druckerhöhung im Vergleich zur zweiten Kolbenkammer, so dass auf diese Weise der Druck des Kühlmediums, wie erfindungsgemäß vorgesehen, höher als der Druck des Verdichtermediums gehalten wird.
  • Die erfindungsgemäße Ausgleichseinrichtung ist ferner bevorzugt mit einer Differenzdruckmesseinrichtung zum Messen des Differenzdrucks zwischen dem Kühlraum und dem Verdichterraum gestaltet. Die Differenzdruckmessungseinrichtung ermittelt während des Betriebs der erfindungsgemäßen Verdichtervorrichtung den genannten Differenzdruck und erzeugt ein Signal, dass bei geringem oder keinem Differenzdruck mit der oben genannten Ausgleichseinrichtung Kühlmedium in den Kühlkreislauf in den Kühlraum eingeschleust wird.
  • Die Ausgleichseinrichtung ist dazu bevorzugt mit einem Druckerzeuger zum Nachfördern von Kühlmedium in den Kühlraum gestaltet, welcher insbesondere, wie oben erläutert, von der Differenzdruckmesseinrichtung betätigbar ist.
  • Ferner ist die Ausgleichseinrichtung erfindungsgemäß mit einem Druckablass zum Ablassen von Kühlmedium aus dem Kühlraum gestaltet, welche von dem oben genanntem Regelkolben betätigbar ist. Als Druckablass kann zusätzlich vorteilhaft ein Überdruckventil und/oder ein Sicherheitsventil an dem Druckerzeuger vorgesehen sein. Zur Absicherung der erfindungsgemäßen Verdichtervorrichtung sind ferner vorteilhaft so genannte Differenzdruckabsicherungen zwischen der Druckseite des Kühlmediums und der Druckseite des Verdichtermediums vorgesehen, die bei einem erhöhtem Differenzdruck zwischen diesen beiden Seiten eines erfindungsgemäßen Kompressors ab einer vorbestimmten Druckschwelle eine Druckentlastung mittels einer beweglichen Wand sicherstellen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigt die Fig. einen stark schematischen Funktionsplan eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Verdichtervorrichtung.
  • Eine Verdichtervorrichtung 10 ist in Gestalt eines Turbokompressors ausgebildet und weist dabei einen Verdichterraum 12 mit einem darin teilweise integrierten Antrieb (nicht dargestellt) des Turbokompressors auf. In dem Verdichterraum 12 befindet sich ein (nicht näher veranschaulichtes) Verdichtermedium.
  • Der Verdichterraum 12 ist von einer Trennwand 14 in Gestalt eines Rohres umgeben, welche den Verdichterraum 12 gegenüber einem Kühlraum 16 kapselt. Der Kühlraum 16 ist Teil einer Kühleinrichtung 18 und beinhaltet ein (nicht näher veranschaulichtes) Kühlmedium, welches durch eine Kühlkreislaufleitung 20 aus dem Kühlraum 16 heraus und in diesen hineingefördert werden kann. Das Kühlmedium dient dabei zum Abführen von Wärme, welche hauptsächlich durch den Statorteil des elektrischen Antriebes entsteht. In die Kühlkreislaufleitung 20 sind dazu eine Kühlpumpe 22 mit einem zugehörigen Kühlpumpenantrieb 24 sowie ein Kühler 26 in Reihe geschaltet.
  • An der Verdichtervorrichtung 10 ist eine Differenzdruckregeleinrichtung 28 vorgesehen, die einen Regelkolben 30 aufweist. Der Regelkolben 30 trennt eine erste Kolbenkammer 32 von einer zweiten Kolbenkammer 34 ab, wobei in der ersten Kolbenkammer 32 der Druck des Kühlmediums und in der zweiten Kolbenkammer 34 der Druck des Verdichtermediums ansteht. In der zweiten Kolbenkammer 34 befindet sich ferner ein Federelement 36, mittels dem der Regelkolben 30 federnd in Richtung auf die erste Kolbenkammer 32 gedrängt wird. Auf diese Weise herrscht in der ersten Kolbenkammer 32 ein im Vergleich zur zweiten Kolbenkammer 34 höherer Druck.
  • Vom Regelkolben 30 ist ferner ein Ventil 38 betätigbar, mittels dem Kühlmedium aus der Kühlkreislaufleitung 20 ausgeschleust werden kann. Dieses Ausschleusen findet statt, wenn sich das Volumen des Kühlmediums in der Kühlkreislaufleitung 20 im Bereich zwischen dem Kühlraum 16 und der Kühlpumpe 22 (insbesondere auf Grund einer Erwärmung des Kühlmediums) ausdehnt. Die derartige Ausdehnung des Kühlmediums führt dazu, dass der Regelkolben 30 in Richtung zur zweiten Kolbenkammer 34 gedrängt wird und dadurch das Ventil 38 geöffnet wird. Das Ventil 38 gibt dann eine Leitung zu einer Nachfüll- und Speichereinrichtung 40 frei, durch die Kühlmedium abfliesen kann.
    Das Ventil 38 ist im eingebauten Zustand im System an der höchsten Stelle angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass das Ventil 38 die Funktion einer Entlüftungseinrichtung übernimmt und das System über das Ventil 38 entlüftet wird. Eine Differenzdruckmesseinrichtung 42 ist dazu vorgesehen, den Differenzdruck zwischen der ersten Kolbenkammer 32 und der zweiten Kolbenkammer 34 messtechnisch zu erfassen. Die Differenzdruckmesseinrichtung 42 weist dazu ein Messmittel 44 und einen Signalerzeuger 46 einer vordefinierten oberen Messschwelle sowie einen Signalerzeuger 48 einer vordefinierten unteren Messschwelle auf. Wenn der Differenzdruck zwischen der ersten Kolbenkammer 32 und der zweiten Kolbenkammer 34 unter den Wert der unteren - Messschwelle absinkt, erzeugt der Signalerzeuger 48 ein elektrisches Signal, welches zu einer Steuerung 50 eines Nachfüllpumpenantriebs 52 geleitet wird. Der Nachfüllpumpenantrieb 52 gehört zu einer Nachfüllpumpe 54, mittels der Kühlmedium aus einem Speichertank 56 der Nachfüll- und Speichereinrichtung 40 vorbei an einem Sicherheitsventil 58 durch eine Rückschlagarmatur 60 und ein Absperrorgan 62 in die Kühlkreislaufleitung 20 eingeschleust werden kann.
  • Das Sicherheitsventil 58 sichert die Nachfüll- und Speichereinrichtung 40 und im Wesentlichen die durchführende Leitung hinter der Pumpe 54 dabei gegen Überdruck z. B. bei geschlossener Rückschlagarmatur 60 oder geschlossenem Absperrorgan ab, während die Rückschlagarmatur 60 einen Rückfluss von Kühlmittel aus der Kühlkreislaufleitung 20 zurück in den Speichertank 56 während des Stillstands der Nachfüllpumpe 54 verhindert.
  • Das Kühlmedium wird mittels der Nachfüllpumpe 54 in die Kühlkreislaufleitung 20 zwischen dem Kühlraum 16 und der Kühlpumpe 22 eingeleitet, so dass damit auch der Druck im Kühlraum 16 sowie in der ersten Kolbenkammer 32 erhört wird. Diese Erhöhung des Drucks erfolgt solange, bis mit dem Signalerzeuger 46 die obere Messschwelle für die Druckdifferenz zwischen der ersten Kolbenkammer 32 und der zweiten Kolbenkammer 34 ermittelt wird.
  • Auf diese Weise bilden die Differenzdruckregeleinrichtung 28 mit ihrem Ventil 38, die Differenzdruckmesseinrichtung 42 sowie die Nachfüll- und Speichereinrichtung 40 mit ihrer Nachfüllpumpe 54 zusammen eine Ausgleichseinrichtung 64, mittels der sichergestellt ist, dass während des Betriebs der Verdichtervorrichtung 10 der Druck des Kühlmediums im Kühlraum 16 über den Druck des Verdichtermediums im Verdichterraum 12 gehalten wird.
  • An der Nachfüll- und Speichereinrichtung 40 ist schließlich noch ein Regelventil 66 zum Einschleusen von Stickstoff in den Speichertank 56 vorgesehen, was bei Kühlmedien stattfindet, die empfindlich gegen Luftfeuchtigkeit oder Luftsauerstoff reagieren bzw. die gegen eine äußere Atmosphäre abgeschirmt werden sollen. Ein am Speichertank 56 ferner vorgesehenes Überdruckventil 68 sichert dabei den Speichertank 56 gegen Überdruck ab.
  • Ferner sind zwischen dem Kühlraum 16 und dem Verdichterraum 12 noch zwei Differenzdruckabsicherungen 70 und 72 zwischengeschaltet, die bei einem überhohen Differenzdruck zwischen dem Verdichterraum 12 und dem Kühlraum 16 zu beiden Seiten (d.h. einmal in Richtung des Verdichterraums 12 und einmal in Richtung des Kühlraums 16) ab einer vordefinierten Druckschwelle eine Druckentlastung bilden können.

Claims (6)

  1. Verdichtervorrichtung (10) mit einem elektrischen Antrieb, einem Verdichterraum (12), der ein Verdichtermedium beinhaltet und in den der elektrische Antrieb teilweise integriert ist, und einem an den Verdichterraum (12) angrenzenden Kühlraum (16), der ein Kühlmedium beinhaltet, welches durch eine Kühlkreislaufleitung (20) aus dem Kühlraum (16) heraus und in diesen hineingefördert werden kann, wobei der Verdichterraum (12) von einer Trennwand (14) in Gestalt eines Rohres umgeben ist, welches den Verdichterraum (12) gegenüber dem Kühlraum (16) kapselt und der Kühlraum (16) Teil einer Kühleinrichtung (18) ist, wobei das Kühlmedium zum Abführen von Wärme dient, welche hauptsächlich durch einen Statorteil des elektrischen Antriebes entsteht, und ein Mittel zum Halten des Drucks des Kühlmediums im Kühlraum (16) über dem Druck des Verdichtermediums im Verdichterraum (12) während des Betriebs der Verdichtervorrichtung (10) vorgesehen ist, so dass das Gasvolumen des Verdichterraums (12) durch den höheren Druck im Kühlraum (16) und dem zugehörigen Kühlkreislauf sicher abgedichtet ist, wobei das Mittel mit einem Differenzdruckregler (28) zum Regeln des Differenzdruckes zwischen dem Kühlraum und dem Verdichterraum gestaltet ist, der einen Regelkolben (30) und ein Regelventil aufweist, mittels dem Kühlmedium aus der Kühlkreislaufleitung (20) ausgeschleust werden kann, wobei der Regelkolben (30) eine mit dem Kühlraum (16) fluidleitend verbundene erste Kolbenkammer (32) und eine mit dem Verdichterraum (12) fluidleitend verbundene zweite Kolbenkammer (34) aufweist und auf der Seite der zweiten Kolbenkammer (34) federnd in Richtung zur ersten Kolbenkammer (32) vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil mit dem Regelkolben betätigbar ist.
  2. Verdichtervorrichtung nach Anspruch 1,
    bei dem das Mittel mit einer Differenzdruckmesseinrichtung (42) zum Messen des Differenzdruckes zwischen dem Kühlraum (16) und dem Verdichterraum (12) gestaltet ist.
  3. Verdichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
    bei dem das Mittel mit einer Ausgleichseinrichtung (64) zum Einschleusen und Ausschleusen von Kühlmedium in den bzw. aus dem Kühlraum (16) gestaltet ist, um insbesondere temperatur - und/oder druckbedingte Volumenänderungen des Kühlmediums im Kühlraum (16) auszugleichen.
  4. Verdichtervorrichtung nach Anspruch 3,
    bei dem die Ausgleichseinrichtung (64) mit einem Druckerzeuger (54) zum Nachfördern von Kühlmedium in den Kühlraum gestaltet ist.
  5. Verdichtervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
    bei dem die Ausgleichseinrichtung (64) mit einem Druckablass (38) zum Ablassen von Kühlmedium aus dem Kühlraum (16) gestaltet ist.
  6. Verdichtervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    bei dem das Mittel mit einer Entlüftungseinrichtung (38) gestaltet ist, um Gasblasen aus dem Kühlmedium abzuführen.
EP07023293A 2007-11-30 2007-11-30 Verfahren zum Betrieb einer Verdichtervorrichtung und zugehörige Verdichtervorrichtung Not-in-force EP2065555B1 (de)

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