System zur Verdichtung von Gasen

Die Erfindung betrifft ein System zur Verdichtung von Gasen.

Bei erfindungsgemäßen Systemen zur Verdichtung von Gasen wer¬ den häufig Gasturbinen zum Antrieb von Verdichtersträngen eingesetzt. Da eine Gasturbine nicht allein auf ihre Nenn- drehzahl kommt, wird eine elektrische Maschine, ein sogenann ^¬ ter Starter, zur Beschleunigung des angetriebenen Wellen¬ strangs auf die Zünddrehzahl der Gasturbine benötigt.

Der Starter-Motor wird am Ende des angetriebenen Wellen- Strangs angeordnet. Dies ist nachteilig im Sinne der Rotordy ^¬ namik, außerdem ist die Zugänglichkeit bei Wartung der Gas ^¬ turbine und/oder der Verdichterstränge lediglich einge ^¬ schränkt gegeben. Daher wird angestrebt den Starter-Motor zwischen Verdichterstrang und Gasturbine anzuordnen. Neben dem zu übertragenden Moment der elektrischen Maschine muss aber dann die Welle der elektrischen Maschine auch das An¬ triebsmoment der Gasturbine aufnehmen und übertragen können. Dies erschwert die Dimensionierung der herkömmlich eingesetz¬ ten elektrischen Maschinen wie Synchron- oder Asynchronmoto- ren erheblich, da aufgrund der vom Prozess geforderten hohen Drehzahlen nur geringe Maschinendurchmesser einsetzbar sind. Dadurch reduziert sich gegebenenfalls der erforderliche WeI- lenkerndurchmesser und wird eventuell sogar unterschritten, so dass diese Maschinen nicht mehr ausführbar sind.

Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zur Verdichtung von Gasen vorzusehen, das die oben ge¬ nannten Nachteile vermeidet .

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch ein System zur Verdichtung von Gasen mit zumindest einem Verdichter, der durch eine Gasturbine über einen Wellenstrang angetrieben

wird, wobei ein Asynchronmotor mit massiven Läufer als Star¬ ter einsetzbar ist.

Das antreibende Moment wird durch die Wirbelströme in dem dem Stator zugeordneten Wellenstrang gebildet. Da der Asynchron¬ motor nur kurzzeitig eingeschaltet wird, ist der vergleichs ^¬ weise schlechte Wirkungsgrad und Leistungsfaktor gegenüber herkömmlichen Motoren von untergeordneter Bedeutung.

Die Welle zwischen Gasturbine und Verdichterstrang kann ins¬ besondere bei Anordnung des Starter-Motors zwischen Gasturbi ^¬ ne und Verdichter hinsichtlich der Drehmomentdurchleitung und der Rotordynamik in weiten Grenzen optimiert werden. Die Wel¬ le kann dem vorliegenden zu übertragenden Moment angepasst werden. Da keine Läuferwicklung für die Asynchronmaschine auf der Welle vorzusehen ist, sondern nur die Wirbelströme im massiven Eisen genutzt werden, sind die Einschränkungen durch den elektrischen Starter-Antrieb minimiert.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol¬ genden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbei¬ spiels in der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

FIG 1, 2 ein System zur Verdichtung von Gasen.

FIG 1 zeigt ein System zur Verdichtung von Gasen mit einem Verdichter 1, der einen Wellenstrang 3 aufweist, wobei an diesem Wellenstrang 3 auch die Gasturbine 2 und eine elektri- sehe Maschine 4, insbesondere eine Asynchronmaschine angeord ^¬ net sind. Die Asynchronmaschine 4 weist u.a. einen Stator 5 und einen Läufer 6 aus, der massiv ausgebildet ist, vorzugs ^¬ weise ein Teil des Wellenstrangs 3 darstellt. Ein Teil des Wellenstranges 3 bildet den massiven Läufer 6. Der Wellen- sträng 3 weist vorteilhafterweise auf seiner axialen Länge das gleiche Material auf. Der Wellenstrang 3 kann auch, wie in FIG 2 dargestellt, im Bereich des Stators 5 radial etwas

zurückgesetzt sein. Da die Gasturbine 2 nicht alleine auf Nenndrehzahl kommt, wird der Asynchronmotor 4 als Starter zur Beschleunigung des Wellenstranges 3 auf die Zünddrehzahl der Gasturbine 2 eingesetzt. Dadurch, dass der Läufer 6 mit mas- siven Ballen ohne Käfigwicklung für diese Anwendung einge¬ setzt wird, wird das antreibende Moment lediglich durch die Wirbelströme in der Ballenoberfläche des Läufers (6) gebil ^¬ det. Da der Asynchronmotor nur für den Start-Vorgang einge¬ schaltet wird, ist der gegenüber herkömmlichen Maschinen ver- gleichsweise schlechte Wirkungsgrad und Leistungsfaktor ver ^¬ nachlässigbar.