Capisaldi della compressione: il compressore a labirinto Burckhardt

Di Norm Shade08 giugno 2023

La tecnologia unica dei compressori alternativi fu introdotta per la prima volta da Sulzer nel 1935

La crescita del mercato del gas naturale liquefatto (GNL) ha comportato una maggiore applicazione dei compressori a labirinto sia nelle installazioni fisse che in quelle marine. I compressori a labirinto alternativi verticali in linea utilizzano una tecnologia unica tra il pistone e la parete del cilindro e tra lo stelo e il premistoppa di tenuta dello stelo. L'effetto di tenuta a labirinto è creato da numerosi piccoli punti di strozzamento che resistono alle perdite dall'alta alla bassa pressione. Ad ogni punto di strozzamento, l'energia di pressione viene trasformata in energia cinetica come risultato della limitazione del flusso. Il processo continua in ciascuna combinazione di punto di strozzamento e camera volumetrica lungo la parete del pistone e lungo il premistoppa dello stelo finché non viene raggiunta la riduzione di pressione richiesta. Viene mantenuto un piccolo volume di spazio tra le superfici adiacenti e la quantità limitata di gas che passa attraverso il sistema di tenuta viene recuperata internamente. Questa tenuta senza contatto del pistone e dell'asta del pistone viene eseguita senza necessità di lubrificazione e senza contatto fisico che comporterebbe attrito meccanico o usura degli elementi di tenuta nella zona del cilindro del compressore. Ciò offre vantaggi per la compressione senza contaminazione dei gas puri e i compressori a labirinto hanno generalmente mostrato tempi di revisione più lunghi rispetto ad altri tipi di compressori alternativi.

Tuttavia, i compressori a labirinto non sono una novità. La maggior parte viene prodotta oggi da Burckhardt Compression, ma in realtà furono introdotti per la prima volta da Sulzer per la compressione dell'ammoniaca in un birrificio a Zurigo, in Svizzera, nel 1935. Dopo diversi anni di collaborazione, Sulzer acquisì la Burckhardt Engineering Works nel 1969. Alcuni anni dopo, il l'azienda viene ribattezzata Sulzer-Burckhardt AG. Prima di allora, sia Sulzer che Burkhardt avevano una lunga tradizione industriale, Sulzer in particolare nei motori a vapore e diesel, e Burkhardt nei compressori alternativi.

Sulzer fu fondata nel 1834 da Johann Jakob Sulzer-Neuffert a Winterthur, in Svizzera. Con i suoi due figli, Johann e Salomon, l'azienda iniziò a produrre ghisa. Nel 1841 i fratelli Sulzer realizzarono la prima macchina a vapore. Affiancato nel 1851 dall'ingegnere progettista inglese Charles Brown, Sulzer sviluppò per decenni nuovi motori a vapore rivoluzionari. Nel 1898 iniziò la collaborazione con Rudolph Diesel, che portò allo sviluppo del primo motore diesel Sulzer. Già nel 1880 Sulzer iniziò anche a costruire macchine frigorifere, un'impresa che in seguito portò allo sviluppo del compressore a labirinto per la compressione dell'ammoniaca senza olio utilizzata nei cicli di refrigerazione.

Franz Burckhardt fondò la sua azienda nel 1844 a Basilea, in Svizzera, producendo macchine per l'industria tessile. Nel 1856, l'azienda iniziò a produrre motori a vapore e nel 1883 sviluppò e vendette il suo primo compressore alternativo, una macchina monostadio funzionante a secco che produceva una pressione di 87 psig (6 bar). Sotto il figlio di Franz, August, l'azienda Burckhardt iniziò a sviluppare compressori ad alta pressione. Nel 1913, consegnò un compressore per la sintesi dell'ammoniaca da 4.350 psig (300 bar) a BASF in Germania, un cliente che aveva acquistato uno dei primi compressori Burckhardt nel 1885. Negli anni '20, l'azienda iniziò a sviluppare compressori per 12.327 psig (850 bar). e poi processi di sintesi dell'ammoniaca a 14.500 psig (1000 bar). Nel 1948, la tecnologia ad alta pressione di Burkhardt era progredita fino alla produzione di uno speciale compressore da 58.000 psig (4.000 bar) per un impianto pilota negli Stati Uniti e nel 1951 ha prodotto undici ipercompressori da 21.750 psig (1.500 bar) per la produzione di polietilene ( LDPE).

A partire dal 2000, Sulzer ha iniziato a cedere molte delle sue divisioni per riorientare la propria attività. Ciò fu completato nel 2002, quando Sulzer-Burckhardt fu venduta al suo team di gestione, diventando Burckhardt Compression. Nel 2006, Burckhardt Compression è emersa come società quotata in borsa ed è stata tra i leader mondiali in un'ampia gamma di tecnologie di compressori alternativi.