Fundamentos da Compressão: Compressores de Parafuso Rotativo Howden

A linha WRV da Howden possui sete tamanhos de estrutura, com diâmetros de rotor de 6,4 a 22,8 polegadas (163 a 580 mm), cada um disponível com dois a seis comprimentos de rotor. A imagem mostra um dos maiores tamanhos de estrutura.

A Howden Company teve origem em 1854, quando James Howden fundou uma empresa de consultoria em engenharia naval. No seu primeiro ano de atividade, obteve uma patente para o aperfeiçoamento da fabricação de rebites e, alguns anos depois, uma patente para melhorias de eficiência em motores e caldeiras de navios. Em 1857, começou a projetar e fornecer caldeiras e motores a vapor para a indústria naval.

Em 1862, Howden construiu uma fábrica em Glasgow, na Escócia, em vez de subcontratar o trabalho. Continuando a conceber novas ideias para melhorar a eficiência, ele patenteou o sistema de "calada forçada Howden" em 1882, que permitiu que os navios navegassem duas vezes mais rápido com metade da quantidade de carvão. Mais de mil navios foram equipados com o novo sistema nos anos seguintes.

Por volta de 1880, a empresa não conseguiu encontrar um fornecedor confiável para fabricar os ventiladores necessários para o sistema de ventilação forçada, então construiu outra fábrica em Glasgow para esse fim. Este local seria a sede principal da empresa por quase cem anos.

Por volta de 1900, a Howden começou a produzir motores a vapor de alta velocidade para geração de eletricidade em terra. Em pouco tempo, um grande número dessas unidades, com potência de até 2000 hp (1491 kW), estava sendo instalado em municípios, fábricas e usinas. O próximo passo lógico foi a fabricação de turbinas a vapor pela Howden em 1904.

No início da década de 1920, a Howden iniciou uma joint venture com a AB Ljungstrom Angturbin, de Estocolmo, Suécia, que havia desenvolvido um novo pré-aquecedor mecânico. Este foi um produto importante que ajudou a impulsionar o negócio de turbinas a vapor de grande porte da Howden. Um desenvolvimento ainda mais importante resultou dessa associação. A Ljungstrom e seu engenheiro-chefe, Alf Lysholm, haviam inventado o primeiro compressor de parafuso rotativo em 1935 para uso em motores a jato. Em 1938, a Howden tornou-se a primeira empresa a licenciar e comercializar a tecnologia de compressores de parafuso da Ljungstrom (posteriormente Svenska Rotor Maskiner AB).

A Howden tornou-se uma empresa de capital aberto em 1939. O sucesso do compressor de parafuso levou à construção da nova fábrica de Craigton em Glasgow, no início da década de 1950, dedicada exclusivamente à fabricação de compressores de parafuso rotativos. A primeira grande planta de refrigeração industrial utilizando compressores de parafuso, que incluía um total de 24.000 hp (17.897 kW) de compressores Howden, foi adquirida pela URSS na década de 1950. As primeiras unidades de ar condicionado com compressores de parafuso Howden foram instaladas no transatlântico Queen Elizabeth.

Em 1968, a Howden adquiriu a Godfrey Engineering, fabricante de compressores de refrigeração e ar de menor porte para a indústria aeronáutica. Isso expandiu significativamente a escala e o alcance da Howden no setor de compressores de parafuso. Também na década de 1960, a Howden desenvolveu o compressor rotativo de parafuso duplo com injeção de óleo (também conhecido como inundado de óleo), que revolucionou o projeto de instalações de refrigeração e tratamento de gases em todo o mundo. A injeção de óleo absorvia o calor da compressão do gás, permitindo maiores taxas de compressão, redução de ruído, maior eficiência e desgaste consideravelmente menor do rotor.

Os compressores Howden com injeção de óleo evoluíram para duas linhas. A série WRV utiliza mancais de deslizamento tipo casquilho e é construída com parede dupla para aplicações de alta pressão. Mais de 25.000 unidades foram utilizadas em diversas aplicações de processo e podem ser opcionalmente fabricadas para atender às especificações da API 619. A linha WRV possui sete tamanhos de carcaça, com diâmetros de rotor de 163 a 580 mm (6,42 a 22,83 polegadas) e diversas relações comprimento/diâmetro (L/D) do rotor.

Os compressores Howden XRV foram desenvolvidos especificamente para refrigeração, com rolamentos que dispensam o uso de bomba de óleo em mais de 90% das aplicações. Possuem três tamanhos de carcaça, com diâmetros de rotor de 127 a 204 mm (5,00 a 8,03 polegadas) e diversas relações L/D.

Uma versão do menor compressor foi especialmente projetada como o modelo M127 para aplicações de refrigeração industrial. Posteriormente, foram adicionadas opções como engrenagens internas, flange de montagem na carcaça, filtro de sucção e controle variável de VI e capacidade para compressores de gás aplicados nos mercados de petróleo e gás.

Naquela que se tornou a linha mais abrangente do setor, os compressores com injeção de óleo da Howden apresentam vazões que variam de 172 cfm a 11.555 cfm (223 a 19.630 m³/h). As velocidades nominais chegam a 5.000 rpm, as potências a 11.400 hp (8.500 kW) e as pressões máximas a 1.087 psig (75 bar).

Embora a Howden forneça sistemas completos de compressores de parafuso com injeção de óleo, projetados e embalados , sua ampla gama de compressores de parafuso com injeção de óleo geralmente é vendida como unidades de "eixo nu" para empresas de montagem de compressores designadas, que entregam o sistema completo ao cliente final.

A Howden possui uma das maiores bases instaladas de compressores de parafuso para refrigeração e processos industriais do mundo. Como ainda existiam muitas situações em que a tecnologia isenta de óleo representava a melhor abordagem, a Howden continuou a oferecer compressores de parafuso isentos de óleo, o que faz até hoje. A linha de compressores isentos de óleo abrange sete modelos com carcaças bipartidas verticalmente, com diâmetros de rotor de 127 a 510 mm (5,03 a 20,08 pol.) e pressões de descarga de até 45 bar (653 psi). Além disso, máquinas maiores, com rotores de 510 a 816 mm (20,08 a 32,13 pol.) e carcaças bipartidas horizontalmente, com pressão nominal de 9 bar (130 psig), elevam a capacidade máxima de vazão para 92.000 m³/h (54.150 cfm). A Howden normalmente fornecia compressores de parafuso isentos de óleo como sistemas completos e integrados para aplicações de processos críticos.

A empresa tornou-se o Grupo Howden em 1970 e, nas décadas seguintes, realizou diversas aquisições. No entanto, como a maioria das empresas em setores consolidados de bens de capital, a partir de 1997, a Howden passou por uma série de mudanças de propriedade. Em 1997, a Charter PLC adquiriu o Grupo Howden. Em 1998, a Carrier Corporation adquiriu uma participação majoritária na Howden Compressors e reconfigurou parte da fábrica de Glasgow para a fabricação de compressores de parafuso para seu negócio de ar condicionado. No mesmo ano, a Howden Process Compressors foi criada como uma subsidiária integral na Filadélfia, Pensilvânia, para fornecer conjuntos de compressores de parafuso. Em 2007, a Howden Compressors Ltd. readquiriu todas as suas ações da Carrier. Após mais de uma década de reestruturação sob a gestão da Charter, o Grupo Howden foi vendido para a Colfax Corporation em 2012. Em 2019, a Howden tornou-se uma empresa privada, integrando o portfólio da KPS Capital Partners. Em novembro de 2022, a Chart Industries anunciou a aquisição da Howden .

Ao longo do caminho, o Grupo Howden adquiriu mais empresas no setor de compressores, incluindo a Thomassen Compression Systems , a Roots Blowers, a Peter Brotherhood, a Spencer Turbines e a Compressor Products International.