Piedras angulares de la compresión: compresores de tornillo rotativo Howden

May 20, 2023

Por Norm Shade21 de febrero de 2023

The Howden Company se originó en 1854, cuando James Howden fundó una empresa de ingeniería de consultoría marina. En su primer año en el negocio, obtuvo una patente para mejorar la fabricación de remaches y, unos años más tarde, obtuvo una patente para mejorar la eficiencia de motores y calderas de barcos. En 1857 comenzó a diseñar y suministrar calderas y máquinas de vapor para la industria marítima.

En 1862, Howden construyó una fábrica en Glasgow, Escocia, en lugar de subcontratar el trabajo. Siguiendo concebiendo nuevas ideas para mejorar la eficiencia, patentó el sistema de "tiro forzado Howden" en 1882, que permitió a los barcos navegar dos veces más rápido con la mitad de carbón. En los años siguientes, más de mil barcos fueron equipados con el nuevo sistema.

Alrededor de 1880, la empresa no pudo encontrar una fuente confiable para fabricar los ventiladores que necesitaba para el sistema de tiro forzado, por lo que construyó otra fábrica en Glasgow para ese propósito. Este emplazamiento sería la sede principal de la empresa durante casi cien años.

Alrededor de 1900, Howden comenzó a producir máquinas de vapor de alta velocidad para generar electricidad en tierra. En poco tiempo, se instalaron grandes cantidades de estas unidades de hasta 2.000 CV (1.491 kW) en municipios, fábricas y fábricas. El siguiente desarrollo lógico fueron las turbinas de vapor, que Howden comenzó a fabricar en 1904.

A principios de la década de 1920, Howden inició una empresa conjunta con AB Ljungstrom Angturbin de Estocolmo, Suecia, que había desarrollado un nuevo precalentador mecánico. Este fue un producto importante que ayudó a hacer crecer el gran negocio de turbinas de vapor de Howden. Un avance aún más importante resultó de la asociación. Ljungstrom y su ingeniero jefe, Alf Lysholm, inventaron el primer compresor de tornillo rotativo en 1935 para su uso en motores a reacción. En 1938, Howden se convirtió en la primera empresa en licenciar y comercializar la tecnología de compresores de tornillo de Ljunstrom (más tarde Svenska Rotor Maskiner AB).

Howden se convirtió en una empresa pública en 1939. El éxito del producto de compresores de tornillo llevó a la construcción de la nueva fábrica de Craigton en Glasgow a principios de la década de 1950, dedicada íntegramente a la fabricación de compresores de tornillo rotativos. La primera gran planta de refrigeración industrial que utilizaba compresores de tornillo, que incluía un total de 24.000 hp (17.897 kW) de compresores Howden, fue comprada por la URSS en la década de 1950. Las primeras unidades de aire acondicionado con compresor de tornillo Howden se instalaron en el transatlántico Queen Elizabeth.

En 1968, Howden adquirió Godfrey Engineering, un fabricante de compresores de aire y refrigeración más pequeños para la industria aeronáutica. Esto amplió significativamente la escala y el alcance de Howden en la industria de los compresores de tornillo. También en la década de 1960, Howden desarrolló el compresor rotativo de doble tornillo con inyección de aceite (también conocido como inundado de aceite) que revolucionó los diseños de plantas de refrigeración y manipulación de gas en todo el mundo. La inyección de aceite absorbió el calor de la compresión del gas, lo que permitió relaciones de presión más altas, reducción del ruido, mejora de la eficiencia y reducción considerable del desgaste del rotor.

Los compresores Howden con inyección de aceite evolucionaron en dos líneas. La serie WRV utiliza cojinetes lisos tipo carcasa y está construida con una construcción de doble pared para aplicaciones de alta presión. Se han utilizado más de 25.000 en diversas aplicaciones de procesos y, opcionalmente, se pueden construir para que coincidan con las especificaciones API 619. El WRV tiene siete tamaños de bastidor de 6,42 a 22,83 pulgadas (163 a 580 mm) de diámetro de rotor con varias relaciones de longitud a diámetro (L/D) del rotor.

Los compresores Howden XRV se desarrollaron específicamente para refrigeración, con rodamientos de rodillos que no requieren bomba de aceite para más del 90 por ciento de las aplicaciones. Tiene tres tamaños de bastidor de 5,00 a 8,03 pulgadas (127 a 204 mm) de diámetro de rotor y varias relaciones L/D.

Se diseñó especialmente una versión del compresor más pequeño como modelo M127 para aplicaciones de refrigeración industrial. Posteriormente, se agregaron opciones como engranajes internos, brida de montaje de campana, filtro de succión y control de capacidad y VI variable para compresores de gas aplicados en los mercados de petróleo y gas.

En lo que se convirtió en la línea más amplia de la industria, los volúmenes de barrido de compresores con inyección de aceite de Howden varían de 172 cfm a 11,555 cfm (223 a 19,630 m3/hr). Las velocidades nominales se extienden hasta 5.000 rpm, las potencias nominales hasta 11.400 hp (8.500 kW) y las capacidades de presión máxima hasta 1.087 psig (75 bar).

Aunque Howden proporciona sistemas completos de compresores de tornillo con inyección de aceite, la amplia gama de compresores de tornillo con inyección de aceite de Howden generalmente se ha vendido como unidades de "eje libre" a empaquetadores de compresores designados, quienes entregan el sistema completo al cliente final.

Howden tiene una de las bases instaladas de compresores de tornillo de proceso y refrigeración más grandes del mundo. Dado que todavía había muchas situaciones en las que la tecnología sin aceite presentaba el mejor enfoque, Howden también continuó ofreciendo compresores de tornillo sin aceite, algo que continúa hasta el día de hoy. La línea de compresores sin aceite se extiende a siete modelos con carcasas divididas verticalmente con diámetros de rotor de 5,03 a 20,08 pulgadas (127 a 510 mm) y presiones nominales de descarga de hasta 653 psi (45 bar). Además, las máquinas con rotores más grandes de 20,08 a 32,13 pulgadas (510 a 816 mm) con carcasas divididas horizontalmente con capacidad nominal de 130 psig (9 bar) extienden la capacidad de flujo máxima a 54,150 cfm (92,000 m3/h). Howden normalmente suministraba compresores de tornillo sin aceite como sistemas completos para aplicaciones de procesos críticos.

La empresa se convirtió en el Grupo Howden en 1970 y en las décadas siguientes siguieron muchas adquisiciones. Sin embargo, como la mayoría de las empresas de industrias maduras de bienes de capital, a partir de 1997, Howden pasó por una serie de cambios de propiedad. En 1997, Charter PLC adquirió Howden Group. En 1998, Carrier Corporation adquirió una participación mayoritaria en Howden Compressors y reconfiguró parte de la planta de Glasgow para la fabricación de compresores de tornillo para su negocio de aire acondicionado. Ese mismo año, Howden Process Compressors se creó como una filial de propiedad absoluta en Filadelfia, Pensilvania, para suministrar conjuntos de compresores de tornillo compactos. En 2007, Howden Compressors Ltd. volvió a adquirir todas sus acciones de Carrier. Después de más de una década de reestructuración bajo Charter, Howden Group se vendió a Colfax Corporation en 2012. Luego, en 2019, Howden se volvió privada como empresa de cartera de KPS Capital Partners. En noviembre de 2022, Chart Industries anunció que adquiriría Howden.

En el camino, Howden Group adquirió más empresas en la industria de los compresores, incluidas Thomassen Compression Systems, Roots Blowers, Peter Brotherhood, Spencer Turbines y Compressor Products International.