BE1017371A3 - Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor. - Google Patents

Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor. Download PDF

Info

Publication number
BE1017371A3
BE1017371A3 BE2006/0569A BE200600569A BE1017371A3 BE 1017371 A3 BE1017371 A3 BE 1017371A3 BE 2006/0569 A BE2006/0569 A BE 2006/0569A BE 200600569 A BE200600569 A BE 200600569A BE 1017371 A3 BE1017371 A3 BE 1017371A3
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
rotor
aforementioned
fins
cooling
rotor according
Prior art date
Application number
BE2006/0569A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Atlas Copco Airpower Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to BE2006/0569A priority Critical patent/BE1017371A3/nl
Application filed by Atlas Copco Airpower Nv filed Critical Atlas Copco Airpower Nv
Priority to EP07815696.5A priority patent/EP2092197B1/en
Priority to PCT/BE2007/000117 priority patent/WO2008061325A1/en
Priority to US12/515,893 priority patent/US8192186B2/en
Priority to BRPI0719041A priority patent/BRPI0719041B1/pt
Priority to CN2007800433152A priority patent/CN101631957B/zh
Priority to RU2009123838/06A priority patent/RU2418982C2/ru
Priority to KR1020097012996A priority patent/KR101207164B1/ko
Priority to ES07815696.5T priority patent/ES2594887T3/es
Priority to JP2009537453A priority patent/JP5135353B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of BE1017371A3 publication Critical patent/BE1017371A3/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/18Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/023Lubricant distribution through a hollow driving shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/60Shafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

Rotor die een as (6) omvat met een axiale richting (A-A'), waarbij in deze as (6) een intern en centraal koelkanaal (8) met een inlaat (9) en een uitlaat (10) voor een koelmedium is voorzien, dat zich uitstrekt volgens de voornoemde axiale richting (A-A'), daardoor gekenmerkt dat het voornoemde koelkanaal (8) minstens gedeeltelijk is voorzien van naar binnen gerichte vinnen (11).

Description

Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een rotor, meer speciaal op een rotor die bijvoorbeeld wordt toegepast in verschillende types van compressoren, generatoren, motoren en dergelijke.
Uit het JP 2004324468 en het JP 1237388 kent men reeds rotoren van schroefcompressoren, waarbij deze rotoren zijn voorzien van een as waarin een intern, centraal en axiaal gericht koelkanaal is voorzien, waar koelolie doorheen wordt gestuurd om het rendement van de compressor te verbeteren.
Zulke bekende rotoren laten echter niet toe om een goede, efficiënte conditionering van de rotorgeometrie over een breed werkingsgebied mogelijk te maken.
Uit het SE 517.211 is reeds een rotor bekend waarin een koelkanaal is voorzien met daarin een turbulentieverhogend element, dat is uitgevoerd in de vorm van een spiraalvormig element uit polymeermateriaal.
In de praktijk blijkt dat ook zulk turbulentieverhogend element nog niet leidt tot het verhoopte resultaat van een goede, efficiënte conditionering qua warmteoverdracht en bovendien komen daar, zeker met vloeistoffen, nog eens extra drukvallen bij.
De huidige uitvinding heeft als doel een rotor te verwezenlijken die een zeer efficiënte geometrische conditionering toelaat.
Hiertoe betreft de huidige uitvinding een rotor die een as omvat met een axiale richting, waarbij in deze as een intern en centraal koelkanaal met een inlaat en een uitlaat voor een koelmedium is voorzien, dat zich uitstrekt volgens de voornoemde axiale richting, waarbij het voornoemde koelkanaal minstens gedeeltelijk is voorzien van naar binnen gerichte vinnen.
Uit simulaties is gebleken dat het toepassen van naar binnen gerichte vinnen een efficiëntere warmteoverdracht bewerkstelligt tussen het koelmedium en de rotor.
Door het voorzien van zulke naar binnen gerichte vinnen wordt immers niet enkel de turbulentie in het koelmedium vergroot, maar wordt bovendien een aanzienlijke toename van het warmtewisselend oppervlak verkregen.
Daarenboven doet zich een fenomeen voor waarbij niet enkel een spiraalvormige stroming van het koelmedium centraal in het koelkanaal wordt verkregen, wat bijvoorbeeld het geval is in het voornoemd document SE 517.211, doch, waarbij tussen de naast elkaar liggende vinnen een secundaire stroming wordt verkregen, die in belangrijke mate bijdraagt aan de warmteoverdracht tussen de rotor het koelmedium.
Er dient tevens te worden opgemerkt dat het toepassen van naar binnen gerichte vinnen geen voor de hand liggende keuze is, aangezien men in eerste instantie zou verwachten dat zulke ronddraaiende vinnen een eerder negatieve invloed hebben op de stromingsweerstand die het binnentredende koelmedium ondervindt.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding vertonen de voornoemde vinnen in de axiale richting van de rotor een helixvormig patroon.
Het blijkt immers dat zulk helixvormig patroon een zeer gunstige invloed heeft op het stromingspatroon van het koelmedium in het koelkanaal, zodat een nog betere warmteoverdracht wordt verkregen.
Bij voorkeur zijn in het voornoemde koelkanaal, nabij de voornoemde inlaat voor een koelmedium, middelen voorzien die het koelmedium, bij een draaiende rotor, een tangentiële snelheidscomponent meegeven.
Door de aanwezigheid van de voornoemde middelen wordt ervoor gezorgd dat de doorstroomverliezen in grote mate kunnen worden ingeperkt, doordat het in het koelkanaal binnentredende koelmedium een tangentiële snelheidscomponent krijgt waardoor een goede instroming tussen de naar binnen gerichte vinnen mogelijk wordt gemaakt.
Tevens zorgt de aanwezigheid van zulke middelen voor het meegeven van een tangentiële snelheidscomponent ervoor dat het gunstig stromingspatroon van het koelmedium zich zeker uitstrekt over de volledige lengte van de vinnen.
De huidige uitvinding leent zich uitstekend tot toepassingen van rotoren in inrichtingen waarbij warmte dient te worden afgevoerd, zoals compressoren, generatoren, motoren en dergelijke.
In het geval van schroefcompressoren is dit uitermate belangrijk aangezien in dit type van compressoren de lucht wordt samengeperst tussen de schroefvormige rotoren die met hun lobben in elkaar draaien, waarbij voor een efficiënte compressie de speling tussen de twee rotoren zo klein mogelijk moet zijn en het bijgevolg erg belangrijk is de uitzetting van de rotoren door een efficiënte koeling binnen de perken te houden.
De huidige uitvinding heeft eveneens betrekking op een compressorelement dat is voorzien van een behuizing met een compressieruimte, waarin minstens één rotor zoals hiervoor beschreven, roteerbaar is aangebracht.
Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een rotor volgens de uitvinding beschreven, evenals een compressorelement dat is voorzien van zulke rotor, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een zijaanzicht van een compressorelement weergeeft dat is voorzien van twee rotoren volgens de uitvinding; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur Ikfiguur 3 schematisch en in perspectief het gedeelte voorstelt dat in figuur 2 is aangeduid met pijl F3; figuur 4 een doorsnede weergeeft volgens lijn IV-IV in figuur 2; figuur 5 een uiteengenomen zicht weergeeft van het gedeelte dat in figuur 2 is aangeduid met F5; figuren 6 en 7 doorsneden weergeven, respectievelijk volgens de lijnen VI-VI en VII-VII in figuur 2; figuur 8 schematisch een compressorelement met minstens één rotor en met een koelcircuit volgens de uitvinding weergeeft; figuur 9 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 4 is aangeduid met pijl F9.
In de figuren 1 en 2 is een compressorelement 1 weergegeven dat in dit geval is uitgevoerd in de vorm van een schroefcompressorelement dat een behuizing 2 omvat met een compressieruimte 3 en daarin twee in elkaar grijpende rotoren, respectievelijk een mannelijke rotor 4 en een vrouwelijke rotor 5 die elk een as 6 omvatten waarvan de uiteinden door middel van lagers 7 verdraaibaar in de behuizing 2 zijn aangebracht.
In dit geval zijn beide rotoren 4 en 5 voorzien van een intern koelkanaal 8, met een inlaat 9 en een uitlaat 10 voor een koelmedium, dat zich centraal in de as 6 uitstrekt volgens de axiale richting A-A' van de respectievelijke as 6 waarin het koelkanaal 8 zich uitstrekt.
Volgens de uitvinding is het voornoemde koelkanaal 8 minstens gedeeltelijk voorzien van naar binnen gerichte vinnen 11 die, bij voorkeur in de axiale richting van de rotor 4 of 5, een helixvormig patroon vertonen, zoals weergegeven in figuur 3.
In het weergegeven voorbeeld maken de voornoemde vinnen 11 deel uit van een buisvormig element 12 dat in het voornoemde koelkanaal 8 is aangebracht en hierin is bevestigd, bijvoorbeeld door middel van solderen, hydrovormen, ingieten, lassen of dergelijke.
De buitendiameter D van het voornoemde element 12 bedraagt bijvoorbeeld 16 millimeter terwijl de wand van het element een dikte heeft van bijvoorbeeld, doch niet beperkend, nagenoeg één millimeter.
Gelijkmatig verspreid over de omtrek van het element 12 en dus van het koelkanaal 8, zijn acht voornoemde naar binnen gerichte vinnen 11 voorzien, die zich in dit geval radiaal uitstrekken en waarvan de vrije uiteinden, in dwarsdoorsnede gezien, op een afstand gelegen zijn van elkaar, ter vorming van een centraal, open kanaal 13.
In dit geval vertoont het voornoemde centraal kanaal 13 een diameter van bijvoorbeeld 4 millimeter, voor een spoed van de vinnen van 333 millimeter, doch de uitvinding is niet als dusdanig beperkt.
Bij voorkeur zijn de vinnen 11 identiek uitgevoerd aan elkaar, doch, het is volgens de uitvinding tevens mogelijk dat de vinnen 11 verschillende afmetingen en/of vormen vertonen.
Volgens de uitvinding is ook het aantal vinnen 11 niet beperkt tot acht, maar kunnen ook meer of minder vinnen 11 worden voorzien. Bij voorkeur wordt echter steeds gestreefd naar een zo groot mogelijk aantal vinnen.
In dit voorbeeld vertoont elke naar binnen gerichte vin 11 een zodanige helixvormige draaiing dat zij over de lengte van de vinnen 11 nagenoeg één volledige omwenteling van 360° over de omtrek van het koelkanaal 8 heeft afgelegd, doch, het is duidelijk dat over dezelfde lengte ook meerdere omwentelingen van de vinnen 11 kunnen worden verwezenlij kt.
Aan de inlaatzijde van het koelkanaal 8 is op het uiteinde aan de inlaatzijde van de as 6 van de mannelijke rotor 4 een eerste tandwiel 14 voorzien dat samenwerkt met een aandrijvend tandwiel 15 dat schematisch is weergegeven in streeplijn en dat wordt aangedreven door een in streeplijn weergegeven aandrijfmotor 16.
Op het andere uiteinde van de as 6 van de mannelijke rotor 4 is een eerste synchronisatietandwiel 17 aangebracht dat samenwerkt met een tweede synchronisatietandwiel 18 op een uiteinde van de as 6 van de vrouwelijke rotor 5 voor de aandrijving ervan.
Om de voornoemde lagers 7 en tandwielen 14, 17 en 18 axiaal op de assen 6 te klemmen, zijn in de voornoemde koelkanalen 8 in de respectievelijke uiteinden van de assen 6 bussen 19 geschroefd die zich minstens met een lengte in het koelkanaal 8 uitstrekken en die zich tevens met een gedeelte 20 uitstrekken buiten het koelkanaal 8, waarbij op dit gedeelte 20 een flens 21 is voorzien die de lagers 8 en tandwielen 14, 17 en 18 op de as 6 van de rotor 4 of 5 klemt en voorziet in een (of een deel van de) afdichting van het koelmedium. In dit geval bestaat deze afdichting uit een mechanische afdichting, doch, het is duidelijk dat zij tevens kan worden uitgevoerd in de vorm van een dynamische, hybride of een andere afdichting.
Volgens de uitvinding is het niet strikt noodzakelijk dat de voornoemde bus 19 door middel van schroeven in het montagekanaal 22 wordt bevestigd, doch het is tevens mogelijk dat deze bevestiging gebeurt door middel van persen of dergelijke.
In dit geval zijn de voornoemde bus 19 en de flens 21 uitgevoerd als één geheel, waarbij de voornoemde flens 21 in dit geval is uitgevoerd in de vorm van een zeskantige kop, om toe te laten de bus 19 met klassieke gereedschappen vast te schroeven in het koelkanaal 8.
In de voornoemde bus 19 is een doorgaand montagekanaal 22 voorzien dat nabij het voorste uiteinde van de bus 19, namelijk het uiteinde dat in het montagekaneel 22 wordt geschroefd, is voorzien van een verbreed gedeelte 23.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding zijn ter hoogte van de inlaat van het koelkanaal 8 in de respectievelijke assen 6 telkens middelen 24 voorzien die het koelmedium, bij een draaiende rotor, een tangentiele snelheidscomponent meegeven die bij voorkeur gelijk is aan die van de draaiende rotor.
Zoals meer in detail is weergegeven in de figuren 5 tot 7 bevatten de voornoemde middelen 24 in dit geval een stervormig geprofileerd insteekelement 25 met een conisch, in dit geval puntig, uiteinde 26, dat, in gemonteerde toestand zoals weergegeven in figuur 2, is weggericht van de voornoemde vinnen 11, of met andere woorden, dat is gericht tegen de stroming van het koelmedium in.
Zoals is weergegeven in figuur 7 is het voornoemd insteekelement 25 rond zijn andere, niet conische uiteinde voorzien van een huls 27 die in het voornoemde verbreed gedeelte 23 van het montagekanaal 22 van de bus 19 past.
In dit geval is het insteekelement 25 passend in de voornoemde bus 19 aangebracht, doordat de diameter van dit insteekelement 25 gelijk is aan de binnendiameter van het montagekanaal 22 in de bus 19.
Het is volgens de uitvinding echter ook mogelijk dat de diameter van het insteekelement 25 kleiner is dan de diameter van het montagekanaal 22.
Bij voorkeur worden de voornoemde middelen 24 bevestigd in het montagekanaal 22 van de bus 19, bijvoorbeeld door radiale klemming, door het voorzien van een uitwendige schroefdraad op de voornoemde huls 27 die kan samenwerken met een inwendige schroefdraad in het voornoemde verbreed gedeelte 23 van het montagekanaal 22, door het aan elkaar lassen, lijmen of dergelijke...
Tegenover de inlaat 9 en de uitlaat 10 van het koelkanaal 8 zijn in dit geval nog een inlaatkoppeling 28, respectievelijk uitlaatkoppeling 29, voorzien, die toelaten om een toevoerleiding, respectievelijk afvoerleiding, voor een koelmedium aan te sluiten.
De afdichting tussen het koelmedium en de oliezijde in de compressor kan bijvoorbeeld gebeuren door middel van een mechanische afdichting, een dynamische afdichting, een hybride afdichting of dergelijke.
Zoals schematisch is weergegeven in figuur 8, kan het compressorelement 1 zijn voorzien van een koelcircuit 31 voor het koelmedium, waarbij in dit koelcircuit 31 bij voorkeur regelmiddelen 32 zijn voorzien voor het regelen van het debiet en/of de temperatuur van het koelmedium dat door het koelkanaal 8 stroomt, die, in dit geval, zijn uitgëvoerd in de vorm van een, al dan niet automatisch, regelventiel 33.
Het voornoemde koelcircuit 31 is in dit geval uitgevoerd in de vorm van een gesloten koelcircuit waarin, enerzijds, een koelpomp 34 of koelcompressor is voorzien, en anderzijds, een koeler 35 die kan worden uitgevoerd in eender welk type van koeler, zoals luchtgekoeld of vloeistofgekoeld.
De werking van een compressorelement 1 dat is voorzien van een gekoelde rotor 4 en/of 5 volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.
Wanneer de aandrijfmotor 16 wordt gestart, wordt de mannelijke rotor 4 aangedreven via de samenwerkende tandwielen 14 en 15.
Op bekende wijze wordt er via de synchronisatietandwielen 17 en 18 voor gezorgd dat ook de vrouwelijke rotor 5 wordt aangedreven, zodat op bekende wijze een gas wordt aangezogen en gecomprimeerd in de compressieruimte 3 van het compressorelement 1.
Het is bekend dat zich tijdens de compressie een aanzienlijke opwarming van het gas, van de rotoren 4 en 5, en van de behuizing 2 van het compressorelement 1 voordoet.
Om deze compressiewarmte af te voeren, wordt het koelcircuit 31 aangeschakeld doordat de pomp 34 of de koelcompressor wordt geactiveerd en een koelmedium via de inlaat 9 in het koelkanaal 8 in de rotor 4 stroomt.
Het koelmedium kan volgens de uitvinding bestaan uit gasvormige of vloeibare stoffen, zoals lucht, olie, polyglycol, CFK's, refrigerants en dergelijke...
Het binnentredende koelmedium stroomt in eerste instantie tussen de vinnen van het insteekelement 25, waarbij, door het conisch uiteinde 26 van dit insteekelement 25, het koelmedium in radiale zin stelselmatig/gradueel een tangentiële snelheid opbouwt.
Door de tangentiële snelheidscomponent kan het koelmedium, na passage langs het insteekelement 25, op relatief gemakkelijke wijze langsheen de naar binnen gerichte vinnen 11 stromen, waarbij zich, zoals weergegeven in figuur 9, in eerste instantie in het centraal kanaal 13 een helixvormige primaire stroming 36 voordoet, en waarbij, tussen de respectievelijke vinnen 11 secundaire stromingen 37 worden gevormd die een optimale warmteoverdracht tussen het koelmedium en de wand van het koelkanaal 8 in de hand werken, aangezien hierbij de oppervlakte waarmee elk deeltje van het koelmedium in contact komt, groter is dan in het geval van een axiale of spiraalvormige stroming doorheen het koelkanaal.
Het helixvormig verloop van de naar binnen gerichte vinnen 11 heeft een zeer gunstige invloed op het stromingspatroon van het koelmedium in het koelkanaal 8, zodat een nog betere warmteoverdracht wordt verkregen.
Daarenboven zorgt de aanwezigheid van de voornoemde vinnen 11 ervoor dat het warmtewisselend oppervlak zeer groot is wat eveneens de warmteoverdracht gunstig beïnvloedt.
Om de temperatuur en de viscositeit van het koelmedium te regelen of in te stellen, kan worden gebruikgemaakt van de voornoemde regelmiddelen 32, doordat, bijvoorbeeld voor het laten dalen van de temperatuur van het koelmedium, het regelventiel 33 verder wordt geopend.
Omgekeerd kan, voor het laten stijgen van de temperatuur van het koelmedium, het regelventiel 33 verder worden gesloten.
Op deze wijze is het mogelijk om de uitzetting van de rotoren 4 en 5 onder invloed van de compressiewarmte te beperken en te controleren, zodat slijtage van de rotoren 4 en 5 door onderling contact bij een te grote uitzetting, wordt beperkt.
Ook omgekeerd geldt dat het bij lagere thermische belasting mogelijk is om de rotorspeling te verkleinen door de rotoren 4 en 5 te verwarmen en aldus de efficiëntie te verhogen.
Het is volgens de uitvinding niet vereist dat de voornoemde vinnen 11 deel uitmaken van een afzonderlijk element 12, doch, het is tevens mogelijk dat deze vinnen 11 integraal deel uitmaken van de rotor 4 of 5.
Het is ook niet noodzakelijk dat de vinnen 11 radiaal gericht zijn, maar er kunnen ook gebogen en/of ten opzichte van de radiale richting, schuin ingeplante, naar binnen gerichte, vinnen worden toegepast.
In het weergegeven voorbeeld is de diameter van het voornoemde insteekelement 25 kleiner dan de diameter van het koelkanaal 8, het is echter volgens een niet in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm ook mogelijk dat de diameter van het insteekelement 25 gelijk is aan de diameter van het koelkanaal 8 en dat het insteekelement 25 rechtstreeks in dit koelkanaal 8 is bevestigd, zonder tussenkomst van een bus 19.
In het weergegeven voorbeeld worden de rotoren 4 en 5 volgens de uitvinding toegepast in een compressorelement 1, doch, het is volgens de uitvinding niet uitgesloten om een rotor volgens de uitvinding toe te passen bij andere types van inrichtingen waarbij een warmteafvoer vereist is, zoals generatoren, motoren en dergelijke.
In het weergegeven voorbeeld van compressorelement 1 zijn de respectievelijke rotoren 4 en 5 zodanig uitgevoerd dat de inlaat 9 van het koelkanaal 8, dat in elk van de respectievelijke assen 6 is aangebracht, zich aan de aandrijfzijde van het compressorelement 1 bevindt, met andere woorden aan de zijde waar zich de aandrijfmotor 16 bevindt.
Het is duidelijk dat de rotoren 4 en 5 ook zodanig kunnen worden verwezenlijkt dat de respectievelijke inlaat 9 van hun koelkanalen 8 zich aan verschillende zijden van het compressorelement 1 bevindt.
Het is tevens mogelijk dat voor elke rotor 4 en 5 een afzonderlijk koelcircuit 31 wordt voorzien of dat zij zijn aangesloten op één enkel koelcircuit 31, waarbij het koelmedium in serie of op parallelle wijze door de respectievelijke koelkanalen 8 kan stromen.
Het is duidelijk dat in plaats van een afzonderlijk koelcircuit ook kan worden gebruikgemaakt van een klassiek aanwezig koelcircuit, dat bijvoorbeeld gebruik maakt van de olie of van het water dat wordt toegepast voor het smeren en koelen, respectievelijk van oliegesmeerde en watergeinjecteerde compressoren.
Tenslotte is het volgens de uitvinding mogelijk om het koelmedium in tegenstroom door de respectievelijke rotoren 4 en 5 te sturen of volgens éénzelfde zin.
Het koelmedium kan volgens de uitvinding in tegenstroom van het pad van de gecomprimeerde lucht worden gestuurd, doch, kan ook in dezelfde stroomzin worden gestuurd als de gecomprimeerde lucht.
Ook kan de stroomzin, het debiet en de temperatuur van het koelmedium in de koelkanalen van de respectievelijke rotoren onafhankelijk van elkaar worden gekozen, waardoor een onafhankelijke uitzettingscontrole kan worden verkregen van beide rotoren.
De huidige uitvinding is niet beperkt tot toepassing in een schroefcompressor, maar kan tevens worden toegepast bij andere types van compressoren, zoals bijvoorbeeld tandcompressoren, rootsblowers, turbocompressoren, scroll compressoren en dergelijke.
Bovendien is de uitvinding niet beperkt tot compressoren maar kan zij ook worden aangewend in alle toepassingen met rotoren die moeten worden voorzien van een koeling, zoals in het geval van generatoren, motoren, snij gereedschappen en dergelijke meer.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een rotor 4, 5 volgens de uitvinding en een compressorelement 1 dat is voorzien van zulke rotor 4, 5, kunnen in velerlei vormen en afmetingen worden uitgevoerd, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (24)

1. Rotor die een as (6) omvat met een axiale richting (ΔΑ')/ waarbij in deze as (6) een intern en centraal koelkanaal (8) met een inlaat (9) en een uitlaat (10) voor een koelmedium is voorzien, dat zich uitstrekt volgens de voornoemde axiale richting (A-A'), daardoor gekenmerkt dat het voornoemde koelkanaal (8) minstens gedeeltelijk is voorzien van naar binnen gerichte vinnen (11).
2. Rotor volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde vinnen (11) in de axiale richting van de rotor (4 of 5) een helixvormig patroon vertonen.
3. Rotor volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde vinnen (11) deel uitmaken van een element (12) dat in het voornoemde koelkanaal (8) is aangebracht.
4. Rotor volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde element (12) in het koelkanaal (8) van de rotor (4 of 5) is aangebracht door middel van solderen, hydrovormen, ingieten, lassen of dergelijke.
5. Rotor volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde vinnen (11) integraal deel uitmaken van de rotor (4 of 5).
6. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde naar binnen gerichte vinnen (11) radiaal gericht zijn.
7. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de vrije uiteinden van de voornoemde vinnen (11) zich op een afstand bevinden van elkaar, ter vorming van een centraal, open kanaal (13).
8. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde vinnen (11) gelijkmatig verdeeld zijn over de omtrek van het koelkanaal (8).
9. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde vinnen (11) identiek zijn.
10. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat in het voornoemde koelkanaal (8), nabij de voornoemde inlaat (9) voor een koelmedium, middelen (24) zijn voorzien die het koelmedium een tangentiële snelheidscomponent meegeven.
11. Rotor volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde middelen (24) voor het meegeven van een tangentiële snelheidscomponent een stervormig geprofileerd insteekelement (25) met een conisch uiteinde bevatten, dat is weggericht van de voornoemde vinnen (11), of met andere woorden, gericht is tegen de stroming van het koelmedium in.
12. Rotor volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde insteekelement (25) is aangebracht in een bus (19) die minstens over een lengte in de inlaat (9) van het koelkanaal (8) in de rotor (4 of 5) is aangebracht.
13. Rotor volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde insteekelement (25) passend in de bus (19) is aangebracht.
14. Rotor volgens conclusie 12 of 13, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde bus (19) in het koelkanaal (8) is bevestigd door middel van schroeven.
15. Rotor volgens één van de conclusies 12 tot 14, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde bus (19) zich met een gedeelte uitstrekt buiten het koelkanaal (8), en dat op dit gedeelte een flens (21) is voorzien waarmee een tandwiel (14, 17, 18) en/of een lager (7) op de voornoemde as (6) kunnen worden vastgeklemd.
16. Rotor volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde middelen (24) voor het meegeven van een tangentiële snelheidscomponent en de voornoemde naar binnen gerichte vinnen (11) zich op een afstand van elkaar bevinden.
17. Rotor volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de diameter van het voornoemd insteekelement (25) kleiner is dan de diameter van het voornoemd koelkanaal (8).
18. Rotor volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde middelen (24) voor het meegeven van een tangentiële snelheidscomponent zodanig zijn uitgevoerd dat het koelmedium een tangentiële snelheidscomponent wordt meegegeven die gelijk is aan die van de draaiende rotor (4 of 5) .
19. Rotor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat hij is uitgevoerd als een mannelijke of vrouwelijke rotor van een schroefcompressorelement.
20. Compressorelement dat is voorzien van een behuizing met een compressieruimte (3) , daardoor gekenmerkt dat in de voornoemde compressieruimte (3) minstens één rotor (4 en/of 5) volgens één van de voorgaande conclusies roteerbaar is aangebracht.
21. Compressorelement volgens conclusie 20, daardoor gekenmerkt dat het is voorzien van een koelcircuit (31), voor het koelmedium dat doorheen de voornoemde rotor (4 of 5) wordt gestuurd.
22. Compressorelement volgens conclusie 21, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde koelcircuit (31) is voorzien van regelmiddelen (32) voor het regelen van het debiet van het koelmedium dat door het koelkanaal (8) stroomt.
23. Compressorelement volgens conclusie 20, daardoor gekenmerkt dat het is uitgevoerd in de vorm van een schroefcompressorelement.
24.- Compressorelement volgens één van de conclusies 20 tot 23, daardoor gekenmerkt dat tussen het koelmedium en de oliezijde in de compressor een afdichting is voorzien die is uitgevoerd in de vorm van een mechanische afdichting, een dynamische afdichting, een hybride afdichting of dergelijke.
BE2006/0569A 2006-11-23 2006-11-23 Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor. BE1017371A3 (nl)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2006/0569A BE1017371A3 (nl) 2006-11-23 2006-11-23 Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor.
PCT/BE2007/000117 WO2008061325A1 (en) 2006-11-23 2007-11-08 Rotor and compressor element provided with such rotor
US12/515,893 US8192186B2 (en) 2006-11-23 2007-11-08 Rotor having a cooling channel and compressor element provided with such rotor
BRPI0719041A BRPI0719041B1 (pt) 2006-11-23 2007-11-08 rotor e elemento compressor provido com esse rotor
EP07815696.5A EP2092197B1 (en) 2006-11-23 2007-11-08 Rotor and compressor element provided with such rotor
CN2007800433152A CN101631957B (zh) 2006-11-23 2007-11-08 转子和设置有这种转子的压缩机部件
RU2009123838/06A RU2418982C2 (ru) 2006-11-23 2007-11-08 Ротор и компрессор, снабженный таким ротором
KR1020097012996A KR101207164B1 (ko) 2006-11-23 2007-11-08 로터 및 이 로터가 마련된 압축기 요소
ES07815696.5T ES2594887T3 (es) 2006-11-23 2007-11-08 Rotor y elemento compresor provisto de tal rotor
JP2009537453A JP5135353B2 (ja) 2006-11-23 2007-11-08 ローターと該ローターを備えた圧縮機要素

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE200600569 2006-11-23
BE2006/0569A BE1017371A3 (nl) 2006-11-23 2006-11-23 Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE1017371A3 true BE1017371A3 (nl) 2008-07-01

Family

ID=38180563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2006/0569A BE1017371A3 (nl) 2006-11-23 2006-11-23 Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8192186B2 (nl)
EP (1) EP2092197B1 (nl)
JP (1) JP5135353B2 (nl)
KR (1) KR101207164B1 (nl)
CN (1) CN101631957B (nl)
BE (1) BE1017371A3 (nl)
BR (1) BRPI0719041B1 (nl)
ES (1) ES2594887T3 (nl)
RU (1) RU2418982C2 (nl)
WO (1) WO2008061325A1 (nl)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8113183B2 (en) * 2008-07-24 2012-02-14 GM Global Technology Operations LLC Engine and supercharger with liquid cooled housings
BE1018583A3 (nl) * 2009-06-10 2011-04-05 Atlas Copco Airpower Nv
CN101975160B (zh) * 2010-11-16 2014-12-03 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 双螺杆液体泵
GB2499014A (en) * 2011-11-29 2013-08-07 Eaton Aerospace Ltd Aircraft on board inert gas generation system
JP5904961B2 (ja) * 2013-03-14 2016-04-20 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機
KR101294399B1 (ko) * 2013-05-15 2013-08-08 김학률 스케일 침착방지수단을 구비한 진공펌프
CN104564658A (zh) * 2013-10-10 2015-04-29 宁夏琪凯节能设备有限公司 一种节能型外啮合齿轮泵
US10436104B2 (en) * 2014-05-23 2019-10-08 Eaton Intelligent Power Limited Supercharger
US11359632B2 (en) * 2014-10-31 2022-06-14 Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. Rotary screw compressor rotor having work extraction mechanism
JP2017008915A (ja) * 2015-06-26 2017-01-12 株式会社荏原製作所 真空ポンプ
US10495090B2 (en) * 2015-08-27 2019-12-03 Ingersoll-Rand Company Rotor for a compressor system having internal coolant manifold
US9683569B2 (en) 2015-08-27 2017-06-20 Ingersoll-Rand Company Compressor system having rotor with distributed coolant conduits and method
CN105422446A (zh) * 2015-12-24 2016-03-23 淄博干式真空泵有限公司 立式内冷却直排大气罗茨真空泵
JP7284045B2 (ja) * 2019-09-02 2023-05-30 株式会社日立産機システム 流体機械
GB2589104A (en) * 2019-11-19 2021-05-26 Edwards Ltd Scroll pump
JP2023070489A (ja) 2021-11-09 2023-05-19 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機
CN114483585B (zh) * 2022-03-01 2024-08-06 德斯兰压缩机(上海)有限公司 一种螺杆转子及使用该螺杆转子的空压机

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB580064A (en) * 1944-04-27 1946-08-26 George Godfrey & Partners Ltd Improvements in or relating to blowers of the roots and similar type
GB962277A (en) * 1961-02-14 1964-07-01 Bbc Brown Boveri & Cie Device for protecting a bearing against heat
FR2084314A5 (nl) * 1970-03-11 1971-12-17 Amosov Pavel
SU918528A1 (ru) * 1980-08-13 1982-04-07 Омский политехнический институт Ротор винтового компрессора
JPS5859394A (ja) * 1981-10-02 1983-04-08 Hitachi Ltd 軸冷却装置
EP0777053A1 (en) * 1995-11-30 1997-06-04 Anest Iwata Corporation Scroll fluid machine
JPH10341556A (ja) * 1997-06-05 1998-12-22 Ebara Corp 電動機
JPH11182467A (ja) * 1997-12-24 1999-07-06 Mitsubishi Electric Corp オイルレス形スクロール流体機械
SE517211C2 (sv) * 2000-06-07 2002-05-07 Svenska Rotor Maskiner Ab Tryckluftdriven vakuumpump av skruvrotortyp
JP2004324468A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Nissan Motor Co Ltd スクリュ圧縮機

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59115492A (ja) * 1982-12-22 1984-07-03 Hitachi Ltd 無給油式スクリユ−圧縮機
JPS61272488A (ja) * 1985-05-28 1986-12-02 Kobe Steel Ltd 油冷式スクリユ圧縮機の潤滑油噴射装置
JPH01237388A (ja) * 1988-03-18 1989-09-21 Hitachi Ltd 無給油式回転圧縮機のロータ冷却装置
WO1997001037A1 (de) * 1995-06-21 1997-01-09 Sihi Industry Consult Gmbh Vakuumpumpe
JP2000037388A (ja) 1998-05-20 2000-02-08 Osamu Yoshida 臓器収納バッグと臓器収納バッグ挿入具
DE19963171A1 (de) * 1999-12-27 2001-06-28 Leybold Vakuum Gmbh Gekühlte Schraubenvakuumpumpe
JP2007126993A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Toyota Industries Corp 真空ポンプ

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB580064A (en) * 1944-04-27 1946-08-26 George Godfrey & Partners Ltd Improvements in or relating to blowers of the roots and similar type
GB962277A (en) * 1961-02-14 1964-07-01 Bbc Brown Boveri & Cie Device for protecting a bearing against heat
FR2084314A5 (nl) * 1970-03-11 1971-12-17 Amosov Pavel
SU918528A1 (ru) * 1980-08-13 1982-04-07 Омский политехнический институт Ротор винтового компрессора
JPS5859394A (ja) * 1981-10-02 1983-04-08 Hitachi Ltd 軸冷却装置
EP0777053A1 (en) * 1995-11-30 1997-06-04 Anest Iwata Corporation Scroll fluid machine
JPH10341556A (ja) * 1997-06-05 1998-12-22 Ebara Corp 電動機
JPH11182467A (ja) * 1997-12-24 1999-07-06 Mitsubishi Electric Corp オイルレス形スクロール流体機械
SE517211C2 (sv) * 2000-06-07 2002-05-07 Svenska Rotor Maskiner Ab Tryckluftdriven vakuumpump av skruvrotortyp
JP2004324468A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Nissan Motor Co Ltd スクリュ圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
EP2092197A1 (en) 2009-08-26
JP2010510432A (ja) 2010-04-02
KR101207164B1 (ko) 2012-11-30
ES2594887T3 (es) 2016-12-23
US8192186B2 (en) 2012-06-05
RU2009123838A (ru) 2010-12-27
CN101631957B (zh) 2012-02-01
BRPI0719041B1 (pt) 2019-01-22
RU2418982C2 (ru) 2011-05-20
KR20090120456A (ko) 2009-11-24
CN101631957A (zh) 2010-01-20
EP2092197B1 (en) 2016-07-13
US20100054980A1 (en) 2010-03-04
WO2008061325A1 (en) 2008-05-29
BRPI0719041A2 (pt) 2013-11-05
JP5135353B2 (ja) 2013-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1017371A3 (nl) Rotor en compressorelement voorzien van zulke rotor.
BE1013692A3 (nl) Hogedruk, meertraps-centrifugaalcompressor.
US6997686B2 (en) Motor driven two-stage centrifugal air-conditioning compressor
US5072784A (en) Heat exchanger arrangement for cooling a machine
US10570898B2 (en) Modularized integrated non-coaxial multiple chamber dry vacuum pump
CN104454461B (zh) 具有热激活性热交换器的压缩机系统
KR20190129132A (ko) 압축기
JP5435605B1 (ja) 掻取式熱交換器
CN106677880B (zh) 采用剪切力传递能量并具有构造成增加工作流体排热的流量改变结构的设备及相关方法
JP2013083371A (ja) スクリュー圧縮機
SE522700C2 (sv) Förbränningsmotor
JP6125375B2 (ja) スクリュー圧縮機
BE1025569B1 (nl) Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
US6488480B1 (en) Housing for screw compressor
JP2006249934A (ja) 無給油式スクリュー空気圧縮機
CN108350879A (zh) 具有非圆形管的回油管
JP7076977B2 (ja) 油回路および油回路を備えた機械
JP6511321B2 (ja) 給油式容積型圧縮機
US8876506B2 (en) Displacement pump with internal compression
JP5074511B2 (ja) 容積形ガス圧縮機
US20070122287A1 (en) Fan blade assembly
WO2007064314A1 (en) Fan blade and blade assembly
BE1013684A3 (nl) Compressor met minstens een met lucht gekoelde nakoeler.
RU67198U1 (ru) Насос центробежный
DE102012011822A1 (de) Spindelverdichter-Antrieb