BE1019398A3 - Compressorelement van een schroefcompressor. - Google Patents

Abstract

Compressorelement van een schroefcompressor, met twee rotoren (3-4) met een as (5) die in axiale richting (X-X') gelagerd is d.m.v. minstens één axiaal lager (13 en/of 22), waarbij de behuizing (2) een inlaat (8) vertoont aan de inlaatzijde (10) en een uitlaat aan de uitlaatzijde (11), daardoor gekenmerkt dat het compressorelement (1) voorzien is van extra middelen die via de rotor (3, 4) een extra kracht uitoefenen op minstens één axiaal lager (13 en/of 23) en waarbij deze middelen worden gevormd door minstens één magneet (17, 21) waarvan de magnetische kracht in axiale richting inwerkt op minstens één rotor (3-4) van het compressorelement (1) en/of op een buitenring van een tweede lager dat rond deze rotor is aangebracht.

Description

Compressorelement van een schroefcompressor.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een compressorelement van een schroefcompressor.

Zoals bekend, bevat een compressorelement van een schroefcompressor een behuizing met daarin twee in elkaar grijpende rotoren waarvan de schroefvormige delen de rotorlichamen worden genoemd.

Zoals bekend, is één van de rotoren uitgevoerd in de vorm van een mannelijke rotor met lobben, terwijl de andere rotor is uitgevoerd in de vorm van een vrouwelijke rotor met groeven, waarin de lobben van de mannelijke rotor op bekende wijze ingrijpen.

Elke rotor is voorzien van een as waarmee de rotor door middel van axiale en radiale lagers gelagerd is in de behuizing.

Doorgaans wordt één van deze rotoren via een aandrijftandwiel op de as van de rotor aangedreven door een motor en drijft deze rotor op zijn beurt de andere rotor aan, al dan niet via een tandwieloverbrenging gevormd door tandwielen op de as van beide rotoren.

De behuizing van het schroefcompressorelement is nabij één uiteinde van de rotoren voorzien van een inlaat waarlangs, tijdens de werking van de schroefcompressor, een te comprimeren gas wordt aangezogen (d.i. de zogenaamde inlaatzijde van het compressorelement), terwijl dit schroefcompressorelement nabij het andere uiteinde van de rotoren is voorzien van een uitlaat waarlangs gecomprimeerd gas wordt weggeperst (d.i. de zogenaamde uitlaatzijde van het compressorelement).

Zoals bekend wordt dus, bij het aandrijven van de rotoren door middel van de voornoemde motor, door het in elkaar grijpen van de rotoren, aan de voornoemde inlaat een te comprimeren gas of mengsel van gassen, zoals lucht, aangezogen en vervolgens gecomprimeerd tussen beide rotoren en tenslotte aan de uitlaatzijde van het compressorelement uitgedreven onder een bepaalde uitlaatdruk.

Hierbij zal op de rotoren een axiale gaskracht worden uitgeoefend die in nominale werkingscondities gericht is van de uitlaatzijde naar de inlaatzijde aangezien de gasdruk aan deze uitlaatzijde hoger is dan de gasdruk aan de inlaatzijde. Bij het opstarten is deze gaskracht afwezig aangezien op dat ogenblik geen gas wordt samengeperst en de gasdruk aan de inlaatzijde en de uitlaatzijde nagenoeg gelijk zijn.

De rotoren ondervinden, tijdens de werking van het schroefcompressorelement tevens axiale krachten die door de voornoemde motor op het aandrijftandwiel van één van beide rotoren worden uitgeoefend, zoals dit bijvoorbeeld het geval is bij een schuine of hélicoïdale vertanding van het aandrijftandwiel, en/of, wanneer een tandwieloverbrenging tussen de rotoren aanwezig is, door de axiale krachten te wijten aan de koppeloverbrenging tussen de tandwielen van deze tandwieloverbrenging.

De resulterende axiale krachten die inwerken op de rotoren kunnen tijdens de werking van de schroefcompressor van zin veranderen, waarbij tijdens het opstarten de krachten uitgeoefend door de tandwielen de overhand kunnen hebben, terwijl, tijdens nominale werking van het schroefcompressorelement, de gaskrachten doorgaans meer uitgesproken zijn en de zin van de resulterende axiale krachten bepalen.

Door deze omkering van de zin van de resulterende axiale krachten is het bijgevolg nodig dat de axiale krachten in elke zin moeten kunnen worden opgevangen om de rotoren zoveel als mogelijk te immobiliseren in de behuizing, teneinde te vermijden dat, enerzijds, ongewenste lekverliezen ontstaan door een te grote axiale kopspeling tussen het kopvlak van de rotoren en het overeenstemmend kopvlak aan de uitlaatzijde van de behuizing, en, anderzijds, één van de kopvlakken van de rotoren in contact zou komen met de behuizing, wat zou leiden tot ongewenste wrijvingen en slijtage.

Uit het EP 0.867.628 kent men reeds toepassingen waarbij de kopvlakspeling constant wordt gehouden, waarbij de speling gemeten wordt door een sensor en waarbij de rotor in axiale richting verplaatsbaar is door middel van een dubbelwerkende magnetische actuator die de rotor in één of andere richting verplaatst wanneer de speling afwijkt van de ingestelde wenswaarde.

Dergelijke toepassingen zijn vrij complex en duur.

Men kent ook andere toepassingen waarbij de rotor in axiale richting op zijn plaats wordt gehouden door toepassing van dubbelwerkende axiale lagers, bijvoorbeeld 4-punts contactlagers, die de krachten op de rotor in beide richtingen kunnen opvangen.

Deze dubbelwerkende axiale lagers hebben echter een inherente axiale speling. Hierdoor kunnen de rotoren zich bij het omkeren van de krachtenresultante op de rotoren, bewegen over een afstand die, bij verwaarlozing van de vervormingen van de lagers, gelijk is aan deze speling.

Bij het ontwerp van het compressorelement moet hiermee rekening worden gehouden door een voldoende grote kopspeling te voorzien om te vermijden dat de rotor ongewenst contact maakt met de behuizing, wat dan weer een verlies van rendement betekent ten gevolge van lekverliezen.

Dubbelwerkende lagers genereren ook relatief veel mechanische verliezen en woelverliezen ten gevolge van het omwoelen van de smeermiddelen aanwezig in het lager.

Een zekere inherente speling van dergelijke dubbelwerkende lagers is ten andere noodzakelijk omdat bij een te kleine speling de kans op een zogenaamd 3-puntscontact toeneemt, wat ongewenst is aangezien dan het risico op slip in het lager aanzienlijk toeneemt en er bijgevolg, ofwel overvloedig gesmeerd moet worden, ofwel het werkingsgebied van het compressorelement ingeperkt moet worden, waarbij vooral lage belastingen bij hoge toerentallen dienen vermeden te worden.

Er zijn reeds zulke compenserende maatregelen bekend in de vorm van een zogenaamde "balancing piston" zoals bijvoorbeeld beschreven in het BE 1.013.221, waarbij een hydraulische of pneumatische zuiger wordt aangewend om een axiale kracht uit te oefenen op de betreffende rotor om aldus de gaskrachten, die inwerken op de rotor, tegen te werken en om aldus het hoofdlager te kunnen ontlasten, waardoor een kleiner lager kan worden gekozen. De "balancing piston" staat in verbinding met de uitlaat van het compressorelement, zodat de door de "balancing piston" uitgeoefende kracht evenredig is met de uitlaatdruk.

Een nadeel is de kostprijs van zulke balancing piston. Een ander nadeel is dat het hoofdlager steeds de volle belasting ondervindt die te wijten is aan de resultante van de gaskrachten en de krachten ontwikkeld op het aandrijftandwiel en/of op de tandwieloverbrenging tussen de rotoren, waardoor het hoofdlager hierop moet berekend zijn.

Een manier om te vermijden dat de belasting op het hoofdlager van zin verandert, bestaat erin van een veer te voorzien die op de rotor in axiale richting een veerkracht uitoefent, tegengesteld gericht aan de resulterende krachten op de tandwielen van de desbetreffende rotor en gelijk gericht met de gaskrachten uitgeoefend op de rotor.

Indien deze axiale veerkracht voldoende groot is om de resulterende krachten op de tandwielen van de rotor tijdens het opstarten van het compressorelement volledig te compenseren, dan zal er ook geen omkering van de krachtenresultante op de rotor plaatsvinden, waardoor in dat geval een enkelwerkend axiaal lager kan volstaan als hoofdlager.

De voornoemde veer wordt aangebracht tussen de behuizing en een betreffende rotor en vereist derhalve de introductie van een supplementair axiaal lager voor de overbrenging van de axiale veerkracht tussen de stilstaande behuizing en de draaiende rotor.

Dit supplementair lager heeft het nadeel dat het de kostprijs doet verhogen en ook bijkomende verliezen met zich meebrengt.

Alhoewel de veer vermijdt dat de zin van de belasting op het hoofdlager omkeert bij de opstart van het compressorelement, zal diezelfde veer op een nadelige wijze de belasting van het hoofdlager verhogen bij een nominale regimewerking aangezien de resulterende krachten op de tandwielen van de rotor door de veer minstens gedeeltelijk worden opgeheven en deze resulterende krachten bijgevolg de gaskrachten in nominale werking niet meer in dezelfde mate kunnen tegenwerken als in een situatie zonder veer.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden.

Hiertoe betreft de uitvinding een compressorelement van een schroefcompressor, welk compressorelement is voorzien van een behuizing met daarin twee in elkaar grijpende rotoren die elk een as omvatten met daarop een schroefvormig rotorlichaam, waarbij de as van elke rotor in axiale richting gelagerd is in de behuizing door middel van minstens één axiaal lager en waarbij de behuizing een inlaat vertoont voor gas aan één uiteinde van de rotoren en een uitlaat voor gas aan het andere uiteinde van de rotoren, respectievelijk inlaatzijde en uitlaatzijde genoemd, met als kenmerk dat het compressorelement voorzien is van extra middelen die via de rotor een extra kracht uitoefenen op minstens één axiaal lager en waarbij deze middelen worden gevormd door minstens één magneet waarvan de magnetische kracht in axiale richting inwerkt op minstens één rotor van het compressorelement en/of op een buitenring van een tweede lager dat rond deze rotor is aangebracht.

Zulk compressorelement volgens de uitvinding biedt het voordeel dat, naargelang de configuratie, bepaalde axiale krachten die inwerken op de rotor en dus op de axiale lagers waarmee de rotor in de behuizing gelagerd is, minstens gedeeltelijk of volledig gecompenseerd of zelfs overgecompenseerd kunnen worden en dat de belasting van de axiale lagers in alle omstandigheden kan geoptimaliseerd worden.

Een voordeel van het compenseren van bepaalde axiale krachten is dat op die manier bepaalde axiale lagers uitgespaard of vervangen kunnen worden door kleinere of minder complexe lagers die minder duur zijn en ook minder verliezen met zich meebrengen dan de lagers die worden toegepast in de hedendaagse schroefcompressorelementen.

Er moet ook minder overvloedig gesmeerd worden, wat dan ook weer minder woelverliezen met zich meebrengt.

Ook kunnen compenserende middelen, die actueel worden toegepast, zoals compensatieveren en "balancing pistons", weggelaten of vereenvoudigd worden, waardoor de kostprijs drastisch kan afnemen.

Een bijkomend voordeel is dat de krachten kunnen gecompenseerd worden door middel van een magneet die geen extra mechanisch verlies of weerstandbiedend koppel opwekt.

De uitvinding is bovendien ook toepasbaar voor hoge en lage druk compressorelementen en in zowel oliegesmeerde als in olievrije schroefcompressoren, en dit niettegenstaande de ongunstige omgeving, de hoge krachtniveaus, de beperkte beschikbare ruimte voor inbouw en de complexiteit die menig constructeur zou weerhouden tot een oplossing te komen zoals deze van de hier beschreven uitvinding.

Andere voordelen zullen duidelijk worden bij de beschrijving van de verschillende varianten van schroefcompressorelementen volgens de uitvinding aan de hand van de figuren, waarbij magneten kunnen worden toegepast, al of niet in combinatie met andere compenserende maatregelen.

Bij voorkeur zijn de toegepaste magneet of magneten met hun NZ-as evenwijdig georiënteerd met de axiale richting van de rotoren, teneinde geen of slechts een zeer beperkt weerstandbiedend koppel op te wekken.

De invloed van de magneet of van de magneten kan bijvoorbeeld in- en uitgeschakeld worden naargelang het regime waarin het compressorelement werkt, bijvoorbeeld tijdens het opstarten of bij nominale werking in vollast, waardoor de compenserende werking kan aangepast worden aan het werkingsregime en meer bepaald aan de optredende axiale krachten die functie zijn van het werkingsregime.

Dit kan bijvoorbeeld op eenvoudige wijze gerealiseerd worden door de magneet of magneten uit te voeren als elektromagneten, al of niet met een constant of instelbaar magnetisch veld waarvan de stroomvoorziening kan in- of uitgeschakeld worden.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding is de axiale kracht, die door één of meer magneten op de rotor wordt uitgeoefend, instelbaar of regelbaar door middel van een sturing die, in functie van een systeempararneter zoals de belasting van het lager, het toerental van het compressorelement, de temperatuur van het lager, de uitlaatdruk, de drukverhouding over het compressorelement en/of de inlaatdruk, de uitgeoefende magnetische kracht gaat aansturen, zodanig dat de axiale krachten op een lager binnen het werkingsgebied van het betreffende lager vallen, waarbij dit werkingsgebied een gekend gegeven is dat door de constructeur van het lager meegedeeld wordt in de vorm van een grafiek van de krachten die in axiale richting toelaatbaar zijn als functie van het toerental.

Op deze manier kan het werkingsgebied van de lagers en dus ook van het compressorelement worden uitgebreid zonder gevaar van ongewenste schade aan de lagers.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen beschreven van een compressorelement volgens de uitvinding van een schroefcompressor, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een zijaanzicht weergeeft van een compressorelement volgens de uitvinding; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 schematisch de opstelling weergeeft van het gedeelte dat in figuur 2 door het kader F3 is aangeduid; de figuren 4 tot 7 elk een zicht weergeven zoals dit van figuur 3, doch voor enkele varianten van een compressorelement volgens de uitvinding; de figuren 8 en 9 op grotere schaal twee varianten tonen van het gedeelte dat in figuur 7 door F8 is aangeduid; figuur 10 een typische grafiek toont van het werkingsgebied van een axiaal lager; figuur 11 en figuur 12 twee mogelijke regelalgoritmen volgens de uitvinding weergeven.

Het in de figuren 1 en 2 weergegeven compressorelement 1 volgens de uitvinding is een compressorelement 1 van een schroefcompressor, waarbij dit compressorelement 1 is voorzien van een behuizing 2 met daarin twee in elkaar grijpende rotoren, respectievelijk een mannelijke rotor 3 en een vrouwelijke rotor 4, die een as 5 omvatten met daarop een schroefvormig rotorlichaam 6, respectievelijk 7.

De behuizing 2 is voorzien van een inlaat 8 waarlangs een te comprimeren gas kan worden aangezogen en van een uitlaat 9 waarlangs het gas, na te zijn samengedrukt tussen de rotoren 3 en 4, kan worden weggeperst.

Deze in- en uitlaat, respectievelijk 8 en 9, bevinden zich aan een respectievelijk uiteinde van de rotoren 3 en 4, welk uiteinde ook wordt bestempeld als inlaatzijde 10, respectievelijk uitlaatzijde 11 van het compressorelement 1.

De as 5 van elke rotor 3 en 4 is gelagerd in de behuizing 2 door middel van een radiaal lager 12 aan elk uiteinde van de voornoemde as 5 en door middel van slechts één enkel axiaal lager 13 aan de voornoemde uitlaatzijde 11, welk enig axiaal lager 13 vaak als hoofdlager wordt betiteld.

De mannelijke rotor 3 is aan zijn uiteinde aan de uitlaatzijde 11 voorzien van een aandrijftandwiel 14 waarmee deze rotor 3, door middel van een niet weergegeven motor of andere aandrijving, kan aangedreven worden. De vrouwelijke rotor 4 bezit aan zijn uiteinde aan de inlaatzijde 10 een eerste synchronisatietandwiel 15 dat kan samenwerken met een tweede synchronisatietandwiel 16 dat op het uiteinde aan de inlaatzijde 10 van de mannelijke rotor 3 is voorzien en die samen een tandwieloverbrenging 15-16 vormen voor de aandrijving van de vrouwelijke rotor 4 door de mannelijke rotor 3, waarbij deze tandwieloverbrenging 15-16 ervoor zorgt dat beide rotoren 3-4 elkaar niet raken.

Er zijn echter ook toepassingen bekend waarbij deze laatste tandwieloverbrenging 15-16 niet aanwezig is en de mannelijke rotor 3 de vrouwelijke rotor 4 door rechtstreeks contact tussen de rotorlichamen 6 en 7 aandrijft.

Het compressorelement 1 is volgens de uitvinding voorzien van extra middelen in de vorm van een magneet 17 waarvan de magnetische kracht in axiale richting inwerkt op een rotor 3-4 van het compressorelement 1, teneinde door middel van deze magneet 17 een extra axiale kracht via de betreffende rotor 3-4 op het hoofdlager 13 van deze rotor 3-4 te kunnen uitoefenen.

In het geval van het weergegeven voorbeeld van de figuren 1 en 2 zijn beide rotoren 3-4 voorzien van zulke magneet 17, meer bepaald een elektromagneet die met zijn Noord-Zuid as 18 evenwijdig is gericht met de axiale richting X-X' van de rotoren 3-4 en die kan samenwerken met een schijf 19 die vast op de as 5 is gemonteerd dwars op de axiale richting X-X' van de rotoren 3-4.

De magneet 17 is bij voorkeur een ringvormige magneet die gecenterd is rond de as 5 van de betreffende rotor 3-4 en waarvan de stroomvoorziening kan in- of uitgeschakeld worden teneinde de invloed van de magneet 17 in- of uit te schakelen. De magneet 17 is in dit geval een eenvoudige elektromagneet 17 die, wanneer hij ingeschakeld is, een constant magnetisch veld opwekt.

In figuur 3 is het omkaderd gedeelte van de mannelijke rotor 3, dat in figuur 2 door F3 is aangeduid, schematisch weergegeven met weglating van de radiale lagers en van de tandwieloverbrenging 15-16 tussen beide rotoren 3-4, dit uit het oogpunt van vereenvoudiging. Overeenstemmende onderdelen zijn in figuur 3 op dezelfde manier genummerd als in figuur 2.

Uit figuur 3 blijkt dat het axiaal hoofdlager 13 in dit geval een enkelwerkend lager is, met andere woorden een lager 13 dat de axiale krachten slechts in één enkele richting kan opvangen en dat in dit geval zo gemonteerd is dat het de axiale krachten op de rotor 3 kan opvangen die gericht zijn van de uitlaatzijde 11 naar de inlaatzijde 10 van het compressorelement 1, meer speciaal in de figuur van links naar rechts, maar waarbij dit lager 13 niet in staat is om axiale krachten op de rotor 3 in tegengestelde richting op te vangen.

De werking van het compressorelement 1 is eenvoudig en als volgt.

Bij het opstarten van het compressorelement 1 zal de rotor 3 door middel van een externe aandrijving via het voornoemde aandrijftandwiel 14 worden aangedreven.

Aangezien in het weergegeven voorbeeld het aandrijftandwiel 14 een schuine vertanding vertoont, zal hierbij, door de externe aandrijving, een axiale kracht op het aandrij ftandwiel 14, en dus op de rotor 3, uitgeoefend worden die in het voorbeeld gericht is van de inlaatzijde 10 naar de uitlaatzijde 11, zoals weergegeven door middel van de pijl A.

Gelijktijdig wordt, bij het opstarten, de magneet 17 bekrachtigd, waarbij, zoals blijkt uit figuur 3, de magneet 17 zodanig georiënteerd is dat, wanneer hij ingeschakeld is, een kracht uitoefent op de rotor 3 die gericht is van de uitlaatzijde 11 naar de inlaatzijde 10 van het compressorelement, meer bepaald van links naar rechts in figuur 3, zoals weergegeven met de pijl B in deze figuur en dus met andere woorden tegengesteld gericht aan de kracht die via het aandrijftandwiel 14 op de rotor 3 wordt uitgeoefend.

Bij het opstarten zijn er geen andere krachten die op de rotor 3 inwerken en wordt de positie van de rotor 3 dus bepaald door de inwerking van de resulterende kracht op het axiaal lager.

De axiale kracht die door de magneet 17 op de rotor 3 wordt uitgeoefend, dient daarbij groter te zijn dan de axiale kracht ontwikkeld op het aandrijftandwiel 14, één en ander om te beletten dat het aandrijftandwiel 14, bij het opstarten van het compressorelement 1, de rotor 3 naar de uitlaatzijde 11 zou toetrekken en er in dat geval ongewenst contact zou kunnen optreden tussen het kopvlak van de rotor 3 aan de uitlaatzijde 11 en de behuizing 2.

Wanneer het compressorelement 1 verder wordt aangedreven, zal het gas dat via de inlaat 8 wordt aangezogen tussen de rotoren 3-4 samengeperst worden en weggestuwd via de uitlaat 9, waarbij de gecomprimeerde gassen een kracht zullen uitoefenen op de rotor 3 die gericht is van de uitlaatzijde 11 van het compressorelement 1 naar de inlaatzijde 10, zoals weergegeven door pijl C in figuur 3.

De gaskrachten tellen zich dus op bij de krachten uitgeoefend door de magneet 17, waarbij deze gaskrachten in nominale werking groter zijn dan en tegengesteld gericht aan de krachten op het aandrij f tandwiel 14 of aan de resulterende krachten op het aandrijftandwiel 14 en/of eventuele tandwielen 15-16 van de tandwieloverbrenging tussen de rotoren 3-4.

De magneet 17 kan dan in nominale werking worden uitgeschakeld zonder gevaar dat de rotor 3 met zijn kopvlak tegen de behuizing aan de uitlaatzijde 11 zou worden getrokken.

Een voordeel van deze uitvoeringsvorm is dat, voor de axiale lagering van de rotor 3, slechts één relatief klein en goedkoop axiaal lager 13 nodig is, met derhalve weinig mechanische verliezen en woelverliezen te wijten aan de stroming van smeermiddelen doorheen hét lager 13.

Bovendien blijft de kopspeling tussen het kopse einde van de rotor 3 en de behuizing 2 relatief constant aangezien de resulterende krachten op de rotor 3 steeds in dezelfde zin gericht zijn en de speling dus enkel beïnvloedt wordt door de interne elastische vervormingen in het lager 13.

Het is duidelijk dat de voornoemde magneet 17 een permanente magneet kan zijn, waarbij al dan niet een· mogelijkheid van regeling of instelling bestaat om de afstand tot de rotor 3 of de schijf 19 variabel regelbaar te maken teneinde de breedte van de luchtspleet 20 te kunnen instellen, waarbij de magneet 17 dan axiaal verplaatsbaar is ten opzichte van de rotor 3.

Het is ook duidelijk dat er geen extra schijf 19 op de rotor 3 aanwezig moet zijn, maar dat, volgens een variant, de magneet 17 ook rechtstreeks op de rotor 3 of een onderdeel ervan zou kunnen inwerken, zoals op de as 5 of op een rotorlichaam 6-7 of op een tandwiel 14-15-16 van de rotor 3-4 of op een flens die over de as 5 is aangebracht en in axiale richting op deze as 5 is geborgen en/of op een buitenring van een tweede lager dat rond deze rotor is aangebracht.

Het is ten andere niet uitgesloten dat de magneet 17 eventueel ingebouwd of opgebouwd kan zijn in of op de rotor 3, bijvoorbeeld in de voornoemde schijf 19, waarbij de magneet 17 in of op de rotor zich dan afzet ten opzichte van een gedeelte van de behuizing 2.

Uit de praktijk blijkt dat, hoe dichter de schijf 19 in axiale richting nabij het hoofdlager 13 is gesitueerd, hoe stabieler de regeling zal zijn en hoe minder thermische neveneffecten er zullen optreden.

In figuur 4 is een variante weergegeven die verschilt van de uitvoeringsvorm van figuur 3 doordat, in dit geval, een tweede magneet 21, meer bepaald een elektromagneet, is toegevoegd aan de andere zijde van de schijf 19 van de rotor 3 en die, met andere woorden, in werking een tegengestelde kracht kan uitoefenen ten opzichte van de magneet 17 uit figuur 3, zoals weergegeven door de pijl D in figuur 4.

Het gebruik en de werking zullen in dit geval identiek zijn aan dit van de vorige uitvoeringsvorm, waarbij ook in dit geval de eerste magneet 17 tijdens het opstarten zal ingeschakeld worden en bij het bereiken van de nominale werking terug zal uitgeschakeld worden, terwijl de tweede magneet 21 net omgekeerd in- en uitgeschakeld zal worden, namelijk uitgeschakeld bij het opstarten en ingeschakeld bij nominale werking.

Hierdoor zullen tijdens de nominale werking de axiale gaskrachten op de rotor 3 minstens gedeeltelijk gecompenseerd worden door de invloed van de tweede magneet 21, waardoor het hoofdlager 13 minder axiale krachten zal moeten opvangen en hierdoor gekozen kan worden voor een kleiner axiaal hoofdlager 13, met dus minder verliezen tot gevolg.

In figuur 5 wordt een andere toepassing weergegeven volgens de uitvinding waarbij, in dit geval, het aandrijftandwiel 14 een andere vertanding vertoont, waarbij, in dit geval, de axiale krachten die via dit aandrij ftandwiel 14 op de rotor 3 worden overgebracht, omgekeerd gericht zijn ten opzichte van de situatie van de figuren 3 en 4 en dus in dit geval gericht zijn van de uitlaatzijde 11 naar de inlaatzijde 10, zoals weergegeven door pijl A' in figuur 5.

Verder is het compressorelement 1 slechts voorzien van één enkele magneet 21 die, net zoals in het geval van figuur 3, in werking een kracht op de rotor 3 uitoefent die tegengesteld gericht is aan de kracht uitgeoefend door het aandrijftandwiel 14 op de rotor 3 en die dus, in dit geval, een kracht uitoefent die gericht is van de inlaatzijde 10 naar de uitlaatzijde 11, zoals weergegeven door pijl D in figuur 5.

Ook in dit geval kan geopteerd worden voor een kleiner axiaal hoofdlager 13.

Nog een andere uitvoeringsvorm van een compressorelement 1 volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 6 waarbij, in dit geval, aan de inlaatzijde 10 van de rotor 3 een bijkomend lager 22 voorzien is dat in dit geval, doch niet noodzakelijk, een dubbel werkend lager is met rolelementen 23 tussen een binnenring 24 en een buitenring 25 waarvan de binnenring 24 vastzit op de as 5 van de rotor 3 en de buitenring 25 axiaal verschuifbaar is in de behuizing 2 en waarbij tussen de buitenring 25 en de behuizing 2 een veer 26 is aangebracht die via het lager 22 op de rotor 3 een axiale kracht uitoefent, gericht van de uitlaatzijde 11 naar de inlaatzijde 10 zoals weergegeven door pijl E in figuur 6.

Tevens is in dit geval een magneet 21 voorzien die in werking een axiale kracht kan uitoefenen op de rotor 3 in de zin van pijl D in figuur 6 en die dus tegengesteld gericht is aan de kracht die door de veer 26 op de rotor 3 wordt uitgeoefend.

De veer 26 belet in dit geval dat, bij het opstarten, de rotor 3 door de krachtontwikkeling van het aandrijftandwiel 14 met zijn kopse uiteinde aan de uitlaatzijde 11 tegen de behuizing 2 zou worden getrokken.

In nominale werking zullen echter de gaskrachten de overhand hebben ten opzichte van de krachten ontwikkeld door het aandrij f tandwiel 14 en zal bijgevolg de axiale veerkracht een extra belasting betekenen van het axiaal hoofdlager 13, welke extra belasting van de veer 26 kan worden gecompenseerd door het inschakelen van de magneet 21 die dan de veerkracht minstens gedeeltelijk compenseert of zelfs overcompenseert, zodat niet alleen de veerkracht wordt uitgeschakeld maar tevens een deel van de gaskrachten worden gecompenseerd.

Het lager 22 dat is weergegeven in figuur 6 kan, volgens een niet in de figuren weergegeven variant van een compressorelement volgens de uitvinding, gelijktijdig dienst doen als het voornoemde tweede lager waarbij de magneet 17 inwerkt op de buitenring van dit lager 22, doch, het is tevens mogelijk dat gebruik wordt gemaakt van twee afzonderlijke lagers, respectievelijk een lager waarop de magneet 17 inwerkt en een lager waarop de veer 26 inwerkt.

Nog een andere uitvoeringsvorm is weergegeven in figuur 7 waarbij in dit geval, ten opzichte van de situatie van figuur 6, de veerkracht en de kracht ontwikkeld door de magneet, omgekeerd zijn georiënteerd.

In dit geval zal bij het opstarten de axiale kracht van de veer 26 worden gecompenseerd of zelfs worden overgecompenseerd, door het inschakelen van de magneet 17 om de rotor 3 tegen de kracht van het aandrijf tandwiel 14 in weg te trekken van de kopse vlak van de behuizing 2 aan de uitlaatzijde 11.

Bij het verder aandrijven van het compressorelement 1 kan vervolgens de magneet 17 worden uitgeschakeld, waarna de veer 26 het hoofdlager 13 ontlast met een constante kracht. Dit biedt het voordeel dat er tijdens de nominale werking geen magnetische krachten optreden, terwijl er toch een grote ontlasting van het hoofdlager 13 voor handen is.

In figuur 8 is een variante weergegeven van een magneet 17, meer bepaald een elektromagneet, waarbij, in dit geval, de luchtspleet 20 tussen het U-vormig juk 27 van de magneet 17 niet evenwijdig verloopt met de dwars gerichte schijf 19, maar zich eerder schuin uitstrekt ten opzichte van de axiale richting van de rotor 3. Hiertoe is het juk 27 aan de vrije uiteinden 28 van zijn benen afgeschuind en zijn op de schijf 19, tegenover deze afgeschuinde uiteinden 28, ribben 29 voorzien die op dezelfde manier zijn afgeschuind.

Het voordeel is dat in dit geval de variatie van de breedte van luchtspleet 20 kleiner is dan de axiale verplaatsing van de rotor 3.

Tevens is op de voornoemde afgeschuinde delen 28-29 een labyrintafdichting 30 voorzien, zodat de magneet 17 in dit geval tevens een afdichtende rol vervult tussen de rotor 3 en de behuizing 2.

In figuur 9 is nog een variante weergegeven van een magneet 17, waarbij in dit geval de luchtspleet 20 evenwijdig is met de axiale richting X-X'.

Volgens een bijzonder aspect van de uitvinding kunnen magneten 17-21 worden toegepast waarvan de invloed op de rotor 3 instelbaar of regelbaar is door middel van een sturing 31, zoals er in figuur 8 één schematisch is weergegeven, in functie van de werkingsomstandigheden, waarbij door de magneten 17-21 een extra axiale kracht op de rotor 3 zal worden uitgeoefend, derwijze dat de resulterende belasting van het lager 13 steeds binnen de door de constructeur van het axiaal lager 13 opgelegd werkingsgebied van het lager 13 ligt.

In figuur 10 is een voorbeeld weergegeven van een grafiek die voor een bepaald axiaal lager 13 het werkingsgebied weergeeft van de toegelaten axiale krachten op het lager 13 in functie van het toerental, waarbij dit werkingsgebied begrensd is door een onderste limietcurve "Min" en een bovenste limietcurve "Max", waarbij de bovenste limietcurve afhankelijk is van de gehanteerde toegelaten grensspanning.

De onderste grenscurve "Min" geeft aan wanneer contacthoekverschillen een maximale waarde overschrijden, wat te maken heeft met de kinematica van het lager 13. Bij lagere belastingen, dus onder de curve "Min", treedt slip op in . het lager 13 waardoor slijtage kan ontstaan en waardoor mechanische verliezen toenemen.

Een voorbeeld van een regelalgoritme voor het sturen van de door de magneet 17, 21 op de rotor 3 uitgeoefende kracht is schematisch weergegeven in figuur 11, waarbij in een eerste stap (a) , op basis van de compressorkarakteristiek F = f(n,p), de axiale kracht wordt bepaald die door de rotor 3 op het lager 13 wordt uitgeoefend en dit op basis van metingen van de uitlaatdruk p en het toerental n en in een tweede stap (b) de maximaal toegelaten axiale kracht bepaald in de grafiek van figuur 10 op basis van het gemeten toerental, waarna de beide waarden met elkaar worden vergeleken in stap (c), één en ander zodanig dat, wanneer er een verschil is, de stroom I doorheen de magneet 17, 21 wordt aangepast in stap (d) om het verschil te elimineren.

Zodoende wordt ervoor gezorgd dat het lager 13 steeds maximaal kan worden belast zonder buiten het werkingsgebied van het lager 13 te vallen, waardoor het lager 13 steeds optimaal wordt belast en men bijgevolg niet moet opteren voor een overgedimensioneerd lager 13 dat met een overdreven veiligheidsmarge is gekozen om er zeker van te zijn dat de maximale grenswaarden van de axiale krachten nooit wordt overschreden.

Het is duidelijk dat het regeltechnisch schema weergegeven in figuur 11 betrekking heeft op een continue regeling waarbij naar een bepaalde wenswaarde wordt gestreefd.

Een alternatieve regeling die kan worden toegepast is weergegeven in figuur 12, waarbij een ON-OFF regeling wordt toegepast die verschilt in de regeling van figuur 11 doordat, in het geval van figuur 12, de maximaal toegelaten axiale kracht Fmax en de minimaal toegelaten kracht Fmin uit de grafiek van figuur 10 worden bepaald en de stroom I doorheen de magneet 17, 21 wordt aangeschakeld wanneer de axiale kracht F bepaald volgens de compressorkarakteristiek F=f(n,p) groter is dan Fmax en de stroom I doorheen de magneet 17, 21 wordt uitgeschakeld wanneer de axiale kracht F bepaald volgens de compressorkarakteristiek F=f(n,p) kleiner is dan Fmin.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een compressorelement volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (37)

1. Compressorelement van een schroefcompressor, welk compressorelement (1) is voorzien van een behuizing (2) met daarin twee in elkaar grijpende schroefvormige rotoren (3-4) die elk een as (5) omvatten met daarop een schroefvormig rotorlichaam (6, 7), waarbij de as (5) van elke rotor (3-4) in axiale richting (X-X') gelagerd is in de behuizing (2) door middel van minstens één axiaal lager (13 en/of 22) en waarbij de behuizing (2) een inlaat (8) vertoont voor gas aan één uiteinde van de rotoren (3-4) en een uit laat (9) voor gas aan het andere uiteinde van de rotoren (3-4), respectievelijk inlaatzijde (10) en uitlaatzijde (11) genoemd, daardoor gekenmerkt dat het compressorelement (1) voorzien is van extra middelen die via de rotor (3, 4) een extra kracht uitoefenen op minstens één axiaal lager (13 en/of 22) en waarbij deze middelen worden gevormd door minstens één magneet (17, 21) waarvan de magnetische kracht in axiale richting inwerkt op minstens één rotor (3-4) van het compressorelement (1) en/of op een buitenring van een tweede lager dat rond deze rotor is aangebracht.

2. Compressorelement volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat minstens één magneet (17 en/of 21) met zijn NZ-as evenwijdig georiënteerd is met de axiale richting (X-X') van de rotoren (3-4).

3. Compressorelement volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat minstens één magneet (17 en/of 21) in werking een constant magnetisch veld opwekt.

4. Compressorelement volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de invloed van het magnetisch veld in- en uitschakelbaar is.

5. Compressorelement volgens één van de conclusies 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat de axiale kracht die door minstens één magneet (17 en/of 21) op de rotor (3-4) wordt uitgeoefend instelbaar of regelbaar is.

6. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één magneet (17 en/of 21) een elektromagneet is.

7. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één magneet (17 en/of 21) axiaal verplaatsbaar is ten opzichte van de rotor (3, 4) .

8. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat tussen de rotor (3, 4) en minstens één magneet (17 en/of 21) een luchtspleet (20) aanwezig is en dat deze luchtspleet (20) zich schuin uitstrekt ten opzichte van de axiale richting van de rotoren (3, 4).

9. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één rotor (3, 4) in axiale richting gelagerd is door slechts één enkel axiaal lager (13), het hoofdlager genoemd.

10. Compressorelement volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat het voornoemd hoofdlager een enkelwerkend axiaal lager (13) is, met andere woorden een lager (13) dat de axiale krachten slechts in één axiale richting kan opvangen, hetzij krachten die gericht zijn van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10) of krachten die hieraan tegengesteld gericht zijn.

11. Compressorelement volgens conclusie 10, daardoor gekenmerkt dat het enkelwerkend axiaal hoofdlager (13) van het type is dat enkel krachten op de rotor (3, 4) kan opvangen die axiaal gericht zijn van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10).

12. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één rotor (3-4) voorzien is van een aandrij f tandwiel (14) voor een externe aandrijving door middel van een motor en dat beide rotoren (3, 4) optioneel zijn voorzien van een bijkomend synchronisatietandwiel (15,16) van een tandwieloverbrenging (15, 16) tussen beide rotoren (3, 4), waarbij het magnetisch veld van de één of meer magneten (17 en/of 21) inwerkend op een rotor (3,4) zodanig is georiënteerd dat de magneten (17 en/of 21) in werking een resulterende kracht uitoefenen die tegengesteld is gericht aan de resultante van de axiale krachten die op de tandwielen (14, 15, 16) van de betreffende rotor (3, 4) optreden ten gevolge van de aandrijving van het compressorelement (1) via het voornoemde aandrijftandwiel (14).

13. Compressorelement volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de één of meer magneten (17 en/of 21) met hun magnetische veld zodanig zijn georiënteerd dat zij, in werking, een resulterende axiale kracht uitoefenen die gericht is van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10) of met andere woorden gericht is volgens de richting van de gaskrachten die optreden bij nominale werking van het compressorelement (1).

14. Compressorelement volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat één of meer magneten (21) met hun magnetisch veld zodanig zijn georiënteerd dat zij in werking een resulterende axiale kracht uitoefenen die gericht is van de inlaatzijde (10) naar de uitlaatzijde (11) of met andere woorden gericht is in tegengestelde richting van de gaskrachten die optreden bij nominale werking van het compressorelement (1).

15. Compressorelement volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat één of meer magneten (17) met Jmn magnetische veld zodanig zijn georiënteerd dat zij in werking een resulterende axiale kracht uitoefenen die gericht is van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10) of met andere woorden gericht is volgens de richting van de gaskrachten die optreden bij nominale werking van het compressorelement (1) en één of meer magneten (21) met hun magnetische veld zodanig zijn georiënteerd dat zij in werking een resulterende axiale kracht uitoefenen die tegengesteld gericht is aan deze van de eerstgenoemde magneet of magneten (17), namelijk gericht van de inlaatzijde (10) naar de uitlaatzijde (11).

16. Compressorelement volgens één van de conclusies 12 tot 15, daardoor gekenmerkt dat de invloed van de één of meer magneten (17 en/of 21) kan worden ingeschakeld en uitgeschakeld en dat deze invloed wordt ingeschakeld bij opstart van het compressorelement (1) en wordt uitgeschakeld bij een nominale werking van het compressorelement (1).

17. Compressorelement volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat de invloed van de één of meer magneten (17— 21) kan worden ingeschakeld en uitgeschakeld en dat, enerzijds, bij het opstarten van het compressorelement (1), de resulterende invloed van de magneten (17) die een axiale kracht uitoefenen op de rotor (3), die gericht is van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10), worden ingeschakeld terwijl de magneten (21) met een tegengestelde invloed worden uitgeschakeld, en, anderzijds, in nominale werking van het compressorelement (1), het inschakelen en uitschakelen wordt omgekeerd ten opzichte van de voornoemde situatie bij het opstarten.

18. Compressorelement volgens één van de conclusies 3 tot 17, daardoor gekenmerkt dat de schijf (19), waarop de één of meer magneten (17-21) kunnen inwerken, zich in axiale richting (X-X') zo dicht mogelijk bij het hoofdlager (13) bevindt.

19. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het geen veer bevat die een axiale kracht uitoefent op de rotor (3).

20. Compressorelement volgens één van de conclusies 10 tot 21, daardoor gekenmerkt dat het buiten het voornoemd enkelvoudig axiaal hoofdlager (13) een tweede axiaal lager (22) bevat met twee ringen (24-25) waartussen zich rolelementen (23) bevinden, waarbij één ring (24) axiaal vast zit op de rotor (3) en de andere ring (25) axiaal verschuifbaar is in de behuizing (2) en er tussen de behuizing (2) en de verschuifbare ring (25) een veer (26) is aangebracht ter uitoefening van een axiale kracht.

21. Compressorelement volgens conclusies 20, daardoor gekenmerkt dat voornoemde minstens één of meer magneten (17-21) een resulterende axiale kracht uitoefent die tegengesteld is gericht aan de axiale kracht die door de voornoemde veer (26) op de verschuifbare ring (25) van het tweede axiaal lager (22) wordt uitgeoefend en dat deze resulterende axiale kracht van de één of meer magneten (17— 21) van de zelfde grootteorde is als de voornoemde axiale veerkracht op de verschuifbare ring (25) van het tweede lager (22) of groter is.

22. Compressorelement volgens conclusies 20, daardoor gekenmerkt dat de veer (26) een axiale kracht uitoefent op de verschuifbare ring (25) van het tweede axiaal lager (22) die gericht is van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10), waarbij, tijdens het opstarten van het compressorelement (1) , de invloed van één of meer magneten (21) wordt uitgeschakeld, terwijl deze wordt ingeschakeld bij nominale werking ter compensatie of overcompensatie van de axiale kracht van de veer (26).

23. Compressorelement volgens conclusies 21, daardoor gekenmerkt dat dë veer (26) een axiale kracht uitoefent op de verschuifbare ring (25) van het tweede axiaal lager (22) die gericht is van de inlaatzijde (10) naar de uitlaatzijde (11) , waarbij tijdens het opstarten van het compressorelement (1) de invloed van minstens één magneet (17) wordt ingeschakeld ter overcompensatie van de axiale kracht van de veer (26), terwijl deze wordt uitgeschakeld bij nominale werking.

24. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de axiale kracht die door één of meer magneten (17 en/of 21) op de rotor (3, 4) wordt uitgeoefend instelbaar of regelbaar is door middel van een sturing (31) die in functie van een systeemparameter, de uitgeoefende magnetische kracht aanstuurt, zodanig dat de axiale krachten op een lager (13, 22) binnen het werkingsgebied van het betreffende lager (13, 22) vallen, waarbij dit werkingsgebied een gekend gegeven is van toegelaten krachten (F) als functie van het toerental (n).

25. Compressorelement volgens conclusie 24, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde systeemparameter bestaat uit de belasting van het lager, het toerental (n) van het compressorelement (1), de temperatuur van het lager, de uitlaatdruk, de drukverhouding over het compressorelement (1) en/of de inlaatdruk van het compressorelement (1).

26. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een compressorelement (1) is van een olievrije schroefcompressor.

27. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een compressorelement (1) is van een lage druk schroefcompressor.

28. Compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens één magneet (17-21) een afdichting (28) bevat met een gasafdichtende functie, tussen de rotor (3, 4) en de behuizing (2).

29. Compressorelement volgens één van de conclusies 20 tot 23, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde tweede axiaal lager (22) van het dubbelwerkend type is.

30. Werkwijze voor het aansturen van een compressorelement volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat door middel van één of meer magneten (17, 21) een extra kracht wordt uitgeoefend op minstens één axiaal lager (13 en/of 22), waarbij de magnetische kracht van de magneet in axiale richting inwerkt op minstens één rotor (3-4) van het compressorelement (1) en/of op een buitenring van een tweede lager dat rond deze rotor (3, 4) is aangebracht en dat de axiale kracht, die door één of meer magneten op de rotor wordt uitgeoefend, instelbaar of regelbaar door middel van een sturing (31) die, in functie van een systeemparameter, de uitgeoefende magnetische kracht aanstuurt op zodanige manier dat de resulterende axiale krachten op het voornoemd minstens één axiaal lager binnen het werkingsgebied van het betreffende lager vallen.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, daardoor gekenmerkt dat minstens één rotor (3, 4) in axiale richting gelagerd is door een enkelwerkend axiaal lager (13), het hoofdlager genoemd, en door een tweede axiaal lager met twee ringen (24-25) waartussen zich rolelementen (23) bevinden, waarbij één ring (24) axiaal vastzit op de rotor (3) en de andere ring (25) axiaal verschuifbaar is in de behuizing (2) en er tussen de behuizing (2) en de verschuifbare ring (25) een veer (26) is aangebracht ter uitoefening van een axiale kracht op de verschuifbare ring (25) die tegengesteld is gericht aan de resulterende axiale kracht van één of meer magneten (17, 21) en die gericht is van de uitlaatzijde (11) naar de inlaatzijde (10), waarbij, tijdens het opstarten van het compressorelement (1), de invloed van één of meer magneten (21) wordt uitgeschakeld, terwijl deze wordt ingeschakeld bij nominale werking ter compensatie of overcompensatie van de axiale kracht van de veer (26).

32, - Werkwijze volgens conclusies 30, daardoor gekenmerkt dat minstens één rotor (3, 4) in axiale richting gelagerd is door een enkelwerkend axiaal lager (13), het hoofdlager genoemd, en door een tweede axiaal lager met twee ringen (24-25) waartussen zich rolelementen (23) bevinden, waarbij één ring (24) axiaal vast zit op de rotor (3) en de andere ring (25) axiaal verschuifbaar is in de behuizing (2) en er tussen de behuizing (2) en de verschuifbare ring (25) een veer (26) is aangebracht ter uitoefening van een axiale kracht op de verschuifbare ring (25) die tegengesteld is gericht aan de resulterende axiale kracht van één of meer magneten (17, 21) en die gericht is van de inlaatzijde (10) naar de inlaatzijde (11) , waarbij tijdens het opstarten van het compressorelement (1) de invloed van minstens één magneet (17) wordt ingeschakeld ter overcompensatie van de axiale kracht van de veer (26), terwijl deze wordt uitgeschakeld bij nominale werking.

33. Werkwijze volgens één van de conclusies 30 tot 32, daardoor gekenmerkt dat de axiale kracht die door één of meer magneten (17 en/of 21) op de rotor (3, 4) wordt uitgeoefend instelbaar of regelbaar is door middel van een sturing (31) die in functie van een systeemparameter, de uitgeoefende magnetische kracht aanstuurt, zodanig dat de axiale krachten op een lager (13, 22) binnen het werkingsgebied van het betreffende lager (13, 22) vallen, waarbij dit werkingsgebied een gekend gegeven is van toegelaten krachten (F) als functie van het toerental (n).

34. Werkwijze volgens conclusies 33, daardoor gekenmerkt dat de axiale kracht die door één of meer magneten (17 en/of 21) op de rotor (3, 4) wordt uitgeoefend instelbaar of regelbaar is door middel van een sturing (31) die in functie van een systeemparameter, de uitgeoefende magnetische kracht aanstuurt.

35. Werkwijze volgens conclusie 34, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde sturing (31) zodanig is dat de axiale krachten op een lager (13, 22) binnen het werkingsgebied van het betreffende lager (13, 22) vallen, waarbij dit werkingsgebied een gekend gegeven is van toegelaten krachten (F) als functie van het toerental (n).

36. Werkwijze volgens conclusie 35, daardoor gekenmerkt dat de sturing (31) een regelalgoritme bevat voor het sturen van de door de magneet (17, 21) op de rotor (3) uitgeoefende kracht, waarbij in een eerste stap (a) op basis van de gekende compressorkarakteristiek van het compressorelement (1) de axiale kracht wordt bepaald die door de rotor (3) op het lager (13) wordt uitgeoefend, dit op basis van metingen van de uitlaatdruk (p) en het toerental n; in een tweede stap (b) de maximaal toegelaten axiale kracht van het voornoemde werkingsgebied van het betreffende lager (13, 22) wordt bepaald op basis van het gemeten toerental; in een volgende stap (c) de beide waarden met elkaar worden vergeleken en het verschil van beide wordt bepaald; en tenslotte in een stap (d) de stroom (I) doorheen de magneet (17, 21) wordt aangepast om het voornoemde verschil te elimineren.

37. Werkwijze volgens één van de conclusies 30 tot 36, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde systeemparameter bestaat uit de belasting van het lager, het toerental (n) van het compressorelement (1), de temperatuur van het lager, de uitlaatdruk, de drukverhouding over het compressorelement (1) en/of de inlaatdruk van het compressorelement (1).