BE1021558B1

BE1021558B1 - Spiraalcompressor

Info

Publication number: BE1021558B1
Application number: BE2013/0101A
Authority: BE
Original assignee: Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-12-14
Also published as: WO2014124503A3; KR20150133188A; CN105264231B; EP2956673B1; KR101842333B1; EP2956673A2; US10066623B2; US20150369244A1; JP2016510381A; CN105264231A; WO2014124503A2; JP6370813B2; MY174925A

Abstract

Spiraalcompressor (1) met een stationaire statorspiraal(8) en een beweegbare rotorspiraal (16) en een aandrijving voor een beweging van de rotor (6) waarbij in elke positie plaatsen worden gevormd met een momentane minimale opening (29) tussen de rotorspiraal (16) en de statorspiraal (8), waarbij op elke hoogte (Z) in een minimale opening (29) een lokale transversale interne speling(S) is, waarbij minstens één van de statorflanken(10,11) of rotorflanken (18,19) een aangepast flankgedeelte (37-40) bevat met in elk punt bij stilstand van de rotor (6) een initiële lokale statorflankafwijking(DT0i, DT0u) dan wel 15 rotorflankafwijking(DR0i, DR0u) verschillend van nul enbij nominale werking van de spiraalcompressor overeenkomstige momentane finale lokale statorflankafwijkingen(DTfi, DTfu) dan wel rotorflankafwi jkingen (DRfi, DRfu) die in absolute waarde kleiner zijn.

Description

Spiraalcompressor.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een spiraalcompressor.

Zoals bekend is, bevat een spiraalcompressor doorgaans de volgende elementen; - een behuizing; - een stator die vast in de behuizing is aangebracht en die een stationaire statorspiraal bevat met een centrale statoras, welke statorspiraal gevormd wordt door een statorstrook met twee statorflanken die volgens haar lengte spiraalvormig is afgewikkeld en die met een zekere hoogte opstaand is aangebracht op een statorplaat; - een rotor die beweegbaar is aangebracht in de behuizing en die een rotorspiraal bevat met een centrale rotoras, welke rotorspiraal gevormd wordt door een rotorstrook met twee rotorflanken die volgens haar lengte spiraalvormig is afgewikkeld en die met een zekere hoogte opstaand is aangebracht op een rotorplaat en waarbij de rotorspiraal en de statorspiraal in elkaar zijn aangebracht tussen de statorplaat en de rotorplaat; - een lage druk inlaat aan de buitenzijde van de spiraalcompressor; - een hoge druk uitlaat aan het centrum van de spiraalcompressor; en, - een aandrijving voor een beweging van de rotor waarbij de centrale rotoras excentrisch cirkelt rond de centrale statoras zonder dat de rotor hierbij een rotatie ondergaat rond de centrale rotoras.

Het is tevens bekend dat in elke positie van de rotor in de stator tijdens deze cirkelende en excentrische beweging van de rotor ten opzichte van de statorplaatsen worden gevormd waar er een maximale, dan wel een mimimale opening tussen de rotorspiraal en statorspiraal is.

Hierbij is het zo dat deze plaatsen met minimale en maximale opening bij elke positie van de rotor ten opzichte van de stator, gelegen zijn in een vlak dat de beide centrale assen bevat, wat verder in de tekst nog zal worden verduidelijkt aan de hand van figuren, welk vlak hierna het sluitvlak zal worden genoemd.

Hierbij wordt de aandacht erop gevestigd dat de minimale openingen op elk moment tijdens de beweging van de rotor in feite compressiekamers afbakenen, doch deze niet hermetisch afsluiten omwille van interne spelingen in de spiraalcompressor, zoals verkeerdelijk zou kunnen worden gedacht uit de benaming sluitvlak.

De compressiekamers veranderen tijdens de cirkelende, excentrische beweging van de rotor steeds van vorm, waarbij lucht of gas aangevoerd aan de buitenkant van de spiraalcompressor via de inlaat steeds dieper naar het centrum van de spiraalcompressor wordt gedrukt,waar de compressiekamers een kleiner volume innemen, zodat de lucht of het gas meer en meer wordt gecomprimeerd totdat de gecomprimeerde lucht of gas uiteindelijk de spiraalcompressor via de uitlaat in het centrum van de spiraalcompresor kan verlaten.

Er valt tevens op te merken dat de rotorspiraal en de statorspiraal in de plaatsen met minimale opening op elke hoogte volgens de rotorflanken en de statorflanken op een zekere radiale afstand van elkaar zijn gelegen, welke afstanden aldus als lokale transversale interne spelingen van de spiraalcompressor kunnen beschouwd worden.

Onder een transversale interne speling wordt hierbij verstaan dat het gaat om een speling in de spiraalcompressor in een richting dwars op de rotorflanken en de statorflanken.

Uiteraard zijn er ook interne spelingen tussen de rotortip en de statorplaat en tussen de statortip en de rotorplaat, welke spelingen verder in de tekst als laterale interne spelingen zullen worden aangeduid.

Voor een goede werking van de spiraalcompressor dienen al de interne spelingen en in het bijzonder de lokale transversale interne spelingen, ten allen tijde boven een bepaalde minimum waarde te blijven teneinde contact te vermijden tussen de rotorspiraal en de statorspiraal.

Anderzijds zijn grote interne spelingen en in het bijzonder grote lokale transversale interne spelingen, tevens niet wenselijk, aangezien zulks tot een groot lekdebiet en drukverlies in de spiraalcompressor zou leiden, met hercompressie van lucht of gas en aldus extra warmteontwikkeling tot gevolg, waardoor de efficiëntie van de spiraalcompressor sterk negatief beïnvloed wordt.

Het komt er met andere woorden op aan een zo klein mogelijke interne speling in de spiraalcompressor te verwezenlijken zonder het gevaar te lopen dat de rotorspiraal tijdens zijn beweging met de statorspiraal in contact komt.

Een grote moeilijkheid hierbij is dat de interne spelingen in een spiraalcompressor verre van een statisch gegeven zijn.

Immers, bij het overgaan van een initiële toestand van stilstand van de rotor,wanneer de spiraalcompressor niet in gebruik is,naar een finale toestand bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor, waarbij de rotor op zijn volle snelheid beweegt, wijzigen uiteraard de drukken, aangezien het immers de bedoeling is lucht of gas te comprimeren,evenals de temperaturen in de spiraalcompressor significant.

Deze wijzigingen van drukken en temperaturen in de spiraalcompressor gaan gepaard met een vervorming van de statorspiraal en de rotorspiraal, waarbij door zulke vervormingen de lokale interne spelingen in de spiraalcompressor wijzigen.

Om een aantal van deze dynamische fenomenen gemakkelijker te kunnen beschrijven, zullen hierna eerst nog een aantal zaken worden gedefinieerd.

Uit het voorgaande kan besloten worden dat de snijlijnen van de flanken van de statorspiraal en de rotorspiraal met de betreffende statorplaat of rotorplaat spiraalvormige voetrandenvormen.

Hierbij legt de meetkundige plaats van de punten waardoor een loodlijn op de statorplaat of de rotorplaat snijdt in een voornoemde spiraalvormige voetrandspiraalflanken vast, die hierna de ideale spiraalflanken zullen worden genoemd.

Kortom, de ideale spiraalflanken zijn flanken die loodrecht op de rotorplaat en statorplaat staan, zodat over de hoogte van de flanken bekeken in de gegeven toestand een constante interne speling geldt, althans voor zover de rotorplaat en statorplaat evenwijdig aan elkaar zijn, wat uiteraard de bedoeling is.

Verder in de tekst zullen de begrippen "lokale rotorflankafwijking", respectievelijk "lokale statorflank-afwijking", worden aangewend als verwijzend naar de radiale afstand vanaf een punt op een ideale spiraalflank van de rotorspiraal of statorspiraal tot het dichtstbij gelegen punt op de overeenstemmende spiraalflank van de rotorspiraal, respectievelijk statorspiraal, waarbij een lokale rotorflankafwijking of lokale statorflankafwijking een positief teken heeft, wanneer de afwijking gericht is in een richting weg van de betreffende centrale as of dus wanneer de afstand tussen het betreffende punt en de betrokken centrale as groter is dan de afstand tussen het overeenkomstige punt op de ideale spiraalflank en de betrokken centrale as.

In het omgekeerde geval waarbij de afwijking naar de centrale as is gericht, zal de betreffende rotorflankafwijking of statorflankafwijking een negatief teken hebben.

In het algemeen kan voorts gesteld worden dat een lokale transversale interne speling in een minimale opening samengesteld is uit een tussenliggende basisspeling gedefinieerd door de radiale afstand in het sluitvlak tussen de dichtstbij betrokken flanken gelegen ideale spiraalflanken en uit een lokale spelingsdeviatie.

Kortom elke lokale transversale interne speling kan beschreven worden als de som van een gewenste 'ideale' basisspeling en een lokale spelingsdeviatie die te wijten is aan lokale afwijkingen van de rotorspiraal en de statorspiraal in het betreffende sluitvlak ten opzichte van de ideale spiraalflanken.

Hierbij is de lokale spelingsdeviatie het verschil tussen een lokale rotorflankafwijking en een lokale statorflankafwijking.

Meer bepaald zijn de lokale rotorflankafwijking, respectievelijk de lokale statorflankafwijkingdie de betreffende lokale spelingsdeviatie vormen, de afwijkingen van de rotorspiraal en de statorspiraal, ten opzichte van de ideale spiraalflank, ter plaatse van de punten van de betreffende rotorflank en de betreffende statorflankdie op de betreffende hoogte van de betrokken lokale transversale interne speling zijn gelegen en die voorts in het betrokken sluitvlak zijn gelegen.

Bij het overgaan van een toestand van stilstand van de rotor naar een toestand bij nominaal bedrijf na het opstarten van de spiraalcompressor wijzigen de drukken en de temperaturen in de spiraalcompressor met een vervorming van de statorspiraal en de rotorspiraal en met een wijziging van de lokale statorflankafwijkingen en lokale rotorflankafwijkingenen dus van de lokale transversale interne spelingen tot gevolg.

Om het woordgebruik te vergemakkelijken wordt in deze tekst een toestand van de spiraalcompressor en zijn elementen bij stilstand ervan aangeduid met het adjectief 'initieel', terwijl een toestand van de spiraalcompressor en zijn elementen bij nominale werking ervan verder wordt aangeduid met het adjectief 'finaal'.

Uiteraard is er niks 'initieels' of 'finaals' aan de betrokken toestanden, waarbij er meer bepaald de aandacht op gevestigd wordt dat in de 'finale' toestand bij nominaal bedrijf de rotor op volle snelheid beweegt en aldus de verschillende elementen van de spiraalcompressor in deze "finale" toestand aldus een veelheid van momentane vormen en momentane posities aanneemt.

Verder kan gesteld worden dat de lokale transversale interne spelingen voor elke positie van de rotor bij een stilstand van de spiraalcompressor aan omgevingstemperatuur en omgevingsdruk een spelingsverloop over de hoogte vertonen, hierna het initieel of stilstaand spelingsverloop genoemd, terwijl deze lokale transversale spelingen voor elke positie van de rotor bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor aan werkingstemperatuur en werkingsdruk een ander momentaan spelingsverloop over de hoogte vertonen, hierna een momentaan finaal spelingsverloop of een momentaan circulerend spelingsverloop genoemd.

Doorgaans is het zo dat bij de bekende spiraalcompressoren de statorspiraal en de rotorspiraal uitgevoerd zijn met een constante dikte, waarbij de beide flanken van elke spiraal loodrecht staan op de betreffende rotorplaat of statorplaat, althans bij stilstand van de spiraalcompressor en bij de normale omgevingstemperaturen en omgevingsdrukken, zodat de flanken van de statorspiraal en de rotorspiraal bij stilstand samenvallen met de ideale spiraalflanken.

Kortom, bij zulke bekende spiraalcompressoren zijn de initiële lokale rotorflankafwijkingen en initiële lokale statorflankafwijkingen bij stilstand van de bekende spiraalcompressor, zo goed als nul, zodat er in de minimale openingen bij stilstand tevens geen initiële lokale spelingsdeviaties zijn, ongeacht de stand van de rotor of dus ongeacht welk sluitvlak het betreft.

Hierbij zijn de flanken van de statorspiraal en de rotorspiraal bij stilstand van de bekende spiraalcompressor evenwijdig of zo goed als evenwijdig aan elkaar gericht, waarbij aldus het stilstaandspelingsverloop van de lokale transversale interne spelingen in een sluitvlak weinig of geen variatie vertoont, of, anders gesteld, waarbij op elke hoogte in het betreffende sluitvlak de initiële lokale transversale interne speling even groot is en gelijk is aan de voornoemde basisspeling.

In een finale toestand van de spiraalcompressor bij nominaal bedrijf nemen de statorspiraal en de rotorspiraal andere momentane finale vormen aan, vergeleken bij de initiële vorm bij stilstand ervan, waarbij de momentane lokale transversale spelingen in een sluitvlak zijn samengesteld uit een finale voornoemde basisspeling en een momentane finale (of circulerende) lokale spelingsdeviatie, die functie is van de lokale momentane vorm van de rotorspiraal en de statorspiraal bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor.

Hierbij zijn bij nominale werking van de spiraalcompressor de drukken en de temperaturen in het centrum ervan, waar zich tevens de uitlaat van de spiraalcompressor bevindt, het grootst, terwijl de drukken en de temperaturen in de spiraalcompressor afnemen in de meer radiaal naar buiten gelegen gedeelten van de spiraalcompressor.

Voorts is het zo dat aan de zijde van de rotorplaat en de statorplaat, tegenover respectievelijk de rotorspiraal en de statorspiraal, doorgaans koelvinnen zijn voorzien.

Een gevolg hiervan is dat de voet van de rotorspiraal en de voet van de statorspiraal beter gekoeld worden dan de tip van de rotorspiraal en de tip van de statorspiraal, waardoor er bijgevolg bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor tevens een temperatuursgradiënt heerst over de hoogte van de rotorspiraal en over de hoogte van de statorspiraal, met een toenemende temperatuur naar de tippen ervan.

Al deze druk- en temperatuursinvloeden, meer bepaald drukken en temperaturen die van het centrum naar buiten toe afnemen en temperaturen die van de voet naar de tip van de betrokken spiraal toenemen, maken dat de rotorspiraal en de statorspiraal geneigd zijn zodanig te vervormen dat de rotortip en de statortip weg van het centrum buigen naar de buitenzijde van de spiraalcompressor toe.

Naargelang de positie in de spiraalcompressor kan in een minimale opening aldus bijvoorbeeld een rotortip neigen naar de tegenoverliggende statorvoet, terwijl de tegenoverliggende statortip op die positie juist wegneigt van de rotorvoet op deze positie.

Op analoge wijze kan naargelang de positie in de spiraalcompressor ook een statortip neigen naar de tegenoverliggende rotorvoet, terwijl de tegenoverliggende rotortip op die positie juist wegneigt van de statorvoet op deze positie.

Een gevolg hiervan is dat de lokale transversale interne speling op bepaalde hoogtes in een momentaan sluitvlak bij nominale werking van de spiraalcompressor sterk afgenomen kan zijn, vergeleken bij de lokale transversale interne speling op deze hoogte in hetzelfde sluitvlak bij stilstand van de spiraalcompressor.

Anderzijds is het tevens mogelijk dat op andere hoogtes in hetzelfde betrokken momentaan sluitvlak deze lokale transversale interne speling bij werking van de spiraalcompressor juist sterk is toegenomen vergeleken bij de lokale transversale interne speling op deze hoogte in hetzelfde momentaan sluitvlak bij een stilstand van de spiraalcompressor.

Dit betekent dat onder de invloed van de drukken en temperaturen de lokale momentane transversale interne speling bij nominale werking van de spiraalcompressor al gauw te klein kan worden bij bepaalde posities van de rotor in de stator, wanneer er niets gedaan wordt.

Bij de bekende spiraalcompressoren wordt dit probleem opgelost door de initiële spelingen bij stilstand van de bekende spiraalcompressor groot genoeg te nemen.

Bijkomend is het zo dat op plaatsen waar de lokale transversale interne speling toeneemt bij werking van de spiraalcompressor, tevens het intern lekdebiet en het intern drukverlies tussen compressiekamers van de spiraalcompressor toeneemt.

Dit fenomeen wordt bij de bekende spiraalcompressoren nog versterkt door de voornoemde maatregel waarbij spelingen in de spiraalcompressor bij stilstand ervan groot worden genomen om een minimale lokale transversale interne speling op alle hoogtes van de statorspiraal en rotorspiraal te verzekeren bij nominale werking van de spiraalcompressor.

Kortom, de interne spelingen in een spiraalcompressor bij nominale werking ervan beïnvloeden sterk de efficiëntie van de spiraalcompressor en kunnen bij de bekende spiraalcompressoren moeilijk binnen de perken worden gehouden en/of het circulerend spelingsverloop van de lokale transversale interne spelingen in de spiraalcompressor is erg variërend of kan moeilijk op voorhand worden ingeschat.

Dit probleem is des te nijpender naargelang de drukken en temperaturen in de spiraalcompressor stijgen, de vermogens toenemen of de bewegingssnelheid van de rotor in de stator toeneemt.

De uitvinding heeft dan ook tot doel aan één of meerdere van de voornoemde en eventueel andere nadelen een oplossing te bieden.

Meer bepaald heeft de uitvinding eerst en vooral tot doel bepaalde interne spelingen in een spiraalcompressor bij vol bedrijf te verwezenlijken, met liefst een zo constant mogelijk verloop over de hoogte van de statorflanken en de rotorflanken, waarbij tevens liefst een zo klein mogelijke circulerende spelingsdeviatie wordt verwezenlijkt ten opzichte van een gegeven basisspeling bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor.

Hiertoe betreft de uitvinding een spiraalcompressor van een type zoals hiervoor beschreven werd en overeenkomstig de pre-ambule van conclusie 1, waarbij deze spiraalcompressor voorts gekenmerkt is doordat minstens één van de statorflanken of rotorflanken een aangepast flankgedeelte bevat dat initieel qua vorm aangepast is doordat in elk punt van het betrokken aangepast flankgedeelte ineen initiële toestand van stilstand van de spiraalcompressor er een lokale initiële rotorflankafwijking dan wel een lokale initiële statorflankafwijking verschillend van nul is, waarbij bij een overgang van de spiraalcompressor van de initiële toestand bij stilstand naar een finale toestand bij nominaal bedrijf de statorspiraal en de rotorspiraal vervormen wel zodanig dat tijdens de beweging van de rotor aan nominaal bedrijf in elk punt van het betreffende voornoemde aangepaste flankgedeelte en in elke positie van de rotor er een momentane finale lokale statorflankafwijking dan wel een momentane finale lokale rotorflankafwijkingis, die in absolute waarde kleiner is dan de overeenkomstige lokale initiële statorflankafwijking dan wel de lokale initiële rotorflankafwijking in hetzelfde punt bij stilstand van de rotor.

Een groot voordeel van zulke spiraalcompressor volgens de uitvinding bestaat erin dat tijdens het ontwerp reeds werd rekening gehouden met de vervormingen die de statorspiraal en de rotorspiraal ondergaan onder invloed van de optredende drukken en temperaturen bij het overgaan van een initiële toestand van stilstand van de spiraalcompressornaar een finale toestand aan nominaal bedrij f.

Hierbij wordt ervoor gezorgd dat de rotorspiraal of de statorspiraal of beiden zijn voorzien van één of meerdere aangepaste flankgedeelten die bij stilstand van de spiraalcompressor een zodanige initiële vorm hebben die afwijkend is van een hiervoor gedefinieerde 'ideale' loodrecht op de statorplaat of rotorplaat geplaatst flankgedeelte en dit op zulke manier dat door een overgang van de spiraalcompressornaar een finale toestand aan nominaal bedrijf het voornoemde flankgedeelte een vervorming ondergaat en wel zodanig dat de momentane finale vorm van het flankgedeelte dichter aansluit bij een ideaal flankgedeelte dat loodrecht op de statorplaat of rotorplaat staat.

Men begrijpt dat zulke vervormingen van een voornoemd aangepast flankgedeelte een positief effect hebben op de momentane finale lokale interne spelingen in de betrokken punten van het flankgedeelte bij nominale werking van de spiraalcompressor.

Voorgaande formulering van de fenomenen die optreden bij een overgang van stilstand naar nominaal bedrijf van de spiraalcompressor, zou de indruk kunnen wekken dat aan nominaal bedrijf de drukken en temperaturen in de spiraalcompressor een statisch gegeven zijn, wat niet het geval is.

De druk en temperatuur aanwezig in een punt van een flank van de statorspiraal of de rotorspiraal verandert immers voortdurend tijdens de beweging van de rotor, waardoor in realiteit tijdens de beweging van de rotor de vervorming van de statorspiraalen de rotorspiraal tijdens deze beweging op elk moment anders is.

Volgens een meer precieze formulering kan ook met deze dynamiek rekening worden gehouden en gesteld worden dat bij stilstand van de spiraalcompressor de voornoemde lokale initiële rotorflankafwijking dan wel lokale initiële statorflankafwijkingvan het aangepast flankgedeelte een initiële lokale bijdrage levert aan overeenkomstige lokale, initiële of stilstaande spelingsdeviaties in de betrokken sluitvlakken.

Bij werking van de spiraalcompressor aan nominaal bedrijf vervormen de statorspiraal en de rotorspiraal, zodat er tijdens de beweging van de rotor in elk punt van het betreffende voornoemde aangepaste flankgedeelte momentane finale lokale statorflankafwijkingen dan wel momentane finale lokale rotorflankafwijkingen zijn.

Deze zijn zodanig dat deze een momentane finale lokale bijdrage leveren aan overeenkomstige momentane lokale finale of circulerende spelingsdeviaties in de betrokken momentane sluitvlakken, welke momentane finale lokale bijdragen bij werking in absolute waarde kleiner zijn dan de lokale initiële bijdrage aan de overeenkomstige lokale initiële spelingsdeviaties in de overeenstemmende sluitvlakken die betrekking hebben op hetzelfde punt en dit minstens voor een gedeelte van de posities ingenomen door de rotor tijdens een volledige omwenteling van de centrale as BB'.

Aangezien de drukwijzigingen en temperatuurswijzigingen in elk punt van de statorspiraal en de rotorspiraal tijdens het roteren van de rotor eerder klein zijn vergeleken bij de drukwi j zigingen en de temperatuurswi j zigingen in elk punt tussen stilstand en nominaal bedrijf, zijn in praktijk beide wijzen van formuleren ongeveer evenwaardig.

Er valt nog op te merken dat een spiraalcompressor volgens de uitvinding een verbetering is ten opzichte van de bekende spiraalcompressoren doordat er minimaal voor gezorgd wordt dat bij een aangepast flankgedeelte van de statorspiraal of rotorspiraal de momentane finale lokale bijdrage aan momentane lokale circulerende spelingsdeviaties ten gevolge van vervorming ervan na het opstarten van de spiraalcompressor in absolute waarde kleiner is dan de initiële bijdrage aan overeenkomstige initiële spelingsdeviaties bij stilstand van de spiraalcompressor en dit voor minstens een gedeelte van de posities van de rotor in de stator.

Dit betekent geenszins dat een spiraalcompressor volgens de uitvinding noodzakelijkerwijze bij werking aan nominaal bedrijf lokale finale spelingen dient te hebben zonder enige spelingsdeviatie of met lokale spelingsdeviaties die in hun totaliteit afnemen tussen stilstand en nominaal bedrijf of dergelijke meer.

Kortom, het ontwerp van een spiraalcompressor volgens de uitvinding is toegespitst op het verbeteren, dit wil zeggen het gelijkmatiger maken en meer voorspelbaar maken van de uiteindelijke interne lokale spelingen in de spiraalcompressor bij zijn werking aan nominaal bedrijf, dan nu het geval is bij de bekende spiraalcompressoren.

Zulk ontwerp staat inderdaad sterk in tegenstelling tot de ontwerpen van de bekende spiraalcompressoren, waarbij, zoals hiervoor werd uiteengezet, de initiële lokale statorflankafwijkingen en rotorflankafwijkingen klein of nul zijn en aldus de initiële bijdrage hiervan aan initiële lokale spelingsdeviaties eerder klein of nul zijn, maar waarbij de momentane lokale vervormingen ten gevolge van de overgang van de spiraalcompressor naar nominaal bedrijf van die aard zijn dat de momentane finale lokale statorflankafwijkingen en rotorflankafwijkingen een momentane finale bijdrage leveren aan finale spelingsdeviaties bij nominale werking van de spiraalcompressor die in absolute waarde veel groter is dan de voornoemde initiële bijdrage aan overeenkomstige initiële spelingsdeviaties.

Een gevolg hiervan is dat bij de bekende spiraalcompressoren de finale lokale transversale interne spelingen een sterk variërend circulerend spelingsverloop vertonen met grote finale spelingsdeviaties, waarbij op sommige plaatsen in de minimale openingen kleinere interne spelingen voorkomen en op andere grotere interne spelingen dan gewens t.

Bij de bekende spiraalcompressoren zijn de rotorspiraal en de statorspiraal immers doorgaans met een constante dikte uitgevoerd en heeft het dwarsprofiel van de statorspiraal en de rotorspiraal bijgevolg een rechthoekige vorm, een eventuele gleuf ter hoogte van de tip ervan niet in aanmerking genomen.

Voorts zijn de flanken van de statorspiraal en de rotorspiraal bij de bekende spiraalcompressoren bij stilstand loodrecht gericht ten opzichte van respectievelijk de statorplaat en de rotorplaat, zodat de statorflanken en rotorflanken bij stilstand van de spiraalcompressor in elke positie van de rotor ten opzichte van de stator evenwijdig aan elkaar zijn en aldus de lokale transversale interne spelingen in de bekende spiraalcompressoren een initieel of stilstaand spelingsverloop over de hoogte hebben dat geen of nagenoeg geen initiële variatie vertoont.

Ten gevolge van de vervormingen van de statorspiraal en de rotorspiraal bij een overgang naar nominaal bedrijf komen de voornoemde flanken bij de bekende spiraalcompressoren daarom in een niet evenwijdige, vaak uit elkaar gebogen finale stand te staan, doorgaans tevens in elke positie van de rotor in de stator, waarbij de lokale transversale interne spelingen in deze bekende spiraalcompressoren een finaal spelingsverloop over de hoogte hebben bij nominaal bedrijf dat een eerder sterke finale variatie vertoont, welke finale variatie dus sterk is toegenomen ten opzichte van de voornoemde initiële variatie en dit in alle posities van de rotor.

Een grote voornoemde finale variatie in het finaal verloop van de lokale transversale interne spelingen in de spiraalcompressor is erg negatief aangezien dit betekent dat er een groot verschil is tussen de minimale lokale transversale interne speling in een minimale opening en de maximale lokale transversale interne speling in dezelfde minimale opening in de betreffende positie van de rotor in de stator.

Kortom ergens over de hoogte wordt de minimale lokale interne speling al gauw te klein, terwijl globaal genomen over de ganse hoogte van de statorspiraal of rotorspiraal de interne spelingen toch nog groot zijn met als gevolg een eerder grote minimale opening of met andere woorden een groot lekdebiet of groot drukverlies.

In tegenstelling tot wat het geval is bij de bekende spiraalcompressoren, is het dus de bedoeling dat bij een spiraalcompressor volgens de uitvinding de variatie van het verloop van de lokale transversale interne spelingen over de hoogte van de statorspiraal en de rotorspiraal zoveel mogelijk afneemt, wanneer overeenkomstige posities van de rotor in de stator worden vergeleken bij stilstand dan wel bij nominaal bedrijf.

De oplossing aangereikt door de uitvinding om tot het gewenste resultaat te komen, bestaat erin het aangepast flankgedeelte initieel bij stilstand van de spiraalcompressor qua vorm aan te passen door lokale statorflankafwijkingen en rotorflankafwijkingen verschillend van nul aan te brengen, rekening houdend met de vervormingen die zullen plaatshebben bij een overgang van de spiraalcompressor van stilstand naar nominaal bedrijf.

Dit kan volgens de uitvinding bijvoorbeeld gebeuren door het dwarsprofiel van de rotorspiraal aan te passen of het dwarsprofiel van de statorspiraal of van beide spiralen aan te passen bij stilstand van de spiraalcompressor.

Typisch zal bij een spiraalcompressor volgens de uitvinding een voornoemde aanpassing van het dwarsprofielvan de rotorspiraal, van de statorspiraal of van beide spiralen betekenen dat dit dwarsprofiel ter plaatse van een aangepast flankgedeelte afwijkt van het typische rechthoekige profiel bekend van de bekende spiraalcompressoren.

Een typische aanpassing kan erin bestaan een flankgedeelte van één van de statorflanken of beide statorflanken of één van de rotorflanken of beide rotorflanken minstens gedeeltelijk in een initieel niet loodrechte stand ten opzichte van respectievelijk de betreffende rotorplaat of de betreffende statorplaat op te stellen, althans in een toestand waarbij de spiraalcompressor niet in gebruik is.

Het is hierbij uiteraard de bedoeling dat door het opstarten van de spiraalcompressor en de hierbij optredende drukken en temperaturen een vervorming van dit dwarsprofiel wordt bekomen, zodanig dat na de vervorming momentane finale lokale statorflankafwijkingen dan wel rotorflankafwijkingen worden bekomen die een zo klein mogelijke bijdrage leveren aan de momentane finale lokale spelingsdeviaties en aldus de finale momentane lokale interne spelingen zoveel mogelijk gelijk zijn aan de voornoemde momentane basisspeling, waardoor een meer voorspelbare finale speling in de spiraalcompressor kan worden bekomen dan met de bekende spiraalcompressoren.

Een bijkomend doel van de uitvinding bestaat erin de variatie van het finaal verloop van de lokale transversale interne spelingen over de hoogte van de statorspiraal en de rotorspiraal zoveel mogelijk te doen afnemen en idealiter tot nul te doen herleiden en dit uiteraard voor zoveel mogelijk posities van de rotor in de stator.

Immers, wanneer de variatie van het voornoemd finaal verloop van de lokale transversale interne spelingen vermindert, dan is er een kleiner verschil tussen de minimale lokale transversale interne speling in een minimale opening en de maximale lokale transversale interne speling in deze minimale opening, waardoor globaal genomen over de ganse hoogte de statorspiraal en de rotorspiraal in vol bedrijf dichter bij elkaar kunnen worden gebracht ter plaatse van de minimale openingen dan het geval is bij de bekende spiraalcompressoren, wat uiteraard zeer gunstig is voor de efficiëntie van de spiraalcompressor volgens de uitvinding, aangezien een beperkter intern lekdebiet kan verwezenlijkt worden, evenals een beperkter intern compressieverlies.

Een bijkomend voordeel hierbij is dat er door het verminderd lekdebiet ook minder hercompressie optreedt van de lucht, waardoor globaal genomen ook de werkingstemperaturen in de spiraalcompressor lager worden gehouden.

In praktijk kan een afname van de variatie van het finaal spelingsverloop van de lokale interne transversale spelingen over de hoogte bijvoorbeeld simpelweg bekomen worden doordat een aangepast flankgedeelte van één van de voornoemde flanken of beide van de betrokken rotorspiraal of statorspiraal welke initieel in een niet loodrechte stand ten opzichte van de statorplaat of rotorplaat stond of stonden opgesteld, bij vol bedrijf door vervorming eerder naar de loodrechte stand zijn gaan neigen.

Uiteraard zijn er volgens de uitvinding vele andere mogelijkheden, waarvan er enkele hierna nog zullen worden besproken, die essentieel erop neerkomen dat een vervorming wordt geanticipeerd door gedeelten van de spiraalcompressor initieel een aangepaste vorm te geven.

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 spiraalcompressor volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande figuren, waarin: - figuren 1 en 2 in perspectief een uiteengenomen zicht weergeven van een spiraalcompressor respectievelijk vanuit twee tegengestelde gezichtspunten; - figuur 3 een doorsnede door de spiraalcompressor uit figuren 1 en 2 weergeeft in geassembleerde toestand; - figuren 4 tot 7 ter illustratie van de werking van een spiraalcompressor schematisch en parallel aan de statorplaat overeenkomstig de lijn XX' in figuur 3 een doorsnede doorheen een geassembleerde spiraalcompressor weergeven, waarbij de rotorspiraal respectievelijk in opeenvolgende posities ten opzichte van de statorspiraalstaat; - figuren 8 tot 11 schematisch en met enige overdrijving van de interne spelingen doorsneden doorheen een bekende spiraalcompressor weergeven respectievelijk volgens de lijnen VIII-VIII tot XI-XI aangeduid in de figuren 4 tot 7; - figuren 12 en 13 uitvergroot het gedeelte weergeven dat in figuur 8 met F12/F13 is aangeduid, respectievelijk bij stilstand van een bekende spiraalcompressor en bij nominaal bedrijf van een bekende spiraalcompressor; - figuren 14 en 15 tevens uitvergroot het gedeelte weergeven dat in figuur 10 met F14/F15 is aangeduid, respectievelijk bij stilstand van een bekende spiraalcompressor en bij vol bedrijf van een bekende spiraalcompressor; - figuren 16 tot 19 analoog aan de figuren 12 tot 15 de vervorming van de statorspiraal en rotorspiraal illustreren bij een overgang van stilstand naar nominaal bedrijf bij een eerste uitvoeringsvorm van een spiraalcompressor volgens de uitvinding; - figuren 20 tot 23, figuren 24 tot 27, figuren 28 tot 31 en figuren 32 tot 3 5 analoog aan de figuren 16 tot 19 de verschillende toestanden weergeven respectievelijk voor telkens andere uitvoeringsvormen van een spiraalcompressor volgens de uitvinding.

De in figuren 1 tot 3 weergegeven elementen stellen een olievrije spiraalcompressor 1 voor in uiteengenomen en geassembleerde toestand en van een type waarop de uitvinding betrekking heeft.

Deze spiraalcompressor 1 heeft een behuizing 2 die in dit geval hoofdzakelijk is samengesteld uit twee gedeelten, meer bepaald gedeelte 3 en gedeelte 4 die in de geassembleerde toestand een ruimte 5 omsluiten waarin een rotor 6 is aangebracht.

Het gedeelte 3 vormt voorts een stator 7 die vast in de behuizing 2 is aangebracht en die een stationaire statorspiraal8 bevat met een centrale statoras AA'.

Deze statorspiraal 8 wordt gevormd door een statorstrook9 met twee statorflanken 10 en 11, respectievelijk een uitwaartse statorflank 10 die weg is gekeerd van het centrum of van de centrale as AA' van de statorspiraal 8 en een inwaartse statorflank 11 die gekeerd is naar het centrum of naar de centrale as AA' van de statorspiraal 8.

De statorstrook 9 is voorts volgens haar lengte spiraalvormig afgewikkeld en met een zekere hoogte H opstaand aangebracht op een eerste zijde 12 van een statorplaat 13.

Aan de andere zijde 14 van de statorplaat 13 zijn koelvinnen 15 voorzien.

De rotor 6 is beweegbaar in de behuizing 2 en heeft een rotorspiraal 16 met een centrale rotoras BB' die zich uitstrekt parallel aan de centrale as AA' van de stator 7, op een zekere afstand E daarvan.

De rotorspiraal 16 wordt gevormd door een rotorstrook 17 met twee rotorflanken 18 en 19, respectievelijk een uitwaartse rotorflank 18 die weg is gekeerd van het centrum of van de centrale as BB' van de rotorpiraal 16 en een inwaartse rotorflank 19 die gekeerd is naar het centrum of naar de centrale as AA' van de rotorspiraal 16.

Voorts is de rotorstrook 17 volgens haar lengte spiraalvormig afgewikkeld en met een zekere hoogte H' opstaand aangebracht aan een eerste zijde 20 van een rotorplaat 21.

Aan de andere zijde 22 van de rotorplaat 21 zijn, zoals bij de stator 7, tevens koelvinnen 23 voorzien.

In de geassembleerde toestand van de spiraalcompressor 1 zijnde rotorspiraal 16 en de statorspiraal 8 in elkaar aangebracht tussen de statorplaat 13 en de rotorplaat 21 teneinde met elkaar te kunnen samenwerken voor het comprimeren van lucht of eventueel een ander gas.

De spiraalcompressor 1 is verder voorzien van een lage druk inlaat 24 aan de buitenzijde 25 van de spiraalcompressor 1 voor het aanzuigen van omgevingslucht of gas, evenals van een hoge druk uitlaat 26 aan het centrum 27 van de spiraalcompressor 1 voor het afvoeren van gecomprimeerde lucht of gas.

Teneinde de rotor 6 te kunnen aandrijven is de spiraalcompressor 1 verder nog voorzien van een aandrijving die zodanig is dat de rotor 6 een beweging kan maken, waarbij de centrale rotoras BB' excentrisch cirkelt rond de centrale statoras AA' , meer bepaald over een cirkel C met een straal R die op een speling na nagenoeg gelijk is aan de afstand E tussen de centrale rotoras BB' en de centrale statoras AA' , wat meer aanschouwelijk in de figuren 4 tot 11 is weergegeven.

Zoals bekend is, ondergaat de rotor 6 hierbij tijdens zijn beweging geen rotatie rond de centrale rotoras BB'.

De beweging van de rotor 6 in de stator 7 is geïllustreerd in de figuren 4 tot 7 waarbij bij elke volgende figuur de centrale as BB' een kwartslag verder over de cirkel C is bewogen.

Hieruit blijkt duidelijk dat in elke positie van de rotor 6 in de stator 7 tijdens deze cirkelende en excentrische beweging van de rotor 6 plaatsen 28 worden gevormd waar er een maximale opening 28 is evenals plaatsen 29 waar er een minimale opening 29 is tussen de rotorspiraal 16 en de statorspiraal8.

Het is tevens duidelijk dat deze plaatsen met minimale opening 29 en maximale opening 28 op elk moment in het vlak MM' liggen dat de parallelle centrale assen AA' en BB' van respectievelijk de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 bevat.

Zoals in de inleiding werd uiteengezet, wordt dit vlak MM' in deze tekst aangeduid met de benaming sluitvlak MM'.

Uit de figuren 4 en 6 en de bijhorende doorsneden weergegeven in de figuren 8 en 10, kan voorts worden opgemaakt dat bij een volledige cirkelbeweging van de centrale rotoras BB' rond de centrale statoras AA' er telkens twee standen zijn waarbij de plaatsen met minimale opening 29 en maximale opening 28 in eenzelfde sluitvlak MM' liggen.

Deze twee standen van de centrale rotoras BB' zijn meer bepaald een eerste stand waarbij de centrale rotoras BB' in een eerste positie staat ten opzichte van de centrale statoras AA' en een tweede stand waarbij de centrale rotoras BB' in een tweede positie staat ten opzichte van de centrale statoras AA' diametraal tegenover zijn eerste positie.

Gelijkaardige diametrale standen van de centrale rotoras BB' zijn weergegeven in de figuren 5 en 7 en de bijhorende sneden zijn tevens respectievelijk weergegeven in de figuren 8 en 10.

Bij nader inzien is het ook zo dat in de ene voornoemde stand van de rotor 6 de minimale openingen 29 gevormd worden tussen een uitwaartse statorflank 10 en een inwaartse rotorflank 19, zoals bijvoorbeeld het geval is in de standen van de rotor 6 in de stator 7, weergegeven in de figuren 4, 5 en 8, terwijl in de diametrale tweede stand van de rotor 6 in de stator 7 de minimale openingen 29 net omgekeerd gevormd worden tussen een inwaartse statorflank 11 en een uitwaartse rotorflank 18, zoals bijvoorbeeld het geval is in de standen van de rotor 6 in de stator 7 weergegeven in de figuren 6, 7 en 10.

Hierbij is het trouwens ook zo dat het dezelfde gedeelten van de betrokken rotorspiraal 16 dan wel statorspiraal 8 zijn die in beide diametrale standen de minimale openingen 29 vastleggen, zodat elke vervorming van de statorspiraal 8 dan wel de rotorspiraal 16 steeds grote gevolgen heeft op de grootte van de minimale openingen 29, welke vervormingen bovendien in de beide diametrale standen van de rotor 6 in de stator 7 resulteren in tegenovergestelde lokale effecten, zoals verder nog zal worden geïllustreerd.

Het zijn de plaatsen met minimale opening 29 die telkens een compressiekamer 30 afbakenen, welke compressiekamers 30 in volume af nemen naar het centrum 27 van de spiraalcompressor 1 toe.

De grootte van deze minimale openingen 29 is dan ook van groot belang, aangezien enerzijds er steeds een minimale speling in de spiraalcompressor 1 dient te zijn teneinde contact te vermijden tussen de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 en aangezien anderzijds een te grote momentane minimale opening 29 gepaard gaat met grote compressieverliezen en lekdebieten tussen opeenvolgende compres s i ekamers 3 0.

In zulke momentane minimale opening 2 9 zijn op elke lokale hoogte Z ten opzichte van de statorplaat 13 de betrokken uitwaartse rotorflank 18 en de betrokken inwaartse statorflankll, dan wel de betrokken inwaartse rotorflank 19 en de betrokken uitwaartse statorflank 10 op een zekere radiale afstand S van elkaar gelegen.

Hierbij wordt met radiaal bedoeld dat de afstand in het momentaan sluitvlak MM' radiaal wordt gemeten vanuit één van de centrale assen AA' of BB' parallel aan de statorplaat 13 of de rotorplaat 21.

Deze radiale afstanden S definiëren tijdens de beweging van de rotor 6 op elk moment, dit wil zeggen op elke momentane positie van de rotor 6 in de stator 7, evenals op elke hoogte Z, momentane lokale transversale interne spelingen S.

Bij elke stand van de rotor 6 in de stator 7 zijn het andere koppels punten op de flanken 10, 11, 18 en 19, respectievelijk van de statorspiraal 8 en van de rotorspiraal 16, die telkens in een momentaan sluitvlak MM' een momentane lokale transversale interne speling S vormen.

Bij het overgaan van een initiële toestand van stilstand van de rotor 6 naar een finale toestand bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor 1, wijzigen de drukken en temperaturen in de spiraalcompressor 1 significant met een vervorming van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 tot gevolg.

Het is duidelijk dat zulke vervormingen van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 een enorme invloed hebben op de momentane lokale transversale spelingen S in de momentane minimale openingen 29 van de spiraalcompressor 1.

Volgens de uitvinding is het dan ook zo dat deze vervormingen best op voorhand worden ingeschat teneinde een initiële vorm te geven aan de statorspiraal 8 en/of de rotorspiraal 16 die na vervorming resulteert in een gewenste of minstens een verbeterde momentane finale lokale transversale interne speling S, vergeleken met de situatie waarbij geen enkele maatregel wordt genomen, zoals het geval is bij de bekende spiraalcompressoren 1.

Idealiter zouden, als alternatief of bijkomend, maatregelen kunnen worden genomen teneinde de vervormingen die betrekking hebben op een verandering van de momentane finale lokale interne transverale spelingen S in de spiraalcompressor 1 tegenwerken, bijvoorbeeld door een aangepaste samenstelling van materialen te gebruiken.

Teneinde de initiële vormen bij stilstand van de spiraalcompressor 1 en de latere vervormingen bij overgang naar de nominale werking van de spiraalcompressor 1 duidelijk vast te leggen, zal gebruik gemaakt worden van hierna gepreciseerde terminologie die voorts van elke mogelijke intuïtieve of interpretatieve betekenissen dient te worden ontdaan.

Eerst en vooral wordt er van uitgegaan dat zowel bij de bekende spiraalcompressoren als bij de spiraalcompressoren 1 volgens de uitvinding, de snijlijnen 31 van de flanken 10, 11, 18 en 19 van respectievelijk de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 met de betreffende statorplaat 13 of de rotorplaat 21 spiraalvormige voetranden 31 vormen.

Deze voetranden 31 zullen als referentie worden gebruikt voor het definiëren van de vorm van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16, waarbij de aandacht wordt gevestigd op het feit dat deze voetranden 31 in praktijk geen statische objecten zijn.

Inderdaad zal de absolute positie van deze voetranden 31 ten opzichte van een ideëel vast opgesteld assenstelsel door verandering van temperatuur in de statorplaat 13 en de rotorplaat 21 bij een overgang van stilstand van de spiraalcompressor 1 naar nominale werking van de spiraalcompressor 1 veranderen, welke verandering echter mee in rekening dient genomen te worden in de verdere beschouwingen.

De meetkundige plaats van de punten waardoor een loodlijn op de statorplaat 13 snijdt in een voornoemde spiraalvormige voetrand31 legt voorts ideale spiraalflanken 32 vast.

Kortom, de ideale spiraalflanken 32 zijn flanken van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 ontnomen van elke fysische realiteit die in alle omstandigheden loodrecht staan op de statorplaat 13 of rotorplaat 21 vertrekkende vanuit de voetranden 31 en deze spiraalflanken 32 zouden ideaal zijn in de zin dat de lokale transversale interne spelingen S in alle omstandigheden op zijn minst geen variatie over de hoogte ten opzichte van de statorplaat 13 of rotorplaat 21 zouden vertonen.

De radiale afstand AR tussen een punt op een flank 18 of 19 van de rotorspiraal 16 op een hoogte Z ten opzichte van de statorplaat 13 en de dichtstbij liggen de ideale spiraalflank 32 legt een lokale vorm van de rotorspiraal 16 vast die hierna als lokale rotorflankafwijking AR zal worden aangeduid.

Op dezelfde wijze legt de radiale afstand AT tussen een punt op een flank 10 of 11 van de statorspiraal 8 en de dichtstbij liggen de ideale spiraalflank 32 op een hoogte Z ten opzichte van de statorplaat 13 een lokale vorm van de statorspiraal 8 vast die hierna als lokale statorflankafwijking AT zal worden aangeduid.

Figuur 12 geeft met een zekere overdrijving van de betrokken spelingen een vergroting weer van een sectie doorheen een bekende spiraalcompressor 1 in een sluitvlak MM' bij stilstand van de spiraalcompressor 1, bij een stand van de rotor 6 in de stator 7, zoals bijvoorbeeld is weergegeven in de figuren 4 en 5.

Figuur 14 geeft op volledig analoge wijze met een zekere overdrijving van de betrokken spelingen een vergroting weer van een sectie doorheen een bekende spiraalcompressor 1 in hetzelfde sluitvlak MM' bij stilstand van de spiraalcompressor 1, bij de diametrale tegenovergestelde stand van de rotor 6 in de stator 7, zoals bijvoorbeeld is weergegeven in de figuren 6 en 7.

Wanneer nu de vormen van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 bij stilstand worden aangeduid met subscript 0 en bij nominale werking met subscript f, dan kan het volgende worden gesteld.

Bij de bekende spiraalcompressoren 1 is er in de initiële toestand bij stilstand van de spiraalcompressor 1,ongeacht de positie van de rotor 6 in de stator 7, of dus ongeacht het sluitvlak MM' , geen lokale rotorflankafwijking AR0 en geen lokale statorf lankafwi jking ΔΤο, of is er dus een lokale rotorflankafwijking AR0 of een lokale statorf lankafwi jking ΔΤ0 gelijk aan nul en dit op elke hoogte Z, Z', Z" enz... ten opzichte van de statorplaat 13.

Immers, de bekende spiraalcompressoren 1 worden uitgevoerd met een statorspiraal 8 en rotorspiraal 16 die initieel bij stilstand van de spiraalcompressor 1 althans bij benadering ideale spiraalflanken 32 hebben.

Een eerste gevolg hiervan is dat er in principe bij de bekende spiraalcompressoren 1 geen enkele initiële spelingsdeviatie hS0 is.

Een verder gevolg hiervan is tevens dat de lokale transversale interne speling S op elke hoogte Z, Z', Z", ... in een sluitvlak MM' initieel bij zulke bekende spiraalcompressoren 1 constant is en gelijk is aan een basisspeling W, welke gedefinieerd wordt door de radiale afstand Win het betrokken momentaan sluitvlak MM' tussen de ideale spiraalflanken 32 die het dichtstbij de betrokken flanken 11 en 18 of 10 en 19 zijn gelegen

Aldus is er geen enkele initiële variatie over de hoogte Z van het initieel spelingsverloop bij de bekende spiraalcompressoren 1 in de momentane minimale openingen 29 bij stilstand van de spiraalcompressor 1.

Bij een overgang van de bekende spiraalcompressor 1 vanuit deze stilstand naar de nominale werking ervan, treden vervormingen op waarvan typische gevallen bij wijze van illustratie zijn weergegeven in de figuren 13 en 15.

Zoals in de inleiding werd uiteengezet, hebben de rotortippen 33 en de statortippen 34 de neiging om naar de buitenzijde 25 van de spiraalcompressor 1 uit te wijken, omdat de drukken in de spiraalcompressor 1 naar het centrum 27 toenemen, evenals de temperaturen en omdat er een temperatuursgradiënt heerst in hoogterichting Z met een toenemende temperatuur vanaf een rotorvoet 35 naar een rotortip 33 evenals vanaf een statorvoet 36 naar een statortip 34.

Naargelang de stand van de rotor 6 in de stator 7 leidt dit tot tegenovergestelde fenomenen voor wat betreft het finale verloop van de lokale transversale interne speling Sf over de hoogte Z van de spiralen 8 en 16.

Uit de figuren 13 en 15 blijkt duidelijk dat in een momentaan sluitvlak MM' op elke hoogte Z, Z', Z", enz... er een andere momentane lokale transversale interne speling S is die is samengesteld uit de tussenliggende momentane basisspeling W en uit een momentane lokale spelingsdeviatie AS.

Kortom elke lokale transversale interne speling S kan beschreven worden als de som van een gewenste momentane 'ideale' basisspeling W en een lokale spelingsdeviatie AS die te wijten is aan lokale afwijkingen van de rotorspiraal 16 en de statorspiraal 8.

Op elke hoogte Z, Z', Z" en zo meer is de momentane lokale spelingsdeviatie AS het verschiltussen een lokale momentane rotorflankafwijking AR en een lokale momentane statorflankafwijking AT, waarbij er van uit wordt gegaan dat gelijkgerichte afwijkingen van de statorspiraal 8 en van de rotorspiraal 16 eenzelfde teken hebben, meer bepaald een positief, dan wel negatief teken naargelang de afwijking (vanaf een punt op de ideale spiraalflank naar de spiraalflank) , naar de buitenkant 25 dan wel naar het centrum 27 van de spiraalcompressor 1 is gericht en dat ze daardoor geen spelingsdeviatie AS opleveren als ze dezelfde grootte hebben.

In de figuren 12 tot 15 zijn de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 uitgevoerd met evenwijdige flanken of met een constante dikte, waardoor een statorflankafwijking ATu van de uitwaartse statorflank 10 steeds gepaard gaat met een even grote statorflankafwijking ATi van de inwaartse statorflank 11 en waardoor eveneens een rotorflankafwijking ARu van de uitwaartse rotorflank 18 steeds gepaard gaat met een even grote rotorflankafwijking ARi van de inwaartse rotorflank 19.

In het geval van de figuur 13 bij nominaal bedrijf van de spiraalcompressor wordt de momentane lokale transversale interne speling S gevormd door de betreffende afstanden tussen de uitwendige rotorflank 18 en de inwendige statorflank 11.

Hierbij buigen in het betrokken momentaan sluitvlak MM' de rotortippen 33 naar de tegenoverliggende statorvoeten 36, waardoor de momentane lokale transversale interne speling S aan de rotor tippen 33 af neemt ten opzichte van de basisspeling W, terwijl de statortippen 34 wegbuigen van de tegenoverliggende rotorvoeten 35 waardoor de lokale interne speling S aan de statortippen 34 toeneemt ten opzichte van de basisspeling W.

Op elke hoogte Z levert de betrokken momentane lokale statorflankafwijking ATfi een momentane finale bijdrage aan de momentane finale spelingsdeviatie ASf die de momentane finale speling Sf doet toenemen, terwijl de betrokken momentane finale lokale rotorflankafwijking ARfu een bijdrage levert aan de momentane finale spelingsdeviatie ASf die de lokale transversale interne speling Sf doet afnemen.

De momentane finale lokale spelingsdeviatie ASf op een hoogte Z is daarom in dit geval gelijk aan het verschil tussen de momentane finale lokale statorflankafwijking ATÊi en de momentane finale lokale rotorflankafwijking ARfu op die hoogte z".

Hieruit blijkt al dat de positie van de rotor 6 in de stator 7 een belangrijke rol speelt bij het bepalen van de momentane finale lokale spelingsdeviatie ASf, omdat het deze positie is die bepaalt welke flanken 10 en 19 of 11 en 18 de momentane finale lokale speling Sf vormen.

Voorts bepaalt deze stand van de rotor 6 in de stator 7 welke voetrand 31 van een statorvoet 34,die in principe onbeweeglijk is, tegenover een rotortip 33 komt te staan, of welke rotorvoet 35, die tevens onbeweeglijk kan worden beschouwd, tegenover een statortip 36 komt te staan.

Dit wordt bijvoorbeeld verduidelijkt aan de hand van figuur 15, waarbij de centrale as BB' van de rotor 6 in een positie is gebracht die diametraal staat ten opzichte van zijn positie weergegeven in figuur 13.

In deze positie van de rotor 6 wordt de momentane finale lokale transversale interne speling Sf gevormd door de betreffende afstanden tussen de inwendige rotorflank 19 en de uitwendige statorflank 10.

In dit geval van figuur 15 heeft eenzelfde vervorming van de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 als in het geval van figuur 13, meer bepaald een vervorming waarbij de rotortippen 33 en de statortippen 35 naar de buitenzijde 25 van de spiraalcompressor 1 bewegen, het tegenovergestelde effect op de momentane lokale transversale interne speling Sf.

Immers, in het betrokken momentaan sluitvlak MM' van figuur 15 buigen de rotortippen 33 weg van de tegenoverliggende statorvoeten36, waardoor de lokale transversale interne speling Sf op een kleine hoogte Z' aan de rotortippen 33 vergroot ten opzichte van de basisspeling W, terwijl de statortippen 34 naar de tegenoverliggende rotorvoeten 35 buigen, waardoor de lokale interne speling Sf op een grote hoogte Z" aan de statortippen 34 afneemt ten opzichte van de basisspeling W, waarbij aldus de speling Sf toeneemt vanaf de rotorvoeten 35, terwijl in figuur 13 de speling S afnam vanaf de rotorvoeten 35.

Hierbij levert op elke hoogte Z de betrokken momentane lokale rotorflankafwijking ARfi een bijdrage die de lokale transversale interne speling Sf doet toenemen, terwijl de betrokken momentane lokale statorflankafwijking ATfu een bijdrage levert die de lokale transversale interne speling Sf doet afnemen.

In de situatie van figuur 15 is de momentane lokale spelingsdeviatie ASf op een hoogte Z dan ook gelijk aan het verschil tussen de betrokken momentane lokale rotorflankafwijking ARfi en de betrokken momentane lokale statorflankafwijking ATfu, waarbij de momentane lokale transversale speling Sf steeds gelijk is aan de basisspeling W vermeerderd met de momentane lokale spelingsdeviatie ASf.

Als nu de initiële toestand wordt vergeleken met de finale toestand dan kan het volgende worden gesteld.

Bij stilstand van de bekende spiraalcompressor 1 vertonen de rotorflanken 18 en 19 en de statorflanken 10 en 11 initieel qua vorm in elk punt geen initiële lokale rotorf lankafwi jking AR0i of ARou en geen initiële lokale statorflankafwijking ΔΤ0χ of AT0u.

Bij werking van de bekende spiraalcompressor 1 aan nominaal bedrijf zijn de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16 vervormd tot in een vorm waarbij er aldus momentane finale lokale statorflankafwijkingen ATfi en ATfU en momentane finale lokale rotorflankafwijkingen ARfi en ARfu zijn verschillend van nul.

Dit betekent dat over de ganse oppervlakken van de spiraalflanken 10, 11, 18 en 19 de statorflankafwijkingen ATfi en ATfu en de rotorf lankafwi jkingen ARfi en ARfu toegenomen zijn nadat de spiraalcompressor 1 tot in nominaal bedrijf werd gebracht, vergeleken bij de vorm bij stilstand.

Kortom bij nominale werking van de bekende spiraalcompressoren 1 wijken de spiraalflanken 10, 11, 18 en 19 meer af van de ideale spiraalflanken dan bij stilstand van de bekende spiraalcompressoren 1 en dit in elk punt van de betreffende flanken.

Aangezien voorts aan de statorvoeten 36 en de rotorvoeten 35 praktisch geen afwijking mogelijk is, levert dit een sterke variatie op van het circulerend spelingsverloop over de hoogte Z, zoals hiervoor werd aangetoond.

In de figuren 16 tot 19 zijn op analoge wijze als in respectievelijk de figuren 12 tot 15 de overeenkomstige toestanden weergegeven bij een spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding.

In de getoonde uitvoeringsvorm is deze spiraalcompressor 1 voorzien van een aangepast flankgedeelte 37, meer bepaald een gedeelte van de uitwaartse rotorflank 18 dat initieel qua vorm aangepast is doordat in elk punt van het betrokken aangepast flankgedeelte 37 ineen initiële toestand van stilstand van de spiraalcompressor 1, weergegeven in de figuren 16 en 18 voor diametrale standen van de rotor 6,er een lokale initiële rotorflankafwijking AR0u verschillend van nul is,welke AR0u in het bijzonder kleiner dan nul is.

In andere bewoordingen kan gesteld worden dat het aangepast flankgedeelte 37 van de uitwaartse rotorflank 18 vanaf een zekere hoogte Z een zekere terugloop F vertoont ten opzichte van de ideale spiraalflanken 23 in de richting van de centrale as BB'.

Het betreffende aangepaste flankgedeelte 37 heeft tevens een discontinu profiel, waarbij meer bepaald de dikte G van de rotorspiraal 16 stapsgewijs afneemt in de richting van de rotorvoet 35 naar de rotortip 33 en in dit geval over de hoogte Z één maal verspringt.

De rotorspiraal 16 is voorts zodanig geprofileerd dat het tegenoverliggend flankgedeelte 38 aan de inwaarste flank 19 van de rotorspiraal 16 bij stilstand vlak is uitgevoerd en in een loodrechte stand op de rotorplaat 21 staat, zodat de rotorspiraal 16 een dikte K heeft die groter is aan de statorvoet 35 dan aan de statortip 33.

Op volledig gelijkaardige wijze is in de getoonde uitvoeringsvorm tevens de uitwaartse statorflank 10 voorzien van een aangepast flankgedeelte 39 dat initieel qua vorm aangepast is doordat in elk punt van het betrokken aangepast flankgedeelte 39 ineen initiële toestand van stilstand van de spiraalcompressor 1 er een lokale initiële statorflankafwijking AT0u verschillend van nul is, welke AT0uin het bijzonder kleiner dan nul is.

Het aangepast flankgedeelte 39 heeft tevens een discontinu profiel met een zelfde terugloop F,waarbij de dikte L van de statorspiraal 8 over de hoogte Z éénmaal verspringt in de richting van de statorvoet 36 naar de statortip 34.

De statorspiraal 8 heeft ook aan de andere inwaartse flank 11 een tegenoverliggend flankgedeelte 40 dat bij stilstand vlak is uitgevoerd en in een loodrechte stand op de statorplaat 13 staat, zodat de statorspiraal 8 een dikte L heeft die groter is aan de statorvoet 3 6 dan aan de statortip 34. '

Kortom bij zulke spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding wijken minstens bepaalde flankgedeelten 37 en 39 initieel bij stilstand af van de ideale spiraalflanken 32.

Bij een overgang van de spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding van de initiële toestand bij stilstand naar een finale toestand bij nominaal bedrijf vervormen de statorspiraal 8 en de rotorspiraal 16, zoals meer in detail is weergegeven in de figuren 17 en 19.

Volgens de uitvinding is deze vervorming zodanig dat tijdens de beweging van de rotor 6 aan nominaal bedrijf in elk punt van een voornoemd aangepastrotorflankgedeelte37 en statorflankgedeelte 39 en in elke positie van de rotor 6 er respectievelijk een momentane finale lokale rotorflankafwijking ARfu en een momentane finale lokale statorflankafwijking ATfu is, die in absolute waarde kleiner is dan respectievelijk de overeenkomstige lokale initiële rotorflankafwijking ARou en de lokale initiële statorflankafwijking AT0u in hetzelfde punt bij stilstand van de rotor 6 in de overeenkomstige positie.

Kortom bij werking van de spiraalcompresssor aan nominaal bedrijf zijn de betreffende aangepaste flankgedeelten 37 en 39 vervormd tot een vorm die dichter aansluit bij de ideale spiraalflanken 32.

Men voelt hierbij intuïtief aan dat zulke vervorming resulteert in een minder variërend circulerend spelingsverloop over de hoogte Z in de spiraalcompressor 1.

De aanpassingen van de voornoemde flankgedeelten 37 en 39 en de hieruit volgende lokale vervormingen zijn echter niet zo eenvoudig direct te koppelen aan hun invloed op de momentane finale lokale interne spelingen Sf en bijhorende momentane finale spelingsdeviaties ASf.

Immers, in het geval de rotor 6 bijvoorbeeld in een stand staat overeenkomstig deze weergegeven in figuur 17 wordt de momentane finale lokale interne speling Sf bepaald door de radiale afstand Sf tussen de uitwaartse rotorflank 18, die voorzien is van een aangepast f lankgedeelte 37 en de inwaartse statorflank 11, die in dit geval zoals bij de bekende spiraalcompressoren 1 is uitgevoerd.

In de stand van figuur 17 is er daarom tussen de rotortip 33 en de tegenoverliggende statorvoet 3 6 in elk geval een verbetering van de momentane finale lokale transversale speling Sf vergeleken bij de situatie uit figuur 13 bij de bekende spiraalcompressoren 1, waar geen enkel flankgedeelte initieel werd aangepast, aangezien de tegenoverliggende statorvoet 36 nauwelijks vervormd is, terwijl de rotortip 33 in deze uitvoeringsvorm dichter bij de ideale spiraalflanken 32 is komen te liggen door de vervorming.

Door een goede keuze van de aanpassingen aan het flankgedeelte 37 van de rotorspiraal 16 kan er voor gezorgd worden dat in de betreffende stand de momentane finale lokale transversale speling Sf aan de rotortip 33 gelijk is aan de basisspeling W en er aldus lokaal geen momentane finale circulerende spelingsdeviatie ASfis.

De momentane finale lokale transversale speling Sf tussen de rotorvoet 35 en de tegenoverliggende stator 34 is in deze stand van de rotor 6 overeenkomstig figuur 17, nauwelijks veranderd ten opzichte van wat het geval was bij de bekende spiraalcompressor 1 weergegeven in figuur 13 en eventueel is de momentane finale lokale transversale speling Sf ter hoogte Z" aan de rotorvoet 35 zelfs ietwat vergroot ten opzichte van wat het geval was bij de bekende spiraalcompressor 1, omwille van de aanpassingen aan de tegenoverliggende statorspiraal 8.

Hierbij is aan de statortip 34 een aangepast flankgedeelte 39 voorzien waar de dikte van de statorspiraal 8 is verkleind ten opzichte van de dikte van de statorspiraal 8 bij een gelijkaardige bekende spiraalcompressor 1, waardoor de statortip 34 bij de spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding in de stand van figuur 17 eventueel zelfs verder naar de buitenzijde 25 van de spiraalcompressor 1 uitbuigt dan het geval is bij de bekende spiraalcompressor 1 weergegeven in figuur 13.

In de andere stand van de rotor 6 weergegeven in figuur 19, diametraal tegenover de stand van figuur 17, treedt een gelijkaardig fenomeen op.

Meer bepaald is de momentane finale lokale transversale speling Sf in deze stand van figuur 19 het verschil in radiale afstand Sf op een zekere hoogte Z tussen de uitwendige statorflankll en de inwendige rotorflank 19.

Het volgens de uitvinding aangepast flankgedeelte 39 van de statorflank 8 verkrijgt hierbij aan nominaal bedrijf aan de statortip 34 een vorm die dichter bij een ideaal flankgedeelte 32 aanleunt vergeleken bij zijn initiële vorm, waarbij de tegenoverliggende rotorvoet 35 nagenoeg niet vervormt, zodat de momentane finale lokale transversale speling Sf aan de statortip 34 op een hoogte Z" dichter bij de basisspeling W komt en er een lokale circulerende spelingsdeviatie ASf op deze hoogte Z" is die nagenoeg nul is.

De statorvoet 36 vervormt nagenoeg niet bij een overgang van de stilstand naar nominaal bedrijf van de spiraalcompressor 1, terwijl de tegenoverliggende rotortip 33 een vervorming ondergaat die minstens even groot is als bij de bekende spiraalcompressoren 1, aangezien de inwendige rotorflank 19 niet is voorzien van een aangepast flankgedeelte terwijl de rotortip 33 wel versmald is uitgevoerd, waardoor de momentane finale lokale transversale speling Sf in het geval van figuur 19 aan de statorvoet 3 6 lokaal minstens even groot is als bij de bekende spiraalcompressoren met op deze hoogte Z' tevens een relatief grote spelingsdeviatie ASf.

Kortom in de ene stand van de rotor 6 overeenkomstig figuren 16 en 17 levert het aangepast flankgedeelte 37 van de uitwaartse rotorflank 18 een kleinere bijdrage aan de momentane finale spelingsdeviatie ASf, terwijl het andere aangepaste flankgedeelte 39 van de inwaartse statorflank 11 eenzelfde of een ietwat grotere bijdrage levert aan de momentane finale spelingsdeviatie ASf in deze stand, vergeleken bij wat er gebeurt bij de bekende spiraalcompressoren 1.

In een andere stand van de rotor 6, weergegeven in de figuren 18 en 19 is het net omgekeerd.

Desalniettemin blijkt het mogelijk volgens de uitvinding om via computerberekeningen met eindige elementenmethodes aangepaste flankgedeelten 37 of 39 met een initieel afwijkende vorm te ontwerpen en een voorspelling te maken van het circulerend spelingsverloop in een momentaan sluitvlak MM' bij nominale werking waarbij een globaal gezien beter momentaan finaal circulerend spelingsverloop wordt verkregen, waarbij de momentane finale lokale transversale speling Sf minder varieert over de hoogte Z in een momentaan sluitvlak MM' en over het algemeen dichter de basisspeling W benadert dan het geval is bij de bekende spiraalcompressoren 1.

Het positief effect van het aanpassen van één of meerdere flankgedeelten van de rotorspiraal 16 of de statorspiraal 8 op de momentane finale circulerende spelingsdeviatie ASf zit vervat in de bijdrage die de vervorming van het betreffende flankgedeelte aan de totale spelingsdeviatie ASf levert.

In het geval van figuur 16 bijvoorbeeld is de initiële lokale rotorflankafwijking AR0u in het flankgedeelte 37 op bepaalde hoogtes Z kleiner dan nul, welke rotorflankafwijking AR0u in absolute waarde een zekere initiële lokale bijdrage Il ARou II aan een momentane initiële lokale spelingsdeviatie ASo op de betreffende hoogte Z in het betreffende momentaan sluitvlak MM' levert.

Bij werking van de spiraalcompressor 1 aan nominaal bedrijf is de betreffende uitwaartse rotorflank 18 vervormd, wat resulteert in een finale lokale rotorflankafwijking ARfu in het flankgedeelte 37 op de verschillende betrokken hoogtes Z die nog steeds kleiner is dan nul, doch die in absolute waarde een zekere finale lokale bijdrage Il ARfU II levert aan een momentane finale lokale spelingsdeviatie ASf op de betreffende hoogte Z in het betreffende momentaan sluitvlak MM' , welke kleiner is dan de absolute waarde van de voornoemde initiële lokale bijdrage II ARoU II .

Dit positief effect ten gevolge van het aangepast flankgedeelte 37 op de momentane finale lokale interne speling S is slechts aanwezig voor bepaalde posities van de rotor 6 in de stator 7, zoals bijvoorbeeld blijkt uit figuur 19, in welke stand van de rotor overeenkomstig figuur 19 het aangepast flankgedeelte 39 een positief effect oplevert, zoals hiervoor uiteengezet.

Bij de bekende spiraalcompressoren 1 is er echter in geen enkel f lankgedeelte van de rotorspiraal 16 of de statorspiraal 8 en in geen enkele positie van de rotor 6 in de stator 8 zulk positief effect op de finale circulerende spelingsdeviatie ASf, aangezien de beide flanken 10 en 19 of 11 en 18 die een minimale opening 2 9 afbakenen en waartussen een momentane finale lokale transversale speling Sf is, in alle omstandigheden meer afwijken van de ideale spiraalflanken 32, dan in de initiële toestand, welke initiële toestand eerder overeenstemt met de "ideale".

De tot nu toe besproken uitvoeringsvorm van een spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding is uiteraard slechts een eenvoudig voorbeeld, waarbij in aangepaste flankgedeelten 37 en 39 initieel de dikte K van de betreffende rotorspiraal 16 respectievelijk de dikte L van de statorspiraal 8 plaatselijk werd gereduceerd met een discontinue sprong F.

Volgens de uitvinding is het dan ook niet uitgesloten de flankgedeelten van de rotorspiraal 16 en de statorspiraal 18 aan te passen op een andere wijze en bij voorkeur meer gesofisticeerde wijze een aangepaste initiële vorm te geven.

In het algemeen is het volgens de uitvinding niet uitgesloten dat minstens één van de statorflanken 10 en 11 of van de rotorflanken 18 of in zijn totaliteit een voornoemd aangepast flankgedeelte 37 respectievelijk 39 vormt of dat meer dan één van de statorflankenlO en 11 of rotorflanken 18 en 19 in hun totaliteit een voornoemd aangepast flankgedeelte 37 of 39 vormt.

Bij voorkeur wordt volgens de uitvinding de initiële vorm van de spiraalcompressor zodanig ontworpen dat voor minstens een gedeelte van de posities en idealiter voor alle posities ingenomen door de rotor 6 tijdens zijn beweging de lokale transversale interne spelingen S over de hoogte Z van de betrokken statorflank 10 of 11 en rotorflank 19 of 18 constant zijn bij nominaal bedrijf, zodat deze lokale transversale interne spelingen S over de hoogte Z een finaal momentaan verloop vertonen zonder variatie of met andere woorden met een variatie gelijk aan nul in de betreffende posities.

Enkele eenvoudige denkpistes in de resterende figuren 20 tot 35 worden geïllustreerd.

In het voorbeeld van de figuren 20 tot 23 is de uitwaartse rotorflank 18 voorzien van een aangepast flankgedeelte 37 dat tevens een discontinu profiel heeft, zoals in de voorgaande uitvoeringsvorm, doch waarbij de dikte K van de rotorspiraal 16 aan het f lankgedeelte 37 over de hoogte Z ervan meermaals verspringt, meer bepaald twee maal in dit geval.

Zulke verspringing is bij voorkeur in de grootteorde tussen 10 μιη en 300 μιη.

Op deze wijze kan een nog meer nauwkeurige aansluiting worden bekomen van het betreffende flankgedeelte 37 van de rotorspiraal 16 in de finale toestand bij nominale werking van de spiraalcompressor, met een minder variërende momentane finale lokale interne speling Sf en momentane finale spelingsdeviatie ASf van de spiraalcompressor 1 ter plaatse van het flankgedeelte 37, althans voor bepaalde standen van de rotor 6 in de stator 7.

Op analoge wijze is ook de uitwaartse statorflank 10 voorzien van een aangepast flankgedeelte 39 dat tevens een discontinu profiel heeft waarbij de dikte L van de statotspiraal 8 aan het flankgedeelte 39 over de hoogte Z ervan tweemaal verspringt, met gelijkaardige voornoemde effecten op de momentane finale speling Sf en momentane finale spelingsdeviatie ASf.

Uiteraard kan door de aangepaste flankgedeelten te voorzien waarbij steeds meer discontinue trappen worden voorzien, op steeds gedetailleerdere wijze op de te verwachten vervorming worden ingespeeld.

In extremis leidt dit tot ontwerpen waarbij een aangepast f lankgedeelte van een statorflank 10 of 11 of een rotorflank 18 een continu profiel heeft, zoals bijvoorbeeld het geval is in de figuren 28 tot 35, waarbij in het geval van deze figuren 28 tot 35 de uitwaartse rotor flank 18 en de uitwaartse statorflank 11 initieel een zekere schuinstand vertonen terwijl de inwaartse rotorflank 19 en de inwaartse statorflank 10 initieel loodrecht staan ten opzichte van respectievelijk de rotorplaat 21 en de statorplaat 13.

In het voorbeeld van de figuren 24 tot 27 en van de figuren 32 tot 35 is de statorspiraal 8 uitgevoerd met statorflanken 10 en 11 die beiden bij stilstand van de spiraalcompressor 1 loodrecht op de statorplaat 13 staan, terwijl de rotorspiraal 18 uitgevoerd is met rotorflanken 18 en 19 die beiden bij stilstand van de spiraalcompressor 1 een zekere terugloop in het geval van de figuren 2 4 tot 27, meer bepaald een terugloop in meerdere stappen, of een schuinstand in het geval van de figuren 32 of 35 vertonen ten opzichte van de rotorplaat 21, waarbij de betreffende flanken 18 en in hun totaliteit aangepaste flankgedeelten 37 en 38 vormen.

Zoals blijkt uit de figuren kunnen aldus gelijkaardige effecten worden bekomen als in de voorgaande uitvoeringsvormen voor wat betreft het gelijkmatiger maken van het verloop van de momentane finale lokale speling S in bepaalde momentane minimale openingen 29 en het voor het verminderen van de momentane finale spelingsdeviaties ASf op bepaalde hoogtes Z ten opzichte van de statorplaat 13 en in bepaalde posities van de rotor 6 in de stator 7, waarbij ditmaal steeds een aangepast gedeelte van een rotorflank 18 of 19 voor het beoogde effect zorgt.

Bij voorkeur zullen de aangepaste flankgedeelten 37 en 38 in deze uitvoeringsvormen die bij stilstand een zekere terugloop of schuinstand vertonen, bij nominaal bedrijf loodrecht staan op de rotorplaat 21.

Het is niet uitgesloten op analoge wijze de rotorflanken 18 en 19 uit te voeren, zodat ze initieel loodrecht op de rotorplaat 21 staan, terwijl beide statorflanken 10 en 11 van aangepaste flankgedeelten 39 en 40 zijn voorzien om de momentane finale speling Sf en momentane finale spelingsdeviatie ASf te beïnvloeden.

Andere uitvoeringsvormen waarbij aangepaste flankgedeelten van de spiraalcompressor 1 een profiel hebben dat een combinatie is van discontinue en continue gedeelten met al dan niet meer of minder gebogen vormen zijn niet uitgesloten volgens de uitvinding.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en aan de hand van de figuren geïllustreerde uitvoeringsvorm van een spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding, doch een spiraalcompressor 1 volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies .

1. Spiraalcompressor (1), die een stationaire statorspiraal(8) en een beweegbare rotorspiraal (16) bevat, elk met een centrale as (AA',BB'), welke spiralen (8,16) gevormd worden door een strook (9,17) die volgens de lengte spiraalvormig is afgewikkeld en die met een zekere hoogte (H,H') opstaand is aangebracht op een statorplaat(13) respectievelijk een rotorplaat (21), waarbij elke strook (9,17) twee flanken (10,11,18,19) heeft, waarbij de snijlijnen van de flanken (10,11,18,19) met de betreffende statorplaat(13) of rotorplaat (21) spiraalvormige voetranden (31) vormen, waarbij de meetkundige plaats van de punten waardoor een loodlijn op de statorplaat(13) snijdt in een voornoemde spiraalvormige voetrand(31) ideale spiraalflanken (32) vastlegt, waarbij de radiale afstand (AR,AT) tussen een punt op een flank (10,11,18,19) van de rotorspiraal (8) of de statorspiraal(16) en de dichtstbij liggende ideale spiraalflank (32) een lokale flankafwijking (AR,AT) vastlegt, respectievelijk een lokale statorflankafwijking(ΔΤ) dan wel een lokale rotorflankafwijking (AR), waarbij de spiraalcompressor (1) een aandrijving bevat voor een beweging van de rotor (6) waarbij de centrale as (BB') van de rotor (6) excentrisch cirkelt rond de centrale as (AA' ) van de stator(7) zonder dat de rotor (6) hierbij een rotatie ondergaat rond zijn centrale as (BB'), waarbij in elke positie van de rotor (6) in de stator(7) tijdens deze cirkelende en excentrische beweging van de rotor (6) plaatsen (28,29) worden gevormd waar er een maximale, dan wel een minimale opening (29) tussen de rotorspiraal (16) en statorspiraal(8) is, welke plaatsen (28,29) gelegen zijn in een sluitvlak (MM') dat beide voornoemde centrale assen (AA',BB') bevat, waarbij in de plaatsen met minimale opening (29) op elke lokale hoogte (Ζ,Ζ',Ζ") ten opzichte van de statorplaat(13) de betrokken rotorflank (18,19) en de statorflank(10,11) op een zekere radiale afstand (S) van elkaar zijn gelegen, welke afstanden lokale transversale interne spelingen (S) vormen, waarbij bij het overgaan van een initiële toestand van stilstand van de rotor (6) naar een finale toestand bij nominaal bedrijf, drukken en temperaturen in de spiraalcompressor (1) wijzigen met een vervorming van de statorspiraal(8) en de rotorspiraal (16) en met een wijziging van de lokale statorflankafwijkingen(ΔΤ) en lokale rotorflankafwijkingen(AR), evenals van de lokale transversale interne spelingen (S) tot gevolg, daardoor gekenmerkt dat minstens één van de statorflanken(10,11) of rotorflanken (18,19) een aangepast flankgedeelte (37-40) bevat dat initieel qua vorm aangepast is doordat in elk punt van het betrokken aangepast flankgedeelte (37-40) ineen initiële toestand van stilstand van de spiraalcompressor (1) er een lokale initiële rotorflankafwijking (ARoi, AR0u) dan wel een lokale initiële statorflankafwijking(ΔΤ0ί, AT0u) verschillend van nul is, waarbij bij een overgang van de spiraalcompressor (1) van de initiële toestand bij stilstand naar een finale toestand bij nominaal bedrijf de statorspiraal(8) en de rotorspiraal (16) vervormen en wel zodanig dat tijdens de beweging van de rotor (6) aan nominaal bedrijf in elk punt van het betreffende voornoemde aangepaste flankgedeelte(37-40) en in elke positie van de rotor (6) er een momentane finale lokale statorflankafwijking(ATfi , ATfu) dan wel een momentane finale lokale rotorflankafwijking (ARfi, ARfu) is, die in absolute waarde kleiner is dan de overeenkomstige lokale initiële statorflankafwijking(ΔΤ0ί, AT0u) dan wel de lokale initiële rotorflankafwijking(ARoi, AR0u) in hetzelfde punt bij stilstand van de rotor (6).
2. Spiraalcompressor volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat minstens één van de statorflanken(10,11) of rotorflanken (18,19) in zijn totaliteit een voornoemd aangepast flankgedeelte (37-40) vormt. «
3. Spiraalcompressor volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat meer dan één van de statorflanken(10,11) of rotorflanken (18,19) in zijn totaliteit een voornoemd aangepast flankgedeelte (37-40) vormt.
4. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de statorspiraal(8) en de rotorspiraal (16) elk voorzien zijn van een voornoemd aangepast flankgedeelte (37-40).
5. Spiraalcompressor volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de statorspiraal(8) en de rotorspiraal(16) twee flanken hebben, meer bepaald een inwaartse statorflank (11) , respectievelijk een inwaartse rotorflank (19) die naar het centrum (27) van de spiraalcompressor (1) is gekeerd en een uitwaartse statorflank (10), respectievelijk een uitwaartse rotorflank (18) die weg is gekeerd van het centrum (27) van de spiraalcompressor (1) en waarbij de uitwaartse statorflank(10) en de uitwaartse rotorflank (18) zijn voorzien van de voornoemde aangepaste flankgedeelten (37,39).
6. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat voor minstens een gedeelte van de posities ingenomen door de rotor (6) tijdens zijn beweging de lokale transversale interne spelingen (S) over de hoogte (Z) van de betrokken statorflank(10,11) en rotorflank (18,19) constant zijn bij nominaal bedrijf, zodat deze lokale transversale interne spelingen (S) over de hoogte (Z) een finaal momentaan verloop vertonen zonder variatie of met andere woorden met een variatie gelijk aan nul in de betreffende posities.
7. Spiraalcompressor volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat voor alle posities ingenomen door de rotor (6) tijdens zijn beweging de lokale transversale interne spelingen (S) over de hoogte (Z) van de betrokken statorflank(10,11) en rotorflank (18,19) constant zijn bij nominaal bedrijf, zodat de lokale transversale interne spelingen (S) over de hoogte (Z) een finaal momentaan verloop vertonen zonder variatie of met andere woorden met een variatie gelijk aan nul in alle posities ingenomen door de rotor (6).
8. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de statorspiraal(8) zodanig is geprofileerd dat bij stilstand van de spiraalcompressor (1) een voornoemd aangepast flankgedeelte (39,40) van een statorflank een zekere terugloop (F) vertoont vanaf de statorvoet(36) gevormd door de rand van de stator strook (9 ) aan de statorplaat (13) tot aan de statortip (34) gevormd door een vrije rand van de sta tors trook (9 ) of waarbij dit aangepast flankgedeelte (39,40) van de statorflank(10,11) een zekere schuinstand vertoont ten opzichte van de statorplaat (13), terwijl een tegenoverliggend flankgedeelte (40,39) aan de andere flank (11,10) van de statorspiraal(8) bij stilstandvlak is uitgevoerd en in een loodrechte stand op de statorplaat(13) staat, zodat de statorspiraal(8) een dikte (L) heeft die groter is aan de statorvoet(36) dan aan de statortip (34).
9. Spiraalcompressor volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de rotorspiraal (16) zodanig is geprofileerd dat bij stilstand van de spiraalcompressor (1) een voornoemd aangepast flankgedeelte (37,38) van een rotorflank (18,19) een zekere terugloop (F) vertoont vanaf de rotorvoet (35) gevormd door de rand van de rotorstrook (17) aan de rotorplaat (21) tot aan de rotortip(33) gevormd door een vrije rand van de rotorstrook (17) of waarbij dit aangepast flankgedeelte (37,38) van de rotorflank (18,19) een zekere schuinstand vertoont ten opzichte van de rotorplaat (21), terwijl een tegenoverliggend flankgedeelte (38,37) aan de andere flank (19,18) van de rotorspiraal (1) bij stilstand vlak is uitgevoerd en in een loodrechte stand op de rotorplaat (13) staat, zodat de rotorspiraal (1) een dikte (K) heeft die groter is aan de rotorvoet (35) dan aan de rotortip (33).
10. Spiraalcompressor volgens conclusies 8 en 9, daardoor gekenmerkt dat de statorspiraal(8) en de rotorspiraal (16) twee flanken hebben, meer bepaald een inwaartse statorflank (11), respectievelijk een inwaartse rotorflank (19) die naar het centrum (27) van de spiraalcompressor (1) is gekeerd en een uitwaartse statorflank (10), respectievelijk een uitwaartse rotorflank (18) die weg is gekeerd van het centrum (27) van de spiraalcompressor (1) , waarbij het voornoemd aangepast flankgedeelte (39,40) van de statorflank(10,11) met terugloop (F) of schuinstand deel uitmaakt van de uitwaartse statorflank(lO) en het voornoemd aangepast gedeelte(37,38) van de rotorflank (18,19) met terugloop (F) of schuinstand deel uitmaakt van de uitwaartse rotorflank (18).
11. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de rotorspiraal (16) ofwel de statorspiraal(8) uitgevoerd is met rotorflanken (18,19) respectievelijk statorflanken(10,11) die beiden bij stilstand van de spiraalcompressor (1) loodrecht op de rotorplaat (13), respectievelijk de statorplaat(21) staan.
12. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de rotorspiraal (16) ofwel de statorspiraal(8) uitgevoerd is met rotorflanken (18,19) respectievelijk statorflanken(10,11) die beiden bij stilstand van de spiraalcompressor (1) een zekere terugloop (F) of schuinstand vertonen ten opzichte van de rotorplaat (21), respectievelijk de statorplaat (13), waarbij de betreffende flanken (10,11,18,19) in hun totaliteit voornoemde aangepaste flankgedeelten (37-40) vormen.
13. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een aangepast flankgedeelte (37-40) van een statorflank(10,11) of een rotorflank (18,19) bij stilstand een zekere terugloop (F) of schuinstand vertoont, welkaangepast flankgedeelte (37-40) bij nominaal bedrijf loodrecht staat op de betreffende statorplaat(13) of de betreffende rotorplaat (21).
14. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat een aangepast flankgedeelte (37-40) van een statorflank(10,11) of een rotorflank (18,19) een zekere terugloop (F) of schuinstand vertoont waarbij het betreffende aangepaste flankgedeelte(37-40) een continu profiel heeft.
15. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de conclusies, daardoor gekenmerkt dat een aangepast flankgedeelte (37-40) van een statorflank(10,11) of een rotorflank (18,19) een zekere terugloop (F) of schuinstand vertoont en het betreffende aangepaste flankgedeelte(37-40) een discontinu profiel heeft, waarbij meer bepaald de dikte (K) van de statorspiraal of de dikte (L) van de rotorspiraal met het betreffende aangepaste flankgedeelte (37-40) stapsgewijs afneemt.
16. Spiraalcompressor volgens conclusie 15, daardoor gekenmerkt dat bij het aangepast flankgedeelte (37-40) van de statorflank(10,11) of de rotorflank (18,19) met een discontinu profiel de dikte (K) van het betreffende aangepaste flankgedeelte (37-40) van de statorspiraal(8) of de rotorspiraal (16) over de hoogte (Z) ervan één maal verspringt.
17. Spiraalcompressor volgens conclusie 15 of 16, daardoor gekenmerkt dat bij het aangepast flankgedeelte (37-40) van de statorflank (10,11) of de rotorflank (18,19) met een discontinu profiel de dikte (K) van het betreffende aangepaste flankgedeelte (37-40) van de statorspiraal (8) of de rotorspiraal (16) over de hoogte (Z) ervan meermaals verspringt.
18. Spiraalcompressor volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de spiraalcompressor (1) een olievrije spiraalcompressor is.