BE1025347A1 - Cilindrisch symmetrische volumetrische machine - Google Patents

Cilindrisch symmetrische volumetrische machine Download PDF

Info

Publication number
BE1025347A1
BE1025347A1 BE20175459A BE201705459A BE1025347A1 BE 1025347 A1 BE1025347 A1 BE 1025347A1 BE 20175459 A BE20175459 A BE 20175459A BE 201705459 A BE201705459 A BE 201705459A BE 1025347 A1 BE1025347 A1 BE 1025347A1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
machine
outer rotor
rotor
motor
machine according
Prior art date
Application number
BE20175459A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1025347B1 (nl
Inventor
Erik Paul Fabry
Anton Jan GOETHALS
Bart Maria M Raes
Original Assignee
Atlas Copco Airpower Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to BE2017/5459A priority Critical patent/BE1025347B1/nl
Application filed by Atlas Copco Airpower Nv filed Critical Atlas Copco Airpower Nv
Priority to US16/616,612 priority patent/US11225964B2/en
Priority to PCT/IB2018/054004 priority patent/WO2019002994A1/en
Priority to ES18729211T priority patent/ES2871129T3/es
Priority to KR1020207002426A priority patent/KR102207772B1/ko
Priority to RU2020103337A priority patent/RU2731427C1/ru
Priority to BR112019027986-5A priority patent/BR112019027986B1/pt
Priority to EP18729211.5A priority patent/EP3645889B1/en
Priority to CA3063519A priority patent/CA3063519C/en
Priority to JP2019571546A priority patent/JP6987899B2/ja
Priority to DK18729211.5T priority patent/DK3645889T3/da
Priority to CN201810682608.5A priority patent/CN109139462B/zh
Priority to CN201821008905.3U priority patent/CN208858561U/zh
Publication of BE1025347A1 publication Critical patent/BE1025347A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1025347B1 publication Critical patent/BE1025347B1/nl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/10—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C18/107—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/107—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C11/00—Combinations of two or more machines or pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type; Pumping installations
    • F04C11/008—Enclosed motor pump units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0069—Magnetic couplings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082—Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/107—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F04C2/1071—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type
    • F04C2/1076—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth the inner and outer member having a different number of threads and one of the two being made of elastic materials, e.g. Moineau type where one member orbits or wobbles relative to the other member which rotates around a fixed axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/02—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

Cilindrisch symmetrische volumetrische machine (1), welke machine (1) twee samenwerkende rotoren (6a, 6b) omvat, te weten een buitenrotor (6a) die roteerbaar in de machine (1) is aangebracht en een binnenrotor (6b) die roteerbaar in de buitenrotor (6a) is aangebracht, waarbij de machine (1) voorzien is van een elektrische motor (15) met een motorrotor (16) en motorstator (17) om de binnen- en buitenrotor (6a, 6b) aan te drijven, daardoor gekenmerkt dat de elektrische motor (15) rond de buitenrotor (6a) is aangebracht, waarbij de motorstator (17) de buitenrotor (6a) rechtstreeks aandrijft.

Description

Cilindrisch symmetrische volumetrische machine.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een cilindrisch symmetrische volumetrische machine.
Een volumetrische machine is ook gekend onder de (Engelse) benaming: positive displacement machine.
Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor machines als expanders, compressoren en pompen met een cilindrische symmetrie met twee rotoren, te weten een binnenrotor die draaibaar in een buitenrotor is aangebracht.
Dergelijke machines zijn reeds bekend en worden onder andere beschreven in US 1.892.217. Het is eveneens bekend dat de rotoren een cilindrische of conische vorm kunnen hebben.
Het is bekend dat dergelijke machines aangedreven kunnen worden met een elektrische motor.
Hierbij zal de rotoras van de motorrotor de rotoras van de binnen- of buitenrotor aandrijven, waarbij gebruik wordt gemaakt van tandwielen, koppelingen, riemaandrijvingen of dergelijke om de overbrenging tussen beide rotorassen te realiseren.
Dergelijke machines zijn zeer volumineus en bestaan uit veel onderdelen van de motor, compressor- of expanderrotoren en de bijhorende behuizingen.
2017/5459
BE2017/5459
Als gevolg hiervan, is de 'footprint' of ruimte die de machine inneemt relatief groot.
Ook zal de machine relatief duur zijn, door de vele onderdelen en door de als gevolg hiervan duurdere assemblage.
Een ander nadeel is dat er ook een hele boel asafdichtingen en lagers nodig zijn om alle componenten af te dichten en roteerbaar aan te brengen in de behuizingen.
De asafdichtingen vormen een risico indien zij zouden falen, terwijl de lagers verliezen met zich mee brengen.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.
De huidige uitvinding heeft een cilindrisch symmetrische volumetrische machine als voorwerp, waarbij de machine twee samenwerkende rotoren omvat, te weten een buitenrotor die roteerbaar in de machine is aangebracht en een binnenrotor die roteerbaar in de buitenrotor is aangebracht, waarbij de machine voorzien is van een elektrische motor met een motorrotor en motorstator om de binnen- en buitenrotor aan te drijven, daardoor gekenmerkt dat de elektrische motor rond de buitenrotor is aangebracht, waarbij de motorstator de buitenrotor rechtstreeks aandrijft.
Een voordeel is dat er geen overbrenging tussen de buitenrotor en de motorstator of motorrotor nodig is, omdat
2017/5459
BE2017/5459 de motorstator de buitenrotor rechtstreeks aandrijft, waardoor er minder onderdelen nodig zijn.
Een ander voordeel is dat door de elektrische motor rond de buitenrotor aan te brengen, de footprint van de machine verkleind kan worden en de machine kleiner en compacter wordt.
Tevens zijn er minder asafdichtingen nodig, wat de betrouwbaarheid van de machine verhoogt.
Bijkomend zijn er ook minder lagers nodig, waardoor er minder verliezen zijn en de machine dus efficiënter wordt.
In een praktische uitvoeringsvorm zijn de motorrotor en de buitenrotor als één geheel uitgevoerd of vormen ze één geheel.
De motorrotor en de buitenrotor kunnen bijvoorbeeld rechtstreeks aan elkaar vastgemaakt zijn door een perspassing, door lassen of dergelijke meer.
Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat een standaard buitenrotor gebruikt kan worden.
In een andere praktische uitvoeringsvorm doet de buitenrotor dienst als de motorrotor.
Dat zal ervoor zorgen dat de machine nog compacter zal gemaakt kunnen worden, aangezien nu een aantal onderdelen als het ware wegvallen, omdat functies van onderdelen of
2017/5459
BE2017/5459 componenten gecombineerd worden, i.e. bepaalde onderdelen worden gedeeld.
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 cilindrisch symmetrische volumetrische machine volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekening, waarin:
figuur 1 schematisch een machine volgens de uitvinding weergeeft.
De in figuur 1 schematisch weergegeven machine 1 is in dit geval een compressorinrichting.
Het is volgens de uitvinding ook mogelijk dat de machine 1 een expanderinrichting betreft. Ook kan de uitvinding betrekking hebben op een pompinrichting.
De machine 1 is een cilindrisch symmetrische volumetrische machine 1, ook wel cylindrical symmetrie positive displacement machine' genoemd. Dit wil zeggen dat de machine 1 een cilindrische symmetrie vertoont, i.e. dezelfde symmetrische eigenschappen als een kegel.
De machine 1 omvat een behuizing 2 die voorzien is van een inlaat 3 om samen te persen gas aan te zuigen en van een uitlaat 4 voor samengeperst gas. De behuizing definieert een kamer 5.
2017/5459
BE2017/5459
In de behuizing 2 van de machine 1 bevinden zich in de deze kamer 5 twee samenwerkende rotoren 6a, 6b, te weten een buitenrotor 6a die roteerbaar in de behuizing 2 is aangebracht en een binnenrotor 6b die roteerbaar in de buitenrotor 6a is aangebracht.
Beide rotoren 6a, 6b zijn voorzien van lobben 7 en kunnen op samenwerkende wijze in elkaar draaien, waarbij tussen de lobben 7 een compressiekamer ontstaat waarvan het volume door rotatie van de rotoren
6a,
6b verkleind wordt, zodat het gas dat gevangen zit rn samengeperst wordt. Het principe is zeer gelijkaardig aan de gekende naast elkaar liggende samenwerkende schroefrotoren.
De rotoren 6a, 6b zijn gelagerd in de machine 1, waarbij de binnenrotor 6b aan één uiteinde 9a gelagerd is in de machine 1. In dit geval is er slechts één lager 10 gebruikt om de binnenrotor 6b te lageren in de behuizing 2 van de machine 1. Dit lager 10 is een axiaal lager om de axiale kracht die op de binnenrotor 6b wordt uitgeoefend op te vangen. Deze axiale kracht zal gericht zijn naar links.
Het andere uiteinde 9b van de binnenrotor 6b wordt door de buitenrotor 6a als het ware ondersteund of gedragen.
De buitenrotor 6a is in het weergegeven voorbeeld aan beide uiteinden 9a, 9b gelagerd in de machine 1. Hierbij is gebruik gemaakt van minstens één axiaal lager 12. Dit zal de axiale krachten kunnen opvangen waaraan de buitenrotorrotor 6a, blootgesteld wordt. Het andere lager
2017/5459
BE2017/5459 waarmee de buitenrotor 6a in de behuizing 2 is gelagerd, kan een ander type lager zijn dan een axiaal lager.
Door deze eenvoudige lagering, zullen verliezen met betrekking tot de lagers 10, 11, 12 zo klein mogelijk kunnen worden gehouden.
In het weergegeven voorbeeld hebben de rotoren 6a, 6b een conische vorm, waarbij de diameter D, D' van de rotoren 6a, 6b in de axiale richting X-X' afneemt. Dat is niet noodzakelijk voor de uitvinding; de diameter D, D' van de rotoren 6a, 6b kan ook constant zijn of op een andere manier variëren in de axiale richting X-X'.
Dergelijke vormgeving van rotoren 6a, 6b is geschikt zowel voor een compressor- als expanderinrichting. De rotoren 6a, 6b kunnen alternatief ook een cilindrische vorm hebben met
een constante < diameter D, D' . Deze kunnen dan ofwel een
variabele spoed hebben zodat er sprake is van een
ingebouwde volumeverhouding, in het geval van een
compressor- of expanderinrichting, ofwel een constante
spoed, in het geval de machine 1 een pompinrichting
betreft.
De as 13 van de buitenrotor 6a en de as 14 van de
binnenrotor 6b lopen niet parallel, maar zijn onder een
hoek α met elkaar gelegen, waarbij deze assen 13, 14 elkaar snijden in een punt P.
2017/5459
BE2017/5459
Dit is niet noodzakelijk voor de uitvinding. Bijvoorbeeld als de rotoren 6a, 6b een constante diameter D, D' hebben, kunnen de assen 13, 14 wel parallel lopen.
Hoewel de assen 13, 14 onder een hoek α met elkaar gelegen zijn, zijn het wel vaste assen 13, 14. Dit wil zeggen dat de assen 13, 14 zich tijdens de rotatie van de rotoren 6a, 6b niet zullen verplaatsen of bewegen ten opzichte van de behuizing 2 van de machine 1. De assen 13, 14 zullen met andere woorden geen orbiterende beweging uitvoeren.
Dit heeft als voordeel dat geen bijkomende voorzieningen moeten worden getroffen zoals speciale tandwielen om de correcte relatieve beweging tussen beide rotoren 3a,
3b te bewerkstelligen.
Verder is de machine 1 ook voorzien van een elektrische motor 15 die de rotoren 6a, 6b zal aandrijven. Deze motor 15 is voorzien van een motorrotor 16 en een motorstator 17.
Volgens de uitvinding is de elektrische motor 15 rond de buitenrotor 6a aangebracht waarbij de motorstator 17 de buitenrotor 6a rechtstreeks aandrijft.
In het weergegeven voorbeeld is dit gerealiseerd doordat de buitenrotor 6a eveneens dienst doet als motorrotor 16.
Met andere woorden: één onderdeel van de machine 1 zal twee functies vervullen, namelijk de functie van buitenrotor 6a en de functie van motorrotor 16.
2017/5459
BE2017/5459
Op deze wijze zal de motorstator 17 de buitenrotor 6a rechtstreeks aandrijven.
Dit heeft tot gevolg dat de machine 1 minder onderdelen zal bevatten, zodat de machine 1 compacter zal zijn en minder complex zal zijn.
Omdat de motorstator 17 van de elektrische motor 15 typisch een cilindrisch symmetrisch roterend veld genereert om de motorrotor 16 aan te drijven, dient deze motorrotor 16, en in dit geval dus ook de buitenrotor 6a, een cilindrische symmetrie te vertonen.
Doordat de buitenrotor 6a de functie van de motorrotor 16 overneemt, voegt de motor 15 geen bijkomende roterende onderdelen toe aan de machine 1. Hierdoor zijn er dus ook geen bijkomende lagers en dergelijke met bijhorende verliezen.
De magneten 18 van de elektrische motor 15 zijn hier bij voorkeur ingebed in de buitenrotor 6a. Deze magneten 18 kunnen permanente magneten zijn. Het is natuurlijk ook mogelijk dat deze magneten 18 niet zijn ingebed in de buitenrotor 6a, maar bijvoorbeeld aan de buitenzijde ervan zijn aangebracht.
In de plaats van een elektrische motor 15 met permanente magneten (i.e. een synchrone permanente magneet motor), kan ook een asynchrone inductiemotor toegepast worden, waarbij de magneten 18 vervangen worden door een kooianker. Door
2017/5459
BE2017/5459 inductie uit de motorstator 17 wordt een stroom opgewekt in het kooianker.
Anderzijds kan de motor 15 ook van het reluctantie type of inductie type of een combinatie van types zijn.
Zoals te zien is in de figuur, strekt de elektrische motor 15 zich uit over slechts een gedeelte van de lengte L van rotoren 6a, 6b, waarbij de motor 15 zich aan het uiteinde
9b bevindt met de kleinere diameter D.
Dit wil zeggen dat de magneten 18 zich ter plaatse van het uiteinde 9b van de rotoren 6a, 6b met een kleinere diameter D bevinden. Het is uiteraard ook mogelijk dat de magneten 18 en de motor 15 zich aan het andere, bredere uiteinde D' bevinden.
Dat zal nog een bijkomende plaatsbesparing met zich meebrengen, zodat de machine 1 nog compacter wordt.
Om de machine 1 zo compact mogelijk te maken, is bij voorkeur de maximale diameter E van de motor 15 maximaal 2 keer de maximale diameter D' van de buitenrotor 6a, liever nog maximaal 1,7 keer en beter nog maximaal 1,5 keer de maximale diameter D' van de buitenrotor 6a.
De uitvinding is echter niet beperkt tot deze voornoemde afmetingen. Alternatief, kan bijvoorbeeld de maximale diameter D' van de buitenrotor 6a groter zijn dan de binnendiameter F van de motorstator 17. Om de machine 1 nog compacter te maken, kan de maximale diameter D' van de
2017/5459
BE2017/5459 buitenrotor 6a groter zijn dan de maximale diameter E van de motor 15, i.e. de buitendiameter van de motorstator 17.
Indien de buitenrotor 6a vervaardigd is door middel van spuitgieten, worden de magneten 18 bij voorkeur tijdens het spuitgietproces mee ingegoten in de buitenrotor 6a.
Het is, onder andere, door dit kenmerk in combinatie met het feit dat de motor 15 zich aan het uiteinde 9b van de rotoren 6a, 6b met de kleinste diameter D bevinden, dat de maximale diameter E van de motor 15 zo laag gehouden kan worden. Hoe kleiner de maximale diameter E van de motor 15, hoe compacter de uiteindelijke machine 1 en hoe kleiner de footprint van de machine 1.
Uiteraard is het niet uitgesloten dat ook andere onderdelen van de machine 1, zoals bijvoorbeeld de binnenrotor 6b vervaardigd zijn door middel van spuitgieten.
De motorstator 17 is op omhullende wijze rond de buitenrotor 6a aangebracht, waarbij deze zich in dit geval in de behuizing 2 van de machine 1 bevindt.
Door de motor 15 in de behuizing 2 van de machine 1 aan te brengen, dient er geen speciale motorbehuizing voorzien te worden en kan de machine 1 compacter uitgevoerd worden. Bovendien zijn er ook geen afdichtingen nodig tussen de motor 15 en de rotoren 6a, 6b.
Bovendien kan op deze manier de smering van de motor 15 en de rotoren 6a, 6b gezamenlijk geregeld worden aangezien ze
2017/5459
BE2017/5459 zich in de zelfde behuizing 2 bevinden en dus niet afgesloten zijn van elkaar.
Het is natuurlijk ook mogelijk dat de behuizing 2 zodanig wordt uitgevoerd dat deze ook dienst kan doen als behuizing 2 van de motor 15 of dat er een aparte behuizing 2 voor de motor 15 wordt voorzien die aan de behuizing 2 van de rotoren 6a, 6b vastgemaakt kan worden.
Alhoewel in het weergegeven voorbeeld de buitenrotor 6a van de machine 1 dienst doet als de motorrotor 16, is het ook mogelijk dat de motorrotor 16 en de buitenrotor 6a als één geheel zijn uitgevoerd of dat ze één geheel vormen, bijvoorbeeld doordat ze rechtstreeks aan elkaar vastgemaakt zijn door een perspassing, door lassen of dergelijke.
De werking van de machine 1 is zeer eenvoudig en als volgt.
Tijdens de werking van de machine 1, zal de motorstator 17 de motorrotor 16 aandrijven op de gekende wijze.
Aangezien in dit geval de buitenrotor 6a dienst doet als de motorrotor 16, zal deze dus aangedreven worden.
De buitenrotor 6a zal de binnenrotor 6b mee aandrijven, op dezelfde manier als een gekende olie-geïnjecteerde schroefcompressor met een mannelijke en een vrouwelijke schroefrotor, waarbij bijvoorbeeld de mannelijke schroefrotor door een motor 15 wordt aangedreven.
2017/5459
BE2017/5459
Door de rotatie van de rotoren 6a, 6b, zal er gas
aangezogen worden via de inlaat 3, deze zal in een
compressiekamer 8 tussen de rotoren 6a, 6b terechtkomen.
Wanneer het gas via de inlaat 3 aangezogen wordt, zal het voorbij de motorrotor 16 en de motorstator 17 stromen volgens de pijlen P in figuur 1 en op deze manier de koeling van de motor 16 verzorgen.
Door de rotatie verplaatst deze compressiekamer 8 zich naar de uitlaat 4 en zal tegelijkertijd van volume verminderen om zo een compressie van de lucht te bewerkstelligen.
De samengeperste lucht kan dan de machine 1 verlaten via de uitlaat 4.
Tijdens de werking zal er vloeistof geïnjecteerd worden in de machine 1, om de onderdelen te smeren en/of te koelen.
Deze onderdelen zijn onder andere de lagers 10, 11, 12, de binnen- en buitenrotor 6a, 6b, de wikkelingen van de motorstator 17, ...
Hiertoe is de machine voorzien van een niet op de figuren weergegeven vloeistofinjectiecircuit. Deze vloeistof kan bijvoorbeeld een al dan niet synthetische olie zijn.
Hierbij zal er tevens vloeistof in de kamer 5 geïnjecteerd worden, die voor een smering en afdichting tussen de binnen- en buitenrotor 6a, 6b zal zorgen.
Via de uitlaat 4 zal deze vloeistof samen met de samengeperst lucht de machine 1 verlaten. De vloeistof kan
2017/5459
BE2017/5459 middels een separator van de lucht afgescheiden en gerecupereerd worden.
Het is uiteraard ook mogelijk dat de machine 1 vloeistof- vrij is en dat de smering gebeurt met bijvoorbeeld vet in plaats van met olie.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven 10 uitvoeringsvormen, doch een cilindrisch symmetrische volumetrische machine volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (15)

  1. Conclusies .
    1. - Cilindrisch symmetrische volumetrische machine (1), welke machine (1) twee samenwerkende rotoren (6a, 6b) omvat, te weten een buitenrotor (6a) die roteerbaar in de machine (1) is aangebracht en een binnenrotor (6b) die roteerbaar in de buitenrotor (6a) is aangebracht, waarbij de machine (1) voorzien is van een elektrische motor (15) met een motorrotor (16) en motorstator (17) om de binnenen buitenrotor (6a, 6b) aan te drijven, daardoor gekenmerkt dat de elektrische motor (15) rond de buitenrotor (6a) is aangebracht, waarbij de motorstator (17) de buitenrotor (6a) rechtstreeks aandrijft.
  2. 2. - Machine volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de motorrotor (16) en de buitenrotor (6a) als één geheel zijn uitgevoerd.
  3. 3. - Machine volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de buitenrotor (6a) dienst doet als de motorrotor (16).
  4. 4. - Machine volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de elektrische motor (15) voorzien is van permanente magneten (18) welke ingebed zijn in de buitenrotor (6a).
  5. 5. - Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de buitenrotor (6a) en binnenrotor (6b) een conische vorm hebben.
    2017/5459
    BE2017/5459
  6. 6.- Machine volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de elektrische motor een gedeelte van de lengte (L) van buitenrotor (6a) en binnenrotor (6b) , het uiteinde (9b) bevindt met de kleinere diameter
  7. 7.- Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de binnenrotor (6b) en de buitenrotor (6a) assen (13, 14) hebben die onder een hoek (a) met elkaar gelegen zijn, waarbij de assen (13, 14) elkaar snijden.
  8. 8.Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de assen (13,
    14) van de binnenrotor (6b) en de buitenrotor (6a) vaste, niet orbiterende assen zijn.
  9. 9.- Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de binnenrotor (6b) aan één uiteinde (9a) gelagerd is in de machine (1).
  10. 10.- Machine volgens één daardoor gekenmerkt dat de de machine (1) met behulp (11) .
    van de voorgaande conclusies, buitenrotor (6a) gelagerd is in van minstens één axiaal lager
  11. 11.- Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de machine (1) een expander-, compressor- of pompinrichting betreft.
    2017/5459
    BE2017/5459
  12. 12. - Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de buitenrotor (6a) vervaardigd is door middel van spuitgiet technieken.
  13. 13. - Machine volgens conclusies 4 en 12, daardoor gekenmerkt dat de magneten (18) tijdens het spuitgietproces mee ingegoten worden in de buitenrotor (6a).
  14. 14. - Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de machine (1) voorzien is van een behuizing (2), waarbij de motor (15) in de behuizing (2) is aangebracht of waarbij de behuizing (2) ook dienst doet als behuizing (2) van de motor (15).
  15. 15. - Machine volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de maximale diameter (E) van de motor (15) maximaal 2 keer de maximale diameter (D') van de buitenrotor (6a), liever nog maximaal 1,7 keer en beter nog maximaal 1,5 keer de maximale diameter (D' ) van de buitenrotor (6a) heeft.
BE2017/5459A 2017-06-28 2017-06-28 Cilindrisch symmetrische volumetrische machine BE1025347B1 (nl)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2017/5459A BE1025347B1 (nl) 2017-06-28 2017-06-28 Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
CA3063519A CA3063519C (en) 2017-06-28 2018-06-05 Cylindrical symmetric volumetric machine.
ES18729211T ES2871129T3 (es) 2017-06-28 2018-06-05 Máquina volumétrica cilíndrica simétrica.
KR1020207002426A KR102207772B1 (ko) 2017-06-28 2018-06-05 원통 대칭형 용적 기계
RU2020103337A RU2731427C1 (ru) 2017-06-28 2018-06-05 Цилиндрическая симметричная машина объемного действия
BR112019027986-5A BR112019027986B1 (pt) 2017-06-28 2018-06-05 Máquina volumétrica simétrica cilíndrica
US16/616,612 US11225964B2 (en) 2017-06-28 2018-06-05 Cylindrical symmetric volumetric machine
PCT/IB2018/054004 WO2019002994A1 (en) 2017-06-28 2018-06-05 CYLINDRICAL SYMMETRIC VOLUMETRIC MACHINE
JP2019571546A JP6987899B2 (ja) 2017-06-28 2018-06-05 円筒対称性容積形機械
DK18729211.5T DK3645889T3 (da) 2017-06-28 2018-06-05 Cylindrisk symmetrisk volumetrisk maskine
EP18729211.5A EP3645889B1 (en) 2017-06-28 2018-06-05 Cylindrical symmetric volumetric machine
CN201810682608.5A CN109139462B (zh) 2017-06-28 2018-06-28 圆柱形对称容积式机器
CN201821008905.3U CN208858561U (zh) 2017-06-28 2018-06-28 圆柱形对称容积式机器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2017/5459A BE1025347B1 (nl) 2017-06-28 2017-06-28 Cilindrisch symmetrische volumetrische machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1025347A1 true BE1025347A1 (nl) 2019-01-29
BE1025347B1 BE1025347B1 (nl) 2019-02-05

Family

ID=59294882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2017/5459A BE1025347B1 (nl) 2017-06-28 2017-06-28 Cilindrisch symmetrische volumetrische machine

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11225964B2 (nl)
EP (1) EP3645889B1 (nl)
JP (1) JP6987899B2 (nl)
KR (1) KR102207772B1 (nl)
CN (2) CN109139462B (nl)
BE (1) BE1025347B1 (nl)
CA (1) CA3063519C (nl)
DK (1) DK3645889T3 (nl)
ES (1) ES2871129T3 (nl)
RU (1) RU2731427C1 (nl)
WO (1) WO2019002994A1 (nl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1025347B1 (nl) * 2017-06-28 2019-02-05 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
BE1025570B1 (nl) * 2017-09-21 2019-04-17 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
CN113513476B (zh) * 2021-07-12 2022-05-20 西安交通大学 一种变螺距的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机
CN114458600B (zh) * 2022-03-28 2024-04-16 西安交通大学 一种用于锥螺杆压缩机的排气密封结构及方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1892217A (en) * 1930-05-13 1932-12-27 Moineau Rene Joseph Louis Gear mechanism
US2765114A (en) * 1953-06-15 1956-10-02 Robbins & Myers Cone type compressor
US4127365A (en) * 1977-01-28 1978-11-28 Micropump Corporation Gear pump with suction shoe at gear mesh point
WO1987006654A1 (en) * 1986-04-23 1987-11-05 Svenska Rotor Maskiner Ab Rotary positive displacement machine for a compressible working fluid
US4802827A (en) * 1986-12-24 1989-02-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Compressor
US6361292B1 (en) * 2000-04-12 2002-03-26 Sheldon S. L. Chang Linear flow blood pump
JP2002054588A (ja) * 2000-08-09 2002-02-20 Toshiba Kyaria Kk 流体圧縮機
JP2003056474A (ja) * 2001-08-21 2003-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ポンプ
JP4272112B2 (ja) * 2004-05-26 2009-06-03 株式会社日立製作所 モータ一体型内接歯車式ポンプ及び電子機器
DE102004038686B3 (de) * 2004-08-10 2005-08-25 Netzsch-Mohnopumpen Gmbh Exzenterschneckenpumpe mit integriertem Antrieb
JP2008175199A (ja) * 2006-12-20 2008-07-31 Heishin Engineering & Equipment Co Ltd 一軸偏心ねじポンプ
DE202009002823U1 (de) * 2009-03-02 2009-07-30 Daunheimer, Ralf Exzenterschneckenpumpe
JP2011058441A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Jtekt Corp 電動ポンプユニット
JP2013234597A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Aisin Seiki Co Ltd 電動ポンプ
JP2017506308A (ja) * 2014-02-18 2017-03-02 バート ローターズ ユーケー リミテッドＶｅｒｔ Ｒｏｔｏｒｓ Ｕｋ Ｌｉｍｉｔｅｄ 容積型回転機械
JP2016035219A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 木村化工機株式会社 一軸偏心型ガス膨張機、一軸偏心型ガス圧縮機、一軸偏心型ガス膨張機を用いた熱エネルギー回収システムおよび発電システム
CN205638931U (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 宁波华生压缩机有限公司 一种无油螺旋压缩机
BE1025347B1 (nl) * 2017-06-28 2019-02-05 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
BE1025569B1 (nl) * 2017-09-21 2019-04-17 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Cilindrisch symmetrische volumetrische machine

Also Published As

Publication number Publication date
CA3063519A1 (en) 2019-01-03
BE1025347B1 (nl) 2019-02-05
JP2020525699A (ja) 2020-08-27
KR20200023422A (ko) 2020-03-04
ES2871129T3 (es) 2021-10-28
CN208858561U (zh) 2019-05-14
RU2731427C1 (ru) 2020-09-02
CN109139462B (zh) 2020-03-13
JP6987899B2 (ja) 2022-01-05
BR112019027986A2 (pt) 2020-07-07
EP3645889A1 (en) 2020-05-06
EP3645889B1 (en) 2021-02-24
US20200088192A1 (en) 2020-03-19
US11225964B2 (en) 2022-01-18
KR102207772B1 (ko) 2021-01-26
DK3645889T3 (da) 2021-03-22
CA3063519C (en) 2021-09-21
CN109139462A (zh) 2019-01-04
WO2019002994A1 (en) 2019-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1025347B1 (nl) Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
JP4814167B2 (ja) 多段圧縮機
EP2634432A1 (en) Screw compressor
JP6302428B2 (ja) シリンダ回転型圧縮機
BE1025570B1 (nl) Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
CN107208635B (zh) 涡旋流体机械
EP3978759A1 (en) Screw compressor
EP2921706B1 (en) Scroll compressor
JP2017015054A (ja) シングルスクリュー圧縮機
WO2016157688A1 (ja) シリンダ回転型圧縮機
JP6989756B2 (ja) スクロール圧縮機
KR20210010808A (ko) 스크롤 압축기
JP5764715B2 (ja) スクロール圧縮機
JP6444786B2 (ja) スクロール圧縮機
JP6643712B2 (ja) ２シリンダ型密閉圧縮機
WO2016088326A1 (ja) シリンダ回転型圧縮機
KR20130111159A (ko) 2단 압축기 유니트 및 이를 갖는 압축기 시스템
CN111247342A (zh) 用于压缩机的内部排气通道
KR20180112091A (ko) 개방형 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20190205