BE1028274A1 - Compressorelement met verbeterede olie-injector - Google Patents

Compressorelement met verbeterede olie-injector Download PDF

Info

Publication number
BE1028274A1
BE1028274A1 BE20205308A BE202005308A BE1028274A1 BE 1028274 A1 BE1028274 A1 BE 1028274A1 BE 20205308 A BE20205308 A BE 20205308A BE 202005308 A BE202005308 A BE 202005308A BE 1028274 A1 BE1028274 A1 BE 1028274A1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
oil
compressor element
housing
channel
compressor
Prior art date
Application number
BE20205308A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1028274B1 (nl
Inventor
Andrew Aristizabal
Fernanda Lato
Michaël Raphaël Angèle Adens
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
Application filed by Atlas Copco Airpower Nv filed Critical Atlas Copco Airpower Nv
Priority to BE20205308A priority Critical patent/BE1028274B1/nl
Priority to TW110116192A priority patent/TWI778612B/zh
Priority to PCT/IB2021/053835 priority patent/WO2021224842A1/en
Priority to BR112022022497A priority patent/BR112022022497A2/pt
Priority to KR1020227042712A priority patent/KR20230006012A/ko
Priority to EP21723917.7A priority patent/EP4146941B1/en
Priority to JP2022567516A priority patent/JP2023525041A/ja
Priority to FIEP21723917.7T priority patent/FI4146941T3/fi
Priority to PL21723917.7T priority patent/PL4146941T3/pl
Priority to US17/923,093 priority patent/US11891996B2/en
Priority to CN202110493069.2A priority patent/CN113623208B/zh
Priority to CN202120963103.3U priority patent/CN215762236U/zh
Publication of BE1028274A1 publication Critical patent/BE1028274A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1028274B1 publication Critical patent/BE1028274B1/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/042Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/30Casings or housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/60Shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/60Shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/98Lubrication

Landscapes

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

Abstract

Een compressorelement (1) omvattende ten minste een compressiedeel (2), een behuizing (3) en een rotatieas (4) die het ten minste één compressiedeel (2) roteerbaar verbindt met de behuizing (3), waarbij ten minste één tussenelement (5) is voorzien tussen de rotatieas (4) en de behuizing (3) ten behoeve van rotatie van de rotatieas (4), waarbij het compressorelement (1) daarnaast ten minste één olie-injector (6) omvat die zich uitstrekt van een inlaatpoort (7) naar ten minste één mondstuk (8a, 8b, 10 8c) via een oliekanaal (9), waarbij het oliekanaal (9) zo is gevormd dat een hoofdzakelijk primaire oliestroom door het kanaal (9) mogelijk is voor het koelen van het ten minste één tussenelement (5).

Description

! BE2020/5308 Compressorelement met verbeterde olie-injector Het toepassingsgebied van de uitvinding heeft betrekkmg op een compressorelement dat ten minste één compressiedeel omvat, een behuizing en een rotatieas die het ten minste één compressiedeel roteerbaar verbindt met de behuizing, waarbij ten minste één tussenelement tussen de rotatieas en de behuizing is voorzien ten behoeve van de rotatie van de rotatieas in de behuizing.
Compressorsystemen zijn mechanisch of elektromechanisch aangedreven systemen die zijn geconfigureerd voor het verhogen van de druk van een gasvormig fluïdum door het volume ervan te verminderen.
Anders gezegd, het compressorsysteem voert een compressieproces uit.
Het compressieproces kan worden benaderd als een adiabatische proces wanneer hoofdzakelijk geen overdracht van warmte of massa van het gasvormig fluïdum plaatsvindt tussen het compressorsysteem en een omgeving daarvan.
Als het compressorsysteem adiabatisch gasvormige fluïda comprimeert, genereert het afvalwarmte.
Bovendien genereert het compressorsysteem, in het bijzonder een aandrijfmiddel daarvan, warmte door wrijving.
Voor optimale prestaties van het aandrijfmiddel en in het verlengde daarvan het compressorsysteem, is koeling vereist.
US4.780.061 beschrijft een schroefcompressorsysteem met een motorbehuizingsectie met een compressor-aandrijfmotor, een compressorsectie met een compressorelement en een olieafscheider stroomafwaarts van een uitlaatpoort van het compressorelement.
De compressoraandrijfmotor wordt gekoeld door aangezogen gas dat naar een werkkamer van het compressorelement stroomt.
Bij wijze van koelsysteem wordt koelolie ofwel direct geïnjecteerd in de werkkamer van het compressorelement of wordt aangevoerd via interne stromingstrajecten naar lagervlakken.
Een integrale warmtewisselconstructie, die wordt gebruikt om de olie te koelen, wordt op zijn beurt weer gekoeld door het aangezogen gas dat naar de werkkamer stroomt.
Met dit bekende koelsysteem worden de lagervlakken niet efficiënt gekoeld en daardoor is de werking van het compressorsysteem niet optimaal.
Het doel van de onderhavige uitvinding is een oplossing te bieden voor een of meer van de bovengenoemde en/of overige nadelen.
Een meer specifiek doel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding 1s het verbeteren van de prestaties van de compressorsysteem.
° BE2020/5308 Volgens een aspect van de uitvinding is een compressorelement voorzien dat ten minste één compressiedeel, een behuizing en een rotatieas omvat die het ten minste één compressiedeel roteerbaar verbindt met de behuizing, waarbij ten mmste één tussenelement is voorzien tussen de rotatieas en de behuizing ten behoeve van de rotatie van de rotatieas, waarbij het compressorelement daarnaast ten minste één olie-injector omvat die zich uitstrekt van een inlaatpoort naar ten minste één mondstuk via een oliekanaal, waarbij het oliekanaal zodanig 1s gevormd dat een hoofdzakelijk primaire oliestroom mogelijk is door het oliekanaal voor koeling van het ten minste één tussenelement.
Door het voorzien van een olie-injector kan het ten minste één tussenelement optimaal worden gekoeld, aangezien een bepaald oliedebiet kan worden toegepast voor elk warmteopwekkend tussenelement. Bovendien is een installatie van een dergelijke olie-injector eenvoudig. Daarnaast kan, door het oliekanaal zodanig vorm te geven dat een hoofdzakelijk primaire oliestroom wordt gevormd, de vormmg van wervelingen in de oliestroom worden beperkt en een resulterende oliestraal die wordt uitgeworpen uit het ten minste één mondstuk is uniform en continu. Daardoor kan de olie efficiënter op het tussenelement worden gericht waardoor de efficiëntie van een compressorelement wordt verbeterd. Hierdoor verbeteren de koelprestaties van de olie-mjector en dus worden de prestaties van het compressorelement verbeterd. Gedurende bedrijf is olie nodig voor zowel smering als koeling van een lager als tussenelement. De complexiteit van het maken van koelkanalen op een buiten-/bmnen- lagerring maakt olie-injectie noodzakelijk. Dit maakt zowel rechtstreekse koeling als smering van het lager mogelijk. Het heeft voordelen om de benodigde hoeveelheid olie voor het koelen te verminderen, aangezien de olie wordt bewogen door de rollers tijdens het passeren, waardoor wrijving en verliezen in de olie optreden. De uitvinding maakt het mogelijk om hetzelfde koeleffect te bereiken met een lager massadebiet van olie naar de lagers in vergelijking met reeds bekende olie-injectors.
Bij voorkeur is een hoofdzakelijk primaire stroom een stroom die hoofdzakelijk vrij is van secundaire stromen. In het kader van de aanvraag wordt een primaire stroom gedefinieerd als een stroom evenwijdig aan een hoofdrichting van de vloeistofbeweging van de oliestroom. De hoofdrichting is een richting die wordt bepaald door een hartlijn van het oliekanaal. In het kader van de aanvraag wordt een secundaire stroom gedefinieerd als een stroom met cen dwarse bewegingsrichting in superpositie op een primaire bewegingsrichting. De secundaire stroom staat loodrecht op de hoofdrichting van de vloeistofbeweging van de oliestroom. De secundaire stroom ontwikkelt zich door middelpuntvliedende instabiliterten en vormt wervelingen die worden waargenomen in een vlak loodrecht op de hoofdrichting. Aangezien de primaire stroom hoofdzakelijk vrij is van secundaire stromen, is de primaire stroom hoofdzakelijk unidirectioneel. Anders gezegd, de oliestroom 1s uitgelijnd met de richting van het oliekanaal. Stromen die vrij zijn
> BE2020/5308 van secundaire stromen kunnen ook worden beschouwd als laminaire stromen. Op deze manier is de resulterende oliestraal uniformer en continu. Bij voorkeur omvat de primaire stroom een Deangetal kleiner dan 75, bij voorkeur kleiner dan 65, bij voorkeur kleiner dan 60. Door het Deangetal te verklemen, wordt de ontwikkeling van centrifugale instabiliteiten die resulteren in secundaire stromen verminderd of deze doen zich zelfs niet voor. Dit verbetert de uniformiteit en continuïteit van de oliestraal nog verder. Het Deangetal wordt bij voorkeur bepaald met de formule: Fo De = Re - Dn x zer waarbij Re een Reynoldsgetal van de oliestroom weergeeft, waarbij D, een inwendige diameter van het oliekanaal weergeeft; en waarbij r een krommingsstraal van het oliekanaal of deel ervan weergeeft. Het voordeel hiervan is dat op deze manier hoofdzakelijk hetzelfde of een hoger massadebiet van de primaire stroom kan worden bereikt voor, bijvoorbeeld, hoofdzakelijk hetzelfde pompvermogen om de olie door het oliekanaal te sturen. Zo worden de prestaties van het compressorelement verbeterd. Bovendien kan de stabiliteit van het Deangetal worden gehandhaafd voor hogere en/of lagere massadebieten en/of scherpere krommingsstralen. Dit leidt tot een zeer hoog niveau van flexibiliteit in de toepasbaarheid van het oliemondstuk. Bovendien is de resulterende oliestraal compact.
Het ten minste één tussenelement omvat bij voorkeur ten minste één van een rollager en een tandwiel. Bij grotere voorkeur omvat het ten minste één tussenelement ten minste één rollager. Rollagers genereren in het algemeen warmte als gevolg van wrijving tussen de lagerkogels en een lagerloopring. De wrijving is inherent aanwezig. In rollagers dit kan worden verergerd door de cyclische spanning die zich ontwikkelt tijdens bedrijf van het compressorelement. De rollagers kunnen worden gekoeld met behulp van een mwendig opgenomen olietraject. Het nadeel hiervan is dat het rollager onvoldoende wordt gekoeld, met name in het geval van toepassingen met een hoge belasting en hoge snelheid, zoals compressiesystemen. Geïntegreerde trajecten introduceren bovendien ongewenste lekpaden in het gehele compressorsysteem waardoor olie kan lekken. Als alternatief kunnen vloeistoflagers
* BE2020/5308 worden toegepast. Vloeistoflagers zijn echter zeer gevoelig voor storing als gevolg van verontremigingen zoals gruis of stof. Bovendien zijn vloeistoflagers duur en complex om te produceren en ze gebruiken tijdens bedrijf meer energie dan rollagers. Door gebruik te maken van de rollagers en de genoemde rollagers te koelen met behulp van de olie-injector volgens de uitvinding, kan het compressorsysteem eenvoudiger worden vervaardigd.
Bij voorkeur omvat een oliekanaal ten minste twee mondstukken. Op deze manier kunnen diverse te koelen gebieden van het ten minste één tussenelement of meerdere tussenelementen tegelijkertijd worden gekoeld met behulp van twee mondstukken. Bij voorkeur is het oliekanaal vertakt. Door het oliekanaal te vertakken, kunnen diverse gebieden van het ten minste één tussenelement of diverse tussenelementen worden gekoeld met behulp van een vertakt oliekanaal. Een enkele olie-injector wordt in het kader van de aanvraag gedefinieerd als een olie-injector die is voorzien van één inlaatpoort. De enkele olie-injector kan één of meer oliekanalen omvatten en elk oliekanaal kan één of meer mondstukken omvatten. Op deze manier kan een enkele olie-mjector worden gebruikt voor het koelen van diverse tussenelementen die zijn ingericht in elkaars nabijheid of deze kan diverse gebieden van een tussenelement koelen. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat diverse gebieden van diverse tussenelementen kunnen worden gekoeld met een enkele olievertakking. Een bijkomend voordeel is dat elke vertakking kan worden aangepast voor uitbreiding naar een ander tussenelement.
Bij voorkeur is een krommingsstraal van het oliekanaal groter dan ten minste 5 mm, bij voorkeur groter dan ten miste 10 mm, bij voorkeur groter dan 20 mm. In het kader van de uitvinding wordt een krommingsstraal gedefinieerd als de straal van een cirkel die een bocht van het oliekanaal raakt op een punt op de hartlijn van het oliekanaal en dezelfde raaklijn en kromming heeft als het oliekanaal op genoemd punt. Anders gezegd, het is een maat voor de kromming van het oliekanaal in een richting op dat punt. Olie-injectors kunnen worden gegoten uit metaal. De olie-injectors worden daarnaast bewerkt met behulp van micro-bewerkingstechnieken zoals CNC-technieken. Inherent vormen met CNC-techniek bewerkte oliekanalen scherpe, stompe of rechte hoeken als ze elkaar kruisen Hierdoor worden wervelingen gegenereerd in het inwendige van de olie-injector, wat uitemdelijk leidt tot ongewenste dispersie van oliedruppels. Deze dispersie van olie vermindert de efficiëntie waarmee de olie het tussenelement raakt en dat vermindert de koelende werking van de olie-injector. Bovendien zijn de olie-injectors ingericht in gebieden van het compressorsysteem met zeer beperkte ruimte. De olie-injectoren zijn daardoor compact en hoofdzakelijk beperkt in omvang en vorm.
> BE2020/5308 In een voorkeursuitvoeringsvorm is de ten minste één olie-injector ingericht op de behuizing op een afstand van het ten minste één tussenelement en het ten minste één oliemondstuk is gericht naar het ten minste één tussenelement en is zo geconfigureerd dat olie wordt uitgeworpen uit het ten minste één oliemondstuk, waarbij de uitgeworpen olie zo is geconfigureerd dat een 1njectielocatie word geraakt, waarbij een gebied van de injectielocatie kleiner is 10 mm°, bij voorkeur kleiner dan 5 mm?. Door de olie-injector op een afstand te plaatsen van het ten minste één tussenelement en een hoofdzakelijk primaire oliestroom uit te werpen naar een injectielocatie, kunnen op een eenvoudige wijze gebieden worden gekoeld die anders moeilijk te bereiken zouden zijn met behulp van conventionele middelen.
Door uit te werpen naar een injectielocatie met een beperkte gebied, wordt de warmteoverdracht verbeterd tussen de olie en het ten minste één tussenelement.
Zo wordt de koeling van het compressorelement verbeterd.
Bovendien kunnen, door vooral de injectielocatie te raken, met gebruikmaking van een minimale hoeveelheid vloeistof in het bijzonder de gebieden worden gekoeld waar warmte wordt gegenereerd.
Anders gezegd, de tussenelementen worden gekoeld met relatief hoge nauwkeurigheid.
Zo wordt voorkomen dat gebieden worden gekoeld waar geen warmte wordt gegenereerd, waardoor de totale hoeveelheid olie die nodig is voor het koelen van het compressorelement wordt verminderd.
Bij voorkeur wordt een oliepakkmg mgericht tussen het compressiedeel en het ten minste één tussenelement op de rotatieas.
Op deze manier dringt de koelolie niet binnen in het compressiedeel.
Het koelen van het compressorelement met olie veroorzaakt daardoor geen vervuiling van het gecomprimeerde fluïdum.
Het gevolg is dat onderdelen, zoals kleppen of zuigers, die zich mogelijk stroomafwaarts van het compressorelement bevinden, niet te maken krijgen met vervuilde samengeperste vloeistof.
Bovendien worden voedingsproducten en niet- voedingsproducten die aan de perslucht worden blootgesteld, niet verontremnigd door de olie.
Dit betekent dat veiligheid, hygiëne en levensduur van apparatuur evenals consumentenproducten stroomafwaarts van en gekoppeld aan het compressorelement, worden verbeterd.
Bij voorkeur omvat het compressorelement daarnaast ten minste één compressiekamer en ten minste één aandrijfsectie gescheiden door een scheidingswand; waarbij de ten minste één compressiekamer het ten minste één compressiedeel omvat en de ten minste één aandrijfsectie het ten minste één tussenelement omvat dat is ingericht in de scheidingswand en waarbij de rotatieas zich uitstrekt door de scheidingswand.
Op deze manier wordt voorkomen dat de door het oliekanaal naar het tussenelement uitgeworpen olie terechtkomt in de compressiekamer.
Bij voorkeur kan de oliepakking worden ingericht in de scheidingswand waardoor beter wordt voorkomen dat olie in de compressiekamer terechtkomt.
° BE2020/5308 De uitvinding heeft daarnaast betrekking op een werkwijze voor het produceren van een compressorelement dat ten minste één compressiedeel, een behuizing en een rotatieas omvat die het ten minste één compressiedeel roteerbaar verbindt met de behuizing, de werkwijze het voorzien omvat van ten minste één tussenelement tussen de rotatieas en de behuizing ten behoeve van de rotatie van de rotatieas, de werkwijze daarnaast het voorzien omvat van het compressorelement met ten minste één olie-injector die zich uitstrekt van een inlaatpoort naar ten minste één mondstuk via een oliekanaal, waarbij de werkwijze daarnaast het vormgeven omvat van het oliekanaal dat dient om een hoofdzakelijk primaire oliestroom door het kanaal mogelijk te maken voor de koeling van het ten minste één tussenelement.
Bij voorkeur is het oliekanaal zo gevormd dat het een stroming mogelijk maakt die hoofdzakelijk vrij is van secundaire stromen en bij voorkeur een Deangetal heeft kleiner dan 75, meer bij voorkeur kleiner dan 65, meest bij voorkeur kleiner dan 60. De bijgevoegde tekeningen dienen ter illustratie van momenteel geprefereerde, niet- limitatieve voorbeelden van uitvoeringsvormen van apparaten van de onderhavige uitvinding.
Bovenstaande en andere voordelen van de kenmerken en doelstellingen van de uitvinding zullen duidelijker worden en de uitvinding zal beter worden begrepen uit de volgende gedetailleerde beschrijving, als die gelezen wordt in samenhang met de bijbehorende tekeningen, waarin: figuur 1 een schematische weergave is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een compressorelement dat cen olie-injector omvat; figuur 2 een schematische weergave is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een compressorelement dat een olie-injector en een oliepakking omvat;
figuur 3A een schematische dwarsdoorsnede is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van cen olie-injector; figuur 3B een schematisch perspectiefbeeld is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van cen olie-injector; figuur 4 een schematisch perspectiefbeeld is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een olie-injector die is ingericht in een deel van het compressorelement; figuur 5 een schematische weergave is van olie die wordt uitgeworpen uit een oliemondstuk naar een injectielocatie volgens een voorbeeld-uitvoeringsvorm;
figuur 6 een schematisch perspectiefbeeld is van een volgende voorbeeld- uitvoeringsvorm van een olie-injector die is ingericht in een deel van het compressorelement; figuur 7 een schematische dwarsdoorsnede is van een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een olie-injector. Figuur 1 illustreert een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een compressorelement 1. Het compressorelement 1 is geconfigureerd voor het comprimeren van fluïda. In het kader van de aanvraag kunnen fluïda worden beschouwd als gassen of combinaties van gas en vloeistof. Compressorelement 1 kan bijvoorbeeld worden geconfigureerd voor het comprimeren van lucht van een lage druk tot een hoge druk vergeleken met de lage druk. Voor dat doel is het compressorelement 1 voorzien van een compressiedeel 2.
Het compressorelement 1 omvat daarnaast een behuizing 3 en een rotatieas 4 die het ten minste één compressiedeel 2 roteerbaar verbindt met de behuizing 3. De behuizing 3 kan ten minste gedeeltelijk de behuizing vormen van de compressiekamer 14 van het compressiedeel 2 en/of kan een structureel raamwerk vormen ter ondersteuning van compressormiddelen, bijvoorbeeld een regelbare inlaatklep (niet afgebeeld) of een warmtewisselaar (niet afgebeeld).
Het compressiedeel 2 kan een van de volgende of een combmatie daarvan zijn: rotatiecompressiedeel, zuigercompressiedeel, centrifugaalcompressiedeel of een axiaalcompressiedeel. Compressiedeel 2 kan bijvoorbeeld een roterend schroefcompressorelement zijn met twee in elkaar grijpende spiraalschroeven, of als altematief, kan compressiedeel 2 een zuigercompressorelement zijn. Bovendien kan een veelheid aan compressiedelen 2 zodanig worden gebruikt dat een meertraps-compressorelement wordt gevormd. Het compressiedeel 2 omvat een compressorinlaat 12 die is geconfigureerd voor het ontvangen van of aanzuigen in een vloeistof bij een inlaatdruk naar compressiekamer 14. Een compressiebehuizing begrenst de compressiekamer 14 (afgebeeld in figuur 2) waarbij een compressiedeel 2 1s ingericht. Het compressiedeel 2 kan bijvoorbeeld bestaan uit twee in elkaar grijpende spiraalschroeven 2a, 2b. Als alternatief kan, bijvoorbeeld in het geval van een centrifugaalcompressiedeel, het compressiedeel 2 een centrifugaalrotorblad zijn. Het compressiedeel 2 omvat daarnaast een compressoruitlaat 13 waaruit de vloeistof wordt uitgeworpen bij een hogere uitlaatdruk ten opzichte van de inlaatdruk. Het compressiedeel 2 kan een olievrij compressiedeel zijn. In het kader van de aanvraag wordt een olievrij compressiedeel gedefinieerd als een compressiedeel 2 waarbij een tussenelement 5, zoals een krukkast of tandwielkast is gescheiden van de compressiekamer 14. Het tussenelement 5 wordt
, BE2020/5308 hierna verder beschreven. Om te komen tot een olievrij compressie-element kan een oliepakking 11 worden voorzien tussen de rotatieas 4 en een behuizing 3, zie het voorbeeld in figuur 2. De oliepakking 11 is zo geconfigureerd dat wordt voorkomen dat er olie lekt naar de compressiekamer
14. Bovendien kan het compressiedeel 2 een olievrij compressiedeel zijn, wat wordt gedefinieerd als een compressiedeel 2 dat geen olie gebruikt. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat andere alternatieve koelfluïda kunnen worden gebruikt op hoofdzakelijk dezelfde manier als olie. Water kan bijvoorbeeld worden gebruikt. De voorkeursuitvoeringsvorm van het compressorelement 1 is een luchtcompressorelement.
De rotatieas 4 is ingericht in het compressorelement 1 zodanig dat een draaiende bewegmng daarvan ten minste het compressiedeel 2 aandrijft. Anders gezegd, de rotatieas 4 vormt een roteerbare verbinding tussen het ten mmste één compressiedeel 2 en de behuizing 3 en roteert rond zijn lengteas. Daarom kan deze rotatieas 4 roteerbaar worden ondersteund door het ten minste één tussenelement 5. De rotatieas 4 kan worden aangedreven met behulp van het ten minste één tussenelement 5 of, als alternatief, een aandrijfmiddel 16 (weergegeven in figuur 2) voor het roteren, meestal op een vooraf bepaalde snelheid. In de afgebeelde uitvoeringsvorm is het compressiedeel 2 rechtstreeks ingericht op de rotatieas 4. Als alternatief kan de rotatieas 4 worden ingericht op een afstand van het compressiedeel 2, bijvoorbeeld in het geval van een zuigercompressiedeel. Een veelheid aan rotatieassen 4a, 4b, zoals weergegeven in figuur 2, 4, 6 en 7, kan ook worden voorzien. Zoals afgebeeld in figuur 2, kunnen de rotatieassen 4a, 4b zich uitstrekken van een aandrijfsectie 15 naar de compressiekamer 14. Een primaire functie van de aandrijfsectie 15 is het aandrijven van de compressiedelen 2a, 2b. Verdere bijzonderheden met betrekking tot de aandrijfsectie 15 wordt hieronder toegelicht.
Het compressorelement 1 omvat daarnaast ten minste één tussenelement 5. Het tussenelement 5 is voorzien tussen de rotatieas 4 en de behuizing 3 ten behoeve van de rotatie van de rotatieas 4. Het tussenelement 5 kan worden geconfigureerd voor het roteerbaar ondersteunen van de rotatieas 4 ten opzichte van de behuizing 3. Het tussenelement 5 kan elk van een lager of een tandwiel zijn. In de geïllustreerde uitvoeringsvorm worden een aslager en een tandwiel afgebeeld. Het aslager wordt bij voorkeur ingericht in het geval van een olievrij compressorelement, zodat een hoofdzakelijk axiale belasting wordt ondersteund door het aslager.
Het compressorelement 1 omvat daarnaast ten minste één olie-injector 6. De olie- injector 6 is geconfigureerd voor het koelen van het ten minste één tussenelement 5 en/of de rotatieas 4. De olie-injector 6 omvat een inlaatpoort 7 en een oliekanaal 9 dat zich uitstrekt van de inlaatpoort 7 naar ten minste één mondstuk 8. De olie-injector 6 is ingericht op de behuizing 3, bij
? BE2020/5308 voorkeur op een afstand van het tussenelement 5 en het ten minste één mondstuk 8 is gericht op het tussenelement 5 of ten minste op een deel van het tussenelement 5, bijvoorbeeld op een contactgebied van twee tandwielen of het gebied tussen loopringen van een lager. Het oliemondstuk 8 is geconfigureerd voor het richten van een oliestroom naar het tussenelement 5. In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de olie-injector 6 gefabriceerd met behulp van aanvullende fabricagetechnieken. De olie-injector 6 wordt bij voorkeur gefabriceerd van metaal. Anders gezegd, de olie-injector 6 wordt als één geheel gevormd zodat de olie-injector 6 vrij is van lekpaden.
De inlaatpoort 7 is ingericht op de behuizing 3 of ten minste een deel daarvan, en staat in vloeistofverbinding met een oliekoelsysteem (niet afgebeeld). De mlaatpoort 7 is zo geconfigureerd dat deze olie ontvangt uit het oliekoelsysteem via de toevoerkanalen. Het oliekoelsysteem kan een middel omvatten voor de vloeistofcirculatie, een middel voor warmte- uitwisseling en een middel voor het filteren. Het middel voor fluïdumcirculatie is geconfigureerd voor het leveren van olie aan de inlaatpoort 7 via de toevoerkanalen (niet afgebeeld). Het middel voor warmtewisseling is geconfigureerd voor het koelen van de toegevoerde olie tot de gewenste temperatuur voor optimale koelprestaties en het middel voor filteren 1s geconfigureerd voor het filteren van ongewensten sedimenten en deeltjes die schade zouden kunnen aanrichten aan de tussenelementen 5 en/of de rotatieas 4. De inlaatpoort 7 kan worden bevestigd aan de behuizing 3 met behulp van een boutverbmding of klemmiddel of kan als een geheel worden gevormd met de behuizing 3 of ten minste een deel van de behuizing 3.
Het oliekanaal 9 is zo gevormd dat er een hoofdzakelijk primaire oliestroom doorheen loopt. Het oliekanaal 9 omvat een proximaal einde gelegen op de mlaatpoort 7 en strekt zich uit tot een mondstuk 8 gelegen op een distaal einde van het oliekanaal 9. Het oliekanaal 9 kan zich in elke richting van een driedimensionale ruimte uitstrekken. Het oliekanaal 9 omvat een oliekanaalwand die een hol centraal deel begrenst van het oliekanaal 9. Het oliekanaal 9 kan recht zijn of gebogen. Bovendien kan het oliekanaal 9 ook een transportsectie 18 en een mondstuksectie 19 omvatten, weergegeven in figuur 5. De transportsectie 18 en de mondstuksectie 19 kunnen gedeeltelijk recht zijn en/of gedeeltelijk gebogen of een combinatie daarvan, dit wordt hieronder verder uiteengezet.
In een voorkeursuitvoerimgsvorm is het oliekanaal 9 zodanig vertakt dat een veelheid aan oliekanalen 9a, 9b, 9c wordt gevormd. Elk van de veelheid aan oliekanalen 9a, 9b, 9c kan ten minste één mondstuk 8a, 8b, 8c omvatten. Door een veelheid oliekanalen 9a, 9b, 9c kan een enkele olie-mmjector 6 worden gebruikt voor het koelen van een veelheid aan tussenelementen 5 of een veelheid aan onderdelen van een tussenelement 5 of een combinatie daarvan. In de afgebeelde uitvoeringsvorm van figuur 1 wordt de olie-injector 6 gebruikt voor het koelen en smeren van een radiaallager, cen aslager en een tandwiel. Figuur 2 toont een voorbeeld-uitvoeringsvorm van een compressorelement 1.
Vergelijkbare of identieke onderdelen zijn aangegeven met dezelfde referentienummers als in figuur 1, en de hiervoor gegeven omschrijving voor figuur 1 geldt ook voor de componenten van figuur 2.
Het compressorelement 1 afgebeeld in figuur 2 omvat ten minste een compressorsectie 14 en ten minste een aandrijfsectie compressorsectie 15. De ten minste één compressiekamer 14 en de ten minste één aandrijfsectie 15 zijn van elkaar gescheiden door een scheidingswand 23. De scheidingswand 23 kan worden gevormd door de behuizing 3 of ten minste een deel daarvan. De compressiekamer 14 omvat de compressorinlaat 12 en de compressoruitlaat 13 en het compressiedeel 2. Het compressiedeel 2 kan diverse compressiedelen 2a, 2b omvatten, bijvoorbeeld in het geïllustreerde geval van een rotatieschroefcompressorelement. Elk van de compressiedelen 2a, 2b is verbonden met de behuizing 3 via een respectieve rotatieas 4a, 4b.
De veelheid aan rotatieassen 4a, 4b die twee compressiedelen 24, 2b roteerbaar verbinden met de behuizing 3 worden getoond in het verlengde van de aandrijfsectie 15 naar de compressiekamer 14. De aandrijfsectie 15 omvat veelheid aan tussenelementen 5a-5f. De rotaticas 4a 1s gekoppeld aan een aandrijfmiddel 16 dat is ingericht buiten het compressorelement 1. Dientengevolge strekt de rotatieas 4a zich uit door de behuizing 3. Het aandrijfmiddel 16 is geconfigureerd voor het aandrijven van de rotatieas 4a en in het verlengde daarvan de compressieleden 2a, 2b. Daarom kan het compressorelement 1 worden voorzien van een tussenelement 5e dat is ingericht op de rotatieas 4a voor het overbrengen van de roterende bewegmng van genoemde rotatieas 4a, via tussen 5e naar de rotatieas 4b gebruikmakend van tussenelement 5f, bijvoorbeeld een tandwielkast. Een volgende aandrijfsectie (niet afgebeeld), gewoonlijk uitgevoerd met distributietandwielen of synchronisatietandwielen, kan worden gesitueerd aan de andere kant van de compressiekamer 14 tegenover de aandrijfsectie 15. De rotatieassen 4a, 4b kunnen zich uitstrekken in de verdere aandrijfsectie zodanig dat een uiteinde van de rotatieassen 4a, 4b kan worden voorzien met tussenelementen 5 tussen de rotatieassen 4a, 4b en de behuizing 3, bijvoorbeeld de tussenelementen 5 tussen de rotatieassen 4a, 4b kunnen een set distributietandwielen als uitvoeringsvorm hebben. Anders gezegd, de rotatieassen 4a, 4b zijn roteerbaar verbonden met de behuizing 3 aan ten minste beide uiteinden. In een voorbeelduitvoeringsvorm kan de verdere aandrijfsectie overeenkomen met een lagerhuis.
u BE2020/5308 Elk van de tussenelementen 5a-5d is direct of indirect voorzien tussen respectievelijk de rotatieassen 4a, 4b en de behuizing 3 ten behoeve van de rotatie van de rotatieassen 4a, 4b. In de voorbeelduitvoeringsvorm van figuur 2, is een veelheid aan olie-injectors 6a, 6b ingericht in het compressorelement 1. Elk van de olie-injectors 6a, 6b is geconfigureerd voor het koelen van ten mmste één tussenelement 5a-5d. De olie-injectors 6a, 6b kunnen zijn mgericht aan dezelfde kant van de aandrijfsectie 15 of, als afgebeeld in figuur 2, zijn ingericht aan weerszijden. Als optie kan een oliepakking 114, 11b zijn ingericht tussen het compressiedeel 2a, 2b en het tussenelement 5a, 5c op de rotatieas 4a, 4b. Zoals geïllustreerd in figuur 2 is de aandnjfsectie 15, die een veelheid aan tussenelementen 5a-f omvat, gescheiden van de compressiekamer 14. Oliepakkingen 11a, 11b kunnen ingericht zijn op elk van de respectieve rotatieassen 4a, 4b zodat olie die uit de veelheid aan olie-injectors wordt uitgeworpen 6a, 6b niet in de compressiekamer 14 kan komen. In het geval dat een volgende aandrijfsectie (niet afgebeeld) 1s ingericht aan de andere kant van de compressiekamer 14 tegenover de aandrijfsectie 15, kunnen daarnaast oliepakkingen worden voorzien zodat de olie die wordt geïnjecteerd met nog weer een andere olie-injector niet in de compressiekamer 14 kan komen.
Figuur 3A illustreert een schematische dwarsdoorsnede van een andere voorbeeld- uitvoeringsvorm van een olie-injector 6. De uitvoeringsvorm van figuur 3A toont hoe het oliekanaal 9 vertakt is in een eerste oliekanaal 9a en een tweede oliekanaal 9b. Elk van het eerste en tweede oliekanaal 9a, 9b omvat respectievelijk ten minste één mondstuk 8a, 8b. Als optie kunnen het eerste en tweede oliekanaal 9a, 9b een gemeenschappelijk oliekanaal 9 delen dat zich uitstrekt van de inlaatpoort 7.
Figuur 3A illustreert daarnaast dat een binnendiameter van het oliekanaal 9 hoofdzakelijk constant is voor elke sectie daarvan. Om een hoofdzakelijk primaire oliestroom mogelijk te maken van het oliekanaal 9, in het bijzonder een bocht daarvan, omvat het een krommingsstraal 20, weergegeven in figuur 3A, in de hartlijn CL van het oliekanaal 9 dat groter is dan 5 mm, bij voorkeur groter dan 10 mm, meer bij voorkeur groter dan 20 mm. Het zal duidelijk zijn dat een dergelijke krommingsstraal 20 van toepassing is op de gehele lengte van een oliekanaal. 9. Op deze manier worden geen scherpe, stompe of rechte hoeken gevormd door het oliekanaal 9. De vakman zal inzien dat het oliekanaal 9 een veelheid aan krommingsstralen 20 kan omvatten, bijvoorbeeld als het oliekanaal 9 een veelheid aan bochten omvat. In dit voorbeeldgeval kan elk van de veelheid aan bochten een kromtestraal 20 omvatten die onderling kan verschillen.
Op deze manier kan de richting waarin een oliekanaal 9 zich uitstrekt zodanig worden aangepast dat moeilijk bereikbare plaatsen nog kunnen worden gekoeld met behulp van bovengenoemde olie- injector 6 terwijl een hoofdzakelijk primaire oliestroom wordt gehandhaafd.
In figuren 3A wordt daarnaast geïllustreerd dat elk van de oliekanalen 9a, 9b en/of mondstukken 8a, 8b een andere vorm kunnen hebben afhankelijk van de injectielocatie, zie figuur 5 voor verdere bijzonderheden betreffende de mjectielocatie.
Bij voorkeur is de vorm van de oliekanalen 9a, 9b en/of oliemondstukken 8a, 8b zo dat de oliestroom een hoofdzakelijk primaire oliestroom is.
In het kader van de aanvraag wordt de primaire stroom gedefinieerd als een stroom evenwijdig aan de hoofdrichting van de vloeistofbeweging van de oliestroom, dus de hartlijn CL van het oliekanaal 9. Een primaire stroom kan dus worden geïnterpreteerd als een stroom die hoofdzakelijk unidirectioneel is.
Anders gezegd, de oliestroom 1s in lijn met de richting van het oliekanaal 9. De primaire stroom is bij voorkeur een stroom met een Deangetal kleiner dan 75, bij voorkeur kleiner dan 65, bij voorkeur kleiner dan 60. Het Deangetal wordt bepaald met de formule — { Da De = Re: Dir X } waarbij Re een Reynoldsgetal van de oliestroom weergeeft; waarbij D, een inwendige diameter van het oliekanaal 9 weergeeft, en waarbij r een krommingsstraal 20 van het oliekanaal 9 of deel ervan weergeeft.
Als alternatief kan het Deangetal ook worden bepaald met de formule: 22 m | 1 De — 1 — 2 5 HE # 3 Da {SF waarbij u staat voor een dynamische viscositeit van de olie; D, een inwendige diameter van het oliekanaal 9 weergeeft, en m de massastroom vertegenwoordigt.
Als volgend alternatief kan het Deangetal ook worden bepaald met de formule: 576 [a ; 7 î Dy 12° Ip‘ P ra ra #H JT JE waarbij p staat voor een dichtheid van de olie; u staat voor een dynamische viscositeit van de olie; en waarbij r staat voor een krommingsstraal 20 van het oliekanaal 9 of een deel ervan; P staat voor het pompvermogen van een pomp die de oliestroom levert; D, staat voor een inwendige diameter van het oliekanaal 9; en K staat voor een correctiecoëfficiënt. De vakman zal inzien dat verschillende oliekanalen 9 verschillende vormen, massadebieten en afmetingen kunnen hebben, onder handhaving van een primaire stroming op basis van bovenstaande formule of een combinatie daarvan: Jar x HH Der ET JTE Experimenten hebben aangetoond dat hetzelfde massadebiet kan worden gehandhaafd terwijl bijvoorbeeld het pompvermogen wordt verminderd. Op deze manier wordt het rendement van het compressorelement 1 verder verbeterd naast een verbetering van de koeling van de tussenelementen 5 door de primaire oliestroom.
Figuur 3B illustreert een perspectiefweergave van nog een andere voorbeelduitvoeringsvorm van een olie-injector 6. In de uitvoermgsvorm van figuur 3B omvat de olie-injector 6 drie oliekanalen 9a, 9b, 9c. Elk van de drie oliekanalen 9a, 9b, 9c omvat een proximaal einde ingericht op een enkele inlaatpoort 7 en strekt zich uit van het respectieve proximale einde tot een distaal einde. Bij het distale einde kan een mondstuk 8a-h worden ingericht. Elk van de oliekanalen 9a, 9b, 9c kan respectievelijk een veelheid aan mondstukken 8a- 8h omvatten. In een voorbeeldgeval is mondstuk 8a ingericht aan een distaal einde van het oliekanaal 9a. Als optie kan een mondstuk, bijvoorbeeld mondstuk 8b, worden ingericht op een tussensectie van het oliekanaal 9a. Als optie kan een veelheid aan mondstukken 8c-d en 8f-h worden ingericht op respectievelijk een distaal einde van de oliekanalen 9b, 9c. Als optie kan de veelheid aan mondstukken 8c-d zijn ingericht op een distaal einde van het oliekanaal 9b en een mondstuk 8e kan zijn ingericht in een tussensectie van het oliekanaal 9b. De vakman zal inzien dat een veelheid van mondstukken (niet afgebeeld) ook kan zijn mgericht in de tussensectie. Op deze manier kunnen zowel een eerste zijde en een tweede zijde van een tussenelement (niet afgebeeld) worden gekoeld. Dit wordt verder beschreven in de figuren 5 en 6. Een combinatie van beide uitvoeringsvormen wordt weergegeven in oliekanaal 9b waarbij het distale uitemde wordt gevormd door twee mondstukken 8c, 8d en de zijde van het oliekanaal 9b een mondstuk 8e omvat. Bovendien zal het ook duidelijk zijn dat er meer dan drie mondstukken kunnen zijn ingericht op een oliekanaal 9a, 9b, 9c, bijvoorbeeld vijf oliemondstukken kunnen zijn ingericht op een oliekanaal 9a, 9b, 9c.
Figuur 4 illustreert een perspectiefbeeld van een zijde van de behuizing 3 van het compressorelement 1. In de uitvoeringsvorm van figuur 4 strekken twee rotatieassen 4a, 4b zich uit door de zijde van bijvoorbeeld de compressiekamer 14 in een volgende aandrijfsectie, bv. een lagerhuis. Een tussenelement 5a, 5b is voorzien tussen de behuizing 3 en elk van de rotatieassen 4a, 4b. De tussenelementen 5a, 5b worden geïllustreerd als gewone lagers bestaande uit rol- elementen zoals kogels of cilinderrollers. De uitvoermgsvorm van figuur 4 illustreert in het bijzonder dat een enkele inlaatpoort 7 kan worden gebruikt om een veelheid aan tussenelementen 5a, 5b te koelen. In de voorbeelduitvoeringsvorm strekt een eerste oliekanaal 9a zich uit van de inlaatpoort 7 naar mondstukken 8a, 8b. De mondstukken 8a-b zijn gericht naar de rotatieas 4a. Het tweede oliekanaal 9b strekt zich uit van de inlaatpoort 7 naar het mondstuk 8c dat in het voorbeeldgeval is gericht naar de rotatieas 4b. Opgemerkt wordt dat het gebied waarin de rotatieas 4a, 4b uitsteekt in het algemeen gelimiteerd is als gevolg van ingebouwde beperkingen en optimalisatie van het gewicht van een compressorelement 1, zodat de ruimte voor het inrichten van een olie-injector 6 beperkt is. Zoals in figuur 4 wordt geïllustreerd, is de olie-injector 6 ingericht aan de zijde van de behuizing 3 op een afstand van het ten minste één tussenelement 5a, 5b. De oliemondstukken 8a-c zijn geconfigureerd voor het uitwerpen van olie in een richting van een tussenelement 5a, 5b. De uitgeworpen olie vormt, tenminste in eerste instantie bij het uitwerpen vanuit het mondstuk 8a-c, een hoofdzakelijk primaire stroom. Anders gezegd, in de voorbeelduitvoeringsvorm van figuur 4 worden drie oliestromen uitgeworpen in een richting van twee tussenelementen 5a-b.
Figuur 5 illustreert een schematische dwarsdoorsnede van een rotatieas 4 waarbij cen tussenelement 5 is voorzien tussen de rotatieas 4 en de behuizing 3. Figuur 5 illustreert met name dat een oliekanaal 9 ten minste een mondstuk 8 omvat dat is geconfigureerd voor het uitwerpen van olie over een bepaalde spanwijdte. Een oliestroom 21 die wordt uitgeworpen uit het mondstuk 8 is zo aangepast dat deze een injectielocatie 10 (weergegeven in figuur 4) raakt. De spanwijdte wordt gedefinieerd als de afstand tussen het mondstuk 8 en het tussenelement 5. De pijlen geven de oliestroom 21 weer die uit het mondstuk 8 wordt uitgeworpen. De oliestroom 21 is zo aangepast dat deze een injectielocatie 10 raakt op het tussenelement 5. Een gebied van de injectielocatie 10 is bij voorkeur kleiner dan 10 mm?, meer bij voorkeur kleiner dan 5 mm?. Anders gezegd, het heeft de voorkeur dat er een compacte oliestroom in stand wordt gehouden zonder dat er druppeltjes ontstaan. Bovendien wordt de voorkeur gegeven aan het behoud van de compacte oliestroom over hoofdzakelijk de gehele spanwijdte. De injectielocatie 10 kan bijvoorbeeld de sectie zijn van lager tussen twee loopringen van genoemd lager. Op deze manier kan de oliestroom 21 worden gebruikt voor het gelijktijdig koelen en smeren van het tussenelement 5. Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat als de oliestroom 21 eenmaal de injectielocatie 10 raakt, de oliestroom 21 zich kan verspreiden. Het heeft de voorkeur dat het ten minste één mondstuk 8 is ingericht hoofdzakelijk in dichte nabijheid van de injectielocatie 10. De hoofdzakelijk dichte nabijheid kan worden gedefinieerd als een gebied waarbij de spanwijdte korter is dan 20 mm, bij voorkeur korter dan 15 mm, meer bij voorkeur korter dan 10 mm. Op deze manier wordt verzekerd dat de uitgeworpen oliestroom 21 de beoogde injectielocatie 10 raakt. Dit verbetert het rendement van de koeling van tussenelement 5. Omdat het oliekanaal 9 zich uitstrekt van de inlaatpoort 7 naar het mondstuk 8, kan de lengte van het oliekanaal 9 aanzienlijk zijn. Bovendien kan het nodig zijn om een veelheid aan bochten op te nemen om contact te voorkomen met, bijvoorbeeld, tussenelementen 5. Dit verhoogt de kosten en complexiteit van het oliemondstuk 8. In een uitvoeringsvorm waarin een dergelijke complexiteit ongewenst of onmogelijk 1s, kunnen het oliekanaal 9 en mondstuk 8 worden aangepast zodat een oliestroom 21 wordt uitgeworpen over een langere spanwijdte van ten minste 20 mm, bij voorkeur ten minste 30 mm, meer bij voorkeur ten minste 40 mm. Op deze manier is oliemondstuk 8 compacter en minder complex. Dit verlaagt de fabricagekosten van de oliemondstuk 8.
Figuur 5 illustreert vervolgens dat een oliekanaal 9 kan bestaan uit een transportsectie 18 en een mondstuksectie 19. De transportsectie 18 wordt gedefinieerd als de sectie tussen het proximale einde en de mondstuksectie 19 van het oliekanaal 9. De transportsectie 18 kan zich in elke richting uitstrekken. Het zal duidelijk zijn dat het oliekanaal 9 over de gehele lengte van de transportsectie 18 gebogen kan zijn.
De mondstuksectie 19 wordt gedefinieerd als een distaal einde van een oliekanaal 9 dat het oliemondstuk 8 omvat. De mondstuksectie 19 heeft een lengte van ten minste 2 mm, meer bij voorkeur ten minste 5 mm, meest bij voorkeur 10 mm. Het heeft de voorkeur dat de mondstuksectie 19 hoofdzakelijk recht is, zodat de olie die uit het mondstuk 8 wordt uitgeworpen een hoofdzakelijk primaire stroom vormt.
Figuur 6 en 7 illustreren verdere uitvoeringsvormen van het compressorelement 1 die elkeen olie-injector 6 omvatten. Figuur 6 illustreert een tandwielkast van een compressiedeel 2 dat twee rotatieassen 4a, 4b omvat en twee tussenelementen 5a, 5b geïllustreerd als een aandrijvend en een aangedreven tandwiel. De tussenelementen 5a, 5b zijn gemonteerd op de rotatieassen 4a, 4b respectievelijk op hartafstand van elkaar en samenwerkend op een locatie met in elkaar grijpende tandwielen. De olie-mjector 6 is afgebeeld als ingericht aan de kant van de behuizing 3 en omvat een oliekanaal 9a dat zich uitstrekt in een richting weg van de behuizing 3 en over het aandrijftandwiel 5a.
Het oliemondstuk 8a is gericht naar de rotatieas 4 zodat een oliestroom die uit het mondstuk wordt uitgeworpen een injectielocatie 10 raakt die is gelegen op de rotatieas 4a.
De olie-injector 6 omvat daarnaast cen tweede oliekanaal 9b dat zich uitstrekt in een gebied tussen de behuizing 3 en het tussenelement 5a.
Op deze manier kan een enkele olie-injector 6 worden gebruikt voor het koelen van een eerste zijde van het aandrijftandwiel en een tweede zijde tegenover de eerste zijde.
Figuur 7 illustreert een volgende uitvoeringsvorm van een compressiedeel 2 dat een tandwielkast omvat waarbij een enkele inlaatpoort 7 wordt gebruikt voor het koelen van een veelheid aan tussenelementen 5a-f.
Figuur 7 illustreert met name de beperkte beschikbare ruimte.
Figuur 7 illustreert drie oliekanalen 9a, 9b, 9c.
Elk van de veelheid aan oliekanalen 9a, 9b, 9c omvat respectievelijk een veelheid aan oliemondstukken 8a-f.
Een eerste oliekanaal 9a omvat twee oliemondstukken 8a, 8b op het distale uiteinde die gericht zijn op tussenelementen 5h en 5g.
Als optie kan een derde mondstuk (niet afgebeeld) zijn ingericht op het eerste oliekanaal 9a en kan worden gericht op het snijpunt van het tussenelement 5b en de rotatieas 4b.
Op deze manier kan tussenelement 5b van koeling worden voorzien.
Figuur 7 illustreert daarnaast een tweede oliekanaal 9b dat zich uitstrekt over de samenwerkende tussenelementen 5b en 5a.
Een eerste oliemondstuk 8d kan zijn ingericht op een distaal einde van het oliekanaal 9b en kan worden gericht naar het tussenelement 5c voor koeling en smering daarvan.
Een tweede oliemondstuk 8c kan zijn ingericht aan een zijde van het tweede oliekanaal 9b en kan zijn gericht op een meengrijpende sectie van de twee tussenelementen 5b, 5a.
Als optie en/of aanvullend kan een derde oliemondstuk (niet afgebeeld) zijn ingericht op de distale uiteinde van het oliekanaal 9b en kan worden gericht op een tussenelement 5f (niet afgebeeld). Een derde oliekanaal 9c is vergelijkbaar met het eerste oliekanaal en verschilt in die zin dat het zich uitstrekt in tegengestelde richting van het eerste oliekanaal 9a zodat een tweede rotatieas 4a en de tussenelementen 5d en 5e ten behoeve van de rotatie daarvan, kunnen worden gekoeld en gesmeerd.
Op basis van de figuren en de omschrijving, zal de vakman de werking en de voordelen kunnen begrijpen van de uitvinding evenals de verschillende uitvoeringsvormen daarvan.
Opgemerkt wordt echter dat de beschrijving en de figuren uitsluitend zijn bedoeld voor een begrip van de uitvinding, en niet ter beperking van de uitvinding tot bepaalde uitvoeringsvormen of daarin gebruikte voorbeelden.
Daardoor wordt benadrukt dat de omvang van de uitvinding uitsluitend wordt gedefinieerd in de conclusies.

Claims (1)

  1. Conclusies
    1. Een compressorelement (1) omvattende ten minste één compressiedeel (2), een behuizing (3) en een rotatieas (4) die het ten minste één compressiedeel (2) roteerbaar verbindt met de behuizing (3), waarbij ten minste één tussenelement (5) is voorzien tussen de rotatieas (4) en de behuizing (3) ten behoeve van rotatie van de rotatieas (4), waarbij het compressorelement (1) daarnaast ten minste één olie-injector (6) omvat die zich uitstrekt van een inlaatpoort (7) naar ten minste één mondstuk (8a, 8b, 8c) via een oliekanaal (9), waarbij het oliekanaal (9) zo is gevormd dat een hoofdzakelijk primaire oliestroom door het kanaal (9) mogelijk is voor het koelen van het ten minste één tussenelement (5).
    2. Compressorelement volgens conclusie 1, waarbij de hoofdzakelijk primaire stroom hoofdzakelijk vrij is van secundaire stromen.
    3. Compressorelement volgens conclusie 1 of 2, waarbij de primaire stroom een stroom is met een Deangetal kleiner dan 75, bij voorkeur kleiner dan 65, bij voorkeur kleiner dan 60.
    4. Compressorelement volgens conclusie 3, waarbij het Deangetal wordt bepaald door de formule [Dn De = Ke * [Zep Zu waarbij Re een Reynoldsgetal van de oliestroom weergeeft; waarbij D, een inwendige diameter van het oliekanaal (9) weergeeft; en waarbij r een krommingsstraal (20) van het oliekanaal (9) of een deel ervan weergeeft.
    5. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-4, waarbij het ten minste één tussenelement (5) ten minste één van een rollager en een tandwiel omvat. ©. Compressorelement volgens conclusie 5, waarbij het ten minste één tussenelement (5) een rollager omvat.
    7. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-6, waarbij een oliekanaal (9) ten minste twee mondstukken (8a, 8b) omvat.
    8. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-7, waarbij het oliekanaal (9) vertakt (9a, 9b, 9c) is.
    9. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-8, waarbij een kromtestraal (20) van het oliekanaal (9), groter is dan 5 mm, bij voorkeur groter dan 10 mm, bij voorkeur groter dan 20 mm.
    10. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-9, waarbij de ten minste één olie-injector (6) is gericht naar de behuizing (3) op een afstand van het ten minste één tussenelement (5) en waarbij het ten minste één oliemondstuk (8a, 8b, 8c) is gericht naar het ten minste één tussenelement (5) en 1s geconfigureerd voor het uitwerpen van olie uit het ten minste één oliemondstuk (8a, 8b, 8c), waarbij de uitgeworpen olie zo is aangepast dat een injectielocatie (10) wordt geraakt, waarbij een gebied van de injectielocatie (10) kleiner is dan 10 mm2, bij voorkeur kleiner dan 5 mm?.
    11. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-10, waarbij een oliepakking (11) is ingericht tussen het compressiedeel (2) en het ten minste één tussenelement (5).
    12. Compressorelement volgens een van de voorgaande conclusies 1-11, waarbij de behuizing (3) een compressiekamer (14) en een aandrijfsectie (15) omvat, gescheiden door een scheidingswand (23); waarbij de compressiekamer (14) het ten minste één compressiedeel (2) omvat en de aandrijfsectie (15) het ten minste één tussenelement (5) omvat en waarbij de rotatieas (4) zich uitstrekt door de scheidingswand (23).
    13. Compressorelement volgens conclusies 11 en 12, waarbij de oliepakking (11) is ingericht in de scheidingswand (23).
    14. Werkwijze voor fabricage van een compressorelement (1) omvattende ten minste een compressiedeel (2), een behuizing (3) en een rotatieas (4) die het ten minste één compressiedeel (2) roteerbaar verbindt met de behuizing (3), waarbij de werkwijze het voorzien omvat van ten minste één tussenelement (5) tussen de rotatieas (4) en de behuizing (3) ten behoeve van rotatie van de rotatieas (4), waarbij de werkwijze daarnaast het voorzien omvat van het compressorelement (1) met ten minste één olie-injector (6) die zich uitstrekt van een inlaatpoort (7) naar ten minste één mondstuk (8a, 8b, 8c) via een oliekanaal (9), waarbij werkwijze daarnaast omvat: - het vormgeven van het oliekanaal (9) om een hoofdzakelijk primaire oliestroom door het kanaal (9) mogelijk te maken voor het koelen van het ten minste één tussenelement (5)
    15. Werkwijze volgens conclusie 14 waarbij het oliekanaal (9) zo is gevormd dat het een stroming mogelijk maakt die hoofdzakelijk vrij is van secundaire stromen en bij voorkeur een Deangetal heeft kleiner dan 75, meer bij voorkeur kleiner dan 65, meest bij voorkeur kleiner dan
    60.
BE20205308A 2020-05-07 2020-05-07 Compressorelement met verbeterede olie-injector BE1028274B1 (nl)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205308A BE1028274B1 (nl) 2020-05-07 2020-05-07 Compressorelement met verbeterede olie-injector
TW110116192A TWI778612B (zh) 2020-05-07 2021-05-05 具改良式油注射器的壓縮機元件及其製造方法
BR112022022497A BR112022022497A2 (pt) 2020-05-07 2021-05-06 Elemento compressor com injetor de óleo melhorado
KR1020227042712A KR20230006012A (ko) 2020-05-07 2021-05-06 개선된 오일 인젝터를 갖는 압축기 요소
EP21723917.7A EP4146941B1 (en) 2020-05-07 2021-05-06 Compressor element with improved oil injector
JP2022567516A JP2023525041A (ja) 2020-05-07 2021-05-06 改良されたオイルインジェクタを備える圧縮機要素
PCT/IB2021/053835 WO2021224842A1 (en) 2020-05-07 2021-05-06 Compressor element with improved oil injector
FIEP21723917.7T FI4146941T3 (fi) 2020-05-07 2021-05-06 Kompressorielementti parannetulla öljyinjektorilla
PL21723917.7T PL4146941T3 (pl) 2020-05-07 2021-05-06 Element sprężający z ulepszonym wtryskiwaczem oleju
US17/923,093 US11891996B2 (en) 2020-05-07 2021-05-06 Compressor element with improved oil injector
CN202110493069.2A CN113623208B (zh) 2020-05-07 2021-05-07 压缩机元件
CN202120963103.3U CN215762236U (zh) 2020-05-07 2021-05-07 压缩机元件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE20205308A BE1028274B1 (nl) 2020-05-07 2020-05-07 Compressorelement met verbeterede olie-injector

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1028274A1 true BE1028274A1 (nl) 2021-12-03
BE1028274B1 BE1028274B1 (nl) 2021-12-07

Family

ID=71465012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE20205308A BE1028274B1 (nl) 2020-05-07 2020-05-07 Compressorelement met verbeterede olie-injector

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11891996B2 (nl)
EP (1) EP4146941B1 (nl)
JP (1) JP2023525041A (nl)
KR (1) KR20230006012A (nl)
CN (2) CN215762236U (nl)
BE (1) BE1028274B1 (nl)
BR (1) BR112022022497A2 (nl)
FI (1) FI4146941T3 (nl)
PL (1) PL4146941T3 (nl)
TW (1) TWI778612B (nl)
WO (1) WO2021224842A1 (nl)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1028274B1 (nl) * 2020-05-07 2021-12-07 Atlas Copco Airpower Nv Compressorelement met verbeterede olie-injector

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4780061A (en) 1987-08-06 1988-10-25 American Standard Inc. Screw compressor with integral oil cooling

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE450150B (sv) * 1982-04-13 1987-06-09 Stal Refrigeration Ab Kompressor av hermetisk typ
JPH07103152A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Toshiba Corp スクロールコンプレッサ
US6619430B2 (en) * 2001-10-12 2003-09-16 Carrier Corporation Refrigerant gas buffered seal system
JP2007177695A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ターボ圧縮機
US8747088B2 (en) * 2007-11-27 2014-06-10 Emerson Climate Technologies, Inc. Open drive scroll compressor with lubrication system
CN102080667A (zh) * 2011-03-14 2011-06-01 江山市通联泵业成套有限公司 一种高效节能无密封自控自吸泵汽水分离器
US11015602B2 (en) * 2012-02-28 2021-05-25 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Screw compressor
BE1020311A3 (nl) * 2012-02-28 2013-07-02 Atlas Copco Airpower Nv Schroefcompressor.
JP5802172B2 (ja) 2012-06-06 2015-10-28 株式会社日立産機システム 無給油式空気圧縮機
CN204820192U (zh) * 2015-06-03 2015-12-02 联塑市政管道(河北)有限公司 一种注塑模具流道及模具
MX2018007060A (es) * 2015-12-11 2018-08-15 Atlas Copco Airpower Nv Metodo para controlar la inyeccion de liquido en un aparato compresor o en un aparato expansor, un aparato compresor o un aparato expansor inyectado con liquido, y un elemento compresor o de expansion inyectado con liquido.
DE102016011442A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-22 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH System für ein Nutzfahrzeug umfassend einen Schraubenkompressor sowie einen Elektromotor
CN206343598U (zh) * 2016-12-30 2017-07-21 宁波海天金属成型设备有限公司 压铸机及其头板冷却装置
US11085448B2 (en) 2017-04-21 2021-08-10 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit
US10851786B2 (en) * 2017-09-27 2020-12-01 Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. Rotary screw compressor with atomized oil injection
BE1026195B1 (nl) * 2018-04-11 2019-11-12 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Vloeistof geïnjecteerde compressorinrichting
BE1028274B1 (nl) * 2020-05-07 2021-12-07 Atlas Copco Airpower Nv Compressorelement met verbeterede olie-injector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4780061A (en) 1987-08-06 1988-10-25 American Standard Inc. Screw compressor with integral oil cooling

Also Published As

Publication number Publication date
EP4146941B1 (en) 2024-02-21
WO2021224842A1 (en) 2021-11-11
BR112022022497A2 (pt) 2022-12-13
CN215762236U (zh) 2022-02-08
KR20230006012A (ko) 2023-01-10
US11891996B2 (en) 2024-02-06
CN113623208A (zh) 2021-11-09
CN113623208B (zh) 2023-11-17
EP4146941A1 (en) 2023-03-15
PL4146941T3 (pl) 2024-06-17
FI4146941T3 (fi) 2024-05-24
JP2023525041A (ja) 2023-06-14
US20230175508A1 (en) 2023-06-08
TW202202733A (zh) 2022-01-16
TWI778612B (zh) 2022-09-21
BE1028274B1 (nl) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10962012B2 (en) Compressor with liquid injection cooling
AU2020100220B4 (en) Compressor
EP3135863B1 (en) Rotor for a compressor system having internal coolant manifold
US20120051958A1 (en) Compressor with liquid injection cooling
BE1028274B1 (nl) Compressorelement met verbeterede olie-injector
CN102037245A (zh) 用于将液体注入螺杆式压缩机以抑制噪声的方法和系统
US4968223A (en) Gas and oil cooling system for a hermetic compressor
JP5998140B2 (ja) 液体注入による冷却を行う圧縮機
RU2798894C1 (ru) Компрессорный элемент с улучшенным масляным инжектором
KR20050111630A (ko) 회전 피스톤 기계
US20190211819A1 (en) External gear pump for a waste heat recovery system

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20211207