CZ307713B6 - Kompresor - Google Patents

Kompresor Download PDF

Info

Publication number
CZ307713B6
CZ307713B6 CZ2017-602A CZ2017602A CZ307713B6 CZ 307713 B6 CZ307713 B6 CZ 307713B6 CZ 2017602 A CZ2017602 A CZ 2017602A CZ 307713 B6 CZ307713 B6 CZ 307713B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
blades
compressor
bases
impeller
compression
Prior art date
Application number
CZ2017-602A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2017602A3 (cs
Inventor
David KorÄŤak
Original Assignee
David KorÄŤak
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 David KorÄŤak filed Critical David KorÄŤak
Priority to CZ2017-602A priority Critical patent/CZ307713B6/cs
Priority to PCT/CZ2018/050051 priority patent/WO2019068273A2/en
Publication of CZ2017602A3 publication Critical patent/CZ2017602A3/cs
Publication of CZ307713B6 publication Critical patent/CZ307713B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • 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
    • 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
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/32—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/324—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member
    • F04C18/328—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member and hinged to the outer member
    • 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
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/32—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/332—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/336—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the inner member and hinged to the inner member
    • 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
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/38—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/02 and having a hinged member
    • F04C18/39—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/02 and having a hinged member with vanes hinged to the inner as well as to the outer member
    • 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
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • 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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • 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
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • F04C29/122—Arrangements for supercharging the working space
    • 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
    • F04C2240/10—Stators
    • 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
    • F04C2240/20—Rotors
    • 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
    • F04C2240/30—Casings or housings
    • 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
    • F04C2240/50—Bearings
    • 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
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/805—Fastening means, e.g. bolts
    • 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
    • F04C2250/00—Geometry
    • F04C2250/20—Geometry of the rotor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Kompresor pro transport plynů je tvořen lopatkovým kolem uloženým v krytu. Kryt je opatřen alespoň jedním vstupním kanálem a alespoň jedním výstupním kanálem (6). Podstavy (7) lopatkového kola nejsou souosé a zároveň jsou jejich osy rotace rovnoběžné. Lopatky (3) jsou uspořádány mezi podstavy (7) a jsou naklápěcí pro adaptaci na nesouosost podstav (7) lopatkového kola. Dále je kompresor (1) opatřen alespoň dvěma kompresními bariérami (8, 9), protilehle uspořádanými proti vnějšímu a vnitřnímu kraji lopatek (3) pro vytvoření kompresní oblasti mezi alespoň dvěma po sobě jdoucími lopatkami (3), a současně je vstup výstupního kanálu (6) opatřen přepážkou (10), která s vnitřní kompresní bariérou (9) vymezuje otvor pro výstup lopatky (3) z kompresní oblasti.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká kompresoru pro stlačování a dopravu plynů.
Dosavadní stav techniky
V současné době jsou známa Rootsova dmychadla a dmychadla s bočním kanálem pro stlačování a dopravu plynů. Rootsova dmychadla pracují na principu rotujících pístů majících cykloidní tvar, které odčerpávají plyn ze vstupu dmychadla a vyfukují ho na výstupu dmychadla. Cykloidní tvar pístů zajišťuje, že se písty v jakékoliv fázi otočky vzájemně doplňují. Nevýhody Rootsova dmychadla spočívají v nespojitosti výstupního tlaku, kdy plyn na výstupu pulzuje, dále citlivost na teplotu hnaného plynu, kdy vyšší teplota hnaného plynu může vést k rozpínání materiálu pístů a ke vzniku tření, a v neposlední řadě absence možnosti reverzního chodu dmychadla jako plynové turbíny.
Co se týče konstrukčního řešení dmychadel s bočním kanálem, tak to zahrnuje kryt, uvnitř kterého je uloženo duté lopatkové kolo. Z boku lopatkového kola ve směru jeho osy otáčení je uspořádán boční kanál pro transport plynu jádrem lopatkového kola, zatímco kryt je opatřen tangenciálním kanálem pro průtok transportovaného plynu z dmychadla. Plyn je hnán turbulentním prouděním působeným lopatkami lopatkového kola. Dmychadlo s bočním kanálem je vhodné pro transport horkých plynů a plynů s mírným obsahem nečistot, např. při odvětrávání při těžební činnosti. Nevýhody dmychadel s bočním kanálem spočívají vtom, že nedochází ke stlačení plynu, a proto je požadovaného výstupního tlaku dosaženo až při vysokých otáčkách lopatkového kola. To vede k hlučnosti, k vyšší spotřebě energie, k rychlejšímu opotřebování pohyblivých částí dmychadla. Další nevýhodou dmychadel s bočním kanálem je neefektivní reverzní chod.
Nevýhody společné pro známá dmychadla spočívají v tom, že dmychadla mají nízký pracovní tlak cca do 0,3 MPa a nemají možný, či mají velmi omezený reverzní chod.
Dalším známým stavem techniky pro stlačování a transport plynů jsou kompresory. Kompresory dosahují vyššího tlaku stlačovaného a transportovaného plynu než dmychadla. Kompresory lze rozdělit dle principu jejich chodu na objemové a rychlostní. Objemové kompresory zvyšují tlak vplynu pomocí zmenšujícího se objemu, zatímco rychlostní kompresory rozproudí plyn a následně přemění kinetickou energii plynu ve vyšší tlak v plynu. Mezi známá řešení kompresorů patří lopatkové kompresory, jejichž výhodou je to, že umožňují reverzní chod, při kterém se mohou stát např. plynovou turbínou. Lopatkové kompresory mají lopatkové kolo uzavřené v krytu se vstupním a výstupním kanálem, které je napojeno na hřídel připojenou ke zdroji mechanické energie. Nevýhoda známých lopatkových kompresorů spočívá v nutnosti roztočení lopatek do vysokých rychlostí.
Z dokumentu WO 0075517 je známé rotační čerpadlo pro čerpání stlačitelné tekutiny. Čerpadlo obsahuje vstup i výstup tekutiny, stator s otočnou vnitřní vložkou a rotor, který je uložen na pohonné jednotce excentricky, ale souose k ose pevného statoru a jeho vložky. Mezi vložkou statoru a rotorem jsou umístěny lopatky. Rotor roztáčí lopatky, které následně roztočí vnitřní vložku statoru. Mezi hlavním tělesem statoru a jeho vložkou mohou být upevněna ložiska. Vnitřní vložka statoru, lopatky a vnější povrch rotoru vymezují komoru, kde dochází ke kompresi tekutiny. Během otáčení rotoru se komora přemístí od vstupu tekutiny k jejímu výstupu. Objem komory se díky excentricitě tvaru rotoru snižuje tak, že se postupně přibližuje k vnitřní vložce statoru. Lopatky jsou upevněny ve výhodném provedení kluzně v otočných zdířkách v hlavním
- 1 CZ 307713 B6 tělese rotoru a kyvně ve zdířkách ve vnitřní vložce statoru. Je možné i kluzné upevnění lopatek v obou zdířkách.
Hlavní nevýhody tohoto řešení spočívají v tom, že lopatky jsou uloženy na jednom konci kluzně a na druhém kyvně nebo také kluzně. Nejenže se v tomto řešení musí mazací soustava vypořádat s kluzným uložením lopatek a jejich utěsněním před možným únikem maziva, ale navíc je nutné instalovat a mazat druhé kloubové pouzdro pro kyvné uchycení lopatky ve statoru. Pro uložení není použito klasického čepu s ložiskem, které představují nejjednodušší kombinaci pro systém mazání a těsnění. Rotor je navíc v neustálém spojení s vložkou statoru právě přes lopatky, které musí přenášet další sílu nutnou k jeho roztočení, a tak je nutné řešit i další technické spojitosti, např., jak přivádět a odvádět tekutinu z jednotlivých tlakových komor, což představuje opět složitější konstrukční řešení.
Z dokumentu WO 2013/068531 je znám ovladatelný lopatkový kompresor s jednodílným krytem. Tento kryt má dvě čelní stěny, kterými jsou vymezeny uzavřené komory. Uvnitř těchto komor je rotor, jehož otočná část je rovnoměrně rozdělena kloubními otvory pro umístění lopatek s kloubovými čepy. Vnější hrana lopatek přiléhá na vnitřní stěnu krytu. Vnitřní stěna krytu (statoru) je umístěna v jedné ose vůči ose rotoru, ale vnitřní stěna statoru má tvar oválný, který tak zabezpečuje stlačení tekutiny. Těsnění jednotlivých částí mezi jednotlivými lopatkami je docíleno přítlakem vždy jednoho volného konce lopatky pružinou na vnitřní stěnu statoru.
Nevýhodou tohoto řešení je především složitost členění rotoru s množstvím dosedacích ploch pro dosednutí lopatek. Dále nutnost otvorů pro umístění tlačných pružin, zabezpečení jejich mazání a zajištění jejich odolnosti před korozí. Složitější je i výroba a obrobení tvaru oválné kompresní komory. Toto vše zvyšuje složitost výroby a cenu výsledného produktu, jakož i jeho životnost a představuje hlavní nevýhodu jeho konstrukce. Přestože tření lopatek o vnitřní část statoru je řešeno dvojicí kluzných ložisek na konci lopatky, je tato konstrukce lopatky opět zbytečně složitá.
Úkolem vynálezu je vytvoření kompresoru, který by dosahoval maximálního výstupního tlaku již při nižších otáčkách lopatkového kola, přičemž by dokázal pracovat i v reverzním chodu jako plynová turbína, byl konstrukčně jednoduchý s minimalizací tření lopatek a eliminací nežádoucích vnitřních tlaků.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol je vyřešen pomocí kompresoru vytvořeného podle následujícího vynálezu.
Kompresor pro transport plynů je sestaven z lopatkového kola osazeného lopatkami pro hnaní plynu při otáčení lopatkového kola a z krytu pro vymezení pracovního objemu a pro zabezpečení pohyblivých částí kompresoru. Kryt kompresoru je opatřen alespoň jedním vstupním kanálem plynu a alespoň jedním výstupním kanálem plynu.
Podstata vynálezu spočívá vtom, že lopatkové kolo kompresoru je tvořeno dvěma kruhovými podstavami stejného průměru, jejichž osy rotace jsou rovnoběžné. Při otáčení lopatkového kola se obě podstavy otáčejí synchronně každá okolo vlastní osy rotace. Poloha os rotace se při otáčení lopatkového kola nijak nemění. Podstavy jsou podél obvodu na přivrácených stranách opatřeny střídavě uspořádanými kolmými čepy pro nasazení lopatek. Tyto čepy jsou ale kratší, než je rozteč podstav a každá lopatka je pro nasazení na čep na obou svých koncích opatřena otvory. Tím, že jsou čepy kratší, než je rozteč mezi podstavami, je zabráněno poškození jedné podstavy čepem druhé podstavy. Použití čepů je konstrukčně jednoduché a v dané aplikaci velice efektivní. Lopatky se díky valivému uložení čepů v ložisku můžou otáčet na obou koncích, a tím je zároveň zajištěna potřebná změna polohy lopatek v rámci celého kompresního cyklu. Vnitřní kompresní bariéra a přepážka vymezují otvor pro výstup lopatek z kompresní oblasti.
-2CZ 307713 B6
Synchronní pohyb nesouosých podstav a pohyblivé upevnění lopatek umožňují, aby lopatky v průběhu opisu kružnice setrvávali ve stále stejné pozici, přičemž při jejich vstupu mezi kompresní bariéry dojde k uzavření plynu mezi po sobě jdoucími lopatkami. Postupným otáčením lopatkového kola dochází ke zmenšování objemu mezi lopatkami, čímž roste v transportovaném plynu tlak. Při dosažení vstupu výstupního kanálu plyn opouští kompresor a lopatka prochází otvorem mezi přepážkou a vnitřní kompresní bariérou. Počet lopatek v kompresoru je zvolen tak, aby lopatky na sebe plynule navazovaly při průchodu otvorem a nedocházelo k úniku stlačeného plynu skrz otvor.
Ve výhodném provedení kompresoru podle vynálezu jsou čepy uchyceny do ložisek, která jsou integrována v podstavách lopatkového kola, nebo jsou kněmu uchycena. Z hlediska výroby se snáze zabudují ložiska do podstav, nebo se k nim připevní než do otvorů pro zasunutí čepů vytvořených v okrajích lopatek.
V jiném výhodném provedení kompresoru podle vynálezu jsou čepy nepohyblivě upevněny k podstavám lopatkového kola a v lopatkách jsou integrována ložiska pro otočné nasazení lopatek na čepy, nebo jsou ložiska k lopatkám upevněny. Výhoda tohoto řešení spočívá v tom, že lze čepy jednoduše navařit na podstavy, čímž se zjednodušuje výroba.
V dalším výhodném provedení kompresoru podle vynálezu je vnitřní kompresní bariéra opatřena alespoň jedním kompenzačním kanálkem. Kompenzační kanálek umožňuje stlačovanému plynu unikat do okolního prostředí z nepracovního prostoru vymezeného vnitřní kompresní bariérou a lopatkou. Tím jsou snižovány energetické ztráty provozu kompresoru.
Hlavní výhodou vynálezu je jeho konstrukční jednoduchost využívající synchronní pohyb souose uložených podstav tvořících s lopatkami výsledné lopatkové kolo. Díky tomuto řešení dochází k minimalizaci použitých komponent, čerpadlo je konstrukčně snáze vyrobitelné, třecí plochy jsou jednodušeji mazány a utěsněny pro případ úniku maziva. Lopatky se otáčí vlastním pohybem rotoru a nepotřebují naklápěcí mechanismy nebo mechanismy přítlačné pro zabezpečení těsnosti systému. Navíc je i možné úplně eliminovat tření lopatek o stator za cenu minimálních ztrát tlaku.
Mezi výhody vynálezu patří i schopnost vytvoření požadovaného pracovního tlaku i při nižších otáčkách lopatkového kola, dále je výhodné, že může kompresor pracovat v reverzním režimu jako plynová turbína. Vynález umožňuje jeho nasazení namísto parních turbín, ve kterých dochází k turbulencím, a tím pádem k nežádoucímu ohřevu, navíc v reverzním režimu nepotřebuje vynález vysokou rychlost průchozí páry, jejíž energie je při průchodu do kondenzátoru nevyužita. Je také výhodné to, že lze vynález využít k nahrazení turbodmychadel ve spalovacích motorech, nebo pokud by se dva vynálezy zapojily do systému tak, že by jeden z nich plyn tlačil a druhý by dekompresoval, tak by se dal ve vzniklém prostoru spalovat libovolný plyn, čímž by nahradil spalovací turbínu, která nebude mít ztráty v turbulencích při průchodu plynu lopatkami. Navíc lze s výhodou použít vynález v systémech k získávání energie z nízkých rozdílů teplot v prostředí, jako je např. reverzní tepelné čerpadlo.
Objasnění výkresů
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:
obr. 1 znázorňuje lopatkový kompresor dle dosavadního stavu techniky, obr. 2 znázorňuje pohled shora na lopatkové kolo kompresoru dle vynálezu, obr. 3 znázorňuje axonometrický pohled na lopatkové kolo kompresoru dle vynálezu,
-3CZ 307713 B6 obr. 4 znázorňuje principiální vyobrazení chodu lopatek kompresoru dle vynálezu v kompresní oblasti, obr. 5 znázorňuje řez A-A kompresorem z obr. 4, obr. 6 znázorňuje řez procházející polovinou kompresoru s viditelným řazením lopatek, obr. 7 znázorňuje částečně odkrytý kompresor v axonometrickém pohledu, obr. 8 znázorňuje lopatku na začátku průchodu otvorem mezi vnitřní kompresní bariérou a přepážkou, obr. 9 znázorňuje uzavření kompresní oblasti lopatkou vstupující mezi vnější a vnitřní kompresní bariéry, obr. 10 znázorňuje lopatku v polovině průchodu otvorem mezi vnitřní kompresní bariérou a přepážkou, obr. 11 znázorňuje detail návaznosti lopatek jdoucích za sebou otvorem mezi vnitřní kompresní bariérou a přepážkou, obr. 12 znázorňuje mezní polohu, ve které střídá jedna lopatka druhou v otvoru mezi vnitřní kompresní bariérou a přepážkou.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Na obr. 1 je vyobrazen kompresor 1 se vstupním kanálem 5 a s výstupním kanálem 6 podle stávajícího stavu techniky. Kompresor 1_ je dále tvořen krytem 4 a lopatkovým kolem 2 ukrytým uvnitř krytu 4. Při roztočení lopatkového kola 2 dojde k turbulentnímu proudění plynu na lopatkách 3 a plyn je nasáván vstupním kanálem 5 lopatkami lopatkového kola 2 a následně je plyn vyháněn z kompresoru 1 výstupním kanálem 6.
Na obr. 2 je vyobrazeno lopatkové kolo 2 kompresoru 1 vytvořené podle vynálezu. Lopatkové kolo 2 nemá osy o rotace svých podstav 7 souosé a současně osy rotace o podstav 7 lopatkového kola 2 zůstávají rovnoběžné. Vzájemná vzdálenost os o rotace má velikost poloměru podstav 7 lopatkového kola 2, nebo je vzdálenost menší.
Pro přehlednost je na obr. 2 vyobrazena jediná lopatka 3, ale ve skutečnosti má lopatkové kolo 2 lopatky 3 rovnoměrně rozmístěné okolo celého obvodu, jak je vyobrazeno na obr. 6, tak, aby lopatky 3 při otáčení lopatkového kola 2 na sebe v otvoru mezi přepážkou 10 a vnitřní kompresní bariérou 9 navazovaly, viz obr. 11a obr. 12. Lopatky 3 se otáčejí okolo os u upevnění.
Podél obvodu podstav 7 lopatkového kola 2 jsou vytvořeny čepy 11, ležící na osách u upevnění, které jsou kolmé vůči podstavám 7 lopatkového kola 2. Čepy 11 jedné podstavy 7 se nedotýkají protilehlé podstavy 7. Na čepech 11 je nasazena lopatka 3. Čep 11 je v otvoru lopatky 3 zasunut s možností pohybu pro naklápění lopatky 3 při otáčení lopatkového kola 2.
-4CZ 307713 B6
Čep 11 může být na podstavu 7 navařen, stím, že jsou ložiska 12 pro naklápění lopatky 3 uloženy v otvoru lopatky 3, nebo může být podstava 7 opatřena integrovanými ložisky 12 nebo navařenými ložisky 12 z vnější strany podstavy 7 a čepy 11 jsou s lopatkami 3 pevně spojeny. Rovněž je možné zajistit mazání ložisek 12 integrovaných v podstavách 7 pomocí olejových kanálů.
Na obr. 3 je vyobrazeno lopatkové kolo 2 v axonometrickém částečně průhledném vyobrazení. Na obr. 3 je vyobrazena pro přehlednost jediná lopatka 3 stejně, jako u obr. 2. Tvar lopatky 3 je volen tak, aby lopatka 3 bezproblémově procházela výstupním otvorem z kompresní oblasti, a zároveň se minimalizovala netěsnost. Lopatky 3 mohou mít půl kuloplošný tvar.
Na obr. 4 je principiálně vyobrazeno chování lopatek 3 v kompresní oblasti kompresoru 1. S otáčením lopatkového kola 2 se jednotlivé lopatky 3 nastavují tak, že se zmenšuje objem transportovaného plynu mezi po sobě jdoucími lopatkami 3, až do momentu uvolnění transportovaného plynu do výstupního kanálu 6. Objem Si, uzavřený mezi lopatkami 3, je menší než objem S2, uzavřený mezi předcházejícími lopatkami 3, čímž se zvedne tlak v transportovaném plynu, i při pomalejším otáčení lopatkového kola 2 kompresoru 1_ vytvořeného podle vynálezu. Při vytlačení plynu do výstupního kanálu 6 se lopatka 3 natočí tak, že podélně projde otvorem vytvořeným mezi přepážkou 10 a vnitřní kompresní bariérou 9.
Kompresní poměr kompresoru 1 se nastavuje změnou velikosti nasávacího otvoru a výstupního otvoru reprezentovanými na obr. 4 výsečemi a a β. Z toho důvodu je vnější kompresní bariéra 8 délkově nastavitelná.
Na obr. 8 až obr. 9 je naznačeno chování lopatek 3 při otáčení lopatkového kola 2. Na obr. 11a 12 je vyobrazen detail s otvorem mezi přepážkou 10 a vnitřní kompresní bariérou 9. Je znázorněno, že vnitřní kompresní bariéra 9 je opatřena kompenzačním kanálkem 13, kterým uniká stlačený plyn ze ztrátového objemu vymezeného po sobě jdoucími lopatkami 3 a vnitřní kompresní bariérou 9.
Průmyslová využitelnost
Kompresor podle vynálezu nalezne široké uplatnění v průmyslovém odvětví lidské činnosti, jako třeba např. ve vzduchotechnice, jako jsou vysavače, ventilace, dále vynález může nahradit např. parní turbíny, nebo např. turbodmychadla spalovacích motorů.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Kompresor (1) pro transport plynů sestávající z lopatkového kola (2) osazeného lopatkami (3) pro hnaní plynu při otáčení lopatkového kola (2) a z krytu (4) pro vymezení pracovního objemu a pro zabezpečení pohyblivých částí kompresoru (1), který je opatřen alespoň jedním vstupním kanálem (5) plynu do kompresoru (1) a alespoň jedním výstupním kanálem (6) plynu z kompresoru (1), dále je opatřen alespoň dvěma kompresními bariérami (8, 9) a přepážkou (10) pro vytvoření kompresní oblasti, kde vnější kompresní bariéra (8) je uspořádána před výstupním kanálem (6) ve směru otáčení lopatkového kola (2) okolo alespoň části trajektorie vnějších okrajů lopatek (3), vnitřní kompresní bariéra (9) je uspořádána před výstupním kanálem (6) ve směru otáčení lopatkového kola (2) okolo alespoň části trajektorie vnitřních okrajů lopatek (3) a
-5CZ 307713 B6 přepážka (10) je uspořádána ve vstupu výstupního kanálu (6), vyznačující se tím, že lopatkové kolo (2) je tvořeno dvěma kruhovými podstavami (7) stejného průměru, jejichž osy (o) rotace jsou rovnoběžné, kde podstavy (7) jsou podél obvodu na přivrácených stranách opatřeny střídavě uspořádanými kolmými čepy (11) pro nasazení lopatek (3), čepy (11) jsou kratší, než je rozteč podstav (7) a každá lopatka (3) je na obou svých koncích opatřena otvory pro nasazení na čep (11) a pro otáčení lopatky (3) na obou koncích na čepech (11) při rotaci lopatkového kola (2), přičemž vnitřní kompresní bariéra (9) a přepážka (10) vymezují otvor pro výstup lopatek (3) z kompresní oblasti.
2. Kompresor podle nároku 1, vyznačující se tím, že čepy (11) jsou uchyceny do ložisek (12), která jsou integrována v podstavách (7) lopatkového kola (2), nebojsou k podstavám (7) upevněna.
3. Kompresor podle nároku 1, vyznačující se tím, že čepy (11) jsou nepohyblivě upevněny k podstavám (7) lopatkového kola (2), a že v lopatkách (3) jsou integrována ložiska (12) pro otočné nasazení lopatek (3) na čepy (11), nebo jsou ložiska (12) k lopatkám (3) upevněna.
4. Kompresor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že je vnitřní kompresní bariéra (9) opatřena alespoň jedním kompenzačním kanálkem (13) pro snižování tlaku.
CZ2017-602A 2017-10-03 2017-10-03 Kompresor CZ307713B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-602A CZ307713B6 (cs) 2017-10-03 2017-10-03 Kompresor
PCT/CZ2018/050051 WO2019068273A2 (en) 2017-10-03 2018-10-02 COMPRESSOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2017-602A CZ307713B6 (cs) 2017-10-03 2017-10-03 Kompresor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2017602A3 CZ2017602A3 (cs) 2019-03-06
CZ307713B6 true CZ307713B6 (cs) 2019-03-06

Family

ID=65518822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2017-602A CZ307713B6 (cs) 2017-10-03 2017-10-03 Kompresor

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ307713B6 (cs)
WO (1) WO2019068273A2 (cs)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445344A (en) * 1982-09-07 1984-05-01 General Electric Company Reversible refrigeration system rotary compressor
WO2000075517A1 (en) * 1999-06-09 2000-12-14 Imperial College Of Science, Technology And Medicine A rotary pump
DE10222981A1 (de) * 2002-05-23 2003-12-18 Hans-Willi Stollenwerk Rotationskompressor
WO2013068531A2 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Dieter Brox Regelbarer flügelkompressor
DE102012001075A1 (de) * 2012-01-20 2013-07-25 Dieter Brox Ringkolbenkompressor
CZ2014196A3 (cs) * 2013-04-17 2015-08-19 Mitsubishi Electric Corporation Chladicí kompresor
EP3070333A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-21 Albert's Generator Services Inc. Compressor with rotating cam and sliding end vanes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20775C (de) * A. FlGGE in London Neuerung an Wasserrädern ] oder Schaufelrädern
DE8813148U1 (cs) * 1988-10-19 1988-12-01 Legleitner, Ralf, 6780 Pirmasens, De
US5375987A (en) * 1993-05-13 1994-12-27 Brent; Charles R. Rotary vane mechanical power system utilizing positive displacement
BE1010163A6 (fr) * 1996-05-09 1998-02-03 Lenfant Theodor Perfectionnement d'une turbine.

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445344A (en) * 1982-09-07 1984-05-01 General Electric Company Reversible refrigeration system rotary compressor
WO2000075517A1 (en) * 1999-06-09 2000-12-14 Imperial College Of Science, Technology And Medicine A rotary pump
DE10222981A1 (de) * 2002-05-23 2003-12-18 Hans-Willi Stollenwerk Rotationskompressor
WO2013068531A2 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Dieter Brox Regelbarer flügelkompressor
DE102012001075A1 (de) * 2012-01-20 2013-07-25 Dieter Brox Ringkolbenkompressor
CZ2014196A3 (cs) * 2013-04-17 2015-08-19 Mitsubishi Electric Corporation Chladicí kompresor
EP3070333A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-21 Albert's Generator Services Inc. Compressor with rotating cam and sliding end vanes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(Analytical methods and verification for determining slip factor at impeller outlet of centrifugal pumps as turbines; Shi Guangtai, Yang Junhu, Miao Senchun; Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (20150601) Vol. 31, No. 11, pp. 66-73, ISSN: 1002-6819) 14.07.2015 *
(Reverzační turbokompresor; Martin Lapáček; https://core.ac.uk/download/pdf/30309473.pdf) 2015 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019068273A3 (en) 2019-06-06
WO2019068273A2 (en) 2019-04-11
CZ2017602A3 (cs) 2019-03-06
WO2019068273A4 (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101063131B1 (ko) 터빈 및 이것을 구비한 터보 과급기
US11306734B2 (en) Centrifugal compressor
US1949723A (en) Air compressor and supercharger
US20170342997A1 (en) Compressor and turbocharger
US20120070326A1 (en) Compression method and means
CZ307713B6 (cs) Kompresor
US3639075A (en) Turbomachinery vane adjustment mechanism
EP2495396A1 (en) Pivothing hinged arc vane rotary compressor or expander
KR20110129037A (ko) 펌프(혹은 압축기, 송풍기) 및 터빈의 구조
RU2707790C1 (ru) Нагнетатель
RU220514U1 (ru) Секторный нагнетатель
JP7155429B2 (ja) 可変ノズル装置および可変容量型排気ターボ過給機
JPH11294185A (ja) 多段圧縮機構造
WO2022134340A1 (zh) 一种旋摆驱动刮片式压缩机及其使用方法
RU2787620C1 (ru) Шиберный нагнетатель
RU2817209C1 (ru) Нагнетатель
RU2205987C1 (ru) Реверсивный диаметральный вентилятор
RU2585336C1 (ru) Двухсекционный центробежный компрессор
KR100868267B1 (ko) 터보 블로어
US20240084714A1 (en) Centrifugal compressor and turbocharger
US11859495B2 (en) Rotary piston and cylinder device with single stator side
RU2270933C1 (ru) Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа
RU2407918C2 (ru) Нагнетатель роторно-лопастной
WO2013184042A2 (ru) Многоступенчатая турбомашина (варианты)
WO2023028611A1 (en) Rotary pump or motor with improved intake, exhaust, vane and bearingless sleeve features