JP2022095595A - ガスを圧縮又は膨張させるための要素及びこのような要素を制御するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
-要素の構成要素に関する機械加工公差、
-要素の作動中の要素の構成要素の熱膨張、
-要素の作動中のロータの振動挙動、
-過度の軸受圧縮及びロータ曲げが組み合わさった、1又は2以上のロータ上の圧縮力の結果としての要素の作動中の要素の構成要素の機械的負荷、
-要素の構成要素の表面の経時的な損耗又は汚れ堆積、
に起因して、常に所望の最小値に低減させるか又は低減したままにすることができない。
-ボアを備えたハウジングと、
-圧縮機要素の作動中にボアに所定のロータ間隙を導入するように構成されたヘリカルロータと、
-ヘリカルロータが取り付けられる調節可能な軸受、例えば磁気軸受と、
-調節可能な軸受が、ロータ間隙を減少させ又は増大させるようにロータを移動させる方法で、圧縮機要素の作動中に調節可能な軸受を制御するように構成されたコントローラと、
を備える。
-内部チャンバを収容する剛性ハウジングと、
-内部チャンバ内に位置し、ロータシャフトを有するロータと、
-ロータのロータシャフトが軸受支持される1又は2以上の軸受であって、ロータシャフトを有するロータがこれらの軸受によりハウジングに対して回転可能に取り付けられる又は2以上の軸受と、
を備えるガスを圧縮又は膨張させるための要素に関し、
ロータは、内部チャンバの壁に対して1又は2以上の間隙を有して取り付けられ、
要素は、
-ハウジングに対して固定された又は実質的に固定された位置を有する固定部分と、
-間隙のうちの少なくとも1つに作用するように構成されている、ハウジングに対して位置調節可能な部分と、
を含む、別個の柔軟構成要素を備え、
別個の柔軟構成要素は、ロータに直接取り付けられていない。
-内部チャンバを収容する剛性ハウジングと、
-内部チャンバ内に位置し、ロータシャフトを有するロータと、
-ロータのロータシャフトが軸受支持される1又は2以上の軸受であって、ロータシャフトを有するロータがこれらの軸受によりハウジングに対して回転可能に取り付けられる又は2以上の軸受と、
を備え、
方法は、
ハウジングに対して要素の別個の柔軟構成要素の位置調節可能な部分を位置調節することによって、間隙のうちの少なくとも1つに作用するステップを含み、
別個の柔軟構成要素の固定部は、ハウジングに対して固定された又は実質的に固定された位置に保持され、
別個の柔軟構成要素は、ロータに直接取り付けられない、
-ロータシャフト4a、4bに関して半径方向の機械的負荷を吸収することができる半径方向軸受8、及び/又は
-ロータシャフト4a、4bに関して軸方向の機械的負荷を吸収することができる軸方向軸受9、
として実装することができる。
-減少又は増大される、及び/又は
-密封又は開放される、
のいずれかであることを意味する。
-第1のキャビティ14の第1の部分14aの容量が増大し、
-第1のキャビティ14の少なくとも1つの第2の部分14bの中の第1の圧力が、第1のキャビティ14の少なくとも1つの第2の部分14bの容量が減少するように減少する、
ように構成され、このような方法で制御され、その結果、半径方向軸受8は、ロータ3a、3bと共に、第1のキャビティ14の少なくとも1つの第2の部分14bに向かってロータシャフト4a、4bに関連して半径方向に、ハウジング2に対してシフトされる。
-ロータシャフト4a、4bに直交する平面に位置し、
-そのうち、第1の終点はロータシャフト4a、4bに位置し、
-そのうち、第2の終点は半径方向に適応可能なリング体21の点であり、
-そのうち、第1の終点と第2の終点との間の各点は、半径方向に適応可能なリング体21の点ではない、
ことを意味する。
-要素1の性能測定、
-振動測定、及び/又は
-間隙の直接測定、
に基づいて行うことができる。
2 ハウジング
3a、3b ロータ
4a、4b ロータシャフト
6 入口ポート
7、8、9 軸受
11 半径方向ロータポジショナ
18 軸方向ロータポジショナ
21 半径方向に適応可能なリング体
26 ボア
27 軸方向に適応可能な本体
31 半径方向に適応可能な本体
32 回転面
Claims (29)
- 内部チャンバを収容する剛性ハウジング(2)と、
前記内部チャンバ内に位置し、ロータシャフト(4a、4b)を有するロータ(3a、3b)と、
前記ロータ(3a、3b)の前記ロータシャフト(4a、4b)が軸受支持される1又は2以上の軸受(7)であって、前記ロータシャフト(4a、4b)を有する前記ロータ(3a、3b)が、前記軸受(7)によって前記ハウジング(2)に対して回転可能に取り付けられる、1又は2以上の軸受(7)と、
を備え、
前記ロータ(3a、3b)が、前記内部チャンバの壁(5)に対して1又は2以上の間隙を有して取り付けられる、ガスを圧縮又は膨張させるための要素であって、
前記要素(1)は、
前記ハウジング(2)に対して固定された又は実質的に固定された位置を有する固定部分と、
前記間隙のうちの少なくとも1つに作用するように構成されている、前記ハウジング(2)に対して位置調節可能な部分と、
を含む、別個の柔軟構成要素(10)を備え、
前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ロータ(3a、3b)に直接取り付けられていない、ことを特徴とする要素。 - 前記1又は2以上の軸受(7)のうちの1つの軸受は、全体が前記ハウジング(2)に対して移動可能に配置され、前記位置調節可能な部分は、前記軸受の全体が前記ロータ(3a、3b)と共に前記ハウジング(2)に対してシフトされるように、前記軸受の前記ハウジング(2)に対する非回転部と接触するように、その場合には、前記非回転部に力を作用させるように構成される、請求項1に記載の要素。
- 前記位置調節可能な部分は、前記間隙のうちの少なくとも1つが前記位置調節可能な部分によって密封又は開放されるように、それ自体がそれぞれ前記間隙のうちの少なくとも1つに接近する又は離れるように構成される、請求項1又は2に記載の要素。
- 前記要素(1)は、複数のロータ(3a、3b)を備え、前記複数のロータ(3a、3b)は、前記ロータ(3a、3b)によって、複数の実質的に相互に遮断された作動チャンバが前記内部チャンバ内に形成されるように、相互の間隙を有して取り付けられ、
前記位置調節可能な部分は、前記相互の間隙の大きさを変更するように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の要素。 - 前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関して、前記ロータ(3a、3b)及び前記ハウジング(2)が互いに対して半径方向にシフトすることができるように構成された半径方向ロータポジショナ(11)を備える、請求項1から4のいずれか一項に記載の要素。
- 前記軸受(7)のうちの少なくとも1つは、全体が前記ハウジング(2)に対して移動可能に配置された半径方向軸受(8)であり、
前記半径方向ロータポジショナ(11)は、第1の形状可変体(12)を備え、前記第1の形状可変体(12)は、前記半径方向軸受(8)の前記ハウジング(2)に対する非回転部と接触し、その場合、前記半径方向軸受(8)の全体が前記ロータ(3a、3b)と共に前記ハウジング(2)に対してシフトされるように、前記非回転部に力を加えるように構成される、請求項5に記載の要素。 - 前記第1の形状可変体(12)は、前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された複数の第1のキャビティ(14)を取り囲み、前記第1のキャビティ(14)の各々は第1の圧力であり、
前記ロータシャフト(4a、4b)に直交する平面では、前記第1のキャビティ(14)の第1の部分(14a)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関して、前記第1のキャビティ(14)の少なくとも1つの第2の部分(14b)の正反対に位置し、
前記第1の形状可変体(12)は、
前記第1のキャビティ(14)の前記第1の部分(14a)の中の前記第1の圧力が増大すると、前記第1のキャビティ(14)の前記第1の部分(14a)の容量が増大し、かつ、前記第1のキャビティ(14)の少なくとも1つの第2の部分(14b)の中の前記第1の圧力が、前記第1のキャビティ(14)の前記少なくとも1つの第2の部分(14b)の容量が減少するように減少するように構成され、その結果、前記ロータシャフト(4a、4b)に関する半径方向において前記ロータシャフト(4a、4b)は、前記第1のキャビティ(14)の前記少なくとも1つの第2の部分(14b)に向かってシフトされる、請求項6に記載の要素。 - 前記半径方向ロータポジショナ(11)は、外側リング(15)、内側リング(16)、及び前記外側リング(15)と前記内側リング(16)との間の前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された空間を備え、
前記外側リング(15)は、前記ハウジング(2)に対して固定的に取り付けられ、前記内側リング(16)は、前記半径方向軸受(8)の前記ハウジング(2)に対する前記非回転部に固定的に取り付けられ、又はその逆も同じであり、
前記空間内の前記半径方向ロータポジショナ(11)は、前記空間が、複数の相互に遮断された又は実質的に遮断されたリングセグメント形状の区画に分割され、前記区画の各々が、前記第1のキャビティ(14)の1つとして機能を果たすように、一方で前記外側リング(15)に、他方で前記内側リング(16)に接続されたばね構造(17)を備える、請求項7に記載の要素。 - 前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ロータ(3a、3b)及び前記ハウジング(2)が、前記ロータシャフト(4a、4b)に関して、互いに対して軸方向にシフトすることができるように構成された軸方向ロータポジショナ(18)を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の要素。
- 前記軸受(7)のうちの少なくとも1つは、前記ハウジング(2)に対して全体が移動可能に配置された軸方向軸受(9)であり、
前記軸方向ロータポジショナ(18)は、第2の形状可変体(19)を備え、前記第2の形状可変体(19)は、前記軸方向軸受(9)の前記ハウジング(2)に対する非回転部と接触し、その場合、前記軸方向軸受(9)の全体が前記ロータ(3a、3b)と共に前記ハウジング(2)に対してシフトされるように、前記非回転部に力を加えるように構成される、請求項9に記載の要素。 - 前記第2の形状可変体(19)は、前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された第2のキャビティ(20)を取り囲み、前記第2の形状可変体(19)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関する、前記第2の形状可変体(19)の軸方向の寸法が、前記第2のキャビティ(20)の中の第2の圧力を増大又は減少させると、それぞれ増大又は減少するように構成される、請求項10に記載の要素。
- 前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ロータシャフト(4a、4b)を取り囲む半径方向に適応可能なリング体(21)を備え、
前記半径方向に適応可能なリング体(21)の外周(22)は、前記ハウジング(2)に対して固定的に取り付けられ、前記半径方向に適応可能なリング体(21)は、前記半径方向に適応可能なリング体(21)の前記ロータシャフト(4a、4b)に関する半径方向の外部内側半径(23)の大きさを変更することができるように構成される、請求項1から11のいずれか一項に記載の要素。 - 前記半径方向に適応可能なリング体(21)は、前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された第3のキャビティ(25)を取り囲む、リング形状の第3の形状可変体(24)を備え、前記第3の形状可変体(24)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関する半径方向の前記外部内側半径(23)が、前記第3のキャビティ(25)の中の第3の圧力を増大又は減少させると、それぞれ減少又は増大するように構成される、請求項12に記載の要素。
- 前記内部チャンバは、前記ロータシャフト(4a、4b)の方向に関するボア(26)を備える、請求項1から13のいずれか一項に記載の要素。
- 前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ボア(26)の端面(28)に取り付けられた軸方向に適応可能な本体(27)を備え、前記軸方向に適応可能な本体(27)は、前記内部チャンバの第1の作動チャンバが、それぞれ前記内部チャンバの第2の作動チャンバから隔離されるか又はこれと流体連通状態に置くことができるように、前記ロータ(3a、3b)と前記端面(28)との間の前記ロータシャフト(4a、4b)に関する軸方向の間隙を密封又は開放することができるように構成された第1の特定の変形可能な形状を有する、請求項14に記載の要素。
- 前記軸方向に適応可能な本体(27)は、前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された第4のキャビティ(30)を取り囲む、第4の形状可変体(29)を備え、前記第4の形状可変体(29)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関する前記第4の形状可変体(29)の軸方向の寸法が、前記第4のキャビティ(30)の中の第4の圧力を増大又は減少させると、それぞれ増大又は減少するように構成される、請求項15に記載の要素。
- 前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ボア(26)の回転面(32)に取り付けられた半径方向に適応可能な本体(31)を備え、前記半径方向に適応可能な本体(31)は、前記内部チャンバの第3の作動チャンバが、それぞれ前記内部チャンバの第4の作動チャンバから隔離されるか又はこれと流体連通状態に置くことができるように、前記ロータ(3a、3b)と前記回転面(32)との間の前記ロータシャフト(4a、4b)に関する半径方向の間隙を密封又は開放することができるように構成された第2の特定の変形可能な形状を有する、請求項14から16のいずれか一項に記載の要素。
- 前記半径方向に適応可能な本体(31)は、前記内部チャンバから遮断された又は実質的に遮断された第5のキャビティ(34)を取り囲む、第5の形状可変体(33)を備える、前記第5の形状可変体(33)は、前記ロータシャフト(4a、4b)に関する前記第5の形状可変体(33)の半径方向の寸法が、前記第5のキャビティ(34)の中の第5の圧力を増大又は減少させると、それぞれ増大又は減少するように構成される、請求項17に記載の要素。
- 前記要素(1)は、前記ハウジング(2)に対して位置調節可能な部分を位置調節するための機械的、油圧及び/又は空気圧手段を備える、請求項1から18のいずれか一項に記載の要素。
- 前記要素(1)は、前記位置調節可能な部分を駆動するためのコントローラを備える、請求項1から19のいずれか一項に記載の要素。
- 請求項1から20のいずれか一項に記載の要素(1)を備えるガスを圧縮又は膨張させるための装置。
- 請求項1から20のいずれか一項に記載の要素(1)又は請求項21に記載の装置に使用するための別個の柔軟構成要素(10)。
- ガスを圧縮又は膨張させるための要素を制御するための方法であって、前記要素(1)は、
内部チャンバを収容する剛性ハウジング(2)と、
前記内部チャンバ内に位置し、ロータシャフト(4a、4b)を有するロータ(3a、3b)と、
前記ロータ(3a、3b)の前記ロータシャフト(4a、4b)が軸受支持される1又は2以上の軸受(7)であって、前記ロータシャフト(4a、4b)を有する前記ロータ(3a、3b)が、前記軸受(7)によって前記ハウジング(2)に対して回転可能に取り付けられる、1又は2以上の軸受(7)と、
を備え
前記ロータ(3a、3b)は、前記内部チャンバの壁(5)に対して1又は2以上の間隙を有して取り付けられ、
前記方法は、
前記ハウジング(2)に対して前記要素(1)の別個の柔軟構成要素(10)の位置調節可能な部分を位置調節することによって、前記間隙のうちの少なくとも1つに作用するステップを含み、
前記別個の柔軟構成要素(10)の固定部は、前記ハウジング(2)に対して固定された又は実質的に固定された位置に保持され、
前記別個の柔軟構成要素(10)は、前記ロータ(3a、3b)に直接取り付けられない、ことを特徴とする方法。 - 前記1又は2以上の軸受(7)のうちの1つの軸受は、全体が前記ハウジング(2)に対して移動可能に配置され、前記間隙のうちの少なくとも1つに作用すると、前記位置調節可能な部分は、前記軸受の前記ハウジング(2)に対する非回転部と接触し、その場合には、前記軸受の全体が前記ロータ(3a、3b)と共に前記ハウジング(2)に対してシフトされるように前記非回転部に力を作用させる、請求項23に記載の方法。
- 前記位置調節可能な部分は、前記間隙のうちの少なくとも1つが前記位置調節可能な部分によって密封又は開放されるように、それぞれ前記間隙のうちの少なくとも1つに接近する又は離れる、請求項23又は24に記載の方法。
- 前記要素(1)は、複数のロータ(3a、3b)を備え、前記複数のロータ(3a、3b)は、前記内部チャンバの前記ロータ(3a、3b)によって、1又は複数の実質的に相互に遮断された作動チャンバが形成されるように相互の間隙を有して取り付けられ、
前記方法は、前記ハウジング(2)に対して前記位置調節可能な部分を位置調節することによって、前記相互の間隙の大きさを変更するステップを含む、請求項23から25のいずれか一項に記載の方法。 - 前記間隙のうちの少なくとも1つは、前記要素(1)が作動状態にない場合に制御される、及び/又は前記要素(1)が作動状態となる前に所定の値で制御される、請求項23から26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記間隙のうちの少なくとも1つは、前記要素(1)が作動状態にある場合に制御される、請求項23から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ハウジング(2)に対して前記位置調節可能な部分を位置調節するステップ、機械的に、油圧で及び/又は空気圧で行われる、請求項23から28のいずれか一項に記載の方法。
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