KR20200023422A - 원통 대칭형 용적 기계 - Google Patents

원통 대칭형 용적 기계 Download PDF

Info

Publication number
KR20200023422A
KR20200023422A KR1020207002426A KR20207002426A KR20200023422A KR 20200023422 A KR20200023422 A KR 20200023422A KR 1020207002426 A KR1020207002426 A KR 1020207002426A KR 20207002426 A KR20207002426 A KR 20207002426A KR 20200023422 A KR20200023422 A KR 20200023422A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
machine
rotor
outer rotor
motor
cylindrical symmetrical
Prior art date
Application number
KR1020207002426A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102207772B1 (ko
Inventor
에릭 폴 파브리
안톤 얀 괴탈스
바르트 마리아 엠. 라에스
Original Assignee
아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
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 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽 filed Critical 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽
Publication of KR20200023422A publication Critical patent/KR20200023422A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102207772B1 publication Critical patent/KR102207772B1/ko

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

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

Abstract

원통 대칭형 용적 기계(1)로서, 상기 기계(1)는, 2개의 협력하는 로터(6a, 6b)를, 말하자면 기계(1) 내에 회전 가능하게 장착되는 외측 로터(6a) 및 상기 외측 로터(6a) 내에 회전 가능하게 장착되는 내측 로터(6b)를 포함하고, 그로 인해 상기 기계(1)는, 외측 로터(6a) 및 내측 로터(6b)를 구동하기 위한, 모터 로터(16) 및 모터 스테이터(17)를 갖는, 전기 모터(15)를 갖도록 제공되는 것인, 원통 대칭형 용적 기계(1)에 있어서, 상기 전기 모터(15)는 상기 외측 로터(6a) 둘레에 장착되고, 그로 인해 상기 모터 스테이터(17)는 상기 외측 로터(6a)를 직접적으로 구동하며, 그리고 그로 인해 상기 전기 모터(15)는 상기 외측 로터(6a) 및 상기 내측 로터(6b)의 길이(L)의 단지 일부분만을 따라 연장되고, 그로 인해 상기 모터(15)는, 최소 직경(D)을 갖는 상기 내측 로터(6b)의 단부(9b)에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계가 제공된다.

Description

원통 대칭형 용적 기계
본 발명은, 원통 대칭형 용적 기계에 관한 것이다.
용적 기계는 또한, (영어로) "양변위 기계(positive displacement machine)"의 명칭으로 공지된다.
더욱 구체적으로, 본 발명은, 2개의 로터를, 말하자면 외측 로터 내에 회전 가능하게 장착되는 내측 로터를, 포함하는, 원통형 대칭성을 갖는, 팽창기들, 압축기들, 및 펌프들과 같은, 기계들에 관한 것이다.
그러한 기계들은, 이미 공지되어 있으며, 그리고 예를 들어 US 1.892.217에서 설명된다. 로터들이 원통형 또는 원추형 형상을 가질 수 있다는 것이, 또한 공지된다.
그러한 기계들은 전기 모터에 의해 구동될 수 있다는 것이, 공지된다.
이로써, 모터 로터의 로터 샤프트가, 내측 로터 또는 외측 로터의 로터 샤프트를 구동할 것이고, 그로 인해 양자 모두의 로터 샤프트 사이의 동력전달을 실현하기 위한, 기어들, 커플링들, 벨트 구동기들, 또는 유사한 것이, 사용된다.
그러한 기계들은, 매우 방대하며, 그리고 모터, 압축기, 또는 팽창기 로터들 및 연관된 하우징들의 많은 부품들로 구성된다.
결과적으로, 기계의 '점유 면적(foot print)' 또는 공간 소비는, 비교적 크다.
기계는 또한, 많은 부품들로 인해 그리고 결과적으로 더욱 비싼 조립으로 인해, 비교적 비쌀 것이다.
다른 단점이, 모든 부품을 밀봉하기 위한 그리고 이러한 부품들을 하우징들 내에 회전 가능하게 장착하기 위한, 많은 샤프트 시일들 및 베어링들에 대한 필요성이다.
시일들은, 이들이 손상될 경우 위험을 초래하는 가운데, 베어링들은 손실을 수반한다.
본 발명의 목적은, 상기한 및/또는 다른 단점들 중의 하나 이상에 대한 해결책을 제공하는 것이다.
본 발명은, 원통 대칭형 용적 기계로서, 상기 기계는, 2개의 협력하는 로터를, 말하자면 기계 내에 회전 가능하게 장착되는 외측 로터 및 상기 외측 로터 내에 회전 가능하게 장착되는 내측 로터를 포함하고, 그로 인해 상기 기계는, 외측 로터 및 내측 로터를 구동하기 위한, 모터 로터 및 모터 스테이터를 갖는, 전기 모터를 갖도록 제공되는 것인, 원통 대칭형 용적 기계에 있어서,
상기 전기 모터는 상기 외측 로터 둘레에 장착되고, 그로 인해 상기 모터 스테이터는 상기 외측 로터를 직접적으로 구동하며, 그리고 그로 인해 상기 전기 모터는 상기 외측 로터 및 상기 내측 로터의 길이의 단지 일부분만을 따라 연장되고, 그로 인해 상기 모터는, 최소 직경을 갖는 상기 내측 로터의 단부에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계에 관한 것이다.
장점이, 적은 수의 부품이 필요하도록 모터 스테이터가 외측 로터를 직접적으로 구동함에 따라, 외측 로터와 모터 스테이터 또는 모터 로터 사이의 동력 전달에 대한 필요성이 존재하지 않는다는 것이다.
다른 장점이, 외측 로터의 둘레에 전기 모터를 장착함으로 인해, 기계의 점유 면적이 감소되며 그리고 기계는 더 작고 콤팩트해진다는 것이다.
더불어, 적은 수의 샤프트 시일들이 필요하게 되며, 이는 기계의 신뢰성을 증가시킨다.
부가적으로, 적은 수의 베어링들이 필요하게 되고, 이는 적은 손실을 그리고 결과적으로 더욱 효율적인 기계를 초래한다.
실제적인 실시예에서, 모터 로터 및 외측 로터는, 전체로서 배열되거나 또는 전체를 형성한다.
모터 로터 및 외측 로터는, 예를 들어, 압입 끼워맞춤에 의해, 용접에 의해, 또는 유사한 것에 의해, 함께 직접적으로 결합될 수 있을 것이다.
이러한 실시예는, 표준 외측 로터가 사용될 수 있다는 이점을 갖는다.
다른 실제적인 실시예에서, 외측 로터는, 모터 로터로서 역할을 한다.
이는, 부품들 또는 구성요소들의 기능들이 조합됨에 따라, 즉 특정 부품들이 공유됨에 따라, 마치 다수의 부품들이 더 이상 존재하지 않는 것처럼, 기계가 더욱 더 콤팩트해질 수 있다는 것을, 보장할 것이다.
본 발명의 특성들을 더 양호하게 도시할 의도로, 본 발명에 따른 원통 대칭형 용적 기계에 대한 일부 바람직한 실시예가, 첨부 도면을 참조하여, 어떠한 제한적인 성격 없이, 예로서 이후에 설명된다:
도 1은 본 발명에 따른 기계를 개략적으로 도시한다.
도 1의 개략적으로 도시된 기계(1)는, 이 경우, 압축기 장치이다.
본 발명에 따라, 기계(1)가 팽창기 장치인 것이, 또한 가능하다. 본 발명은, 뿐만 아니라 펌프 장치에 관련될 수 있을 것이다.
기계(1)는, 또한 "원통 대칭형 양변위 기계"로 지칭되는, 원통 대칭형 용적 기계(1)이다. 이는, 기계(1)가 원통 대칭형을, 즉 원뿔과 동일한 대칭 속성을, 나타낸다는 것을, 의미한다.
기계(1)는, 압축될 가스의 흡입을 위한 유입구(3) 및 압축된 가스를 위한 배출구(4)를 갖도록 제공되는, 하우징(2)을 포함한다. 하우징(2)은, 챔버(5)를 한정한다.
기계(1)의 하우징(2) 내에서, 2개의 협력하는 로터(6a, 6b)가, 말하자면 하우징(2) 내에 회전 가능하게 장착되는 외측 로터(6a) 및 외측 로터(6a) 내에 회전 가능하게 장착되는 내측 로터(6b)가, 이러한 챔버(5) 내에 위치하게 된다.
양자 모두의 로터(6a, 6b)는, 로브들(lobes)(7)을 갖도록 제공되며, 그리고 협력적인 방식으로 서로 상에서 회전할 수 있고, 그로 인해, 로브들(7) 사이에, 그의 용적이 로터들(6a, 6b)의 회전에 의해 감소되는, 압축 챔버(8)가 생성되어, 이러한 압축 챔버(8) 내에 포획되는 가스가 압축되도록 한다. 원리는, 공지의 접선형 협력적 스크류 로터들(tangent cooperative screw rotors)과 매우 유사하다.
로터들(6a, 6b)은, 베어링들에 의해 기계(1) 내에 장착되고, 그로 인해, 내측 로터(6b)는, 하나의 단부(9a)에서 기계(1) 내에 장착된다. 이러한 경우에, 단지 하나의 베어링(10)만이, 기계(1)의 하우징(2) 내에 내측 로터(6b)를 장착하기 위해 적용된다. 이러한 베어링(10)은, 내측 로터(6b) 상에 가해지는 축방향 힘을 지탱하기 위한, 액시얼 베어링이다. 이러한 축방향 힘은, 좌측으로 지향될 것이다.
내측 로터(6b)의 다른 단부(9b)는, 말하자면, 외측 로터(6a)에 지지되거나 지탱된다.
외측 로터(6a)는, 도시된 예에서, 양 단부(9a, 9b)에서, 기계(1) 내에 베어링들에 의해 장착된다. 이로써, 적어도 하나의 액시얼 베어링(12)이, 사용된다. 이는, 외측 로터(6a)가 그에 대해 노출되는, 축방향 힘들을 지탱할 수 있을 것이다. 외측 로터(6a)가 그에 의해 하우징(2) 내에 장착되는 것인, 다른 베어링(11)은, 액시얼 베어링과는 다른 유형의 베어링일 수 있을 것이다.
이러한 단순한 베어링 배열로 인해, 베어링들(10, 11, 12)에 대한 손실이, 가능한 한 작게 유지될 수 있을 것이다.
도시된 예에서, 로터들(6a, 6b)은, 원추형 형상을 갖고, 그로 인해 로터들(6a, 6b)의 직경(D, D')은, 축 방향(X-X')으로 감소한다. 이는, 본 발명을 위한 필요 조건이 아니며; 로터들(6a, 6b)의 직경(D, D')은 또한, 축 방향(X-X')으로 일정하거나 또는 다른 방식으로 변할 수 있을 것이다.
그러한 형상의 로터들(6a, 6b)은, 압축기 장치 및 팽창기 장치 양자 모두를 위해 적절하다. 대안적으로, 로터들(6a, 6b)은 또한, 일정한 직경(D, D')을 갖는 원통형 형상을 가질 수 있을 것이다. 이들은, 이때, 압축기 또는 팽창기 장치의 경우의, 통합 용적비(incorporated volume ratio)가 존재하도록 하는, 가변적 피치, 또는 기계(1)가 펌프 장치인 경우의, 일정한 피치를 가질 수 있을 것이다.
외측 로터(6a)의 축(13) 및 내측 로터(6b)의 축(14)이, 평행하지 않은 대신, 각도(α)를 두고 배치되고, 그로 인해 이러한 축들(13, 14)은, 지점(P)에서 서로 교차한다.
이는, 본 발명을 위한 필요 조건은 아니다. 예를 들어, 로터들(6a, 6b)이 일정한 직경(D, D')을 갖는 경우, 축들(13, 14)은, 실제로 평행하다.
비록 축들(13, 14)이 각도(α)를 두고 배치되지만, 이들은, 고정된 축들(13, 14)이다. 이는, 로터들(6a, 6b)의 회전 도중에, 축들(13, 14)이 기계(1)의 하우징(2)에 대해 변위되거나 이동하지 않을 것임을, 의미한다. 축들(13, 14)은, 달리 표현하면, 궤도 운동을 수행하지 않을 것이다.
이는, 양자의 로터(6a, 6b) 사이의 정확한 상대적 이동을 보장하기 위한 특수한 기어들과 같은, 부가적인 대비가, 이루어질 필요가 없다는, 장점을 갖는다.
더불어, 기계(1)는 또한, 로터들(6a, 6b)을 구동할 전기 모터(15)를 갖도록 제공된다. 이러한 모터(15)는, 모터 로터(16) 및 모터 스테이터(17)를 갖도록 제공된다.
본 발명에 따르면, 전기 모터(15)는, 외측 로터(6a) 둘레에 장착되고, 그로 인해 모터 스테이터(17)는, 외측 로터(6a)를 직접적으로 구동한다.
도시된 예에서, 이는, 외측 로터(6a)가 또한 모터 로터(16)로서 역할을 함으로써, 구현된다.
달리 표현하면, 기계(1)의 하나의 부품이, 2가지 기능을, 말하자면 외측 로터(6a)의 기능 및 모터 로터(16)의 기능을, 실행할 것이다.
이러한 방식으로, 모터 스테이터(17)는, 외측 로터(6a)를 직접적으로 구동할 것이다.
이는, 기계(1)가 적은 수의 부품을 포함할 것이어서, 기계(1)가 더욱 콤팩트해지고 덜 복잡해지도록 할 것이라는, 결과를 갖는다.
전기 모터(15)의 모터 스테이터(17)가 전형적으로 모터 로터(16)를 구동하기 위한 원통 대칭형 회전 자계(rotating field)를 생성함에 따라, 이러한 모터 로터(16), 및 그에 따라 이러한 경우에, 외측 로터(6a) 또한, 원통 대칭형을 나타낼 필요가 있다.
외측 로터(6a)가 모터 로터(16)의 기능을 인계 받음에 따라, 모터(15)는, 기계(1)에 어떠한 부가적인 회전 부품을 부가하지 않는다. 이러한 이유로, 그에 따라, 부가적인 베어링들 및 그와 연관된 손실이 또한 존재하지 않는다.
전기 모터(15)의 자석들(18)은, 이러한 경우에, 바람직하게, 외측 로터(6a) 내에 내장된다. 이러한 자석들(18)은, 영구 자석들일 수 있을 것이다. 물론, 이러한 자석들(18)이, 외측 로터(6a) 내에 내장되지 않는 대신, 예를 들어 외측 로터의 외측면 상에 장착되는 것이, 또한 가능하다.
영구 자석들(즉, 동기식 영구 자석 모터)을 갖는 전기 모터(15) 대신에, 동기식 유도 모터가 또한 적용될 수 있으며, 그로 인해 자석들(18)은, 농형 전기자(squirrel cage armature)에 의해 대체된다. 모터 스테이터(17)로부터의 유도에 의해, 전류가, 농형 전기자 내에 유도된다.
다른 측면에서, 모터(15)는 또한, 자기 저항 유형 또는 유도 유형 또는 유형들의 조합의 것일 수 있을 것이다.
도면에서 확인될 수 있는 바와 같이, 전기 모터(15)는, 로터들(6a, 6b)의 길이(L)의 단지 일부만을 따라 연장되고, 그로 인해 모터(15)는, 최소 직경(D)을 갖는 단부(9b)에 위치하게 된다.
이는, 자석들(18)이 더 작은 직경(D)을 갖는 로터들(6a, 6b)의 단부(9b)에 위치하게 된다는 것을 의미한다. 물론, 자석들(18) 및 모터(15)가, 직경(D')을 갖는 다른 더 큰 단부에 위치하게 되는 것이, 또한 가능하다.
이는, 기계(1)가 더욱 더 콤팩드해지도록 하는, 부가적인 공간 절약을 수반할 것이다.
기계(1)를 가능한 한 콤팩트하도록 하기 위해, 모터(15)의 최대 직경(E)이, 바람직하게, 외측 로터(6a)의 최대 직경(D')의, 최대 2배, 바람직하게 최대 1.7배, 그리고 더욱 바람직하게 최대 1.5배이다.
그러나, 본 발명은, 이러한 상기한 치수들로 제한되지 않는다. 대안적으로, 외측 로터(6a)의 최대 직경(D')은, 예를 들어, 모터 스테이터(17)의 내경(F)보다 더 클 수 있을 것이다. 기계(1)를 더욱 더 콤팩트하도록 하기 위해, 외측 로터(6a)의 최대 직경(D')은, 모터(15)의 최대 직경(E)보다, 즉 모터 스테이터(17)의 외경보다, 더 클 수 있을 것이다.
외측 로터(6a)가 사출 성형에 의해 제작되는 경우, 자석들(18)은 바람직하게, 사출 성형 프로세스 도중에, 외측 로터(6a) 내에 함께 성형된다.
무엇보다도, 모터(15)가 최소 직경(D)을 갖는 로터들(6a, 6b)의 단부(9b)에 위치하게 된다는 사실과 조합된 이러한 특징으로 인해, 모터(15)의 최대 직경(E)이 매우 작게 유지될 수 있을 것이다. 모터(15)의 최대 직경(E)이 더 작아지면, 최종적 기계(1)가 더욱 콤팩트하며 그리고 기계(1)의 점유 면적이 더 작아진다.
물론, 예를 들어 내측 로터(6b)와 같은, 기계(1)의 다른 부품들 역시 사출 성형에 의해 제작되는 것이, 배제되지 않는다.
모터 스테이터(17)는, 에워싸는 방식으로 외측 로터(6a) 둘레에 장착되고, 그로 인해 모터 스테이터는, 이 경우, 기계(1)의 하우징(2) 내에 위치하게 된다.
모터(15)를 기계(1)의 하우징(2) 내에 장착함으로써, 특수한 모터 하우징이 제공될 필요가 없으며 그리고 기계(1)는 더욱 콤팩트하게 배열될 수 있을 것이다. 더불어, 또한, 모터(15)와 로터들(6a, 6b) 사이의 시일들에 대한 필요성이 존재하지 않는다.
나아가, 이러한 방식에서, 모터(15) 및 로터들(6a, 6b)의 윤활은, 이들이, 동일한 하우징(2) 내에 위치하게 되며 그리고 결과적으로 서로 격리되지 않음에 따라, 함께 제어될 수 있을 것이다.
물론, 하우징(2)이, 그가 모터(15)의 하우징(2)으로서 또한 역할을 할 수 있는 방식으로, 또는 로터들(6a, 6b)의 하우징(2)에 부착될 수 있는 별개의 하우징(2)이 모터(15)를 위해 제공되는 방식으로, 배열되는 것이, 또한 가능하다.
비록, 도시된 예에서, 기계(1)의 외측 로터(6a)가 모터 로터(16)로서 역할을 하지만, 예를 들어 이들이, 압입 끼워맞춤에 의해, 용접에 의해, 또는 이와 유사한 것에 의해, 직접적으로 함께 결합됨에 따라, 모터 로터(16) 및 외측 로터(6a)가 전체로서 배열되는 것이, 또는 이들이 전체를 형성하는 것이, 또한 가능하다.
기계(1)의 작동은, 매우 단순하며 다음과 같다.
기계(1)의 작동 도중에, 모터 스테이터(17)는, 공지의 방식으로 모터 로터(16)를 구동할 것이다.
이 경우에, 외측 로터(6a)가 모터 로터(16)로서 역할을 함에 따라, 외측 로터가 그에 따라 구동될 것이다.
외측 로터(6a)는, 그에 따라, 수형 스크류 로터 및 암형 스크류 로터를 갖는 공지의 오일-주입 스크류 압축기와 동일한 방식으로, 내측 로터(6b)를 구동할 것이고, 그로 인해 예를 들어 수형 스크류 로터는, 모터(15)에 의해 구동된다.
로터들(6a, 6b)의 회전으로 인해, 가스는, 로터들(6a, 6b) 사이의 압축 챔버(8)에서 종결될, 유입구(3)로부터 흡입될 것이다. 가스가 유입구(3)로부터 흡입될 때, 가스는, 도 1에서 화살표들을 따라, 모터 로터(16) 및 모터 스테이터(17)를 따라 유동할 것이며, 그리고 이러한 방식으로, 모터(15)의 냉각을 보장한다.
회전에 의해, 압축 챔버(8)는, 배출구(4)를 향해 변위되며, 그리고 동시에, 이러한 방식으로 가스의 압축을 보장하기 위해 용적을 감소시킬 것이다.
압축된 가스는 이어서, 배출구(4)를 통해 기계(1)를 떠날 수 있을 것이다.
작동 도중에, 액체가, 부품들을 냉각 및/또는 윤활하기 위해, 기계(1) 내로 주입될 것이다. 이러한 부품들은, 무엇보다도, 베어링들(10, 11, 12), 내측 로터(6b) 및 외측 로터(6a), 모터 스테이터(17)의 권선들이다.
여기에서, 기계(1)는, 도면에 도시되지 않은, 액체 주입 회로를 갖도록 제공된다. 이러한 액체는, 예를 들어, 합성 오일이든지 아니든지, 오일일 수 있을 것이다.
이로써, 액체는 또한, 챔버(5) 내로 주입될 것이고, 이는, 외측 로터(6a)와 내측 로터(6b) 사이의 윤활 및 밀봉을 보장할 것이다.
배출구(4)를 통해, 이러한 액체는, 압축된 가스와 함께, 기계(1)를 떠날 것이다. 액체는, 분리기에 의해, 가스로부터 분리될 수 있으며, 그리고 회수될 수 있을 것이다.
물론, 기계(1)가 무-오일형인 것 및 윤활이 오일 대신에 유지(fat)에 의해 실행되는 것이, 또한 가능하다.
본 발명은, 예로서 설명되며 그리고 도면에 도시되는, 실시예들에 결코 제한되지 않으며, 대신에, 본 발명에 따른 원통 대칭형 용적 기계가, 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이, 모든 종류의 형태 및 치수로 구현될 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 원통 대칭형 용적 기계(1)로서, 상기 기계(1)는, 2개의 협력하는 로터(6a, 6b)를, 말하자면 상기 기계(1) 내에 회전 가능하게 장착되는 외측 로터(6a) 및 상기 외측 로터(6a) 내에 회전 가능하게 장착되는 내측 로터(6b)를 포함하고,
    그로 인해 상기 기계(1)는, 상기 외측 로터(6a) 및 상기 내측 로터(6b)를 구동하기 위한, 모터 로터(16) 및 모터 스테이터(17)를 갖는, 전기 모터(15)를 갖도록 제공되는 것인, 원통 대칭형 용적 기계(1)에 있어서,
    상기 전기 모터(15)는 상기 외측 로터(6a) 둘레에 장착되고,
    그로 인해 상기 모터 스테이터(17)는 상기 외측 로터(6a)를 직접적으로 구동하며, 그리고
    그로 인해 상기 전기 모터(15)는 상기 외측 로터(6a) 및 상기 내측 로터(6b)의 길이(L)의 단지 일부분만을 따라 연장되고, 그로 인해 상기 모터(15)는, 최소 직경(D)을 갖는 상기 내측 로터(6b)의 단부(9b)에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모터 로터(16) 및 상기 외측 로터(6a)는, 전체로서 배열되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외측 로터(6a)는 상기 모터 로터(16)로서 역할을 하는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 전기 모터(15)는, 상기 외측 로터(6a) 내에 내장되는, 영구 자석들(18)을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 로터(6a) 및 상기 내측 로터(6b)는, 원추형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 로터(6b) 및 상기 외측 로터(6a)는, 서로에 대해 각도(α)를 두고 배치되는, 축들(13, 14)을 가지며, 그로 인해 이러한 축들(13, 14)은, 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 내측 로터(6b) 및 상기 외측 로터(6a)의 상기 축들(13, 14)은, 고정된 비-궤도형 축들(non-orbiting axes)인 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 로터(6b)는, 베어링들에 의해 기계(1) 내에 하나의 단부(9a)에서 장착되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 로터(6a)는, 적어도 하나의 액시얼 베어링(11)에 의해, 기계(1) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계(1)는, 팽창기, 압축기, 또는 펌프 장치인 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 로터(6a)는, 사출 성형 기법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  12. 제 4항 및 제 11항에 있어서,
    상기 자석들(18)은, 사출 성형 프로세스 도중에, 상기 외측 로터(6a) 내에 함께 성형되는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기계(1)는 하우징(2)을 갖도록 제공되고, 그로 인해 상기 모터(15)가 상기 하우징(2) 내에 장착되거나 또는 그로 인해 상기 하우징(2)이 또한, 상기 모터(15)의 하우징(2)으로서 역할을 하는 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모터(15)의 최대 직경(E)이, 상기 외측 로터(6a)의 최대 직경(D')의, 최대 2배, 바람직하게 최대 1.7배, 그리고 더욱 바람직하게 최대 1.5배인 것을 특징으로 하는 원통 대칭형 용적 기계.
KR1020207002426A 2017-06-28 2018-06-05 원통 대칭형 용적 기계 KR102207772B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2017/5459A BE1025347B1 (nl) 2017-06-28 2017-06-28 Cilindrisch symmetrische volumetrische machine
BE2017/5459 2017-06-28
PCT/IB2018/054004 WO2019002994A1 (en) 2017-06-28 2018-06-05 CYLINDRICAL SYMMETRIC VOLUMETRIC MACHINE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200023422A true KR20200023422A (ko) 2020-03-04
KR102207772B1 KR102207772B1 (ko) 2021-01-26

Family

ID=59294882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207002426A KR102207772B1 (ko) 2017-06-28 2018-06-05 원통 대칭형 용적 기계

Country Status (11)

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

Families Citing this family (4)

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

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2765114A (en) * 1953-06-15 1956-10-02 Robbins & Myers Cone type compressor
US6361292B1 (en) * 2000-04-12 2002-03-26 Sheldon S. L. Chang Linear flow blood pump
KR20200058460A (ko) * 2017-09-21 2020-05-27 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽 원통 대칭형 양변위 기계

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1892217A (en) * 1930-05-13 1932-12-27 Moineau Rene Joseph Louis Gear mechanism
US4127365A (en) * 1977-01-28 1978-11-28 Micropump Corporation Gear pump with suction shoe at gear mesh point
US4863357A (en) * 1986-04-23 1989-09-05 Svenska Rotor Maskiner Ab Rotary positive displacement machine for a compressible working fluid
US4802827A (en) * 1986-12-24 1989-02-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Compressor
JP2002054588A (ja) * 2000-08-09 2002-02-20 Toshiba Kyaria Kk 流体圧縮機
JP2003056474A (ja) * 2001-08-21 2003-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ポンプ
JP4272112B2 (ja) * 2004-05-26 2009-06-03 株式会社日立製作所 モータ一体型内接歯車式ポンプ及び電子機器
DE102004038686B3 (de) * 2004-08-10 2005-08-25 Netzsch-Mohnopumpen Gmbh Exzenterschneckenpumpe mit integriertem Antrieb
JP2008175199A (ja) * 2006-12-20 2008-07-31 Heishin Engineering & Equipment Co Ltd 一軸偏心ねじポンプ
DE202009002823U1 (de) * 2009-03-02 2009-07-30 Daunheimer, Ralf Exzenterschneckenpumpe
JP2011058441A (ja) * 2009-09-11 2011-03-24 Jtekt Corp 電動ポンプユニット
JP2013234597A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Aisin Seiki Co Ltd 電動ポンプ
JP2017506308A (ja) * 2014-02-18 2017-03-02 バート ローターズ ユーケー リミテッドＶｅｒｔ Ｒｏｔｏｒｓ Ｕｋ Ｌｉｍｉｔｅｄ 容積型回転機械
JP2016035219A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 木村化工機株式会社 一軸偏心型ガス膨張機、一軸偏心型ガス圧縮機、一軸偏心型ガス膨張機を用いた熱エネルギー回収システムおよび発電システム
CN205638931U (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 宁波华生压缩机有限公司 一种无油螺旋压缩机
BE1025347B1 (nl) * 2017-06-28 2019-02-05 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Cilindrisch symmetrische volumetrische machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2765114A (en) * 1953-06-15 1956-10-02 Robbins & Myers Cone type compressor
US6361292B1 (en) * 2000-04-12 2002-03-26 Sheldon S. L. Chang Linear flow blood pump
KR20200058460A (ko) * 2017-09-21 2020-05-27 아틀라스 캅코 에어파워, 남로체 벤누트삽 원통 대칭형 양변위 기계

Also Published As

Publication number Publication date
US11225964B2 (en) 2022-01-18
JP2020525699A (ja) 2020-08-27
DK3645889T3 (da) 2021-03-22
JP6987899B2 (ja) 2022-01-05
CN208858561U (zh) 2019-05-14
KR102207772B1 (ko) 2021-01-26
CA3063519C (en) 2021-09-21
CN109139462B (zh) 2020-03-13
BE1025347B1 (nl) 2019-02-05
EP3645889B1 (en) 2021-02-24
CN109139462A (zh) 2019-01-04
BE1025347A1 (nl) 2019-01-29
ES2871129T3 (es) 2021-10-28
US20200088192A1 (en) 2020-03-19
WO2019002994A1 (en) 2019-01-03
CA3063519A1 (en) 2019-01-03
RU2731427C1 (ru) 2020-09-02
EP3645889A1 (en) 2020-05-06
BR112019027986A2 (pt) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102207772B1 (ko) 원통 대칭형 용적 기계
EP1395756B1 (en) Screw compressor with switched reluctance motor
EP2390507B1 (en) Shaft bearing clearances for an hermetic compressor
AU2002345155A1 (en) Screw compressor with switched reluctance motor
CA3070200C (en) Cylindrical symmetric positive displacement machine
EP3685043B1 (en) Cylindrical symmetric positive displacement machine
KR101508414B1 (ko) 전동 압축기
KR20170102213A (ko) 유체컴프레서
BR112019027986B1 (pt) Máquina volumétrica simétrica cilíndrica
EP3209864A1 (en) Fluid compressor
KR20120034510A (ko) 압축기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant