NL9100710A

NL9100710A - Compressor van de regeneratieve soort met toroidale kamer.

Info

Publication number: NL9100710A
Application number: NL9100710A
Authority: NL
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1991-11-18
Also published as: GB2243650A; IT1240003B; ES2046918A2; ES2046918B1; DE4113394C2; DE4113394C3; GB2243650B; CH681826A5; FR2661217A1; ES2046918R; FR2661217B1; GB9108444D0; DE4113394A1; BE1005290A3; IT9020128A0; IT9020128A1

Description

UITTREKSEL

Compressor van de regeneratieve soort met toroïdale kamer, waarbij de rotoirschoepen een aërodynamisch profiel hebben met een kromming in de bewegingsrichting van de rotor en de schoepen een dikte hebben die zodanig variabel is dat de afstanden tussen de naar elkaar toe gekeerde oppervlakken van twee aangrenzende schoepen constant zijn, wanneer deze afstanden loodrecht ten opzichte van de hartlijn van een uitstroomkanaal worden gemeten, welk uitstroomkanaal wordt bepaald door voornoemde oppervlakken, waarbij de stripper aan de zuigzijde van de compressor is voorzien van een inlaatsleuf met een toenemende doorsnede, en aan de afgiftezijde van de compressor van afgeschuinde randen en welvingen op de wanden van het cirkelvormige kanaal daarvan.

Korte aanduiding: Compressor van de regeneratieve soort met toroïdale kamer.

De uitvinding heeft betrekking op een compressor van de regeneratieve soort met toroïdale kamer, omvattende een rotor die aan het in omtreksrichting verlopende buitenoppervlak daarvan is voorzien van schoepen welke daartussen uitstroomkanalen bepalen voor het samen te persen fluïdum, welke schoepen roteerbaar zijn binnen een toroïdale kamer met een dwarsdoorsnede die groter is dan die van de schoepen, en waarin een separatieblok met een in omtreksrichting verlopend kanaal voor de doorgang van een schoep, bekend als een "stripper", de continuïteit van de kamer onderbreekt door de zuigzijde te scheiden van de afgifte-zijde van de compressor, waarbij geschikte afdichtingsele-menten zijn aangebracht tussen voornoemde elementen.

Zoals bekend worden compressoren van de regeneratieve soort met toroïdale kamer gebruikt wanneer een grote drukverhoging is vereist bij een kleine opbrengst. Het aangezogen fluïdum volgt niet alleen de rotatie van de rotor maar volgt eveneens een spiraalvormige baan door de toroïdale kamer door verscheidene malen tussen de rotor-schoepen door te gaan tijdens de passage van de inlaat naar de uitlaat van de compressor. Elke doorgang tussen de schoepen door kan dus gezien worden als een conventionele compressiestap, met het resultaat dat met een dergelijke compressor verscheidene samenpersingen worden verkregen waarbij het fluïdum verscheidene malen wordt versneld, om welke reden de naam "regeneratief" is gegeven aan de compressor, waardoor toenamen van de druk worden verkregen die anderszins uitsluitend verkregen zouden kunnen worden door compressoren met hoge snelheid of meerdere trappen.

Aangezien compressoren van de regeneratieve soort met toroïdale kamer volgens de stand van de techniek geen uniforme geleiding van het fluïdum verschaffen tijdens de spiraalvormige beweging daarvan binnen de toroïdale kamer, zijn deze niet in staat een hoog rendement te bereiken, en bereiken zij de theoretisch haalbare drukverhoging niet.

Bovendien geeft het genoemde gebrek aan een geschikte fluïdumgeleiding in bekende compressoren aanleiding tot een turbulentie die de oorzaak van hinderlijk en ongewenst geluid is.

In sommige bekende konstrukties heeft men getracht de voornoemde problemen te verminderen door het verschaffen van compressoren met grotere afmetingen voor het verkrijgen van een grotere drukverhoging en door het gebruik van gecompliceerde en kostbare dempvoorzieningen voor het verminderen van het geluid.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het vermijden van de voornoemde nadelen door het verschaffen van een compressor van de regeneratieve soort met toroïdale kamer, welke zowel economisch is als een hoog rendement heeft, en welke het door het drastisch verminderen van de turbulentie en het optimaliseren van de fluïdumbaan tussen de schoepen mogelijk maakt het compressorgeluid te verminderen en een zeer grote drukverhoging te bereiken onder handhaving van kleine compressorafmetingen, zodat deze in het bijzonder geschikt is voor huishoudelijk gebruik.

De compressor volgens de uitvinding wordt daartoe daardoor gekenmerkt dat de schoepen zijn gevormd met een aërodynamisch profiel met een kromming in de bewegingsrichting en een zodanige variabele dikte, dat de afstanden tussen de twee naar elkaar toe gekeerde oppervlakken van twee aangrenzende schoepen die een uitstroomkanaal bepalen, constant zijn wanneer deze afstanden loodrecht ten opzichte van de hartlijn van genoemd stroomkanaal worden gemeten, waarbij de stripper aan de zuigzijde van de compressor is voorzien van een inlaatsleuf met een toenemende doorsnede voor het inbrengen van fluïdum in de uitstroomkanalen die worden bepaald door de schoepen, en aan de afgiftezijde van de compressor van afgeschuinde randen en welvingen op de wanden van het kanaal daarvan, voor het vormen van een geleidelijke inloop voor de intrede van een schoep in het stripperkanaal.

Op deze wijze wordt een juiste en turbulentie-vrije fluïdumintrede in de door de schoepen bepaalde uitstroomkanalen verkregen dankzij de kromming daarvan, waarna het fluïdum met een uniforme beweging beweegt binnen de kanalen dankzij de specifieke wijze waarop deze zijn gekon-strueerd, en het fluïdum tenslotte met een maximaal mogelijke snelheid uittreedt als gevolg van de voorwaarts gerichte kromming van de schoepen, met het eindresultaat dat een zeer grote drukverhoging wordt verkregen.

Door de vormgeving van de zuigzijde van de compressor kan het binnentredende fluïdum geleidelijk in de kanalen stromen zonder een hevige botsing tegen de rotorschoepen en derhalve zonder turbulentie. De vormgeving van de compressorafgiftezijde voorkomt niet alleen de opwekking van vortex-verschijnselen maar voorkomt ook dat de plotselinge vernauwing die wordt teweeggebracht door de stripper veel geluid produceert door het belemmeren van de fluïdum-stroming.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding bestaan de afdichtingselementen uit een aantal concentrische ribben die zijn aangebracht aan beide zijden van de rotor voor het vormen van labyrinthafdichtingen.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de rotor vervaardigd uit één stuk, bijvoorbeeld door middel van gieten, persen etc., welk stuk de schoepen met variabele doorsnede en de labyrinthaf dichtingen daarvan omvat.

In een nadere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de compressor geheel vervaardigd van kunststof.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, welke een voorkeursuitvoeringsvorm tonen, waarin:

Fig. 1 een perspektivisch aanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, is van een compressor van de regeneratieve soort met toroïdale kamer welke is gekonstrueerd volgens de uitvinding;

Fig. 2 een dwarsdoorsnede is van de compressor volgens de uitvinding op een kleinere schaal, welke doorsnede is genomen volgens de lijn II-II van fig. 1;

Fig. 3 een gedeeltelijk bovenaanzicht is van een gedeelte van de compressor met uitgenomen rotor voor het beter toelichten van de karakteristieken van de stripper daarvan;

Fig. 4 een gedeeltelijk aanzicht is van de van schoepen voorziene zijde van de rotor van de regeneratieve compressor volgens de uitvinding.

In de figuren duidt het verwi jzingscijfer 1 de rotor van de compressor aan, welke rotor draaibaar is met de naaf 2 daarvan in een geschikte ruimte 3 die is aangebracht in het binnenhuis 4 van de compressor, en omvat aan het in omtreksrichting verlopende buitenoppervlak van de onderzijde daarvan een reeks schoepen 5 plus drie concentrische ribben 6 voor het vormen van een labyrinthafdich-ting tegen het binnenhuis 4. De rotor 1 en bijgevolg de schoepen 5 daarvan roteren in de richting van de pijl 7 binnen een toroïdale kamer 8 met een dwarsdoorsnede die groter is dan die van de schoepen, welke kamer wordt begrensd door het binnenhuis 4 en het buitenhuis 9 van de compressor, welk buitenhuis een afgifteleiding 11 en een gat voor het doorvoeren van de as 10 omvat, welke as de rotor verbindt met een aandrijfmotor. Aan de bovenzijde van de rotor 1 zijn eveneens drie concentrische ribben 12 aangebracht voor het vormen van een labyrinthafdichting tegen het buitenhuis 9. De schoepen 5, welke daartussen uitstroomkanalen 13 (zie fig. 4) bepalen, hebben een aërodynamisch profiel met een kromming in de bewegingsrichting 7 van de rotor en met een zodanige variabele dikte, dat de afstanden 14 tussen de twee naar elkaar toe gekeerde oppervlakken 15 en 16 van twee aangrenzende schoepen constant zijn wanneer loodrecht ten opzichte van de hartlijn 17 van het door de voornoemde oppervlakken bepaalde uitstroomkanaal wordt gemeten. De toroïdale kamer 8 wordt onderbroken door een separatieblok (zie fig. 1-3) of stripper 18 omvattende een cirkelvormig kanaal 19 voor de doorgang van de schoepen 5, welke stripper de zuigzijde van de compressor, die bestaat uit een gat 20 in het binnenhuis 4 waardoor het fluïdum binnentreedt in de richting van de pijl 21, scheidt van de afgiftezijde van de compressor die bestaat uit de leiding 11 waardoor het fluïdum wordt afgevoerd in de richting van de pijl 22. De stripper 18 omvat in een positie die behoort bij het gat 12, en derhalve aan de zuigzijde, een inlaatsleuf 23 met een doorsnede die toeneemt in de richting van de pijl 7 (zie fig. 1 en 3) voor het geleidend transporteren van de vloeistof in de uitstroomkanalen 13 die door de schoepen 5 worden bepaald, en omvat eveneens aan de afgiftezijde daarvan, d.w.z. bij de leiding 11, afgeschuinde randen 25 en 26 (zie fig. 1 en 3) en welvingen 27 en 28 van de wanden 19' en 19" van het kanaal 19 voor het vormen van een geleidelijke inloop voor de intrede van het fluïdum dat door de roterende schoepen 5 wordt meegenomen binnen het kanaal 19 van de stripper 18.

Claims

1. Compressor van de regeneratieve soort met toroïda-le kamer, omvattende een rotor die aan het omtreksrichting verlopende buitenoppervlak daarvan is voorzien van schoepen welke daartussen uitstroomkanalen bepalen voor het samen te persen fluïdum, welke schoepen roteerbaar zijn binnen een toroïdale kamer met een dwarsdoorsnede die groter is dan die van de schoepen, en waarin een separa-tieblok met een in omtreksrichting verlopend kanaal voor de doorgang van een schoep, bekend als een "stripper", de continuïteit van de kamer onderbreekt door de zuigzijde te scheiden van de afgiftezijde van de compressor, waarbij geschikte afdichtingselementen zijn aangebracht tussen voornoemde elementen, met het kenmerk, dat de schoepen zijn gevormd met een aërodynamisch profiel met een kromming in de bewegingsrichting en een zodanige variabele dikte, dat de afstanden tussen de twee naar elkaar toe gekeerde oppervlakken van twee aangrenzende schoepen die een uitstroomkanaal bepalen, constant zijn wanneer deze afstanden loodrecht ten opzichte van de hartlijn van genoemd stroomkanaal worden gemeten, waarbij de stripper aan de zuigzijde van de compressor is voorzien van een inlaatsleuf met een toenemende doorsnede voor het inbrengen van fluïdum in de uitstroomkanalen die worden bepaald door de schoepen, en aan de afgiftezijde van de compressor van afgeschuinde randen en welvingen op de wanden van het kanaal daarvan, voor het vormen van een geleidelijke inloop voor de intrede van een schoep in het stripperka-naal.

2. Compressor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtingselementen bestaan uit een aantal concentrische ribben die zijn aangebracht aan beide zijden van de rotor voor het vormen van labyrinthafdichtingen.

3. Compressor volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rotor is vervaardigd uit één stuk, dat de schoepen met variabele doorsnede en de labyrinthafdichtingen daarvan omvat.

4. Compressor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze geheel is vervaardigd van kunststof.