BE1025611B1 - Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and method for controlling lubrication and / or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit - Google Patents
Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and method for controlling lubrication and / or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit Download PDFInfo
- Publication number
- BE1025611B1 BE1025611B1 BE2018/5237A BE201805237A BE1025611B1 BE 1025611 B1 BE1025611 B1 BE 1025611B1 BE 2018/5237 A BE2018/5237 A BE 2018/5237A BE 201805237 A BE201805237 A BE 201805237A BE 1025611 B1 BE1025611 B1 BE 1025611B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- oil
- rotor pump
- compressor
- circuit
- reservoir
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 title claims description 25
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 6
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
- F01M1/00—Pressure lubrication
- F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
-
- 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
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
-
- 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
- F04C29/021—Control systems for the circulation of the lubricant
-
- 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
- F04C29/025—Lubrication; Lubricant separation using a lubricant pump
-
- 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
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
- F16N7/38—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems
- F16N7/40—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems in a closed circulation system
-
- 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
- F04C18/12—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 other than internal-axis type
- F04C18/14—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 other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—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 other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Oliecircuit voor een olievrije compressor (1) die een motor (4) en een compressorelement (2) omvat, - waarbij dit oliecircuit (5) een oliereservoir (10) omvat met olie (11) en van een olierotorpomp (13) om olie (11) naar het compressorelement (2) en/of de motor (4) te sturen via een olieleiding (12); - waarbij deze olierotorpomp (13) aangedreven wordt door de voornoemde motor (4); - waarbij het oliecircuit (5) een terugvoerleiding (19) omvat om olie (11) van het compressorelement (2) en/of de motor (4) terug naar het oliereservoir (10) te leiden; - waarbij het oliecircuit (5) een bypassleíding (15) en een bypassklep (14) omvat om een deel van de olie (11) tussen de olierotorpomp (13) enerzijds en het compressorelement (2) en/of de motor (4) anderzijds terug naar het oliereservoir (10) te leiden zonder dat deze olie (11) langs of door het compressorelement (2) en/of de motor (4) passeert; en - waarblj het oliecircuit (5) voorzien is van een oliekoeler (16), waarbij de oliekoeler (16) in de bypassleiding (15) geplaatst is en dat de bypassklep (14) in de olieleiding (12) geplaatst is.Oil circuit for an oil-free compressor (1) comprising an engine (4) and a compressor element (2), - wherein this oil circuit (5) comprises an oil reservoir (10) with oil (11) and an oil rotor pump (13) around oil ( 11) to be sent to the compressor element (2) and / or the motor (4) via an oil line (12); - wherein this oil rotor pump (13) is driven by the aforementioned engine (4); - wherein the oil circuit (5) comprises a return line (19) for passing oil (11) from the compressor element (2) and / or the motor (4) back to the oil reservoir (10); - wherein the oil circuit (5) comprises a bypass line (15) and a bypass valve (14) around a part of the oil (11) between the oil rotor pump (13) on the one hand and the compressor element (2) and / or the motor (4) on the other hand returning it to the oil reservoir (10) without it passing oil (11) along or through the compressor element (2) and / or the engine (4); and - wherein the oil circuit (5) is provided with an oil cooler (16), the oil cooler (16) being placed in the bypass line (15) and the bypass valve (14) being placed in the oil line (12).
Description
Oliecircuit, olievrije compressor voorzien van zulk oliecircuit en werkwijze om smering en/of koeling van zulke olievrije compressor te regelen via zulk oliecircuit.Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and method for controlling lubrication and / or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een oliecircuit, een olievrije compressor voorzien van een dergelijk oliecircuit en een werkwijze om smering en/of koeling van een dergelijke olievrije compressor te regelen via dergelijk oliecircuit.The present invention relates to an oil circuit, an oil-free compressor provided with such an oil circuit and a method for controlling lubrication and / or cooling of such an oil-free compressor via such an oil circuit.
Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld om een verbeterd oliecircuit te voorzien en een een verbeterde werkwijze voor het regelen van smering en/of koeling via dit verbeterd oliecircuit van een olievrije compressor die een motor met een variabel toerental of snelheid omvat, dit wil zeggen met een VSD-regeling.More specifically, the invention is intended to provide an improved oil circuit and an improved method for controlling lubrication and / or cooling via this improved oil circuit of an oil-free compressor comprising a variable speed or speed motor, i.e. with a VSD scheme.
Het is gekend dat een oliecircuit gebruikt wordt om componenten in een dergelijke motor te smeren en koelen.It is known that an oil circuit is used to lubricate and cool components in such an engine.
Deze componenent zijn bijvoorbeeld, maar niet gelimiteerd tot, lagers en tandwielen van de motor.These components are, for example, but not limited to, bearings and gears of the engine.
Bij hoge toerentallen hebben deze lagers en tandwielen een precies gedoseerde oliesmering nodig: niet te veel olie, wat hydraulische verliezen met zich meebrengt en zelfs oververhitting, maar ook niet te weinig olie, wat een slechte smering en oververhitting veroorzaakt.At high speeds, these bearings and gears require precisely dosed oil lubrication: not too much oil, which leads to hydraulic losses and even overheating, but also not too little oil, which causes poor lubrication and overheating.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Daarom wordt oliejetsmering toegepast, waarbij spuitmonden met een zeer nauwkeurige opening worden gebruikt welke gericht is naar de exacte locatie waar de smering nodig is.That is why oil jet lubrication is used, whereby nozzles with a very accurate opening are used which are directed to the exact location where lubrication is needed.
Deze locatie is het loopvlak van de lagers en daar waar de tanden van de tandwielen in elkaar draaien.This location is the bearing surface of the bearings and where the teeth of the gears turn together.
De olie in het oliecircuit dient gekoeld te worden om oververhitting van de olie in het oliecircuit en hieraan gerelateerde veranderingen in smeringseigenschappen van de olie te vermijden.The oil in the oil circuit must be cooled to prevent overheating of the oil in the oil circuit and related changes in oil lubrication properties.
Het oliecircuit dat de spuitmonden voorziet van gefilterde en gekoelde olie op een vooropgesteld drukniveau, omvat typisch een oliereservoir, een olierotorpomp, een oliekoeler, een oliefilter en verbindingsleidingen welke al dan niet geïntegreerd kunnen zijn in andere delen van de olievrije compressor. Verder zijn vaak ook minimum drukventielen, overbruggingsleidingen, oliedruksensoren en -temperatuursensoren voorzien.The oil circuit that supplies the nozzles with filtered and cooled oil at a predetermined pressure level typically comprises an oil reservoir, an oil rotor pump, an oil cooler, an oil filter, and connection lines which may or may not be integrated into other parts of the oil-free compressor. Furthermore, minimum pressure valves, bridging lines, oil pressure sensors and temperature sensors are often also provided.
Traditioneel wordt een oliecircuit voor een dergelijke olievrije compressor als volgt ingericht.Traditionally, an oil circuit for such an oil-free compressor is arranged as follows.
Vanuit een oliereservoir wordt olie opgepompt met behulp van een olierotorpomp, waarna de olie naar een oliekoeler wordt geleid. De koeler zal de olie koelen, alvorens deze naar de te smeren en eventueel te koelen onderdelen van de olievrije compressor wordt gebracht.Oil is pumped from an oil reservoir using an oil rotor pump, after which the oil is led to an oil cooler. The cooler will cool the oil before it is brought to the parts of the oil-free compressor to be lubricated and possibly cooled.
Tijdens het smeren en koelen zal de temperatuur van de olie toenemen.The temperature of the oil will rise during lubrication and cooling.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Nadat de olie doorheen de te smeren en/of koelen componenten van de olievrije compressor is gegaan, zal deze via een terugvoerleiding terug naar het oliereservoir geleid worden. De warme olie zal door de olierotorpomp van het oliereservoir naar de oliekoeler geleid worden, waar de olie zal gekoeld worden alvorens deze opnieuw naar de componenten van de olievrije compressor wordt geleid.After the oil has passed through the components to be lubricated and / or cooled, the oil-free compressor will be led back to the oil reservoir via a return line. The hot oil will be led through the oil rotor pump from the oil reservoir to the oil cooler, where the oil will be cooled before it is returned to the components of the oil-free compressor.
De voornoemde olierotorpomp speelt een belangrijke rol: als niet voldoende olie op tijd aan de spuitmonden wordt geleverd, kan een slechte smering resulteren in schade of falen van de lagers en/of tandwielen.The aforementioned oil rotor pump plays an important role: if insufficient oil is delivered to the nozzles in time, poor lubrication can result in damage or failure of the bearings and / or gears.
Het is mogelijk om een olierotorpomp te gebruiken die wordt aangestuurd door aparte motor.It is possible to use an oil rotor pump that is driven by a separate motor.
Dit heeft als voordeel dat de olierotorpomp gecontroleerd kan worden, maar heeft als nadeel dat een aparte motor en controle-of stuureenheid nodig zijn. Dit heeft als resultaat dat de olievrije compressor niet alleen duurder maar ook omvangrijker zal zijn en bovendien bijkomende componenten zal omvatten die dienen onderhouden te worden en die kunnen falen.This has the advantage that the oil rotor pump can be checked, but has the disadvantage that a separate engine and control or control unit are required. As a result, the oil-free compressor will not only be more expensive, but also more bulky, and will additionally include additional components that must be maintained and may fail.
Het is daarom interessant om de olierotorpomp aan te drijven met dezelfde motor als een compressorelement van de olievrije compressor. Dit verzekert dat de olierotorpomp steeds zal draaien wanneer het compressorelement draait. Dit betekent ook dat bij een hogere snelheid of toerental van de motor en het compressorelement van de olievrije compressor, wanneer meer olie vereist is voor de smering en koeling van de olievrije compressor, meer olie wordt opgepompt en naar deIt is therefore interesting to drive the oil rotor pump with the same motor as a compressor element of the oil-free compressor. This ensures that the oil rotor pump will always run when the compressor element is running. This also means that at a higher speed or speed of the engine and the compressor element of the oil-free compressor, when more oil is required for the lubrication and cooling of the oil-free compressor, more oil is pumped up and sent to the
B E2018/5237 oliekoeler en vervolgens de motor en/of het compressorelement wordt geleid.B E2018 / 5237 oil cooler and then the engine and / or the compressor element.
De oliedruk mag echter niet te veel oplopen en bij hogere snelheden of toerentallen van de motor en het compressorelement, zal de olierotorpomp zo veel olie oppompen dat de druk te hoog wordt. Een te hoge oliedruk is onder andere niet toegelaten omdat er dan te veel olie gebruikt wordt voor de lagersmering, waardoor de verliezen in de lagers oplopen.However, the oil pressure must not increase too much and at higher speeds or speeds of the engine and the compressor element, the oil rotor pump will pump up so much oil that the pressure becomes too high. Too high an oil pressure is not allowed, among other things, because too much oil is used for the bearing lubrication, causing the losses in the bearings to increase.
Daarom wordt in het oliecircuit stroomafwaarts van de oliekoeler een bypassleiding met een klep aangebracht, die vanaf een bepaald toerental een deel van de opgepompte olie terug naar het oliereservoir zal pompen.Therefore, a bypass line with a valve is fitted in the oil circuit downstream of the oil cooler, which will pump a part of the pumped oil back to the oil reservoir from a certain speed.
Hoe hoger de snelheid van de motor en dus de olierotorpomp, hoe meer olie de klep via de bypassleiding zal terugsturen naar het oliereservoir.The higher the speed of the engine and therefore the oil rotor pump, the more oil the valve will send back to the oil reservoir via the bypass line.
Op deze manier zal de oliedruk in het oliecircuit niet te hoog oplopen.In this way the oil pressure in the oil circuit will not rise too high.
Volgens een klassiek oliecircuit, zal alle olie die naar de motor en/of het compressorelement wordt gestuurd, via de oliekoeler passeren.According to a traditional oil circuit, all oil sent to the engine and / or the compressor element will pass through the oil cooler.
Dergelijke gekende oliecircuits vertonen dan ook het nadeel dat bij lage toerentallen van de motor de olie te veel gekoeld wordt, aangezien de oliekoeler ontworpen is om de olie te koelen bij maximum toerental van de motor, wanneerSuch known oil circuits therefore have the disadvantage that at low engine speeds the oil is cooled too much, since the oil cooler is designed to cool the oil at the maximum engine speed when
B E2018/5237 de olie het meest opwarmt door verliezen in de draaiende onderdelen.B E2018 / 5237 the oil warms up the most due to losses in the rotating parts.
Hierdoor zal de olie bij deze lage toerentallen een hoge viscositeit hebben, wat zal leiden tot olieverliezen in de lagers.As a result, the oil will have a high viscosity at these low speeds, which will lead to oil losses in the bearings.
Bovendien zal er een groot temperatuurverschil ontstaan in de olie bij lage en hoge toerentallen.Moreover, there will be a large temperature difference in the oil at low and high speeds.
Deze grote temperatuurverschillen zijn nadelig voor de motor van de olievrije compressor.These large temperature differences are detrimental to the engine of the oil-free compressor.
Als gevolg hiervan zal vaak gekozen worden voor een oliekoeler waarvan het koelvermogen aanpasbaar is, die uiteraard duurder en meer complex is.As a result, an oil cooler will often be chosen for which the cooling capacity is adjustable, which is of course more expensive and more complex.
Bovendien zal het nodig zijn om een grote koeler ontworpen voor het volledige oliedebiet bij maximum toerental toe te passen.In addition, it will be necessary to use a large cooler designed for the full oil flow rate at maximum speed.
Geschikte olierotorpompen voor het oliecircuit zijn centrifugaalpompen met impeller, tandwielpompen, interne tandwielpompen, zoals gerotor pompen en schottenpompen.Suitable oil rotor pumps for the oil circuit are centrifugal pumps with impeller, gear pumps, internal gear pumps, such as rotor pumps and vane pumps.
In US 3,995,978 wordt een gerotor pomp beschreven.A gerotor pump is described in US 3,995,978.
Dergelijke pompen kunnen ontworpen worden om de juiste hoeveelheid olie op te pompen wanneer ze aangedreven worden aan hetzelfde toerental als de motor van het compressorelement, door een geschikte keuze van pompbreedte en/of het aantal tanden of schotten, wat zal toelaten om deSuch pumps can be designed to pump up the correct amount of oil when they are driven at the same speed as the compressor element motor, through an appropriate choice of pump width and / or the number of teeth or baffles, which will allow the
B E2018/5237 olierotorpomp rechtstreeks op de as van de motor te monteren wat resulteert in een zeer compacte, robuuste, efficiënte en goedkope machine.B E2018 / 5237 oil rotor pump to be mounted directly on the shaft of the engine, resulting in a very compact, robust, efficient and inexpensive machine.
Echter, een nadeel van dergelijke opstelling waarbij de olierotorpomp rechtstreeks op de as van de motor van het compressorelement is aangebracht, is het feit dat de olierotorpomp dan redelijk hoog in de olievrije compressor dient aangebracht te worden, en zich dus relatief hoog bevindt ten opzichte van het oliereservoir.However, a disadvantage of such an arrangement in which the oil rotor pump is mounted directly on the axis of the compressor element motor is the fact that the oil rotor pump then has to be mounted reasonably high in the oil-free compressor, and is therefore relatively high relative to the oil reservoir.
Dit betekent dat bij opstart van de olievrije compressor, de olierotorpomp eerst de lucht uit de aanzuigleiding, die door vloeistof in verbinding staat met het oliereservoir, dient te zuigen en vervolgens olie uit het oliereservoir dient aan te zuigen en op te pompen.This means that when the oil-free compressor is started up, the oil rotor pump must first suck in the air from the suction pipe, which is connected to the oil reservoir through liquid, and then suck in and pump up oil from the oil reservoir.
Deze opstart zal gemakkelijker zijn indien er reeds enige olie in de olierotorpomp aanwezig is, zodat wanneer de olierotorpomp start, deze olie rondgestuurd wordt en voor de afdichting in de olierotorpomp kan zorgen, zodat de zuigkracht van de olierotorpomp onmiddellijk optimaal is.This start-up will be easier if some oil is already present in the oil rotor pump, so that when the oil rotor pump starts, this oil is circulated and can provide a seal in the oil rotor pump, so that the suction power of the oil rotor pump is immediately optimal.
Er wordt daarom vaak tijdens de montage van de olierotorpomp een kleine hoeveelheid olie aangebracht in de olierotorpomp, i.e. een hoeveelheid die klein is in verhouding met het totale volume aan olie in het oliecircuit.Therefore, during mounting of the oil rotor pump, a small amount of oil is often applied to the oil rotor pump, i.e., an amount that is small in relation to the total volume of oil in the oil circuit.
Wanneer de pomp echter een lange tijd na de montage voor de eerste maal wordt opgestart, is deze initiële hoeveelheid olie reeds gedeeltelijk of volledig verdampt en bijgevolg niet meer voldoende om de olierotorpomp goed op te starten.However, when the pump is started up for a long time after assembly, this initial amount of oil has already partially or completely evaporated and is therefore no longer sufficient to properly start the oil rotor pump.
BE2018/5237BE2018 / 5237
US 3,859,013 beschrijft een olierotorpomp, waarbij in de inlaatleiding tussen de oliepomp en het oliereservoir een soort van sifonachtige structuur is voorzien, die ervoor zorgt dat een kleine hoeveelheid olie in de inlaatleiding nabij het oliereservoir wordt vastgehouden. Echter, bij opstart van de olievrije compressor, dient de olierotorpomp alsnog een grote hoeveelheid lucht aan te zuigen alvorens de olie uit de sifonachtige structuur kan opgezogen worden.US 3,859,013 describes an oil rotor pump, wherein a kind of siphon-like structure is provided in the inlet line between the oil pump and the oil reservoir, which ensures that a small amount of oil is retained in the inlet line near the oil reservoir. However, when the oil-free compressor is started up, the oil rotor pump must still draw in a large amount of air before the oil can be sucked up from the siphon-like structure.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en/of andere nadelen een oplossing te bieden.The present invention has for its object to provide a solution to at least one of the aforementioned and / or other disadvantages.
De huidige uitvinding heeft een oliecircuit als voorwerp voor smering en koeling van een olievrije compressor die een motor en een compressorelement aangedreven door deze motor omvat,The present invention has an oil circuit as the object for lubrication and cooling of an oil-free compressor that comprises a motor and a compressor element driven by this motor,
- waarbij dit oliecircuit voorzien is van een oliereservoir met olie en van een olierotorpomp die geconfigureerd is om olie van het oliereservoir door een inlaatkanaal stroomopwaarts van de olierotorpomp naar het compressorelement en/of de motor te sturen via een olieleiding;- wherein this oil circuit is provided with an oil reservoir with oil and with an oil rotor pump configured to send oil from the oil reservoir through an inlet channel upstream of the oil rotor pump to the compressor element and / or the engine via an oil line;
- waarbij deze olierotorpomp voorzien is van een rotor gemonteerd op een rotatieas, waarbij deze olierotorpomp een slagvolume heeft, en waarbij deze olierotorpomp aangedreven wordt door de motor van het compressorelement;- wherein this oil rotor pump is provided with a rotor mounted on a rotation axis, said oil rotor pump having a stroke volume, and wherein this oil rotor pump is driven by the motor of the compressor element;
waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een terugvoerleiding die geconfigureerd is om olie van het compressorelement en/of de motor terug naar het oliereservoir te leiden;wherein the oil circuit is further provided with a return line configured to direct oil from the compressor element and / or the engine back to the oil reservoir;
waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een bypassleiding en een drukgeregelde bypassklep diewherein the oil circuit is further provided with a bypass line and a pressure-controlled bypass valve which
BE2018/5237 geconfigureerd zijn om een deel van de olie tussen enerzijds de olierotorpomp en anderzijds het compressorelement en/of de motor rechtstreeks terug naar het oliereservoir te leiden zonder dat dit deel van de olie op zijn weg naar het 5 oliereservoir langs of door het compressorelement en/of de motor passeert; en waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een oliekoeler, met als kenmerk dat de oliekoeler in de bypassleiding 10 geplaatst is en dat de bypassklep in de olieleiding geplaatst is .BE2018 / 5237 are configured to direct part of the oil between the oil rotor pump on the one hand and the compressor element and / or the motor directly back to the oil reservoir on the other hand without this part of the oil on its way to the oil reservoir along or through the compressor element and / or the motor passes; and wherein the oil circuit is further provided with an oil cooler, characterized in that the oil cooler is placed in the bypass line 10 and that the bypass valve is placed in the oil line.
Een voordeel is dat bij lage toerentallen van het compressorelement, wanneer er weinig koeling nodig is, een 15 klein deel van de olie in het oliecircuit via de bypassleiding zal gestuurd worden en dus gekoeld worden;An advantage is that at low speeds of the compressor element, when little cooling is required, a small part of the oil in the oil circuit will be controlled via the bypass line and thus be cooled;
terwijl bij hoge toerentallen, wanneer er meer koeling nodig is, een relatief groter deel van de olie in het oliecircuit via de bypassleiding zal gestuurd worden en er dus meer 20 gekoeld zal worden.while at high speeds, when more cooling is required, a relatively larger part of the oil in the oil circuit will be sent via the bypass line and therefore more will be cooled.
Door minder te koelen bij lage toerentallen en meer te koelen bij hoge toerentallen, zal de temperatuur van de olie constanter zijn en dus de temperatuurverschillen kleiner, in 25 vergelijking met de gekende oliecircuits.By cooling less at low speeds and cooling more at high speeds, the temperature of the oil will be more constant and therefore the temperature differences smaller, compared to the known oil circuits.
Bovendien zal de gemiddelde olietemperatuur ook hoger liggen, zodat de olie een lagere viscositeit zal hebben, wat zal leiden tot minder olieverliezen in de lagers en andere 30 locaties in de olievrije compressor waar de olie wordt aangewend voor smering.Moreover, the average oil temperature will also be higher, so that the oil will have a lower viscosity, which will lead to fewer oil losses in the bearings and other locations in the oil-free compressor where the oil is used for lubrication.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Een ander voordeel is dat bij lage toerentallen de olie niet gekoeld zal worden aangezien er dan geen olie via de bypassleiding en de oliekoeler gestuurd zal worden. Op deze manier zal de olie bij lage toerentallen geen te hoge viscositeit hebben.Another advantage is that at low speeds the oil will not be cooled as no oil will be sent via the bypass line and the oil cooler. In this way the oil will not have too high a viscosity at low speeds.
Bovendien zal bij hogere toerentallen de olie niet te warm worden, omdat er dan meer olie via de koeler wordt gestuurd.Moreover, the oil will not get too hot at higher engine speeds, because more oil will be sent through the cooler.
Nog een ander voordeel bestaat erin dat de oliekoeler kleiner gedimensioneerd kan worden, i.e. in de bypassleiding kan gekozen worden voor een kleinere oliekoeler voor een kleiner oliedebiet in vergelijking met de gekende oliecircuits waar de oliekoeler zich in de olieleiding bevindt stroomopwaarts van de bypassklep.Yet another advantage is that the oil cooler can be sized smaller, i.e. a smaller oil cooler can be chosen for a smaller oil flow in the bypass line compared to the known oil circuits where the oil cooler is located in the oil line upstream of the bypass valve.
In een voorkeursdragende uitvoeringsvorm van de uitvinding, is het inlaatkanaal voorzien van een dam met een hoogte die hoger is dan de hoogte van de centerlijn van de rotatieas van de olierotorpomp verminderd met de kleinste diamter van de rotor van de olierotorpomp gedeeld door twee.In a preferred embodiment of the invention, the inlet channel is provided with a dam with a height that is higher than the height of the center line of the rotation axis of the oil rotor pump minus the smallest diameter of the rotor of the oil rotor pump divided by two.
Een voordeel van deze voorkeursdragende uitvoeringsvorm is dat gegarandeerd wordt dat na het stoppen van de olievrije compressor een ruime hoeveelheid olie achterblijft in de olierotorpomp en in het inlaatkanaal tussen de olierotorpomp en de dam zodat de olierotorpomp intern volledig bevochtigd wordt met olie bij de (her)opstart van de olievrije compressor en zodat zuigkracht van de olierotorpomp onmiddellijk zeer hoog zal zijn.An advantage of this preferred embodiment is that after stopping the oil-free compressor, it is guaranteed that a large amount of oil remains in the oil rotor pump and in the inlet channel between the oil rotor pump and the dam so that the oil rotor pump is completely moistened internally with oil at the (re) start-up of the oil-free compressor and so that suction power of the oil rotor pump will immediately be very high.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Op deze manier zal olieflow in het oliecircuit snel en vlotIn this way, oil flow into the oil circuit will be quick and smooth
olierotorpomp kan weglekken en/of zal de noodzaak vermijden dat bijkomende afdichtingen nodig zijn voor de voornoemdeoil rotor pump can leak and / or will avoid the need for additional seals for the aforementioned
De uitvinding betreft ook een olievrije compressor voorzien van een oliecircuit voor zijn smering en koeling, waarbij deze olievrije compressor een motor en een compressorelement aangedreven door deze motor omvat;The invention also relates to an oil-free compressor provided with an oil circuit for its lubrication and cooling, wherein this oil-free compressor comprises a motor and a compressor element driven by this motor;
- waarbij dit oliecircuit voorzien is van een oliereservoir met olie en van een olierotorpomp die geconfigureerd is om olie van het oliereservoir door een inlaatkanaal stroomopwaarts van de olierotorpomp naar het compressorelement en/of de motor te sturen via een olieleiding;- wherein this oil circuit is provided with an oil reservoir with oil and with an oil rotor pump configured to send oil from the oil reservoir through an inlet channel upstream of the oil rotor pump to the compressor element and / or the engine via an oil line;
- waarbij deze olierotorpomp voorzien is van een rotor gemonteerd op een rotatieas, waarbij deze olierotorpomp een slagvolume heeft, en waarbij deze olierotorpomp aangedreven wordt door de motor van het compressorelement;- wherein this oil rotor pump is provided with a rotor mounted on a rotation axis, said oil rotor pump having a stroke volume, and wherein this oil rotor pump is driven by the motor of the compressor element;
waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een terugvoer leiding die geconfigureerd is om olie van het compressorelement en/of de motor terug naar het oliereservoir te leiden;wherein the oil circuit is further provided with a return conduit configured to direct oil from the compressor element and / or the engine back to the oil reservoir;
BE2018/5237 waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een bypassleiding en een drukgeregelde bypassklep die geconfigureerd zijn om een deel van de olie tussen enerzijds de olierotorpomp en anderzijds het compressorelement en/of de motor rechtstreeks terug naar het oliereservoir te leiden zonder dat dit deel van de olie op zijn weg naar het oliereservoir langs of door het compressorelement en/of de motor passeert; en waarbij het oliecircuit verder voorzien is van een oliekoeler, met als kenmerk dat de olievrije compressor zodanig geconfigureerd is dat de oliekoeler in de bypassleiding geplaatst is en dat de bypassklep in de olieleiding geplaatst is.BE2018 / 5237 wherein the oil circuit is further provided with a bypass line and a pressure-controlled bypass valve which are configured to direct part of the oil between the oil rotor pump on the one hand and the compressor element and / or the engine directly back to the oil reservoir on the other without this part of the oil passes through or through the compressor element and / or the engine on its way to the oil reservoir; and wherein the oil circuit is further provided with an oil cooler, characterized in that the oil-free compressor is configured such that the oil cooler is placed in the bypass line and that the bypass valve is placed in the oil line.
Ten slotte betreft de uitvinding een werkwijze om smering en/of koeling van een olievrije compressor via een oliecircuit te regelen, waarbij deze olievrije compressor een motor en een compressorelement aangedreven door deze motor omvat;Finally, the invention relates to a method for controlling lubrication and / or cooling of an oil-free compressor via an oil circuit, wherein this oil-free compressor comprises a motor and a compressor element driven by this motor;
- waarbij dit oliecircuit voorzien is van een oliereservoir en waarbij door middel van een olierotorpomp olie van het oliereservoir van de olierotorpomp naar het compressorelement en/of de motor wordt gestuurd via een olieleiding;- wherein this oil circuit is provided with an oil reservoir and wherein oil is sent from the oil reservoir of the oil rotor pump to the compressor element and / or the engine via an oil pipe by means of an oil rotor pump;
- waarbij deze olierotorpomp aangedreven wordt door de motor van het compressorelement; en- wherein this oil rotor pump is driven by the motor of the compressor element; and
- waarbij een deel van de olie tussen, enerzijds, de olierotorpomp, en anderzijds, het compressorelement en/of de motor rechtstreeks terug naar het oliereservoir wordt geleid door middel van een bypassleiding en een drukgeregelde bypassklep die in het oliecircuit zijn opgenomen, zonder dat- wherein part of the oil between, on the one hand, the oil rotor pump and, on the other hand, the compressor element and / or the engine is led directly back to the oil reservoir by means of a bypass line and a pressure-controlled bypass valve which are included in the oil circuit,
BE2018/5237 dit deel van de olie op zijn weg naar het oliereservoir langs of door het compressorelement en/of de motor passeert;BE2018 / 5237 passes this part of the oil on its way to the oil reservoir along or through the compressor element and / or the engine;
met als kenmerk dat de werkwijze de verder de stappen omvat van :characterized in that the method further comprises the steps of:
- het deel van de olie dat door de bypassleiding en de bypassklep terug naar het oliereservoir geleid wordt, door de oliekoeler te leiden die in de bypassleiding geplaatst is; en- the part of the oil that is led back through the bypass line and the bypass valve to the oil reservoir, by passing the oil cooler that is placed in the bypass line; and
- de bypassklep zodanig te regelen dat een vooropgestelde druk bereikt wordt in de olieleiding tussen enerzijds de bypassklep en anderzijds het compressorelement en/of de motor.- regulating the bypass valve such that a predetermined pressure is achieved in the oil line between the bypass valve on the one hand and the compressor element and / or the motor on the other.
Bij voorkeur wordt de motor van het compressorelement enkel gestart nadat olie of een smeermiddel met een hogere vluchtigheid dan de olie in het oliecircuit gebracht is op een positie stroomafwaarts en hoger dan de olierotorpomp.The engine of the compressor element is preferably started only after oil or a lubricant with a higher volatility than the oil has been introduced into the oil circuit at a position downstream and higher than the oil rotor pump.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende varianten beschreven van een oliecircuit volgens de uitvinding en een olievrije compressor voorzien van een dergelijk oliecircuit, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a few preferred variants of an oil circuit according to the invention and an oil-free compressor provided with such an oil circuit are described below, with reference to the accompanying drawings, as an example without any limiting character. in which:
figuur 1 schematisch een olievrije compressor voorzien van een oliecircuit volgens de uitvinding weergeeft;figure 1 schematically represents an oil-free compressor provided with an oil circuit according to the invention;
figuur 2 schematisch het verloop weergeeft van het debiet van de olierotorpomp in functie van het toerental van de motor ;figure 2 schematically shows the course of the oil rotor pump flow rate as a function of the engine speed;
B E2018/5237 figuur 3 schematisch het verloop weergeeft van de druk in de olieleiding stroomafwaarts van de bypassklep in functie van het toerental van de motor;Figure 3 schematically shows the variation of the pressure in the oil line downstream of the bypass valve as a function of the speed of the engine;
figuur 4 schematisch de motor en de olierotorpomp van figuur 1 weergeeft in meer detail;figure 4 schematically shows the engine and the oil rotor pump of figure 1 in more detail;
figuur 5 een zicht weergeeft volgens de pijl F3 in figuur 4, met gedeeltelijke wegsnijding van de behuizing van de olierotorpomp;figure 5 shows a view according to the arrow F3 in figure 4, with partial cut-away of the oil rotor pump housing;
figuur 6 in meer detail het gedeelte weergeeft dat in figuur 5 met F4 is aangeduid;Figure 6 shows in more detail the part which is indicated by F4 in Figure 5;
figuur 7 een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van figuur 6.Figure 7 represents an alternative embodiment of Figure 6.
De in figuur 1 weergegeven olievrije compressor 1 is in dit geval een schroefcompressorinrichting met een schroefcompressorelement 2, een overbrenging 3 (of 'tandwielkast') en een motor 4 met variabel toerental, waarbij de olievrije compressor 1 voorzien is van een oliecircuit volgens de uitvinding.The oil-free compressor 1 shown in Figure 1 is in this case a screw compressor device with a screw compressor element 2, a transmission 3 (or "gearbox") and a variable speed motor 4, the oil-free compressor 1 being provided with an oil circuit according to the invention.
Volgens de uitvinding is het niet noodzakelijk dat de olievrije compressor 1 een schroefcompressor 1 betreft, aangezien het compressorelement 2 even goed van een verschillend type zou kunnen zijn, bijvoorbeeld tandcompressorelement, een scrollcompressorelement, een een schottencompressorelement, etc.According to the invention, it is not necessary for the oil-free compressor 1 to be a screw compressor 1, since the compressor element 2 could equally well be of a different type, for example a tooth compressor element, a scroll compressor element, a vane compressor element, etc.
Het compressorelement 2 is voorzien van een behuizing 6 met een inlaat 7 om een gas aan te zuigen en een uitlaat 8 voor samengeperst gas. In de behuizing 6 zijn twee samenwerkende schroefrotoren 9 gelagerd.The compressor element 2 is provided with a housing 6 with an inlet 7 for sucking in a gas and an outlet 8 for compressed gas. Two cooperating screw rotors 9 are mounted in the housing 6.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Het oliecircuit 5 zal de olievrije compressor 1 voorzien van olie 11 om de onderdelen van de olievrije compressor 1 te smeren en eventueel te koelen.The oil circuit 5 will provide the oil-free compressor 1 with oil 11 to lubricate and optionally cool the parts of the oil-free compressor 1.
Deze onderdelen zijn bijvoorbeeld de tandwielen in de overbrenging 3, de lagers waarmee de schroefrotoren 9 in het compressorelement 2 gelagerd zijn, etc.These components are, for example, the gears in the transmission 3, the bearings with which the screw rotors 9 are mounted in the compressor element 2, etc.
Het oliecircuit 5 omvat een oliereservoir 10 met olie 11 en een olieleiding 12 om de olie 11 naar de te smeren en/of koelen onderdelen van de olievrije compressor 1 te brengen.The oil circuit 5 comprises an oil reservoir 10 with oil 11 and an oil line 12 for bringing the oil 11 to the parts to be lubricated and / or cooled of the oil-free compressor 1.
In de olieleiding 12 is een olierotorpomp 13 voorzien om olie 11 te kunnen oppompen uit het oliereservoir 10.An oil rotor pump 13 is provided in the oil line 12 for pumping oil 11 out of the oil reservoir 10.
De olierotorpomp 13 wordt aangedreven door de motor 4 van het compressorelement 2.The oil rotor pump 13 is driven by the motor 4 of the compressor element 2.
De olierotorpomp 13 kan rechtstreeks verbonden zijn met de as van de motor 4 of met een aandrijfas verbonden zijn. Deze aandrijfas is dan met de motor 4 verbonden via een koppeling. Op de aandrijfas wordt dan het tandwiel gemonteerd dat door de tandwielkast wordt aangedreven. Via de tandwielkast kunnen één of meerdere compressorelementen 2 aangedreven worden.The oil rotor pump 13 can be directly connected to the shaft of the engine 4 or connected to a drive shaft. This drive shaft is then connected to the motor 4 via a coupling. The gear is then mounted on the drive shaft and is driven by the gearbox. One or more compressor elements 2 can be driven via the gearbox.
In de olieleiding 12 is stroomafwaarts van de olierotorpomp 13 een bypassklep 14 voorzien en een bypassleiding 15 die vanaf de olieleiding 12 terug naar het oliereservoir 10 leidt.Downstream of the oil rotor pump 13, a bypass valve 14 and a bypass line 15 are provided in the oil line 12 which leads from the oil line 12 back to the oil reservoir 10.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Alhoewel in het weergegeven voorbeeld de bypassklep 14 in de olieleiding 12 is aangebracht is het niet uitgesloten dat de bypassklep 14 in de bypassleiding 15 is aangebracht. Ook is het niet uitgesloten dat een driewegklep wordt toegepast die is aangebracht ter plaatse van de aansluiting van de olieleiding 12 op de bypassleiding 15.Although in the example shown the bypass valve 14 is arranged in the oil line 12, it is not excluded that the bypass valve 14 is arranged in the bypass line 15. It is also not excluded that a three-way valve is used which is arranged at the location of the connection of the oil line 12 to the bypass line 15.
De bypassklep 14 zal de olie 11 die wordt opgepompt door de olierotorpomp 13 verdelen: een deel zal via de olieleiding 12 naar de te smeren en/of koelen onderdelen van de olievrije compressor 1 gestuurd worden, het overige deel zal via de bypassleiding 15 terug naar het oliereservoir 10 gestuurd worden.The bypass valve 14 will distribute the oil 11 that is being pumped up by the oil rotor pump 13: one part will be sent via the oil line 12 to the parts to be lubricated and / or cooled of the oil-free compressor 1, the remaining part will be returned via the bypass line 15 the oil reservoir 10 can be controlled.
De bypassklep 14 is in dit geval, maar niet noodzakelijk, een mechanische klep 14.The bypass valve 14 is, but not necessarily, a mechanical valve 14 in this case.
In een voorkeursdragende uitvoeringsvorm is de klep 14 een veergestuurde klep, dit wil zeggen dat de klep 14 een veer of veerelement bevat waarbij de veer de klep 14 meer of minder zal openen afhankelijk van de druk p stroomopwaarts of stroomafwaarts van de klep 14.In a preferred embodiment, the valve 14 is a spring-controlled valve, that is, the valve 14 comprises a spring or spring element wherein the spring will open the valve 14 more or less depending on the pressure p upstream or downstream of the valve 14.
In dit geval zal de klep een veergestuurde klep 14 zijn die de bypassleiding 15 zal afsluiten en openen afhankelijk van de druk p stroomafwaarts van de klep 14. Wanneer een bepaalde drempelwaarde van de druk p wordt overschreden, zal de klep 14 de bypassleiding 15 openen zodat een gedeelte van de opgepompte olie 11 via de bypassleiding 15 naar het oliereservoir 10 zal stromen.In this case, the valve will be a spring-controlled valve 14 that will close and open the bypass line 15 depending on the pressure p downstream of the valve 14. When a certain threshold value of the pressure p is exceeded, the valve 14 will open the bypass line 15 so that a portion of the pumped-up oil 11 will flow via the bypass line 15 to the oil reservoir 10.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Volgens de uitvinding is in de bypassleiding 15 een oliekoeler 16 geplaatst. Dit wil zeggen dat de olie 11 die via de bypassleiding 15 stroomt, gekoeld kan worden, maar dat de olie 11 die via de olieleiding 12 naar de te smeren en/of koelen onderdelen stroomt, niet gekoeld zal worden.According to the invention, an oil cooler 16 is placed in the bypass line 15. This means that the oil 11 that flows via the bypass line 15 can be cooled, but that the oil 11 that flows via the oil line 12 to the parts to be lubricated and / or cooled will not be cooled.
Met andere woorden: via de bypassleiding 15 zal gekoelde, koude olie 11 naar het oliereservoir 10 geleid worden.In other words: cooled, cold oil 11 will be led to the oil reservoir 10 via the bypass line 15.
In dit geval maakt de voornoemde oliekoeler 16 deel uit van een warmtewisselaar 17. De oliekoeler 16 zou bijvoorbeeld een platenkoeler kunnen zijn, doch elk type koeler dat geschikt is om de olie 11 te koelen kan in deze uitvinding gebruikt worden.In this case, the aforementioned oil cooler 16 forms part of a heat exchanger 17. The oil cooler 16 could, for example, be a plate cooler, but any type of cooler suitable for cooling the oil 11 can be used in this invention.
In dit geval heeft de oliekoeler 16 een vast of constant koelvermogen voor een gegeven oliedebiet en debiet van een koelmiddel. Dit wil zeggen dat het koelvermogen niet aangepast kan worden. Door het aanpassen van het debiet van het koelmiddel zou het inderdaad mogelijk zijn om het koelvermogen aan te passen. Dit is evenwel niet nodig.In this case, the oil cooler 16 has a fixed or constant cooling capacity for a given oil flow rate and flow rate of a coolant. This means that the cooling capacity cannot be adjusted. By adjusting the flow rate of the coolant it would indeed be possible to adjust the cooling capacity. However, this is not necessary.
Vanaf de bypassklep 14 loopt de olieleiding 12 naar de te smeren en eventueel koelen onderdelen van de olievrije compressor 1. Hierbij zal de olieleiding 12 opgesplitst worden in deelleidingen 18, die eventueel deels geïntegreerd kunnen worden in het compressorelement 2.The oil line 12 runs from the bypass valve 14 to the parts of the oil-free compressor 1 to be lubricated and possibly cooled. The oil line 12 will then be split into sub-lines 18, which may optionally be partially integrated into the compressor element 2.
Verder is het oliecircuit 5 voorzien van een terugvoerleiding 19 om de olie 11, nadat deze de onderdelen gesmeerd en eventueel gekoeld heeft, vanaf het compressorelement 2 terug te voeren naar het oliereservoir 10.Furthermore, the oil circuit 5 is provided with a return line 19 for returning the oil 11, after it has lubricated and optionally cooled, from the compressor element 2 to the oil reservoir 10.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Deze olie 11 zal een hogere temperatuur hebben.This oil 11 will have a higher temperature.
In het oliereservoir 10 zal deze warme olie 11 gemengd worden met de gekoelde, koude olie 11 die via de bypassleiding 15 naar het oliereservoir 10 geleid wordt.In the oil reservoir 10 this hot oil 11 will be mixed with the cooled, cold oil 11 which is led via the bypass line 15 to the oil reservoir 10.
De werking van de olievrije compressor 1 met het oliecircuit 5 is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of the oil-free compressor 1 with the oil circuit 5 is very simple and as follows.
Wanneer het compressorelement 2 wordt aangedreven door de motor 4, zullen de samenwerkende, roterende schroefrotoren 9 lucht aanzuigen en samenpersen.When the compressor element 2 is driven by the motor 4, the cooperating, rotating screw rotors 9 will suck in and compress air.
Tijdens de werking zullen verschillende componenten van het compressorelement 2, de overbrenging 3 en de motor 4 gesmeerd en gekoeld worden.During operation, various components of the compressor element 2, the transmission 3 and the motor 4 will be lubricated and cooled.
Aangezien de olierotorpomp 13 aangedreven wordt door de motor 4 van het compressorelement 2, zal deze vanaf de opstart van de olievrije compressor 1 olie 11 oppompen en via de olieleiding 12 en deelleidingen 18 naar de te smeren en koelen onderdelen van de olievrije compressor 1 sturen.Since the oil rotor pump 13 is driven by the motor 4 of the compressor element 2, it will pump up oil 11 from the start-up of the oil-free compressor 1 and send it via the oil pipe 12 and sub-pipes 18 to the parts of the oil-free compressor 1 to be lubricated and cooled.
Het verloop van het debiet Q van de olierotorpomp 13 in functie van het toerental n van de motor 4 is weergegeven in figuur 2.The course of the flow Q of the oil rotor pump 13 as a function of the speed n of the engine 4 is shown in Figure 2.
Zoals uit deze figuur af te leiden is, zal bij lage toerentallen n de olierotorpomp 13 minder olie 11 oppompen in vergelijking met hoge toerentallen n. Dit is voordelig, aangezien er bij lage toerentallen n minder smering en koeling nodig zal zijn en bij hoge toerentallen n meer.As can be deduced from this figure, at low speeds n the oil rotor pump 13 will pump up less oil 11 compared to high speeds n. This is advantageous since at low speeds n less lubrication and cooling will be required and at high speeds n more.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Bij lage toerentallen n zal alle olie 11 die wordt opgepompt naar het compressorelement 2 en de motor 4 gestuurd worden, dit wil zeggen dat de bypassklep 14 de bypassleiding 15 zal afsluiten, zodat er geen olie 11 langs de bypassleiding 15 en de oliekoeler 16 terug naar het oliereservoir 10 kan stromen. Aangezien er bij lage toerentallen n geen koeling nodig is aangezien de olie 11 nauwelijks zal opwarmen, is dit geen probleem en zal dit ervoor zorgen dat de olie 11 niet te koud wordt.At low speeds n all the oil 11 that is pumped up will be sent to the compressor element 2 and the motor 4, that is to say that the bypass valve 14 will close the bypass line 15, so that no oil 11 along the bypass line 15 and the oil cooler 16 will return to the oil reservoir 10 can flow. Since no cooling is required at low speeds n since the oil 11 will hardly heat up, this is not a problem and will ensure that the oil 11 does not become too cold.
Het verloop van de druk p in de olieleiding 12 stroomafwaarts van de bypassklep 14 wordt weergegeven in figuur 3.The course of the pressure p in the oil line 12 downstream of the bypass valve 14 is shown in Figure 3.
De druk p zal stelselmatig en evenredig met het toerental n stijgen, totdat een welbepaalde druk p' bereikt wordt, overeenkomend met het toerental n'.The pressure p will increase systematically and proportionally to the speed n, until a specific pressure p 'is reached, corresponding to the speed n'.
Vanaf dit toerental n' wordt een zodanige druk p' bereikt, dat de bypassklep 14 gedeeltelijk opengesteld zal worden naar de bypassleiding 15 toe.From this speed n ', a pressure p' is achieved such that the bypass valve 14 will be partially opened towards the bypass line 15.
Hierdoor zal bij hogere toerentallen dan n' een gedeelte van de opgepompte olie 11 via de bypassleiding 15 gestuurd worden door de bypassklep 14.As a result, at higher speeds than n ', a portion of the pumped-up oil 11 will be controlled via the bypass line 15 through the bypass valve 14.
In figuur 2 is dit schematisch weergegeven, waarbij de curve opsplitst in twee takken: een gedeelte van het oliedebiet Q overeenkomend met zone I zal via de olieleiding 12 naar de te smeren en koelen onderdelen van de olievrije compressor 1 gestuurd worden, terwijl het overige gedeelte van het oliedebiet Q overeenkomend met zone II via de bypassleiding 15 terug naar het oliereservoir 10 wordt gestuurd.This is shown schematically in Figure 2, the curve splitting into two branches: part of the oil flow rate Q corresponding to zone I will be sent via the oil line 12 to the parts to be lubricated and cooled of the oil-free compressor 1, while the remaining part of the oil flow rate Q corresponding to zone II is sent back to the oil reservoir 10 via the bypass line 15.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Doordat de bypassklep 14 zal openen, zal de druk p vanaf het toerental n' niet meer evenredig met het toerental n van de motor 4 stijgen, maar is de curve afgevlakt, zoals weergegeven in figuur 3.Because the bypass valve 14 will open, the pressure p from the speed n 'will no longer increase proportionally to the speed n of the motor 4, but the curve is smoothed, as shown in figure 3.
Hoe hoger het toerental n, hoe meer de bypassklep 15 zal worden opengedrukt door de hogere druk p stroomafwaarts van de bypassklep 14 in de olieleiding 12. Immers bij een hoger toerental n zal het debiet Q van de olierotorpomp 13 groter zijn, zodat deze druk p ook zal oplopen, waardoor de bypassklep 14 steeds meer opengaat.The higher the speed n, the more the bypass valve 15 will be pressed open by the higher pressure p downstream of the bypass valve 14 in the oil line 12. After all, at a higher speed n the flow Q of the oil rotor pump 13 will be higher, so that this pressure p will also increase, as a result of which the bypass valve 14 will open more and more.
De veerkarakteristieken van de veergestuurde bypassklep 14 zijn zodanig gekozen dat de bypassklep 14 door de veer zodanig geregeld wordt dat een vooropgestelde druk p bereikt wordt in de olieleiding 12 tussen enerzijds de bypassklep 14 en anderzijds het compressorelement 2 en/of de motor 4 volgens de curve van figuur 3.The spring characteristics of the spring-controlled bypass valve 14 are selected such that the bypass valve 14 is controlled by the spring such that a predetermined pressure p is achieved in the oil line 12 between on the one hand the bypass valve 14 and on the other hand the compressor element 2 and / or the motor 4 according to the curve from figure 3.
De olie 11 die via de bypassleiding 15 gestuurd wordt, zal via de oliekoeler 16 passeren en gekoeld worden.The oil 11 that is sent via the bypass line 15 will pass through the oil cooler 16 and be cooled.
Omdat de gekoelde olie 11 die via de bypassleiding 15 gestuurd wordt in het oliereservoir 10 terechtkomt, zal de temperatuur van de olie 11 in het oliereservori 10 dalen. Deze koude(re) olie 11 wordt vervolgens door de olierotorpomp 13 opgepompt en naar het compressorelement 2 en/of de motor 4 gebracht.Because the cooled oil 11 that is sent via the bypass line 15 ends up in the oil reservoir 10, the temperature of the oil 11 in the oil reservoir 10 will drop. This cold (er) oil 11 is then pumped up by the oil rotor pump 13 and brought to the compressor element 2 and / or the motor 4.
Aangezien er bij hoge toerentallen n meer warmte in de olievrije compressor 1 wordt opgewekt, zal er nu meer koelingSince at high speeds n more heat is generated in the oil-free compressor 1, there will now be more cooling
BE2018/5237 nodig zijn, waar op bovenstaande manier precies voor gezorgd wordt.BE2018 / 5237 are needed, which is precisely taken care of in the above way.
Bij oplopende toerentallen n zal de olierotorpomp 13 steeds meer olie 11 oppompen uit het oliereservoir 10. Aangezien de druk p stroomafwaarts van de bypassklep 14 hierdoor steeds hoger zou worden, zal deze bypassklep 14 hierop reageren door steeds meer olie 11 via de bypassleiding 15 te sturen, zodat de druk p niet te hoog oploopt en de curve uit figuur 3 blijft volgen.At increasing speeds n the oil rotor pump 13 will pump more and more oil 11 out of the oil reservoir 10. Since the pressure p downstream of the bypass valve 14 would thereby become increasingly higher, this bypass valve 14 will respond to this by sending more and more oil 11 via the bypass line 15. so that the pressure p does not rise too high and the curve from Figure 3 continues to follow.
Hierdoor zal er bij oplopende toerentallen n steeds meer olie 11 gekoeld worden, zodat de oplopende temperatuur van de olievrije compressor 1 bij deze oplopende toerentallen n opgevangen kan worden.As a result, more and more oil 11 will be cooled at increasing speeds n, so that the rising temperature of the oil-free compressor 1 can be absorbed at these increasing speeds n.
Dit is weergegeven in figuur 2, waarbij de zone II steeds groter wordt bij hogere toerentallen n.This is shown in Figure 2, where zone II becomes increasingly larger at higher speeds n.
Uit bovenstaande is duidelijk dat er bij lage toerentallen n niet of weinig olie 11 wordt gekoeld, terwijl er bij oplopende toerentallen n steeds meer olie 11 wordt gekoeld.It is clear from the above that at low speeds n little or no oil 11 is cooled, while at increasing speeds n more and more oil 11 is cooled.
Als gevolg hiervan zal de olietemperatuur constanter zijn en gemiddeld gezien hoger, wat ervoor zorgt dat de viscositeit van de olie 11 gemiddeld gezien lager zal zijn, zodat er minder olieverliezen zijn in de olierotorpomp 13 en in de smeerlocaties.As a result, the oil temperature will be more constant and on average higher, which causes the viscosity of the oil 11 to be lower on average, so that there are fewer oil losses in the oil rotor pump 13 and in the lubrication locations.
Zoals verder af te leiden is uit figuur 2 zal bij alle toerentallen n het oliedebiet Q dat via de bypassleiding 15 en de oliekoeler 16 (zone II) gaat, kleiner zijn dan hetAs can be further deduced from Figure 2, at all engine speeds n, the oil flow rate Q passing through the bypass line 15 and the oil cooler 16 (zone II) will be smaller than the
B E2018/5237 oliedebiet Q dat naar het compressorelement 2 en/of de motor 4 (zone I) gestuurd wordt.B E2018 / 5237 oil flow rate Q that is sent to the compressor element 2 and / or the engine 4 (zone I).
Dit heeft tot gevolg dat de oliekoeler 16 in vergelijking met de gekende koelcircuits kleiner gedimensioneerd kan worden.This has the consequence that the oil cooler 16 can be dimensioned smaller in comparison with the known cooling circuits.
Via de terugvoerleiding 19 zal de olie 11 van het compressorelement 2 en/of de motor 4 naar het oliereservoir teruggestuurd worden.The oil 11 from the compressor element 2 and / or the motor 4 will be returned to the oil reservoir via the return line 19.
Deze olie 11 zal een hogere temperatuur hebben dan de olie in het oliereservoir 10.This oil 11 will have a higher temperature than the oil in the oil reservoir 10.
Naast deze warme olie 11 komt via de bypassleiding 15 ook de gekoelde olie 11 in het oliereservoir 10 terecht.In addition to this hot oil 11, the cooled oil 11 also enters the oil reservoir 10 via the bypass line 15.
De beiden zullen gemengd worden in het oliereservoir 10, wat zal resulteren in een olie 11 op een bepaalde temperatuur, gelegen tussen de temperatuur van de gekoelde olie 11 en de warme olie 11.Both will be mixed in the oil reservoir 10, which will result in an oil 11 at a certain temperature, located between the temperature of the cooled oil 11 and the hot oil 11.
Vanaf het oliereservoir 10 zal de olierotorpomp 13 de olie 11 opnieuw oppompen en zal de hierboven uitgelegde werkwijze en regeling gevolgd worden.From the oil reservoir 10, the oil rotor pump 13 will pump up the oil 11 again and the method and control explained above will be followed.
Alhoewel in het weergegeven voorbeeld als bypassklep 14 een mechanische klep gebruikt wordt die veergestuurd is, is het mogelijk om een elektronische bypassklep 14 te gebruiken die met een controller 20 wordt aangestuurd.Although in the example shown a bypass valve 14 is used that is a mechanical valve that is spring-controlled, it is possible to use an electronic bypass valve 14 that is controlled with a controller 20.
BE2018/5237BE2018 / 5237
In figuur 1 is deze controller 20 met een stippellijn weergegeven als voorbeeld. Deze controller 20 zal de bypassklep 14 aansturen, bijvoorbeeld op basis van een signaal van een druksensor 21 die stroomafwaarts van de bypassklep 14 in de olieleiding 12 geplaatst is. De controller 20 zal de bypassklep 14 aansturen zodat de druk p zoals geregistreerd door de druksensor 21 het verloop van de curve uit figuur 3 zal volgen. Met andere woorden: de bypassklep 14 wordt zo geregeld dat een vooropgestelde druk p wordt bereikt in de olieleiding 12 tussen enerzijds de bypassklep 14 en anderzijds het compressorelement 2 en/of de motor 4.In figure 1 this controller 20 is shown with a dotted line as an example. This controller 20 will control the bypass valve 14, for example on the basis of a signal from a pressure sensor 21 which is placed downstream of the bypass valve 14 in the oil line 12. The controller 20 will control the bypass valve 14 so that the pressure p as recorded by the pressure sensor 21 will follow the course of the curve from Figure 3. In other words: the bypass valve 14 is controlled such that a predetermined pressure p is achieved in the oil line 12 between on the one hand the bypass valve 14 and on the other hand the compressor element 2 and / or the motor 4.
Alhoewel in de weergegeven en beschreven voorbeelden het oliecircuit 5 apart is weergegeven van het compressorelement 2 en de motor 4, is het uiteraard niet uitgesloten dat het oliecircuit 5 is geïntegreerd in of fysiek deel uitmaakt van het compressorelement 2 en/of de motor 4.Although in the examples shown and described the oil circuit 5 is shown separately from the compressor element 2 and the motor 4, it is of course not excluded that the oil circuit 5 is integrated into or forms a physical part of the compressor element 2 and / or the motor 4.
Het is mogelijk dat in alle weergegeven en hierboven beschreven uitvoeringsvormen het oliecircuit 5 bijkomend een oliefilter omvat. Deze oliefilter kan bijvoorbeeld, doch niet noodzakelijk, aangebracht zijn in de olieleiding 12 stroomafwaarts van de bypassklep 14. De oliefilter zal mogelijke verontreinigingen uit de olie 11 halen alvorens deze naar het compressorelement 2 en/of de motor 4 te sturen.It is possible that in all embodiments shown and described above, the oil circuit 5 also comprises an oil filter. This oil filter may, for example, but not necessarily, be arranged in the oil line 12 downstream of the bypass valve 14. The oil filter will remove any contaminants from the oil 11 before sending them to the compressor element 2 and / or the motor 4.
De motor 4 zal zowel het compressorelement 2 als de olierotorpomp 13 rechtstreeks aandrijven. In figuur 4 is weergegeven dat de rotatieas 22 van de motor 4 rechtstreeks de olierotorpomp 13 aandrijft.The motor 4 will directly drive both the compressor element 2 and the oil rotor pump 13. Figure 4 shows that the axis of rotation 22 of the motor 4 directly drives the oil rotor pump 13.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Het oliecircuit 5 zal toelaten dat de olierotorpomp 13 olie 11 oppompt vanuit het oliereservoir 10 doorheen een inlaatkanaal 23 stroomopwaarts van de olierotorpomp 13, waarna de olie 11 via de leiding 12 en de deelleidingen 18 gestuurd kan worden naar spuitmonden die uitgeven op specifieke locaties in de motor 4 en/of het compressorelement 2 voor de smering en/of koeling van één of meer lagers en andere onderdelen van de olievrije compressor 1.The oil circuit 5 will allow the oil rotor pump 13 to pump up oil 11 from the oil reservoir 10 through an inlet channel 23 upstream of the oil rotor pump 13, after which the oil 11 can be sent via the pipe 12 and the sub pipes 18 to nozzles which discharge at specific locations in the engine 4 and / or the compressor element 2 for the lubrication and / or cooling of one or more bearings and other components of the oil-free compressor 1.
Aangezien de olierotorpomp 13 door de motor 4 van het compressorelement 2 wordt aangedreven, zal het zich op een aanzienlijk hoger niveau bevinden dan het oliereservoir 10. Dit betekent dat het inlaatkanaal 23, dat loopt vanaf het oliereservoir 10 naar de olierotorpomp 13, relatief lang is.Since the oil rotor pump 13 is driven by the motor 4 of the compressor element 2, it will be at a considerably higher level than the oil reservoir 10. This means that the inlet channel 23, which runs from the oil reservoir 10 to the oil rotor pump 13, is relatively long .
De olierotorpomp 13 omvat een behuizing 24 met daarin aangebracht een stator 25 en een rotor 26. De rotor 26 is aangebracht op een rotatieas 27, welke wordt aangedreven door de rotatieas 22 van de motor 4.The oil rotor pump 13 comprises a housing 24 with a stator 25 and a rotor 26 disposed therein. The rotor 26 is mounted on a rotation shaft 27, which is driven by the rotation shaft 22 of the motor 4.
De olierotorpomp 13 is van het type gerotor, doch dit is niet noodzakelijk voor de uitvinding.The oil rotor pump 13 is of the gerotor type, but this is not necessary for the invention.
De behuizing 24 is voorzien van een inlaatpoort 28 voor olie 11, waarop een inlaatkanaal 23 is aangesloten, en van een uitlaatpoort 29 voor de opgepompte olie 11.The housing 24 is provided with an inlet port 28 for oil 11, to which an inlet channel 23 is connected, and with an outlet port 29 for the pumped-up oil 11.
In figuur 5 zijn de inlaatpoort 28 en de uitlaatpoort 29 duidelijk zichtbaar.In Figure 5, the inlet port 28 and the outlet port 29 are clearly visible.
Zoals te zien is in figuur 6 is in het inlaatkanaal 23, nabij de olierotorpomp 13, een dam 30 voorzien.As can be seen in figure 6, a dam 30 is provided in the inlet channel 23, near the oil rotor pump 13.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Met 'dam 30' wordt hier bedoeld een structuur die er zal voor zorgen dat, wanneer de motor 4 uit staat, een zekere hoeveelheid olie 11 zal achterblijven in een ruimte 31 in het inlaatkanaal 23 die door de dam 30 afgedamd wordt.By "dam 30" is meant here a structure that will ensure that, when the engine 4 is off, a certain amount of oil 11 will remain in a space 31 in the inlet channel 23 dammed by the dam 30.
Met 'nabij de olierotorpomp 13' wordt hier bedoeld dat de voornoemde achtergebleven hoeveelheid olie 11 zal achterblijven op een locatie zodanig dat de olie 11 onmiddellijk opgepompt kan worden door de olierotorpomp 13 bij opstart van de olierotorpomp 13.By "near the oil rotor pump 13" it is meant here that the aforementioned residual amount of oil 11 will remain at a location such that the oil 11 can be immediately pumped up by the oil rotor pump 13 upon start-up of the oil rotor pump 13.
Dit wil zeggen dat de voornoemde achtergebleven hoeveelheid olie 11 zich bijvoorbeeld minstens gedeeltelijk in de olierotorpomp 13 zal bevinden of dat de voornoemde achtergebleven hoeveelheid olie 11 zich in het inlaatkanaal 23 vlak naast de inlaatpoort 28 van de olierotorpomp 13 zal bevinden.This means that the aforementioned residual amount of oil 11 will, for example, be located at least partially in the oil rotor pump 13 or that the aforementioned residual amount of oil 11 will be located in the inlet channel 23 right next to the inlet port 28 of the oil rotor pump 13.
In figuur 6 is ook duidelijk te zien dat de dam 30 een minimale hoogte heeft die gelijk is aan de hoogte A van de centerlijn 32 van de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13 verminderd met half een kleinste diameter B van de rotor 26 van de olierotorpomp 13.Figure 6 also clearly shows that the dam 30 has a minimum height equal to the height A of the center line 32 of the axis of rotation 27 of the oil rotor pump 13 less half a smallest diameter B of the rotor 26 of the oil rotor pump 13 .
Door de dam 30 minstens even hoog te maken dan deze minimale hoogte, aangeduid met de lijn C, zal er genoeg olie 11 achterblijven in de door dam 30 afgedamde ruimte 31 in het inlaatkanaal 23 tussen de dam 30 en de olierotorpomp 13, waardoor de olierotorpomp 13 intern onmiddellijk volledig bevochtigd wordt bij opstart van de olievrije compressor 1.By making the dam 30 at least as high as this minimum height, indicated by the line C, enough oil 11 will remain in the space 31 dammed by dam 30 in the inlet channel 23 between the dam 30 and the oil rotor pump 13, whereby the oil rotor pump 13 is immediately fully wetted internally when the oil-free compressor 1 starts up.
Door deze onmiddellijke interne bevochtiging van de olierotorpomp 13 met olie 11 zullen de rotor 26 en de statorDue to this immediate internal wetting of the oil rotor pump 13 with oil 11, the rotor 26 and the stator
BE2018/5237 onmiddellijk afgedicht worden door deze olie 11 zodat de zuigkracht van de olierotorpomp 13 onmiddellijk maximaal is.BE2018 / 5237 be immediately sealed by this oil 11 so that the suction power of the oil rotor pump 13 is immediately maximum.
In dit geval, en bij voorkeur, is de hoogte D van de dam 30 kleiner dan een maximale hoogte die gelijk is aan de hoogte A van de centerlijk 32 van de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13 verminderd met half een diameter E van de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13.In this case, and preferably, the height D of the dam 30 is smaller than a maximum height equal to the height A of the center 32 of the rotation shaft 27 of the oil rotor pump 13 less half a diameter E of the rotation shaft 27 of the oil rotor pump 13.
Indien de dam 30 hoger zou zijn dan deze maximale hoogte, aangeduid met de lijn F, zou het niveau van de achtergebleven olie 11 hoger komen te liggen dan een laagste punt van de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13. Hierdoor zou er olie 11 kunnen weglekken via de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13 en/of zouden er afdichtingen moeten voorzien worden op de rotatieas 27 van de olierotorpomp 13 om dit te verhinderen.If the dam 30 were to be higher than this maximum height, indicated by the line F, the level of the remaining oil 11 would be higher than a lowest point of the rotation shaft 27 of the oil rotor pump 13. This could cause oil 11 to leak out via the axis of rotation 27 of the oil rotor pump 13 and / or seals should be provided on the axis of rotation 27 of the oil rotor pump 13 to prevent this.
Naast de minimumhoogte C en de maximumhoogte F van de dam 30 is de vormgeving van de dam 30 in dit geval, en bij voorkeur, zodanig dat het volume van de olie 11 die zich in de olierotorpomp 13 en het inlaatkanaal 23 kan bevinden tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30, minstens twee keer het slagvolume van de olierotorpomp 13 bedraagt.In addition to the minimum height C and the maximum height F of the dam 30, the shape of the dam 30 in this case, and preferably, is such that the volume of the oil 11 which can be found in the oil rotor pump 13 and the inlet channel 23 between the oil rotor pump 13 and the dam 30, is at least twice the stroke volume of the oil rotor pump 13.
Dit heeft als voordeel dat er onmiddellijk genog olie 11 aanwezig is in de olierotorpomp 13 en het inlaatkanaal 23 bij opstart van de olierotorpomp 13, zodat niet alleen de olierotorpomp 13 onmiddellijk intern bevochtigd kan worden, maar dat ook al onmiddellijk een hoeveelheid olie 11 kan opgepompt of doorgepompt worden via de uitlaatpoort 29 naar het oliecircuit 5 en zo verder naar de te smeren en/of koelen onderdelen van de olievrije compressor 1.This has the advantage that immediately enough oil 11 is present in the oil rotor pump 13 and the inlet channel 23 when the oil rotor pump 13 is started up, so that not only the oil rotor pump 13 can be immediately internally moistened, but also that an amount of oil 11 can be pumped up immediately. or be pumped through the outlet port 29 to the oil circuit 5 and so on to the parts to be lubricated and / or cooled of the oil-free compressor 1.
BE2018/5237BE2018 / 5237
Ondanks het feit dat de dam 30 in figuren 5 en 6 is vormgegeven als een schuin aflopende helling naar de rotor 26 en de stator 25 toe van de olierotorpomp 13, is het niet uitgesloten dat de dam 30 een andere vormgeving heeft.In spite of the fact that the dam 30 in figures 5 and 6 is designed as a sloping slope towards the rotor 26 and the stator 25 of the oil rotor pump 13, it is not excluded that the dam 30 has a different shape.
In figuur 7 is een alternatieve vorm weergegeven, waarbij de dam 30 een getrapte vorm heeft, waarbij in het inlaatkanaal 23 als het ware een trede 33 is aangebracht.Figure 7 shows an alternative form, wherein the dam 30 has a stepped form, wherein a step 33 is arranged, as it were, in the inlet channel 23.
Hoewel deze uitvoeringsvorm als voordeel heeft dat er meer olie 11 in de ruimte 31 tussen de dam 30 en de olierotorpomp 13 zal achterblijven, heeft deze wel als nadeel dat bij het aanzuigen van de olie 11, de olie 11 als het ware via de trede 33 naar beneden stort, wat voor ongewenste turbulenties zou kunnen zorgen. Bij de uitvoeringsvormen van figuren 5 en 6 zal de olie 11 als het ware van de dam 30 naar beneden vloeien of stromen.Although this embodiment has the advantage that more oil 11 will remain in the space 31 between the dam 30 and the oil rotor pump 13, it does have the disadvantage that when the oil 11 is sucked in, the oil 11 as it were via the step 33 down, which could cause unwanted turbulences. In the embodiments of figures 5 and 6, the oil 11 will, as it were, flow down or flow down from the dam 30.
De werking van de olievrije compressor 1 is zeer eenvoudig en als volgt.The operation of the oil-free compressor 1 is very simple and as follows.
Voor het starten van de olievrije compressor 1 worden bij voorkeur de volgende stappen gevolgd:The following steps are preferably followed to start the oil-free compressor 1:
- het introduceren van olie 11 in het oliecircuit 5 op een positie stroomafwaarts en hoger dan de olierotorpomp 13 totdat de ruimte 31 volledig is gevuld met olie 11; en- introducing oil 11 into the oil circuit 5 at a position downstream and higher than the oil rotor pump 13 until the space 31 is completely filled with oil 11; and
- het vervolgens opstarten van de motor 4.- then starting the engine 4.
De olie 11 die in het oliecircuit 5 geïntroduceerd wordt kan aflopen naar de olierotorpomp 13 en zowel de olierotorpomp 13 opvullen als het inlaatkanaal 23 in de ruimte 31 tussenThe oil 11 introduced into the oil circuit 5 can drain to the oil rotor pump 13 and fill both the oil rotor pump 13 and the inlet channel 23 in the space 31 between
BE2018/5237 de dam 30 en de olierotorpomp 13 tot een niveau gelijk aan de hoogte D van de dam 30.BE2018 / 5237 the dam 30 and the oil rotor pump 13 to a level equal to the height D of the dam 30.
Wanneer de motor 4 dan wordt gestart, zal het compressorelement 2 en de olierotorpomp 13 aangedreven worden en zal de olie 11, welke in het oliecircuit 5 geïntroduceerd is en zich nu in de olierotorpomp 13 en in de voornoemde ruimte 31 bevindt, ervoor zorgen dat de olierotorpomp 13 onmiddellijk olie 11 kan oppompen en doorsturen naar het oliecircuit 5, zodat het compressorelement 2 onmiddellijk voorzien wordt van de nodige olie 11 vanaf de opstart van de olievrije compressor 1.When the engine 4 is then started, the compressor element 2 and the oil rotor pump 13 will be driven and the oil 11 introduced into the oil circuit 5 and now located in the oil rotor pump 13 and in the aforementioned space 31 will ensure that the oil rotor pump 13 can immediately pump up oil 11 and send it to the oil circuit 5, so that the compressor element 2 is immediately supplied with the necessary oil 11 from the start-up of the oil-free compressor 1.
Het is alternatief ook mogelijk dat er eerst een minder vluchtig smeermiddel dan de olie 11 intern wordt geïntroduceerd in de olierotorpomp 13, alvorens de motor 4 wordt gestart.Alternatively, a less volatile lubricant than the oil 11 is first introduced internally into the oil rotor pump 13 before the engine 4 is started.
Dergelijke werkwijze wordt bij voorkeur toegepast bij de montage van de olievrije compressor 1, zodat bij de allereerste opstart van de olievrije compressor 1 het minder vluchtige smeermiddel aanwezig is in de olierotorpomp 13.Such a method is preferably used in the assembly of the oil-free compressor 1, so that at the very first start-up of the oil-free compressor 1 the less volatile lubricant is present in the oil rotor pump 13.
Het is natuurlijk niet uitgesloten dat beide werkwijzen gecombineerd worden, waarbij bij de allereerste opstart een minder vluchtig smeermiddel wordt geïntroduceerd en waarbij bij een daaropvolgende opstart van de olievrije compressor 1 olie 11 wordt geïntroduceerd in het oliecircuit 5.It is of course not inconceivable that both methods are combined, with a less volatile lubricant being introduced at the very first start-up and with the subsequent start-up of the oil-free compressor 1, oil 11 being introduced into the oil circuit 5.
B E2018/5237B E2018 / 5237
Van zodra de motor 4 is opgestart, zal de olierotorpomp 13 onmiddellijk olie 11 kunnen oppompen uit het oliereservoir 10 via het inlaatkanaal 23.As soon as the engine 4 has started, the oil rotor pump 13 will immediately be able to pump up oil 11 from the oil reservoir 10 via the inlet channel 23.
De opgepompte olie 11 zal vervolgens via de uitlaatpoort 29 de olierotorpomp 13 verlaten en in het oliecircuit 5 terechtkomen alwaar het naar verschillende spuitmonden bij verschillende te smeren en/of te koelen onderdelen van het compressorelement 2 en/of de motor 4 gestuurd wordt.The pumped oil 11 will then leave the oil rotor pump 13 via the outlet port 29 and end up in the oil circuit 5 where it is sent to different nozzles with different parts of the compressor element 2 and / or the motor 4 to be lubricated and / or cooled.
Het compressorelement 2 en/of de motor 4 zullen dus vanaf de opstart van de motor 4 van de olievrije compressor 1 quasi onmiddellijk van olie 11 voorzien zijn, zodat de goede werking ervan gegarandeerd kan worden.The compressor element 2 and / or the motor 4 will therefore be supplied with oil 11 almost immediately from the start-up of the motor 4 of the oil-free compressor 1, so that its proper functioning can be guaranteed.
Het is niet uitgesloten dat de olievrije compressor 1 een sensor omvat welke geconfigureerd is om te registreren of er olie 11 aanwezig is in de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30.It is not excluded that the oil-free compressor 1 comprises a sensor which is configured to register whether oil 11 is present in the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30.
De voornoemde sensor kan elke type van olieniveausensor zijn, maar ook een oliedruksensor of olietemperatuursensor zijn volgens de uitvinding.The aforementioned sensor can be any type of oil level sensor, but can also be an oil pressure sensor or oil temperature sensor according to the invention.
Voor het starten van een olievrije compressor 1 met zo'n sensor, wordt de motor 4 bij voorkeur pas gestart nadat er olie 11 is gedetecteerd in het inlaatkanaal 23 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30.For starting an oil-free compressor 1 with such a sensor, the engine 4 is preferably started only after oil 11 has been detected in the inlet channel 23 between the oil rotor pump 13 and the dam 30.
Indien er geen olie 11 wordt gedetecteerd, wordt de olievrije compressor 1 niet opgestart, maar wordt bijvoorbeeld in deIf no oil 11 is detected, the oil-free compressor 1 is not started, but is switched on, for example
B E2018/5237 plaats daarvan een waarschuwingssignaal aan de gebruiker gegeven.B E2018 / 5237 instead issued a warning signal to the user.
Het is duidelijk dat de sensor en de voornoemde werkwijze om de smering en/of koeling van de olievrije compressor 1 te regelen gecombineerd kan worden met de vorige beschreven werkwijzen. Deze werkwijze zal een bijkomenede veiligheid inbouwen om zo te verhinderen dat de olievrije compressor gestart kan worden zonder dat er olie 11 aanwezig is in het inlaatkanaal 23 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30.It is clear that the sensor and the aforementioned method for controlling the lubrication and / or cooling of the oil-free compressor 1 can be combined with the previously described methods. This method will incorporate an additional safety in order to prevent the oil-free compressor from being started without oil 11 being present in the inlet channel 23 between the oil rotor pump 13 and the dam 30.
Het is ook mogelijk dat de olievrije compressor 1 een verbinding omvat tussen het oliereservoir 10 en de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30, waarbij de verbinding geconfigureerd is om olie 11 vanaf het oliereservoir 10 te verplaatsen naar de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30.It is also possible that the oil-free compressor 1 comprises a connection between the oil reservoir 10 and the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30, the connection being configured to move oil 11 from the oil reservoir 10 to the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30.
Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden met behulp van een kleine pomp die manueel of elektrisch bediend kan worden.This can be achieved, for example, with the help of a small pump that can be operated manually or electrically.
Wanneer de olievrije compressor 1 van dergelijke verbinding voorzien is, kan voor het opstarten van de olievrije compressor 1 volgende werkwijze gevolgd worden:When the oil-free compressor 1 is provided with such a connection, the following method can be followed for starting up the oil-free compressor 1:
- het verplaatsen van olie 11 van het oliereservoir 10 naar de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30, totdat de ruimte 31 volledig met olie 11 gevuld is;- moving oil 11 from the oil reservoir 10 to the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30, until the space 31 is completely filled with oil 11;
- het vervolgens starten van motor 4.- the subsequent starting of engine 4.
Het is uiteraard niet uitgesloten dat de olievrije compressor 1 ook voorzien is van een sensor die geconfigureerd is om teIt is of course not excluded that the oil-free compressor 1 is also provided with a sensor that is configured to
BE2018/5237 registreren of er olie 11 aanwezig is in het inlaatkanaal 23 tussen de dam 30 en de olierotorpomp 13.BE2018 / 5237 register whether oil 11 is present in the inlet channel 23 between the dam 30 and the oil rotor pump 13.
In dit geval zal er, indien er geen olie 11 bij opstart gedetecteerd wordt, een signaal aan de gebruiker gegeven worden om olie 11 te verplaatssten van het oliereservoir 10 naar de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30 door de kleine pomp te bedienen of, indien deze kleine pomp elektrisch werkt, zal de kleine pomp automatisch gestart worden door de olievrije compressor 1, om ervoor te zorgen dat er olie 11 vanuit het oliereservoir 10 wordt verplaatst naar de ruimte 31 tussen de olierotorpomp 13 en de dam 30, waarna de motor 4 probleemloos gestart kan worden.In this case, if no oil 11 is detected at start-up, a signal will be given to the user to move oil 11 from the oil reservoir 10 to the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30 by operating the small pump or, if this small pump is electrically operated, the small pump will be started automatically by the oil-free compressor 1, to ensure that oil 11 is moved from the oil reservoir 10 to the space 31 between the oil rotor pump 13 and the dam 30, after which the engine 4 can be started without problems.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een oliecircuit volgens de uitvinding en een olievrije compressor voorzien van dergelij k oliecircuit kunnen in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and represented in the figures, but an oil circuit according to the invention and an oil-free compressor provided with such an oil circuit can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention .
Claims (29)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/958,248 US11085448B2 (en) | 2017-04-21 | 2018-04-20 | 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 |
| CN201820586239.5U CN208330745U (en) | 2017-04-21 | 2018-04-23 | For the lubrication of oilless (oil free) compressor and the oil circuit of cooling and the oilless (oil free) compressor |
| CN201810367655.0A CN108730191B (en) | 2017-04-21 | 2018-04-23 | Oil circuit, oil-free compressor and method for controlling lubrication and/or cooling via oil circuit |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2017/5278 | 2017-04-21 | ||
| BE2017/5278 | 2017-04-21 | ||
| BE20175278A BE1024746B1 (en) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | Oil circuit and machine equipped with such an oil circuit. |
| US201762551323P | 2017-08-29 | 2017-08-29 | |
| BE2018/5151A BE1025520B1 (en) | 2017-08-29 | 2018-03-12 | Machine provided with an oil pump and a method for starting such a machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1025611A1 BE1025611A1 (en) | 2019-04-25 |
| BE1025611B1 true BE1025611B1 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=66218424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2018/5237A BE1025611B1 (en) | 2017-04-21 | 2018-04-09 | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and method for controlling lubrication and / or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1025611B1 (en) |
| BR (1) | BR212019021916U2 (en) |
| CA (1) | CA3060655C (en) |
| ES (1) | ES2866157T3 (en) |
| RU (1) | RU2718090C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3186630A (en) * | 1963-09-05 | 1965-06-01 | Jaeger Machine Co | Rotary compressor |
| JPS59169470U (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | Oil relief valve for internal combustion engines |
| JPS6480717A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Honda Motor Co Ltd | Engine oil feeding device |
| EP0707138A1 (en) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | Motorenfabrik Hatz GmbH & Co. KG | Oilpump for an internal combustion engine |
| US20030059326A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-03-27 | Kenji Douzono | Oil free type screw compressor |
| US20040213688A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-10-28 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Oil pump for automatic transmission |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3859013A (en) * | 1974-02-04 | 1975-01-07 | Gen Motors Corp | Rotary engine oil pump priming arrangement |
| JP2572566Y2 (en) * | 1991-07-05 | 1998-05-25 | 株式会社 神戸製鋼所 | Air-cooled oil-free screw compressor |
| RU2173781C1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-20 | Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет | Turbine-driven set lubrication method |
-
2018
- 2018-03-27 BR BR212019021916-7U patent/BR212019021916U2/en active IP Right Grant
- 2018-03-27 RU RU2019137129A patent/RU2718090C1/en active
- 2018-03-27 CA CA3060655A patent/CA3060655C/en active Active
- 2018-04-09 BE BE2018/5237A patent/BE1025611B1/en active IP Right Grant
- 2018-04-09 ES ES18166254T patent/ES2866157T3/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3186630A (en) * | 1963-09-05 | 1965-06-01 | Jaeger Machine Co | Rotary compressor |
| JPS59169470U (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | Oil relief valve for internal combustion engines |
| JPS6480717A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Honda Motor Co Ltd | Engine oil feeding device |
| EP0707138A1 (en) * | 1994-10-15 | 1996-04-17 | Motorenfabrik Hatz GmbH & Co. KG | Oilpump for an internal combustion engine |
| US20030059326A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-03-27 | Kenji Douzono | Oil free type screw compressor |
| US20040213688A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-10-28 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Oil pump for automatic transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR212019021916U2 (en) | 2020-07-07 |
| ES2866157T3 (en) | 2021-10-19 |
| CA3060655A1 (en) | 2018-10-25 |
| RU2718090C1 (en) | 2020-03-30 |
| CA3060655C (en) | 2021-10-19 |
| BE1025611A1 (en) | 2019-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11085448B2 (en) | 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 | |
| KR200494678Y1 (en) | Oil-free compressor with oil circuit and oil circuit | |
| US9212575B2 (en) | Gear device and vehicle having same mounted thereon | |
| SE541765C2 (en) | An oil system for lubrication and cooling in a vehicle driven at least partly by an electrical machine | |
| BE1013865A3 (en) | Method for controlling a compressor installation. | |
| SE541602C2 (en) | A lubrication system for a gearbox arranged in a vehicle | |
| JP7076977B2 (en) | Machine with oil circuit and oil circuit | |
| BE1025611B1 (en) | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and method for controlling lubrication and / or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit | |
| BE1026195B1 (en) | Liquid injected compressor device | |
| AU2019101259A4 (en) | 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 | |
| BE1025520B1 (en) | Machine provided with an oil pump and a method for starting such a machine | |
| JP5386393B2 (en) | Engine lubricating oil circulation system | |
| BE1017320A3 (en) | Liquid injected compressor installation, includes lubricant supplying cool liquid to rotor bearings in compressor casing | |
| BR112019021916B1 (en) | OIL-FREE COMPRESSOR EQUIPPED WITH SUCH OIL CIRCUIT AND OIL CIRCUIT | |
| RU2761330C2 (en) | Machine equipped with oil pump, and method for starting such a machine | |
| BE1022719A1 (en) | Compressor device | |
| WO2019043470A1 (en) | Machine provided with an oil pump and a method to start such a machine. | |
| BE1030225A1 (en) | Oil-injected compressor device | |
| BR112020003936B1 (en) | MACHINE EQUIPPED WITH AN OIL PUMP AND A METHOD FOR STARTING SUCH MACHINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20190429 |