Copeland Scroll

[seppaant]

Tästä se alkaa ....

ATS

[Roori]

Mun mielestä tuo kyllä näyttää tuon kuvan perusteella siltä, että homma on niinku paremminkin loppunut tohon kuin että olis alakamassa
Aina pitää vanhan loppua että voi uus alkaa... 8-)

[peki]

Mistä ostit?

[Matias]

Onkohan scrollissa öljyt alaosassa,samaan tapaan kuin Copelandin mäntäkompressorissa?
Vai toimiiko scrollit ilman erillistä voiteluöljyä?

[seppaant]

Öljyä oli 1,4 l = n. 70mm ja öljyn pinta ulottuu suurinpiirtein käämipakan alareunaan asti.

ATS

[seppaant]

Menossa jo kasaanpäin
Muutama yleiskuva
ZH21K4E-TFD-524




ATS

[Xargo]

Pääseekö kylmäaine kuitenkin samaan tilaan kuin nuo käämit? Jää vähän epäselväksi noista kuvista.

Mulla ainakin kompuran kylki on käynnin aikana hyvinkin viileä (muistaakseni alle 10C, täytyy tarkistaa huomenna) eli eiköhän se moottorin lämpö tosiaan ainakin jotain kautta välity kylmäaineeseen.

[Matias]

Näkeekö tuosta miten yläpään laakerin voitelu toimii?

[seppaant]

Pääseekö kylmäaine kuitenkin samaan tilaan kuin nuo käämit? Jää vähän epäselväksi noista kuvista.

Kylmäaine pääsee kuoren sisällä joka paikkaan mutta sitä ei pakotetusti kierrätetä siellä.
Moottorin roottorissa ei ole mitään tuuletussiipiä.
Kylmäaineen tuloputki ja kompressorin imuaukko ovat samalla kohtaa välissä on vain peltinen levy.

Voitelusta lisää huomenna.

ATS

[Matias]

Kylmäaine pääsee kuoren sisällä joka paikkaan mutta sitä ei pakotetusti kierrätetä siellä.
Moottorin roottorissa ei ole mitään tuuletussiipiä.

Roottorin alapäässä näyttäisi olevan  pienehkö keskipako mallinen siipilevy.Jäähdytyskierto saattaa toimia siten että imee roottorin ja staattorin välistä kylmäainekaasua ja jos käämipakan ja ulkovaipan välissä on kanavia niin "paluu"virtaus menisi sitä kautta.
Jos kompressorin imukanavasta löytyy avoin yhteys moottoriosaan niin moottorin käämien hukkalämpö menee hyötykäyttöön sitäkautta.

Jatkuvakäyntiseksi mitoitetussa oikosulkumoottorissa on jäähdytys pakollinen siitä syystä että kun käämin lämpötila nousee niin käämilangan ohminen vastus suurenee ja muodostuu tavallaan itseään ruokkiva ketjureaktio koska suurempi vastus kehittää enemmän lämpöä joka taas suurentaa ohmista vastusta joka taas nostaa lämpöä jne jne.

Moottorin käämilakka kestää yleensä 160 astetta ennen sulamista mutta ilman riittävää jäähdytystä edellä kuvattu ketjureaktio nostaa käämilangan lämpötilan minuuteissa lakan sulamislämpötilaan.



Virtaa kontrolloiva moottorisuojakytkin ei pysty suojaamaan puuttuvasta jäähdytyksestä johtuvaa moottorin ylikuumenemista koska siinä todellisuudessa moottorin virta pienenee sitä mukaa kun lämpö nousee
Kompressorin moottorin käämipakan sisällä näkyy tunnetuimmilla merkeillä oleva terminen käämikytkin joka avautuu jos käämien lämpötila nousee liikaa esim kylmäainevuodon takia puuttuvasta jäähdytyksestä joten suht hyvä suojaus noissa kuitenkin on normaalikäytössä ylikuumenemisen osalta

[ego]

Hienoa työtä!

En sa aivan selvää kompuran tyyppimerkinnästä, valitettavasti.

Mikä on koneen historia, onko se mlp:ssa korkannut?

Emerson says:"Suction Gas Cooled Motor: Compressor motor efficiency and reliability is further optimized with this design. Cool suction gas keeps the motor cooler for longer life and better efficiency."

Eri malleissa imukaasu tulee eri paikkoihin. Jäähdtys toimii ilmeisesti pitkälti tiukasti staattorin päälle asennetun peltivaipan kautta. Rotaryissa on jopa kuumakaasu jäähdytteisiä kompuroita.

Huiskutteleeko roottorin alapäään hyrrykkä voiteluöljyä. Jos näin on niin kohtuullinen öljyhukka aiheuttaa siipipyörän jäämisen kuiville.

Jäähdytyslaitteissa ehkä hiukka herkemmin jää öljyä kupeksimaan höyrystimeen tai nestevaraajaan tai jonnekin.

Minullakin on saman näköinen mlp-scrolli osina, siinä käämi oli kärvähtänyt, muuten soiva peli,

[seppaant]

Tässä lisää kuvia
Kompressori on todennäköisesti jostakin Thermiasta (vaihtoventtiili)
Omassa L-Ässä V-7.0:ssa (tulistinkone) on täsmälleen sama kompressori.

Voitelusta

Koneikossa on ainoastaan kaksi laakeria, moottorin kaksi radiaalilaakeria.
Kompressorissa ei ole yhtään laakeria, ainoastaan yksitoista liukupintaparia. Joten kompressori vaatii hyvän voitelun.
Aksiaalilaakeria ei ole. Moottorin sähkömagneettiset voimat keskittävät roottorin joten aksiaalilaakeria ei tarvita. Ainoastaan jonkinlainen stoppari minkä varassa akseli seisoo koneen seistessä.

Alalaakeri ui kokonaisuudessaan öljyssä.

Ylälaakerille ja kompressorille pumpataan öljy akselin sisäistä porausta pitkin.

Pumppuna toimii tämä poraus, jonka alapäässä on kuvissa näkyvät siivet. Lisäksi poraus on porattu epäkeskeisesti. Tämä epäkeskeisyys vaikuttaa samalla tavalla kuin normaalin pumpun juoksupyörän siivet.

Staattorin ja rungon välissä on kaksi n. parin cm2 rakoa sekä neljä paljon pienempää rakoa pystysuunnassa.

Mitään kylmäainetta kierrättävää siivistöä ei moottorin roottorilla ole.
Tosin roottorin yläpään tasapainotuslunssi saa aikaan kaasun virtausta roottorissa ja staattorissa, ilmeisesti se riittää.

Kompressorin imuaukko on kylmäaineen tuloyhteen kohdalla heti peltisen haittalevyn takana.

Kysymyksiä?

ATS

[Matias]

Onko öljyn esilämmitysvastusta ?
Pitäisi olla öljytilassa upoksissa kun öljyt on koneessa.Siihen menee 2 johtoa öljytilan kyljen läpi.

Ekowellin mäntäkompressorissa tuollainen läpivienti



Staattorista näyttäisi jokunen sisempi käämivyyhti tummentuneen.
Mahdollisesti moottori on viimevaiheissa käynnistynyt,kuumentunut,käämikytkin on katkaissut---jäähtynyt -- ja sama uudestaan.

Kiinnostaisi nähdä missä kunnossa käämikytkin on tuollaisen rytinän jäljiltä.
Varsinkin sellainen että onko käämikytkin jäänyt auki vai kiinni asentoon(tähtipiste auki)?
Sen näkisi mittaamalla ensin ohmilla valkoisen liitinpistokkeen kosketuspiikeistä.

Kuvassa selvennöstä mitä tarkoitan.

[seppaant]

Onko öljyn esilämmitysvastusta ?
Pitäisi olla öljytilassa upoksissa kun öljyt on koneessa.Siihen menee 2 johtoa öljytilan kyljen läpi.

Ei ole

Staattorista näyttäisi jokunen sisempi käämivyyhti tummentuneen.
Mahdollisesti moottori on viimevaiheissa käynnistynyt,kuumentunut,käämikytkin on katkaissut---jäähtynyt -- ja sama uudestaan.

Kiinnostaisi nähdä missä kunnossa käämikytkin on tuollaisen rytinän jäljiltä.
Varsinkin sellainen että onko käämikytkin jäänyt auki vai kiinni asentoon(tähtipiste auki)?
Sen näkisi mittaamalla ensin ohmilla valkoisen liitinpistokkeen kosketuspiikeistä.

Noin puolet käämeistä on tummia.
Palaneen hajua ei tunnu.
Eristeet näyttävät ja tuntuvat ehjiltä

Sen jälkeen kun olin korjannut pari rälläkän poikki raapaisemaa käämiä valkoisesta pistokkeesta mitattuna kaikissa väleissä oli n. 4 ohmia.

Käämikytkimen kaikkien johtojen välillä n. nolla ohmia.

Mitenkä tuo käämikytkin purkautuu?
Rautasahalla poikki, mutta mistä kohtaa?


ATS

[Matias]

Käämikytkimen kaikkien johtojen välillä n. nolla ohmia.

Kunnossahan tuo sitten on.
Sen toiminnan voisi testata lämmittämällä esim kuumailmapuhaltimella,toimintalämpötilassa siitä pitäisi kuulua terävä naksaus kun koskettimet avautuu.
Noissa on kippimeknismi (jousi+bi-metalli) joka liipaisee sekunnin osissa koskettimet auki kun asetuslämpötila ylittyy.
Asteluku saattaa olla leimattu koteloon.

Mitenkä tuo käämikytkin purkautuu?

Ei noita ole tarkoitettu avattavaksi,mutta kuvasta näyttäisi että pohjalevy on kantattu kannen alareunan päälle niin jos sivuleikkureilla saa pohjalevyn kanttausta raotettua niin ehkä sitten kansi irtoaa.
Jos on vahvempaa peltia niin sitten kai rautasaha on ainoa konsti

Noin puolet käämeistä on tummia.
Palaneen hajua ei tunnu.
Eristeet näyttävät ja tuntuvat ehjiltä

Todennäköisesti nuo tummuneista vyyhdeistä on kuitenkin eristys sulanut jostain uran kuumimmasta kohdasta ja vaihtovirtavastus on alentunut kun virta oikaisee vyyhdin sisällä ja tämä on viimeistellyt laakerivian aloittaman tuhon.
Saattais olla että eristysvian saisi esille eristysvastusmittarilla,niissä mittajännite on yleensä 500V:n luokkaa mutta jo tuollainen käämivyyhden tummeneminen riittää normaalisti diagnoosiin että se on palanut.

Alkuvika tuossa kuitenkin on selkeä,yläpään laakeri on joko leikannut kiinni tai mennyt niin väljäksi että roottori on ottanut staattorirautoihin kiinni.

Ensimmäisenä tuossa tulee mieleen että tuon laakerin voitelu on  jostain syystä keskeytynyt.
Esim akselin sisällä oleva öljyreikä tukossa.

Meneeköhän ohut öljy tms painovoimaisesti nyt tuon akselin reiän läpi?

Tuossa epäkeskeisessä akselin reiässä tulee joltinenkin keskipakovoima pyörimisliikkeestä (n2800r/min) ja reiän ulkoreunalle saattaa öljystä keskipakovoiman vaikutuksesta erottua ja takertua jähmeämpiä aineosia jotka voi tukkia öljyreiän.

Sama periaate kuin entisaikaan laivakoneiden raskasöljypolttoaine separoitiin että siitä erottui  jähmeät osat keskipakovoimalla ettei tukkineet polttoainesuodattimia ja -putkia.

[seppaant]

Alkuvika tuossa kuitenkin on selkeä,yläpään laakeri on joko leikannut kiinni tai mennyt niin väljäksi että roottori on ottanut staattorirautoihin kiinni.

Roottorissa on selviä staattoriin kiinniottamisen jälkiä

ATS

[seppaant]

Matias
Paljonko jäähdytyskaasu lämpiää tavallisessa muutaman kW:n sähkömoottorissa?

ATS

[ego]

Vastaan vaikka ei kysytä.

MLP kompressorit asennetaan akustiseen huppuun ja sijaitsevat lämpimässä kotelossa. Valmistajat väittävät scrollien ja mäntäkoneiden olevan imukaasujäähdytteisiä, kuumakaasu onkin yli 100 asteistä eikä juuri jäähdytä.

Lähes kaikki (pl. tärinä ja ääni) mekaaninen ja sähköinen hukka siirtyy lämmön muodossa kylmäaineeseen pääosin imupuolella.

Arvioin että 3kW sähkötehoisesta kompurasta puristuu imukaasuun 500W ja loput löytyy logph-piiroksesta.

[Matias]

Paljonko jäähdytyskaasu lämpiää tavallisessa muutaman kW:n sähkömoottorissa

Vakiomoottori akselipuhaltimen ilmajäähdytyksella 4,7kw:n ottoteholla lämpöhäviöt on n 700w kun ympäristölämpötila on 20C

Maksimitaso, jolla vapaa konvektio ja säteily voi siirtää lämpöä sähkökoneen pinnalta 40 °C
lämpötilaerolla on noin 800 W/m2. Pakotetulla konvektiolla (puhallin) lämpövirran tiheys voi nousta
koneen pinnalla arvoon 3000 W/m2 ja suoralla nestejäähdytyksellä arvoon 6000 W/m2.
Moottorit, jotka kehittävät enemmän lämpötehoa, kuin näillä arvoilla on mahdollista poistaa
joutuvat varastoimaan ylimääräistä lämpöenergiaa rakenteisiinsa. Tämä on täysin
hyväksyttävä menetelmä lyhytaikaisessa käytössä.

http://aijaa.com/006139752209

https://noppa.lut.fi/noppa/opintojakso/bl20a0100/.../luento_7.pdf

[seppaant]

Laskelma moottorin jäähdyttämiseen tarvittavasta kylmäainemäärästä.

Kompressori ZH21 K4E
-Ottoteho 2,0 kW
-Häviöteho 15% = 0,300 kW
Kylmäaine höyrystimen jälkeen
-Höyrystymislämpötila 0,0 C
-Ominaislämpö 0,92 kJ/kgC
-Paine 4,6 bar
-Ominaistilavuus 0,053 m3/kg
-Kylmäineen virtaus määrä 0,041 kg/s

Oletetaan, että moottoria jäähdyttävä kylmäaine lämpiää 20C
Lasketaan tarvittava kylmäaineen virtausmäärä

m*0,92kJ/kgC*20C = 0,300 kJ/s
m=0,016 kg/s
Massavirta on 40% kylmäaineen kokonaisvirtauksesta

Lasketaan tilavuusvirtaus
V=0,016kg/s*0,053m3/kg
V=0,00085 m3/s
  =0,85 l/s

Kun 20C moottorissa lämmennyt kylmäaine sekottuu suoraan höyrystimeltä tulevaan kylmäaineeseen
-kasvaa tulistus 8C.

Moottorin lämpiäminen ilman jäähdytystä

Staattorin paino 9,6 kg
materiaalin ominaislämpö 0,43 kJ/kgC
0,300kJ/s = 9,6kg*0,43kJ/kgC*dt
dt = 0,073C/s
   = 4,4C/min

Tuntuvatko yllä olevat tulokset uskottavilta???

ATS

[ego]

Otsalla katsottuna näyttä erittäin hyvältä!

Kiitos!

Kylmäaineena liene r407c, jos joku haluaa tarkistaa 8-)

Eli minusta:
jos osaisin säätää virtauksen oikein niin laittaisin ruiskutuksen niin suurelle, että kompuralle tulisi hiukan kosteaa kylmistä.

Höyrystin olisi läpeensä kostea ja sen lämmönsiirto olisi parempi.

Kuumakaasun ja kompressorin lämpötila laskisivat ja COP paranisi huomattavasti.

En osaa vielä säätää imukaasua nestepitoisuuden perusteella.

Eräs mahdollissuus on jäähdyttää kompuran vaippaa ulkopuolelta imukaasulla ja tulistaa näin kylmistä sen verran, että säätö onnistuu.

Siirtäisin kuvaamasi lämpötilan nousun peltikuoren ulkopuolelle

[Matias]

Tuntuvatko yllä olevat tulokset uskottavilta???

ATS

Enpä osaa laskea tuollaisia mutta tuntuma että voisi hyvin olla noin.
Ilmeisesti  imukaasun tuloputken ja kompressorin imuaukon välissä oleva pelti pakottaa kylmäainekaasun kiertämään moottoritilan yläosan kautta ja siinä pyörivän roottorin yläosan ja akselin pintavirtaus kierrättää kylmäainekaasua staattorin yläosan käämien pinnalla ja vie niistä lämpöä kompressoriin.
Käynnissä olevasta scrollistahan tuon teorian jäähdytyksestä voisi helposti kokeilla ,muutama sentti tulevan imukaasuputken alapuolella pitäisi ulkovaipassa olla selvästi kylmempi kohta missä höyrystynyt kylmäaine pyörii.

Staattorikäämit on kuparia ja sillä on luonnostaan hyvä lämmönjohtokyky joten jäähdytykseen riittänee hyvin kun käämejä jäähdytetään vain yläpäästä,käämithän siellä moottorissa eniten kuumenee.  

[Rockdrill]

Eli minusta:
jos osaisin säätää virtauksen oikein niin laittaisin ruiskutuksen niin suurelle, että kompuralle tulisi hiukan kosteaa kylmistä.

Höyrystin olisi läpeensä kostea ja sen lämmönsiirto olisi parempi.

Liian kylmä imukaasu (tai kostea?) voi sekoittua kompressorin öljyyn joka tekee sen että voitelu ei pelaa kunnolla-> tarvitaan kompressorin lämmitintä. Näin olen ymmärtänyt..

[seppaant]

Laskelma moottorin jäähdyttämiseen tarvittavasta kylmäainemäärästä.

Lisäys tähän moottorin jäähdyttämiseen kylmäaineella R407C
Kompressorin vaipan olosuhteissa
-T =0C
-p= 4,6 bar
on kylmäaineen tiheys 18,9 kg/m3 ja
ominaislämpö 17,4 kJ/m3C

Ilmakehän paineessa olevaan ilmaan verratuna kylmäaineen
Tiheys on 15 kertainen
Ominaislämpö 13 kertainen

Kylmäaineella saadaan sama jäähdytysteho murto-osavirtauksella verratuna ilmajäähdytykseen.

ATS

[Matias]

Mitenhän höyrystynyt kylmäainekaasu moottoritilassa käyttäytyy silloin kun kompressori pysähtyy?
Tarkoitan moottoritilaan jäävää kaasua.
Säilyykö se kaasuna vai muuttuko nesteeksi?

[Xargo]

Mitenhän höyrystynyt kylmäainekaasu moottoritilassa käyttäytyy silloin kun kompressori pysähtyy?
Tarkoitan moottoritilaan jäävää kaasua.
Säilyykö se kaasuna vai muuttuko nesteeksi?

Paineenhan pitäisi nousta tai lämpötilan laskea, jotta höyrystynyt kylmäaine nesteytyisi. Aika epätodennäköiseltä kuulostaa. Ainakin mulla kompuran kylki on muistaakseni alle +10C käynnin aikana eli enemminkin kaasu tulistuu kun kompura sammutetaan ja lämpötila nousee suurinpiirtein huonelämpötilan lukemiin pikkuhiljaa.

Ellei siinä sitten käy niin, että kun käynti loppuu niin imukaasuputken lämpötila nousee -> paisuntaventtiili aukeaa -> korkeapainepuolelta pääsee paineet matalapainepuolelle -> paine nousee -> kylmäaine nesteytyy?

[Matias]

Mitähän metallia laakeripusla on?

Onko akselilta mitattavissa kulumisesta johtuvaa ohenemista tms jälkiä laakeripinnan kohdalla?

http://aijaa.com/000699736829

[seppaant]

Laakeripuslan perusmateriaali on terästä, koska magneetti ottaa siihen kiinni.
Pinnoitettu jäljistä päätellen molemmin puolin ilmeisesti laakerimetallilla.
Akselissa oli selviä kulumisjälkiä vajaan puolen kierroksen matkalla.
Ehjän akselin halkaisija 25,43 mm (selvästi amerikkalainen vehje)
Kuluneelta kohtaa halkaisija 25,25mm

ATS

[Matias]

Akselissa oli selviä kulumisjälkiä vajaan puolen kierroksen matkalla.

Taitaa olla akseli on taipunut scroll koneiston päästä.
Jos tuossa kuvassa rengastettu alue on kulumisjälki niin sen muoto viittaisi akselin taipumiseen.

Taipumissuunta on kapeimmasta kulumisjäljestä akselin vastakkaiselle puolelle,eli kuvassa suht suoraan alaspäin.

Suorassa pyörivä akseli koskettaa laakeripintaa koko matkalta mutta jos akseli on taipunut niin tulee tuollainen puoliellipsin muotoinen kulumisjälki.

Tuossa pitäisi nyt myös laakeripuslan sisäkehä olla myös jossain määrin epätasaisesta kulumisesta johtuen kartion tapainen,jos on pintaa jäljellä mistä voi mitata.

Näkyykö scroll mekanismissa jälkiä että olisi joku vieras esine tms osunut siipiin?
Pyöriikö scroll osa vapaasti ts takertelematta?
Scrollissa kaiketi ei ole nesteiskun vaaraa?




Liukulaakereista...http://aijaa.com/006599810888