EN motors in Nijmegen is geen onbekende in de aandrijftechniek-scene. Al sinds 1927 ontwerpen, ontwikkelen en produceren ze elektromotoren. De laatste decennia zetten ze, voor wat betreft de eigen productie, in op maatwerk en innovatieve oplossingen. Aandrijftechniek toog naar Nijmegen en ging het gesprek aan met Maarten van Berkum, technisch directeur bij EN motors. Over onderwatermotoren, echt grote vermogens, speciale lagers, laagtoerige en hoogtoerige motoren en over motoren toegepast in zeer specifieke omgevingen zoals bijvoorbeeld superkritisch CO2.
Onderwatermotoren vormen één van de unique selling points van EN motors. “Dat vinden wij interessant en mooi om te doen,” legt Van Berkum uit. “Er zijn wereldwijd al niet veel spelers die onderwatermotoren maken. Het is dus des te bijzonder dat wij dit in Nederland doen. Het is een specialiteit waar we al zo’n dertig jaar mee bezig zijn.
Ooit zijn we begonnen met een onderwater-elektromotor voor Damen Dredging , destijds De Groot in Nijkerk. Dat bedrijf had in die tijd een pilot project voor een autonoom baggersysteem, een grote unit in de vorm van een punaise. Dit apparaat werkt niet meer maar de pompmotor daarvan is nog steeds in bedrijf. Hetgeen overigens geldt voor het overgrote deel van onze onderwatermotoren,” vertelt Van Berkum trots.
Gevestigde naam
Volgens Van Berkum kennen veel bedrijven in de aandrijftechniek EN motors. “De wereld van de elektromotoren, in het bijzonder van onderwatermotoren, is klein en we hebben daar inmiddels een goede naam opgebouwd. De klant komt bij ons met een wensenlijstje op gebied van vermogen, toerental, spanning en baggerdiepte. We gaan dan in overleg kijken wat handig en praktisch is en daar volgt dan een aanbieding uit.”
EN motors maakt onderwatermotoren in de vermogensrange van 0.5 kW tot 6 MW. “Tot zo’n 500-600 kW zijn er meerdere spelers die dit type motor kunnen leveren. Maar daarboven zijn er heel weinig bedrijven die dit kunnen verwezenlijken.”
Hoogtoerig of laagtoerig?
Onderwatermotoren wijken op veel gebieden af van standaard. Van Berkum legt dat uit: “Een deel van onze onderwaterspecialiteit leggen we vast in het offertetraject. Ten eerste: wat gaat de motor aandrijven? Vaak is dat of een baggerpomp (centrifugaal) of een cutter. In de meeste gevallen gaat het om de pomp. Dan is de vraag of er een tandwielkast tussen zit of dat de motor de pomp direct aandrijft. Met andere woorden moet er een hoogtoerige of laagtoerige motor geleverd worden?
Bij een tandwielkast is het wat gemakkelijker voor ons. Dan schroeven we de hoogtoerige motor middels een gesloten en droog lantaarnstuk tegen de tandwielkast en dan is de afdichting tussen motor en tandwielkast ook niet zo ingewikkeld. Het komt echter vaker voor dat de elektromotor de pomp direct aandrijft. Dan is de vraag of er een lagerstoel aan de pomp zit, zit er een koppeling tussen pomp en motor of wordt de pompwaaier direct aan de motor gekoppeld? Dat laatste zien we in de baggerwereld steeds meer, een directe verbinding van waaier met motor.”
Ontwerp op maat
“Bij een directe verbinding van waaier met elektromotor komt de pomplagering in de motor te zitten. Willen we dat goed ontwerpen, dan moeten we alle pompkrachten weten: het gewicht van de pompwaaier, de hoek waaronder de aandrijving gaat werken etc. Let wel, we praten hier over pompwaaiers met een massa tussen de 1.000 kg en 3.000 kg. Wij gaan dan rekenen aan de lagerconstructie van de motor, dus eigenlijk ook die van de pomp. Op deze manier wordt de motor op maat gemaakt voor die pomp.”
Maar daar blijft het niet bij. Ook de as-afdichting vraagt om een speciale oplossing. Als de pompwaaier rechtstreeks op de motor-as zit, moet er een soort lantaarnstuk tussen motor en pomp komen. “Is dat lantaarnstuk oliegevuld, dan maakt dat de afdichting wat makkelijker. Meestal is dat niet zo en is het gewoon zeewater,” aldus Van Berkum. “Dan passen we een mechanical seal toe. Zo’n mechanical seal wordt ook weer op maat gemaakt voor de motor. Zoals wij een motor maken voor een klant, zo maakt bijvoorbeeld EagleBurgmann in Duitsland voor ons de afdichting op maat.”
Speciale projecten
Een van de speciale projecten afgelopen jaar was een serie van twaalf middelgrote onderwatermotoren voor de Pioneering Spirit van Allseas. Acht motoren met een vermogen van 90 kW bij 370 min-1 en vier motoren met 61 kW bij 310 min-1. Van Berkum: “Er wordt nu een kantelbalkenconstructie achter op het schip gebouwd waarmee het stalen frame van een boorplatform uit zee opgetild kan worden. Het frame wordt tegen de balken gebracht waarna deze het jacket kantelen totdat de balken en het frame op het schip komen te rusten.>
De motoren die wij hebben gebouwd drijven verdringerpompen aan die het ballastwater in die balken verpompen. Vanwege de kritische toepassing van de motoren was er een streng eisenpakket. Een van de eisen was dat de motoren tot anderhalf keer de maximale druk kunnen weerstaan. De motoren die het diepst in de constructie zitten, gaan werken op 60 m diepte onder water. Wij hebben de motoren dus getest met een waterdruk van 9 bar.
Superkritisch CO2
Een andere bijzondere toepassing van een elektromotor op maat, wordt toegepast in de machines van DyeCoo. Dit bedrijf in Weesp maakt machines waarmee polyester textiel geverfd kan worden zonder gebruik te maken van water en proceschemicaliën. Dat gebeurt met behulp van superkritisch CO2. Textiel verven op de conventionele manier gebeurt vaak in derdewereldlanden, kost enorm veel schoon water en geeft veel afvalwater.
DyeCoo is zo’n vijftien jaar geleden al begonnen met het concept van textiel verven met superkritisch CO2. Door druk en temperatuur in een drukvat te verhogen tot boven het kritisch punt wordt de CO2 superkritisch, een fase waarbij de stof een dichtheid heeft als een vloeistof en een viscositeit als een gas. In die fase kan de kleurstof oplossen in de CO2. Het textiel bevindt zich op een grote rol in een drukkamer van de machine. Door het superkritisch CO2 rond te pompen, in dit gesloten systeem, wordt de kleurstof naar het textiel verplaatst. Door de temperatuur en de CO2 gaan de vezels open staan en dringt de kleurstof diep in het textiel.
Van Berkum: “Wij leveren daar speciale motoren voor het rondpompen van deze superkritische CO2. We zijn vijftien jaar geleden al met die klant aan de ontwikkeling ervan begonnen. Eerst met een kleine motor en wij hebben deze continue verder ontwikkeld tot het product dat we nu leveren. Deze motoren zitten in het roestvast stalen drukvat (wanddikte 100 mm!) volledig ondergedompeld in de superkritisch CO2 en zijn allesbehalve standaard. Ze moeten werken onder een druk van 250 bar en een temperatuur van 120°C. We hebben die motor steeds verder geperfectioneerd.
Onderwater en super speciaal
Het mag duidelijk zijn dat EN motors een veelzijdig bedrijf is waar het gaat om de productie van speciale elektromotoren. Van grote onderwater bagger- en pompmotoren tot super speciale motoren die onder zware omstandigheden iets moeten aandrijven. Dat daarbij intensief contact is met de klant, in zowel de ontwerp-, productie en installatiefase, is dan ook de normaalste zaak van de wereld voor de engineers van EN motors. Mede daarom weten veel klanten de weg naar Nijmegen al bijna een eeuw te vinden.
Het volledige artikel is te lezen in Aandrijftechniek van maart 2020.