AT150541B

AT150541B - Vorrichtung zum Verdichten von Gasen und zum Umsetzen von Gasdruckenergie in Bewegungsenergie.

Info

Publication number: AT150541B
Authority: AT
Inventors: Otto Dr Ing Lutz
Original assignee: Otto Dr Ing Lutz
Priority date: 1935-09-18
Filing date: 1936-09-12
Publication date: 1937-09-10
Also published as: GB466324A; CH205991A

Description

Vorrichtung zum Verdichten von Gasen und zum Umsetzen von Gasdruckenergie in Bewegung- energie.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Gasen und zum Umsetzen von Gasdruckenergie in Bewegungsenergie, bei welcher der Arbeitsraum unterteilt ist durch unter sich gleiche Wände und durch Bewegung dieser Wände die von ihnen eingeschlossenen Räume fortlaufend grösser und kleiner werden, so dass in ihnen entweder Gas verdichtet und gefördert oder Gasdruckenergie in Druckenergie eines andern Gases umgesetzt oder Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt werden kann.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch zwei wellig gestaltete Seitenflächen und zwischen ihnen Wände, alle in Richtung der Wandflächen gesehen, Fig. 2 zeigt in schaubildlicher Darstellung die Seitenflächen als Taumelscheibe ausgebildet und die geführten Wände nach Schraubenflächen gekrümmt, Fig. 3 zeigt bei der Bauart nach Fig. 2 eine besonders zweckmässige Ausbildung der Enden der Wände, Fig. 4 ist eine schaubildliche Einzeldarstellung einer bei diesen Enden anzuwendenden Führung, Fig. 5 zeigt im Axialschnitt eine besondere Einrichtung zum Antrieb der Wände, Fig. 6 zeigt eine Abart der Aus-
EMI1.1

Das Arbeitsprinzip der neuen Vorrichtung sei zunächst an Hand der schematischen Fig. 1 erläutert :
Zwischen zwei Seitenflächen a, die nach einer wellenförmig gewundenen Regelfläche gestaltet sind und die Seitenwände eines oben und unten durch ebene Flächen begrenzten Arbeitsraums bilden, liegen, ringsum dicht anschliessend, Wände b, die in stillstehenden Führungen h in Richtung des Pfeiles a geführt sind. Die welligen Flächen a sind mit Einlassöffnungen E und Auslassöffnungen A versehen und in Richtung der Pfeile 1n beweglich.

Da die Führungsrichtung a von der Richtung ss der Verbindungslinie der Führungsstellen B, C der Wände b mit den Flächen a abweicht, entstehen immer dort, wo die Führungsrichtung a schief auf die jeweilige Richtung der Wellungen a auftrifft, grosse Abstände der Wände b, also grosse Räume zwischen den Wänden, und dort, wo die Richtung a am steilsten auf die Wellungen der Flächen a auftrifft, kleine Räume. Es wird infolgedessen durch die Einlassöffnungen E Gas angesaugt und durch die Auslassöffnungen ausgestossen.

Statt die Wände a in der Pfeilrichtung zu bewegen, kann man auch die Wände b samt ihren Führungen h in der entgegengesetzten Richtung bewegen. Die Ein-und Ausströmöffnungen können ausser in den welligen Wänden a auch in dem sie verbindenden Vorrichtungsteil (Kammerboden oder Decke) angebracht sein.-Öffnungen E'und A'in Fig. 1.

Eine zweckmässige Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens ergibt sich dadurch, dass man die Wände b nach Fig. 1 zu Schrauben c (Fig. 3) aufwickelt ; die welligen Wände a werden dann entsprechend zu ein-oder mehrhubigen Taumelscheibe d (Fig. 2). Die Taumelscheibe sitzen zweckmässig auf einer gemeinsamen Welle, auf der die Schrauben ihrerseits gleiten ; nach aussen sind die Schrauben durch ein zylindrisches Gehäuse abgedichtet. In dieser Ausführung hat die Vorrichtung den Vorteil, dass alle Dichtflächen Drehteile sind, die auf der Dreh-oder Schleifbank in einfacher Weise billig und genau hergestellt werden können.

Die Vorrichtung kann durch Drehung der Taumelscheibe d (Pfeil F in Fig. 2) betrieben werden ; man kann aber auch die Taumelseheiben festhalten und die Schrauben c ihrerseits drehen, wobei sie sich ebenfalls entsprechend dem Doppelpfeil bei D hin-und herbewegen.

Die Ein-und Auslassöffnungen E und A sind in den Taumelscheibe angebracht. Sie können auch in der Welle g angebracht werden, wobei diese als Hohlwelle auszubilden ist, oder in Taumelscheibe und Hohlwelle. Werden die Taumelscheibe mit dem äusseren Gehäuse fest verbunden, so können die Ein-und Auslassöffnungen ausser in den Taumelscheibe auch im Gehäuse angebracht werden.

Die Schrauben c sind entweder rein axial oder auch schraubenförmig zu führen ; die Führungsrichtung muss jedoch immer von der Richtung der Erzeugenden der Schrauben c abweichen.

Eine vorteilhafte Führung der Schrauben c ergibt sich, wenn man die Enden der Schraubenkolben c nach Fig. 3 mit Führungsstücken e in Form von Ringsegmenten versieht, die sich in dem Ringraum zwischen Gehäuse t und Welle g bewegen ; die Schraubenkolben führen sich dann gegenseitig. In der Vorrichtung treten dabei nur Dichtflächen, keine Dichtlinien auf, wodurch eine gute Abdichtung erzielt wird. Ausserdem sind die Enden der Schraubenkolben biege-und drehsteif gelagert, was die Festigkeitseigenschaften der Schraubenkolben steigert. Auch die Bearbeitungsmöglichkeiten werden günstig, da die Schraubenkolben einer Vorrichtung ohne Gehäuse und Welle zusammengebaut und gemeinsam aussen und innen auf die entsprechenden Gehäuse-bzw. Wellendurchmesser abgedreht werden können.

Zur Verminderung der Reibung können die Ringsegmente durch Kugeln o, Rollen oder Nadeln gegeneinander abgestützt und geführt werden. Die Führungen i werden zweckmässig nach Fig. 4 als geschlitzte Rohrstücke ausgeführt, in denen Kugeln liegen, wodurch die Bearbeitung und das Einpassen in die Führungen der Schraubenkolben vereinfacht wird.

Die Taumelscheibe, die die Schraubenkolben bewegen, können entweder einseitig wirkend (d. h. nur schiebend) oder auch zweiseitig wirkend (beispielsweise nach den Fig. 5 und 6) ausgebildet sein. Gemäss Fig. 5 sind an den Schraubenkolbenenden e Rollen k gelagert, die zwischen zwei auf der Welle g sitzenden Taumelscheibe d laufen ; gemäss Fig. 6 werden Rollenpaare k verwendet, die eine gemeinsame Taumelscheibe d umfassen.

Für die zweiseitig wirkende Anordnung genügt eine einzige Taumelscheibe, die auf der Ansaugoder Auslassseite der Vorrichtung angebracht sein kann. Es können aber auch hier mit Vorteil zwei Taumelscheibe verwendet werden, besonders dann, wenn die Schraubenkolben grössere Drücke aufzunehmen haben. Bei der Verwendung von zwei auf der Welle oder am Gehäuse befestigten Taumelscheiben, die die beiden Enden der Schraubenkolben führen, bleibt nämlich der Abstand dieser Enden konstant, auch wenn Druckkräfte die Schraubenkolben deformieren wollen. Dadurch werden aber die Biege-und Drehbeanspruchungen der Schraubenkolben geringer ; ausserdem verteilen sich die Ruckdrückkräfte und-momente an den Führungsstellen auf zwei Vorrichtungsteile, nicht nur auf einen Teil, so dass je nur die halbe Beanspruchung auftritt.

In den Fig. 2 und 3 sind vier Sehraubenkolben verwendet. Die Anzahl der Schraubenkolben einer Vorrichtung hat sich nach dem gewünschten Verdichtungsgrad und weiter danach zu richten, ob die Taumelscheibe ein-oder mehrhubig ausgeführt werden. Die Schraubenkolben selbst können einen oder mehrere Gänge besitzen (auch fTJ4 oder 1 Gänge usw. ) ; es ist weiterhin möglich, die Schraubenkolben nicht nur am Anfang und Ende, sondern auch dazwischen durch Ringsegmente zu führen.

Die Förderleistung der Vorrichtung ist gross. Die Schrauben wirken als Kolben, deren wirksame Kolbenfläche bei mehrfacher Schraubung der mehrfachen Ringfläche zwischen Gehäusewand und Welle entspricht. Ausserdem fördert jeder Schraubenkolben beim Hin-und beim Hergang, so dass trotz kleiner Hubwege bei entsprechender Ausbildung bis zum doppelten des Ringrauminhalts je Umdrehung gefördert werden kann, bei Mehrfachhubscheiben d das Mehrfache dieses Betrages. Da der äussere Bauaufwand der Vorrichtung gering ist, kann eine Förderung je Umdrehung erzielt werden, die-auf die gesamte Vorrichtungsgrösse bezogen-von keiner andern Vorrichtung bis jetzt erreicht wird. Ausserdem sind die Massenkräfte gering, da nur kleine Hübe der Schraubenkolben angewendet zu werden brauchen, so dass auch hohe Drehzahlen erreicht werden können.

Im übrigen ist ein vollkommener Massenausgleich der Sehraubenkolben in axialer Richtung möglich.

Die angegebene Ausführung erlaubt weiterhin-da nur einfache Bauteile vorliegen-, diese Bauteile in ihren Beanspruchungen rechnerisch zu verfolgen und sie danach so leicht wie möglieh zu gestalten. Die Vorrichtung wird sich deshalb auch zur Verwendung bei ortsbeweglichen Anlagen eignen, u. zw. sowohl als Arbeitsmaschine (Gebläse, Förderpumpe, Verdichter) als auch als Kraftmaschine oder als Kombination von beiden.

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zum Verdichten von Gasen und zum Umsetzen von Gasdruckenergie in Bewegungsenergie, dadurch gekennzeichnet, dass in einem die Ein-und Auslassöffnungen enthaltenden Arbeitsraum, der aus zwei sich in gleichem Abstand gegenüberliegenden Flächen und zwei welligen Flächen besteht, mehrere unter sich gleiche Wände an den welligen Flächen entlang beweglich sind, wobei diese Wände an den Kammerflächen allseitig dicht anliegen und dabei so geführt sind, dass sie von den welligen Flächen in einer Richtung hin-und herbewegt werden, die von ihrer eigenen Richtung abweicht. <Desc/Clms Page number 3>

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die unter sich gleichen Wände als Schrauben und die welligen Flächen als Taumelscheibe ausgeführt sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb durch Drehung der Taumelscheibe erfolgt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb durch Drehung der Schrauben erfolgt.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben axial geführt sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben schraubenförmig geführt sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein-und Austrittsöffnungen an den Taumelscheibe angebracht sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Ein-und Austrittsöffnungen in dem die Taumelscheibe verbindenden Vorrichtungsteil (Welle, Gehäuse).

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Sehraubenkolben mit Führungsstücken in Form von Ringsegmenten versehen sind, die sich in dem Ringraum zwischen Gehäuse und Welle bewegen und sich gegenseitig führen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungstücke durch Wälzkörperführungen gegeneinander abgestützt und geführt werden.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperführungen als Halbrohrstücke ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schraubenkolben durch zwei einseitig wirkende Taumelscheibe geschieht.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schraubenkolben durch eine zweiseitig wirkende Taumelscheibe geschieht.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Schraubenkolben durch zwei zweiseitig wirkende Taumelscheibe geschieht, die die Enden der Schraubenkolben in gleichem Abstand führen. EMI3.1