<B>Umlaufverdichter mit schraubenförmig verzahnten Rotoren</B> Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Unilaufverdiehter mit sehraubenför- inig @-erzaliiiteii Rotoren, bei dein die Zahn flanken des Hauptrotors konvex iuid die Zahnflanken des Nebenrotors konkav aus gebildet sind.
Bei bekannten Umlaufv erdiehtern dieser Art sind zufolge des relativ spät eintretenden Druekausg,leielis zwischen dem voiverdiehte- ten Inhalt der IIauptrotorzahnlücke und dem noeli unverdichteten Inhalt. der Nebenrotor 7ahnliieke bei Verdichtungsbeginn ziemlich grosse Wirbel- und überströmverluste vorhan den. Beim Ausstossen und während der Förde rung treten unerwünschte Kontraktionen auf, welelie ebenfalls Verluste zur Folge haben.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wer den die genannten Verluste dadurch vermin dert, dass am Zahn des Nebenrotors anmit elbar hinter der nacheilenden Steuerkante Eine Abflachung sieh befindet, wobei die in dieser Kante sieh treffenden Flächen einen stumpfen Winkel miteinander einschliessen. Beste Verhältnisse werden erzielt, wenn die auf den Kopfkreis projizierte Breite der Abflaehnng des Nebenrotors 12 bis 18% der Breite der zylindrischen Partie des Zahn kopfes ausmacht.
Günstige Strömungsver- hiiltnisse werden dann erzielt, wenn im senk recht zu der Rotoraxe stehenden Schnitt. des 7ahnprofils des Nebenrotors die Abflachung wenigstens angenähert senkrecht zur Mittel linie der anschliessenden Zahnlücke steht. Auf der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand beispielsweise veranschaulicht und sind zudem bekannte Ausführungen dar gestellt.
Fig. 1 zeigt einen Umlaufverdichter, teil weise im Schnitt und in der Aufsicht auf die zusammenarbeitenden Rotoren bei Beginn der überströmperiode.
Fig. 2 ist ein Querschnitt entsprechend der Linie I-I von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch die Fig. 2. entsprechende Stelle eines Umlaufver dichters bekannter Bauart.
Fig. 4 zeigt den Umlaufverdichter ent sprechend Fig. 1, aber bei Beginn der Aus stossperiode.
Fig. 5 ist ein Querschnitt. entsprechend der Linie II-II von Fig. 4.
Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt durch die der Fig. 5 entsprechende Stelle eines Umlauf verdichters bekannter Bauart.
Fig. 7 ist ein Querschnitt, durch einen Zahnkopf des Nebenrotors des Beispiels in grösserem Massstab.
Im Gehäuse 1 (Fig. 1 und 4) laufen die mittels der Zapfen 2, 3, 4, 5 in den Büchsen 6, 7, 8, 9 gelagerten schraubenförmig verzahn ten Rotoren 10 und 11. Der Hauptrotor 10 weist die konvexen Schraubenzähne 12 und der Nebenrotor 11 die konkaven Schrauben zähne 13 auf. Die Drehrichtung der beiden Rotoren 10 und 11 ist, wie durch die Pfeile angedeutet, gegenläufig. Die strichliert ge- zeichnete Ansaugtasehe 14 für den Luftein- Lritt liegt auf der Unterseite des Gebläse gehäuses 1.
Die Aastrittstasche 15 liegt über den Rotoren 10, 11. Die Stellung der Zähne 12, 13 ist in den Fig. 1 und 2 in dem Moment gezeigt, in welchem die Überströmung von der Zahnlücke 16 des Hauptrotors 10 in die Zahnlüeke 17 des Nebenrotors 11 begonnen hat. Die Steuerkante 18 am Gehäuse 1 bildet zugleieh die Dilrchdringilngskante der bei den CTehäusezylinder 19 und 20, mit welcher die naeheilende Steuerkante 21 des Neben rotors 11 zusammenarbeitet.
Das bereits er c- fnete I'ber:strömdreieck ist in Fig. 1 mit 2-2 bezeichnet. Zum Vergleich mit der Vorv er- legung der nacheilenden Steuerkante 2-1 am Kopfdes Zahnes 13 sind in Fig. 3 die Ver lrältnisse dargestellt, wie sie sich bei der be kannten Ausfühl-ting ergeben, und zwar sind die Rotoren 10a. und lla um den Betrag der Vcrle;img der Steuerkanten 21 bei Bildung der Abflachung 25 vorwärts gedreht gezeich net.
Die zu Fig. 2 analoge Stellung ist strich liert eingezeichnet. Die Überströmung wäre also bei der Ausführung entsprechend Fig. 3 noch nicht im Gange.
Der Verdiehtiingsbeginn erfolgt bei der Ausführung nach Fig. 3 in dem Zeitpunkt, irr weichem der Zahn 13a. des Nebenrotors lla in die Lücke 16 des Hauptrotors 10 einzu dringen beginnt. Die Verdichtung erfolgt. also zunächst in der Zahnlücke des Hauptrotors. Die Vorverdichtung in der Zahnlücke 16 dauert so lange an, bis der Zahnkopf 13a des Nebenrotors 11 mit seiner nacheilenden Steuerkante 21a die Schnittkante 18 der bei den Clehäivsezylinder 19 und 20 übersteuert.
In der Zahnlücke 16 ist das zu verdichtende und zu fördernde Medium bereits schon ziem lich hoch verdichtet, während bis zu diesem Zeitpunkt der Inhalt der Zahnlücke 17 des Nebenrotors lla noch keine Verdichtung er fahren hat.
Sobald die nacheilende Kopf kante 21a des Nebenrotors 11a die Schnitt kante 18 der beiden Gehäusezylinder 19 und 20 zu übersteuern beginnt, wird eine drei eckförmige Verbindung zwischen der Zahn- lLieke 16 des Hauptrotors 10 und des NTeben- rotors 11 eröffnet.
Dieser DruckatLsgleich ist nun aber mit merklichen Verlusten verbun- den, insbesondere deshalb, weil er verhältnis mässig spät, das heisst mit grossem Druck gefälle und also grossen Geschwindigkeiten und unter Beteiligung eines grossen Volumens erfolgt.
Da zudem die beiden Begrenzungs linien des Überströmdreiecks, nämlich die Selmittkante 18 der beiden Gehäusezvlinder 1.9 und 20 und die Kopfkante 21a. des @Neben- rotors lla sehneidena.rtige Gestalt aufweisen, spielt sieh der Druekausgleieh auch unter un günstigen Strömungsverhältnissen ab.
Wesentlich günstiger liegen die Verhält nisse bei der Ausführungsform entsprechend Fig. 2. Infolge der V orverlegung der nach eilenden Steuerkante 21 am Kopf des Neben rotors 11 erfolgt die Verbindung zwischen dem bereits vorverdiehteten Inhalt der Zahn- lüeke 16 des Hauptrotors 10 und dem noch umverdichteten Inhalt der Zahnlücke 17 des Nebenrotors 11 wesentlich früher. Das Dr2zek- gefälle und die Geschwindigkeiten sind also kleiner.
Ebenso ist das zum Druckausgleieh zwischen den beiden Räumen 16 und 17 zu verschiebende Volumen viel geringer, so dass der Druckausgleieh unter wesentlich kleine ren Verlusten erfolgt.
Bei der bekannten Ausfülii-tlng entspre- ehend Fig. 6 weist die den Auslass steuernde Kopfkante 21a. des Nebenrotors lla. eben falls schneidenförmige Gestalt auf. Das ver dichtete Gas wird unter grosser Wirbelbil dung in den ALislasssehlitz 15 ausgestossen. Die Strömungsverhältnisse sind hier also ebenfalls ungünstig.
Durch die Anwendung der Massnahme beim Beispiel, dass ummittel- bar hinter der nacheilenden Steuerkante 21 @!.,i Zahn 13 des Nebenrotors 11 eine Abfla- eliung 25 vorgesehen wird, wobei die in der steuernden Kante 21 sich treffenden Flächen 25, 30 einen stumpfen Winkel (3 miteinander einschliessen, ergibt sich jedoch auch beim Ausstossen des geförderten. und verdichteten Gases eine wirksame Verbesserung derselben.
Beste Verhältnisse sowohl für das Überströ men während der Vorverdichtung wie beim Ausstossen werden erzielt, wenn die auf den Tropfkreis projizierte Breite a (Fig. 7) der Abflaehung 25 des Nebenrotors 12 bis 18% der Breite b der zylindrischen Partie des Zahnkopfes ausmacht.
Wird die Breite a kleiner als 12% gemacht, so lässt die gün- slige Wirkung nach, wird sie grösser als 18% Viehalten,
so wird die Breite der verbleiben den Kopfpartie b so weit verringert, dass die "i.bdielitung zwischen dieser und dem Ge häuse 1 fühlbar nachzulassen beginnen würde.
Die Vorverlegung der nacheilenden Steuer kante 21 erfolgt entsprechend Fig. 7 durch _lbflaehung 25 der entsprechenden Kante des Zahnkopfes 13 so, dass im Schnitt des Zahn profils senkrecht zu den Rotoraxen die ebene .9bflaehung wenigstens angenähert senkrecht zur Mittellinie JT der anschliessenden Zann- lüeke gelegt wird, dass also Winkel a un- ,efähr 90 beträgt.
Die zylindrische Kopf partie b und die Abflachung 25 schliessen dabei einen stumpfen Winkel ,ss ein. Statt der selineidenartigen Gestalt besitzt der steu- emde Zahnkopf 13 des Nebenrotors 11 nun die die Strömung führende Fläche 25, so < lass während des Druckausgleichs und wäh rend der Förderung die Strömung mit klei nerer Kontraktion und mit wesentlich klei neren Verlusten erfolgt.
U m eine eventuelle Ablösung der Strö mung an der Kante zwischen Abrundungs- u.nd Zahnlüekenprofil zu vermeiden, und zu gleich eine kleine zusätzliche Verbesserung der Strömungsverhältnisse zu erzielen, ist eine Abrundung zwischen der Abflachung 25 und dein Zahnlückenprofil vorgesehen.
Eine weitere Möglichkeit, die Vorv erle- gung der nacheilenden Steuerkante des Neben rotors l1. zu erreichen, besteht darin, dass die A bflaehung durch einen Kreisbogen 31 ge bildet wird, so dass sich die Abrundung bis zur Steuerkante 21 erstreckt, derart., dass im Schnitt senkrecht zu der Rotoraxe die durch die Steuerkante 21 an den Abrun- dungSkreis gelegte Tangente T wenigstens angenähert senkrecht zur Mittellinie M der Zahnlücke 17 steht.