CH348231A - Drehkolbenverdichter - Google Patents

Description

      Drehkolbenverdichter       Die Erfindung betrifft einen     Drehkolbenverdich-          ter    mit im Querschnitt innen elliptischem Gehäuse  und mindestens einem darin aussermittig umlaufenden  Schieber.  



  Der erfindungsgemässe Verdichter ist dadurch  gekennzeichnet, dass der Schieber eine konstante  Länge aufweist, die gleich der kleinen Achse der  durch den Gehäusequerschnitt gebildeten     Ellipse    ist,  wobei die grosse Achse dieser Ellipse höchstens       1,05mal    länger ist als die kleine Achse und wobei  der Schieber axial verschiebbar um einen Drehpunkt  umläuft, der sich auf der kleinen Achse der Ellipse  in einer Entfernung vom Mittelpunkt derselben be  findet, die  
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    beträgt, wobei b gleich der kleinen Halbachse der  Ellipse und gleichzeitig gleich der halben Schieber  länge ist und a gleich der grossen Halbachse ist.  



  Der Erfindung zugrunde liegende Berechnungen  haben gezeigt, dass bei der erwähnten     Dimensionie-          rung    ein Schieber konstanter Länge in allen während  einer Umdrehung vorkommenden . Stellungen prak  tisch völlig ausreichend dichtet, indem die theore  tische     Schieberlänge    während einer Umdrehung die    effektive Länge nur um sehr kleine Beträge über  schreitet.  



  Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel  der Erfindung dargestellt. Es zeigen:       Fig.    1 eine Ellipse, 40       Fig.    2 einen     Drehkolbenverdichter    im Querschnitt  und       Fig.    3 einen Schnitt längs der Linie     III-III    in       Fig.    2.  



  In     Fig.    1 ist zwecks deutlicherer Darstellung der     4s     Unterschied zwischen der kleinen Achse 2b und der  grossen Achse 2a der Ellipse übertrieben dargestellt.  Die gezeichnete Ellipse weicht also stärker von der  Kreisform ab als der innere Gehäusequerschnitt des       Drehkolbenverdichters.    P ist der Drehpunkt des so  Schiebers, der auf der kleinen Achse liegt und dessen       Entfernung    vom Mittelpunkt der Ellipse  
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    - <SEP> b <SEP> @/ <SEP> a <SEP> a-ga
<tb>  ist. <SEP> a       In folgender Tabelle ist die berechnete Differenz  zwischen der theoretischen und der effektiven     Schie-          berlänge    für drei beispielsweise Ellipsen angegeben.

    Unter der theoretischen     Schieberlänge    ist dabei die  maximale Entfernung der -Punkte verstanden, in  denen eine durch P gehende Linie die Ellipse schnei  det.  
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    Ellipse <SEP> e <SEP> Max. <SEP> Fehler
<tb>  grosse <SEP> Achse <SEP> kleine <SEP> Achse <SEP> b
<tb>  58,3 <SEP> mm <SEP> 58,0 <SEP> mm <SEP> 2,8838 <SEP> mm <SEP> 0,00125 <SEP> 1,006
<tb>  58,6 <SEP> mm <SEP> 58,0 <SEP> mm <SEP> 3,99<B>1</B>7 <SEP> mm <SEP> 0,003 <SEP> 1,010
<tb>  59,5 <SEP> mm <SEP> 58,0 <SEP> mm <SEP> 6,2346 <SEP> mm <SEP> 0,0209 <SEP> 1,028       Dabei ist angenommen, dass die     Schieberenden     mit einem Radius von 2 mm abgerundet sind. Weiter-    hin ist der Abstand e und das Verhältnis     alb    der  grossen zur kleinen     Halbachse    angegeben.

        Der in     Fig.    2 und 3 dargestellte     Drehkolbenver-          dichter    weist ein Gehäuse 1 mit einer elliptischen  Bohrung 2 auf, in welche Ein- und Auslässe 3 und 4  führen. In der Bohrung ist ein Drehkolben 5 exzen  trisch gelagert. Dieser Kolben weist einen diametralen  Schlitz auf, in dem ein Schieber 6 in seiner Längs  richtung verschiebbar gelagert ist. Der Kolben wird  über eine Welle 7 von einem Elektromotor 8 ange  trieben. Dabei verschiebt sich der Schieber je nach  den Winkeln, die er jeweils mit den Achsen der       Querschnittsellipse    der Bohrung einschliesst, im       Schlitz    des Kolbens hin und her.

   Der zylindrische  Kolbenmantel schliesst oben zwischen den Ein- und  Auslässen 3 und 4 längs einer Mantellinie dicht     mit     der Wandung der elliptischen Bohrung ab. Die in  axialer Richtung verlaufenden Endflächen des Schie  bers sind     halbkreiszylinderförmig    abgerundet.  



  Die Wirkungsweise des     Drehkolbenverdichters     ist folgende: Die Berührungszone zwischen dem  Kolbenmantel und der Wandung der elliptischen  Bohrung sowie die     Schieberenden    teilen den Raum  zwischen der Wandung der elliptischen Bohrung und  dem Kolbenmantel im allgemeinen in drei Kammern  (wenn, wie in     Fig.    2 und 3, das eine     Schieberende     in der erwähnten Berührungszone     liegt,    verschwindet  die eine Kammer, das heisst, ihr Volumen wird Null).

    Wenn die Ellipse, die     Schieberlänge    und die Lage  der     Drehkolbenachse    den obigen     Dimensionierungs-          regeln    entsprechen, sind diese Kammern in allen       Schieberstellungen    hinreichend gegeneinander abge  dichtet.  



  Angenommen, der Kolben rotiert in     Fig.    2 im  Uhrzeigersinn. In diesem Falle ist 4 der Einlass und  3 der     Auslass.    Sobald das obere     Schieberende    am  Einlass 4 vorbeigegangen ist, entsteht zwischen die  sem     Schieberende    und der Berührungszone zwischen  Kolben und elliptischer Bohrung eine Kammer, deren  Volumen bei fortgesetzter Drehung zunimmt, so dass  der     Drehkolbenverdichter    Arbeitsmedium durch den       Eimass    4 in diese Kammer     ansaugt.    Dieser Saugvor  gang wird fortgesetzt,

   bis das nächste     Schieberende     über den     Einlass    gleitet und die vollgesaugte Kammer  durch beide     Schieberenden    abgeschlossen ist. Das  Medium wird nun um den Kolben herum weiter  transportiert, bis eines der     Schieberenden    über den       Auslass    3 und weiter über die erwähnte Berührungs  zone gleitet. Dabei ist nun die Kammer wieder durch  ein     Schieberende    und durch diese Berührungszone  begrenzt, mit dem     Auslass    3 in Verbindung, und es  nimmt das Volumen der Kammer im Verlaufe der  fortschreitenden Drehung ab.

   Das Arbeitsmedium  wird also durch den     Auslass    3 ausgestossen, bis das  betreffende     Schieberende    über die Öffnung des     Aus-          lasses    gleitet, in welcher Stellung die Kammer ent  leert ist. Dieser Vorgang wiederholt sich     dauernd;     wobei     immer    Arbeitsmedium in eine Kammer ange  saugt, in einer zweiten Kammer transportiert und  aus einer dritten Kammer ausgestossen wird.  



  Die Enden des Schiebers können einen ellip  tischen Querschnitt aufweisen, wobei die grosse Achse    dieser     Querschnittsellipse    gleich der Dicke des  Schiebers ist.  



  Die Dicke des Schiebers beträgt beispielsweise  4 mm.  



  Weiterhin kann der beschriebene     Drehkolbenver-          dichter    auch mit mehreren, sternförmig angeordneten  Schiebern versehen sein.  



  Der Vorteil des beschriebenen     Drehkolbenver-          dichters    besteht darin, dass ein starrer Schieber in  allen     Stellungen    dicht mit der Wandung der Boh  rung abschliesst, während bei den bisher bekannten       Drehkolbenverdichtern    grundsätzlich elastische Mittel  erforderlich sind, beispielsweise Federn, die jedes       Schieberende    gegen die Wand der Bohrung drücken,  oder nachgiebige Packungen, die einen Spalt ver  änderlicher Grösse zwischen den     Schieberenden    und  der Bohrung abdichten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Drehkolbenverdichter mit im Querschnitt innen elliptischem Gehäuse und mindestens einem darin aussermittig umlaufenden Schieber, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schieber eine konstante Länge auf weist, die gleich der kleinen Achse der durch den Gehäusequerschnitt gebildeten Ellipse ist, wobei die grosse Achse dieser Ellipse höchstens 1,05mal länger ist als die kleine Achse und wobei der Schieber axial verschiebbar um einen Drehpunkt umläuft, der sich auf der kleinen Achse der Ellipse in einer Entfer nung vom Mittelpunkt derselben befindet, die EMI0002.0049 beträgt, wobei b gleich der kleinen Halbachse der Ellipse und gleichzeitig gleich der halben Schieber länge ist und a gleich der grossen Halbachse ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Drehkolbenverdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der elliptischen Gehäusewandung zusammenwirkenden Enden des Schiebers im Querschnitt halbkreisförmig sind, wobei der Radius dieser Halbkreise gleich der halben Schieberdicke ist. 2. Drehkolbenverdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der elliptischen Gehäusewandung zusammenwirkenden Enden des Schiebers im Querschnitt elliptisch sind, wobei die grosse Achse dieser Ellipse gleich der Schieber dicke ist.

   3. Drehkolbenverdichter nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die grosse Achse der Ellipse l,Olmal länger ist als die kleine Achse und die Dicke des Schiebers 4 mm beträgt. 4. Drehkolbenverdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere sternförmig angeordnete Schieber vorgesehen sind.