CN115638112A - 用于压缩气体的元件、装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于压缩气体的元件、装置和方法。元件具有外壳(2)，具有相应旋转轴线的第一和第二转子(3、4)安装在外壳中，外壳(2)设置有尤其由以下形成的轴向出口开口(8)：‑在第一和第二近侧边缘(9b)之间的舌形突起(14)，其中舌形突起(14)的边缘由至少第一和第二舌缘(13a、13b)形成，其中第一或第二舌缘(13a、13b)比第二或第一舌缘(13a、13b)更远离第一或第二转子(3、4)的旋转轴线；其特征在于第一舌缘(13a)相对于第一旋转轴线的第一舌缘半径小于第一几何路径相对于第一旋转轴线的平行半径，所述路径由在第一和第二叶片(5a、5b)的端部表面之间的距第一旋转轴线最远的接触点描绘。

Description

用于压缩气体的元件、装置和方法

技术领域

本发明涉及用于压缩气体的元件、装置和方法。

背景技术

从现有技术中已知用于压缩气体的几种类型的元件。

在旋转位移元件中，元件包括具有内部空间的外壳，在所述内部空间中具有平行旋转轴线的一个或多个转子可旋转地安装并且邻近或几乎邻近内部空间的壁，例如两个螺旋转子，所述螺旋转子可以与它们的叶片一起在相反的旋转方向上协同且彼此接触或几乎彼此接触地旋转。

外壳设置有用于将要被压缩到内部空间中的气体吸入的入口和用于从内部空间排出被压缩的气体的出口。

通过入口吸入的气体通过转子的叶片之间的压缩腔被所述螺旋转子压缩，随着转子转动或旋转，压缩腔变得越来越小。

这种旋转也将压缩腔从入口移动到出口。

该出口包括外壳中的出口开口、由所述出口开口组成或由所述出口开口限定。

该出口开口可以被定位为对应于螺旋转子的端部表面的内部空间的端面中的所谓轴向出口开口，和/或被设计为从转子周围内部空间的端面延伸的径向端口。

在平行于旋转轴线的方向上观察，这种轴向出口开口具有基于压缩腔和螺旋转子在螺旋转子的端部表面中具有的形状的特定形状。

更具体地，该形状通常由所谓的密封线确定，所述密封线是与在转子彼此接触或几乎彼此接触旋转期间转子的端部表面之间的接触点的轨迹相对应的几何线。因此，密封线将高压下(即在其压缩循环的最后阶段中)的压缩腔与低压下的另一个压缩腔隔开，并且因此将内部空间中的高压气体与低压气体分离。

此处的术语“接触点”不一定指直接接触点，而是指转子的外表面上的点，在所述点处，该转子在旋转期间与另一转子接触或几乎接触，或者换句话说，在所述点处，该转子位于与另一转子相距处于小于1mm的数量级的最小距离处。

由于基于密封线的形状，并且由于出口开口在内部空间的端面中的特定位置，压缩腔将在正确的时间与出口连接，使得位于该压缩腔中的被压缩的气体可以在通常略高于出口压力的所需压力下并且没有太多损失地通过出口开口离开外壳。

另外，出口开口位于两个转子的叶片在螺杆压缩机元件的出口侧上彼此接触或几乎彼此接触旋转的位置，即压缩腔位于出口侧上的位置。

出口开口的形状由其边缘确定，所述边缘包括两个所谓的近侧边缘和两个所谓的远侧边缘。

每个近侧边缘通常遵循转子中的一个转子的叶片的基部。或者，换句话说，近侧边缘对应于几何路径，所述几何路径对应于在所讨论的转子旋转期间叶片的基部描绘的轨迹的一部分。

叶片的基部是转子的具有最小极限半径的部分。

当该叶片的端部表面朝向另一个转子旋转但尚未接触或几乎接触另一个转子时，每个远侧边缘通常遵循转子中的一个转子的叶片的端部表面的末端的部分轨迹。

在两个近侧边缘之间形成舌形突起或所谓的舌部，其形状由所述密封线确定。

术语“舌形”在此用于表示在平行于旋转轴线的方向上观察的突起具有由两个轴向的横向舌缘形成的细长形状，所述舌缘从底部或基部开始并最终会聚成可能截短的末端，或者换句话说，通常类似于人类舌头的完整自由端的横截面的形状。

更具体地，在平行于旋转轴线的方向上观察，舌形突起的末端由转子的叶片的端部表面首先彼此接触或几乎彼此接触的接触点形成，并且从末端延伸的舌形突起的两个舌缘中的每一个舌缘由叶片的端部表面之间的两个不同接触点中的一个接触点的轨迹的一部分形成。由此，舌形突起在与转子在其旋转轴线之间向右旋转的方向相反的方向上延伸。

该舌形突起是出口开口的限制部分，所述部分位于两个转子的叶片的端部表面彼此接触或几乎彼此接触旋转的位置，并防止被压缩的气体通过出口开口回流到内部空间的入口侧，否则这将发生在两个不同的接触点之间。

然而，出口开口的已知形状具有许多缺点。

一个缺点是在压缩腔与出口开口流体接触的最后阶段期间，压缩腔中的气体发生所谓的动态过压缩。这是因为压缩腔的此时与出口开口流体接触的区域不足以获得被压缩的气体从压缩腔到出口的适当且平顺的排空。

这与压缩腔中的局部非常高的压力相结合，元件未针对所述压力进行设计并且所述压力可能导致元件损坏。

另一个缺点是压缩腔中总是有一部分被压缩的气体不能通过出口开口离开内部空间。这是因为，通过转子的进一步旋转，在平行于旋转轴线的方向上观察，接触点中的每一个从舌部的末端越过舌部的边缘前进到舌部的底部；并且在接触点到达舌部的底部之后，压缩腔不再与出口开口流体连接。

当转子进一步旋转时，上述一部分被压缩的气体将朝向内腔的入口侧泄漏，并且因此导致效率损失。

发明内容

本发明的目标是提供针对前面提及的和/或其他缺点中的至少一个缺点的解决方案。

本发明的主题是用于压缩气体的元件，其中所述元件包括封闭内部空间的外壳，螺旋形第一转子和螺旋形第二转子可旋转地安装在所述内部空间中并且邻近或几乎邻近所述内部空间的壁，

使得在所述第一转子和所述第二转子在相反旋转方向上的旋转周期期间，所述第一转子的第一叶片和所述第二转子的第二叶片在所述第一转子和所述第二转子之间的位置彼此接触或几乎彼此接触旋转，

其中所述外壳设置有用于引导待被压缩的气体朝向和进入所述内部空间的入口和用于引导被压缩的气体离开和远离所述内部空间的出口，

其中所述出口包括邻接所述内部空间的轴向出口开口，

其中，在平行于所述第一转子的第一旋转轴线和所述第二转子的第二旋转轴线的方向上观察，所述出口开口由以下形成：

-第一远侧边缘，其完全位于围绕所述第一旋转轴线的第一旋转角度内，在所述第一旋转角度中，所述第一叶片的面向所述出口开口的端部表面在所述旋转周期期间朝向所述第二叶片的面向所述出口开口的端部表面的最大旋转圆或在所述最大旋转圆内旋转；

-第二远侧边缘，其完全位于围绕所述第二旋转轴线的第二旋转角度内，其中所述第二叶片的所述端部表面在所述旋转周期期间朝向所述第一叶片的所述端部表面的最大旋转圆或在所述最大旋转圆内旋转；

-第一近侧边缘，其完全位于所述第一旋转角度内，距所述第一旋转轴线的距离比所述第一远侧边缘小；

-第二近侧边缘，其完全位于所述第二旋转角度内，距所述第二旋转轴线的距离比所述第二远侧边缘小；

-在所述第一近侧边缘和所述第二近侧边缘之间的舌形突起，

所述突起首先定位在围绕所述第一旋转轴线的第三旋转角度内并且其次定位在围绕所述第二旋转轴线的第四旋转角度内，在所述第三旋转角度中，在所述旋转周期期间，所述第一叶片的所述端部表面和所述第二叶片的所述端部表面彼此接触或几乎彼此接触旋转，在所述第四旋转角度中，在所述旋转周期期间，所述第一叶片的所述端部表面和所述第二叶片的所述端部表面彼此接触或几乎彼此接触旋转，

其中所述舌形突起紧固到所述外壳的基片，并从所述基片在与所述第一转子和所述第二转子在所述旋转周期期间在所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线之间向右旋转的方向相反的方向上延伸，并且

其中所述舌形突起的边缘由从所述基片延伸的至少第一舌缘和第二舌缘形成，其中所述第一舌缘比所述第二舌缘更远离所述第一转子的旋转轴线并且所述第二舌缘比所述第一舌缘更远离所述第二转子的旋转轴线；

其特征在于在所述第一舌缘的整个长度上，所述第一舌缘相对于所述第一旋转轴线的第一舌缘半径小于平行于所述第一舌缘半径的第一几何路径相对于所述第一旋转轴线的半径，所述第一几何路径在所述旋转周期期间由在所述第一叶片的所述端部表面和所述第二叶片的所述端部表面之间的距所述第一旋转轴线最远的接触点描绘。

舌形突起的“边缘”是指舌形突起的圆周的、部分形成出口开口的那一部分。

在该上下文中，“舌缘半径”是指一方面舌缘的点与另一方面旋转轴线之间的直线距离，所述直线距离可以在舌缘的长度上变化。

优选地，第一舌缘半径在第一舌缘的整个长度上比第一几何路径的所述半径小至少2.5％。

通过使第一舌缘的第一舌缘半径小于第一几何路径的半径，出口开口将有效地变得大于在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察时第一舌缘与第一几何路径重合的已知元件中的出口开口。

重要的是需注意，在第一舌缘位置的出口开口形状的这种变化是反直觉的，因为这种变化导致出口开口在螺杆转子旋转期间的某些时间与内部空间的入口侧的低压区流体连接，已知这会导致被压缩的气体泄漏到入口侧。

出口开口形状的这种变化将有意地产生这些泄漏，以便排出所需部分的被压缩的气体以减少压缩腔中的过压缩。

因此，一个优点是出口开口的这种形状将大大减少前述的过压缩。

应注意，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，压缩腔中的气体的过压缩和被压缩的气体向入口侧的泄漏两者都发生在第一舌缘处，并且因此靠近彼此。

另外，与已知元件相比，出口开口的形状还将允许压缩腔中的更多被压缩的气体通过出口开口离开内部空间并最终离开元件。

在元件中，这导致相对功率消耗(比能需求，SER)，或产生的每单位被压缩的气体量的功率需求降低。

因此，元件具有比已知元件更高的效率。

在根据本发明的元件的优选实施例中，在所述第二舌缘的整个长度上，所述第二舌缘相对于所述第二旋转轴线的第二舌缘半径小于平行于所述第二舌缘半径的第二几何路径相对于所述第二旋转轴线的半径，所述第二几何路径在所述旋转周期期间由在所述第一叶片的所述端部表面和所述第二叶片的所述端部表面之间的距所述第二旋转轴线最远的接触点描绘。

优选地，第二舌缘半径在第二舌缘的整个长度上比第二几何路径的所述半径小至少2.5％。

还通过使第二舌缘的第二舌缘半径小于第二几何路径的半径，出口开口将有效地变得大于在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察时第二舌缘与第二几何路径重合的已知元件中的出口开口。

其优点明显类似于通过使第一舌缘半径与已知元件相比更小而获得的上述优点。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，所述第一转子是公螺纹转子并且所述第二转子是母螺纹转子。

实际上，在公螺纹转子和母螺纹转子安装在元件的内部空间中的情况下，处于压缩腔与出口开口流体接触并且压缩腔中的气体被过压缩的最后阶段的压缩腔触碰母螺纹转子的基部。

因此，最靠近母螺纹转子的舌缘的舌缘半径的减小百分比的优点将相对大于最靠近公转子的舌缘的舌缘半径的同样大的减小百分比的优点。

例如，在仅第一舌缘半径小于第一几何路径的半径且第二舌缘半径不小于第二几何路径的半径的情况下，结果是，在第一转子是公转子且第二转子是母转子的情况比在第一转子是母转子且第二转子是公转子的情况更有利。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，所述出口开口还由所述舌形突起的连接边缘形成，所述连接边缘连接所述第一舌缘和所述第二舌缘，使得所述舌形突起在所述连接边缘处具有截短形状。

由于第一舌缘和第二舌缘之间的连接边缘以及舌形突起的相关联的截短形状，出口开口的面积将增加。

这将具有进一步减少压缩腔中的过压缩并进一步减少相对功率消耗的效果。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，元件是螺杆压缩机元件，优选地是无油螺杆压缩机元件。

然而，本发明的范围并不排除螺杆压缩机元件是流体喷射螺杆压缩机元件、无油螺杆真空泵元件、流体喷射螺杆真空泵元件、无油螺杆鼓风机元件或流体喷射螺杆鼓风机元件。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，从所述第一远侧边缘的至少一部分到所述第一旋转轴线的距离小于所述第一叶片的所述端部表面的所述最大旋转圆的半径。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，从所述第二远侧边缘的至少一部分到所述第二旋转轴线的距离小于所述第二叶片的所述端部表面的所述最大旋转圆的半径。

通过使一方面第一远侧边缘和/或第二远侧边缘与另一方面第一旋转轴线或第二旋转轴线之间的距离分别小于第一叶片或第二叶片的端部表面的最大旋转圆的半径，在第一叶片的所述端部表面和第二叶片的所述端部表面在旋转周期期间尚未彼此接触或接近彼此接触并且压缩腔中还没有任何过压缩的位置处，压缩腔在旋转周期期间与出口开口流体接触的面积可以根据需要减小。

以这种方式，增加了跨元件的压力比，即出口压力与入口压力的比。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第三旋转角度中，所述第一近侧边缘相对于所述第一旋转轴线的半径等于或小于所述第一叶片的基部相对于所述第一旋转轴线的半径。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第四旋转角度中，所述第二近侧边缘相对于所述第二旋转轴线的半径等于或小于所述第二叶片的基部相对于所述第二旋转轴线的半径。

通过在第三旋转角度或第四旋转角度中分别取第一近侧边缘和/或第二近侧边缘的半径等于或小于第一叶片或第二叶片的基部的半径，分别在该第三旋转角度或第四旋转角度内与出口开口流体接触的压缩腔的面积将被保持为尽可能大。

恰好在该第三旋转角度和第四旋转角度内，压缩腔中的过压缩的问题在用于压缩气体的已知元件中显著出现。

将与出口开口流体接触的压缩腔的面积分别保持在该第三旋转角度或第四旋转角度内，尽可能最大将使压缩腔中的这种过压缩问题最小化。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第三旋转角度外，从所述第一近侧边缘的至少一部分到所述第一旋转轴线的距离大于所述第一叶片的基部的半径。

在根据本发明的元件的另一个优选实施例中，在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第四旋转角度外，从所述第二近侧边缘的至少一部分到所述第二旋转轴线的距离大于所述第二叶片的基部的半径。

通过分别在第三旋转角度或第四旋转角度外使一方面第一近侧边缘和/或第二近侧边缘与另一方面第一旋转轴线或第二旋转轴线之间的距离分别大于第一转子或第二转子的基部的半径，在第一叶片和第二叶片在旋转周期期间尚未彼此接触或接近彼此接触并且压缩腔中还没有任何过压缩的位置处，压缩腔在旋转周期期间与出口开口流体接触的面积可以根据需要减小。

以这种方式，增加了跨元件的压力比，即出口压力与入口压力的比。

本发明还涉及用于压缩气体的装置，所述装置包括根据本发明的元件。

不用说，与这种装置相关联的优点与所讨论的元件的优点相同。

本发明还涉及用于从根据本发明的元件中排出被压缩的气体的方法，其中所述方法包括通过所述出口开口从所述内部空间排出所述被压缩的气体的步骤，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述旋转周期期间在任何时间，所述第一叶片的所述端部表面和所述第二叶片的所述端部表面之间没有接触点与所述舌形突起重叠。

在第一转子和第二转子的第一接触点和第二接触点处和之间，可能发生被压缩的气体泄漏到内部空间的入口侧，其优点如上所述。

附图说明

为了更好地说明本发明的特征，以下参考附图将根据本发明的用于压缩气体的元件、配备有所述元件的装置和根据本发明的用于压缩气体的方法的一些优选实施例作为示例进行描述，而没有任何限制特征，其中：

图1示意性地示出根据本发明的用于压缩气体的元件；

图2示出沿图1中线II-II的横截面，其中图1的元件的轴向出口开口是可见的；

图3示出与图2相同的视图，但是其是具有已知轴向出口开口的已知元件；

图4示出图2的轴向出口开口在图3的已知轴向出口开口上的叠加和水平镜像。

具体实施方式

图1示意性地示出根据本发明的用于压缩气体的元件，在这种情况下是螺杆压缩机元件1。

它包括封闭内部空间的外壳2，具有叶片5的两个螺旋转子3、4可旋转地安装在所述内部空间中并且邻近或几乎邻近内部空间的壁，即可以相互配合旋转到彼此中的公第一转子3和母第二转子4。

在这种情况下，但对于本发明来说不是必需的，螺杆压缩机元件1是无油螺杆压缩机元件1，这意味着没有油被注入到外壳2中以润滑、冷却和/或密封转子3、4。

可替代地，螺杆压缩机元件1还可以是喷油螺杆压缩机元件、喷水螺杆压缩机元件、无油螺杆真空泵元件、喷油螺杆真空泵元件、喷水螺杆真空泵元件、无油螺杆鼓风机元件、喷油螺杆鼓风机元件或注水螺杆鼓风机元件。

外壳2设置有用于引导待被压缩的气体朝向和进入内部空间的入口6和用于引导被压缩的气体离开和远离内部空间的出口7。出口7包括与外壳2中的内部空间邻接的轴向出口开口8，即外壳2中的物理开口。

本发明的范围不排除出口还包括从包含出口开口8的内部空间的端面围绕转子延伸的径向端口。

图2和图3分别示意性地示出了，在平行于第一转子3的旋转轴线和第二转子4的第二旋转轴线的方向上观察，根据本发明的出口开口8和已知元件的出口开口8，其中为清楚起见未示出外壳2。

该出口开口8包括多个边缘9a、9b、10a、10b、13a、13b。

首先，出口开口包括两个近侧边缘9a、9b。在如图3所示的已知元件的出口开口8中，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第一近侧边缘9a完全与第一转子3的叶片5的基部11a描绘的轨迹的一部分重合。在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，图3中的第二近侧边缘9b完全与第二转子4的叶片5的基部11b描绘的轨迹的一部分重合。

在如图2所示的根据本发明的元件的出口开口8中，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第一近侧边缘9a相对于第一旋转轴线的半径或第二近侧边缘9b相对于第二旋转轴线的半径分别可以与第一转子3的基部11a或第二转子4的基部11b的几何路径的半径一样大。然而，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，本发明不排除在第一转子3的第一叶片5a和第二转子4的第二叶片5b彼此接触或几乎彼此接触旋转的围绕第一旋转轴线的第三旋转角度外的第一近侧边缘9a的半径大于基部11a的几何路径的半径。在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，本发明也不排除在第一转子3的第一叶片5a和第二转子4的第二叶片5b彼此接触或几乎彼此接触旋转的围绕第二旋转轴线的第四旋转角度外的第二近侧边缘9b的半径大于基部11b的几何路径的半径。

此外，出口开口8包括两个远侧边缘10a、10b。

对于如图3所示的已知元件的出口开口8，远侧边缘10a、10b是出口开口8的在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察时与转子3、4的叶片5的末端12的轨迹的一部分完全重合的那些边缘。

关于图3中已知的出口开口8，第一远侧边缘10a在围绕第一旋转轴线的第一旋转角度内与第一转子3的叶片5的末端12的轨迹的一部分完全重合，其中，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第一转子3的叶片5的末端12在旋转周期期间朝向第二转子4的叶片5的最大旋转圆旋转或恰好在所述最大旋转圆内旋转。第二远侧边缘10b在围绕第二旋转轴线的第二旋转角度内与第二转子4的叶片5的末端12的轨迹的一部分完全重合，其中，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第二转子4的叶片5的末端12在旋转周期期间朝向第一转子3的叶片5的最大旋转圆旋转或恰好在所述最大旋转圆内旋转。

在如图2所示的根据本发明的元件的出口开口8中，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第一远侧边缘10a相对于第一旋转轴线的半径或第二远侧边缘10b相对于第二旋转轴线的半径分别可以与第一转子3或第二转子4的叶片5的末端12的几何路径的半径一样大。然而，本发明不排除在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，第一远侧边缘10a和/或第二远侧边缘10b的半径分别小于第一转子3或第二转子4的叶片5的末端12的几何路径的半径。

在第三旋转角度和第四旋转角度内的两个近侧边缘9a、9b之间的一块外壳2是被称为舌形突起14或舌部的限制部分。

该舌形突起14的形状在图3中的已知出口开口8中根据第一转子3和第二转子4之间的密封线确定。更具体地，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，在旋转周期期间，舌形突起14的两个舌缘13a、13b两者遵循在第一转子3和第二转子4的叶片5的端部表面之间的不同接触点的几何路径，所述端部表面面向出口开口8。

舌形突起14作为外壳2的一部分紧固到外壳2的基片，并从该基片在与第一转子3和第二转子4在旋转周期期间在第一旋转轴线和第二旋转轴线之间向右旋转的方向相反的方向上延伸。

第一舌缘13a比第二舌缘13b离第一转子3的旋转轴线更远，并且第二舌缘13b比第一舌缘13a离第二转子4的旋转轴线更远。

根据如图2所示的本发明的实施例，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，在第一舌缘13a的整个长度上，第一舌缘13a相对于第一旋转轴线的第一舌缘半径小于平行于该第一舌缘半径的第一几何路径的半径，所述第一几何路径由在旋转周期期间在第一转子3和第二转子4的叶片5的端部表面之间距第一旋转轴线最远的接触点描绘。

因此，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，所述舌形突起14在图2中的根据本发明的出口开口8中的面积小于在图3中的已知出口开口8中的面积。需注意，这种调整是反直觉的，因为这种调整意味着被压缩的气体从出口7故意泄漏到元件的入口侧。

换句话说，图2中的根据本发明的出口开口8比图3中的已知出口开口8更大，即具有更大的面积。如已经提到的，其更具体地是所述舌形突起14，所述舌形突起14在根据本发明的出口开口8中比在根据图3中已知元件的出口开口8中更小。

优选地，第一舌缘半径在第一舌缘13a的整个长度上比第一几何路径的所述半径小至少2.5％。

半径可以小超过2.5％。

在本发明的范围内，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，舌形突起14紧固到其上的外壳2的基片的第一边缘不排除仍然至少部分地与第一几何路径重叠。

在图2中根据本发明的出口开口8的情况下，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，在第二舌缘13b的整个长度上，第二舌缘13b相对于第二旋转轴线的第二舌缘半径也小于平行于该第二舌缘半径的第二几何路径的半径，所述第二几何路径由在旋转周期期间在第一转子3和第二转子4的叶片5的端部表面之间距第二旋转轴线最远的接触点描绘。

在本发明的范围内，在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，舌形突起14紧固到其上的外壳2的基片的第二边缘不排除仍然至少部分地与第二几何路径重叠。

在这种情况下，为了与如图3所示的已知元件相比进一步减小根据图2中本发明的元件中的舌形突起14的面积，图2中的出口开口8此外也由舌形突起14的连接边缘15形成，所述连接边缘15连接第一舌缘13a和第二舌缘13b，从而在图3中已知元件中切断舌形突起14的末端16，使得根据图2中本发明的舌形突起14具有截短形状。

如图2中可见，出口开口8的边缘是圆状的。这是为了便于通过铸造来制造外壳2。

在图4中，图2和图3的出口开口8被显示为相互叠加并水平镜像，因而在视觉上示出出口开口8在哪里制造得更大。

在图4中可以清楚地看到，所述舌形突起14在根据本发明的出口开口8中较小，并且末端16被切断。

螺杆压缩机元件1的操作非常简单且如下。

在操作过程中，螺杆转子3、4连同它们的叶片5将彼此接触或几乎彼此接触旋转。

待压缩的气体，例如环境空气，通过入口6被吸入。

被吸入的待被压缩的气体进入螺杆转子3、4的叶片5之间的所谓压缩腔17。

螺杆转子3、4的旋转使压缩腔17向出口7移动，并且同时变小，使得气体在该室中被压缩。

在平行于第一旋转轴线和第二旋转轴线的方向上观察，当内部空间的出口侧的压缩腔17最终与出口开口8重叠时，在压缩腔17和出口7之间将形成流体连接，使得来自压缩腔17的现在被压缩的气体将离开螺杆压缩机元件1。

图2和图3指示压缩腔17。

出口开口8的形状由前述密封线确定并且被选择为使得压缩腔17和出口7之间的流体连接的时刻发生在压缩的最后阶段并且还确保流体连接在所讨论的压缩腔17重新与入口6流体连接的时刻断开。因此，密封线在内部空间中形成一方面高压气体和另一方面低压气体之间的分隔。

图2和图3的比较清楚地显示了，图2中的压缩腔17与出口开口8流体连接的时间将比图3中的压缩腔17更长。与已知的螺杆压缩机元件相比，也会有从出口7到内部空间的入口侧的故意泄漏。

因此，实质上所有的被压缩的气体都有机会从图2的压缩腔17逸出。与图3的情况相比，在图2的情况下，可以直接从压缩腔17泄漏到内部空间的入口侧的被压缩的气体的量将更少。

在压缩腔17中也会存在较少的过压缩，即，紧接着压缩腔17从出口开口8关闭之后图2的压缩腔17中的最大压力将低于图3中的情况。

如已经提到的，这具有提高螺杆压缩机元件1的效率的效果，因为降低了相对功率消耗(比能需求，SER)，或产生每单位被压缩的气体量的功率。

相对功率消耗的百分比降低的幅度取决于压缩机元件的速度，并且通常在螺杆压缩机元件的高速时较低且在最低速度时较高。

本发明绝不限于作为示例描述和在附图中示出的实施例，而是可以在不脱离如权利要求书所定义的本发明的范围的情况下以各种形状和尺寸实现根据本发明的用于压缩气体的元件、配备有所述元件的装置和根据本发明的用于压缩气体的方法。

Claims (16)

1.一种用于压缩气体的元件，

其中所述元件包括封闭内部空间的外壳(2)，螺旋形第一转子(3)和螺旋形第二转子(4)可旋转地安装在所述外壳中并且邻近或几乎邻近所述内部空间的壁，

使得在所述第一转子(3)和所述第二转子(4)在相反旋转方向上的旋转周期期间，所述第一转子(3)的第一叶片(5a)和所述第二转子(4)的第二叶片(5b)在所述第一转子(3)和所述第二转子(4)之间的位置彼此接触或几乎彼此接触旋转，

其中所述外壳(2)设置有用于引导待压缩气体朝向和进入所述内部空间的入口(6)和用于引导被压缩的气体离开和远离所述内部空间的出口(7)，

其中所述出口(7)包括邻接所述内部空间的轴向出口开口(8)，

其中，在平行于所述第一转子(3)的第一旋转轴线和所述第二转子(4)的第二旋转轴线的方向上观察，所述出口开口(8)由以下形成：

-第一远侧边缘(10a)，其完全位于围绕所述第一旋转轴线的第一旋转角度内，在所述第一旋转角度中，所述第一叶片(5a)的面向所述出口开口(8)的端部表面在所述旋转周期期间朝向所述第二叶片(5b)的面向所述出口开口(8)的端部表面的最大旋转圆旋转或在所述最大旋转圆内旋转；

-第二远侧边缘(10b)，其完全位于围绕所述第二旋转轴线的第二旋转角度内，在所述第二旋转角度中，所述第二叶片(5b)的所述端部表面在所述旋转周期期间朝向所述第一叶片(5a)的所述端部表面的最大旋转圆旋转或在所述最大旋转圆内旋转；

-第一近侧边缘(9a)，其完全位于所述第一旋转角度内，距所述第一旋转轴线的距离比所述第一远侧边缘(10a)小；

-第二近侧边缘(9b)，其完全位于所述第二旋转角度内，距所述第二旋转轴线的距离比所述第二远侧边缘(10b)小；

-在所述第一近侧边缘(9a)和所述第二近侧边缘(9b)之间的舌形突起(14)，所述突起首先定位在围绕所述第一旋转轴线的第三旋转角度内并且其次定位在围绕所述第二旋转轴线的第四旋转角度内，在所述第三旋转角度中，在所述旋转周期期间，所述第一叶片(5a)的所述端部表面和所述第二叶片(5b)的所述端部表面彼此接触或几乎彼此接触旋转，在所述第四旋转角度中，在所述旋转周期期间，所述第一叶片(5a)的所述端部表面和所述第二叶片(5b)的所述端部表面彼此接触或几乎彼此接触旋转，

其中所述舌形突起(14)紧固到所述外壳(2)的基片，并从所述基片在与所述第一转子(3)和所述第二转子(4)在所述旋转周期期间在所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线之间向右旋转的方向相反的方向上延伸，并且

其中所述舌形突起(14)的边缘由从所述基片延伸的至少第一舌缘(13a)和第二舌缘(13b)形成，其中所述第一舌缘(13a)比所述第二舌缘(13b)更远离所述第一转子(3)的旋转轴线并且所述第二舌缘(13b)比所述第一舌缘(13a)更远离所述第二转子(4)的旋转轴线；

其特性在于

在所述第一舌缘(13a)的整个长度上，所述第一舌缘(13a)相对于所述第一旋转轴线的第一舌缘半径小于平行于所述第一舌缘半径的第一几何路径相对于所述第一旋转轴线的半径，所述第一几何路径在所述旋转周期期间由在所述第一叶片(5a)的所述端部表面和所述第二叶片(5b)的所述端部表面之间的距所述第一旋转轴线最远的接触点描绘。

2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于在所述第一舌缘(13a)的整个长度上，所述第一舌缘半径比所述第一几何路径的所述半径小至少2.5％。

3.根据权利要求1或2所述的元件，其特征在于在所述第二舌缘(13b)的整个长度上，所述第二舌缘(13b)相对于所述第二旋转轴线的第二舌缘半径小于平行于所述第二舌缘半径的第二几何路径相对于所述第二旋转轴线的半径，所述第二几何路径在所述旋转周期期间由在所述第一叶片(5a)的所述端部表面和所述第二叶片(5b)的所述端部表面之间的距所述第二旋转轴线最远的接触点描绘。

4.根据权利要求3所述的元件，其特征在于在所述第二舌缘(13b)的整个长度上，所述第二舌缘半径比所述第二几何路径的所述半径小至少2.5％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于所述第一转子(3)是公螺纹转子并且所述第二转子(4)是母螺纹转子。

6.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，所述出口开口(8)还由所述舌形突起(14)的连接边缘(15)形成，所述连接边缘(15)连接所述第一舌缘(13a)和所述第二舌缘(13b)，使得所述舌形突起(14)在所述连接边缘(15)处具有截短形状。

7.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于所述元件是螺杆压缩机元件(1)。

8.根据权利要求7所述的元件，其特征在于所述元件是无油螺杆压缩机元件(1)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，从所述第一远侧边缘(10a)的至少一部分到所述第一旋转轴线的距离小于所述第一叶片(5a)的所述端部表面的所述最大旋转圆的半径。

10.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，从所述第二远侧边缘(10b)的至少一部分到所述第二旋转轴线的距离小于所述第二叶片(5b)的所述端部表面的所述最大旋转圆的半径。

11.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第三旋转角度中，所述第一近侧边缘(9a)相对于所述第一旋转轴线的半径等于或小于所述第一叶片(5a)的基部相对于所述第一旋转轴线的半径。

12.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第四旋转角度中，所述第二近侧边缘(9b)相对于所述第二旋转轴线的半径等于或小于所述第二叶片(5b)的基部相对于所述第二旋转轴线的半径。

13.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第三旋转角度外，从所述第一近侧边缘(9a)的至少一部分到所述第一旋转轴线的距离大于所述第一叶片(5a)的基部的半径。

14.根据前述权利要求中任一项所述的元件，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述第四旋转角度外，从所述第二近侧边缘(9b)的至少一部分到所述第二旋转轴线的距离大于所述第二叶片(5b)的基部的半径。

15.一种用于压缩气体的装置，其特征在于所述装置包括根据前述权利要求中任一项所述的元件。

16.一种用于从根据前述权利要求1至14中任一项所述的元件中排出被压缩的气体的方法，其中所述方法包括通过所述出口开口(8)从所述内部空间排出所述被压缩的气体的步骤，其特征在于在平行于所述第一旋转轴线和所述第二旋转轴线的方向上观察，在所述旋转周期期间在任何时间，所述第一叶片(5a)的所述端部表面和所述第二叶片(5b)的所述端部表面之间没有接触点与所述舌形突起(14)重叠。

Images