CZ305714B6

CZ305714B6 - Lopatkový rotační kompresor

Info

Publication number: CZ305714B6
Application number: CZ2011-199A
Authority: CZ
Inventors: Shinichi Takahashi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2016-02-17
Also published as: KR101214672B1; JP2011247091A; KR20110128230A; JP5366884B2; CZ2011199A3; CN102251969A; CN102251969B

Abstract

Lopatkový rotační kompresor je vytvořený pro zajištění přivádění mazacího oleje na konstantní bázi do provozních komor a k posuvným částem, jako je strana a konec lopatky, nezávisle na tlakových podmínkách v době provozu. Olejový sací otvor (6a), kterým je mazací olej nasáván ze spodní části utěsněného pláště ve spojitosti s otáčením hřídele (6) pro přenášení síly na kompresní prvek (11), je uspořádán ve středu hřídele. Mazací otvor (6b), pro pronikající vnitřkem a vnějškem hřídele, je uspořádán ve hřídeli (6) v poloze v blízkosti alespoň jedné koncové plochy válečku (7). Mazací drážka (10) je vytvořena na koncové ploše, blokující válec (5), v alespoň jednom ložisku tak, že je propojena s mazacím otvorem (6b), a lopatková mazací drážka (8a) je vytvořena na jedné straně lopatky (8), posuvné v lopatkové drážce tak, že je propojena s mazací drážkou v předem stanovené fázi pootočení a je propojena s kompresní komorou ve fázi pootočení, ve které lopatka (8) vyčnívá z lopatkové drážky (7a) směrem k vnějšímu obvodu válečku.

Description

(54) Název vynálezu:

Lopatkový rotační kompresor (57) Anotace:

(11) Číslo dokumentu:

305 714 (13) Druh dokumentu: B6 (51) Int. Cl.:

F04C29/06 (2006.01)

F04C18/344 (2006.01)

F04C2S/02 (2006.01)

F04C29/02 (2006.01)

Ob

Lopatkový rotační kompresor

Oblast techniky

Vynález se týká lopatkového rotačního kompresoru, který může stabilně přivádět mazací olej do provozní komory a k boční části a konci lopatky, a to nezávisle na tlakových podmínkách, týkajících se provozu.

Dosavadní stav techniky

U známých lopatkových rotačních kompresorů vysokotlaký umístěný plášť, obsahující mazací olej, nízkotlaká nebo středotlaková provozní komora a komora zpětného tlaku lopatky jsou propojeny prostřednictvím dostatečně úzkého kanálku, jehož rozdílový tlak je využíván pro přivádění vysokotlakého mazacího oleje k zadní ploše a boční ploše lopatky a provozní komory (například patentová literatura 1).

[Patentová literatura 1]

Japonský patent č. 3792578 (Obr. 1)

Podstata vynálezu

Technický problém

Avšak kompresor, u kterého vysokotlaký utěsněný plášť a komora zpětného tlaku lopatky jsou propojeny pomocí dostatečně úzkého kanálku prostřednictvím využívání rozdílu tlaku mezi vysokotlakým utěsněným pláštěm a komorou zpětného tlaku lopatky pro přivádění mazacího oleje k posuvným částem, jako je strana lopatky a konec lopatky, vykazuje pokles přiváděného množství mazacího oleje při spuštění nebo při provozních podmínkách nízkého rozdílu tlaku, což může způsobit, že posuvné části trpí opotřebením nebo může dojít k zadření, v důsledku čehož je zhoršena spolehlivost.

Přestože komora zpětného tlaku lopatky je řízena pomocí tlaku v rozmezí od vstupního tlaku do výtlačného tlaku tak, že konec lopatky je uspořádán podél vnitřní obvodové plochy válce, tak přivádění mazacího oleje do komory zpětného tlaku lopatky způsobuje, že lopatka vstupuje do lopatkové drážky, stlačuje mazací olej v komoře zpětného tlaku lopatky ve fázi pootočení, ve které je objem komory zpětného tlaku lopatky malý.

V důsledku toho dochází k nadměrně vysokému tlaku v komoře zpětného tlaku, což může vést k nadměrně zvýšenému tlaku na kontaktních plochách mezi koncem lopatky a vnitřní obvodovou plochou válce, což způsobuje, že konec lopatky a vnitřní obvodová plocha válce trpí nadměrným opotřebením.

Technickým úkolem tohoto vynálezu je proto zajistit, aby mazací olej byl přiváděn na kontaktní bázi do provozních komor a k posuvným částem, jako je strana a konec lopatky, a to nezávisle na tlakových podmínkách v době provozu.

Řešení problému

Lopatkový rotační kompresor podle tohoto vynálezu má kompresní prvek pro stlačování chladivá a motorem poháněný prvek pro pohánění kompresního prvku v utěsněném plášti.

Kompresní prvek má hřídel, který je otáčivě poháněn uvedeným motorem poháněným prvkem, váleček, který je uspořádán souose se středovou osou hřídele pro otáčení společně s hřídelem, válec, který má vnitřní obvodovou plochu pro uložení válečku, vytvořenou ve válcovém tvaru, a 5 který má středovou osu vnitřní obvodové plochy uspořádanou excentricky vzhledem ke středové ose hřídele, dvě ložiska, která blokují obě koncové plochy válce, lopatku, která se vratně pohybuje v lopatkové drážce, vytvořené ve válečku, během kompresního procesu při pohybu podél vnitřní obvodové plochy válce, v důsledku čehož rozděluje kompresní 10 komoru, tvořenou válečkem a ložisky, na množinu provozních komor, vstup, kteiým chladivo proudí do provozních komor, výstup, kterým je chladivo stlačené v provozních komorách vytlačováno, a prostředky pro přívod oleje pro přivádění mazacího oleje, shromážděného ve spodní části utěsněného pláště, do kompresní komory.

Prostředky pro přívod oleje mají olejový sací otvor, který je vytvořen ve středu hřídele a je rozevřen k protilehlému konci motorem poháněného prvku pro nasávání mazacího oleje ze spodní části utěsněného pláště prostřednictvím otáčení hřídele, mazací otvor, který je vytvořen ve hřídeli v poloze v blízkosti alespoň jedné koncové plochy válečku tak, že proniká vnitřkem a vnějškem hřídele, mazací drážku ložiskové koncové plochy, která je vytvořena na koncové ploše blokující válec alespoň jednoho z ložisek pro propojení s mazacím otvorem, a lopatkovou mazací drážku, která je vytvořena na jedné z posuvných ploch lopatkové drážky pro 25 propojení s mazací drážkou v předem stanovené fázi pootočení a pro propojení s kompresní komorou ve fázi pootočení, ve které lopatka vyčnívá z lopatkové drážky směrem k vnějšímu obvodu válečku.

Výhodné účinky vynálezu

U lopatkového rotačního kompresoru podle tohoto vynálezu olejový sací otvor, kterým je mazací olej nasáván ze spodní části utěsněného pláště prostřednictvím otáčení hřídele pro přenos síly na kompresní prvek je uspořádán ve středu hřídele, přičemž mazací otvor, pronikající vnitřkem a vnějškem hřídele, je uspořádán ve hřídeli v poloze v blízkosti alespoň jedné koncové plochy vá35 léčku, a mazací drážka je vytvořena na koncové ploše, blokující válec v alespoň jednom ložisku tak, že je propojen s mazacím otvorem, přičemž lopatková mazací drážka je vytvořena na jedné straně lopatky, posuvné v lopatkové drážce pro propojení s mazací drážkou v předem stanovené fázi pootočení a pro propojení s kompresní komorou ve fázi pootočení, ve které lopatka vyčnívá z lopatkové drážky směrem k vnějšímu obvodu válečku, což umožňuje přivádění mazacího oleje 40 pokaždé, kdy se lopatka vratně pohybuje v lopatkové drážce, čímž je zajištěno, že mazací olej je přiváděn na stranu a ke konci lopatky a do provozních komor i za provozních podmínek nízkého rozdílu tlaku.

Objasnění výkresů

[Obr. 1] Obr. 1 znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující celkové uspořádání lopatkové rotačního kompresoru podle provedení 1 předmětného vynálezu.

[Obr. 2] Obr. 2 znázorňuje pohled v řezu, vedeném podél čáry D-D z obr. 1.

[Obr. 3] Obr. 3 znázorňuje perspektivní pohled zobrazující lopatku lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 1 tohoto vynálezu.

[Obr. 4] Obr. 4 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující polohový vzájemný vztah mezi lopatkovou mazací drážkou lopatky a ložiskovým koncem mazací drážky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 1 tohoto vynálezu.

[Obr. 5] Obr. 5 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující funkci a provoz (kompresní proces) lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 1 tohoto vynálezu.

[Obr. 6] Obr. 6 znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující celkové uspořádání lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 předmětného vynálezu.

[Obr. 7] Obr. 7 znázorňuje pohled v řezu, vedeném podél čáry E-E z obr. 6.

[Obr. 8] Obr. 8 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující polohový vzájemný vztah mezi lopatkovou mazací drážkou lopatky a válcovým koncem mazací drážky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 tohoto vynálezu.

[Obr. 9] Obr. 9 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující funkci a provoz (kompresní proces) lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 tohoto vynálezu.

[Obr. 10] Obr. 10 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující polohový vzájemný vztah mezi lopatkovou mazací drážkou lopatky a spojovací drážkou lopatky a válcovým koncem mazací drážky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 3 tohoto vynálezu.

[Obr. 11] Obr. 11 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující montážní polohou lopatkové mazací drážky lopatky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 4 tohoto vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Provedení 1

Obr. 1 znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující celkové uspořádání lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 1 předmětného vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje pohled v řezu, vedeném podél čáry D-D z obr. 1.

Obr. 3 znázorňuje perspektivní pohled zobrazující lopatku.

Obr. 4 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující polohový vzájemný vztah mezi lopatkovou mazací drážkou lopatky v poloze 0° a ložiskovým koncem mazací drážky.

Obr. 5 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující jeho funkci a provoz (kompresní proces).

Jak je znázorněno na obr. 1 a obr. 2, tak lopatkový rotační kompresor podle tohoto provedení obsahuje utěsněný plášť, sestávající ze spodního pláště 1 a z horního pláště 2, ve kterém jsou uloženy kompresní prvek 11, motorem poháněný prvek 14 a mazací olej (neznázoměno).

Spodní plášť 1 je propojen se zásobníkem 30 pomocí sací trubky la, která je zde připevněna a kterou je chladivo (plyn) odebíráno ze zásobníku 30.

Horní plášť 2 má výtlačnou trubku 2a, která je připojena kjeho horní části, a kterou je stlačené 5 chladivo vytlačováno.

Motorem poháněný prvek 14 obsahuje stator 12, připevněný ke spodnímu plášti 1, a rotor 13. který je otočně uspořádán uvnitř statoru 12.

io Kompresní prvek 11 obsahuje horní ložisko 3, spodní ložisko 4, válec 5, hřídel 6, váleček 7 a lopatku 8.

Válec 5 má vnitřní obvodovou plochu válcového tvaru, přičemž má středovou osu vnitřní obvodové plochy excentricky uspořádanou vzhledem k ose otáčení hřídele 6 pro vytvoření jemné vůle 15 mezi ním a částí válečku7.

Jak je znázorněno na obr. 2, tak válec 5 má rovněž vstup 15 a výstup 16. přičemž vstup 15 je propojen se sací trubkou la.

Výtlačný ventil (neznázoměno), kteiý se otevírá při tlaku vyšším, než je předem stanovená úroveň, je uspořádán na výstupu 14 nebo v části za ním.

Hřídel 6 je otočně uložen v horním ložisku 3 a ve spodním ložisku 4, přičemž jeho otáčivý pohyb je zajišťován pomocí motorem poháněného prvku 14.

Hřídel 6 je opatřen ve středu hřídele 6 olejovým sacím otvorem 6a, který se rozevírá směrem ke spodní části pláště.

Šroubovité tvarované odstředivé čerpadlo 9 je uspořádáno v olejovém sacím otvoru 6a.

Váleček 7 je spojen nebo vytvořen integrálně s hřídelem, přičemž je uspořádán tak, že je souosý se středovou osou hřídele 6 pro otáčení společně s hřídelem 6.

Váleček 7 je rovněž opatřen ve svých dvou polohách lopatkovými drážkami 7a pro posuvné ulo35 žení lopatky 8.

Lopatkové drážky 7a jsou umístěny ve vzájemném odstupu 180° od sebe, přičemž v každé lopatkové drážce 7a je umístěna lopatka 8 tak, že je pohyblivá směrem ven a směrem dovnitř.

Rovněž mazací otvor 6b, propojující olejový sací otvor 6a s vnitřkem a vnějškem hřídele, je uspořádán ve hřídeli 6 v blízkosti alespoň jedné horní nebo spodní koncové plochy válečku (zde v blízkosti obou koncových ploch).

Horní ložisko 3a spodní ložisko 4 blokují příslušně oba konce válce 5.

Alespoň jedno (u tohoto provedení obě) horní ložisko 3 nebo spodní ložisko 4 je opatřeno na své koncové ploše na straně kompresoru mazací drážkou 10 ložiskové koncové plochy, radiálně probíhající od středové osy.

Hřídel 6 je opatřen na své vnější obvodové ploše mělkou prstencovitou drážkou pro uložení mazacího otvoru 6b, jejíž prostřednictvím mazací drážka 10 ložiskové koncové plochy je obvykle propojena s mazacím otvorem 6b.

Horní ložisko je rovněž opatřeno na své koncové ploše prstencovitou drážkou 3a zpětného tlaku, 55 která je obvykle propojena s komorou 7b zpětného tlaku lopatky, přičemž drážka 3a zpětného tlaku je obvykle propojena s vysokotlakým prostorem v utěsněném plášti pomocí spojovacího průchodu 3b.

Lopatka 8 se vratně posouvá v lopatkové drážce 7a vytvořené ve válečku 7, během kompresního procesu, čímž rozděluje kompresní komoru 20, vymezenou válcem 5, válečkem 7 a ložisky 3 a 4, na množinu provozních komor 20a a 20b.

Jak je znázorněno na obr. 3, je lopatka 8 rovněž opatřena mazací lopatkovou drážkou 8a, vytvořenou na její podélné straně (posuvné ploše) tak, že probíhá v podélném směru kolmo na směr posuvu.

Vzájemný polohový vztah mezi mazací drážkou 10 ložiskové koncové plochy a mazací lopatkovou drážkou 8a bude popsán v dalším.

Jak je znázorněno na obr. 4, je mazací lopatková drážka 8a propojena s mazací drážkou 10 ložiskové koncové plochy pod fázovým úhlem téměř 0°, kdy je lopatka 8 zcela zatažena do vnitřku lopatkové drážky 7a válečku 7, zatímco mazací lopatková drážka 8a je propojena s kompresní komorou 20 pod fázovým úhlem téměř 180°, kdy lopatka 8 vyčnívá z lopatkové drážky 7a.

Fázové rozmezí, v rámci kterého je mazací lopatková drážka 8a propojena s kompresní komorou 20, závisí na vzdálenosti Lv mezi koncem lopatky a mazací lopatkovou drážkou 8a, přičemž vzdálenost Lv bude stejná nebo menší, než délka Lmax vyčnívání lopatky mezi vnějším obvodem válečku 7 a koncem lopatky pod fázovým úhlem, při kterém lopatka 8 nejvíce vyčnívá z vnějšího obvodu válečku 7.

Funkce a provoz lopatkového kompresoru podle tohoto provedení budou popsány dále.

Chladivo ze zásobníku 30 je přiváděno do provozní komory 20a kompresního prvku 11 přes sací trubku la a vstup 15.

Hřídel 6 se otáčivě pohybuje působením motorem poháněného prvku 14, v důsledku čehož se váleček 7 rovněž otáčí ve spojitosti s hřídelem 6.

Současně se lopatka 8, která se vratně pohybuje v lopatkové drážce 7a vytvořené ve válečku 7 rovněž otáčí ve spojitosti s válečkem 7.

Jelikož válec 5 má vnitřní obvodovou plochu válcového tvaru, přičemž středová osa vnitřní obvodové plochy je uspořádána excentricky vzhledem k ose otáčení hřídele 6 tak otáčení válečku 7 způsobuje, že vzdálenost mezi válečkem 7 a vnitřní obvodovou plochou válce 5 se mění.

Jelikož komora 7b zpětného tlaku lopatky je propojena s vysokotlakým prostorem v utěsněném plášti prostřednictvím spojovacího průchodu 3b pro plyn, tak je lopatka 8 přitlačována na vnitřní obvodovou plochu válce působením odstředivé síly, vznikající v důsledku otáčení, a tlaku komory 7b zpětného tlaku lopatky při posouvání podél vnitřní obvodové plochy válce.

Poté je chladivo, stlačené v důsledku otáčení válečku 7, vytlačováno přes výstup 16 a nakonec je vytlačováno výtlačnou trubkou 2a.

Kompresní operace v kompresní komoře 20 a mazací operace v mazací lopatkové drážce 8a budou dále popsány na základě obr. 5 s odkazem na obr. 1 až obr. 4.

Jelikož dvě lopatky 8, umístěné ve fázovém odstupu o 180° vzájemně od sebe, se chovají stejným způsobem, bude dále popsána pouze jedna z lopatek 8.

Pokud je lopatka 8 umístěna v blízkosti fázového úhlu 0°, pod kterým je lopatka 8 zcela zatažena do vnitřku lopatkové drážky 7a, tak je konec lopatky 8 umístěn přibližně ve stejné poloze, jako vnější obvod válečku 7, v důsledku čehož je mazací drážka 10 ložiskové koncové plochy propojena s mazací lopatkovou drážkou 8a (viz vlevo nahoře na obr. 5).

V této obě je mazací olej nasáván odstředivým čerpadlem 9 ze spodní části utěsněného pláště a je přiváděn do mazací lopatkové drážky 8a přes mazací otvor 6b ve hřídeli 6 prostřednictvím mazací drážky 10 ložiskové koncové plochy.

Jak se váleček 7 otáčí, tak lopatka 8 vyčnívá ven z válečku 7 a konec lopatky 8 se posouvá podél vnitřní obvodové plochy válce 5, čímž je stlačováno chladivo uvnitř provozní komory 20b.

Pokud je lopatka 8 umístěna v blízkosti polohy 180°, tak je mazací lopatková drážka 8a rozevřena do provozní komoty 20b v důsledku čehož je mazací olej přiváděn do provozní komory 20b 15 přes mazací lopatkovou drážku 8a (viz vpravo dole na obr. 5).

Pro průchodu lopatky 8 přes polohu v blízkosti 180° se lopatka 8 navrací k válečku 7, přičemž chladivo, stlačené v provozní komoře 20b, které dosáhlo předem stanovené úrovně výtlačného tlaku, je vytlačováno výstupem 16.

Během operace stlačování chladívaje chladivo přiváděno přes vstup 15 do provozní komory 20a.

Takže otáčení válečku 17 způsobuje cyklickou operaci, sestávající z nasávání chladivá vstupem 15 a z vytlačování chladivá výstupem 16.

Jak bylo shora popsáno, tak pokaždé, kdy se lopatka 8 vratně pohybuje v lopatkové drážce 7a, může být mazací olej, nasávaný pomocí odstředivého čerpadla 9 ze spodní části utěsněného pláště, přiváděn do mazací lopatkové drážky 8a přes mazací otvor 6b ve hřídeli 6 a mazací drážku 10 ložiskové koncové plochy.

Toto uspořádání zajišťuje, že mazací olej je přiváděn na stranu a konec lopatky a kompresní komory 20, a to i za provozních podmínek nízkého rozdílu tlaku, nezávisle na tlakových podmínkách, týkajících se provozu.

Toto uspořádání rovněž zajišťuje, že mazací olej není přiváděn do komory 7b zpětného tlaku lopatky za provozních podmínek nízkého rozdílu tlaku, což zabraňuje tomu, aby mazací olej byl stlačován v komoře 7b zpětného tlaku lopatky, a aby docházelo k opotřebení nebo zadření konce lopatky a vnitřní obvodové plochy válce v důsledku zvýšené přítlačné síly lopatky, čímž dochází ke zlepšení spolehlivosti.

Provedení 2

Nyní bude dále popsán lopatkový rotační kompresor podle provedení 2 tohoto vynálezu, který je opatřen mazací drážkou v koncové ploše válečku, namísto v koncové ploše ložiska.

Obr. 6 znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující celkové uspořádání lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 předmětného vynálezu.

Obr. 7 znázorňuje pohled v řezu, vedeném podél čáry E-E z obr. 6.

Obr. 8 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující polohový vzájemný vztah mezi lopatkovou mazací drážkou lopatky a válcovým koncem mazací drážky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 tohoto vynálezu.

Obr. 9 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující funkci a provoz (kompresní proces) lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 2 tohoto vynálezu.

Stejné vztahové značky a symboly na těchto obrázcích se týkají stejných součástí, jako u provedení 1.

Jak je znázorněno na obr. 6 a obr. 7 tak lopatkový rotační kompresor podle tohoto provedení obsahuje utěsněný plášť, sestávající ze spodního pláště 1 a z horního pláště 2, ve kterém jsou uloženy kompresní prvek 21, motorem poháněný prvek 14 a mazací olej (neznázoměno).

Horní plášť 2 má výtlačnou trubku 2a, která je připojena kjeho horní části, a kterou je stlačené chladivo vytlačováno.

Motorem poháněný prvek 14 obsahuje stator 12, připevněný ke spodnímu plášti 1, a rotor 13, který je otočně uspořádán uvnitř statoru 12.

Kompresní prvek 21 obsahuje horní ložisko 23, spodní ložisko 24, válec 5, hřídel 26. váleček 27 a lopatku 8.

Válec 5 má vnitřní obvodovou plochu válcového tvaru, přičemž má středovou osu vnitřní obvodové plochy excentricky uspořádanou vzhledem k ose otáčení hřídele 26 pro vytvoření jemné vůle mezi ním a částí válečku 27.

Válec 5 má rovněž vstup 15 a výstup 16 (viz obr. 7), přičemž vstup 15 je propojen se sací trubkou la.

Výtlačný ventil (neznázoměno), který se otevírá při tlaku vyšším, než je předem stanovená úroveň, je uspořádán na výstupu 16 nebo v části za ním.

Hřídel 26 je otočně uložen v horním ložisku 23 a ve spodním ložisku 24, přičemž jeho otáčivý pohyb je zajišťován pomocí motorem poháněného prvku 14.

Hřídel 26 je opatřen ve středu hřídele olejovým sacím otvorem 26a, který se rozevírá směrem ke spodní části pláště.

Šroubovité tvarované odstředivé čerpadlo 9 je uspořádáno v olejovém sacím otvoru 26a.

Váleček 27 je spojen nebo vytvořen integrálně s hřídelem, přičemž je uspořádán tak, že je souosý se středovou osou hřídele 26 pro otáčení společně s hřídelem 26.

Váleček 27 je rovněž opatřen ve svých dvou polohách lopatkovými drážkami 27a pro posuvné uložení lopatky 8.

Lopatkové drážky 27a jsou umístěny ve vzájemném fázovém odstupu 180° od sebe, přičemž v každé lopatkové drážce 27a je umístěna lopatka 8 tak, že je pohyblivá směrem ven a směrem dovnitř.

Rovněž mazací otvor 26b, propojující olejový sací otvor 26a s vnitřkem a vnějškem hřídele, je uspořádán v blízkosti horní a spodní koncové plochy ve hřídeli 26.

Váleček 27 je opatřen na koncové ploše strany spodního ložiska 24 mazací drážkou 27c pro propojení mazacího otvoru 26b a lopatkové drážky 27a.

Váleček 27 může být opatřen na koncové ploše strany horního ložiska 23 nebo na obou stranách mazací drážkou 27c.

Horní ložisko 23 a spodní ložisko 24 blokují příslušně oba konce válce 25.

Horní ložisko je rovněž opatřeno na své koncové ploše prstencovitou drážkou 23a zpětného tlaku, která je obvykle propojena s komorou 27b zpětného tlaku lopatky, přičemž drážka 23a zpětného tlaku je obvykle propojena s vysokotlakým prostorem v utěsněném plášti prostřednictvím spojovacího průchodu 23b pro plyn.

Lopatka 8 se vratně posouvá v lopatkové drážce 27a vytvořené ve válečku 27, během kompresního procesu, čímž rozděluje kompresní komoru 20, vymezenou válcem 5, válečkem 27. a horním a spodním ložiskem 23 a 24, na množinu provozních komor 20a a 20b.

Vzájemný polohový vztah mezi mazací drážkou 26c a mazací lopatkovou drážkou 8a bude 20 popsán v dalším.

Jak je znázorněno na obr. 7, tak pod fázovým úhlem, pod kterým lopatka 8 vyčnívá z vnějšího obvodu válečku 7, jsou mazací lopatková drážka 8a a mazací drážka 27c vzájemně spolu propojeny.

Jak je dále znázorněno na obr. 8, tak jak se váleček 7 otáčí, tak lopatka 8 dále vyčnívá, v důsledku čehož je mazací lopatková část 7a propojena s provozní komorou 20 na vnější obvodové části válečku 7.

Fázové rozmezí, v rámci kterého je mazací lopatková drážka 8a propojena s provozní komorou 20. závisí na vzdálenosti Lv mezi koncem lopatky a mazací lopatkovou drážkou 8a, přičemž vzdálenost Lv bude stejná nebo menší, než délka Lmax vyčnívání lopatky mezi vnějším obvodem válečku 27 a koncem lopatky pod fázovým úhlem, při kterém lopatka 8 nejvíce vyčnívá z vnějšího obvodu válečku 27.

Mazací drážka 27c může být umístěna tak, že není propojena s komorou 27b zpětného tlaku lopatky, pokud lopatka 8 vyčnívá nejvíce ve vnějším obvodovém směru válečku 27.

Funkce a provoz shora uvedeného lopatkového kompresoru budou popsány dále.

Chladivo ze zásobníku 30 je nasáváno do provozní komory 20a kompresní komory 20 prostřednictvím sací trubky la a vstupu 15.

Hřídel 26 se otáčivě pohybuje působením motorem poháněného prvku 14, v důsledku čehož se 45 váleček 27 rovněž otáčí ve spojitosti s hřídelem 26.

Současně se lopatka 8, která se vratně pohybuje v lopatkové drážce 27a, vytvořené ve válečku 27, rovněž otáčí ve spojitosti s válečkem 27.

Jelikož válec 5 má vnitřní obvodovou plochu válcového tvaru, přičemž středová osa vnitřní obvodové plochy je uspořádána excentricky vzhledem k ose otáčení hřídele 26 tak otáčení válečku 27 způsobuje, že vzdálenost mezi válečkem 27 a vnitřní obvodovou plochou válce 5 se mění.

Jelikož komora 27b zpětného tlaku lopatky je propojena s vysokotlakým prostorem v utěsněném 55 plášti prostřednictvím spojovacího průchodu 23b pro plyn, tak je lopatka 8 přitlačována na vnitřní obvodovou plochu válce působením odstředivé síly, vznikající v důsledku otáčení, a tlaku komory 27b zpětného tlaku lopatky při posouvání podél vnitřní obvodové plochy válce.

Poté je chladivo, stlačené v důsledku otáčení válečku 27, vytlačováno přes výstup 16 a nakonec je vytlačováno výtlačnou trubkou 2a.

Kompresní operace v kompresní komoře 20 a mazací operace v mazací lopatkové drážce 8a budou dále popsány na základě obr. 9 s odkazem na obr. 1 až obr. 4.

Pokud je lopatka 8 umístěna v blízkosti fázové polohy 90°, tak je mazací drážka 27c propojena s mazací lopatkovou drážkou 8a (viz vlevo nahoře na obr. 9).

V této době je mazací olej nasáván odstředivým čerpadlem 9 ze spodní části utěsněného pláště a je přiváděn do mazací lopatkové drážky 8a přes mazací otvor 26b ve hřídeli 26 a mazací drážky 27c.

Jak se váleček 27 otáčí, tak lopatka 8 vyčnívá ven z válečku 27 a konec lopatky 8 se posouvá podél vnitřní obvodové plochy válce 5, čímž je stlačováno chladivo uvnitř provozní komory 20b.

Pokud je lopatka 8 umístěna v blízkosti polohy 180°, tak je mazací lopatková drážka 8a rozevřena do provozní komory 20b v důsledku čehož je mazací olej přiváděn do provozní komory 20b přes mazací lopatkovou drážku 8a (viz vpravo dole na obr. 9).

Po průchodu lopatky 8 přes polohu 180° se lopatka 8 navrací k válečku 27. přičemž chladivo, stlačené v provozní komoře 20b, které dosáhlo předem stanovené úrovně výtlačného tlaku, je vytlačováno výstupem 16.

Takže otáčení válečku 27 způsobuje cyklickou operaci, sestávající z nasávání chladivá vstupem 15 a z vytlačování chladivá výstupem 16.

Jak bylo shora popsáno, tak pokaždé, kdy se lopatka 8 vratně pohybuje v lopatkové drážce 27a, může být mazací olej, nasávaný pomocí odstředivého čerpadla 9 ze spodní části utěsněného pláště, přiváděn do mazací lopatkové drážky 8a přes mazací otvor 26b ve hřídeli 26 a mazací drážku 27c, vytvořenou ve válečku 27.

Toto uspořádání rovněž zajišťuje, že mazací olej není přiváděn do komory 27b zpětného tlaku lopatky za provozních podmínek nízkého rozdílu tlaku, což zabraňuje tomu, aby mazací olej byl stlačován v komoře 27b zpětného tlaku lopatky, a aby docházelo k opotřebení nebo zadření konce lopatky a vnitřní obvodové plochy válce v důsledku zvýšené přítlačné síly lopatky, čímž dochází ke zlepšení spolehlivosti.

Ω

Provedení 3

Obr. 10 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující vzájemný polohový vztah mezi lopatkovou mazací drážkou a spojovací drážkou lopatky a mazací drážkou konce 5 válečku u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 3 tohoto vynálezu.

Stejné vztahové značky a symboly, jako u provedení 2, se týkají stejných součástí na obr. 10.

Jak je znázorněno na obr. 10, tak u lopatkového rotačního kompresoru podle tohoto provedení 10 spojovací drážka 8b, probíhající od jedné strany (posuvné plochy) lopatky 8 ke druhé straně (posuvné ploše) a propojená s mazací drážkou 27c v předem stanovené fázi pootočení, je uspořádána v poloze, která představuje vnitřní koncovou stranu, než mazací lopatková drážka 8a lopatky 8, zejména na straně komory 27b zpětného tlaku lopatky, přičemž není propojena s kompresní komorou 2 a komorou 27b zpětného tlaku lopatky v době komprese (kdy lopatka 8 vyčnívá).

Lopatkový rotační kompresor podle tohoto provedení umožňuje, aby mazací olej byl přiváděn ke straně mazací lopatkové drážky 8a, stejně jako ke druhé straně prostřednictvím spojovací drážky 8b pokaždé kdy se lopatka 8 vratně pohybuje v lopatkové drážce 7a.

Toto uspořádání zajišťuje, že mazací olej je přiváděn na stranu a konec lopatky a kompresní komory 20, a to i za provozních podmínek nízkého tlaku, čímž je snadno zajištěna spolehlivost.

Provedení 4

Obr. 11 znázorňuje pohled v příčném řezu na kompresní prvek, zobrazující montážní polohu lopatkové mazací drážky lopatky u lopatkového rotačního kompresoru podle provedení 4 tohoto vynálezu.

Stejné vztahové značky a symboly na obr. 11, jako jsou uvedeny u provedení 1 se týkají stejných 30 součástí.

Jak je znázorněno na obr. 11, tak lopatkový rotační kompresor podle tohoto provedení má lopatkovou mazací drážku 8a podle provedení 1 až 3 umístěnou na straně (proti posuvné ploše), která není vystavena působení reaktivní síly Fy, vyvozované vnějším obvodovým okrajem lopatkové 35 drážky jako odezva na tlak Fp chladivá během kompresního procesu.

Jelikož lopatkový rotační kompresor podle tohoto provedení má lopatkovou mazací drážku 8a umístěnou na straně (proti posuvné ploše), která není vystavena působení reaktivní síly Fy, vyvozované vnějším obvodovým okrajem lopatkové drážky jako odezva na tlak Fp chladivá během 40 kompresního procesu, tak lze zabránit koncentraci napětí v lopatkové mazací drážce 8a, která má menší tloušťku stěny, během kompresního procesu, čímž je zabráněno kontaktu lopatkové mazací drážky 8a ve svých rozích s vnějším obvodovým okrajem lopatkové drážky 7a, když se lopatka 8 vratně pohybuje v lopatkové drážce 7a.

Provedení 5

U provedení 1 až 4 je objem lopatkové mazací drážky 8 s výhodou nastaven na 0,01 až 1 % sacího objemu kompresního prvku 1L so Jak již bylo shora popsáno, tak lopatková mazací drážka 8a, mající od 0,01 do 1 % sacího objemu kompresního prvku 11, může zabránit zhoršení možnosti posuvu v důsledku nedostatku oleje, stejně jako snížení množství nasávaného chladivá v důsledku nadměrného přivádění oleje.

Je rovněž možno zabránit zvýšení obsahu oleje ve vytlačovaném plynu, čímž lze zabránit přivádění mazacího oleje do chladicího okruhu, stejně jako zabránit poklesu účinnosti přenosu tepla u tepelného výměníku.

Claims

1. Lopatkový rotační kompresor, obsahující:

utěsněný plášť (1,2), kompresní prvek (11), který je uspořádán v utěsněném plášti (1,2) pro stlačování chiadiva, a motorem poháněný prvek (14), který je uspořádán v utěsněném plášti (1, 2) pro pohánění kompresního prvku (11), přičemž kompresní prvek (11) obsahuje hřídel (6), který je otáčivě poháněn motorem poháněným prvkem (14), váleček (7), který je uspořádán souose se středovou osou hřídele (6) a otáčí se společně s hřídelem (6), válec (5), který má vnitřní obvodovou plochu pro uložení válečku (7), vytvořenou ve válcovém tvaru, a který má středovou osu vnitřní obvodové plochy uspořádanou excentricky vzhledem ke středové ose hřídele (6), dvě ložiska (3,4), která blokují obě koncové plochy válce (5), lopatku (8), která se vratně pohybuje v lopatkové drážce (7a), vytvořené ve válečku (7), během kompresního procesu a rozděluje kompresní komoru (20) podél vnitřní obvodové plochy válce (5), vytvořenou válečkem (7) a ložisky (3,4), na množinu provozních komor (20a, 20b), vstup (15), kterým chladivo proudí do provozních komor (20a, 20b), výstup (16), kterým je chladivo stlačené v provozních komorách (20a, 20b) vytlačováno, a prostředky pro přívod oleje pro přivádění mazacího oleje, shromážděného ve spodní části utěsněného pláště (1,2), do kompresní komory (20), vyznačující se tím, že prostředky pro přívod oleje mají olejový sací otvor (6a), který je vytvořen ve středu hřídele (6) a je rozevřen k protilehlému konci motorem poháněného prvku (14) pro nasávání mazacího oleje ze spodní části utěsněného pláště (1) prostřednictvím otáčení hřídele (6), mazací otvor (6b), který je vytvořen ve hřídeli (6) v poloze v blízkosti alespoň jedné koncové plochy válečku (7) tak, že proniká vnitřkem a vnějškem hřídele (6), mazací drážku (10) ložiskové koncové plochy, která je vytvořena na koncové ploše blokující válec (5) alespoň jednoho z ložisek (3, 4) pro propojení s mazacím otvorem (6b), a lopatkovou mazací drážku (8a), která je vytvořena na jedné z posuvných ploch lopatky (8), přičemž lopatková mazací drážka (8a) je propojena s mazací drážkou (10) ložiskové koncové plochy v předem stanovené fázi pootočení, je propojena s kompresní komorou (20) a není propojena s mazací drážkou (10) ložiskové koncové plochy ve fázi pootočení, ve které lopatka (8) vyčnívá z lopatkové drážky (7a) směrem k vnějšímu obvodu válečku (7).

2. Lopatkový rotační kompresor, obsahující:

utěsněný plášť (1,2), kompresní prvek (21), který je uspořádán v utěsněném plášti (1,2) pro stlačování chiadiva, a motorem poháněný prvek (14), který je uspořádán v utěsněném plášti (1, 2) pro pohánění kompresního prvku (21),

1 1 přičemž kompresní prvek (21) obsahuje hřídel (26), který je otáčivě poháněn motorem poháněným prvkem (14), váleček (27), který je uspořádán souose se středovou osou hřídele (26) a otáčí se společně s hřídelem (26),

5 válec (25), který má vnitřní obvodovou plochu pro uložení válečku (27), vytvořenou ve válcovém tvaru, a který má středovou osu vnitřní obvodové plochy uspořádanou excentricky vzhledem ke středové ose hřídele (26), dvě ložiska (23, 24), která blokují obě koncové plochy válce (25), lopatku (28), která se vratně pohybuje v lopatkové drážce (27a), vytvořené ve válečku (27), bě10 hem kompresního procesu a rozděluje kompresní komoru (20) podél vnitřní obvodové plochy válce (25), vytvořenou válečkem (27) a ložisky (23, 24), na množinu provozních komor (20a, 20b), vstup (15), kterým chladivo proudí do provozních komor (20a, 20b), výstup (16), kterým je chladivo, stlačené v provozních komorách (20a, 20b) vytlačováno, a

15 prostředky pro přívod oleje pro přivádění mazacího oleje, shromážděného ve spodní části utěsněného pláště (1,2), do kompresní komory (20), vyznačující se t í m, že prostředky pro přívod oleje mají olejový sací otvor (26a), který je vytvořen ve středu hřídele (26) a je rozevřen k protilehlému konci motorem poháněného prvku (14) pro nasávání mazacího oleje ze spodní části utěsněného

20 pláště (1) prostřednictvím otáčení hřídele (26), mazací otvor (26b), který je vytvořen ve hřídeli (26) v poloze v blízkosti alespoň jedné koncové plochy válečku (27) tak, že proniká vnitřkem a vnějškem hřídele (26), mazací drážku (27c), která je vytvořena ve válečku (27) na koncové ploše, směřující k alespoň jednomu z ložisek (23, 24) tak, že je propojena s mazacím otvorem (26b), a

25 lopatkovou mazací drážku (8a), která je vytvořena na jedné z posuvných ploch lopatky (8), přičemž lopatková mazací drážka (8a) je propojena s mazací drážkou (27c) v předem stanovené fázi pootočení, je propojena s kompresní komorou (20) a není propojena s mazací drážkou (27c) ve fázi pootočení, ve které lopatka (8) vyčnívá z lopatkové drážky (27a) směrem k vnějšímu obvodu válečku (27).

3. Lopatkový rotační kompresor podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje spojovací drážku (8b), která je vytvořena v lopatce (8) v poloze, která je na straně vnitřního konce, než lopatková mazací drážka (8a), a není propojena s kompresní komorou (20) ani během kompresního procesu, kdy lopatka (8) vyčnívá z lopatkové drážky (27a) směrem k vnějšímu ob35 vodu válečku (27), přičemž spojovací drážka (8b) probíhá od jedné posuvné plochy lopatky (8) ke druhé posuvné ploše a je propojena s mazací drážkou (27c) v předem stanovené fázi pootočení.

4. Lopatkový rotační kompresor podle kteréhokoliv z nároků laž3, vyznačující se

40 t í m, že lopatková mazací drážka (8a) je vytvořena na straně lopatky (8), která není vystavena působení reaktivní síly, vyvíjené vnějším obvodovým okrajem lopatkové drážky (7a, 27a) v odezvě na tlak chladivá během kompresního procesu.

5. Lopatkový rotační kompresor podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se 45 t í m, že objem lopatkové mazací drážky (8a) je od 0,01 do 1 % sacího objemu kompresního prvku (11, 21).

11 výkresů

Seznam vztahových značek:

1 - spodní plášť la - sací trubka

2 - horní plášť

2 a - výtlačná trubka

3 - horní ložisko

3 a - drážka 3a zpětného tlaku

3 b - spojovací drážka

4 - spodní ložisko

5 - válec

6 -hřídel

6a - olejový sací otvor

6b - mazací otvor

7 - váleček

7a - lopatková drážka

7b - komora 7b zpětného tlaku lopatky

8 - lopatka

8a - mazací lopatková drážka

8b - spojovací drážka

9 - odstředivé čerpadlo

10 - mazací drážka 10 ložiskové koncové plochy

11 - kompresní prvek

12-stator

13 -rotor

14 - motorem poháněný prvek

15 - vstup

16 - výstup

20 - kompresní komora

20 a - provozní komora

20 b - provozní komora

21 - kompresní prvek

23 - horní ložisko

23 a - drážka 23a zpětného tlaku

23 b - spojovací drážka

24 - spodní ložisko

26 - hřídel