DD142587A1

DD142587A1 - Schraubenverdichter mit mehreren einlaessen

Info

Publication number: DD142587A1
Application number: DD21174879A
Authority: DD
Inventors: Ottomar Neuwirth; Dieter Mosemann; Peter Kolberg
Original assignee: Ottomar Neuwirth; Dieter Mosemann; Peter Kolberg
Priority date: 1979-03-22
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1980-07-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit innerer Verdichtung, insbesondere einen ölüberfluteten Kältemittelschrauben» Verdichter mit mindestens zwei paarweise ineinandergreifenden parallel angeordneten schraubenförmig verzahnten Haupt» und Nebenrotoren. In der Gehäusemantelwand befinden sich ein zusätzlicher Aufladeeinlaß, der am Arbeitsraum an einer Stelle angeordnet ist, an der die Arbeitskammern keine strömungsmäßige Verbindung mehr zum saugseitigen Einlaß haben. Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Einsatzgebiet des Schraubenverdichters mit mehreren Einlässen zu erweitern und die Effektivität zu erhöhen. Die Merkmale der- Erfindung bestehen darin, daß der Aufladeeinlaß so angeordnet ist, daß die Einspeisung beginnt, bevor die Nebenrotorzahnlücke ihr maximales Volumen erreicht hat. Die saugseitigen Steuerkanten.sind entgegen der Drehrichtung vorverlegt und so ausgeführt, daß bei Beginn des Aufladevorganges keine Verbindung zur Saugseitc besteht und den Aufladeeinlaß im Rotorgehäuse an der Nebenrotorseite schlitzförmig auszubilden und die schlitzförmige Öffnung parallel zu den Rotorzahnköpfen des Nebenrotors anzuordnen.

Description

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Titel der Erfindung

Schraubenverdichter mit mehreren-Einlassen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit innerer Verdichtung, insbesondere einen ölüberfluteten Kältemittelschraubenverdichter mit mindestens zwei paarweise ineinandergreifenden parallel angeordneten schraubenförmig verzahnten Haupt- und Nebenrotoren, wobei der Eauptrotor im wesentlichen außerhalb des Teilkreises liegende Zähne aufweist und der Nebenrotor mit im wesentlichen innerhalb des Teilkreises liegenden weitestgehend konkav geformten Zähnen ausgebildet ist, mit einem Gehäuse, das aus Mantelwand und Stirnwänden besteht, die einen Arbeitsraum mit von dem Kammkanten der Rotoren steuerbaren Ein- und Auslassen für das Arbeitsmedium bilden und durch die Zahnlückenräume der Rotoren, die die Rotoren umschließende Gehäusemantelwand und durch die Gehäusestirnwände v-förmige Arbeitskamniern gebildet werden. In der Gehäusemantelwand befinden sich ein zusätzlicher Aufladeeinlaß, der am Arbeitsraum an einer Stelle angeordnet ist, an der die Arbeitskammern keine strömungsmäßige Verbindung mehr zum äaugseitigen Einlaß haben.

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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bei "bekannten Ausführungen wird über den Aufladeeinlaß dem Schraubenverdichter zusätzlich Arbeitsmedium mit einem Druck, der größer als der Saugdruck ist, zugeführt, ohne daß dadurch der Saugvolumenstrom durch den Einlaß beeinflußt wird. Der Schraubenverdichter wird über den Aufladeeinlaß aufgeladen, wobei der Ansaugvolumenstrom davon abhängt, an welcher Stelle der Gehäusemantelwand sich der Aufladeeinlaß befindet, das heißt, wie hoch der Druck in der Arbeitskammer ist, der mit dem Aufladeeinlaß in Verbindung steht, und von der Druckdifferenz, zwischen Aufladedruck und Saugdruck, die ihrerseits vom Betriebszustand abhängen.

Bei diesen Verdichtern ist der zusätzliche Ansaugvolumenstrom stets kleiner als der Saugvolumenstrom durch den Einlaß und liegt bei knapp 4o Prozent des Saugvolumenstromes, da die Einspeisung des zusätzlichen Ansaugstromes um den ungefähren Rotordrehwinkel von 2 /Zähnezahl nach Verdichtungsbeginn verschoben wurde. Bei bekannten Verdichtern wurde dieser zusätzliche Aufladeeinlaß auf der den Hauptrotor umschließenden GehäusemanteIwandung angeordnet, so daß die Aufladeung frühestens 9o Grad Hauptrotordrehwinkel nach Verdichtungsbeginn erfolgen konnte.

Da das zusätzlich- zugeführte Arbeitsmedium bei KaltemitteIverdichtern eine zusätzliche Kälteleistung sichert, ist diese durch diesen Umstand sehr begrenzt und liegt bei weniger als 4o Prozent.

Bekannte Schraubenverdichter mit Aufladung sind so ausgebildet, •daß der Aufladeeinlaß eine einzelne Öffnung ist. Bei einer anderen Ausführung sind statt einer Öffnung mehrere Öffnungen vorhanden, die in der Gehäusemantelwand entlang einer Schraubenlinie parallel zu der Kennlinie der Rotoren angeordnet sind.

Die Aufladeeinlässe sind in der Gehäusemantelwand an einer Stelle angeordnet 5 an der sich die v-förmigen Arbeitskammern bereits verkleinert haben, also eine innere Verdichtung stattgefunden hat.

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Somit ist der Druck in den Arbeitskammern zu Beginn der Aufladung höher als der Saugdruck am Aufladeeinlaß in der Gehäusestirnwand, so daß ein Teil der möglichen Kälteleistungssteigerung nicht realisiert werden kann.

Bei bekannten Ausführungen mit nur einem Aufladeeinlaß ist dieser so groß, daß sie gleichzeitig zwei benachbarte Arbeiskamraern verbinden kann, wenn sich der Rotorzahnkopf im Bereich der susätzlichen Ansaugöffnung befindet. Da die durch den Rotorzahnkopf getrennten benachbarten Arbeitskammern unterschiedliches Druckniveau haben, strömt von der Arbeitskammer mit höherem Druck Arbeitsmedium in die benachbarte Arbeitskammer niedrigen Druckes, so daß dadurch Leistungsverluste und Verdichtungsverluste auftreten.

Bei Anordnung mehrerer Aufladeeinlässe entlang der Kammlinie der Rotoren können diese in ihren Abmessungen kleiner gehalten werden; somit wird der oben beschriebene nachteilige Effekt vermindert, doch treten an jeder Bohrung Druckverluste bzw. Drosselverluste auf, die in ihrer Gesamtheit die Aufladefähigkeit des Schraubenverdichters herabsetzen. Außerdem ist diese Anordnung mehrerer Einlasse, die Verbindung zu einem Sammelraum haben müssen, technologisch aufwendig und kostspielig.

Bei bekannten Kälteanlagen mit zwei Verdampfern, die bei verschiedenen Verdampfungstemperaturen mit einem Schraubenverdichter betrieben werden, wird der Kältemittelstrom des Verdampfers, der bei höherer Verdampfungstemperatur arbeitet, auf dem Saugdruck des Verdichters entspannt. Diese Art dös Kreisprozesses ist jedoch thermodynamisch ungünstig. Deshalb werden oft zwei getrennte Kältekreisläufe mit zwei Verdichtern ausgeführt, die investkostenaufwen&iger als eine einfache Anlage sind.

Bei einer anderen Kälteanlage mit einem Schraubenverdichter mit einem Einlaß und Aufladeeinlaß treten diese Nachteile nicht auf. doch kann der zusätzliche Ansaugvolumenstrom den Saugvoluinenstrom durch den MnIaß nicht übersteigen, so daß

für Einsatzfälle mit einer niedrigen Kälteleistung des Niederdruckverdampf ers und einer extrem hohen Leistung des Hochdruckverdampfers wieder auf aufwendigere getrennte Kreisläufe übergegangen werden muß.

Ziel der Erfindung

"Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Einsatzgebiet des Schraubenverdichters mit mehreren.Einlassen zu erweitern und die Effektivität zu. erhöhen.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, den zusätzlich zugeführten Ansaugvolumenstrom des Arbeitsmediums bei möglichst niedrigem Druckverlust und Leistungsverlust durch Beeinflussung zweier benachbarter Arbeitskammern zu vermeiden.

Eine "weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den zusätzlichen Ansaugvolumenstrom, insbesondere bei KaltemitteIverdichtern, zu vergrößern um-j. damit eine höhere Kälteleistung am Aufladeeinlaß zu erreichen.

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß der Aufladeeinlaß so angeordnet ist, daß die Einspeisung beginnt, bevor die Nebenrotorzahnlücke ihr maximales Volumen erreicht hat. Die saugseitigen Steuerkanten sind entgegen der Drehrichtung vorverlegt und so ausgeführt, daß bei Beginn des Aufladevorganges keine Verbindung zur Saugseite besteht und den Aufladeeinlaß im Rotorgehäuse an der Nebenrotorseite schlitzförmig auszubilden und die schlitzförmige Öffnung parallel zu den Rotorzahnköpfen des Nebenrotors anzuordnen. Eine solche öffnung kann in das Gehäuse eingegossen v/erden.

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Die Breite des Schlitzes ist kleiner ausgeführt als die Zahnkopffläche des Nebenrotors, so daß keine Beeinflussung zweier benachbarter Arbeitskammern möglich ist und Verdichtungsverluste vermieden v/erden.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Aufladeeinlasses werden Drosselverluste beim Einströmen des Arbeitsmediums weitestgehend vermieden.

Vorteilhaft ist, daß der Aufladeeinlaß an der den Nebenrotor umschließenden Gehäusemantelwandung so angeordnet ist, daß zu Beginn des Einströmens des zusätzlichen Arbeitsmediums keine innere Verdichtung und damit keine Drucksteigerung durch Volumenverkleinerung der NebenrotorZahnlücke stattgefunden hat. Bs wird.auf der Nebenrotorseite mindestens ein Teil der Transportphase, während das Zahnlückenvolumen konstant ist, ausgenutzt, um das zusätzliche Arbeitsmedium in die Arbeitskammern nachzuladen. In diesem Bereich liegt der Druck in der Arbeitskammer noch annähernd in Höhe des Saugdruckes, und es kann die maximale Arbeitsmedienmenge zusätzlich der Arbeitskammer zugeführt v/erden, so daß die größtmögliche Steigerung der Kälteleistung erreicht wird und bei einem vergleichbaren Betriebspunkt bei mehr als 5o Prozent liegt.

Claims

. . Patentanspruch

1. Schraubenverdichter mit innerer Verdichtung mit min-• destens einem Hauptrotor, der. im wesentlichen außerhalb des Teilkreises liegende Zähne aufweist und mit mindestens einem Nebenrotor mit im wesentlichen innerhalb des Teilkreises liegenden konkaven Zähnen, wobei Haupt- und Nebenrotor paarweise zusammen kämmen, mit einem Gehäuse,das aus einer Mantelwand und aus Stirnwänden besteht und von den Kammkantenteilen der Rotoren steuerbare Ein- und Auslässe für das Arbeitsmedium, denen sich Saug- und Druckräume anschließen, aufweist und in der Gehäusemantelwand ein Aufladeeinlaß vorhanden ist, der an einer Stelle angeordnet ist,an eine mit der Ansaugöffnung in Verbindung stehende Zahnlücke des Nebenrotors keine Verbindung zum Saugraum hat, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufladeeinlaß an einer Stelle angeordnet ist, an der zu Beginn des Einströmens des zusätzlichen Ansaugstromes noch keine innere Verdichtung erfolgt ist, und der Aufladeeinlaß schlitzförmig in der den Nebenrotor umschließenden Gehäusemantelwand längs einer durch den Nebenrotorzahnkopf festgelegten Schraubenlinie angeordnet ist, die Breite des Schlitzes kleiner ist als die Zahnkopfdicke des Nebenrotors.
2. Schraubenverdichter nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufladeeinlaß an einer Stelle angeordnet ist, an der zu Beginn des Einströmens. des zusätzlichen Ansaugstromes die Nebenrotorzahnlücke ihr maximales Lückenvolumen auf v/eist, oder daß der Aufladeeinlaß so angeordnet ist, daß die strömungsmäßige Verbindung während eines Drehwinkelbereiches mit konstantem Zahnlückenvoluiaen dieser Zahnlücke vorhanden ist, oder daß

der Aufladeeinlaß so angeordnet Ist, daß zu Beginn des Einströmens des zusätzlichen Ansaugstromes die Nebenrotorzahnlücke infolge Rotordreiiuiig noch nicht ihr maximales Lückenvolumen erreicht hat.
3. Schraubenverdichter nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Drehwinkels ere ich mit konstantem Zahnlückenvolumen im Bereich von 1o° bis 5°° Nebenrotordrehwinkel liegt,,

Schraubenverdichter nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufladeeinlaß durch die Ausgestaltung seiner Schlitzlänge in etwa einen querschnittsgleichen zusätzlichen Ansaugkanal ergibt.