DD83374B1 - Schraubenkompressor - Google Patents

Description

Tit«l der Erfindung Schraubenkompressor

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Schraubenkompressor mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel, dessen Innenfläche die Form mehrerer im Querschnitt sich überschneidender Kreiszylinder hat, wobei in dem Mantel mindestens"zwei Rotoren angeordnet sind und diese Rotoren miteinander im Kämmeingriff stehen und mit der Innenfläche des Mantels Verdrängungsräume bilden, und Seitenteilen, wobei axial auf der einen Seite ein Niederdruckkanal und auf der anderen Seite ein Hochdruckkanal angeordnet ist.

Die Erfindung geht aus von bekannten Schraubenkompressoren, den sogenannten Naßkompressoren, dieser Art, bei welchen eine ölinjektion erfolgt und im einstufigen Betrieb große Druckverhältnisse zu bewältigen sind, welches mittels eines getriebelosen direkten Antriebs ohne Synchronisierungseinrichtung durch einen zweipoligen Elektromotor erfolgt. Die Aufgaben des injizierten Öles bestehen darin, zu dichten, zu.kühlen, zuschmieren und Geräusche zu dämpfen. Auf Grund der Kühlwirkung des Öles wird mit dem Öl ein beträchtlicher Teil des Äquivalents der Verdienterarbeit in Form von Wärme abgeführt. Es ist daher notwendig, dieses öl, bevor es dem Verdichter wieder zugeführt wird, zu kühlen.

Charakteristiic der bekannten technischen Lösungen In bekannten Ausführungen fördert der Schraubenkompressor Kältemittel, welches infolge der ölinjektion stark mit öl angereichert ist. Im nachgeschalteten ölabscheider erfolgt die Trennung von Kältemittel und öl. Das Kältemittel wird in den Verflüssiger gefördert zum weiteren Ablauf des Kälteprozesses. Das im ölabscheider abgeschiedene öl wird über eine Ölpumpe gefördert, im Ölkühler gekühlt und über einen Filter in den Kompressor gedrückt. Im allgemeinen geschieht die ölkühlung mit Hilfe eines Rohrbündelwärmeübertragers, in welchem ein Wärmeaustausch zwischen öl und einem Kühlmedium erfolgt, wobei die Wärme vom Kühlmedium abgeführt wird. Kühlmedien sind Kühlwasser, Kühlluft, verdampfendes Kältemittel, Kältemitteldampf oder Kühlsole. Weiterhin ist bekannt, neben dem Ölkühler durch in die Saugleitung des Verdichters eingespritztes flüssiges Kältemittel (Kältemittelnachsprit zung) einer übermäßigen ölerwärmung vorzubeugen.

Nachteilig ist, daß der bestehende Stand der Technik einen Ölkühler erforderlich macht, der durch die relativ schlechten Wärmeübertragungseigenschaften von öl an Kühlwasser, Kühlluft, Kühlsole, verdampfendes Kältemittel oder Kälte-" mitteldampf eine große Kühlfläche besitzen muß. Dies ist neben dem materialmäßigen Aufwand besonders bei speziellen Anlagen, zum Beispiel Schiffsanlagen, nachteilig, da ein erheblich größerer Flächenbedarf notwendig ist und dadurch ein Teil der Nutzfläche verlorengeht.

Im Falle der ölkühlung durch in die Saugleitung des Verdichters eingespritztes flüssiges Kältemittel (Kältemittelnachspritzung) sowie in den Fällen der Wärmeübertragung im ölkühler an ein Kühlmedium, zum Beispiel verdampfendes Kältemittel oder Kältemitteldampf ist außerdem nachteilig, daß sich das mögliche Kältemitteldampfvolumen, welches vom Verdichter aus dem Verdampfer der Kälteanlage abgesaugt wird, veikleinert, was letzlich eine Verringerung der Kälteleistung des Verdichters zur Folge hat.

Weiterhin bekannt ist eine Lösung, die außerhalb des Eetrachtungsgebietes liegt and sich auf eine Kühlung mittels Einspritzung flüssigen Kältemittels ausschließlich«auf hermetisch abgedichtete Umlaufkolbenverdichter mit ringförmiger Verdichtungskammer und exentrisch drehbarem Läufer bezieht und in der keine Ölinjjektion für den vorher beschriebenen Zweck ausgeführt ist.

In solchen Verdichtern wird lediglich öl verwendet zwecks Schmierung der verschiedenen Lagerflächen und anderer bewegter Teile, und die Aufgabe besteht lediglich darin, komprimiertes Kältemittelgas so-weit abzukühlen, um die Motorwärme des Herinetikmotors abzuführen.

Zweck der Erfindung

Der Zweck derSrfindung besteht darin, kostengünstige Anlagen zu schaffen.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, das zur ölkühlung benötigte Kühlmedium auf so eine Art und Weise anzuwenden, daß kein Leistungsabfall an-der Kälteanlage eintritt, und zum anderen eine Anlage zu schaffen, in der die ölkühlung ohne separat angeordnete Aggregate erfolgt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ölkühlung im Verdichtungsraum des Schraubenkompressors durch Verdampfung von Kältemittel erfolgt. Nachdem mit fortschreitender Verdichtungsphase eine immer stärker werdende ölerwär-r mung erfolgt ist, sind an einer Stelle, kurz bevor das Paar Rotornuten Verbindung zu dem Hochdruckauslaß erhält, kommunizierend eine oder mehrere Bohrungen radial oder axial angeordnet zwecks Zuleitung von flüssigem, unter Kondensationsdruck stehendem Kältemittel.

Der Abstand zwischen der Einspritzstelle, also Ausgang der Bohrungen, und der Lage des Hochdruckauslasses ist lediglich so groß, daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen den unter Kondensationsdruck stehenden eingespritzten Kältemittel und dem Druck im Verdichtungsraum an der Einspritzstelle besteht, um zu gewährleisten, daß die für die Kühlung des öles benötigte Kältemittelmenge vorhanden ist. Auf Grund des minimalen Drehwinkelabstandes zwischen der Einspritzstelle und der Lage des Hochdruckauslasses ist die Erhöhung der Verdichtungsarbeit durch die kleine zusätzlich-eingespritzte Kältemittelmenge gering. Die hohe Rotorgeschwindigkeit und der vorzugsweise gegen den Förderstrom gerichtete Kältemitteleintritt sichern eine sehr gute Verteilung. Das in den Verdichtungsraum eingespritzte flüssige Kältemittel bewirkt durch seine Verdampfung die gewünschte ölkühlung. Es wird somit das Äquivalent der gesamten Verdichtungsarbeit im Verflüssiger abgeführt. Infolge der bei kondensierendem Kältemitteldampf erzielbaren äußerst hohen Wärmeübertragungsleistungen kann diese Wärmeübertragung an kleinen Wärmeaustauschflächen erfolgen. Es entfällt somit ein separat angeordneter flächenaufwendiger Ölkühler.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Figur 1: einen Horizontalschnitt des Schraubenkompressors,

Figur 2: eine andere Ansicht in axialer Richtung, in der das Profil der Rotoren zu erkennen ist,

Figur 3: eine Anordnung des Verdichters mit Zuführungen und Aggregaten,

Nach Figur 1 und 2 sind im Mantel des Schraubenkompressors 1 ein Hauptrotor 13 und ein Nebenrotor 14 angeordnet und befinden sich im Kämmeingriff.

In den von dem Paar Rotornuten des Hauptrotors 13 und Nebenrotors 14 angesaugten und, sobald die Verbindung zum Niederdruckeinlaß. nicht mehr besteht, kontinuierlich verdichteten Kältemitteldampf wird zwecks Dichtung, Kühlung, Schmierung und Geräuschdämpfung mit Hilfe der Bohrungen 15 öl, welches nach Figur 3 über den Anschluß 10, Filter 9» Pumpe 7 mit Motor 8 vom ölabscheider 2 kommt, eingespritzt. Kurz bevor das Paar Rotornuten Verbindung zu dem Hochdruckauslaß 16 erhält, wird über eine oder mehrere Bohrungen 17 oder 18 flüssiges, unter Kondensationsdruck stehendes Kältemittel in den Verdichtungsraum eingespritzt, welches über den Anschluß 12, Ventil 11 und verbindende Rohrleitungen vom Kondensator 3 herangeführt wird. Die Anordnung der Bohrungen 17 oder 18 kann radial oder axial erfolgen. Der Abstand zwischen der Einspritzstelle, also der Ausgang der Bohrungen 17 oder 18, und der Lage des Hochdruckauslasses 16 ist so groß, daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen dem unter Kondensationsdruck stehenden eingespritzten Kältemittel und dem Druck im Verdichtungsraum an der Sinspritzstelle besteht, so daß die für die Kühlung des Öles benötigte Kältemittelmenge vorhanden ist. Die eingespritzte" Kältemittelmenge wird vorzugsweise über ein nach Figur 3 angeordnetes thermostatisches Expansionsventil 11 geregelt. Die hohe Rotorgeschwindigkeit und der vorzugsweise gegen den Förderstrom gerichtete Kältemitteleintritt sichern eine sehr gute Verteilung, so daß zusätzliche Mischeinrichtungen nicht erforderlich sind. Es wird somit das Äquivalent der gesamten Verdiсhtungsarbeit im Kondensator 3 abgeführt. Der größte Teil des im Kondensator 3 verflüssigten Kältemittels wird dem normalen Kältemittelkreislauf zugeführt, indem er über das Expansionsventil 4 in den Verdampfer 5 gelangt, dort durch Wärmezufuhr verdampft und vom Verdichter 1, der von einem Elektromotor 8 angetrieben wird, über Saugfilter 6 angesaugt wird.

Claims (3)

1. Brfindungsans-pruch

   1. Schraubenkompressor mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Mantel, dessen Innenfläche die ?orm mehrerer im Querschnitt sich überschneidender Kreiszylinder hat, wobei in dem Mantel mindestens zwei Rotoren angeordnet sind und diese Rotoren miteinander im Kämmeingriff stehen und mit der Innenfläche des Mantels Verdrängungsräume bilden, und Seitenteilen, wobei axial auf der einen Seite ein Mederdruckkanal und auf der anderen Seite ein Hochdruckkanal angeordnet ist und zwecks Dichtung, Schmierung, Geräuschdämpfung und Kühlung eine ölinjektion erfolgt und anschließend eine Wärmeabfuhr aus dem injizierten öl erforderlich ist, gekennzeichnet dadurch, daß im Verdichtungsraum des Schraubenkompressors an einer Stelle, kurz bevor das Paar Rotornuten Verbindung zu dem Hochdruckauslaß (16) erhält, kommunizierend eine oder mehrere Bohrungen (17 oder 18) radial oder axial zwecks Zuleitung von flüssigein, unter Kondensationsdruck stehendem Kältemittel angeordnet sind, durch Verdampfung von Kältemittel die Wärme des Öles abgeführt wird.
2. 2. Schraubenkompressor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Abstand zwischen der Einspritzstelle der Bohrungen (17 oder 18) und der Lage des Hochdruckauslasses (16) lediglich so groß ist, daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen dem unter Kondensationsdruck stehenden eingespritzten Kältemittel und dem Druck im Verdichtungsraum an der Einspritzstelle besteht, so daß die für die Kühlung des Öles benötigte Kältemittelmenge in dem Verdichtungsraum vorhanden ist.
3. 3. Schraubenkompressor nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch., daß der Kältemitteleintritt vorzugsweise gegen den Förderstrom gerichtet ist.

   Hierzu ...J Seiten Zeichnungen