DE102007014554A1

DE102007014554A1 - Drehkolbengebläse zur Förderung von Gasen

Info

Publication number: DE102007014554A1
Application number: DE102007014554A
Authority: DE
Inventors: Joerg Riegner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drehkolbengebläse mit einem Gehäuse (2), in dem ein Schöpfraum (6) gebildet ist, in dem eine Drehkolbeneinheit mit zumindest zwei Drehkolben (3, 4) angeordnet ist, wobei in einer Gehäusewand (21, 22, 23) eine Gasauslassöffnung (211) ausgebildet ist und zumindest ein Teilabschnitt (212a, 212b) der die Gasauslassöffnung (211) begrenzenden Kante (211a, 212a, 212b) bewegbar angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehkolbengebläse mit einem Gehäuse, in dem ein Schöpfraum ausgebildet ist, in dem eine Drehkolbeneinheit mit zumindest zwei Drehkolben angeordnet ist.
In Drehkolbengebläsen wie beispielsweise Rootsgebläsen sind zwei oder mehr Rotoren bzw. Drehkolben angeordnet. Ein Synchrongetriebe sorgt für den berührungsfreien Lauf der wälzgelagerten Drehkolben.
Aus der DE 100 37 966 C1 ist ein derartiges Drehkolbengebläse bekannt, wobei an einer druckseitigen Austrittsöffnung des Gehäuses eine Konturplatte mit Durchbrechungen angeordnet ist. Den Durchbrechungen kann eine Verschließeinrichtung zugeordnet sein, welche diese Durchbrechungen nur dann progressiv öffnet, wenn das im Arbeitsraum eingeschlossene, zu fördernde Gas die Konturplatte beaufschlagt.
Aufgrund gasdynamischer Vorgänge ändert sich das Abströmverhalten eines Rootsgebläses im aktiven Betrieb. Der Abströmbereich des Rootsgebläsen und somit die Formgebung der Gasauslassöffnung ist mit entscheidend für den Wirkungsgrad des Gebläses.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehkolbengebläse zu schaffen, bei dem der Wirkungsgrad verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Drehkolbengebläse, welches die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Drehkolbengebläse umfasst ein Gehäuse, in dem ein Schöpfraum ausgebildet ist. In dem Schöpfraum ist eine Drehkolbeneinheit mit zumindest zwei Drehkolben angeordnet. In einer Gehäusewand ist eine Gasauslassöffnung ausgebildet und zumindest ein Teilabschnitt der die Gasauslassöffnung begrenzenden Kante ist bewegbar angeordnet. Die Gasauslassöffnung ist mit dem Schöpfraum zur Abführung von in dem Gebläse geförderten Gas verbunden. Durch das erfindungsgemäße Drehkolbengebläse kann der Wirkungsgrad im Betrieb wesentlich verbessert werden.
Bevorzugt ist in der Gehäusewand ein Wandteil bewegbar angeordnet und ein Randbereich des Wandteils bildet den Teilabschnitt der die Gasauslassöffnung begrenzenden Kante. Die Anordnung kann dadurch mechanisch stabil ausgebildet werden und die Bewegung der Kante präzise durch das stabile und massive Wandteil durchgeführt werden. Durch diese Ausführung wird die exakte Dimensionierung und Größenveränderung ermöglicht, was ebenso positiv den Wirkungsgrad des Drehkolbengebläses beeinflusst.
Bevorzugt ist die Gehäusewand mit der Gasauslassöffnung eine Seitenwand des Gehäuses und das Wandteil ist in Längsrichtung des Gehäuses verschiebbar. Dadurch kann eine kompakte und platzsparende Anordnung geschaffen werden, welche darüber hinaus auch mechanisch stabil ist.
Bevorzugt ist der Teilabschnitt der die Gasauslassöffnung begrenzenden Kante V-förmig ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung kann die Gasauslassöffnung in ihrer gesamten Geometrie dreieckig ausgebildet werden. Abhängig vom Verdrillwinkel des Rotors bzw. eines Drehkolbens ist diese Geometrie der Gasauslassöffnung vorteilhaft.
Es kann jedoch auch jede andere Geometrie der Gasauslassöffnung vorgesehen sein. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass der Teilabschnitt der die Gasauslassöffnung begrenzenden Kante nicht V-förmig sondern in anders gearteter Form ausgebildet ist. Beispielsweise kann eine konkave oder konvexe Krümmung des Konturenverlaufs vorgesehen sein.
Bevorzugt ist die Bewegung des Teilabschnitts der Kante von zumindest einem Betriebsparameter des Drehkolbengebläses abhängig. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Bewegung des Teilabschnitts der Kante von der Drehzahl des Drehkolbengebläses abhängig ist. Die Bewegung des Teilabschnitts der Kante ist bevorzugterweise so mit der Drehzahl gekoppelt, dass bei steigender Drehzahl eine Vergrößerung der Gasauslassöffnung erzeugbar ist. Durch diese Einstellung der relativen Positionen zwischen der Auslasskante an der Gasauslassöffnung und einer Dichtkante eines Rotors bzw. eines Drehkolbens des Gebläses kann der Wirkungsgrad optimal eingestellt wer den. Die Bewegung, insbesondere das Hin- und Herschieben dieser bewegbaren Kante der Gasauslassöffnung, kann im Millimeterbereich liegen. Insbesondere sind Bewegungen kleiner 3 mm, insbesondere kleiner 2 mm vorgesehen.
Bevorzugt ist die Bewegung des Teilabschnitts der Kante durch eine Steuereinheit gesteuert. Durch die automatische Verstellung der bewegbaren Kante kann dieser Betrieb des Drehkolbengebläses hochpräzise und exakt erfolgen. Darüber hinaus kann dies auch sehr schnell gewährleistet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehkolbengebläses; und
2 eine Schnittdarstellung durch das Drehkolbengebläse gemäß 1.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist in einer schematischen Draufsicht ein als Rootsgebläse ausgebildetes Drehkolbengebläse 1 gezeigt. Das Drehkolbengebläse 1 umfasst ein Gehäuse 2, in dem ein Schöpfraum 6 (2) ausgebildet ist. In diesem Schöpfraum 6 sind zwei Drehkolben 3 und 4 in üblicher Weise angeordnet. Die beiden Drehkolben 3 und 4 bilden eine Drehkolbeneinheit.
Das Gehäuse 2 umfasst eine Seitenwand 21 sowie eine Rückwand 22 und eine Vorderwand 23. In der Rückwand 22 ist eine Öffnung 221 ausgebildet, durch welche ein Gaseintritt in den Schöpfraum 6 erfolgt. In der Seitenwand 21 ist eine Gasauslassöffnung 211 ausgebildet. Der aus dem Drehkolbengebläse 1 austretende Gasstrom wird somit quasi aus der Figurenebene heraus durch die Gasauslassöffnung 211 gefördert.
In der Seitenwand 21 ist ein Wandteil 212 angeordnet, welches in Längsachsenrichtung A des Drehkolbengebläses 1 gemäß der gezeigten Teildarstellung hin- und herbewegt werden kann. Die Bewegung dieses Wandteils 212 wird durch eine Steuereinheit 5 gesteuert.
Die Gasauslassöffnung 211 weist in der gezeigten Ausführung eine dreieckige Geometrie auf, welche durch Ränder bzw. Kanten 211a der Seitenwand 21 und Kanten 212a und 212b des Wandteils 212 gebildet ist.
Gemäß der Darstellung in 1 ist das Wandteil 212 an der die Gasauslassöffnung 211 begrenzenden Seite V-förmig ausgebildet.
In einer Gehäusewand, der Seitenwand 21, des Gehäuses 2 ist somit eine Gasauslassöffnung 211 ausgebildet, wobei zumindest ein Teilabschnitt der die Gasauslassöffnung 211 begrenzenden umlaufenden Kante 211a, 212a und 212b bewegbar angeordnet ist. Dieser Teilabschnitt betrifft die beiden Kanten 212a und 212b des Wandteils 212.
Die Verschiebung des Wandteils 212 in Längsachsenrichtung A und somit auch die Verschiebung der Kanten 212a und 212b ist abhängig von der Drehzahl der Drehkolben 3 und 4.
Durch diese Ausgestaltung wird somit eine variable Querschnittdimensionierung der Gasauslassöffnung 211 geschaffen und die Lage der Abströmkante zumindest bereichsweise relativ zur Geometrie der Drehkolben 3 und 4 beeinflusst. Dadurch kann abhängig vom Betriebszustand jeweils der optimale Wirkungsgrad des Drehkolbengebläses 1 durch die Positionsveränderung der Abströmkante bzw. der Kanten 212a und 212b ermöglicht werden.
In 2 ist in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie BB gemäß 1 das Drehkolbengebläse 1 gezeigt. In der Schnittdarstellung sind der Übersichtlichkeit dienend die Drehkolben 3 und 4 in dem Schöpfraum 6 nicht eingezeichnet. Bei der im Querschnitt ovalen Ausgestaltung des Gehäuses 2 ist in der Oberseite das verschiebbare Wandteil 212 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass das Wandteil 212 an beiden Seiten Führungsschienen oder Führungselemente aufweist, welche in Führungsnuten der Seitenwand 21 eingreifen. Das Wandteil 212 ist somit quasi als Schiebekulisse geführt. Die Führungsbereiche sind durch die Bezugszeichen 7 und 8 gekennzeichnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10037966 C1 [0003]

Claims

Drehkolbengebläse mit einem Gehäuse (2), in dem ein Schöpfraum (6) ausgebildet ist, in dem eine Drehkolbeneinheit mit zumindest zwei Drehkolben (3, 4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gehäusewand (21, 22, 23) eine Gasauslassöffnung (211) ausgebildet ist und zumindest ein Teilabschnitt (212a, 212b) der die Gasauslassöffnung (211) begrenzenden Kante (211a, 212a, 212b) bewegbar angeordnet ist.
Drehkolbengebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gehäusewand (21, 22, 23) ein Wandteil (212) bewegbar angeordnet ist und ein Randbereich (212a, 212b) des Wandteils (212) den Teilabschnitt (212a, 212b) der die Gasauslassöffnung (211) begrenzenden Kante (211a, 212a, 212b) bildet.
Drehkolbengebläse nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (21, 22, 23) mit der Gasauslassöffnung (211) eine Seitenwand (21) ist und das Wandteil (212) in Längsrichtung (A) des Gehäuses (2) verschiebbar ist.
Drehkolbengebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilabschnitt (212a, 212b) der die Gasauslassöffnung (211) begrenzenden Kante (211a, 212a, 212b) V-förmig ausgebildet ist.
Drehkolbengebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Teilabschnitts (212a, 212b) der Kante (211a, 212a, 212b) von zumindest einem Betriebsparameter des Drehkolbengebläses (1) abhängig ist.
Drehkolbengebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Teilabschnitts (212a, 212b) der Kante (211a, 212a, 212b) von der Drehzahl des Drehkolbengebläses (1) abhängig ist.
Drehkolbengebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Teilabschnitts (212a, 212b) der Kante (211a, 212a, 212b) so mit der Drehzahl gekoppelt ist, dass bei steigender Drehzahl eine Vergrößerung der Gasauslassöffnung (211) erzeugbar ist.
Drehkolbengebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Teilabschnitts (212a, 212b) der Kante (211a, 212a, 212b) durch eine Steuereinheit (5) gesteuert ist.