Die Erfindung betrifft einen Verdichter gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to a compressor according to claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik ist aus DE 10 2012 012 540 A1 ein Turboverdichter bekannt, der eine erste Verdichterstufe mit einem ersten Verdichterrad und eine zweite Verdichterstufe mit einem zweiten Verdichterrad aufweist. Das erste und das zweite Verdichterrad sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet und die Welle ist berührungsfrei gelagert. Zwischen der ersten und der zweiten Verdichterstufe ist ein Dichtspalt ausgebildet. Zur Abdichtung des Dichtspaltes ist eine Nut im Gehäuse vorgesehen. Zudem weist das Verdichterrad einen Flansch auf, der in die Nut eingreift.In the prior art is off DE 10 2012 012 540 A1 a turbocompressor is known which comprises a first compressor stage with a first compressor wheel and a second compressor stage with a second compressor wheel. The first and the second compressor wheel are arranged on a common shaft and the shaft is mounted without contact. Between the first and the second compressor stage, a sealing gap is formed. To seal the sealing gap, a groove is provided in the housing. In addition, the compressor wheel has a flange which engages in the groove.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Verdichter bereitzustellen, der eine verbesserte Abdichtung des Dichtkanals aufweist.The object of the invention is to provide a compressor having an improved sealing of the sealing channel.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Verdichter gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The object of the invention is achieved by the compressor according to claim 1.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.
Der vorgeschlagene Verdichter weist den Vorteil auf, dass die Ausbildung des Dichtkanals zwischen einer Verdichterkammer und einem Bereich mit einem niedrigeren Druck verbessert ist. Insbesondere ist eine axiale Kraft auf den Rotor reduziert. Zudem ist die Leckage über den Dichtkanal reduziert. Weiterhin ist der Drehwiderstand des Rotors relativ gering. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass ein Verbindungskanal von einem Bereich mit einem höheren Druck zu einem ersten Abschnitt des Dichtkanals geführt ist. Durch den Verbindungskanal wird der Druck im ersten Abschnitt des Dichtkanals erhöht. Dadurch wird die Leckage reduziert.The proposed compressor has the advantage that the formation of the sealing channel between a compression chamber and a region with a lower pressure is improved. In particular, an axial force is reduced to the rotor. In addition, the leakage is reduced via the sealing channel. Furthermore, the rotational resistance of the rotor is relatively low. These advantages are achieved in that a connecting channel is guided from a region with a higher pressure to a first portion of the sealing channel. Through the connecting channel, the pressure in the first section of the sealing channel is increased. This reduces the leakage.
In einer Ausführungsform ist der Verbindungskanal von der Verdichterkammer zu dem ersten Abschnitt des Dichtkanals ist. Dadurch kann ein hoher Druck an den ersten Abschnitt des Dichtkanals geführt werden.In one embodiment, the connection channel is from the compression chamber to the first portion of the sealing channel. As a result, a high pressure to the first portion of the sealing channel can be performed.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Verbindungskanal von einem zweiten Abschnitt des Dichtkanals zu dem ersten Abschnitt des Dichtkanals geführt ist, wobei der erste Abschnitt stromabwärts in Richtung auf einen niedrigeren Druckbereich gegenüber dem zweiten Abschnitt angeordnet ist.In a further embodiment, the connection channel is guided from a second section of the sealing channel to the first section of the sealing channel, the first section being arranged downstream in the direction of a lower pressure region relative to the second section.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform weist der Rotor auf einer ersten Seite ein erstes Verdichterrad und auf einer zweiten gegenüberliegenden Seite ein zweites Verdichterrad auf. Mithilfe dieser Ausführungsform kann mithilfe der zwei Verdichterräder eine Niederdruckstufe und eine Hochdruckstufe realisiert werden. Dabei ist der Dichtkanal zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe ausgebildet. Auch bei dieser Ausführungsform kann mithilfe des Verbindungskanals eine Abdichtung zwischen den zwei Verdichterkammern erreicht werden.Depending on the selected embodiment, the rotor has a first compressor wheel on a first side and a second compressor wheel on a second, opposite side. Using this embodiment, a low pressure stage and a high pressure stage can be realized by means of the two compressor wheels. In this case, the sealing channel is formed between the high-pressure stage and the low-pressure stage. Also in this embodiment, a seal between the two compression chambers can be achieved by means of the connection channel.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Verdichterrad berührungsfrei im Gehäuse gelagert werden, wobei der Dichtkanal im Bereich des Lagers ausgebildet ist.Depending on the selected embodiment, the compressor can be mounted without contact in the housing, wherein the sealing channel is formed in the region of the bearing.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Dichtelement vorgesehen, das wenigstens eine Seite eines Abschnittes des Dichtkanals darstellt. Das Dichtelement ist aus einem weicheren Material als das Gehäuse bzw. das Verdichterrad gebildet. Somit kann eine verbesserte Abdichtung erreicht werden.In a further embodiment, a sealing element is provided, which represents at least one side of a portion of the sealing channel. The sealing element is formed of a softer material than the housing or the compressor wheel. Thus, an improved seal can be achieved.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Dichtelement am Gehäuse ausgebildet, wobei am Dichtelement eine radiale Ausnehmung ausgebildet ist, und wobei am Rotor ein radialer Steg ausgebildet ist, der in die Ausnehmung des Dichtelementes eingreift. Damit wird eine verbesserte Abdichtung bereitgestellt.In a further embodiment, the sealing element is formed on the housing, wherein on the sealing element, a radial recess is formed, and wherein on the rotor, a radial web is formed, which engages in the recess of the sealing element. This provides an improved seal.
In einer weiteren Ausführung ist der Verbindungskanal im Gehäuse ausgebildet.In a further embodiment, the connecting channel is formed in the housing.
In einer weiteren Ausführung ist der Verbindungskanal wenigstens teilweise, insbesondere vollständig im Dichtelement ausgebildet ist. Damit ist eine einfachere Fertigung möglich.In a further embodiment, the connecting channel is at least partially, in particular completely formed in the sealing element. For a simpler production is possible.
In einer weiteren Ausführung weist das Dichtelement mehrere Verbindungskanäle auf. Dadurch kann ein größerer Querschnitt bei gleichmäßigerer Druckverteilung erreicht werden.In a further embodiment, the sealing element has a plurality of connecting channels. As a result, a larger cross section can be achieved with a more uniform pressure distribution.
In einer weiteren Ausführung ist das Dichtelement mit dem Gehäuse verbunden, wobei das Dichtelement in eine umlaufende Ausnehmung des Rotors ragt, wobei zwischen dem Dichtelement und dem Rotor wenigstens ein Abschnitt des Dichtkanals ausgebildet ist. In a further embodiment, the sealing element is connected to the housing, wherein the sealing element protrudes into a circumferential recess of the rotor, wherein between the sealing element and the rotor at least a portion of the sealing channel is formed.
In einer weiteren Ausführung ist wobei der Verbindungskanal im Rotor ausgebildet.In a further embodiment, wherein the connecting channel is formed in the rotor.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Verdichter als Turboverdichter ausgebildet sein.Depending on the chosen embodiment, the compressor may be designed as a turbo-compressor.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it
1 eine erste Ausführungsform eines Verdichters mit einem Rotor mit einem Verdichterrad auf einer Seite, 1 A first embodiment of a compressor with a rotor with a compressor wheel on one side,
2 eine weitere Ausführungsform des Verdichters mit einem Rotor mit einem Verdichterrad auf einer Seite, 2 a further embodiment of the compressor with a rotor with a compressor wheel on one side,
3 eine Ausführungsform eines Verdichters mit einem Rotor mit zwei Verdichterrädern, 3 an embodiment of a compressor with a rotor with two compressor wheels,
4 eine weitere Ausführungsform des Verdichters mit einem Rotor mit zwei Verdichterrädern, 4 Another embodiment of the compressor with a rotor with two compressor wheels,
5 eine Ausführungsform eines Rotors, der auf einer Welle gelagert ist, 5 an embodiment of a rotor which is mounted on a shaft,
6 eine weitere Ausführungsform des Rotors, der auf einer Welle gelagert ist, 6 another embodiment of the rotor, which is mounted on a shaft,
7 eine Ausführungsform eines Verdichters, wobei ein Dichtelement am Rotor ausgebildet ist, 7 an embodiment of a compressor, wherein a sealing element is formed on the rotor,
8 eine weitere Ausführungsform des Verdichters, wobei ein Dichtelement am Rotor ausgebildet ist, 8th a further embodiment of the compressor, wherein a sealing element is formed on the rotor,
9 eine Ausführungsform eines Verdichters, wobei am Gehäuse ein Dichtelement ausgebildet ist, 9 an embodiment of a compressor, wherein on the housing a sealing element is formed,
10 eine weitere Ausführungsform des Verdichters, wobei am Gehäuse ein Dichtelement ausgebildet ist, 10 a further embodiment of the compressor, wherein on the housing a sealing element is formed,
11 eine weitere Ausführungsform eines Verdichters mit einem Dichtelement mit einem Verbindungskanal, 11 a further embodiment of a compressor with a sealing element with a connecting channel,
12 eine Seitenansicht des Dichtelementes der 11, 12 a side view of the sealing element of 11 .
13 eine weitere Ausführungsform eines Verdichters mit einem Verbindungskanal im Dichtelement, 13 a further embodiment of a compressor with a connecting channel in the sealing element,
14 in einem schematischen Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines Dichtelementes mit einem Verbindungskanal, dessen Eingangsöffnung und Ausgangsöffnung auf einer gleichen ersten Seitenfläche angeordnet sind, und 14 in a schematic partial cross-section, a further embodiment of a sealing element with a connecting channel, the inlet opening and outlet opening are arranged on a same first side surface, and
15 in einem schematischen Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines Dichtelementes, das die Eingangsöffnung und die Ausgangsöffnung auf verschiedenen Seitenflächen aufweist. 15 in a schematic partial cross section, a further embodiment of a sealing element having the inlet opening and the outlet opening on different side surfaces.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Teil eines Verdichters 1, der ein Gehäuse 2 und ein Rotor 3 aufweist. Der Rotor 3 ist rotationssymmetrisch zu einer Drehachse 4 ausgebildet. Der Rotor 3 weist auf einer ersten Seite ein erstes Verdichterrad 5 mit Laufschaufeln auf. Zwischen dem ersten Verdichterrad 5 und dem Gehäuse 2 ist eine erste Verdichterkammer 6 ausgebildet. Die erste Verdichterkammer 6 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen ringförmigen ersten Ansaugkanal 7 auf. Dreht sich der Rotor 3 um die Drehachse 4, so wird ein Medium über den ersten Ansaugkanal 7 angesaugt, durch das erste Verdichterrad 5 verdichtet und über einen ersten Verdichtungskanal 8 abgegeben. Zwischen einer radialen Außenseite 9 des Rotors 3 und einer zugeordneten Innenseite 10 des Gehäuses 2 ist ein Dichtkanal 11 ausgebildet, der die erste Verdichterkammer 6 mit einem Bereich mit einem niedrigeren Druck 12 verbindet. Zudem ist ein Verbindungskanal 20 von der Verdichterkammer 6 bzw. von einem Anfangsbereich des Verdichtungskanals 8 zu einem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 1 shows a schematic cross section through a part of a compressor 1 , the one housing 2 and a rotor 3 having. The rotor 3 is rotationally symmetrical to a rotation axis 4 educated. The rotor 3 has on a first side a first compressor wheel 5 with blades on. Between the first compressor wheel 5 and the housing 2 is a first compressor chamber 6 educated. The first compressor chamber 6 has in the illustrated embodiment, an annular first intake passage 7 on. Rotates the rotor 3 around the axis of rotation 4 , so is a medium via the first intake passage 7 sucked through the first compressor wheel 5 compressed and via a first compression channel 8th issued. Between a radial outside 9 of the rotor 3 and an associated inside 10 of the housing 2 is a sealing channel 11 formed, which is the first compression chamber 6 with an area with a lower pressure 12 combines. There is also a connection channel 20 from the compression chamber 6 or from an initial region of the compression channel 8th to a first section 21 of the sealing channel 11 guided. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may also be in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
Der Rotor 3 kann über ein berührungsloses Lager im Gehäuse 2 beispielsweise im Bereich des Dichtkanals 11 drehbar gelagert sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Rotor 3 mit einer nicht dargestellten Welle verbunden sein, die in der Drehachse 4 angeordnet ist und drehbar am Gehäuse 2 gelagert ist.The rotor 3 can via a non-contact bearing in the housing 2 for example, in the region of the sealing channel 11 be rotatably mounted. In addition, depending on the selected embodiment of the rotor 3 be connected to a shaft, not shown, in the axis of rotation 4 is arranged and rotatable on the housing 2 is stored.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verdichters der 1, wobei der Verbindungskanal 20 von einem zweiten Abschnitt 22 des Dichtkanals 11 zu dem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals geführt ist. Der zweite Abschnitt 22 ist im Anfangsbereich des Dichtkanals angrenzend an die erste Verdichterkammer 6 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 2 shows a further embodiment of the compressor of 1 , wherein the connecting channel 20 from a second section 22 of the sealing channel 11 to the first section 21 the sealing channel is guided. The second section 22 is in the initial region of the sealing channel adjacent to the first compression chamber 6 arranged. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may also be in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Verdichters 1, der gemäß dem Verdichter der 1 aufgebaut ist, wobei jedoch der Rotor 3 auf einer zweiten Seite ein zweites Verdichterrad 13 mit zweiten Laufschaufeln aufweist. Zudem ist zwischen dem zweiten Verdichterrad 13 und dem Gehäuse 2 eine zweite Verdichterkammer 14 ausgebildet. Weiterhin weist die zweite Verdichterkammer 14 einen zweiten Ansaugkanal 15 auf. Zudem ist ein zweiter Verdichtungskanal 16 im Gehäuse 2 vorgesehen. Das zweite Verdichterrad 13 ist rotationssymmetrisch zur Drehachse 4 ausgebildet. Die zweite Verdichterkammer 14 ist über den Dichtkanal 11 mit der ersten Verdichterkammer 6 verbunden. Zudem kann der zweite Ansaugkanal 15 mit dem ersten Verdichtungskanal 8 über eine Leitung in Verbindung stehen, die mit einem Pfeil schematisch angedeutet ist. Auf diese Weise können zwei Verdichterstufen mithilfe eines Rotors 3 in einem Verdichters 1 realisiert werden. Durch das erste Verdichterrad 5 wird eine Vorverdichtung des Mediums erreicht, wobei durch das zweite Verdichterrad 13 eine zweite höhere Verdichtung des vorverdichteten Mediums erreicht wird, das anschließend über den zweiten Verdichtungskanal 16 abgegeben wird. Zudem ist ein Verbindungskanal 20 von der zweiten Verdichterkammer 14 bzw. von einem Anfangsbereich des zweiten Verdichtungskanals 16 zu einem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt ausgehend von der Seite der zweiten Verdichterkammer 14 auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 3 shows an embodiment of a compressor 1 , according to the compressor of the 1 is constructed, but the rotor 3 on a second side, a second compressor wheel 13 having second blades. In addition, between the second compressor wheel 13 and the housing 2 a second compression chamber 14 educated. Furthermore, the second compressor chamber 14 one second intake channel 15 on. There is also a second compression channel 16 in the case 2 intended. The second compressor wheel 13 is rotationally symmetrical to the axis of rotation 4 educated. The second compressor chamber 14 is over the sealing channel 11 with the first compressor chamber 6 connected. In addition, the second intake passage 15 with the first compression channel 8th be connected via a line, which is indicated schematically by an arrow. This allows two compressor stages using a rotor 3 in a compressor 1 will be realized. Through the first compressor wheel 5 a pre-compression of the medium is achieved, wherein by the second compressor wheel 13 a second higher compression of the precompressed medium is achieved, which is then via the second compression channel 16 is delivered. There is also a connection channel 20 from the second compression chamber 14 or from an initial region of the second compression channel 16 to a first section 21 of the sealing channel 11 guided. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may be from the side of the second compressor chamber 14 also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
4 zeigt eine Ausführungsform eines Verdichters 1, der gemäß dem Verdichter der 3 aufgebaut ist, wobei jedoch der Verbindungskanal 20 von einem zweiten Abschnitt 22 des Dichtkanals 11 zu dem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt ist. Der zweite Abschnitt 22 ist im Anfangsbereich des Dichtkanals 11 angrenzend an die zweite Verdichterkammer 14 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann ausgehend von der zweiten Verdichterkammer 14 der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 4 shows an embodiment of a compressor 1 , according to the compressor of the 3 is constructed, but wherein the connecting channel 20 from a second section 22 of the sealing channel 11 to the first section 21 of the sealing channel 11 is guided. The second section 22 is in the starting area of the sealing channel 11 adjacent to the second compression chamber 14 arranged. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, starting from the second compression chamber 14 the first section also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
5 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ausführungsform eines Verdichters 1 gemäß 2 mit einem Rotor 3 mit zwei Verdichterrädern 5, 13, die auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Der Rotor 3 ist in dieser Ausführungsform über eine Welle 19 drehbar am Gehäuse 2 gelagert. In analoger Weise kann auch die Ausführungsform der 1 mit einem Rotor 3 mit nur einem ersten Verdichterrad 5 über eine entsprechende Welle 12 am Gehäuse 2 gelagert sein. Zudem ist ein Verbindungskanal 20 von der zweiten Verdichterkammer 14 des zweiten Verdichtungskanals 16 zu einem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Rotor 3 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt ausgehend von der Seite der zweiten Verdichterkammer 14 auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 5 shows a schematic representation of an embodiment of a compressor 1 according to 2 with a rotor 3 with two compressor wheels 5 . 13 which are arranged on opposite sides. The rotor 3 is in this embodiment via a shaft 19 rotatable on the housing 2 stored. In an analogous manner, the embodiment of the 1 with a rotor 3 with only a first compressor wheel 5 via a corresponding wave 12 on the housing 2 be stored. There is also a connection channel 20 from the second compression chamber 14 of the second compression channel 16 to a first section 21 of the sealing channel 11 guided. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the rotor 3 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may be from the side of the second compressor chamber 14 also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
6 zeigt in einer schematischen Darstellung eine weitere Ausführungsform eines Verdichters 1 gemäß 5, wobei jedoch der Verbindungskanal 20 von einem zweiten Abschnitt 22 des Dichtkanals 11 zu dem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals geführt ist. Der zweite Abschnitt 22 ist im Anfangsbereich des Dichtkanals angrenzend an die zweite Verdichterkammer 14 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Rotor 3 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann ausgehend von der zweiten Verdichterkammer 14 der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. 6 shows a schematic representation of another embodiment of a compressor 1 according to 5 but with the connection channel 20 from a second section 22 of the sealing channel 11 to the first section 21 the sealing channel is guided. The second section 22 is in the initial region of the sealing channel adjacent to the second compression chamber 14 arranged. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the rotor 3 educated. Depending on the chosen embodiment, starting from the second compression chamber 14 the first section also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged.
7 zeigt in einer schematischen Darstellung die Ausführung des Verdichters der 3, wobei am Rotor 3 im Bereich des Dichtkanals 11 ein ringförmiges Dichtelement 17 vorgesehen ist, das in eine ringförmige Ausnehmung 18 des Gehäuses 2 eingreift. Das Dichtelement 17 ist beispielsweise aus einem anderen Material als der Rotor 3 ausgebildet. Insbesondere kann ein weicheres Material für die Ausbildung des Dichtelements 17 verwendet werden, um die gewünschte Dichtfunktion zu verbessern. Beispielsweise kann das Dichtelement 17 aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Das Dichtelement 17 kann auch bei einem Verdichter 1 mit einem Rotor 3 mit nur einem ersten Verdichterräd 5 gemäß der Ausführungsform der 1 vorgesehen sein. Zudem ist ein Verbindungskanal 20 von der zweiten Verdichterkammer 14 bzw. von einem Anfangsbereich des zweiten Verdichtungskanals 16 zu einem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt ausgehend von der Seite der zweiten Verdichterkammer 14 auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 21 gegenüberliegend zur Stirnseite des Dichtelementes 17 angeordnet sein. 7 shows in a schematic representation of the design of the compressor of 3 , where on the rotor 3 in the area of the sealing channel 11 an annular sealing element 17 is provided in an annular recess 18 of the housing 2 intervenes. The sealing element 17 is for example made of a different material than the rotor 3 educated. In particular, a softer material for the formation of the sealing element 17 used to improve the desired sealing function. For example, the sealing element 17 consist of a plastic material. The sealing element 17 can also work with a compressor 1 with a rotor 3 with only a first compressor wheel 5 according to the embodiment of the 1 be provided. There is also a connection channel 20 from the second compression chamber 14 or from an initial region of the second compression channel 16 to a first section 21 of the sealing channel 11 guided. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may be from the side of the second compressor chamber 14 also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged. For example, the first section 21 opposite to the end face of the sealing element 17 be arranged.
8 zeigt eine weitere Ausführung des Verdichters der 7, wobei der Verbindungskanal 20 ist von einem zweiten Abschnitt 22 des Dichtkanals 11 zu dem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals geführt ist. Der zweite Abschnitt 22 ist im Anfangsbereich des Dichtkanals angrenzend an die zweite Verdichterkammer 14 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Gehäuse 2 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann ausgehend von der zweiten Verdichterkammer 14 der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 21 gegenüberliegend zur Stirnseite des Dichtelementes 17 angeordnet sein. 8th shows a further embodiment of the compressor of 7 , wherein the connecting channel 20 is from a second section 22 of the sealing channel 11 to the first section 21 the sealing channel is guided. The second section 22 is in the initial region of the sealing channel adjacent to the second compression chamber 14 arranged. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the case 2 educated. Depending on the chosen embodiment, starting from the second compression chamber 14 the first section also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged. For example, the first section 21 opposite to the end face of the sealing element 17 be arranged.
Der Verdichter 1 der 1 mit einem Rotor 3 nur einem ersten Verdichterrad 5 kann ebenfalls ein Dichtelement 17 und eine Ausnehmung 18 gemäß der 8 aufweisen.The compressor 1 of the 1 with a rotor 3 only a first compressor wheel 5 can also be a sealing element 17 and a recess 18 according to the 8th exhibit.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verdichters der 3, wobei ein ringförmiges Dichtelement 17 an einer Innenseite 10 des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Das Dichtelement 17 greift in eine ringförmige zweite Ausnehmung 18 der Außenseite 9 des Rotors 3 ein. Zudem ist ein Verbindungskanal 20 von der zweiten Verdichterkammer 14 bzw. von einem Anfangsbereich des zweiten Verdichtungskanals 16 zu einem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals 11 geführt. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Rotor 3 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann der erste Abschnitt ausgehend von der Seite der zweiten Verdichterkammer 14 auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 21 gegenüberliegend zur Stirnseite des Dichtelementes 17 angeordnet sein. 9 shows a further embodiment of the compressor of 3 , wherein an annular sealing element 17 on an inside 10 of the housing 2 is trained. The sealing element 17 engages in an annular second recess 18 the outside 9 of the rotor 3 one. There is also a connection channel 20 from the second compression chamber 14 or from an initial region of the second compression channel 16 to a first section 21 of the sealing channel 11 guided. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the rotor 3 educated. Depending on the chosen embodiment, the first section may be from the side of the second compressor chamber 14 also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged. For example, the first section 21 opposite to the end face of the sealing element 17 be arranged.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verdichters, der im Wesentlichen gemäß 9 aufgebaut ist, wobei jedoch der Verbindungskanal 20 von einem zweiten Abschnitt 22 des Dichtkanals 11 zu dem ersten Abschnitt 21 des Dichtkanals geführt ist. Der zweite Abschnitt 22 ist im Anfangsbereich des Dichtkanals angrenzend an die zweite Verdichterkammer 14 angeordnet. Der erste Abschnitt 21 ist beispielsweise in der Mitte des Dichtkanals 11 angeordnet. Der Verbindungskanal 20 ist im Rotor 3 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung kann ausgehend von der zweiten Verdichterkammer 14 der erste Abschnitt auch im zweiten Viertel der Länge oder im dritten Viertel der Länge des Dichtkanals 11 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Abschnitt 21 gegenüberliegend zur Stirnseite des Dichtelementes 17 angeordnet sein. 10 shows a further embodiment of the compressor, which substantially according to 9 is constructed, but wherein the connecting channel 20 from a second section 22 of the sealing channel 11 to the first section 21 the sealing channel is guided. The second section 22 is in the initial region of the sealing channel adjacent to the second compression chamber 14 arranged. The first paragraph 21 is for example in the middle of the sealing channel 11 arranged. The connection channel 20 is in the rotor 3 educated. Depending on the chosen embodiment, starting from the second compression chamber 14 the first section also in the second quarter of the length or in the third quarter of the length of the sealing channel 11 be arranged. For example, the first section 21 opposite to the end face of the sealing element 17 be arranged.
11 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Verdichters 1, der im Wesentlichen gemäß der 9 bzw. 10 aufgebaut ist, wobei jedoch die Hochdruckseite links und die Niederdruckseite rechts dargestellt sind. Zudem ist der Verbindungskanal 20 im Dichtelement 17 ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform sind mehrere Verbindungskanäle 20 im Dichtelement 17 ausgebildet. Das Dichtelement 17 ragt in die Ausnehmung 18 des Rotors 3. Der Verbindungskanal 20 weist eine Eingangsöffnung 23 und eine Ausgangsöffnung 24 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsöffnung 23 in dem Bereich angeordnet, in dem die zweite Verdichterkammer 14 mit dem Dichtkanal 11 verbunden ist. Die Ausgangsöffnung 24 ist an einer radialen inneren Stirnseite 29 des Dichtelementes 17 angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Querschnittsfläche des bzw. der Verbindungskanäle 20 größer sein als die Querschnittsfläche des Dichtkanals 11. Auf diese Weise wird ein größerer hydraulischer Druck im Dichtkanal 20, insbesondere an der Ausgangsöffnung 24 gegenüber dem Druck im Dichtkanal 11 im Bereich der Ausgangsöffnung 24 erreicht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann jedoch die Querschnittsfläche des bzw. der Verbindungskanäle 20 auch kleiner sein als die Querschnittsfläche des Dichtkanals 11, sodass im Dichtkanal 11 im Bereich der Ausgangsöffnung 24 ein größerer Druck oder ein gleich großer Druck wie im Verbindungskanal 20 im Bereich der Ausgangsöffnung 24 vorliegt. 11 shows a partial section of another embodiment of a compressor 1 which is essentially in accordance with the 9 respectively. 10 is constructed, however, the high pressure side are shown on the left and the low pressure side on the right. In addition, the connection channel 20 in the sealing element 17 educated. Depending on the chosen embodiment, there are multiple connection channels 20 in the sealing element 17 educated. The sealing element 17 protrudes into the recess 18 of the rotor 3 , The connection channel 20 has an entrance opening 23 and an exit port 24 on. In the illustrated embodiment, the entrance opening 23 arranged in the area in which the second compression chamber 14 with the sealing channel 11 connected is. The exit opening 24 is at a radial inner end face 29 of the sealing element 17 arranged. Depending on the selected embodiment, the cross-sectional area of the or the connecting channels 20 greater than the cross-sectional area of the sealing channel 11 , In this way, a larger hydraulic pressure in the sealing channel 20 , in particular at the exit opening 24 opposite the pressure in the sealing channel 11 in the area of the exit opening 24 reached. Depending on the selected embodiment, however, the cross-sectional area of the or the connecting channels 20 also be smaller than the cross-sectional area of the sealing channel 11 , so in the sealing channel 11 in the area of the exit opening 24 a greater pressure or the same pressure as in the connecting channel 20 in the area of the exit opening 24 is present.
12 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Seitenansicht des ringscheibenförmig ausgebildeten Dichtelementes 17, das mehrere Verbindungskanäle 20 aufweist. Die Verbindungskanäle 20 sind radial verteilt um die Ringform des Dichtelementes 17 angeordnet. Der Schnitt A-A entspricht dem Schnitt der 11. 12 shows a schematic representation of a side view of the annular disk-shaped sealing element 17 that has multiple connection channels 20 having. The connection channels 20 are radially distributed around the ring shape of the sealing element 17 arranged. The section AA corresponds to the section of the 11 ,
12 zeigt einen Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Verdichters 1, der gemäß der 11 ausgebildet ist, wobei jedoch eine Eingangsöffnung 23 des Verbindungskanals 20 in radialer Richtung gesehen einen größeren Abstand zur Drehachse 4 aufweist als eine zweite Eingangsöffnung 25, über die die zweite Verdichterkammer 14 in den Dichtkanal 11 mündet. Die zweite Eingangsöffnung 25 ist in Form einer radial um die Drehachse 4 umlaufende Schlitzöffnung ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist die Eingangsöffnung 23 im Wesentlichen in dem gleichen radialen Abstand zur Drehachse 4 angeordnet, wie die zweite Ausgangsöffnung 26, über die der Dichtkanal 11 in die erste Verdichterkammer 6 mündet. Die zweite Ausgangsöffnung 26 ist als radial umlaufende Schlitzöffnung ausgebildet. 12 shows a partial section of another embodiment of a compressor 1 , which according to the 11 is formed, but with an input opening 23 of the connection channel 20 seen in the radial direction a greater distance from the axis of rotation 4 has as a second input port 25 over which the second compression chamber 14 in the sealing channel 11 empties. The second entrance opening 25 is in the form of a radial about the axis of rotation 4 circumferential slot opening formed. In this embodiment, the input port is 23 essentially at the same radial distance from the axis of rotation 4 arranged as the second exit port 26 over which the sealing channel 11 in the first compression chamber 6 empties. The second exit opening 26 is designed as a radially circumferential slot opening.
Wie bereits zu 11 ausgeführt, kann auch das Dichtelement 17 der 13 mehrere Verbindungskanäle 12 aufweisen, wie anschaulich in 12 dargestellt ist.As already too 11 executed, can also be the sealing element 17 of the 13 several connection channels 12 have, as clearly in 12 is shown.
14 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Dichtelementes 17. Der Querschnitt geht durch die Drehachse 4. Bei dieser Ausführungsform ist die Ausgangsöffnung 24 des Verbindungskanals 20 auf einer ersten Seitenfläche 27 ausgebildet, auf der auch die Eingangsöffnung 23 ausgebildet ist. Die erste Seitenfläche 27 ist der Hochdruckseite zugewandt. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Ausgangsöffnung 24 im Bereich der zweiten Eingangsöffnung (25, 13) angeordnet sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Ausgangsöffnung 24 zwischen der zweiten Eingangsöffnung (25, 13) und der radialen Stirnseite 29 des Dichtelementes 17 und damit im Bereich einer tiefsten Stelle der Ausnehmung 18 angeordnet sein. Ebenso können mehrere Dichtkanäle 20 in der Ausführungsform der 14 vorgesehen sein, wie anhand von 12 bereits erläutert. 14 shows a cross section through a further embodiment of a sealing element 17 , The cross section goes through the axis of rotation 4 , In this embodiment, the exit port is 24 of the connection channel 20 on a first side surface 27 formed, on which also the entrance opening 23 is trained. The first side surface 27 is facing the high pressure side. Depending on the chosen embodiment, the exit port 24 in the area of the second entrance opening ( 25 . 13 ) can be arranged. In addition, depending on the selected embodiment, the output port 24 between the second entrance opening ( 25 . 13 ) and the radial end face 29 of the sealing element 17 and thus in the region of a deepest point of the recess 18 be arranged. Likewise, several sealing channels 20 in the embodiment of the 14 be provided as based on 12 already explained.
15 zeigt einen Teilquerschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Dichtelementes 17 eines Verbinders 1, das beispielsweise gemäß der 11 und 13 in einem Verdichter 1 angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Eingangsöffnung 23 des Verbindungskanals 20 auf der ersten Seitenfläche 27 angeordnet, die der Hochdruckseite zugewandt ist. Damit steht die Eingangsöffnung 23 mit der zweiten Verdichterkammer 14 bzw. dem zweiten Verdichtungskanal 16 in Verbindung. Die Ausgangsöffnung 24 des Verbindungskanals 20 ist auf einer zweiten Seitenfläche 28 des Dichtelementes 17 angeordnet. Die zweite Seitenfläche 28 ist gegenüberliegend zur ersten Seitenfläche 27 angeordnet. Die zweite Seitenfläche 28 ist der Niederdruckseite zugeordnet und steht mit dem Dichtkanal 11 in Verbindung. Die Ausgangsöffnung 24 ist in radialer Richtung gesehen in Bezug auf die Drehachse 4 nicht am tiefsten Punkt der Ausnehmung 18, sondern auf der Seite des Dichtkanals 11 angeordnet, die ausgehend vom tiefsten Punkt der Ausnehmung 18 in Richtung auf die erste Verdichterkammer 6 bzw. den ersten Verdichtungskanal 8 geführt ist. Die Ausführungsform der 15 kann ebenfalls mehrere Verbindungskanäle 20, wie anhand von 12 erläutert wurde, aufweisen. 15 shows a partial cross section through a further embodiment of a sealing element 17 a connector 1 , for example, according to the 11 and 13 in a compressor 1 is arranged. In this embodiment, the entrance opening 23 of the connection channel 20 on the first side surface 27 arranged, which faces the high pressure side. This is the entrance opening 23 with the second compression chamber 14 or the second compression channel 16 in connection. The exit opening 24 of the connection channel 20 is on a second side surface 28 of the sealing element 17 arranged. The second side surface 28 is opposite the first side surface 27 arranged. The second side surface 28 is assigned to the low pressure side and communicates with the sealing channel 11 in connection. The exit opening 24 is seen in the radial direction with respect to the axis of rotation 4 not at the lowest point of the recess 18 but on the side of the sealing channel 11 arranged, starting from the lowest point of the recess 18 towards the first compression chamber 6 or the first compression channel 8th is guided. The embodiment of the 15 can also have multiple connection channels 20 as based on 12 has been explained.
Abhängig von der gewählten Ausführung können der Verbindungskanal bzw. die Verbindungskanäle 20 im Gehäuse 2 und/oder im Rotor 3 und/oder im Dichtelement 17 ausgebildet sein. Depending on the selected design, the connection channel or the connection channels 20 in the case 2 and / or in the rotor 3 and / or in the sealing element 17 be educated.
Abhängig von der gewählten Führung des Verbindungskanals 20, abhängig von der radialen Position der Eingangsöffnung 23 und/oder der Ausgangsöffnung 24, abhängig von der Anordnung der Ausgangsöffnung 24 auf der ersten oder der zweiten Seitenfläche 27, 28 und abhängig vom Querschnitt des Verbindungskanals 20 können unterschiedlich gewünschte Druckverhältnisse im Dichtkanal 11 eingestellt werden. Auf diese Weise kann eine Leckage entsprechend reduziert werden.Depending on the selected channel of the connection channel 20 , depending on the radial position of the inlet opening 23 and / or the exit port 24 , depending on the arrangement of the output port 24 on the first or the second side surface 27 . 28 and depending on the cross-section of the connection channel 20 can different desired pressure conditions in the sealing channel 11 be set. In this way, a leakage can be reduced accordingly.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102012012540 A1 [0002] DE 102012012540 A1 [0002]
