DE10326466B4

DE10326466B4 - Schieber mit Anlaufentlastung

Info

Publication number: DE10326466B4
Application number: DE10326466.3A
Authority: DE
Inventors: Dieter Mosemann; Ottomar Neuwirth; Ole Fredrich
Original assignee: GEA Refrigeration Germany GmbH
Current assignee: GEA Refrigeration Germany GmbH
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: DE10326466A1

Abstract

Vi-Schieber eines ölüberfluteten Schraubenverdichters mit Drehzahlregelung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kanalsysteme im Vi-Schieber (1) und im Gehäuse so angeordnet sind, dass sie während der Startphase in zwei verschiedenen Positionsbereichen des Vi-Schiebers (1) Bypässe bilden, wobei im ersten Positionsbereich ein Bypass von der Druckseite zur Saugseite des Verdichters durch mindestens einen Kanal (2), der im Schieber (1) auf dessen den Arbeitskammern gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, gebildet wird und im zweiten Positionsbereich ein Bypass von geschlossenen Zahnlückenräumen zur Saugseite durch den Kanal (9) im Vi-Schieber (1) und eine Aussparung (7) in der Gehäusebohrung (5) für den Vi-Schieber (1) gebildet wird.

Description

Das Anwendungsgebiet betrifft ölüberflutete Schraubenverdichter mit Drehzahlregelung und Schieber zur Vi-Änderung, wie in DE 19916983 beschrieben.
Nach dem Stand der Technik existieren verschiedene Verfahren zur Volumenstrom- bzw. Leistungsregelung an Schraubenverdichtern. Dabei dominiert das Prinzip der Schieberregelung in Kältemittelverdichtern. Durch einen im Gehäuse beweglich angeordneten Regelschieber, der über mindestens eine mit den Zahnlückenräumen kommunizierend in Verbindung stehende Öffnung den Durchgang zur Saugseite des Verdichters beeinflusst, wird eine Änderung der Fördermenge erreicht. Zur Verbesserung der Energieeffizienz ist weiterhin eine Verstelleinrichtung zur Veränderung des inneren Volumenverhältnisses Vi bekannt. Das innere Volumenverhältnis ist das Verhältnis der Zahnlückenvolumina zu Beginn und Ende der Verdichtung. Mit Hilfe des sogenannten Vi-Schiebers wird das innere Volumenverhältnis des Verdichters beeinflusst. Die DE 19916983 zielt auf Verbesserung der Energieeffizienz durch Drehzahl- und Vi-Regelung mit einer Verstelleinrichtung zur Veränderung des inneren Volumenverhältnisses Vi. Problematisch ist der Start eines solchen Verdichters, da der Vi-Schieber nicht in eine entlastende Teillastposition gebracht werden kann, wie das bei einem Schraubenverdichter mit Regelschieber möglich ist. Eine weitere Möglichkeit der Leistungsregelung besteht in der Variation der Drehzahl zum Beispiel mittels eines Frequenzumrichters. In diesem Fall kann der Regelschieber entfallen. Damit entfällt aber auch die entlastende Wirkung des Regelschiebers in der Startphase des Verdichters. Es sind deshalb auch Lösungen bekannt, die eine Kombination von Regelschieber- und Drehzahlregelung beschreiben.
Der Leistungsbedarf des Verdichters variiert mit den Druckverhältnissen in der Anlage. Daraus ergeben sich in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen unterschiedlich große Antriebsleistungen für den gleichen Verdichter. Aufgrund besonderer Bedingungen in den jeweiligen Anlagen kann es im Betrieb und bei Stillstand des Verdichters zu sehr unterschiedlichen Druckniveaus kommen. Liegt der Ausgleichsdruck bei Stillstand des Verdichters deutlich oberhalb des sich im stationären Betrieb einstellenden Saugdruckes, so ist der Leistungsbedarf in der Startphase nachteilig. Dieser kann höher sein als der Bedarf bei Volllast im Betriebspunkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile des hohen Leistungsbedarfes des Verdichters in der Startphase zu beseitigen.
Nach den Merkmalen der Erfindung ist der Schieber so ausgeführt, dass er in der Startphase als Regelschieber nach dem Prinzip der effektiven Hubverkürzung arbeitet. Außerdem werden im Schieber ein oder mehrere zusätzliche Kanäle so angeordnet, dass in der Startphase eine direkte Verbindung zwischen Druck- und Saugseite des Verdichters hergestellt wird. Weiterhin gibt es einen oder mehrere Kanäle, die in einer anderen Stellung des Schiebers nach dem Prinzip eines inneren Bypasses ein Rückströmen von bereits in den Zahnlücken der Schraubenrotoren befindlichen Gases, dessen Verdichtung gerade beginnt, zur Saugseite ermöglichen. Diese Kanäle sind im Gehäuse und im Schieber angeordnet. Der Schieber kann zum Beispiel über eine hydraulische Verstelleinheit bewegt werden. Das Öffnen und Schließen der Kanäle wird durch den Schieber selbst gesteuert. Nach Beenden der Startphase und Verschluss des Kanalsystems gelangt der Schieber bei weiterer Verstellung in den Arbeitsbereich zur Verstellung des inneren Volumenverhältnisses Vi.
Durch die beschriebene Anordnung kann der Kraftbedarf in der Startphase deutlich reduziert werden.
Durch die Integration der Strömungskanäle zur Anlaufentlastung in den Schieber kann bei drehzahlvariablem Antrieb auf eine zusätzliche äußere Entlastungsvorrichtung verzichtet werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist in 1 der Schieber 1 in der Startposition dargestellt. Über einen ersten Kanal 2 im Schieber 1 wird eine direkte Verbindung vom Druckraum 3 zum Saugraum 4 des Verdichters gewährleistet. Weiterhin befindet sich in der Gehäusebohrung 5 des Schiebers 1 eine Aussparung 6, die eine Verbindung zum Arbeitsraum 7 des Schraubenrotors 8 herstellt. 2 zeigt die Position des Schiebers 1 in der Nähe der Volllaststellung. Die Verbindung vom Druckraum 3 zum Saugraum 4 über den Kanal 2 ist dabei gesperrt. Über einen zweiten Kanal 9 des Schiebers und die Aussparung 6 wird eine Verbindung vom Arbeitsraum 7 des Schraubenrotors 8 zum Saugraum 4 des Verdichters hergestellt. Bei weiterer Verstellung des Schiebers in Richtung Saugraum 4 gelangt der Schieber in die Volllaststellung, in der die Verbindung von Arbeitsraum 7 über die Aussparung 6 und Kanal 9 ebenfalls gesperrt ist und die Vi-Regelung erfolgt. 3 zeigt eine andere Ansicht zu 1 und 2
Bezugszeichenliste

1: Schieber
2: Kanal
3: Druckraum
4: Saugraum
5: Gehäusebohrung
6: Aussparung
7: Arbeitsraum
8: Schraubenrotor
9: Kanal

Claims

Vi-Schieber eines ölüberfluteten Schraubenverdichters mit Drehzahlregelung, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kanalsysteme im Vi-Schieber (1) und im Gehäuse so angeordnet sind, dass sie während der Startphase in zwei verschiedenen Positionsbereichen des Vi-Schiebers (1) Bypässe bilden, wobei im ersten Positionsbereich ein Bypass von der Druckseite zur Saugseite des Verdichters durch mindestens einen Kanal (2), der im Schieber (1) auf dessen den Arbeitskammern gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, gebildet wird und im zweiten Positionsbereich ein Bypass von geschlossenen Zahnlückenräumen zur Saugseite durch den Kanal (9) im Vi-Schieber (1) und eine Aussparung (7) in der Gehäusebohrung (5) für den Vi-Schieber (1) gebildet wird.
Schraubenverdichters mit Drehzahlregelung und einem in einer Gehäusebohrung (5) angeordneten Vi-Schieber (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (2, 9) durch Verschiebung des Vi-Schiebers (1) geöffnet oder geschlossen werden.
1. Vi-Schieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verschiebung des Vi-Schiebers (1) in Richtung Saugseite des Verdichters erst der Kanal (2) des ersten Positionsbereiches und dann der Kanal (9) des zweiten Positionsbereiches geschlossen wird.