DE10326467B4 - Schraubenverdichter mit Economiser-Anschlussöffnung - Google Patents

Abstract

Schraubenverdichter mit Economiser-Anschlussöffnung, die eine Öffnung am Arbeitsraum darstellt und ein Rotorpaar haben, bestehend aus Haupt- und Nebenrotor, dadurch gekennzeichnet, dassin die die Rotoren umgebende Gehäusewand in Drehrichtung oder in Bezug auf ein durch Hauptrotor und Nebenrotor gebildetes Zahnlückenpaar mehrere Einlassöffnungen angeordnet sind, so dass mehrfach eine Verbindung zwischen einer Zahnlücke und einem äußeren Fluidstrom, der ein vom Saug- und Verdichtungsenddruck unterschiedliches Druckniveau aufweist, hergestellt ist, wobeider Eco-Anschluss mehrere Einlassöffnungen auf der Nebenrotorseite des Schraubenverdichters aufweist, die zueinander parallel und parallel zu einer Schraubenlinie und längs der Schraubenlinie des nebenrotorseitigen Zahnkopfes angeordnet sind und durch jeweils einen Steg getrennt sind wobeidie zusätzlichen Einlassöffnungen für den äußeren Fluidstrom mehrfach auf der Haupt- und Nebenrotorseite angeordnet sind.

Description

• Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft ölüberflutete Schraubenverdichter mit Economiseranschluss, der eine zweite Öffnung am Arbeitsraum darstellt, an der unter höherem Druck als Ansaugdruck stehendes Arbeitsmedium in die Zahnlücken der Rotoren eingespeist werden kann.
• Der Schraubenverdichter hat in der Regel ein Rotorpaar, bestehend aus Haupt- und Nebenrotor, dessen Zahnlücken die Arbeitskammern bilden.
• Die DD 1 42 587 A1 offenbart einen Schraubenverdichter mit innerer Verdichtung, insbesondere einen ölüberfluteten Kälternittelschraubenverdichter mit mindestens zwei paarweise ineinandergreifenden parallel angeordneten schraubenförmig verzahnten Haupt- und Nebenrotoren, wobei der Hauptrotor im wesentlichen außerhalb des Teilkreises liegende Zähne aufweist und der Nebenrotor mit im wesentlichen innerhalb des Teilkreises liegenden weitestgehend konkav geforrnten Zähnen ausgebildet ist, mit einem Gehäuse, das aus Mantelwand und Stirnwänden besteht, die einen Arbeitsraum mit von dem Kammkanten der Rotoren steuerbaren Ein- und Auslässen für das Arbeitsmedium bilden und durch die Zahnlückenräume der Rotoren, die die Rotoren umschließende Gehäusemantelwand und durch die Gehäusestirnwände v-förmige Arbeitskammern gebildet werden. In der Gehäusemantelwand befinden sich ein zusätzlicherAufiadeeinlaß, der am Arbeitsraum an einer Stelle angeordnet ist, an der die Arbeitskammern keine strömungsmäßige Verbindung mehr zum saugseitigen Einlaß haben.
• Nach dem Stand der Technik lässt sich die Leistungsfähigkeit von Schraubenverdichtern durch Economiser-Schaltungen verbessern. Durch den an Schraubenverdichtern für die Kältetechnik zusätzlich vorhandenen Economiseranschluss kann Kältemittel auf einem Zwischendruckniveau in geschlossene Zahnlücken nachgeladen werden. Damit lassen sich sowohl Kälteleistung als auch Leistungszahl der Kälteanlage verändern.
• Die bekannte konstruktive Ausführung dieser Öffnung, im folgenden mit Eco-Anschluss bezeichnet, ist eine einfache schlitzförmige Öffnung oder eine Bohrung in der Gehäusewand, die längs einer Linie parallel zum Zahnkopf eines Rotors im Gehäuse angeordnet ist. Die Schlitzbreite ist so bemessen, dass eine Verbindung benachbarter Zahnlückenräume beim Passieren der Öffnung durch den Zahnkopf vermieden wird.
• Im Wesentlichen wird der Aufladestrom am Eco-Anschluss durch den Druck auf der Saugseite des Verdichters, den vor dem Eco-Anschluss anstehenden Druck, die Querschnittsfläche des Eco-Anschlusses, durch die Drehzahl der Rotoren, die Zähnezahl am Hauptrotor und durch das verwendete Arbeitsmedium begrenzt.
• Bei sehr großen Schraubenverdichtern mit großen Zahnlückenvolumina und großen axialen Erstreckungen der Zahnlücke in Kombination mit einem zu verdichtenden Medium relativ kleiner Schallgeschwindigkeit werden die Zahnlücken nur noch unzureichend aufgefüllt. Die Zeit für die Aufladung, die letztlich durch die Zahnfrequenz - das heißt Produkt aus Drehfrequenz mal Zähnezahl des Hauptrotors - bestimmt ist, reicht nicht aus, um das über den Eco-Anschluss zugeführte Arbeitsmedium in der gesamten Zahnlücke des Haupt- und des Nebenrotors zu verteilen. Dadurch kann die durch die Economiserschaltung zusätzlich erzielbare Kälteleistung nicht vollständig ausgenutzt werden. Sowohl der mögliche Leistungsgewinn als auch die mögliche Steigerung der Kälteleistungszahl werden verringert. Deshalb werden sehr große Schraubenverdichter oftmals mit reduzierter Drehzahl betrieben, um die Effizienz bei Betrieb mit Economiser zu verbessern, was bei einer vorgegeben Kälteleistung die Investitionskosten durch die Wahl eines noch größeren Verdichters erhöht.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben genannten Nachteile zu eliminieren und sowohl die Kälteleistung als auch die Kälteleistungszahl an großen Schraubenverdichtern zu verbessern.
• Die Aufgabe wird durch einen Schraubenverdichter gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
• Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dass die Zeit für den Aufladevorgang vergrößert wird oder die zu füllenden Zahnlückenräume in Bezug auf die Eco-Anschlüsse segmentiert werden. Die Zeit für den Aufladevorgang wird dadurch verlängert, dass der Eco-Anschluss, angeordnet auf der Nebenrotorseite, in seiner konstruktiven Form derart verändert ist, dass parallel zu dem Zahnkopf des Nebenrotors mehrere Aufladeöffnungen entlang der Zahnlücke parallel zueinander angeordnet sind. Die einzelnen schlitzförmigen Öffnungen sind voneinander getrennt durch einen parallel zum Zahnkopf laufenden Steg, dessen Breite in etwa gleich der Zahnkopfbreite des Nebenrotors ist.
• Die Segmentierung der Zahnlückenräume für den Aufladevorgang gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass am gleichen Zahnlückenpaar, gebildet durch die Einzelzahnlücken von Haupt- und Nebenrotor, mehr als ein Eco-Anschluss (Einlasskanal) vorhanden ist, um eine Mehrfachaufladung der Zahnlücke zu erreichen. In die Gehäusewand werden mehrere schlitzförmige Öffnungen längs eines Zahnlückenpaares eingebracht, so dass das Zahnlückenpaar, das von Haupt- und Nebenrotor gebildet wird, in der kurzen für den Aufladevorgang zur Verfügung stehenden Zeit über mehrere Strömungspassagen befüllt wird.
• Eine Ausführung ist die Anordnung eines Doppelschlitzes in der Gehäusewand unmittelbar am Eco-Anschluss.
• Beispielhaft lassen sich auch mehrere Eco-Anschlüsse im Verlauf des gemeinsamen Zahnlückenpaares sowohl auf der Haupt- und als auch auf der Nebenrotorseite vorsehen, die ebenfalls mehrfach eine Verbindung vom Economiser mit Zwischendruckniveau und der gleichen Zahnlücke herstellen.
• Als Vorteil ergibt sich, dass durch die mehrfache Verbindung vom Economiser und der gleichen Zahnlücke die effektive Fläche für den Einströmvorgang des Kältemittels auf Zwischendruckniveau vergrößert wird. Dadurch kann in der Zahnlücke eine Annäherung an das Zwischendruckniveau nach Abschluss des Aufladevorgangs erreicht werden. Daraus resultiert ein höherer zusätzlicher Massestrom und damit mehr Kälteleistung als bei herkömmlicher Ausführung des Eco-Anschlusses.
• Nach einem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung eines Doppelschlitzes in der Gehäusewand unmittelbar am Eco-Anschluss nach 1 und 2 ausgeführt.
• 1 zeigt die Lösung im Querschnitt.
• Angeordnet ist ein Flansch 2 für einen Eco-Anschluss am Verdichtergehäuse 1.
• Im Bereich des Flansches 2 befinden sich schlitzförmige Einlasskanäle 3 zum Arbeitsraum 4.
• Die 2 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht.

Claims (3)

1. Schraubenverdichter mit Economiser-Anschlussöffnung, die eine Öffnung am Arbeitsraum darstellt und ein Rotorpaar haben, bestehend aus Haupt- und Nebenrotor, dadurch gekennzeichnet, dass in die die Rotoren umgebende Gehäusewand in Drehrichtung oder in Bezug auf ein durch Hauptrotor und Nebenrotor gebildetes Zahnlückenpaar mehrere Einlassöffnungen angeordnet sind, so dass mehrfach eine Verbindung zwischen einer Zahnlücke und einem äußeren Fluidstrom, der ein vom Saug- und Verdichtungsenddruck unterschiedliches Druckniveau aufweist, hergestellt ist, wobei der Eco-Anschluss mehrere Einlassöffnungen auf der Nebenrotorseite des Schraubenverdichters aufweist, die zueinander parallel und parallel zu einer Schraubenlinie und längs der Schraubenlinie des nebenrotorseitigen Zahnkopfes angeordnet sind und durch jeweils einen Steg getrennt sind wobei die zusätzlichen Einlassöffnungen für den äußeren Fluidstrom mehrfach auf der Haupt- und Nebenrotorseite angeordnet sind.
2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Einlassöffnungen so in die Gehäusewand eingebracht sind und dass sie über einen Eco-Anschluss mit dem äußeren Fluidstrom verbunden sind.
3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg parallel längs einer Schraubenlinie des nebenrotorseitigen Zahnkopfes verläuft, wobei sämtliche Schlitzbreiten und Stegbreiten jeweils etwa gleich der Zahnkopfbreite des Nebenrotors sind.

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