DE1258543B - Roots-Geblaese mit Voreinstroemung in die Kolbenkammern - Google Patents

Description

• Roots-Gebläse mit Voreinströmung in die Kolbenkammern Die Erfindung bezieht sich auf ein Roots-Gebläse mit Voreinströmung in die Kolbenkammern, bei welchem jedem der Drehkolben ein Gehäusespeicherraum zugeordnet ist, dessen Verbindungsöffnung zum Förderraum des Gebläses so gelegen ist und vom Drehkolben so gesteuert wird, daß die jeweils durch den Drehkolben bereits vom Saugraum abgeschlossene Kolbenkammer, in der das gasförmige Fördermedium weiterbewegt wird, mit dem betreffenden Speicherraum in Verbindung kommt, kurz bevor sich die Kolbenkammer zur Druckseite öffnet.
• Die schlagartige Verdichtung der angesaugten Luft, welche beim Roots-Gebläse eintritt, wenn die Kolbenkammern sich zur Druckseite öffnen, löst heftige Schwingungen aus, wobei der Druck in der Kolbenkammer noch beträchtlich über den Förderdruck ansteigt. Es strömt nämlich bei der Öffnung der Kolbenkammern eine bestimmte Menge von Druckluft als überschußluft in diese Kammern zurück. Neben der Beanspruchung der Lager für die Drehkolben ergibt sich hieraus .eine unangenehme Schall- bzw. Lärmentwicklung. Dieser suchte man bisher durch Voreinströmung von schon unter Druck stehender Luft in die Kolbenkammern zu begegnen, womit also eine Vorverdichtung der in den Kolbenkammern eingeschlossenen Ansaugluft erfolgen sollte.
• Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist jedem der beiden Gebläsedrehkolben jeweils nur ein sehr kleiner Speicherraum zugeordnet, welcher einerseits über zwei vom Drehkolben gesteuerte Schlitze mit der Kolbenkammer verbunden werden kann und andererseits durch einen engen Spalt mit der Druckleitung unmittelbar in Verbindung steht. Wenn dieser Speicherraum, wie in der betreffenden Vorveröffentlichung gezeigt, nur sehr gering bemessen ist, reicht er nicht aus für eine wirksame Vorverdichtung der Luft in den Kolbenkammern, die zu Geräuschentwicklung führt und verspalte oder Schlitze des Speicherraumes mit dem Druckkanal erfolgt wieder eine zu schlagartige Verdichtung der angesaugten Luft in den Kolbenkammern, die zur Geräuschentwicklung führt und vermieden werden soll.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, die bereits vom Saugraum abgeschlossenen und von der Druckleitung getrennten Kolbenkammern durch überströmen aus einem einzigen groß ausgeführten Resonanzraum aufzuladen, welcher mit der Druckleitung durch schwingungsfreie Rohre verbunden ist. Dieser Resonanzraum könnte aber auch so unterteilt werden, daß die Kolbenkammer jedes Drehkolbens von einem gesonderten Resonanzraum aufgefüllt wird. Dabei ist ferner noch vorgeschlagen worden, daß die Resonanzräume nicht reit der Druckleitung in Verbindung stehen, sondern von einem fremden Gebläse aufgefüllt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art den zu jedem Drehkolben gehörenden Speicherraum so mit dem Förderraum und dem Druckraum des Gebläses zu verbinden, daß zwar eine ausreichende Vorverdichtung der Luft in der betreffenden Kolbenkammer erfolgt, aber eine Geräuschentwicklung besser vermieden wird als bei der bisher bekannten ähnlichen Einrichtung.
• Dies wird erfindungsgemäß bei .einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß der Speicherraum nur durch diese eine Verbindungsöffnung mit dem Förderraum und damit zeitweilig mit der zugehörigen Kolbenkommer und zeitweilig mit der Druckseite des Gebläses verbunden ist, so daß durch diese einzige Öffnung die Vorverdichtung der angesaugten Luft in der Kolbenkammer als auch die Wiederaufladung des Speicherraums erfolgt. Es soll also ermöglicht werden, eine Vorverdichtung so durchzuführen, daß kurz vor der Öffnung der Kolbenkammer zur Druckseite die darin enthaltene Luft schon auf einen hohen Zwischendruck gebracht ist und daß die bei der Verdrängung anfallende Überschußluft die restliche Verdichtung der angesaugten Luft ohne starke Geräuschentwicklung bewirkt und noch zur Wiederaufladung des Speicherraums beiträgt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in jeder der zu den Öffnungen (von denen je eine einem Drehkolben zugeordnet ist) gehörigen Verbindungsleitungen zwischen den Speicherräumen und dem Förderraum eine Drosselstelle angeordnet ist, welche beispielsweise als kreisförmige Öffnung einer als Zwischenblech eingelegten Scheibe ausgeführt sein kann. Die Öffnungen zu den Speicherräumen können in einer Stirnwand des Förderraums, und zwar in einem Gehäuseseitendeckel des Gebläses angeordnet sein. Zweckmäßigerweise sind die beiden Speicherräume in einem beispielsweise zylindrischen, durch eine Zwischenwand geteilten Speichergehäuse vereinigt. Darüber hinaus wäre es noch möglich, daß die beiden Speicherräume mittels einer in der Zwischenwand vorgesehenen Drosselöffnung miteinander verbunden sind.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
• F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Roots-Gebläse mit Merkmalen nach der Erfindung; F i g. 2 zeigt einen unvollständigen Längsschnitt in zwei zueinander verlagerten Ebenen durch das Gebläse mit Speicherräumen.
• In einem Gebläsegehäuse 1 sind zwei gegenläufig rotierende Roots-Drehkolben 2, 2' angeordnet, deren Antrieb und Wellenlagerung in üblicher Weise vorgesehen sein kann, was hier nicht weiter gezeigt ist. Gemäß F i g. 1 ist am Gehäuse 1 oben der Einlaßstutzen E und unten der Auslaßstutzen A angeordnet. Die Lage und Anordnung von Speicherräumen 3 und 3' sowie deren Verbindungsleitungen 7 und 7' zum Gehäusehohlraum bzw. Förderraum sind in F i g. 2 dargestellt. Die Leitungen 7, 7' sind dabei als Anschlußstutzen an einem Gehäusedeckel 9 ausgebildet. Das Gebläsegehäuse 1 und die Drehkolben 2, 2' sind in F i g. 2 als in Höhe der Drehkolbenachsen nach F i g. 1 der Gehäuseseitendeckel 9, die Speicherräume 3, 3' und die Verbindungsleitungen 7, 7' als in Höhe dieser Verbindungsleitungen geschnitten dargestellt. Mit 4 und 4' sind die Öffnungen der Verbindungsleitungen 7, 7' und damit der Speicherräume 3, 3' zum Förderraum bezeichnet. Beim Ausführungsbeispiel sind die beiden Speicherräume 3, 3' in einem gemeinsamen Speichergehäuse 10 vereinigt, jedoch durch eine Zwischenwand 11 voneinander getrennt.
• Durch die Drehung der Drehkolben 2, 2' wird Luft auf dem durch Pfeile dargestellten Weg von der Saugseite zur Druckseite 6 des Gebläses gefördert. Dabei entstehen im Verlauf der Kolbendrehung zwischen den Drehkolben 2, 2' und den entsprechenden Wandbereichen des Gebläsegehäuses 1 die Kolbenkammern 5, welche mit der Drehung der Drehkolben zur Druckseite hin wandern. Bei der Stellung der Drehkolben nach F i g. 1 ist gerade eine Kolbenkammer 5 am linken Drehkolben 2 gebildet. Bei der Weiterdrehung der Drehkolben öffnen sich die Kolbenkammern 5 zur Druckseite 6 und lösen sich schließlich ganz auf, was gemäß F i g. 1 gerade am rechten Drehkolben 2' der Fall war. Die Aufladung der Kolbenkammern erfolgt aus den Speicherräumen 3 und 3' über die Verbindungsleitungen 7, 7' und die Öffnungen 4 und 4'. Im Ausführungsbeispiel sind diese Öffnungen in den Gehäusedeckel 9 verlegt. Gemäß F i g. 1 wird auf der linken Gebläseseite die Öffnung 4 gerade zur Kolbenkammer 5 freigegeben, wodurch diese anschließend aus dem Speicherraum 3 aufgeladen wird. Die Öffnung 4' der rechten Gebläseseite steht gerade mit der Druckseite in Verbindung, wobei 'die Luft unter Druck bzw. Überschußluft in den Speicherraum 3' einströmt. Die Zeit, welche für die Aufladung der Kolbenkammern aus den Speicherräumen zur Verfügung steht, ist durch den Kolbendrehwinkel a bestimmt, welcher durch die Kolbendrehung vom Augenblick, in dem die Verdichtung der Ansaugluft in der Kolbenkammer 5 beginnt, bis zum Augenblick, in dem sich die betreffende Kolbenkammer zur Druckseite 6 öffnet, gegeben ist.
• Zur Regulierung der Aufladegeschwindigkeit in die Kolbenkammern 5 sind Drosselstellen 8 und 8' in Form von kreisförmigen Öffnungen in auswechselbaren Zwischenblechen 12, 12' in den Verbindungsleitungen 7, 7' vorgesehen. Der Speicherraum 3, die Kolbenkammer 5 und die Verbindungsleitung 7 bilden einen Tonraum, dessen Eigenschwingungen den gewünschten Verlauf der Vorverdichtung empfindlich stören könnte. Das gleiche gilt auch für den anderen Speicherraum 3'. Durch die Anordnung der Drosselstellen 8 und 8' wird die Eigenschwingungszahl dieses Tonraums so weit gesenkt, daß ein zu schnelles Überschießen der Luft aus dem Speicherrauen in die Kolbenkammer verhindert wird. Die Speicherräume 3, 3', der Kolbendrehwinkel a und die Drosselstellen 8, 8' sind dabei so auf das Volumen der Kolbenkammern abgestimmt, daß die Vorverdichtung der Ansaugluft in diesen Kammern bis nahe an den Förderdruck getrieben und die anfallende Überschußluft kontinuierlich von den Speicherräumen aufgenommen wird. Die für die Nachverdichtung erforderliche Luftmenge ist dabei geringer als die während der Dauer dieser Nachverdichtung anfallende Überschußluft.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Roots-Gebläse mit Voreinströmung in die Kolbenkammern, bei welchem jedem der Drehkolben ein Gehäusespeicherraum zugeordnet ist, dessen Verbindungsöffnung zum Förderraum des Gebläses so gelegen ist und vom Drehkolben so gesteuert wird, daß die jeweils durch den Drehkolben bereits vom Saugraum abgeschlossene Kolbenkammer, in der das gasförmige Fördermedium weiterbewegt wird, mit dem betreffenden Speicherraum in Verbindung kommt, kurz bevor sich die Kolbenkammer zur Druckseite öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (3, 3') nur durch diese eine Öffnung (4, 4') mit dem Förderraum und damit zeitweilig mit der zugehörigen Kolbenkammer (5) und zeitweilig mit der Druckseite (6) des Gebläses verbunden ist, so daß durch diese einzige Öffnung die Vorverdichtung der angesaugten Luft in der Kolbenkammer als auch die Wiederaufladung des Speicherraums (3, 3') erfolgt.
2. 2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der zu den Öffnungen (4,4') gehörigen Verbindungsleitungen (7, 7') zwischen den Speicherräumen (3, 3') und dem Förderraum eine Drosselstelle (8, 8') angeordnet ist, welche beispielsweise als kreisförmige Öffnung einer als Zwischenblech eingelegten Scheibe 12, 12') ausgeführt sein kann.
3. 3. Gebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (4, 4') zu den Speicherräumen (3, 3') in einer Stirnwand des Förderraums, und zwar in einem Gehäuseseitendeckel (9) des Gebläses angeordnet sind.
4. 4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Speicherräume (3,3') in einem beispielsweise zylindrischen, durch eine Zwischenwand (11) geteilten Speichergehäuse (10) vereinigt sind.
5. 5. Gebläse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Speicherräume (3, 3') mittels einer in der Zwischenwand (11) vorgesehenen Drosselöffnung miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: französische Patentschriften Nr. 951230,1224547; Deutsche Patentschriften Nr. 581273, 744 715; USA.-Patentschrift Nr. l769153. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1133 500.