DE1403595A1

DE1403595A1 - Schraubenradmaschine

Info

Publication number: DE1403595A1
Application number: DE1960S0070140
Authority: DE
Inventors: Schibbyx Lauritz Benedictus; Nilsson Robert Hans
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1959-09-01
Filing date: 1960-08-30
Publication date: 1969-01-09
Also published as: CH404065A; DE1403595C3; GB966529A; FI41187B; DK108685C; DE1403595B2; FR1268715A; BE594633A; US3241744A

Description

S ehraub enradmas chi ne

Priorität &qt schwedischen Patentanmeldung Ho· 8076/59

vom Io September 1959·

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf als Kompressor wirkende Sehraubenradmasehinen mit Paaren zusammenwirkender Männlicher und «■ β it 1:1 eher Rotoren, die ineinandergreifende Kämme und Nuten aufweisen und in ein Gehäuse eingeschlossen sind, das einen Einlaß und einen Auslaß für ein zu komprimierendes Medium has, u»zw· auf solche Schraubenradkbmpressoren der angegebenon Art, bei welchen Einrichtungen zum Zuführen einer als JEüfei- bzw. Abdichtungsmittel wirkenden !Flüssigkeit vorgesehen sincL Diese Flüssigkeit kann dabei entweder von der Maschine angesaugt oder die.ser unter Druck zugeführt werden· Voraussetzungsgemäß ist ferner mindestens der Einlaß des Komprcasors radial angeordnet·

Beim Betrieb eines eolohen Kompressors wird die Flüssigkeit gegen die eintretende Luf5 geschleudert und sie behindert dadurch in einem gewiesen Ausmaß den Lufteintritt· Noch weitaus ungünstiger ist der Umstand, daß die Flüssigkeit

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während des Betriebes erhitzt wird, so daß sie beim Eindringen in den Lufteinlaß die dort eintretende Luft aufheizt und damit deren Volumen vergrößert, wodurch der Wirkungsgrad des Kompressors vermindert wird. Die Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu vermeiden· Die wesentlichen Merkmale der Erfindung liegen darin, daß das aus einem Mantelteil und Abschlußwänden an jedem Maschinenende bestehende G-ehäuse auf der Einlaßseite der Maschine am zugeordneten Mantelteil innen eine Ausnehmung oder Erweiterung zur Vergrößerung des Einlaßvolumens aufweist und daß der restliche Mantelteil zusammen mit den Kämmen geschlossene Arbeitsräume bildet, von denen jeder aus kommunizierenden Nutenteilen besteht und beim Umlauf der Rotoren sein Volumen ändert· Die Ausdrücke Ausnehmung oder Erweiterung sind so zu verstehen, daß die engen und die erweiterten Abschnitte des Gehäusemantels über eine Stufe oder Schulter ineinander übergehen·

Die Ausnehmung oder Erweiterung des Mantelteils kann zumindest im wesentlichen durch die einlaßseitige Abschlußwand des Gehäuses und durch einen axial entfernten, im Mantelteil ausgebildeten Abschlußrand (Stufe) begrenzt werden, dessen Verlauf dem Verlauf der Grate der männlichen bzw. weiblichen Rotoren folgt·

Der Abschlußrand der Ausnehmung bzw« de Stufe hat vorzugsweise ein Profil, das im wesentlichen mit der Stellung zu Beginn der Kompression des einem Arbeitsraum zugeführten, zu komprimierenden Mediums zusammenfällt. Da auf diese Weise die abzudichtende Gehäusefläche auf ein Minimum reduziert wird, wird die gesamte Flüssigkeitszirkulation wirksam vermindert. Als Flüssigkeit kommt bevorzugt ein Schmiermittel, wie öl, unter besonderen Umständen aber auch eine andere Flüssigkeit, beispielsweise gewöhnliches Wasser, in Betracht·

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Ifa lähmen der Erfindung ist es vorteilhaft, das Schmiermittel oder die sonstige Flüssigkeit so umzulenken, daß die Flüssigkeit nicht in den Einlaß geschleudert werden kann, um so eine Aufheizung des dort eintretenden Mediums, z.B. Luft, zu vermeiden. Die Erfindung umfasst deshalb auch Ausführungsformen, die eine Einrichtung zur geeigneten Umleitung der Flüssigkeit oder des Schmiermittels, das während des Umlaufes der Rotoren gegen den Einlaß geschleudert wird, enthalten·

Der erweiterte Zwischenraum zwischen dem Mantelteil und den Rotoren auf der Einlaßseite des Kompressors kann ferner dazu ausgenutzt werden, um die Leckströmung des Arbeitsmediums von der Hochdruckseite des Kompressors zu der Niederdruckseite zu vermindern

Die Erfindung wird nun an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert, die auch noch weitere Merkmale der Erfindung zeigen«

Fig_e 1 stellt eine Schraubenradmaschine nach der

Erfindung im Längsschnitt längs der Linie 1-1 in Fig«3 dar.

Fig© 2 zeigt diese Maschine in Draufsicht.

Figo 3 ist ein Querschnitt durch die Maschine längs der Linie 3-3 in Fig.l.

Fig. 4 bis 7 stellen Teilquerschnitte verschiedener abgeänderter Ausführungsformen der Erfindung dar.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestelle Kompressor weist ein Gehäuse 10 auf, das an der Niederdruckseite durch eine Abschlußwand 12 verschlossen ist. Das Gehäuse umschließt ein Paar männlicher und weiblicher Rotoren, von welchen in Fig.l der männliche Rotor 14 ersichtlich ist«, Das Gehäuse ist mit

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einem radialen Einlaß und einem teils axialen, teils radialen Auslaß 18 versehen; die Strömungsrichtung des zu komprimierenden Mediums ist durch die Pfeile 20 und 22 angegeben· Der Mantelteil des Gehäuses weist auf der Einlaßseite einen erweiterten Abschnitt 24 auf, der infolge des durch diese Erweiterung gebildeten Zwischenraumes 26 nicht mit dem Umfang der Rotoren in Berührung steht. Auf der Hochdruckseite bildet der Mantelteil des Gehäuses hingegen die üblichen Bohrungen, welche mit kleinem Spiel den Umfang der Rotoren einschließen» Diese Bohrungen treffen einander in üblicher Weise längs einer Verschneidungslinie. Der Übergang von dem erweiterten Abschnitt auf der Einlaßseite des Mantel— teils zu den BohrungsQuerschnitten 28, 28' erfolgt längs einer Schulter oder Stufe 30, die entsprechend den Graten der Kämme der männlichen bzw« weiblichen Rotoren schraubenlienförmig von einem Ende des Mantelteils zum anderen verläuft. Die Schulter oder Stufe 30 weist vorzugsweise ein Profil auf, das im wesentlichen mit der Stellung zu Beginn der Kompression des zu komprimierenden Mediums im Arbeitsraum zusammenfällt· Unter den erwähnten Umständen wird auf.diese Weise der Kompressor maximal ausgenützt, indem die abdichtende Oberfläche des Gehäuses auf ein Minimum reduziert ist, um so die öl- oder sonstige Flüssigkeitszirkulation so weit wie möglich zu vermindern. Die Zuführungsleitungen für das dichtende und kühlende Medium ist mit 32 bezeichnet*

In Fig, 3 ist die angenommene Umlaufrichtung der Rotoren durch die Pfeile 34,34' angezeigt, wobei die Rotoren selbst zur Erhöhung der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Es ist erkennbar, daß die eingeleitete Flüssigkeit, z.B. ein Schmiermittel, wie öl, unter dieeen Umständen in den Lufteinlaß 16 hineingeschleudert wird und infolge ihrer Erhitzung die angesaugte Luft aufheizt. Um die Berührung der angesaugten Luft oder des sonstigen Arbeitsmediums mit der

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heißen Flüssigkeit soweit wie möglich zu verringern» ist eine Umleiteinrichtung 36 vorgesehen, welche im dargestellten Falle V-förmiges Profil aufweist und mit vorzugsweise bogenförmigen Leitflächen die Flüssigkeit bei der Umleitung führt. Die scharfe Kante der Umleiteinrichtung

36 ist gegen die Verschneidungslinie der beiden Rotoren gerichtet.

Wie Fig. 4 zeigt, kann im Raum zwischen dem erweiterten Mantelteil und dem äußeren Umfang der Rotoren eine Leitung

37 od.dgl· zum Sammeln der weggeschleuderten und umgeleiteten Flüssigkeit vorgesehen werden. Wahlweise kann auch, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, jede Schenkelfläche des V-Profils 36 einen einwärts gebogenen Randteil 38 aufweisen, der als Sammelrinne für die nach außen und unten umgeleiteten Flüssigkeit diente Gemäß einer anderen, in Fig.7 dargestellten Ausführungsform ist Jede Schenkelfläche des V-förmigen Profils mit einem aufwärts gebogenen Randteil 4-0 versehen. Über dem V-förmigen Profil ist dabei ein Bogenprofil 42 angeordnet, dessen Randteil 44 so ausgebildet sind, daß sie mit den Randteilen des V-Profils zusammenwirken, um die nach außen und oben umgeleitete Flüssigkeit unter das Bogenprofil zu leiten und an der Oberseite des V-Profils zu sammeln. Zweckmäßig werden diese Sammelrinnen geneigt, d.h. mit einem Gefälle angeordnet. Ferner kann jede Sammelrinne mit einer Abflußleitung verbunden werden, die in den Fig»4» 6 und 7 allgemein mit 46 bezeichnet ist.

Vorstehend sind die Vorteile der beschriebenen Einrichtung hinsiohtlich der Verhinderung des Einschleuderns der heißen Flüssigkeit, z,B. des Öls, in den Lufteinlaß bei der schnellen Umdrehung der Rotoren dargetan worden. Eine Flttssigkeits- oder ölzirkulation wird aber nicht nur dureh die Fliehkräfte verursacht, sondern auch durch die Auswirkung der Druckdifferena zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckseite des Kompressors. Wenn z.B. Luft unter

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Atmosphärendruck angesaugt wird, kann der Druck an der

Auslaßöffnung ungefähr 8 kg/cm betragen,, Diese Druckdifferenz bewirkt, daß Flüssigkeit, insbesondere Öl, von der Hochdruckseite ebenfalls in den Einlaß gelangen kann. Die beeehriebene Umleiteinrichtung führt auch zu einer Verminderung dieses unerwünschten Effektes»

Um die Nachteile des Eindringens von Flüssigkeit, z.B. Öl, von der Hochdruckseite in die Niederdruckseite zu beseitigen, wird ferner vorgeschlagen, über der Stufe oder Schulter 30 zwischen dem erweiterten und dem nicht erweiterten Abschnitt des Mantelteils eine Rinne 48 ododgle vorzusehen, welche zur Ableitung gegen die Hochdruckseite sowie zur Bremsung der Flüssigkeit dient, die infolge der Druckdifferenz zwischen Auslaß und Einlaß von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite des Kompressors gedrängt wird« Zweckmäßig folgt diese Ableitung und Bremsrinne dem Yerlauf der Stufe 30. G-emäß einer bevorzugten Ausführung ist der Raum unterhalb der Ableitungs- und Bremsrinne 48 mit einer Abflußleitung 50 verbunden,»

Patentansprüche/

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Claims

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Sehraubenradkompressor, bestehend aus Paaren zusammenwirkender männlicher und weiblicher Rotoren mit ineinandergreifenden Kämmen und Nuten, einem Gehäuse mit Ein- und Auslaß für das zu komprimierende Medium, wobei mindestens der Einlaß radial angeordnet ist, und Einrichtungen zum Zuführen einer als Kühlbzw· Abdichtungsmittel wirkenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem Mantelteil und Abschlußwänden an jedem Maschinenende bestehende Gehäuse auf der Einlaßseite der Maschine am zugeordneten Mantelteil innen eine Ausnehmung oder Erweiterung zur Vergrößerung des Einlaßvolumens aufweist und daß der restliche Mantelteil zusammen mit den Kämmen geschlossene Arbeitsräume bildet, von denen jeder aus kommunizierenden Nutenteilen besteht und beim Umlauf der Rotoren sein Volumen ändert·

2· Sehraubenradkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung oder Erweiterung im Mantelteil zumindest im wesentlichen durch die einlaßseitige Abschlußwand des Gehäuses und durch einen axial gegenüberliegenden, im Mantelteil ausgebildeten Abschlußrand begrenzt ist, dessen Verlauf dem Verlauf der Grate der männlichen bzw, weiblichen Rotoren entspricht

3· Sehraubenradkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußrand der Ausnehmung oder Erweiterung im Mantelteil ein Profil hat, das mit der Stellung zu Beginn der Kompression des einem Arbeitsraum zugeführten Mediums zusammenfällt_o

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4. Schraubenradkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Umleitung der während des Umlaufes der Rotoren nach oben gegen den Einlaß geschleuderten flüssigkeit·

5· Schraubenradkompressor nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Umleiteinrichtung aus einem zur Führung der Flüssigkeit bei der Umleitung dienenden V-Profil, vorzugsweise mit bogenförmigen Profilteilen, besteht, wobei die Kante des V-Profils gegen die Verschneidungslinie der Rotoren gerichtet ist.

6. Schraubenradkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung oder Erweiterung im Mantelteil auf jeder Seite der betreffenden Rotoren mit einem Kanal od.dgl_β zum Sammeln der weggeschleuderten und umgeleiteten Flüssigkeit versehen ist ο

7· Schraubenradkompressor nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß jede Schenkelfläche des V-Profils mit einem einwärts gebogenen Randteil versehen ist, der als Sammelkanal für die nach außen und unten umgeleitete Flüssigkeit diente

8β Schraubenradkompressor nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede Schenkelflache des V-Profils einen nach oben gerichteten Randteil aufweist und daß über dem V-Profil ein bogenförmiges Profil angeordnet ist, dessen Randteile mit den Randteilen des V-Profils zusammenwirken, um die nach außen und oben umgeleitete Flüssigkeit unter das bogenförmige Profil zu leiten und an der Oberseite des V-Profils zu sammeln»

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9· Schraubenradkompressor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sammelkanal eine Neigung oder ein Gefälle aufweist»

ü.0« Schraubenradkompressor nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkanäle mit Abflußleitungen verbunden sind.

11. Schraubenradkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rinne od.dgl., die über der Stufe oder Schulter zwischen den erweiterten und den nicht erweiterten Abschnitten des Mantelteils angeordnet ist und zur Ableitung gegen die Hochdruckseite sowie zur Bremsung der Flüssigkeit dient, die infolge des Druckunterschiedes zwischen Aus- und Einlaß von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite des Kompressors gedrängt wird.

12e Schraubenradkompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungs- und Bremsrinne im wesentlichen dem Verlauf der Stufe oder Schulter folgt.

13· Schraubenradkompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum unterhalb der Ableitungsund Bremsrinne mit Abflußeinrichtungen verbunden ist·

14· Schraubenradkompressor nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abflußleitungen und den Zuführungseinrichtungen für die Flüssigkeit ein Kühler eingeschaltet ist.

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