DE1428046A1 - Drehkolbenkompressor - Google Patents

Description

Drehkolbenkompres sor

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenkompressor, welcher, zwei exzentrisch ineinander angeordnete, miteinander verzahnte Drehkolben besitzt, von denen der eine den anderen mitnimmt und

wobei das Arbeitsmittel in axialer Richtung auf der offenen Stirnseite in die Arbeitskammern eingesaugt und auch wieder hinaus befördert wird.

TJm solche Maschinen, deren Außendrehkolben in bekannter Weise fliegend gelagert sind, für hohe Druckverhältnisse, wie sie häufig bei Kältemaschinen auftreten bzw. gefordert werden, geeignet zu machen, bedarf es besonderer Mittel.

Besondere Schwierigkeiten bereitet die Abdichtung an den Stirnseiten und an den Spitzen des inneren Drehkolbens, da hier die Anbringung von beweglichen Dichtleisten in einer wirklich brauch- φ

sehr
baren Weise schwierig ist, also nur Spaltabdichtung in Betracht kommt. Diese kann nur dann wirksam gestaltet werden, wenn die Spalte parallel, äusserst eng und ausserdem durch flüssige Dichtmittel, z.B. Schmieröl, weiter verengt oder gar geschlossen werden. Der dazu nötige ölumlauf muß dabei in einem solchen Rahmen liegen, dass eine übermässige Überflutung der Kammern bzw. des gesamten Arbeitsmittelkreislaufes bei jedem Betriebszustand vermieden wird.

Zur Erreichung dieses Zieles wird beim Erfindungsgegenstand das Haupttraglager des äußeren Drehkolbens in die Quersehnittsebenc der Drehkolbenverzahnung gelegt. Hierdurch werden eine in An1

809812/0439

-2- U28046

der hohen Gasdrücke beträchtliche Durchbiegung der Drehkolben-, welle, die entsprechende Schrägstellung der Drehkolbenstirnwand und schliesslich entsprechend große Spalte an den Stirnseiten und den Zahnspitzen verhindert. Ferner wird infolge der axialen Führung des inneren Drehkolbens durch die rotierende Stirnwand des äußeren Drehkolbens und die stillstehende Wand des Gehäusedeckels, d„h. unter Vermeidung einer besonderen mit zusätzlichen Herstellungstoleranzen behafteten axialen Führung (zoB. Kugellager) die Summe der Spaltweiten klein gehalten.

Da der vor dem mit den Ein- und Auslaßöffnungen versehenen Gehäusedeckel befindliche Spalt besonders zur Abgabe von Leckgasen neigt, ferner mit Öl schwer zu dichten ist und schliesslich der auf dem jeweils vor dem Auslaß schlitz liegenden Zahn ruhende Gasdruck den inneren Drehkolben vom Deckel fortzuschieben sucht, ist ein unter Federspannung stehender Gleitring zweckmässig, welcher im Verein mit der gas- oder öldruckbelasteten Stirnfläche den inneren Drehkolben gegen den Gehäusedeckel drückt.

Das für die Spaltdichtung benötigte unter hohem Druck zügeführte Öl wird gleichzeitig zur Schmierung des Innendrehkolben-. Lagers benutzt. Nach dem Durchtritt durch den antriebsseitigen Stirnspalt gelangt das Öl in die Zahnlücken des äußeren Drehkolbens und dient dort zur Abdichtung der Spalte an den Zahnspitzen des Innendrehkolbens. Auch der enge Spalt zwischen Außendrehkolben und Gehäusedeckel füllt sich infolge Fliehkraftwirkung mit Öl und behindert, den Leckgasübertritt von Kammer zu Kammer.

Geringe Überflutungen und dadurch auftretende Drucküberhöhungen vor Kompressionsende werden durch ein kleines Überdruckventil aufgefangen, welches ein vorzeitiges Ausschieben in die

809812/0439 - ⁵ "

Druckleitung gestattet.

Die erfindungsgemässe Ausstattung der Drehkorbenmaschine führt besonders dann zu einer einfachen Ausführung, wenn die Welle des Außendrehkolbens gleichzeitig zur Welle des Antriebsmotors gemacht wird. In diesem Falle entsteht auch infolge Portfalls der Kupplung zwischen zwei getrennten Maschinen in an sich bekannter Weise eine geschlossene Einheit, wobei das ölhaltige Arbeitsmittel durch die Lagerungen, durch die Welle und durch die Spalte des Motors hindurch aagesaugt wird«,

In den Abbildungen 1 und 2 ist beispielsweise ein Drehkolben-Kälteverdiehter dargestellt, welcher mit dem Antriebsmotor eine geschlossene Einheit bildet. Fig. 1 zeigt dabei den Längsschnitt, entsprechend der Linie I - I, und Pig. 2 den Querschnitt durch den Verdienterteil, entsprechend der Linie II - II in vergrößertem Maßstab·

Hierin ist Teil 1 beispielsweise ein neunzahniger Drehkolben, dessen Welle 2 gleichzeitig die Rotorwelle des Elektromotors 3 darstellt. Die Lagerung dieses Drehkolbens besteht aus zwei Querlagern 4 und 5 und einem Längslager 6. Der über die Zahnspitzen unmittelbar vom äußeren Drehkolben 1 mitgenommene innere Drehkolben 7 ist auf einem Zapfen des Gehäusedeckels 9 gelagert. Er trägt auf seiner antriebsseitigen Stirnfläche einen gefederten Gleitring Io und auf seiner anderen Stirnfläche eine besondere Gleitschicht 11, kann aber auch selbst aus einem Material mit besonders guten Gleiteigensohaften bestehen. Im Gehäusedeckel 9 befinden sich der Einlaßschlitz 12 und der Auslaßkanal 13. Der Gaseinlaß in das geschlossen© Aggregat erfolgt durch den Motordeckel 14, während das Schmieröl durch die Bohrung 15 im Zapfen des Gehäusedeckels 9» Hüten .23 auf der Innenseite des Drehkolbens und Hüten 2o in der

antfiebseitigen Stirnfläche des Innendrehkoroens in die lfe.sch.ine gelangt. '

Die Arbeitsweise verläuft folgendermaßen: Das noch mit Schmier öl untermischte Kältemittel tritt durch den Deckel 14 in das Motorgehäuse ein, wobei es sowohl durch die Bohrungen 16 als auch, durch das Lager 5 und durch die Bohrung 17 unter nachfolgendem Passieren der Lager 6 und 4 dem Verdichter zuströmt« Dort gelangt es über den Einlaßschlitz 12 in die von den Zähnen der Drehkolben gebildeten Arbeitskammern 18. Nach erfolgter Kompression "wird schliesslich das Arbeitsmittel über den Auslaßkanal 13 in den Kältemittelkreislauf befördert.

Dieser Verdichtungsprozeß kann nur dann unter geringen Verlusten durchgeführt werden, wenn die Arbeitskammern 18 gegen den Druckkanal 13 gut abgedichtet sind. Zu diesem Zwecke wird der innere Drehkolben 7 durch den gefeierten Gleitring Io sowie durch . den auf die gleiche Stirnseite einwirkenden Gasdruck und Öldruck gegen den Gehäusedeckel 9 gedrückt und dadurch der Übertritt von Druckgas zum Einlaßkanal und zu den Arbeitskammern minderen Druckes · verhindert. Denselben Zweck verfolgt eine auf der Stirnseite des äußeren Drehkolbens 1 gleitende Ringdichtung 19. An allen P anderen Stellen sind die Arbeitskammern 18 durch Spalte gedichtet, welche unter öl stehen. Dieses gleichzeitig zur Schmierung des Lagers des inneren Drehkolbens 7 sowie des Grleitringes Io dienende Sl wird dem Stirnspält zwischen der Stirnfläche des Innendrehkolbens und der Stirnwand des Außendrehkolbens unter Druck durch Nuten 23 und 2o 'zugeführt und verhindert weitgehend den Übertritt von Leckgasen von Kammer zu Kammer. Das hindurchtretende öl sammelt sich dann zunächst in den Zahnlücken des äußeren Drehkolbens ι wodurch insbesondere die im oberen Druckbereich befindlichen Zahnspitzen abgedichtet werden. Gleichzeitig tritt Öl

infolge ELiehkraftwirkung in den Spalt 21 zwischen Außendrehkolben-Verzahnung 1 und Gehäuse de ekel 9 ein und hindert
auch dort das Überströmen von Leckgasen von Kammer zu Kammer;

Sollte sich bei irgendwelchen Betriebszustanden zuviel Öl i in den Arbeitskammern ansammeln, so daß bereits vor dem öffnen des Auslaßkanals 13 eine stark überhöhte Kompression entsteht, so kann durch die öffnung 22, welche durch ein selbsttätig
wirkendes Ventil verschlossen ist, ein Teil des Arbeitsmittels vorzeitig in die Auslaßleitung abgeführt werden.

809112/043

Claims (1)

1. Patentansprüche

   ../) Drehkolbenkompressor, insbesondere für Kältemittel, bestehend aus zwei exsntrisch ineinander angeordneten und miteinander verzahnten Drehkolben, von denen der äußere den inneren unmittelbar mitnimmt und bei welchem das Arbeitsmittel in axialer Richtung durch die zwischen dem aus s er en und dem inneren Drehkolben bestehende freie Öffnung zu- und abgeführt wird, dadurch gekennzei chnet, dass das Hauptlager des äußeren Drehkolbens in der gleichen . Querschnittsebene wie die Drehkolbenverzahnung angeordnet ist, der innere Drehkolben in axialer Richtung durch die Stirnwand des äußeren Drehkolbens sowie durch den Gehäusedeckel geführt und gegen den die Ein- und Auslaßöffnungen tragenden Gehäusedeckel gedrückt wird. 2.) Drehkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, dass der innere Drehkolben mit Hilfe eines gefederten Gleitringes sowie mit Hilfe von Gasoder Öldruck gegen den die Ein- und Auslassöffnung tragenden Gehäusedeckel gedrückt wird.

   3·) Drehkolbenkompressor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den Stirn-.seiten des inneren und äußeren Dregkolben verbleibende Spalt mittels öl gedichtet wird, welches zuvor der Lagerung des inneren Drehkolbens unter Druck zugeführt wurde. /

   809812/0439

   4·) Drehkolbenkompressor nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäusedeckel ein ■ Sicherheitsventil angeordnet ist, welches überkompression infolge etwaigen Vorhandenseins zu grosser ölmengen auf ein erträgliches Maß begrenzt.

   5·) Drehkolbenkompressor nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen des Außendrehkolbens gleichzeitig die Rotorwelle des Antriebsmotors darstellt. w^

   6e) Drehkolbenkompressor nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor in an sich bekannter Weise mit dem Antriebsmotor eine geschlossene Einheit bildet, wobei das ölhaltige Arbeitsmittel durch den Motor hindurch, insbesondere durch dessen Lager angesaugt wird«,

   80981 2/0 A3 9