DE1503401A1 - Luftdichte Motorkompressoren - Google Patents

Description

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Carrier Corporation Carrier Parkway Syracuse 1, New York (V.St.A.) 8. November 1965 Luftdichte Motorkompressoren

Di· Erfindung bezieht eich auf luftdichte Motorkompressoren, insbesondere auf eine Schmieranordnung für luftdichte Motorkompresaoren, die für einen Parallelbetrieb in Mehrfachkompressoranlagen geeignet ist·

Bei Anlagen, die parallel verbundene Kompressoren verwenden_y kann sich in einem oder mehreren der Kompressoren auf Kosten des übrigen Kompressors oder der übrigen Kompressoren ein Überschuß an Schmiermittel ansammeln·

Diese Erscheinung ist insbesondere dann vorhanden, wenn

einer der Kompressoren eine Leistung hat, die sioh von derjenigen des übrigen Kompressors oder der übrigen Kompressoren unterscheidet oder duroh eine Entladeeinrichtung bei einer solchen unterschiedlichen Leistung betrieben wird, oder wenn einer oder mehrere Kompressoren stillgesetzt sind, während der übrige Kompressor oder die übrigen Kompressoren betrieben werden, um die Anlage mit herabgesetzter Leistung im Betrieb zu halten. Abwandlungen in den Druckbedingungen innerhalb der Kurbelkastenabteile der verschiedenen Kompressoren können die Schmiermittelauegleiohsfunktion der Auagleichsleitungen, die die Kurbelkaetenab-

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teile der verschiedenen Kompressoren miteinander verbinden, überholen, was zu einem übermäßigen Schmiermittel in dem Kurbelkastenabteil des einen Kompressors zum Machteil des übrigen oder der übrigen Kompressoren führt.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der

Schaffung einer Anordnung zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Schmiermittelmenge in den einzelnen Kompressoren einer Mehrfachkompressorenlage.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Schmiermittelanordnung für Kompressoren zu schaffen,die in der Form wirksam ist, daß sie den vollkommenen Schmiermittelzug bei einem Kompressor in einer Anlage verhindert, bei der Mehrfachkompressoren in Parallelverbindung verwendet werden.

Außerdem richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Kompressorschmieranordnung, die in der Form wirksam ist, daß sie während eines Stillstands oder eines Betriebes eines oder mehrerer der Kompressoren bei herabgesetzter Leistung im wesentlichen gleiche Schmiermittelmengen in den Wannen der Kurbelkastenabteile aller Kompressoren der

Mehrfachkompressoranlage aufrechterhält. ο
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ο Die Erfindung bezieht sich auf hermetisch· Motor-

^ kompressoren, die aus einem kombinierten Gehäuse, das in ein ο

^ Kurbelkastenabteil sowie darin befindlichen Kompressions- « . mitteln und ein Saugabteil unterteilt ist, das mit einer Sauggasquelle in Verbindung gebracht werden kann, - 3 -

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eowie Antriebsmitteln mit einer Kurbelwelle für die Kompressionseinriehtung, einem Gaakanal, der das Kurbelkastenabteil mit dem Saugabteil verbindet, und einem Gaskanalsteuerventil, das in der form wirksam ist, daß es bei Druckbedingungen in dem Saugabteil des Kompressors, die die Druokbedingungen in dem Kurbelkastenabteil des Kompressors überschreiten, den Graskanal unterbricht,bestehen.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, deren fig.

eine teilweise geschnittene Darstellung hermetischer Kompressoren unter Verwendung der verbesserten Schmieranlage bei Anschluß zum Parallelbetrieb zeigt.

Die Zeichnung zeigt zwei Kompressoren, die jeweils die verbesserte Sohmiermittelanlage gemäß der Erfindung einschließen und zum Parallelbetrieb miteinander verbunden sind.

Die Kompressoren 2 umfassen je einen Mantel oder ein Gehäuse

4, das durch eine Trennwand 6 in ein Motorabteil 7 und ein Kurbelkas-tenabteil 8 unterteilt ist. Die Kurbelwelle 15» die in der Trennwand 6 drehbar gelagert ist, verbindet die Kompressionseinrichtung 10 in dem Kurbelkastenabteil wirksam mit dem fiotor 12 des Motors 13 in dem Motorabteil 7. Die Kompressionseinrichtung 10 umfaßt kolben 20, die eine Hin- und Herbewegung in den Zylindern 21 ausfahren und durch Pleuelstangen 23 wirksam mit der Kurbelwelle 15 verbunden sind.

tfähvend die Kompressoren 2 iiit 'Mehreren Zylindern und U098U U/(Jj¹JG ₄

Kolben dargestellt sind, ist es auch möglich, daß die Kompressionseinrichtung 10 nur einen einzigen Kolben in Zusammenwirkung mit einem Zylinder umfassen kann·

Jeder Kompressor 2 besitzt einen Zylinderkopf 17, der dichtend an einer Ventilplatte 18 gegenüberliegender Zylinder 21 befestigt ist. Der Zylinderkopf 17 arbeitet mit der Ventilplatte 18 zusammen, um Saug- und Förderstutzen 28 bzw* 33 zu begrenzen. Öffnungen 26 in der Ventilplatte 18 verbinden das Motorabteil 7 mit dem Zylinderkopfansaugstutzeil 28· Die Ventilplatte 18 besitzt von Ventilen gesteuerte Ansaug- und Förderöffnungen 30 bzw. 31» die die Kompressionseinrichtung 10 wirksam mit den Ansaug- und Förderstutzen 28 bzw. 33 verbinden.

Der Rotor 12 des Kompressorantriebsmotors 13 weist mehrere duroh ihn hindurchführende in der Längsrichtung verlaufende Saugkanäle 37 auf. Sie Ansaugöffnung 40 in dem Gehäuse 4 verbindet das Motorabteil 7 mit einer Quelle unter verhältnismäßig niedrigen Druck stehenden Gases. Fahrend des Betriebes der Kompression 2 strömt ein angesogenes Gas unter verhältnismäßig niedrigem Druck, das duroh die Öffnung 40 angesogen wird, durch die Kanäle 37 in den Rotor 12 und den Baum zwischen dem Rotor 12 und dem Stator 35 duroh die öffnungen 26 in den Ansaugstutzen 28 hinein. Das Gas in dem Ansaugstutzen 28 strömt duroh die von Ventilen gesteuerte Ansaugöffnungen 30 in der Ventilplatte 18 in die Zylinder 21 der Kompressionseinriohtung 10 ein. Von der Kompressionseinriohtung 10 wird unter verhältnismäßig hohem Druck stehendes Gas&urch die von Ventilen gesteuerten

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öffnungen in der Ventilplatte 18 in den Förderstutzen 31 hinein entlassen. Die Kurbelkastenabteile 8 der Kompressoren 2 dienen als Wannen oder Speicher für das Schmiermittel. Das yon den Wannen der Kurbelkastenabteile angesogene Schmiermittel wird von einer Pumpe (nioht gezeigt) zu den verschiedenen Heibungsabnutzungspunkten der Kompressoren gedrückt·

In dem unteren Teil der Trennwand 6 jedes Kompressors 2 ist ein verhältnismäßig kleiner Sohmiermittelkanal oder eine kleine Mündung 42 vorgesehen. Die Mündung 42 gestattet den Sohmiermittelfluß zwischen den Motor- und Kurbelkastenabteilen 7 bzw. 8. Ein Kanal 45 in der Kurbelwelle 15 verbindet das Kurbelkastenabteil 8 des Kompressors mit dem Motorabteil 7· Die Abmessung des Kanals 45 ist erheblich größer als diejenige der Schmiermittelmündung.Ein in dem Kanal 45 angeordnetes Rückschlagventil 46 unterbricht den Kanal 45» wenn der Druok in dem Motorabteil 7 den Druck in dem Kurbelkastenabteil 8 überschreitet. Es können auch andere Anordnungsarten zur Steuerung der Verbindung zwischen dem Kompressor-» Motor- und Kurbelkastenabteil über den Kanal 45 in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann anstelle des Rückschlagventils 46 ein Druokentlaetungsventil sur Anwendung kommen·

Die Kompressoren 2 werden durch Saugleitungen 48, die an den Kompressormänteln 4 gegenüber den Saugöffnungen 40 befestigt sind, wirksam mit der Sauggaesammelleitung 50 verbunden. Die förderleitungen 51 verbinden die Pörders'tutzen 31 der Kompressoren 2 mit der Abgas Sammelleitung 52·

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Sie Ansaug- und Jördergassammelleitungen 50, 52 können beispielsweise einen Teil eines geschlossenen Systems umfassen, z.B. einer Kälteanlage, in der ein unter verhältnismäßig ; hohem Druck stehender Kälteträger, der τοη dta Kompressoren 2 durch die Förderleitungen 51 in die Sammelleitung 52 abgegeben wird, als Kälteträger unter verhältnismäßig niedrigem Druck von der Sammelleitung 50 Über die Saugleitungen 48 zu den Kompressoren 2 zurückgeführt wird·

Die Kompressoren 2 sind vorzugsweise im wesentlichen auf gemeinsamer Ebene angeordnet. Die Kurbelkastenabteile 8 der einzelnen Kompressoren 2 sind durch eine Auegleichsleitung 55 mit einem kleinen Durchmesser untereinander verbunden· Die Ausgleichsleitung 55, die bei einem vorher festgelegten Schmiermittelstand an die Mäntel 4 der Kompressoren 2 angefügt ist, gestattet den Schmiermittelfluß von einem Kurbelkastengehäuse 8 zum anderen. Die Auegleicheleitung 55 ist so angeordnet, daß ein Teil von ihr über dem vorher festgelegten Schmiermittelstand liegt. Der Teil der Leitung 55, der über dem Schmiermittelstand in dieser Leitung liegt, gestattet es den Drüoken in den Kurbelkastenabteilen der Kompressoren 2, sich im wesentlichen auszugleichen. Jeder Wechsel im Schmiermittelstand in den Kompressorkurbelgehäusen beeinträchtigt erheblioh die Leistung der verhältnismäßig klein bemessenen Leitung 55 sum Ausgleich der Drüoke in den Kurbelkastenabteilen der verschiedenen Kompressoren.

Bei Mthrfachkompreesoranlagen der beschriebenen Art wird jegliches in einem Kompressor verhandene überschüssige^k

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Schmiermittel auf den anderen Kompressor oder die anderen Kompressoren verteilt. Jedoch kann der Druck in dem Motorabteil eines Kompreasore den Druck in dem Kurbelkastenabteil des anderen Kompressors übersteigen. Ee können beispielsweise höhere Motorabteildrüoke auftreten, wenn einer der Kompressoren stillgesetzt ist oder mit einer anderen Leistung arbeitet als der ander· Kompressor. Außerdem können höhere Motorabteildrüoke aufgrund der Bemessung und Anordnung der Leitungen entstehen» die die Kompressoren miteinander und mit der ihnen augeordneten Anlage verbinden.

Da der Kurbelwellengaskanal 45 das Kompreseormotorabteil mit dem Kurbelgehäuseabteil verbindet» würde jeglicher erhöhter Druck in dem Motorabteil eines Kompressors normalerweise in dem Kurbelgehäuseabteil dieses Kompressors zurückgeworfen werden» was zu einem Druckunterschied zwischen den Kurbelgeiiäueeabteilen der verschiedenen Kompressoren führt. Die Ausgleiohsleitung 55 kann aufgrund ihrer Größe unter Umständen nicht in der Lage sein, den Druckunterschied schnell genug aufzuheben, um zu verhindern» daii Schmiermittel yon dem Kurbelgehäuseabteil des Kompressors mit dem gröberen Kurbelgehäusedruok in die Ausgleichsleitung 55 und das Kurbelgehäuseabteil des anderen Kompressors oder der anderen Kompressoren gedrüokt wird, was eine Unauageglichenheit in den Schmiermittelständen zwischen den ver- i schiedenen Kompressoren zur Folge hätte. Und sowie sich die Ausgleicheleitung 55 mit Schmiermittel füllt, wird ihre Fähigkeit zum Ausgleich des Kurbelkastendruckes erweitert eingeschränkt oder gänzlich verhindert.

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Wenn Kompressoren unter Anwendung der Schmiermittelanordnung nach der Erfindung in Mehrfaohkompressoranlagen zur Verwendung kommen, dann schließt eioh beim Auftreten des Hochdruckzustands in dem Motorabteil 7 eines der Kompressoren 2 relativ zu dem Kurbelgehäuseabteil 8 desselben Kompressors das Rückschlagventil 46 desselben, um den Kurbelwellengaskanal 45 zu unterbrechen und dem Aufbau von Druck in dem Kurbelgehäuseabteil des Kompressors vorzubeugen. Es ist verständlich, daß die kleine Grasmenge, die durch die Schmiermittelöffnung 42 entweichen kann, keine nennenswerte · Wirkung auf die Druokverhältnisse hat, die in dem Kurbelgehäuseabteil des Kompressors herrschen und daher keine Wirkung auf den Schmiermittelstand darin ausüben·

Wenn sich Schmiermittel in dem Motorabteil eines der Kompressoren 2, z.B. in dem abgeschalteten Kompressor ansammelt, dann können überschüssige Mengen an Schmiermittel durch die Öffnung 42 dieses Kompressors in das Kurbelgehäuseabteil 8 dee Kompressors einströmen. Selbstverständlich hält die Ausgleichsleitung 55 die Schmiermittelhöhen in den Kurbelgehäuseabteilen der Kompressoren 2 im wesentlichen im Gleichgewicht.

Während paarig angeordnete Kompressoren dargestellt sind, können doch der dargestellten Anordnung weitere Kompressoren zugefügt werden.

Kompressorarten mit einem von einem Rückschlagventil gesteuerten Kanal zur Rückführung des in dem Motorgehäuse des Kompressors eingefangenen Schmiermittels zu den Kurbel-

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gehäuseabteil desselben, wie z.B. in der USA-Patentschrift Nr. 2 673 026 und der USA-Patentanmeldung S_er.No. 263 885 vom 8. März 1963 erläutert sind, können gemäß den Merkmalen der Erfindung abgewandelt werden, indem dem Gaskanal, der das Kurbelgehäuseabteil des Kompressors mit dem Motorabteil verbindet, eine Rückschlagventilsteuerung hinzugefügt wird. Die erwähnte Rückechlagventilsteuerung für den Gaskanal unterbricht bei Einzufügung zu Kompressoren der in der erwähnten USA-Patentschrift und der erwähnten USA-Patentanmeldung gezeigten Arten dem Gaskanal, wenn die Drücke auf der Kompressormotorseite desselben die Drücke auf der Kompressorkurbelgehäuseseite desselben überschreiten, wie es insbesondere in Verbindung mit den Kompressoren 2 beschrieben wurde. Selbstverständlich stört die Abwandlung der in der erwähnten USA-Patentschrift oder der USA-Patentanmeldung offenbarten Kompressorausbildung durch Einbau einer Rückschlagventilsteuerung für den Gaskanal, der das Kurbelgehäuseabteil des Kompressors mit dem Motorabteil verbindet, wie es die Erfindung vorschlägt, in keiner Weise den Betrieb der Anordnungen zur Steuerung des Kurbelgehäuaedruckes in den Kompressoren nach den erwähnten Beschreibungen und schränkt ihren Betrieb auch nicht ein.

fahrend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, sei doch darauf hingewiesen, daß die Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsfora begrenzt ist.

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Claims (5)

1. HAHBITHG 8β ■ NBTTBH VlLL «1 ■ FBRNRUV M 74 88 UlTS M «1 10 TSLSOKAUH-AaaoaarrT ι va

   Carrier Corporation

   Carrier Parkway

   Syracuse 1, New York (V.St.A.) 8. November 1965

   Patentanspruch·

   π. Luftdichte Motorkompressoranlage mit einem Gehäuse, einer !Trenneinrichtung, die das Gehäuse in ein Kurbelgehäuseabteil und ein Ansaugabteil unterteilt, das mit einer Ansaugquelle in Verbindung gebracht werden kann, Kompressionsmittel, die in diesem Kurbelgehäuseabteil angeordnet sind, Antriebsmittel einschließlich einer Kurbelwelle für die Kompressionseinrichtungen, wobei dieser Kompressor einen Kanal aufweist, der das

   Kurbelgehäuseabteil mit dem Ansauggehäuse verbindet, gekennzeichnet durch Ventilsteuereinrichtungen (46) für den Kanal (45), die in der Form wirksam sind, daß sie diesen Kanal schließen, wenn die Druckbedingungen auf der Ansaugseite (7) desselben die Druckbedingungen auf der Kurbelgehäuses·ite (8) desselben übersteigen.
2. 2. Anlage naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   ι ein zweiter Kanal (42) das Ansaugabteil (7) mit dem Kurbelgehäuseabteil (8) verbindet, und einen Durchfluß von Schmiermittel zwischen den Ansaug-und Kurbelgehäuseabteilen ermöglicht, wobei die Abmessung des ersten Kanals (45) erheblich größer ist als die Abmessung des zweiten Kanals (42).

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3. 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine !zweite Ventileteuereinrichtung für den zweiten Kanal (42) vorgesehen ist, die ein Sohließen dee zweiten Kanäle bewirkt, wenn die Druckbedingungen in dem Kurbelgehäuseabteil (8) die Druckbedingungen in dem Ansaugabteil (7) übersteigen.
4. 4. Anlage nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß der Gaskanal (45) in der Kompressorkurbelwelle (15) liegt.
5. 5. Anlage nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausgleicheleitung (55), die das Kurbelgehäuseabteil (8) in einer gewählten Ebene mit dem Kurbelgehäuseabteil eines anderen der Kompressoren verbindet, um den Durohfluii sowohl von Schmiermittel alo auch von Dampf zwischen den Kurbelgehäuseabteilen zu gestatten, um in jedem Kurbelgehäuseabteil im wesentlichen gleiche Drücke aufrechtzuerhalten.

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