DE1703251C3 - Schraubenverdichter mit zwei Schraubenrotoren und ölzufuhr zum Arbeitsraum und zu Wellenlagern - Google Patents
Schraubenverdichter mit zwei Schraubenrotoren und ölzufuhr zum Arbeitsraum und zu WellenlagernInfo
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- DE1703251C3 DE1703251C3 DE1703251A DE1703251A DE1703251C3 DE 1703251 C3 DE1703251 C3 DE 1703251C3 DE 1703251 A DE1703251 A DE 1703251A DE 1703251 A DE1703251 A DE 1703251A DE 1703251 C3 DE1703251 C3 DE 1703251C3
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
Description
Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit Kämmeingriff zwischen einem Schraubenrippenrotor
und einem Schraubennutenrotor, deren Rippen bzw. Nuten zur Bildung V-förmiger Verdichtungskammern
aus je einem Rippenzwischenraum und einer Nut Umschlingungswinkel von weniger als 360° aufweisen,
innerhalb eines von achsparallelen, sich schneidenden Bohrungen gebildeten und stirnseitig von Endwänden
begrenzten, zur Abdichtung mit Öl versorgten Arbeitsraums
in einem Gehäuse mit von den Rotoren steuerbaren Ein- und Auslaßöffnungen, wobei die
Rotoren mit Wellenstummeln versehen sind, die in den Endwänden gelagert sind und in von dem Arbeitsraum
getrennte Hohlräume innerhalb der Endwände ragen, und wobei öl an die Lager wenigstens der Hochdruckendwand
zu deren Schmierung unter Druck zugeführt und daraufhin durch den zugehörigen Hohlraum und
anschließende Kanäle in den Arbeitsraum weitergeleitet wird.
Bei einem bekannten Schraubenverdichter der vorgenannten Art (US-PS 32 60 444) wird öl unter
Druck einmal zur Kühlung, Schmierung und Abdichtung der Rotoren unmittelbar in den Arbeitsraum und zum
anderen in den Endwänden befindlichen Kugellagern zu deren Schmierung zugeleitet Dabei ist in der druckseitigen
Hälfte unterhalb der Rotoren im Verschneidungsbereich der beiden die Schraubenrotoren aufnehmenden
Gehäusebohrungen ein Hohlraum im Gehäusemantel vorgesehen, in den das Drucköl eingeleitet wird, von
dort einerseits über düsenartige Einspritzöffnungen in die von den Rotorrippenzwischenräumen und Rotornuten
gebildeten Verdrängerkammern eingespritzt und andererseits über Abzweigkanäle unmittelbar zu den
Wellenlagern in den Förderraumendwänden hingeleitet wird.
Darüber hinaus ist es bekannt, bei Verdichtern der eingangs genannten Art (siehe z. B. die US-Y1S 33 14 597
und 32 65 292), das den Hohlräumen in den Endwänden zur Schmierung der Lager und anderen Zwecken
zugeführte öl in den Niederdruck-Einlaßkanal des Gehäuses abzuleiten. Da dieses öl innerhalb der
Verdichteranlage umläuft und dabei eine Maximaltemperatur annimmt, die der Temperatur des Fördergases
im Hochdruck-Auslaßkanal entspricht, muß es vor seiner Rückleitung in den Verdichter heruntergekühlt
werden. Infolge der Temperatur des verfügbaren Kühlmediums und der begrenzten Größe des Kühlers hat jedoch
das in der Verdichter wieder eingeleitete öl eine beträchtlich höhere Temperatur als das zu verdichtende
Fördergas. Die Berührung zwischen dem Fördergas und dem auf höherer Temperatur befindlichen Öl während
des Einströmens in den Verdichtet führt deshalb zu einer Erwärmung des Fördergases und dadurch zu einer
Verminderung des Füllungsgrades und damit des volumetrischen Wirkungsgrades.
Schließlich ist noch ein Schraubenverdichter der eingangs genannten Art (US-PS 31 78 104) bekannt, bei
dem ebenfalls öl unter Druck in einen unterhalb der Schraubenrotoren im Verschneidungsbereich der zugehörigen
Gehäusebohrungen im Gehäusemantel befindlichen Hohlraum eingeleitet wird, von dort über
Einspritzöffnungen in die Verdichterkammern zwischen den Rotoren und der Mantelwand gelangt und ferner
über entsprechende Gehäusebohrungen auch den Rotorwellenlagern in einer die hochdruckseitge Endwand
des Arbeitsraum bildenden Lagerplatte zugeleitet wird. Durch Leckströmung von Fördergas längs der
Wellenstummel und durch Vermischung mit öl entstehender ölschaum wird von jenen Wellenlagern über
andere Bohrungen in der Lagerplatte zu kleineren Hohlräumen neben dem vorerwähnten Hohlraum im
Gehäusemantel abgeleitet und gelangt von dort über von den Rotoren übersteuerte Übergangsöffnungen in
den Förderraum, und zwar im Bereich von bereits vom Einlaß abgeschlossenen und mehr oder weniger stark in
der Verdichtungsphase befindlichen V-förmigen Verdichtungskammern an den Rotoren. Um dies zuwege zu
bringen und außerdem die vorerwähnte Leckströmung klein zu halten, ist der Druck im Hohlraum der
hochdruckseitigen Endwand des Gehäuses jedoch notwendigerweise ziemlich hoch und führt zu unerwünscht
hohen Axialbelastungen der Rotoren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei Sicherstellung einer ausreichenden Abdichtung des
Arbeitsraums gegenüber den Hohlräumen in den Endwänden, insbesondere in der hochdruckseitigen
Endwand, des Gehäuses um die Wellenstummel einerseits einen zusätzlichen Axialschub auf die Rotoren
durch zu hohen Druck an diesen Wellenstummeln zu verhindern und andererseits einen guten Füllungsgrad
des Verdichters und damit einen hohen volumetrischen Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten, ohne daß dieser
durch das aus dei Lagerhohlräumen abgeführte öl beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kanäle in den Arbeitsraum über eine von einem
der Rotoren übersteuerbare Öffnung münden, welche dann zu jeweils einer V-förmigen Verdichtungskammer
geöffnet ist, wenn diese von der Einlaßöffnung abgetrennt wird oder gerade abgetrennt ist, wobei die
über Ölbohrungen von außen ständig mit Öl versorgten Hohlräume in den Endwänden an oder hinter den
Lagern bei Verwendung von Wälzlagern in der hochdruckseitigen Endwand über um die Wellenstummel
angeordnete Ringkammern, in die das öl eingeleitet wird, und bei Verwendung von Gleitlagern auf beiden
Seiten des Arbeitsraums nur durch den Ölfilm in diesen Gleitlagern vom Arbeitsraum getrennt sind, wodurchsich
ein nur wenig über dem Ansaugdruck dis Fördergases liegender Druck in diesen Hohlräumen
einstellt.
Die Erfindung hat besondere Bedeutung beim Einsatz von Verdichtern der eingangs genannten Art in
Kälteerzeugungsanlagen. Das dabei verwendete Fördergas wie Freon 12 oder Freon 22 ist in beträchtlichem
Maße in öl lösbar. Das den Hohlräumen in den Endwänden zur Schmierung der Lager, zur Abdichtung
der Wellenstummei, zum Ausgleich der Axiallast und ähnlichen Zwecken zugeführte öl übersteigt normalerweise
den Druck im Hochdruck-Auslaßkanal des Verdichters, und der in diesem öl gelöste Betrag an
Fördergas ist beträchtlich. Wenn das öl aus den Hohlräumen dann in der, wie eingangs erwähnt,
bekannten Weise zum Niederdruck-Einlaßkanal abgeleitet würde, würde der größte Teil des gelösten
Fördergases aus dem Öl verdampfen, da das Lösungsvermögen mit fallendem Druck abnimmt. Dei auf diese
Weise der Einlaßöffnung des Arbeitsraums zugeführte Betrag an Fördergas wäre so groß, daß er einen
beträchtlichen Anteil der insgesamt in die V-förmigen Verdichtungskammern gelangenden Menge an Fördergas
ausmacht. Während des Verdichtungsvorgangs würde dann erneut Fördergas in öl gelöst und später im
ölabscheider mit dem öl abgeschieden. Dadurch würde der Betrag an Fördergas, das schließlich zum Verbraucher
gelangt, viel kleiner als das Nennfördervermögen des Verdichters und der volumetrische Wirkungsgrad
des Verdichters wi're entsprechend sehr niedrig. Durch
die Erfindung wirt demgegenüber der Druck in den
Hohlräumen innerhalb der Endwände verhältnismäßig niedrig gehalten, No daß der im dortigen öl gelöste
Betrag an Förderijas entsprechend niedrig ist. Indem
dann aber dieses im Öl gelöste Fördergas nicht dem Niederdruck-Einlaßkanal, sondern den V-förmigen
Verdichtungskammern zugeführt wird, wenn diese von der Einlaßöffnung abgetrennt sind oder gerade
abgetrennt werden, vermag dieses Fördergas, auch wenn es in diesen Kammern durch weiteren Druckabfall
frei wird, nicht mehr den Füllungsgrad zu beeinträchtigen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung führt die übersTeuerbare öffnung in dem Teil des Arbeitsraums,
der den Nutenrotor aufnimmt. Durch diese Anordnung braucht das durch die Öffnung in den Arbeitsraum
gelangende öl auch eine viel geringere Umfangsgeschwindigkeit
als bei Anordnung der öffnung im
ίο Bereich des Rippenrotors beschleunigt zu werden, da
die Nutflanken des Nutenrotors innerhalb des zugehörigen Teilkreises liegen, während die Rippenflanken des
Rippenrotors außerhalb des zugehörigen Teilkreises gelegen sind, und die Drehzahl des Nutenrotors für
gewöhnlich eine geringere als die des Rippenrotors ist Die übersteuerbare Öffnung befindet sich hierbei
zweckmäßig entweder in der Gehäusemantelwand oder in der hochdruckseitigen Gehäuseendwand.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher
erläutert Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Verdichterausführung gemäß der Erfindung nach Linie 1-1
inFig.2,
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter nach F i g. 1 nach L inie 2-2 in F i g. 1,
F i g. 3 einen Längsschnitt ähnlich F i g. 1 durch eine andere Verdichterausführung nach der Erfindung,
Fig.4 einen Längsschnitt durch eine dritte Verdichterausführung gemäß der Erfindung nach Linie 4-4 in F i g. 5 und
Fig.4 einen Längsschnitt durch eine dritte Verdichterausführung gemäß der Erfindung nach Linie 4-4 in F i g. 5 und
F i g. 5 einen Querschnitt durch den Verdichter nach F i g. 4 nach Linie 5-5 in F i g. 4.
Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Schraubenverdichter ist insbesondere für Fördergase bestimmt, die in Öl unlösbar sind. Der Verdichter hat ein Gehäuse, das aus einem Mantelteil 10, einer Niederdruckendwand 12 und einer Hochdruckendwand 14 besteht und einen Arbeitsraum umschließt, der von zwei achsparallelen, einander durchdringenden Bohrungen 16, 18 gebildet ist. Die Niederdruckendwand und die Hochdruckendwand sind je als Lagerdeckel ausgebildet. Das Gehäuse enthält ferner einen Niederdruckkanal 20 und einen (nicht gezeigten) Hochdruckkanal für das Fördergas, die in die Arbeitskammer 16,18 über eine Niederdrucköffnung 22 bzw. eine Hochdrucköffnung 24 münden. Das Mantelteil 10 enthält an seiner Innenseite in dem an die Niederdrucköffnung 22 angrenzenden Bereich an sich bekannte Entlastungsausnehmungen 17,19.
Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Schraubenverdichter ist insbesondere für Fördergase bestimmt, die in Öl unlösbar sind. Der Verdichter hat ein Gehäuse, das aus einem Mantelteil 10, einer Niederdruckendwand 12 und einer Hochdruckendwand 14 besteht und einen Arbeitsraum umschließt, der von zwei achsparallelen, einander durchdringenden Bohrungen 16, 18 gebildet ist. Die Niederdruckendwand und die Hochdruckendwand sind je als Lagerdeckel ausgebildet. Das Gehäuse enthält ferner einen Niederdruckkanal 20 und einen (nicht gezeigten) Hochdruckkanal für das Fördergas, die in die Arbeitskammer 16,18 über eine Niederdrucköffnung 22 bzw. eine Hochdrucköffnung 24 münden. Das Mantelteil 10 enthält an seiner Innenseite in dem an die Niederdrucköffnung 22 angrenzenden Bereich an sich bekannte Entlastungsausnehmungen 17,19.
so In den den Arbeitsraum bildenden Bohrungen 16, 18 befinden sich koaxial zu den Bohrungsachsen zwei
ineinandergreifende Schraubenrotoren, nämlich ein Nutenrotor 26 und ein Rippenrotor 28. Dei Nutenrotor
26 enthält sechs von Nutenstegen 30 getrennte Schraubennuten 32, deren Umschlingungswinkel ungefähr
200° beträgt. Die Nuten 32 liegen größtenteils innerhalb des zugehörigen Rotorteilkreise- 34 und
besitzen in diesem Bereich konkav gewölbte Flanken, die im Querschnitt einem Kreisbogen mit dem Zentrum
auf dem Teilkreis 34 folgen, während die Nutflanken außerhalb des Teilkreises 34 konvex gewölbt sind. Der
Rippenrotor 28 trägt vier von Zwischenräumen 38 getrennte Schraubenrippen 36, die einen Umschlingungswinkel
von ungefähr 300° besitzen. Die Hauptteile der Rippen 36 liegen außerhalb des zugehörigen
Rotorteilkreises 40 und weisen konvexe Flanken auf, die funktionsgerecht auf die Nutflanken des Nutenrotors 26
abgestimmt sind.
Der Nutenrotor 26 ist mit Wellenstummeln 42, 44 versehen, von denen der nach F i g. 1 linke Wellenstumimel
42 in einem Zylinderrollenlager 46 in der Niederdruckendwand 12 gelagert ist und in einen
Hohlraum 48 darin reicht und der rechte Wellenstumimel
44 in einem Doppelkugellager 50 in der Hochdruckendwand 14 gelagert ist und sich in einem
Hohlraum 52 darin erstreckt. Entsprechend weist der Rippenrotor 28 Wellenstummel 54, 56 auf, von denen
der linke Wellenstummel 54 in einem Zylinderrollenlager 58 innerhalb der Niederdruckendwand 12 gelagert
ist und in einen Hohlraum 60 darin reicht, während der rechte Wellenstummel 56 in einem Doppelkugellager 62
in der Hochdruckendwand 14 gelagert ist und sich durch einen Hohlraum 64 darin erstreckend, aus der
Hochdruckendwand 14 unter Bildung der Antriebswelle des Verdichters herausragt.
öl unter einem den Druck im Hochdruckkanal übersteigenden Druck wird von einer (nicht dargestellten)
Druckölquelie, z. B. einer ölpumpe, durch eine Bohrung 66 innerhalb der Hochdruckendwand 14 zu
Ringkammern 68, 70 geleitet, welche sich um die Wellenstummel 44, 56 erstrecken, und dient zur
Abdichtung gegen den Durchtritt von Fördergas von dem Arbeitsraum 16,18 zu den Hohlräumen 52,64 längs
der Wellenstummel 44, 56. Der größte Teil des den Ringkammern 68, 70 zugeführten Öls fließt längs der
Wellenstummel 44, 56 in die Hohlräume 52, 64 und schmiert dort die Lager 50,62. Von den Hohlräumen 52,
64 wird das Öl durch einen Kanal 72 im Gehäuse zu einer öffnung 74 in der Mantelwand der den Nutenrotor
26 aufnehmenden Bohrung 16 geleitet. Die öffnung 74
ist derart in dieser Mantelwand angeordnet, daß sie einer Schraubennut 32 gegenübersteht, während diese
zeitweise noch in Verbindung mit der Niederdrucköffnung 22 stein und zeitweise durch den nacheilenden
Nutensteg 30 von dieser Öffnung bereits abgetrennt ist.
Weiterhin wird von der Druckölquelle geliefertes öl über eine öffnung 80 im Gehäusemantelteil zu einem
darin befindlichen Hohlraum 82 geleitet, von wo es durch Einspritzdüsen 84 in den Arbeitsraum 16, 18
eingespritzt wird. Die Lager 46, 58 in der Niederdruckendwand 12 werden durch das in den Arbeitsraum lfi, 18
eingespritzte öl geschmiert, das entlang der Wellenstummel 42, 54 zu den Hohlräumen 48, 60 fließt Von
dort wird das Öl in den Niederdruckkanal 20 über Bohrungen 76, 78 abgeleitet.
Der Verdichter arbeitet wie folgt: Der Rippenrotor 28 wird über die Antriebs- bzw. Stummelwelle 56 von
Einem (nicht gezeigten) Antriebsmotor in Drehung so
versetzt und treibt seinerseits durch den Eingriff zwischen den Schraubenrippen 28 und den Schraubennuten
32 den Nutenrotor 26 gegenläufig an. Hierdurch wird Fördergas durch den Niederdruckkanal 20 und die
Niederdrucköffnung Xl in eine aus einer Rotornnt 32 und einem mit dieser kommunizierenden Rippenzwischenraum
38 gebildete V-förmige Verdichtungskammer angesaugt Im Verlaufe der weiteren Drehung der
Rotoren verliert diese Verdichtungskammer ihre Verbindung mit der Niederdrucköffnung 22, und eine
Rippe 36 greift in eine Nut 32 ein, wodurch die Verdichtungsphase beginnt Während der anschließenden
Verdichtung wird öl durch die Düsen 84 zur Kühlung, Dichtung und Schmierung in die Nut 32 und
den Rippenzwischenraum 38 eingespritzt Schließlich gelangen die Nut 32 und der Rippenzwischenraum 38 in
Verbindung mit der Hochdrucköffnung 24, und das darin eingeschlossene Fördergas und Öl strömen durch den
Hochdruckkanal zu einem (nicht dargestellten) ölabscheider. Von dort wird das ölfreie Fördergas seinem
Bestimmungsort zugeführt, während das öl mit Hilfe einer Pumpe über einen Kühler zurück in den
Verdichter gefördert wird.
Ein bestimmter Betrag an öl, der auf diese Weise zum
Verdichter zurückgeleitet wird, wird über den Kanal 66 den Ringkammern 68, 70 zugeführt, wo es das
Abströmen des Fördergases aus dem Arbeitsraum 16, 18 entlang der Wellenstummel 44, 56 verhindert. Ein
Teil dieses Öls fließt entlang der Wellenstummel 44, 56 auch in den Arbeitsraum 16, 18 und wird durch die
Hochdrucköffnung 24 schnell abgeführt. Der größte Teil des öis fließt jedoch durch die Lager 50, 62, die hierbei
geschmiert werden, in die Hohlräume 52, 64 der Endwand 14. Von dort wird das Öl durch den Kanal 72
und die Öffnung 74 in die Gehäusebohrung 16 für den Nutenrotor 26 abgeleitet. Aufgrund der oben erwähnten
Anordnung dieser Bohrung wird das öl jeweils in eine Rotornut 32 während des letzten Zeitabschnitts der
Füllung und des ersten Zeitabschnitts der Verdichtung, wenn der Druckanstieg noch vernachlässigbar ist,
zugeleitet, so daß der DrucK in den Lagerkammern 52, 64 praktisch der gleiche wie im Niederdruckkanal 20 ist.
Dadurch kann das öl die Bedingung im Niederdruckkanal nicht beeinflussen und somit den volumetrischen
Wirkungsgrad des Verdichters nicht herabsetzen, wie es der Fall wäre, wenn das öl in bekannter Weise in den
Niederdruckkanal abgeleitet würde. Die Einströmverluste für das öl beim Eintritt in den Arbeitsraum werden
ebenfalls beträchtlich im Vergleich zu den Verlusten vermindert, die beim Einströmen vom Niederdruckkanal
her auftreter, wurden. Ferner wird alles abgeleitete Öl nur von dem Nutenrotor 26 beschleunigt, dessen
wenigstens angenähert auf dem Radius des Teilkreises liegende achsferne Zonen eine wesentlich geringere
Umfangsgeschwindigkeit besitzen als beim Rippenrotor 28, so daß die Beschleunigungsverluste auf ein Minimum
herabgesetzt werden. Das durch die öffnung 74 zugeführte Öl wirkt während der Verdichtungsphase in
gleicher Weise wie das durch die Düsen 84 eingespritzte Öl, so daß entsprechend weniger öl eingespritzt werden
kann und unter bestimmten Bedingungen sogar auf die Einspritzung ganz verzichtet werden kann. Die Lager
46, 58 in der Niederdruckendwand 12 werden durch öl geschmiert, das entlang den Wellenstummeln 42, 54 zu
den Hohlräumen 48, 60 fließt. Von diesen Hohlräumen wird das öl dem Niederdruckkanal 20 zugeführt, was
wegen der sehr kleinen Ölmenge im Verhältnis zu der den Kanal 20 durchströmenden Menge an Fördergas
praktisch ohne Bedeutung ist
Der in F i g. 3 dargestellte Verdichter hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Verdichter
nach F i g. 1 und 2, und es sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet Der Verdichter
nach F i g. 3 ist besonders geeignet zur Verwendung bei in Öl lösbarem Fördergas. Der Unterschied zwischen
den beiden Verdichterbauarten beschränkt sich im wesentlichen auf die Ausbildung der Lager und des
ölsystems. Der linke Wellenstummel 42a des Nutenrotors 26 ist in der als Lagerdeckel ausgebildeten
Niederdruckendwand 12a mittels eines Gleitlagers 86 gelagert und erstreckt sich bis zu einer Lagerkammer
88. Der rechte Wellenstummel 44a des Nutenrotors 26 ist in der ebenfalls als Lagerdeckel ausgebildeten
Hochdruckendwand 14a mittels eines Gleitlagers 90 und eines axialbelastbaren Doppelkugellagers 92 gelagert
und erstreckt sich bis in einen für beide Rotoren
gemeinsamen relativ großen Hohlraum 94.
Der linke Wellenstummel 54a des Rippenrotors 28 ist in der Niederdruckwand 12 mittels eines Gleitlagers 96
gelagert, erstreckt sich in einen kleinen Lagerhohlraum 98 darin, und trägt dann einen Ausgleichskolben 100, der
diesen Lagenhohlraum 98 gegen eine Druckkammer 102 abschließt. Der rechte Wellenstummel 56a des Rippenrotors
28 schließlich ist in der Hochdruckendwand 14a mittels eines Gleitlagers 104 und eines axial belastbaren
Doppelkugellagers 106 gelagert und erstreckt sich durch den gemeinsamen großen Hohlraum 94 und einen
äußeren Abschlußdeckel 14b des Lagerdeckels 14a hindurch zur Außenseite der Endwand 14a, wo er die
äußere Antriebswelle des Verdichters bildet.
öl wird von einer (nicht dargestellten) Druckölquelle
durch einen Kanal 108 den Gleitlagern 90, 104 in der Hochdruckendwand 14a und ferner über einen Zweigkanal
110 einer den herausragenden Teil des Wellenstummels
56 unischließenden Wellendichtung 112 im äußeren Abschlußdeckel 146 zugeleitet. Von dem
Hohlraum 94 in der Hochdruckendwand 14a wird das Öl durch einen darin angeordneten Kanal 114 und weiter
einen Hohlraum 116 im Mantelteil 10 zu einer öffnung 118 zur Bohrung 16 geleitet, die den Nutenrotor 26
aufnimmt. Ferner wird öl über eine öffnung 120 in der
Niederdruckendwand 12 der Druckkammer 102 und von dieser über einen Kanal 122 den Gleitlagern 86, %
zugeführt. Von den Hohlräumen 88, 98 in der Niederdruckendwand 12a wird das Öl über einen darin
befindlichen Kanal 124 ebenfalls zum Hohlraum 116 und von diesem über die Öffnung 118 in die Bohrung 16
abgeleitet. Die öffnung 118 befindet sich an einer Stelle
der Bohrungswandung, die von den Nuten 32 des Nutenrotors 28 dann überstrichen wird, wenn diese
Nuten von der Niederdrucköffnung 22 gerade abgetrennt sind.
Der in F i g. 3 gezeigte Verdichter arbeitet im wesentlichen wie der Verdichter nach F i g. 1 und 2. Der
Verdichter nach Fig.3 ist jedoch für ein größeres Verdichtungsverhältnis ausgelegt und besonders bestimmt
zur Verdichtung eines Kältemittels, das bis zu einem beträchtlichen Anteil in öl lösbar ist. Das den
Gleitlagern 90,104 durch den Kanal 108 zuführbare öl
schmiert nicht nur diese Lager, sondern wirkt auch als Dichtflüssigkeit zur Unterbindung eines Durchleckens
von Fördergas aus dem Arbeitsraum 16, 18 zum Hohlraum 94 im rechten Lagerdeckel bzw. in der
druckseitigen Endwand 14a. Nach dem Passieren der Gleitlager 90,104 schmiert das öl die Doppelkugellager
92, 106 und fließt in den Hohlraum 94. Das durch den Kanal 110 abgezweigte Öl schmiert die Wellendichtung
112, welche die Durchführung des Wellenstummels 56 durch den Abschlußdeckel 146 zur Außenseite des
Verdichters abdichtet. Der Druck des durch die öffnung 120 zugeführten Öls wirkt auf den Kolben 100 und
vermindert hierdurch die gegen das Doppelkugellager 106 wirkende Axialkraft des Rippenrotors 28. Ein
bestimmter Betrag an Öl fließt längs dem Kolben 100 zum kleinen Hohlraum 98. Das restliche Öl fließt durch
den Kanal 122 zu den Gleitlagern 86,96, die es schmiert, und wirkt auch als Dichtflüssigkeit zur Unterbindung
eines Durchleckens von Fördergas entlang den Wellenstummeln 42,54, wonach es in die Hohlräume 88,
98 gelangt. Das öl in den Hohlräumen 88,98 wird durch
den Kanal 124 zum Mantelhohlraum 116 abgeleitet und trifft dort mit dem aus dem Hohlraum 94 der
druckseitigen Endwand 14a kommenden Öl zusammen, mit dem es gemeinsam durch die öffnung 118 in den
Arbeitsraum 16,18 geleitet wird.
Aufgrund der Lage der Öffnung 118 im Verhältnis zur .
Niederdrucköffnung 22 und den Rotoren 26, 28 ist der Druck in der Nut 32, in welche das öl eingeleitet wird,
niedriger als der Druck im Hochdruckkanal. Hierdurch wird ein bestimmter Betrag an Fördergas, das in dem
durch den Kanal 108 und die öffnung 120 zugeführten öl gelöst ist, aus diesem Öl heraus verdampft Da jedoch
dieses Fördergas niemals in Verbindung mit dem Niederdruckkanal 20 gelangt, werden die Einströmbedingungen
durch die Niederdrucköffnung 22 von dieser weiteren Einleitung von Fördergas nicht beeinflußt Da
der Druck des Fördergases während der Verdichtung ansteigt, vergrößert sich auch der Betrag an im öl
gelöstem Fördergas, und die Gesamtmenge an Fördergas, die den Verdichter verläßt, ist nahezu die gleiche
wie die Gesamtmenge an Fördergas, die durch den Niederdruckkanal zugeführt wird. Das abwechselnd im
öl gelöste und aus dem öl wieder verdampfte
Fördergas zirkuliert somit innerhalb der Verdichteranlage und beeinflußt nicht die Einströmbedingungen des
Verdichters.
Die Verdichterausführung nach F i g. 4 und 5 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 und 2 nur in der Anordnung der Ableitöffnung 126 und der Form des Ableitkanals 128 gegenüber dem Kanal 72 und der Öffnung 74 der weiter oben beschriebenen ersten Ausführung. Die Ableitöffnung 126 befindet sich bei dem Verdichter nach F i g. 4 und 5 in der Hochdruckendwand 14 des Arbeitsraumes 16, 18 und ist dort analog der öffnung 74 in F i g. 1 mit Bezug auf die Drehstellung der Schraubennuten 32 zur Niederdrucköffnung 22 angeordnet Die Wirkungsweise ist somit praktisch die gleiche wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispieien.
Die Verdichterausführung nach F i g. 4 und 5 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 und 2 nur in der Anordnung der Ableitöffnung 126 und der Form des Ableitkanals 128 gegenüber dem Kanal 72 und der Öffnung 74 der weiter oben beschriebenen ersten Ausführung. Die Ableitöffnung 126 befindet sich bei dem Verdichter nach F i g. 4 und 5 in der Hochdruckendwand 14 des Arbeitsraumes 16, 18 und ist dort analog der öffnung 74 in F i g. 1 mit Bezug auf die Drehstellung der Schraubennuten 32 zur Niederdrucköffnung 22 angeordnet Die Wirkungsweise ist somit praktisch die gleiche wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispieien.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
030209/16
Claims (4)
1. Schraubenverdichter mit Kämmeingriff zwischen einem Schraubenrippenrotor und einem
Schraubennutenrotor, deren Rippen bzw. Nuten zur Bildung V-förmiger Verdichtungskammern aus je
einem Rippenzwischenraum und einer Nut Umschlingungswinkel von weniger als 360° aufweisen,
innerhalb eines von achsparallelen, sich schneidenden Bohrungen gebildeten und stirnseitig von
Endwänden begrenzten, zur Abdichtung mit öl versorgten Arbeitsraums in einem Gehäuse mit von
den Rotoren steuerbaren Ein- und Auslaßöffnungen, wobei die Rotoren mit Wellenstummeln versehen
sind, die in den Endwänden gelagert sind und in von dem Arbeitsraum getrennte Hohlräume innerhalb
der Endwände ragen, und wobei öl an die Lager wenigstens der Hochdruckendwand zu deren
Schmierung unter Druck zugeführt und daraufhin durch den zugehörigen Hohlraum und anschließende
Kanäle in den Arbeitsraum weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle
(72; 114, 116, 124; 128) in den Arbeitsraum (16, 18) über eine von einem der Rotoren (26) übersteuerbare
öffnung (74; 118, 126) münden, welche dann zu jeweils einer V-förmigen Verdichtungskammer (32,
38) geöffnet ist, wenn diese von der Einlaßöffnung (22) abgetrennt wird oder gerade abgetrennt ist,
wobei die über Ölbohrungen (66; 108, 122) von außen ständig mit öl versorgten Hohlräume (52,64;
94, 88, 98) in den Endwänden (12, 14, 12a, \4a) an oder hinter den Lagern (50, 62; 86, 90, 92, 96, 104,
106) bei Verwendung von Wälzlagern (50,62) in der nochdruckseitigen Endwand (14) über um die
Wellenstummel (44, 56) angeordnete Ringkammern (68, 70), in die das Öl eingeleitet wird, und bei
Verwendung von Gleitlagern (86, 90, 96, 104) auf beiden Seiten des Arbeitsraum (16, 18) nur durch
den Ölfilm in diesen Gleitlagern vom Arbeitsraum getrennt sind, wodurch sich ein nur wenig über dem
Ansaugdruck des Fördergases liegender Druck in diesen Hohlräumen einstellt.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übersteuerbare öffnung (74; 118;
126) in den Teil (16) des Arbeitsraums führt, der den Nutenrotor (26) aufnimmt.
3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die übersteuerbare Öffnung (74;
118) in der Gehäusemantelwand (10) befindet.
4. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die übersteuerbare Öffnung (126)
in der hochdruckseitigen Gehäuseendwand (14) befindet.
Applications Claiming Priority (1)
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