DE1915059B2 - Rotationskolbenverdichter fuer mit oel vermischte gasfoermige medien, insbesondere kaeltemittelverdichter - Google Patents
Rotationskolbenverdichter fuer mit oel vermischte gasfoermige medien, insbesondere kaeltemittelverdichterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter
für mit öl vermischte gasförmige Medien, insbesondere Kältemittelverdichter, mit in einem zylindrischen
Hohlraum eines Gehäuses exzentrisch angeordneten, radial bewegliche Arbeitsschieber führenden Rotor und
mit einem das Verdichtergehäuse umfangsmäßig und >5
mindestens an einer Stirnseite unter Bildung eines Zwischenraumes umschließenden, als druckseitiger
Sammelraum und zugleich im unteren Teil als ölsumpf für aus dem Fördermedium abgeschiedenes öl dienenden,
in der Umfangswand mit einem Auslaßstutzen <>o
versehenen Mantelgehäuse, in welches das Fördermedium vom Verdichterarbeitsraum unmittelbar ausströmt,
und mit einem aus Metallwolle od. dgl. bestehenden, im Mantelgehäuse angeordneten olabscheiderfilter, durch
das das von einem Auslaß am Verdichtergehäuse <">
kommende Fördermedium auf dem Weg zum Auslaßstutzen hindurchströmen muß.
Vor allem bei Kältemittelverdichtern muß für eine gute ölabscheidung aus dem Fördermedium nach
Verlassen des Verdichterarbeitsraumes gesorgt werden; denn größere Mengen im Kältemitte! eingeschlossenen
Öls können zur Herabsetzung der Wärmeübertragung im Kondensator und Verdampfer eines zum Verdichter
gehörenden Kälteaggregates führen. Bei einem bekennten Verdichter der eingangs genannten Art (siehe die
US-PS 22 89 441) ist ein das Verdichtergehäuse umgebendes Ölabscheider-Filter vorgesehen, das aus
Metallwolle besteht, die in einer Metallhülse gehalten ist. In der Wandung des Verdichtergehäuses sind im
Auslaßbereich des Fördergases mehrere Auslaßöffnungen vorgesehen, die in das Filter münden und durch ein
Schutzschild abgedeckt sind. Das unter hohem Druck stehende und mit großer Geschwindigkeit strömende
Fördergas verläßt das Filter auf der diametral den Auslaßöffnungen des Verdichtergehäuses gegenüberliegenden
Seite und tritt in einen Raum zwischen dem Verdichtergehäuse und dem Mantelgehäuse ein, aus
dem es durch einen Auslaß abgeführt wird. Der aus den Auslaßöffnungen des Verdichtergehäuses austretende
Gasstrom wird im Filter in entgegengesetzten Umfangsrichtungen abgelenkt und strömt so durch das
Filter, um etwa den halben Filterumfang bis zum Auslaß desselben geführt, durch den es den Filter mit im
wesentlichen gleicher Geschwindigkeit verläßt, wie es in denselben eingetreten ist. Eine wesentliche Geschwindigkeitsverzögerung
des den Filter durchströmenden Fördergases oder eine Richtungsumlenkung des Gases um etwa 180° findet nicht statt, so daß die
ölabscheidung aus dem Fördergas noch wesentlich verbessert werden könnte.
Bei einem anderen bekannten Verdichter, dessen Gehäuse nicht in einem Mantelgehäuse umschlossen ist
(siehe die GB-PS 6 58 947), ist der ölabscheider koaxial ausgerichtet neben dem Verdichtergehäuse angeordnet
und besteht aus mehreren, in einer Kammer mit Abstand zueinander stehenden gelochten Platten, deren
Öffnungen wiederum mit Sieben versehen sein können. Das Fördergas vom Verdichter tritt radial gerichtet in
die Abscheiderkammer ein und durchströmt die Abscheiderplatten in axialer Richtung. Die Löcher in
den einzelnen Platten sind mit Bezug von einer zur nächsten Platte versetzt angeordnet, so daß der die
Löcher der einen Platte passierende Fördergasstrom auf die zwischen den Löchern liegende Fläche der
nächsten Platte auftrifft, wobei sich das mitgeführte öl an den Platten niederschlagen soll. Eine Richtungsumkehr
erfolgt auch hier nicht, wohl aber eine starke Turbulenz, die dazu führen kann, daß ölpartikeln von
einem Kammerabschnitt zum nächsten durch die Platten mitgerissen werden oder daß Schaumbildung
des im ölsumpf befindlichen Öls auftritt.
Bei einem anderen aus der US-PS 32 41 747 bekannten Verdichter ist ein in einem eigenen, vom
Verdichter getrennten zylindrischen Gehäuse angeordnetes Ölabscheider-Filter vorgesehen, das über eine
Rohrleitung mit dem Auslaß des Verdichters verbunden ist. Das vom Verdichter kommende Fördergas durchströmt
in axialer Richtung einen ersten aus Metallwolle bestehenden Filtersatz, umströmt dann eine Trennwand
und passiert in axialer Richtung einen zweiten Filtersatz und tritt aus dem Filtergehäuse aus. Eine nennenswerte
Geschwindigkeitsverzögerung des Fördergases oder eine Richtungsumkehr desselben findet auch bei diesem
bekannten Verdichter nicht statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Verdichter mit seinem ülab-
heider-Filter dahingehend zu verbessern, daß dem aus |$m Verdichtergehäuse austretenden Fördergas ein
'trömungsweg aufgezwungen wird, durch den eine ;ssere ölabscheidung aus dem Fördergas erreicht
erden soll.
Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei
'inem Verdichter der eingangs geiuanten Art das
ölabscheider-Filter als scheibenförmiger, eine einteilige
!letallwolle-Filterschicht aufweisender, aber mit Stützeilen dafür versehener Körper senkrecht zur Ver-Jichterachse und mit beidseitigem Abstand zu der
'ntsprechenden Stirnseite des Verdichtergehäuses und benachbarten Stirnwand des Mantelgehäuses
uvr
?3i igeordnet ist, damit den Mantelgehäusehohlraum bzw.
' Zwischenraum in eine erste und eine zweite Kammer interteilt. wobei vom Auslaß am Verdichtergehäuse ein
. _£ l.is Filter durchsetzendes Rohrstück als Leitung für das
'' Λ ördermedium in die vor der Stirnwand des Mantelge-
'\ jQuuses gelegene erste Kammer führt, während der
\f\uslaßstutzen mit einem inneren Auslaßronr unmittel-""bar
an die andere, verdichterseitige, zweite Kammer angeschlossen ist, wobei die Stirnwand des Mantelgehäuses
als Prallwand zum Abscheiden von öl aus dem Fördermedium dient.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Verdichter trifft das in die erste Kammer eintretende Fördergas mit
hoher Geschwindigkeit auf die Stirnwand des Mantelgehäuses, erfährt aber gleichzeitig eine Richtungsumkehr
um 180° und durch Expansion eine starke Geschwindigkeitsverzögerung, so daß sich gröbere
ölteilchen an der Stirnwand des Mantelgehäuses niederschlagen und in den ölsumpf abfließen können.
Das mit stark verminderter Geschwindigkeit das Filter passierende Fördergas wird nun im Filter im wesentlichen
auch von den kleineren ölpartikeln befreit und strömt in die zweite Kammer des Mantelgehäuses, in
der es nochmals umgelenkt wird, bevor es aus dem Auslaß abgeführt wird. Durch den so erzwungenen
Strömungsweg wird eine besonders gute ölabscheidung aus dem Fördergasstrom erreicht. Dadurch wird nicht
nur die Betriebssicherheit des Verdichters erheblich erhöht, sondern auch ein besserer Wärmeaustausch in
einem nachgeschalteten Wärmetauscher z. B. einem Kondensator einer Kälteanlage erreicht.
Um innerhalb der zweiten Kammer des Mantelgehäuses eine starke Turbulenz des Fördergases und damit
eine eventuelle ölschaumbildung im Sumpf zu verhindern, besteht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung
darin, daß das Auslaßrohr am Auslaßstutzen des Mantelgehäuses sich im wesentlichen parallel zum Filter
bis etwa in die Mitte der zweiten Kammer erstreckt.
Im folgenden soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 einen, z. T. verdeckten Längsschnitt durch einen Rotationskolbenverdichter mit der erfindungsgemäßen
ölabscheideranordnung,
F i g. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter nach der Linie 2-2 in Fig. 1
Der dargestellte Verdichter besteht aus einem inneren Verdichtergehäuse A, in dem ein Rotor
angeordnet ist, einem äußeren Mantelgehäuse C, welches den Verdichter zum größeren Teil umgibt und
einem Ölabscheider-Filter D, welcher im Mantelgehäuse Cangeordnet ist.
Das Verdichtergehäuse A besteht aus einer Umfangswand 10 mit einem zylindrischen Hohlraum 12, einem
vorderen großen Lagerdeckel 14 und einem hinteren kleineren Lagerdeckel 16, die all« durch Kopfschrauben
17 miteinander verbunden sind. Der Rotor B ist im Hohlraum bzw. in der Bohrung 12 aufgenommen und
besteht aus einem geschlitzten Rotorkörper 20, welcher
s vier sich im wesentlichen radial erstreckende, hin- und
herbewegbare Arbeitsschieber 32 trägt. Die Achse des Rotors B ist exzentrisch mit Bezug auf die Achse der
Bohrung 12 angeordnet, so daß die Bohrung 12, der vordere Lagerdeckel 14, der hintere Lagerdeckel 16 und
lu der Rotor B zusammen eine im Querschnitt sichelförmige
Verdichtungskammer 24 begrenzen. Der Rotor B wird durch eine Welle 28 angetrieben, die in einem im
hinteren Lagerdeckel 16 in einer Sackbohrung 32 angeordneten Gleitlager 30 und einem im vorderen
ι s Lagerdeckel 14 angeordneten Gleitlager 34 gelagert ist.
Zum Beispiel bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen
ist der Rotor von einer Keilriemenscheibe 35 über eine elektromagnetische Kupplung 36 in bekannter Weise
angetrieben. Am vorderen Lagerdeckel ist eine Wellendichtung 40 aufgenommen, die an einem
Abschnitt 42 der Antriebswelle 28 angreift, um ein Austreten von Kälte- und Schmiermittel aus dem
Verdichter durch das Gleitlager 34 zu verhindern.
Von einem nicht gezeigten Verdampfer kommendes
J5 gasförmiges Kältemittel gelangt durch den Einlaßkanal
43 im vorderen Lagerdeckel 14 in die Verdichtungskarnmer 24. Sowohl der vordere als auch der hintere
Lagerdeckel sind mit nierenförmigen Ausnehmungen 44 versehen (nur eine davon ist in F i g. 2 gezeigt), durch die
das Gas in die Einlaßseite des Verdichterraumes 24 gelangt. Diese Ausnehmungen 44 beiderseits des Rotors
B sind durch einen Kanal 46 in der Umfangswand 10 miteinander verbunden.
Wenn der Rotor in Richtung des Pfeiles in F i g. 2 angetrieben wird, wird das Gas zwischen den Arbeitsschiebern bzw. Flügeln eingeschlossen und weiter zur
Auslaßseite gefördert. Hierbei nimmt der Raum zwischen den jeweils benachbarten Flügeln ab, was zu
einer Verdichtung des Gases führt. Ein Auslaßventil 50 ist in der Auslaßzone vorgesehen. Das Gas strömt durch
eine Reihe von Durchlässen 52 in der Umfangswand 10, die von einem blattartigen Auslaßventil 53 abgedeckt
sind, das von einem Anschlag 54 in Stellung gehalten ist. Eine das Auslaßventil 53 abdeckende, sich axial entlang
dem Verdichtergehäuse A erstreckende Rinne 56, die mit einem Rohr 58 verbunden ist, bildet einen
Auslaßkanal für das Gas. Das Rohr 58 erstreckt sich durch ein Ölabscheider-Filter D (das weiter unten im
einzelnen noch beschrieben wird) in den Raum, der vom Mantelgehäuse C eingeschlossen ist. Das verdichtete
Gas tritt durch ein Auslaßrohr 70 aas, das in einem Anschlußstutzen 72 des Mantelgehäuses Cbefestigt ist.
Das öl, das sich in einem Sumpf 60 im unteren Teil des
Mantelgehäuses C sammelt, wird durch ein Schmiersystern in Umlauf gesetzt und strömt durch ein mit einem
ölfilter 64 versehenes Rohr 62, sowie dann durch eine Reihe von Durchlässen irr. vorderen und hinteren
Lagerdeckel 14 bzw. 16 des Verdichtergehäuses A. Die Einzelheiten der Schmiereinrichtung, durch die zur
(«ι Schmierung der beweglichen Teile und zur Kühlung im
Forderraum dienendes öl in diesen gelangt, sollen nicht weiter erläutert werden.
Wichtig ist jedoch, daß das Ö! nach Verlassen des Verdichtergehäuses wieder aus dem Fördergas abge-
I^ schieden werden muß. Wie aus Fig. t ersichtlich,
besteht das Ölabscheider-Filter D aus einem Filterkörper 80, z. B. aus grober Metallwolle, die zwischen zwei
Sieben 82 aus starken Drähten gehalten ist. Der Umfang
des ölabscheider-Filters ist an die Innenfläche der
Zylinderwand 91 des Mantelgehäuses C angepaßt, das eine Stirnwand 93 aufweist. Das Mantelgehäuse C ist
mit der Außenseite des vorderen Lagerdeckels 14 durch mehrere Kopfschrauben 74 verbunden, um den
vorderen Lagerdeckel 14 strömungsdicht mit dem Mantelgehäuse zu verbinden. Das Filter D ist mit
Abstand zum Verdichtergehäuse A angeordnet und durch Kopfschrauben 84 damit verbunden, die in Augen
86, welche axial vom hinteren Lagerdeckel 16 vorstehen, eingeschraubt sind.
Das durch das Auslaßventil 50 strömende Gas gelangt in die Rinne 56, die an der Umfangswand 10 des
Verdichtergehäuses A befestigt ist, und dann in das Rohr 58, das sich durch den ölabscheider· Filter D
erstreckt und in eine erste Kammer 90 zwischen dem Ölabscheider-Filter D und der Stirnwand 93 des
Mantelgehäuses Cmündet. Das Auslaßrohr 70 erstreckt sich im wesentlichen radial in das Mantelgehäuse Cund
endet etwa in der Mitte des Mantelgehäuses in einer auf der Gegenseite des Ölabscheider-Filters D liegenden
zweiten Kammer 92. Es wurde festgestellt, daß das Fördergas dazu neigt, sehr schnell eine Drallbewegüng
anzunehmen, was zu einer Turbulenz und einem Aufschäumen des im Sumpf befindlichen Öls führen
würde, wenn die Mündung des Auslaßrohres 70 an einer anderen Stelle als etwa dem Mittelpunkt des Mantelgehäuses
Cangeordnet wäre.
Das heiße Fördergas mit dem mitgeführten Schmieröl kommt mit hoher Geschwindigkeit durch das Rohr 58 in
die Kammer 90, in der dann die Geschwindigkeit durch die Ausdehnung des Gases wesentlich herabgesetzt
wird. Das Gas prallt auf die Stirnwand 93 des Mantelgehäuses Cund kehrt seine Richtung um, so daß
die größeren Öltropfen an der Gehäusestirnwand, anhaften und nach unten in den Sumpf fließen. Das Gas
strömt dann in umgekehrter Richtung und passiert dabei das Ölabscheider-Filter D, wobei die kleineren öltropfen
an der Metallwolle des Filters haftenbleiben. Nachdem das Gas das Filter D passiert hat, wird seine
Richtung wieder geändert, um zum Auslaßrohr 70 zu gelangen, durch welches es zum Kondensator (nicht
gezeigt) gelangt. Bei der Richtungsumkehr werden weitere ölmengen abgeschieden, bevor das Gas in das
Auslaßrohr 70 strömt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:I. Rotationskolben-Verdichter für mit öl ve-mischte gasförmige Medien, insbesondere Kältemittelverdichter, mit in einem zylindrischen Hohlraum * eines Gehäuses exzentrisch angeordneten, radial bewegliche Arbeitsschieber führenden Rotor und mit einem das Verdichtergehause umfangsmäßig und mindestens an einer Stirnseite unter Bildung eines Zwischenraumes umschließenden, als drucksei- ι<· tiger Sammelraum und zugleich im unteren Teil als ölsumpf für aus dem Fördermedium abgeschiedenes öl dienenden, in der Umfangswand mit einem Auslaßstutzen versehenen Mantelgehäuse, in welches das Fördermedium vom Verdichterarbeitsraum unmittelbar ausströmt, und mit einem aus Metallwolle od. dgl. bestehenden, im Mantelgehäuse angeordneten Olabscheiderfilter, durch das das von einem Auslaß am Verdichtergehäuse kommende Fördermedium auf dem Weg zum Ausiaßstutzen hindurchströmen muß, dadurch gekennzeichnet, daß das olabscheiderfilter (D) ak scheibenförmiger, eine einteilige Metallwolle-Filterschicht (80) aufweisender, aber mit Stützteilen (82) dafür versehener Körper senkrecht zur Verdichterachse und mit i> beidseitigem Abstand zu der entsprechenden Stirnseite des Verdichtergehäuses und der benachbarten Stirnwand (93) des Mantelgehäuses angeordnet ist, damit den Mantelgehäusehohlraum bzw Zwischenraum in eine erste und eine zweite Kammer (90 bzw. 92) unterteilt, wobei vom Auslaß (52, 53) am Verdichtergehäuse ein das Filter durchsetzendes Rohrstück (58) als Leitung für das Fördermedium in die vor der Stirnwand (93) des Mantelgehäuses (C) gelegene erste Kammer (90) führt, während der Ausiaßstutzen (72) mit einem inneren Auslaßrohr (70) unmittelbar an die andere, verdichterseitige, zweite Kammer (92) angeschlossen ist, wobei die Stirnwand des Mantelgehäuses als Prallwand zum Abscheiden von öl aus dem Fördermedium dient.
- 2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßrohr (70) am Auslaßstutzen (72) des Mantelgehäuses (C) sich im wesentlichen parallel zum Filter (D) bis etwa in die Mitte der zweiten Kammer (92) erstreckt. 4S
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Legal Events
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