DE19543691A1 - Schraubenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter für Gas­ kreisläufe, insbesondere für Kälteanlagen, umfassend ein Ver­ dichtergehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß für das zu verdichtende Medium, zwei in einer Schraubenkammer des Ver­ dichtergehäuses angeordnete und sich zwischen dem Einlaß und dem Auslaß erstreckende Schraubenkörper, welche unter Bildung von zwischen dem Einlaß und dem Auslaß liegenden geschlosse­ nen Verdichtungsräumen ineinandergreifen.

Derartige Schraubenverdichter gehören zu den Verdränger­ maschinen mit fest eingebautem Verdichtungsverhältnis. Bei derartigen Verdrängermaschinen wird das angesaugte Volumen durch Verkleinerung der Verdichtungsräume auf ein konstruktiv vorgegebenes Endvolumen verkleinert. Das hat zur Folge, daß bei Systemdrücken, die von diesem fest vorgegebenen oder ein­ gebauten Druckverhältnis abweichen, Über- oder Unterverdich­ tung mit entsprechend verringertem Wirkungsgrad stattfinden kann. Erfolgt ein Ansaugen von Flüssigkeiten, so können sogar starke hydraulische Druckspitzen, sogenannte "Flüssigkeitsschläge" auftreten.

Eine Leistungsregelung derartiger Schraubenverdichter über einen sogenannten Volumenschieber ist aus den VDI-Berichten Nr. 1135, 1994 bekannt. Ein derartiger Volumenschieber er­ reicht eine stufenlose Anpassung an verschiedene Lastzu­ stände, wobei mit einem derartigen Volumenschieber das einge­ baute Druckverhältnis des Verdichters sowie das letztendlich angesaugte Volumen bei Teillast korrigiert werden kann.

Ein derartiger Volumenschieber hat jedoch den Nachteil, daß der Bauaufwand sehr hoch ist, da der Volumenschieber in einer Nut nahe der Grenze zur Schraubenkammer zu führen ist und so­ mit zwischen dem Schieber und den Schraubenkörpern zusätz­ liche Toleranzen entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schrau­ benverdichter der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieser eine möglichst vorteilhafte Leistungssteuerung zuläßt.

Diese Aufgabe wird bei einem der Schraubenverdichter der ein­ gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem bei Maximalleistung geschlossene Verdichtungsräume begrenzenden Wandbereich der Schraubenkammer mehrere jeweils an unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen entsprechenden Orten dieses Wandbereichs angeordnete Leistungssteueröffnun­ gen vorgesehen sind, von denen jede mit einem von mehreren separat betätigbaren Steuerkörpern entweder dadurch ver­ schließbar ist, daß der Steuerkörper die Leistungssteuer­ öffnung im wesentlichen ausfüllt, oder mit einem mit dem Einlaß verbundenen Rückströmkanal dadurch verbindbar ist, daß der Steuerkörper im Abstand von der Leistungssteueröffnung steht.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch den in die Leistungssteueröffnung hineinbewegbaren und diesen im wesentlichen ausfüllenden Steuerkörper einer­ seits die Möglichkeit gegeben ist, möglichst totraumfrei die Leistungssteueröffnung zu verschließen und andererseits die Möglichkeit geschaffen ist, die einzelnen Leistungssteuer­ öffnungen durch getrenntes Ansteuern der einzelnen Steuer­ körper in gewünschter Zahl mit dem Rückströmkanal zu verbin­ den, so daß einlaßseitig eine dem Volumenschieber ähnliche Leistungssteuerung erreichbar ist, andererseits aber diese Leistungssteuerung sich konstruktiv vorteilhafter in das Ver­ dichtergehäuse integrieren läßt und außerdem bei verschlosse­ nen Leistungssteueröffnungen der Totraum - wenn ein solcher überhaupt vorhanden sein sollte - minimal ist.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Steuerkörper quer zu einer Querschnittsfläche der jeweiligen Leistungssteuer­ öffnung in Richtung von der Schraubenkammer weg bewegbar sind, so daß das aus dem Stand der Technik bekannte axiale Bewegen von an die Schraubenkammer angrenzenden Teilen, welches die bekannten konstruktiven Probleme aufwirft, ver­ mieden werden kann.

Um den bei den durch die Steuerkörper verschlossenen Lei­ stungssteueröffnungen gegebenenfalls noch gebildeten Totraum zu minimieren oder möglichst weitgehend gegen Null gehen zu lassen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Steuer­ körper eine Stirnfläche aufweisen, mit welcher die jeweilige Leistungssteueröffnung in der diese verschließenden Stellung der Steuerkörper der Wandfläche der Schraubenkammer in diesem Bereich entsprechend verschließbar ist, so daß im Bereich der verschlossen Leistungssteueröffnungen weder ein Totraum noch eine Undichtigkeit beim Passieren des Schraubenkamms auf­ tritt.

Prinzipiell ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, nur einem Schraubenkörper eines Schraubenverdichters die Vielzahl von Leistungssteueröffnungen zuzuordnen und somit eine Leistungssteuerung zu erreichen, dies würde jedoch dazu führen, daß die sich zwischen dem anderen Schraubenkör­ per und der Wand der Schraubenkammer bildenden Verdichtungs­ räume schwer entspannbar wären. Aus diesem Grund ist es zu Leistungssteuerung wesentlich zweckmäßiger, wenn jedem Schraubenkörper eine Vielzahl von Leistungssteueröffnungen zugeordnet ist, so daß bei den bei jedem Schraubenkörper Ver­ dichtungsräumen eine Leistungssteuerung erfolgen kann.

Prinzipiell können die Leistungssteueröffnungen auf die die Verdichtungsräume begrenzenden Wandbereiche verteilt sein. Aus Gründen einer möglichst einfachen Betätigung der Steuer­ körper ist es besonders zweckmäßig, wenn die Leistungssteuer­ öffnungen längs einer in der Wandfläche der Schraubenkammer liegenden Linie angeordnet sind, wobei die Linie eine Schrau­ benlinie, eine Kreislinie oder eine Gerade sein kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leistungssteueröffnun­ gen in einer zur Axialrichtung parallelen Reihe angeordnet sind, da in diesem Fall die Ansteuerung der einzelnen Steuer­ körper konstruktiv besonders zweckmäßig realisierbar ist. Bei einer derartigen Anordnung entsprechen dann in unterschied­ lichem Abstand von der Einlaßseite liegende Orte der die Reihe festlegenden Linie unterschiedlichen Druckverhält­ nissen.

Vorzugsweise sind die Leistungssteueröffnungen so längs der Linie angeordnet, daß benachbarte Leistungssteueröffnungen im wesentlichen denselben Abstand voneinander aufweisen.

Um eine besonders effiziente Leistungssteuerung zu erreichen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Mittenabstände aufeinanderfolgender Leistungssteueröffnungen kleiner als ein zweifacher Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Schrauben­ kämmen ist.

Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Leistungs­ steueröffnungen sich in Richtung der Linie über mindestens die Breite eines des Schraubenkamms der Schraubenkörper im Bereich der Wandfläche der Schraubenkammer erstrecken. Vor­ zugsweise entspricht diese Ausdehnung ungefähr auch dem Durchmesser einer Leistungssteueröffnung mit ungefähr runder Kontur.

Die maximale Erstreckung der Leistungssteueröffnung in Rich­ tung der Linie oder der maximale Durchmesser liegen vorzugs­ weise bei ungefähr dem 1,5-fachen des Abstandes zweier auf­ einanderfolgender Schraubenkämmen, noch besser bei ungefähr dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Schraubenkämme.

Die Anzahl der Leistungssteueröffnungen beträgt insbesondere mindestens zwei, vorzugsweise mindestens drei um eine genü­ gend feinstufige Leistungssteuerung realisieren zu können.

Die maximale Anzahl der Leistungssteueröffnungen liegt vor­ zugsweise bei sieben, in vielen Anwendungsfällen aber auch bei fünf.

Die Ansteuerung der einzelnen Steuerkörper kann in unter­ schiedlichster Art und Weise erfolgen. So wäre es beispiels­ weise denkbar, die Steuerkörper durch ein mehrere Steuer­ körper sukzessive erfassendes oder freigebendes Antriebs­ element zu betätigen.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn jedem Steuerkörper ein Antriebselement zugeordnet ist.

Ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Lösung sieht vor, daß das Antriebselement zum Verschließen der Leistungssteueröffnung durch den Steuer­ körper diesem mit einer dem auslaßseitigen Druck proportio­ nalen Kraft beaufschlagt. Diese Art der Ausbildung des An­ triebselements hat den Vorteil, daß die zum Schließen der Leistungssteueröffnung vorgesehene Kraft abhängig vom auslaß­ seitigen Druck ist und somit so gewählt werden kann, daß eine sich in einem Verdichtungsraum ausbildende Druckspitze, bei­ spielsweise durch das Ansaugen von Flüssigkeit, dadurch kom­ pensiert werden kann, daß der Steuerkörper dieser Druckspitze ausweichend kurzzeitig aus seiner die Leistungssteueröffnung verschließenden Stellung heraus bewegt wird, nach Abbau der Druckspitze jedoch die durch das Antriebselement auf den Steuerkörper wirkende Kraft sofort wieder ein Verschließen der Leistungssteueröffnung bewirkt.

Mit dieser Lösung ist somit zusätzlich zur vorstehend bereits beschriebenen vorteilhaften Art der Leistungssteuerung die Möglichkeit geschaffen, die der Leistungssteuerung dienenden Steuerkörper gleichzeitig dazu einzusetzen, um unerwünschte Druckspitzen in den Verdichtungsräumen, beispielsweise durch das Ansaugen von Flüssigkeit, abzubauen und damit zusätzlich zur Leistungssteuerung einen hydraulischen Überlastungsschutz zur Verfügung zu haben.

Vorzugsweise ist die auf den Steuerkörper in seiner die Leistungssteueröffnung verschließenden Stellung wirkende Kraft geringfügig größer als die auf den Steuerkörper wirkende lokale Kraft, die bei Auslaßdruck in der Schrauben­ kammer auftreten würde.

Das Antriebselement könnte beispielsweise elektrisch betätig­ bar sein.

Besonders vorteilhaft ist jedoch ein druckmediumbetätigtes Antriebselement, da damit eine Installation einer elek­ trischen Versorgung entfallen kann.

Um das Antriebselement vorteilhaft betätigen zu können, ist vorgesehen, daß dieses zum Überführen und/oder Halten des Steuerkörpers in seiner die Leistungssteueröffnung ver­ schließenden Stellung mit einem unter einem zum auslaß­ seitigem Druck proportionalen Steuerdruck stehenden Medium betätigbar ist, so daß der von dem Schraubenverdichter er­ zeugte Druck zur Erzeugung der auf den Steuerkörper wirkenden Kraft einsetzbar ist.

Im Falle eines durch ein druckbeaufschlagtes Medium betä­ tigten Antriebselements ist es ferner vorteilhaft, wenn auf das Antriebselement in der die jeweilige Leistungssteuer­ öffnung mit dem Rückströmkanal verbindenden Stellung des Steuerkörpers maximal mit einem zum einlaßseitigen Druck pro­ portionalen Steuerdruck beaufschlagbar ist.

Im einfachsten Fall ist bei der Ausbildung der druckmedium­ betätigten Antriebselemente vorgesehen, daß jedes Antriebs­ element einen Steuerkolben aufweist, auf welchen einerseits der lokale Druck in der Schraubenkammer am Ort der jeweiligen Leistungssteueröffnung und andererseits der Steuerdruck wirkt. Diese Ausführungsform ermöglicht es besonders vorteil­ haft, sicherzustellen, daß der Steuerkörper in der beschrie­ benen Art und Weise auf die unerwünschten Druckspitzen rea­ giert.

Prinzipiell bestünde die Möglichkeit, den Steuerkörper getrennt vom Kolben vorzusehen.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Lösung ist vorge­ sehen, daß jeder Steuerkörper Teil des jeweiligen Steuer­ kolbens des Antriebselements ist.

Um eine geeignete Führung der Steuerkolben im Verdichter­ gehäuse zu erreichen, sind die Steuerkolben zweckmäßigerweise in quer zur Axialrichtung der Schraubenkörper verlaufenden Bohrungen im Verdichtergehäuse angeordnet und in diesen ge­ führt, wobei im Falle der Integration der Steuerkörper in dem Steuerkolben auch hiermit gleichzeitig eine Führung des Steuerkörpers sichergestellt ist.

Vorteilhafterweise sind die Steuerkolben so ausgebildet, daß sie mit ihrer dem Steuerkörper abgewandten Seite eine vom Steuerdruck beaufschlagbare und eine Steuerzylinderkammer begrenzende Kolbenfläche aufweisen.

Zur Ansteuerung der einzelnen Antriebselemente und damit auch der einzelnen Steuerkörper ist vorteilhafterweise eine Leistungssteuereinrichtung vorgesehen, mit welcher festlegbar ist, welche Leistungssteueröffnungen geschlossen oder mit dem Rückströmkanal verbunden sein sollen.

Eine Leistungssteuerung wäre bereits dadurch möglich, daß die Leistungssteueröffnung geöffnet wird, deren Verdichtungsver­ hältnis am nächsten unterhalb des ausgewählten Verdichtungs­ verhältnisses liegt, ab welchem eine Verdichtung bis zum Aus­ laß erfolgen soll. In diesem Fall würde das Medium von Einlaß bis zum der offenen Leistungssteueröffnung entsprechenden Verdichtungsverhältnis verdichtet und dann wieder durch die Leistungssteueröffnung und den Rückströmkanal zum Einlaß zurückströmen.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Leistungs­ steuereinrichtung sämtliche Verdichtungsverhältnisse unter­ halb des ausgewählten Verdichtungsverhältnisses entsprechen­ den Leistungssteueröffnungen öffnet, da dann bis zum ausge­ wählten Verdichtungsverhältnis im wesentlichen keine Verdich­ tung erfolgt und somit die zum Antrieb des Schraubenverdich­ ters erforderliche Wellenleistung ungefähr proportional zur Kälte- oder Nutzleistung des Schraubenverdichters reduzierbar ist.

Um bei einzelnen Steuerzylinderkammern in geeigneter Weise einzeln ansteuern und mit Steuerdruck beaufschlagen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Steuer­ zylinderkammern unterschiedlicher Steuerkörper mit unter­ schiedlichen Ausgängen einer an den Ausgängen Steuerdrucke vorgebenden Leistungssteuereinrichtung verbunden sind.

Die Leistungssteuereinrichtung könnte dabei grundsätzlich so ausgebildet sein, daß sie einen Ventilblock mit einer Viel­ zahl von Ventilen umfaßt. Konstruktiv weit einfacher ist es jedoch, wenn die Leistungssteuereinrichtung einen bewegbaren Steuerschieber aufweist, durch welchen ausgewählte Ausgänge der Leistungssteuereinrichtung mit unterschiedlichem Steuer­ druck beaufschlagbar sind.

Eine konstruktiv zweckmäßige Lösung sieht dabei vor, daß der Steuerschieber in einem Steuerkanal angeordnet ist und durch den Steuerschieber der Steuerkanal in einen Abschnitt unter­ teilt wird, in welchem der zum auslaßseitigen Druck propor­ tionale Druck als Steuerdruck vorliegt, und einen anderen Ab­ schnitt, in welchem ein maximal zum einlaßseitigen Druck proportionaler Druck als Steuerdruck vorliegt, und daß die einzelnen Steuerzylinderkammern über an unterschiedlichen Stellen des Steuerkanals abzweigende Zweigleitungen mit diesem verbunden sind, so daß je nach dem, in welchen Ab­ schnitt des Steuerkanals die Zweigleitungen münden, in den Steuerzylinderkammern der jeweilige Steuerdruck vorliegt.

Vorzugsweise ist dabei der Steuerkanal so ausgerichtet, daß er sich in Axialrichtung der Schraubenkörper in dem Verdich­ tergehäuse erstreckt und auch der Steuerschieber in diesem in Axialrichtung verschiebbar ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, daß die Steuerkörper mit einer Einspritzöffnung zum Einspritzen eines Mediums in einen der sich bildenden Verdichtungsräume versehen sind und daß die Einspritzöffnung eines die jeweilige Leistungssteueröffnung verschließenden Steuerkörpers mit einem Einspritzkanal verbindbar ist, so daß die Steuerkörper dazu eingesetzt werden können, in ihrer die Leistungssteueröffnung verschließenden Stellung, auch zum Einspritzen eines Mediums in einen der sich bildenden Ver­ dichtungsräume zu dienen.

Diese erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß mit ihr die Möglichkeit eröffnet wird, trotz einer Leistungs­ steuerung des Schraubenverdichters eine Möglichkeit zum Ein­ spritzen eines Mediums in einen sich bildenden geschlossenen Verdichtungsraum vorzusehen, ohne daß der Fall eintreten kann, daß - beispielsweise bei sehr niedriger Leistung des Schraubenverdichters - eine Einspritzung des Mediums vor Ausbildung geschlossener Verdichtungsräume erfolgt.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß die Einspritzöffnung des mit seinem Verdichtungsverhältnis dem ausgewählten Verdichtungsverhältnis nächstkommenden und in seiner die Leistungssteueröffnung verschließenden Stellung stehenden Steuerkörpers mit dem Einspritzkanal verbunden ist. Damit ist einerseits sichergestellt, daß das Einspritzen des Mediums nicht vor der Ausbildung geschlossener Verdichtungs­ räume erfolgt und andererseits sichergestellt, daß in dem sich soeben gebildeten geschlossenen Verdichtungsräumen über den Steuerkörper eine Einspritzung des Mediums möglich ist.

Um in einfacher Weise sicherzustellen, daß eine Verbindung zwischen dem Einspritzkanal und der Einspritzöffnung nur dann möglich ist, wenn der Steuerkörper in seiner die Leistungs­ steueröffnung verschließenden Stellung steht, ist vorteil­ hafterweise vorgesehen, daß die Verbindung der zwischen der Einspritzöffnung und dem Einspritzkanal durch die Stellung des Steuerkörpers relativ zur Leistungssteueröffnung steuer­ bar ist. Hierbei ist insbesondere die konstruktive Einfach­ heit dieser Lösung von großem Vorteil.

Um ferner sicherzustellen, daß der mit seinem Verdichtungs­ verhältnis dem ausgewählten Verdichtungsverhältnis nächst­ kommenden und die Leistungssteueröffnung verschließende Steuerkörper eine mit dem Einspritzkanal verbundene Ein­ spritzöffnung aufweist, ist vorzugsweise vorgesehen, daß jeder Steuerkörper in seiner die Leistungssteueröffnung mit dem Einlaß verbindenden Stellung den jeweils nächstfolgenden einem höheren Verdichtungsverhältnis entsprechenden Steuer­ körper mit dem Einspritzkanal verbindet. Damit dienen alle nicht die jeweilige Leistungssteueröffnung verschließenden Steuerkörper dazu, eine Verbindung zwischen dem mit seinem Verdichtungsverhältnis dem ausgewählten Verdichtungsver­ hältnis nächstkommenden und die Leistungssteueröffnung ver­ schließenden Steuerkörper und dem Einspritzkanal herzu­ stellen.

Um ferner zu erreichen, daß nur die Einspritzöffnung des mit seinem Verdichtungsverhältnis dem ausgewählten Verdichtungs­ verhältnis nächstkommenden Steuerkörpers mit dem Einspritz­ kanal verbunden ist und nicht die Einspritzöffnungen der weiteren höheren Verdichtungsverhältnissen entsprechenden Steuerkörper, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß jeder Steuerkörper in seiner die Leistungssteueröffnung ver­ schließenden Stellung eine Verbindung der Einspritzöffnung des nächstfolgenden einem höheren Verdichtungsverhältnis ent­ sprechenden Steuerkörpers mit dem Einspritzkanal unterbricht.

Alternativ oder ergänzend zu den bislang beschriebenen erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispielen, umfassend mit Steuer­ körpern verschließbare Leistungssteueröffnungen, sieht ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Lösung vor, daß in einem Verdichtungsräume mit hohen Verdichtungsverhältnissen begrenzenden Wandbereich der Schraubenkammer eine Überver­ dichtungsregelöffnung vorgesehen ist, welche mit einem Regel­ körper in einer ersten Stellung desselben verschließbar und einer zweiten Stellung desselben mit dem Auslaß verbindbar ist, wobei der Regelkörper mit einer dem auslaßseitigen Druck proportionalen Kraft elastisch beaufschlagt ist.

Diese erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß bei dieser die Möglichkeit besteht, den Schraubenverdichter so auszulegen, daß das gewünschte maximale Verdichtungsverhält­ nis erreichbar ist, wobei dann aber trotzdem der Schrauben­ verdichter mit einem geringeren Verdichtungsverhältnis betreibbar ist ohne daß Überverdichtung eintritt, nämlich dadurch, daß der Regelkörper in diesem Fall die Überver­ dichtungsregelöffnung öffnet und mit dem Auslaß verbindet, so daß bereits dadurch das die gewünschte maximale Verdichtung aufweisende Medium zum Auslaß strömen kann.

Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung wird also bereits ledig­ lich durch Veränderung des Drucks im Auslaß die Möglichkeit geschaffen, das Verdichtungsverhältnis so weit zu reduzieren, daß die maximale Verdichtung nur aufungefähr den im Auslaß gewünschten Druck erfolgt.

Um bei den von beiden Schraubenkörpern gebildeten Verdich­ tungsräumen auslaßnah die Überverdichtung zu vermeiden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß jedem Schraubenkörper min­ destens eine Überverdichtungsregelöffnung zugeordnet ist.

Die Überverdichtungsregelöffnung kann dabei prinzipiell ent­ weder stirnseitig der Schraubenkörper im Bereich der auslaß­ seitigen Stirnseite des Verdichtergehäuses angeordnet sein oder auch mantelseitig der Schraubenkörper ebenfalls im aus­ laßnahen Bereich des Verdichtergehäuses.

Insbesondere im letztgenannten Fall besteht die Möglichkeit, vorteilhafterweise mehrere an unterschiedlichen Verdichtungs­ verhältnissen entsprechenden Orten vor dem Auslaß liegende Überverdichtungsregelöffnungen vorzusehen.

Zweckmäßigerweise ist der die Überverdichtungsregelöffnungen verschließende Regelkörper so ausgebildet, daß er in seiner ersten Stellung die Überverdichtungsregelöffnung im wesent­ lichen ausfüllt, um ebenfalls im Inneren des Verdichterge­ häuses, also im Bereich der Schraubenkammer, keine Toträume in dieser ersten Stellung zu schaffen.

Vorzugsweise ist der Regelkörper so ausgebildet, daß er eine Stirnfläche aufweist, mit welcher die jeweilige Überverdich­ tungsregelöffnung in der ersten Stellung desselben einer mit der Wandfläche der Schraubenkammer in diesem Bereich ent­ sprechenden Fläche verschließbar ist.

In vielen Fällen ist das Anordnen einer Überverdichtungs­ regelöffnung pro Schraubenkörper ausreichend. Besonders vor­ teilhaft ist es jedoch, wenn mehrere Überverdichtungsregel­ öffnungen vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die mehreren Überverdichtungsregelöffnungen entweder stirn- oder mantel­ seitig der Schraubenkörper angeordnet sind.

Hinsichtlich der Bewegbarkeit des Regelkörpers relativ zur Überverdichtungsregelöffnung wurde im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht.

So sieht beispielsweise ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Regelkörper quer zur Stirnfläche der Überver­ dichtungsregelöffnung bewegbar ist.

Vorzugsweise ist der Regelkörper Teil eines Regelkolbens, auf welchen einerseits der lokale Druck in der Schraubenkammer am Ort der Überverdichtungsregelöffnung und andererseits die dem auslaßseitigen Druck proportionale Kraft wirkt.

Im einfachsten Fall kann die dem auslaßseitigen Druck propor­ tionale Kraft dadurch erhalten werden, daß der Regelkolben auf seiner dem Regelkörper gegenüberliegenden Seite eine Kolbenfläche aufweist, welche mit einem dem auslaßseitigen Druck proportionalen Druck beaufschlagt ist.

Die Anordnung des Regelkolbens selbst kann in unterschied­ lichster Art und Weise erfolgen. Ein vorteilhaftes Aus­ führungsbeispiel sieht vor, daß der Regelkolben in einer Kolbenbohrung im Verdichtergehäuse angeordnet ist.

Diese Bohrung kann entweder parallel oder quer zur Axial­ richtung der Schraubenkörper verlaufen, wobei im Fall mehrerer mantelseitig der Schraubenkörper angeordneter Regel­ kolben vorzugsweise die Bohrung quer zur Axialrichtung der Schraubenkörper ausgerichtet sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schraubenverdichter;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt längs Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 durch eine Variante des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 5 durch eine zweite Variante.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schraubenver­ dichters, dargestellt in Fig. 1, umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Verdichtergehäuse mit einer Schraubenkammer 12, in welcher zwei Schraubenkörper 14 und 16 drehbar gelagert sind. Die beiden Schraubenkörper 14 und 16 sind dabei Teil von als Ganzes mit 18 und 20 bezeichneten Rotoren, welche zusätzlich zu den Schraubenkörpern 14 und 16 noch Wellen­ stummel 22 und 24 bzw. 26 und 28 umfassen, mit welchen die Rotoren 18 und 20 beiderseits der Schraubenkammer 12 in dem Gehäuse 10 drehbar gelagert sind. Der Wellenstummel 22 des einen Hauptrotor darstellenden Rotors 18 ist aus dem Gehäuse 10 herausgeführt und an seinem dem Schraubenkörper 14 abge­ wandten Ende mittels eines Antriebs antreibbar.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Schraubenkörper 14 und 16 jeweils um zueinander parallele Achsen 30 und 32 drehbar in der Schraubenkammer 12 angeordnet und zwar so, daß eine Außenkontur 34 bzw. 36 eines Schraubenkamms 15 bzw. 17 jedes Schraubenkörpers 14, 16 dichtend an einer Wandfläche 38 der Schraubenkammer 12 anliegt. Ferner greifen die Schraubenkämme 15 und 17 Schraubenkörper 14 bzw. 16 noch zusätzlich inein­ ander, so daß sich zwischen den Schraubenkämmen 15, 17 und der Wandfläche 38 der Schraubenkammer 12 in Abwicklung V-förmige Verdichtungsräume 40 bzw. 42 bilden, deren Volumen sich bei Drehung der Schraubenkörper 14 und 16 um die Achsen 30 bzw. 32 verkleinert, so daß in dieser Verdichtungsräumen 40 bzw. 42 eine Verdichtung des in diesen eingeschlossenen Mediums erfolgt.

Das zu verdichtende Medium wird, wie in Fig. 1 dargestellt, über einen Einlaß 50 zugeführt und tritt, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, durch einen Auslaß 52 aus, wobei der Auslaß 52 eine in die Schraubenkammer 12 mündende Auslaßöffnung 54 auf­ weist, die stirnseitig der Schraubenkammer 12 in einer zu der jeweiligen Achse 30 oder 32 senkrechten Ebene angeordnet ist, während der Einlaß 50 einen die Schraubenkörper 14 und 16 einlaßseitig azimutal umgebende Ausnehmung 56 umfaßt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, reicht die Ausnehmung 56 des Ein­ lasses 50 über ungefähr die obere Hälfte der Schraubenkörper 14 und 16, so daß nach Vorbeilaufen eines Schraubenkammes 60 oder 62 an einer durch ein unteres Ende der Ausnehmung 56 definierten Einlaßkante 64 zwischen den Schraubenkämmen 15 und 17 die geschlossenen Verdichtungsräume 40 und 42 gebildet werden.

In einem die geschlossenen Verdichtungsräume 40 und 42 be­ grenzenden Wandbereich 66 der Schraubenkammer 12 sind, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, in Axialrichtung 68 von einer Ein­ laßseite ausgehend mehrere aufeinanderfolgende Leistungs­ steueröffnungen 70a bis 70h vorgesehen, welche im darge­ stellten Fall gemeinsam eine Reihe bilden und in ungefähr gleichen Abständen A aufeinanderfolgen.

Jede dieser Leistungssteueröffnungen 70 mündet, wie in Fig. 5 dargestellt, in die Schraubenkammer 12, wobei jeder der Leistungssteueröffnungen 70a bis 70h ein Verdichtungsver­ hältnis dadurch zugeordnet werden kann, daß ein über dieser stehender Verdichtungsraum 40, 42 das zu verdichtende Medium stets mit demselben Verdichtungsverhältnis aufweist. Je größer der Abstand der jeweiligen Leistungssteueröffnung 70 in Axialrichtung 30, 32 von der Einlaßseite ist, um so größer ist das dieser Leistungssteueröffnung zugeordnete Verdich­ tungsverhältnis, da das Volumen der über dieser stehenden Verdichtungsräume 40, 42 immer kleiner wird.

Der Schraubenkammer 12 gegenüberliegend mündet jede der Leistungssteueröffnungen 70a bis 70h in einen mit dem Einlaß 50 verbundenen Rückströmkkanal 72, welcher sich beispiels­ weise ebenfalls in Axialrichtung 68 vom Einlaß 50 ausgehend erstreckt.

Ferner ist in Fortsetzung einer jeden Leistungssteueröffnung 70 in dem Gehäuse 10 eine sich in einen Gehäusekörper 74 hin­ einerstreckende Kolbenbohrung 76 vorgesehen, welche sich an die Leistungssteueröffnung 70 unmittelbar anschließt, den Rückströmkanal 72 durchsetzt und dann noch tiefer in den Gehäusekörper 74 eindringt bis zu einer Bodenfläche 78. In die Bodenfläche 58 mündet ein Zweigkanal 80 eines als Ganzes mit 82 bezeichneten Steuerkanals, welcher, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, mit dem Auslaß 52 verbunden ist.

In der Kolbenbohrung 76 ist ein als Ganzes mit 84 bezeich­ neter Steuerkolben angeordnet, welcher eine der Bodenfläche 78 zugewandte Kolbenfläche 86 und dieser gegenüberliegend einen Steuerkörper 88 umfaßt, der seinerseits in die je­ weilige Leistungssteueröffnung 70 und mit dieser dichtend ab­ schließend einführbar ist, wobei eine der Schraubenkammer 12 zugewandte Stirnfläche 90 des Steuerkörpers 88 in ihrer Form der Form der Wandfläche 38 im Wandbereich 66 angepaßt ist, so daß durch einen die Leistungssteueröffnung 70 dichtend ab­ schließenden Steuerkörper 88 im Bereich der Leistungssteuer­ öffnung 70 gegenüber der Schraubenkammer 12 ein gegen Null konvergierendes Schadraumvolumen verbleibt.

Vorzugsweise ist die Leistungssteueröffnung 70 als Bohrung mit zylindrischen Wandflächen 92 ausgeführt, welche gegenüber einer Zylinderachse 94 der Kolbenbohrung 76 einen geringeren Radius aufweisen, so daß sich auf der der Schraubenkammer 12 gegenüberliegenden Seite der Leistungssteueröffnung 70 ein Ringflansch 96 bildet, gegen welchen der Steuerkolben 84 in seiner mit dem Steuerkörper 88 die Leistungssteueröffnung 70 verschließenden Stellung seinerseits mit einer Ringfläche 98 anlegbar ist. Dabei erhebt sich vorzugsweise der Steuerkörper 88 über die Ringfläche 98 mit Zylinderflächen 100, so daß der Steuerkörper 88 mit seinen Zylinderflächen 100 passend in die zylindrischen Wandflächen 92 der Leistungssteueröffnung 70 einführbar ist und durch den Ringflansch 96 und die Ring­ fläche 98 mit seiner Stirnfläche 90 exakt in Höhe der Wand­ fläche 38 im Bereich der Leistungssteueröffnung 70 posi­ tionierbar ist.

Die Kolbenfläche 86 begrenzt ihrerseits gemeinsam mit dem zwischen dieser und der Bodenfläche 78 liegenden Bereich der Kolbenbohrung 76 einer Steuerzylinderkammer 110, welche über den Zweigkanal 80 mit dem Steuerkanal 82 verbunden ist.

Ist die jeweilige Steuerzylinderkammer 110 des entsprechenden Steuerkolbens 84 mit einem dem Druck im Auslaß 52 ent­ sprechenden Steuerdruck beaufschlagt, so bewegt sich der Steuerkolben 84 von der Bodenfläche 78 weg und verschließt mit dem Steuerkörper 88 die jeweilige Leistungssteueröffnung 70, so daß über diese Leistungssteueröffnung 70 keinerlei Verbindung zwischen den über der jeweiligen Leistungssteuer­ öffnung gebildeten Druckräumen 40 oder 42 mit dem mit dem Einlaß 50 verbundenen Rückströmkanal 72 besteht.

Allerdings hat der Steuerkolben 84 gleichzeitig noch eine Regelfunktion, da beim Auftreten eines Überdrucks - beispielsweise durch Ansaugen von Flüssigkeit - in dem über der jeweiligen Leistungssteueröffnung stehenden Verdichtungs­ raum 40 oder 42 dieser auf die Stirnfläche wirkenden Über­ druck zu einer Kraft führt, die Kraft übersteigt, welche von dem auslaßseitigen Druck erzeugt wird, wenn dieser auf die Kolbenfläche 86 wirkt.

Damit bewegt sich der Steuerkolben 84 so weit in Richtung der Bodenfläche 78, bis der Steuerkörper 88 die Leistungssteueröffnung 70 freigibt und der Überdruck über den Rückströmkanal 72 abgebaut werden kann. Anschließend ist die vom auslaß­ seitigen und auf die Kolbenfläche 86 wirkenden Druck erzeugte Kraft wieder größer, so daß der Steuerkörper 88 die Leistungssteueröffnung 70 wieder verschließt.

Entspricht der Steuerdruck in der jeweiligen Steuerzylinder­ kammer 110 ungefähr dem einlaßseitigen Druck oder ist er kleiner als dieser, so führt der auf den Steuerkolben 84 im Bereich der Stirnfläche 90 des Steuerkörpers 88 und der Ring­ fläche 98 wirkende Druck in dem jeweiligen Verdichterraum 40, 42 dazu, daß sich der Steuerkolben 84 in Richtung der Boden­ fläche 78 so weit bewegt, bis die Kolbenfläche 86 auf der Bodenfläche 78 aufliegt. In diesem Fall gibt der Steuerkörper 88 die jeweilige Leistungssteueröffnung 70 frei, so daß der über dieser Leistungssteueröffnung 70 liegende Verdichterraum 40 oder 42 durch die Leistungssteueröffnung 70 hindurch mit dem Einlaß 50 in Verbindung stehenden Rückströmkanal 72 ver­ bunden ist. In dem Rückströmkanal 72 bildet sich durch das zum Einlaß 50 zurückströmende Medium ein Druck aus, der geringfügig über dem einlaßseitigen Druck liegt und aus­ reicht, um die Steuerkolben 84 gegen die Wirkung eines dem einlaßseitigen Druck entsprechenden Steuerdrucks auf die Kolbenfläche 86 in der die Leistungssteueröffnung freigeben­ den Stellung zu halten.

Eine Ansteuerung der jeweiligen Steuerkolben 84 ist dadurch möglich, daß die zu den unterschiedlichen Kolbenbohrungen 76a bis h führenden Zweigkanäle 80a bis 80h in unterschiedlichen axialen Abständen von einem einlaßseitigen Ende 112 des Steuerkanals 82 angeordnet sind. Ferner ist das einlaßseitige Ende 112 des Steuerkanals 82 über einen Verbindungskanal 114 mit dem Einlaß 50 verbunden, während ein auslaßseitiges Ende 116 mit dem Auslaß 52 über einen Verbindungskanal 118 ver­ bunden ist. Durch einen in dem Steuerkanal 82 vorgesehenen Schieber 120 ist der Steuerkanal 82 in einen einlaßseitigen Abschnitt 122 und einen auslaßseitigen 124 aufteilbar, wobei im auslaßseitigen Abschnitt 124 bedingt durch den Verbin­ dungskanal 118 ein Druck vorliegt, welcher dem Druck im Aus­ laß 52 entspricht, während im einlaßseitigen Abschnitt 122 bedingt durch den Verbindungskanal 114 ein Druck herrscht, welcher dem Druck im Einlaß 50 entspricht.

Je nach dem, ob die Zweigkanäle 80 in den einlaßseitigen Ab­ schnitt 122 oder den auslaßseitigen Abschnitt 124 münden, werden die Steuerkolben 84 mit einem dem einlaßseitigen Druck oder dem auslaßseitigen Druck entsprechenden Steuerdruck be­ aufschlagt und folglich in eine Stellung verfahren, in welcher die Steuerkörper 88 die jeweilige Leistungssteuer­ öffnung 70 freigeben oder verschließen.

Ferner ist durch die Anordnung des Steuerkanals 82 und die Aufteilung desselben in einen einlaßseitigen Abschnitt 122 und einen auslaßseitigen Abschnitt 124 sichergestellt, daß stets alle von der Einlaßseite her aufeinanderfolgend ange­ ordneten Steuerkolben 84a bis 84d in der ihre Leistungs­ steueröffnungen 70a bis 70d mit dem Rückströmkanal 72 ver­ binden Stellung stehen, da deren sämtliche Zweigkanäle 80a bis 80d in dem einlaßseitigen Abschnitt 122 münden.

Ferner ist sichergestellt, daß sämtliche, in Richtung des Einlasses angeordneten Steuerkolben 84e bis 84h in ihrer die jeweiligen Leistungssteueröffnungen 70e bis 70h verschließen­ den Stellung stehen, da deren Zweigkanäle 80e bis 80h in den auslaßseitigen Abschnitt 124 des Steuerkanals 82 münden.

Dadurch daß die Leistungssteueröffnungen 70a bis 70d, wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, einerseits mit dem Rückströmkanal 72 und somit über diesen mit dem Einlaß 50 verbunden sind und andererseits die Leistungssteueröffnungen 70a bis 70d in die Schraubenkammer 12 münden, wirken die Leistungssteueröffnungen 70a bis 70d so, wie wenn die Aus­ nehmung 56 des Einlasses 50 bis zur Leistungssteueröffnung 70d reichen würde, so daß der Verdichter eine geringere Leistung aufweist.

Je nach dem wie viele der Steuerkolben 84a bis 84h in einer Stellung stehen, in der die entsprechenden Steuerkörper 88 die entsprechenden Leistungssteueröffnungen 70 freigeben, läßt sich die Leistung des erfindungsgemäßen Schraubenver­ dichters steuern.

Die Steuerung erfolgt durch Verschieben des Schiebers 120 in dem Steuerkanal 82 mittels einer Stelleinrichtung 130, die über eine Schubstange 132 auf den Schieber 120 wirkt.

In der in Fig. 4 dargestellten Stellung des Schiebers 120 stehen alle Steuerkolben 84a bis 84h in einer Stellung, in welcher die entsprechenden Steuerkörper 88 die Leistungs­ steueröffnungen 70a bis 70h freigeben und mit dem Kanal 72 verbinden.

Bei einer bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist zusätzlich in dem Verbindungskanal 114 ein Rückschlag­ ventil 134 vorgesehen, welches stets eine Druckentlastung des einlaßseitigen Abschnitts 122 des Steuerkanals 82 zuläßt, jedoch keine Druckrückwirkung vom Einlaß 50 auf den einlaß­ seitigen Abschnitt 122 des Steuerkanals 82. Damit besteht die Möglichkeit, daß ein Bewegen des Schiebers 120 zur Ver­ größerung des einlaßseitigen Abschnitts 122 in diesem den Steuerdruck noch unter den einlaßseitigen Druck absenken kann und damit mit einer derartigen Bewegung des Schiebers 120 vor dem Anlaufen des Verdichters sicherstellt, daß alle Steuer­ kolben 84 so stehen, daß die Steuerkörper die Leistungs­ steueröffnungen freigeben und somit der Schraubenverdichter nur ein geringes Anlaufdrehmoment benötigt.

Jeder der Steuerkolben 84 ist ferner mit einer Ringnut 140 versehen, welche in der Stellung des Steuerkolbens 84, in welcher der Steuerkörper 88 die entsprechende Leistungs­ steueröffnung 70 nicht verschließt, mit einem Durchbruch 142 zur Ringnut 140 des nächst folgenden Steuerkolbens 70 fluchtet und außerdem fluchtet die Ringnut 140a des dem Einlaß 50 nächstliegenden Steuerkolbens 84a mit einem Einspritz 144 zum Einspritzen eines Mediums oder Öls.

Zusätzlich ist jeder der Steuerkolben 84 mit einer Einspritz­ öffnung 146 versehen, an welche sich eine den Kolben 84 axial durchsetzende Bohrung 148 anschließt, die ihrerseits in einer Querbohrung 150 mündet, deren Mündungsöffnung 152 in der Stellung des Kolbens 84, in welcher der Steuerkörper 88 die Leistungssteueröffnung 70 verschließt, mit dem Durchbruch 142 zum vorangehenden Kolben 84 fluchtet, so daß von dem Durch­ bruch 142 ein einzuspritzendes Medium durch die Bohrungen 150 und 148 zur Einspritzöffnung 146 strömen und aus dieser aus­ treten kann.

Wie in Fig. 3 dargestellt, bilden die Ringkanäle 140a, 140b, 140c und 140d zusammen mit den Durchbrüchen 142 zwischen dem Ringkanal 140a, dem Ringkanal 140b, dem Ringkanal 140c und dem Ringkanal 140d ein Kanalsystem in Fortsetzung des Ein­ spritzkanals 144, so daß letztlich von dem Ringkanal 140d das einzuspritzende Medium durch den Durchbruch 142 zwischen dem Ringkanal 140d und der Mündungsöffnung 152 im Steuerkolben 84e hindurchtreten sowie durch die Bohrungen 150 und 148 in diesem Steuerkolben 84e bis zur Einspritzöffnung 146 strömen kann, wobei der Steuerkolben 84e in seiner die Leistungs­ steueröffnung 70 verschließenden Stellung gleichzeitig dafür sorgt, daß eine Verbindung zum Durchbruch 142 zwischen der Kolbenbohrung 76e und der Kolbenbohrung 76f unterbrochen wird.

Durch die Ringkanäle 140 und die Durchbrüche 142 wird somit ein Kanalsystem geschaffen, welches jeweils dem von Einlaß aus gesehen ersten die Leistungssteueröffnung 70e ver­ schließenden Steuerkolben 84e gleichzeitig dazu verwendet, um in die sich über der Einspritzöffnung 146 gebildeten Ver­ dichterräume 40 oder 42 ein Medium einzuspritzen.

Ein derartiges Medium kann beispielsweise ECO-Gas eines Economizer Systems oder auch Öl sein.

Der erfindungsgemäße Schraubenverdichter weist ferner noch eine der Auslaßöffnung 54 naheliegende und in dem Wandbereich 66 angeordnete Überverdichtungsregelöffnung 170 auf, welche einerseits in die Schraubenkammer 12 mündet und andererseits in einen zum Auslaß 52 führenden Auslaßkanal 172.

An die Überverdichtungsregelöffnung 170 schließt sich eben­ falls eine von dieser ausgehend in den Gehäusekörper 74 hin­ einragende Kolbenbohrung 176 an, welche bis zu einer Boden­ fläche 178 reicht, wobei in diese Bodenfläche 178 ein eben­ falls vom auslaßseitigen Abschnitt 124 des Steuerkanals 82 ausgehender Zweigkanal 180 mündet. Ein in der Kolbenbohrung 176 angeordneter Regelkolben 184 umfaßt ebenfalls einen Regelkörper 188, welcher in die Überverdichtungsregelöffnung 170 zum Verschließen derselben einführbar ist. Dabei weist der Regelkörper 188 ebenfalls eine der Schraubenkammer 12 zugewandte Stirnfläche 190 auf, welche der Wandfläche 38 im Bereich der Überverdichtungsregelöffnung 170 angepaßt ist, so daß sich bei die Überverdichtungsregelöffnung 170 ver­ schließender Stellung des Regelkörpers 188 über der Stirn­ fläche 190 ein gegen Null gehendes Schadraumvolumen bildet.

Der Regelkolben 184 weist ferner noch eine Kolbenfläche 186 auf, wobei in gleicher Weise wie bei den Steuerkolben 84 zwischen der Kolbenfläche 186, der Bodenfläche 178 und dem zwischen diesem liegenden Abschnitt der Kolbenbohrung 176 eine Regelzylinderkammer 200 gebildet, welche stets mit Regeldruck beaufschlagt ist, welcher ein Druck im Auslaß 52 entspricht.

In gleicher Weise wie im Fall der Steuerkolben 84 weist auch der Regelkolben 184 noch eine den Regelkörper 188 umgebende Ringfläche 198 auf, welche bis zu einer Mantelfläche 202 des Regelkörpers 188 reicht, die so ausgeführt ist, daß sie passend in eine zylindrische Fläche 192 der Überverdichtungs­ regelöffnung 170 einführbar ist, um diese mit dem Regelkörper 188 zu verschließen.

Der Regelkolben arbeitet nun so, daß der auf die Kolbenfläche 186 wirkende dem auslaßseitigen Druck entsprechende Regel­ druck zu einer Kraft führt, die den Regelkörper 188 in seiner die Überverdichtungsregelöffnung 170 verschließenden Stellung hält, da im Normalfall ohne Überverdichtung auf die Stirn­ fläche 190 desselben maximal ein Druck wirkt, der höchstens gleich dem auslaßseitigen Druck sein kann. Die daraus resul­ tierende Kraft ist aufgrund der kleiner als die Kolbenfläche 186 ausgebildeten Stirnfläche 190 stets kleiner als die vom Regeldruck erzeugte Kraft.

Sinkt jedoch der auslaßseitige Druck ab und wird kleiner als der ursprünglich durch das maximale Verdichtungsverhältnis vorgegebene Druck, so würde eine Überverdichtung eintreten. In diesem Fall kann jedoch der Regeldruck kleiner werden als der durch die Verdichtungsräume 40, 42 auf die Stirnfläche 190 wirkende Druck und folglich bewegt sich der Regelkolben 184 unter freigeben der Überverdichtungsregelöffnung durch den Regelkörper 188 in Richtung von der Schraubenkammer 12 weg, so daß das nicht bis zum maximalen Verdichtungsver­ hältnis verdichtete Medium zum Auslaß 52 durch den Auslaß­ kanal 172 strömen kann und dadurch eine Überverdichtung ver­ mieden wird.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist jedem der Schrauben­ körper 14 bzw. 16 eine Reihe von Leistungssteueröffnungen 70a bis 70h sowie eine Überverdichtungsregelöffnung 170 zuge­ ordnet, wie in Fig. 5 dargestellt.

Vorzugsweise ist dabei in allen Fällen die Mittelachse 94 oder 194 der jeweiligen Kolbenbohrung 76 bzw. 176 radial zur entsprechenden Drehachse 30 oder 32 angeordnet.

Bei einer Variante der erfindungsgemäßen Lösung, dargestellt in Fig. 6, ist dagegen vorgesehen, daß jedem Schraubenkörper 14 oder 16 zwei Reihen von Leistungssteueröffnungen 70′ bzw. 70′′ zugeordnet sind, um den Strömungsquerschnitt der Leistungssteueröffnungen zu vergrößern.

Im übrigen sind die Steuerkörper 88′ und 88′′ sowie die Steuerkolben 84′ bzw. 84′′ in gleicher Weise ausgebildet, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrie­ ben, allerdings sind in diesem Falle die Mittelachsen 94′ bzw. 94′′ der Kolbenbohrungen 76′ bzw. 76′′ nicht mehr radial zum jeweiligen Schraubenkörper 14 ausgebildet, sondern paral­ lel zueinander.

Claims (34)

1. Schraubenverdichter für Gaskreisläufe, insbesondere für Kälteanlagen, umfassend ein Verdichtergehäuse mit einem Einlaß und einem Auslaß für das zu verdichtende Medium, zwei in einer Schraubenkammer des Verdichtergehäuses an­ geordnete und sich zwischen dem Einlaß und dem Auslaß erstreckende Schraubenkörper, welche unter Bildung von zwischen dem Einlaß und dem Auslaß liegenden ge­ schlossenen Verdichtungsräumen ineinandergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem bei Maximalleistung geschlossene Verdichtungsräume (40, 42) begrenzenden Wandbereich (66) der Schrauben­ kammer (12) mehrere jeweils an unterschiedlichen Ver­ dichtungsverhältnissen entsprechenden Orten dieses Wand­ bereichs (66) angeordnete Leistungssteueröffnungen (70) vorgesehen sind, von denen jede mit einem von mehreren separat betätigbaren Steuerkörpern (88) entweder dadurch verschließbar ist, daß der Steuerkörper (88) die Leistungssteueröffnung (70) im wesentlichen ausfüllt, oder mit einem mit dem Einlaß (50) verbundenen Rück­ strömkanal (72) dadurch verbindbar ist, daß der Steuer­ körper (88) im Abstand von der Leistungssteueröffnung (70) steht.

2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerkörper (88) quer zu einer Quer­ schnittsfläche der jeweiligen Leistungssteueröffnung (70) in Richtung von der Schraubenkammer (12) weg beweg­ bar sind.

3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkörper (88) eine Stirn­ fläche (90) aufweisen, mit welcher die jeweilige Leistungssteueröffnung (70) in der diese verschließenden Stellung der Steuerkörper (88) der Wandfläche (38) der Schraubenkammer (12) in diesem Bereich entsprechend ver­ schließbar ist.

4. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schrauben­ körper (14, 16) eine Vielzahl von Leistungssteueröff­ nungen (70) zugeordnet ist.

5. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungs­ steueröffnungen längs einer in der Wandfläche (66) der Schraubenkammer (12) liegenden Linie angeordnet sind.

6. Schraubenverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leistungssteueröffnungen (70) in einer zur Axialrichtung (30, 32) parallelen Reihe angeordnet sind.

7. Schraubenverdichter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Mittenabstände aufeinanderfolgender Leistungssteueröffnungen (70) kleiner als ein zweifacher Abstand zwischen aufeinander folgenden Schraubenkämmen (60) ist.

8. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungssteueröffnungen (70) sich in Richtung der Linie über mindestens die Hälfte des Abstandes aufeinanderfolgender Schraubenkämme (60) der Schraubenkammer (14, 16) erstrecken.

9. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden An­ sprüche 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Steuer­ körper (88) ein Antriebselement (84) zugeordnet ist.

10. Schraubenverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebselement (84) zum Verschließen der Leistungssteueröffnung (70) durch den Steuerkörper (88) diesen mit einer dem auslaßseitigen Druck propor­ tionalen Kraft beaufschlagt.

11. Schraubenverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebselement (84) druckmediumbe­ tätigt ist.

12. Schraubenverdichter nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebselement (84) zum Überführen und/oder Halten des Steuerkörpers (88) in seiner die Leistungssteueröffnung (70) verschließenden Stellung mit einem unter einem zum auslaßseitigen Druck proportio­ nalen Steuerdruck stehenden Medium betätigbar ist.

13. Schraubenverdichter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (84) in der die jeweilige Leistungssteueröffnung (70) mit dem Rückström­ kanal (72) verbindenden Stellung des Steuerkörpers (88) maximal mit einem zum einlaßseitigen Druck proportio­ nalen Steuerdruck beaufschlagbar ist.

14. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebselement einen Steuerkolben (84) aufweist, auf welchen einerseits der lokale Druck in der Schraubenkammer (12) am Ort der jeweiligen Leistungssteueröffnung und andererseits der Steuerdruck wirkt.

15. Schraubenverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder Steuerkörper (88) Teil des jewei­ ligen Steuerkolbens (84) ist.

16. Schraubenverdichter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (84) in quer zur Axialrichtung (30, 32) der Schraubenkörper (14, 16) ver­ laufenden Bohrungen (76) im Verdichtergehäuse (10) ange­ ordnet sind.

17. Steuerkörper nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkolben (84) so ausgebildet sind, daß sie mit ihrer dem Steuerkörper (88) abge­ wandten Seite eine vom Steuerdruck beaufschlagbare und eine Steuerzylinderkammer (110) begrenzende Kolbenfläche (86) aufweisen.

18. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leistungs­ steuereinrichtung vorgesehen ist, welche sämtliche Ver­ dichtungsverhältnissen unterhalb eines ausgewählten Ver­ dichtungsverhältnisses entsprechenden Leistungssteuer­ öffnungen öffnet und sämtliche Verdichtungsverhältnissen beim oder oberhalb des ausgewählten Verdichtungsverhält­ nisses entsprechenden Leistungssteueröffnungen ver­ schließt.

19. Schraubenverdichter nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerzylinderkammern (110) unter­ schiedlicher Steuerkörper (88) mit unterschiedlichen Ausgängen (80) einer an den Ausgängen (80) Steuerdrucke vorgebenden Leistungssteuereinrichtung (82, 120) verbun­ den sind.

20. Schraubenverdichter nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leistungssteuereinrichtung einen be­ wegbaren Steuerschieber (120) aufweist, mit welchem aus­ gewählte Ausgänge (80) der Leistungssteuereinrichtung mit unterschiedlichem Steuerdruck beaufschlagbar sind.

21. Schraubenverdichter nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerschieber (120) in einem Steuer­ kanal (82) angeordnet ist und durch den Steuerschieber (120) der Steuerkanal in einen auslaßseitigen Abschnitt (124) unterteilt ist, in welchem der zum auslaßseitigen Druck proportionale Druck als Steuerdruck vorliegt, und einen einlaßseitigen Abschnitt (122), in welchem ein maximal zum einlaßseitigen Druck proportionaler Druck als Steuerdruck vorliegt, und daß die einzelnen Steuer­ zylinderkammern (110) über an unterschiedlichen Stellen des Steuerkanals (82) abzweigenden Zweigleitung (80) mit diesen verbunden sind.

22. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkörper (88) mit einer Einspritzöffnung (146) zum Einspritzen eines Mediums in einen der sich bildenden Verdichtungs­ räumen (40, 42) versehen sind und daß die Einspritzöff­ nung (146) eines die jeweilige Leistungssteueröffnung (70) verschließenden Steuerkörpers (88) mit einem Ein­ spritzkanal (144) verbindbar ist.

23. Schraubenverdichter nach Anspruch 22, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einspritzöffnung (146) des mit seinem Verdichtungsverhältnis dem ausgewählten Verdichtungsver­ hältnis nächstkommenden und in seiner die Leistungs­ steueröffnung (70) verschließenden Stellung stehenden Steuerkörpers (84) mit dem Einspritzkanal (144) ver­ bunden ist.

24. Schraubenverdichter nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Ein­ spritzöffnung (146) und dem Einspritzkanal (144) durch die Stellung des Steuerkörpers (88) relativ zur Leistungssteueröffnung (70) steuerbar ist.

25. Schraubenverdichter nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerkörper (88) in seiner die Leistungssteueröffnung (70) mit dem Einlaß (50) ver­ bindenden Stellung den jeweils nächstfolgenden, einem höheren Verdichtungsverhältnis entsprechenden Steuer­ körper (88) mit dem Einspritzkanal (144) verbindet.

26. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerkörper (88) in seiner die Leistungssteueröffnung (70) verschließenden Stellung eine Verbindung der Einspritzöffnung (146) des nächstfolgenden, einem höheren Verdichtungsverhältnis entsprechenden Steuerkörpers (88) mit dem Einspritzkanal (144) unterbricht.

27. Schraubenverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Ver­ dichtungsräume mit hohen Verdichtungsverhältnissen begrenzenden Wandbereich (66) der Schraubenkammer (12) eine Überverdichtungsregelöffnung (170) vorgesehen ist, welche mit einem Regelkörper (188) in einer ersten Stellung desselben verschließbar und in einer zweiten Stellung desselben mit dem Auslaß (52) verbindbar ist und daß der Regelkörper (188) mit einer dem auslaß­ seitigen Druck proportionalen Kraft elastisch beauf­ schlagt ist.

28. Schraubenverdichter nach Anspruch 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Schraubenkörper (14, 16) mindestens eine Überverdichtungsregelöffnung (170) zugeordnet ist.

29. Schraubenverdichter nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkörper (188) so ausgebildet ist, daß er in seiner ersten Stellung die Überverdich­ tungsregelöffnung (170) im wesentlichen ausfüllt.

30. Schraubenverdichter nach Anspruch 29, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regelkörper (188) so ausgebildet ist, daß seine Stirnfläche (190) die jeweilige Überverdich­ tungsregelöffnung (170) in der ersten Stellung desselben mit einer der Wandfläche (38) der Schraubenkammer (12) in diesem Bereich entsprechenden Fläche verschließt.

31. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkörper (188) quer zur Stirnfläche (190) der Überverdichtungsregelöffnung (170) bewegbar ist.

32. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkörper (188) Teil eines Regelkolbens (184) ist, auf welchen einerseits der lokale Druck in der Schraubenkammer (12) am Ort der Überverdichtungsregelöffnung (170) und andererseits die dem auslaßseitigen Druck proportionale Kraft wirkt.

33. Schraubenverdichter nach Anspruch 32, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regelkolben (184) auf seiner dem Regelkörper (188) gegenüberliegenden Seite eine Kolben­ fläche (186) aufweist, welche mit einem dem auslaß­ seitigen Druck proportionalen Druck beaufschlagt ist.

34. Schraubenverdichter nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (184) in einer Kolbenbohrung (176) im Verdichtergehäuse (10) angeordnet ist.