DE19949730A1 - Wassergekühlte Gaszuführvorrichtung mit Wasserdrainagesystem - Google Patents

Abstract

Eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung zur Anlieferung eines komprimierten oder expandierten Gases zu einer objektiven Maschine oder einem System mit einem ortsfesten Element, daß einen Kammerbereich in sich definiert, mit einem beweglichen Element, daß eine vorbestimmte Bewegung in dem ortsfesten Element gemäß einer Anwendung der Antriebskraft ausführt und mit dem ortsfesten Element zusammenwirkt, um eine Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern mit vorgegebenem Volumina zu definieren, die in Abhängigkeit von der vorbestimmten Bewegung des beweglichen Elements verändert werden, und einem äußeren Gehäuseelement, welches in sich die ortsfesten und beweglichen Elemente einschließt, mit einem Wasserzuführsystem, welches ein Kühlwasser zu jeder der Mehrzahl der Arbeitskammern zuführt, um Wärme, die in den Arbeitskammern erzeugt wird, abzuführen, und mit einem Wasserdrainagesystem zur raschen Abführung des Kühlwassers, wenn es aus den Arbeitskammern in einen vorgegebenen Bereich im Inneren des Gehäuseelementes ausgeleckt ist, aus dem vorgegebenen Bereich zu der Außenseite des äußeren Gehäuseelements.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Gas­ zuführvorrichtung zur Zuführung eines Gases, beispiels­ weise Luft, Wasserstoffgas usw., in einem komprimierten oder expandierten Zustand zur benötigten Maschine und insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung mit einem inkorpo­ rierten Wasserkühlsystem, das im Stande ist, Hitze ab­ zuführen, die aufgrund der Kompression eines Gases oder einer Reibungswärme erzeugt wird, erzeugt aufgrund ei­ nes reibungsmäßigen Angriffs ortsfester und beweglicher Elemente, durch Kühlwasser und ein Wasserdrainagesystem zur sicheren Abgabe des Kühlwassers von einer Innensei­ te zu einer Außenseite der Vorrichtung nach dem Kühl­ vorgang. Die vorliegende Erfindung ist weiterhin an­ wendbar auf die Drainage eines Kühlwassers einer was­ sergekühlten Gaszuführvorrichtung, die in sich ein Gas­ expansionssystem und ein Wasserkühlsystem einschließt, das durch das Kühlwasser Reibungswärme abführt, die während der Expansion eines Gases erzeugt wurde.

Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik

Es gibt verschiedene herkömmliche Arten von Gaszuführ­ vorrichtungen, eine ist eine schmiermittelgekühlte Gas­ zuführvorrichtung, bei der sowohl die innere Schmierung als auch die Kühlung durch ein gemeinsames Schmiermit­ tel erreicht werden, und die andere ist eine nicht ge­ schmierte Gaszuführvorrichtung, bei welcher eine Schmierung durch ein Schmiermittel nicht ausgeführt wird.

Die herkömmlichen Gaszuführvorrichtungen wurden als zweckmäßig angenommen, je nach dem unterschiedlichen Anwendungszweck. Wenn es beispielsweise nötig ist, daß eine vorgegebene objektive Maschine mit einem sauberen und ölfreien Gas unter Kompression oder Expansion ge­ speist wird, wird eine nicht geschmierte Gaszuführvor­ richtung angewandt. Wenn insbesondere eine Gaszuführ­ vorrichtung zur Zuführung von Luft oder Wasserstoffgas zu einer Brennstoffzelle benutzt wird, muß es eine nicht geschmierte Art sein, um zu verhindern, daß die Luft oder das Wasserstoffgas durch einen Ölbestandteil verunreinigt wird. Da dennoch eine große Wärmemenge während der Kompression von Luft oder Wasserstoffgas erzeugt wird, ist eine Entfernung der Wärme unter Ver­ wendung eines Kühlwassers erforderlich und dementspre­ chend wurde ein Wasserkühlsystem entwickelt und vorge­ schlagen, das befähigt ist, in die Gaszuführvorrichtung inkorporiert zu werden.

Ein typischer Vorschlag für das Wasserkühlsystem ist beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patent­ veröffentlichung (Kokai) Nr. 8-68386 (JP-A-868386) be­ schrieben, veröffentlicht vom Japanischen Patentamt am 12. März 1996.

JP-A-868386 zeigt eine wassergekühlte Spiralgaszuführ­ vorrichtung (einen Luftkompressor des Spiral- oder scroll-Typs) mit einem ortsfesten oder stationären Spi­ ralelement und einem beweglichen Spiralelement, die so angeordnet sind, daß sie miteinander zusammenwirken, um ein Gas in einer Mehrzahl von Arbeitskammern zu kompri­ mieren, die zwischen den beiden Spiralelementen defi­ niert sind und sich spiralig verschieben, während sich ihre Voluminas in Abhängigkeit von der Bewegung des be­ weglichen Spiralelements verändern. Der wassergekühlte Spiralgaskompressor der JP-A-'386 schließt ein Wasser­ kühlsystem ein, das mit einem Wasserzuführdurchlaß ver­ sehen ist, der an einer vorbestimmten Stelle des Kom­ pressorkörpers so angeordnet ist, daß er sich in jede der sich verschiebenden Arbeitskammern öffnet, um es zu ermöglichen, daß Kühlwasser von einer äußeren Druckwas­ seranlieferungsquelle zugeführt wird, um in die Ar­ beitskammern als Wasserstrahl anzutreten, und zwar über ein geeignetes Verbindungsrohr, das von der Druckwas­ serquelle zum Wasserzuführdurchlaß reicht. Das Kühlwas­ ser, welches in die jeweiligen Arbeitskammern eintritt, führt Wärme ab, die in den jeweiligen Arbeitskammern aufgrund der Gaskompression und aufgrund von Reibung zwischen den ortsfesten und beweglichen Spiralelementen erzeugt wurde. Die oben erwähnte wassergekühlte Gaszu­ führvorrichtung, die aus einem wassergekühlten Luftkom­ pressor besteht, ist mit Dichtungen versehen, die zwi­ schen den ortsfesten und beweglichen Spiralelementen angeordnet sind, um die Arbeitskammern hermetisch abzu­ dichten und zu verhindern, daß das Kühlwasser aus der Arbeitskammer in einen unteren Bereich im Inneren eines Gehäuses der Gaszuführvorrichtung ausleckt. Wenn den­ noch die Gaszuführvorrichtung während einer langen Zeit benutzt wird, nutzen sich die Dichtungen ab und sind nicht in der Lage, das Kühlwasser an einem Auslecken aus den Arbeitskammern in den unteren Bereich des Ge­ häuses über die Dichtungen hinweg zu verhindern. Das Kühlwasser, das in den unteren Bereich des Gehäuses ausgeleckt ist, verursacht eine Korrosion von Stahlele­ menten und Teilen in der Gaszuführvorrichtung, bei­ spielsweise der Lagervorrichtungen und einiger anderer bewegender oder gleitender Elemente, während das Wasser im Gehäuse verbleibt. Daher wird die Lebensdauer der wassergekühlten Gaszuführvorrichtung reduziert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das oben beschriebene Problem der herkömmlichen wasserge­ kühlten Gaszuführvorrichtung zu eliminieren.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ei­ ne wassergekühlte Gaszuführvorrichtung zu vermitteln, die mit einem geeigneten Drainagesystem versehen ist, um Kühlwasser sicher auszustoßen, wenn es aus einer Ar­ beitskammer oder aus Arbeitskammern in einen vorbe­ stimmten Teil des äußeren Gehäuses der Gaszuführvor­ richtung ausleckt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung zu schaffen, die mit einem geeigneten Wasserkühlsystem versehen ist, um Wärme, die innerhalb der Gaszuführvorrichtung er­ zeugt wird, abzuführen und mit einem Drainagesystem mit einem Drainagedurchlaß, über welchen ein Kühlwasser, das aus einer Arbeitskammer oder Arbeitskammern in ei­ nen Teil der Vorrichtung, der in der Nähe innerer, was­ serempfindlicher Elemente liegt, beispielsweise Lager, an die Außenseite des Gehäuses der Gaszuführvorrichtung abgegeben werden kann.

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung vorgesehen, welche umfaßt:
eine Antriebswelle zur Aufnahme einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle;
ein ortsfestes Element, das in sich einen Hohlraum de­ finiert;
ein bewegliches Element, befähigt zur Durchführung ei­ ner vorbestimmten Bewegung in dem Hohlraum des ortsfe­ sten Elements durch die Antriebskraft der Antriebswelle und zur Definition einer Mehrzahl fluiddichter Arbeits­ kammern innerhalb des Hohlraums, deren Volumina durch die vorbestimmte Bewegung des beweglichen Elements nacheinander verändert werden;
ein äußeres Gehäuseelement angeordnet, um die ortsfe­ sten und beweglichen Elemente in sich einzuschließen;
einen Wasserzuführdurchlaß zur Zuführung eines Kühlwas­ sers zu jeder der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern, um wenigstens Wärme, die in jeder der Mehrzahl fluid­ dichter Arbeitskammern erzeugt wird, abzuführen;
ein Gaseintrittsdurchlaßmittel zur Einführung eines Ga­ ses in jede der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern während der vorbestimmten Bewegung des beweglichen Ele­ ments, so daß das Gas aufgrund einer Änderung in den Volumina der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern ent­ weder Kompression oder Expansion unterworfen wird;
ein Gasaustrittsdurchlaßmittel zum Austritt des Gases nach Kompression oder Expansion aus jeder der Mehrzahl von Arbeitskammer; und
ein Drainagedurchlaßmittel zur Führung des Kühlwassers, wenn es aus der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern zu einem vorbestimmten Teil im Inneren des äußeren Gehäu­ seelements ausgeleckt ist, so daß das Kühlwasser aus dem vorbestimmten Teil zu einer Außenseite des äußeren Gehäuseelements abgegeben wird.

Wenn das Kühlwasser, das aus den Arbeitskammern der wassergekühlten Gaszuführvorrichtung ausgeleckt ist, über das Drainagedurchlaßmittel zur Außenseite des äu­ ßeren Gehäuseelements abgegeben wird, verbleibt kein Teil des Kühlwassers im Inneren des äußeren Gehäuseele­ ments der Gaszuführvorrichtung. Daher können wasseremp­ findliche Elemente, beispielsweise Lagervorrichtungen und andere bewegliche und gleitverschiebliche aus Stahl vor einer Korrosion bewahrt werden. Wenn beispielsweise das ortsfeste Element aus Stahl gefertigt statt, kann ein Gleitteil zwischen dem ortsfesten Element und dem beweglichen Element vor einer Korrosion geschützt wer­ den.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung eine wassergekühlte Spiralgaszuführvorrichtung, die ein­ schließt: ein ortsfestes Spiralelement, das als das zu­ vor erwähnte ortsfeste Element ausgebildet ist und ein ortsfestes Spiralglied einschließt; ein bewegliches Spiralelement, das als das zuvor erwähnte bewegliche Element ausgebildet ist und ein bewegliches Spiralglied einschließt, das spiralig in Eingriff mit dem ortsfe­ sten Spiralglied ist, wobei das bewegliche Spiralele­ ment als vorbestimmte Bewegung eine Orbitalbahnbewegung ausführt; einen Wasserzuführdurchlaß, der als der zuvor erwähnte Wasserzuführdurchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern einspeist, die in Abhängigkeit von der Orbitalbahnbewe­ gung des beweglichen Spiralelements zwischen den orts­ festen und den beweglichen Spiralgliedern definiert sind; und eine Gehäuseeinheit, die als das äußere Ge­ häuseelement ausgebildet ist und die ortsfesten und be­ weglichen Spiralelemente umschließt, wobei das bewegli­ che Spiralglied des Spiralelements die Orbitalbahnbewe­ gung durch die von der Antriebswelle vermittelte An­ triebskraft ausführt, während ein spiraliger Eingriff mit dem ortsfesten Spiralglied des ortsfesten Spirale­ lements aufrechterhalten bleibt, um so sukzessive jede der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern zur Mitte der aneinander anliegenden, ortsfesten und beweglichen Spi­ ralglieder zu verschieben, während die Volumina der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern sukzessive redu­ ziert werden, so daß das Gas komprimiert und aus der Mitte der aneinander liegenden ortsfesten und bewegli­ chen Spiralelemente ausgestoßen wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die wassergekühlte Gaszuführvorrich­ tung eine wassergekühlte Spiralgaszuführvorrichtung, die einschließt: ein ortsfestes Spiralelement, das als das zuvor erwähnte ortsfeste Element ausgebildet ist und ein ortsfestes Spiralglied einschließt; ein beweg­ liches Spiralelement, das als das zuvor erwähnte beweg­ liche Element ausgebildet ist und ein bewegliches Spi­ ralglied einschließt, das spiralig ein Eingriff mit dem ortsfesten Spiralglied ist, wobei das bewegliche Spi­ ralelement als vorbestimmte Bewegung eine Orbitalbahn­ bewegung ausführt; einen Wasserzuführdurchlaß, der als der zuvor erwähnte Wasserzuführdurchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddichter Ar­ beitskammern einspeist, die in Abhängigkeit von der Or­ bitalbahnbewegung des beweglichen Spiralelements zwi­ schen den ortsfesten und den beweglichen Spiralgliedern definiert sind; und eine Gehäuseeinheit, die als das äußere Gehäuseelement ausgebildet ist und die ortsfe­ sten und beweglichen Spiralelemente umschließt, wobei das bewegliche Spiralglied des Spiralelements die Or­ bitalbahnbewegung durch die von der Antriebswelle ver­ mittelte Antriebskraft ausführt, während ein spiraliger Eingriff mit dem ortsfesten Spiralglied des ortsfesten Spiralelements aufrechterhalten bleibt, um so sukzessi­ ve jeder der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern zu einem äußeren Umfang der aneinander anliegenden, orts­ festen und beweglichen Spiralglieder zu verschieben, während die Volumina der fluiddichter Arbeitskammern sukzessive vergrößert werden, so daß das Gas expandiert und vom äußeren Umfang der aneinander anliegenden orts­ festen beweglichen Spirale ausgestoßen wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die wassergekühlte Gaszuführvorrich­ tung eine wassergekühlte Flügelradzuführvorrichtung, die einschließt: einen Zylinder, der als das ortsfeste Element ausgebildet ist und in sich eine Zylinderkammer definiert, die von einer Innenwand umschlossen ist, welche sich so erstreckt, daß sie eine vorbestimmte Ge­ stalt hat, wobei der Zylinder in axialer Richtung vor­ dere und hintere Stirnseiten hat; ein Rotorelement, das als das bewegliche Element ausgebildet und so angeord­ net ist, daß es in der Zylinderkammer rotiert, wobei das Rotorelement mit einer Mehrzahl von Flügelschlitzen versehen ist, die eine Mehrzahl von Flügeln so aufneh­ men, daß es den Flügeln gestattet ist, gleitverschieb­ lich auf die Innenwand der Zylinderkammer zu und von ihr wegbewegt zu werden; vordere und hintere Seiten­ platten, die an den vorderen und hinteren Stirnseiten des Zylinders befestigt sind, um die Zylinderkammer und eine geschlossene Kammer auszubilden; eine Gehäuseein­ heit, die zur Umschließung des Zylinders und der vorde­ ren und hinteren Seitenplatten vorgesehen ist und das zuvor erwähnte äußere Gehäuseelement bildet; und ein Wasserzuführdurchlaßsystem, das als der Wasserzuführ­ durchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern einspeist, die durch einen Außenumfang des Rotorelements, die Innen­ wand des Zylinders, die vorderen und hinteren Seiten­ platten und die Mehrzahl von Flügeln definiert sind, wenn das Rotorelement in der Zylinderkammer rotiert, wobei das Rotorelement in der Zylinderkammer durch die von der Antriebswelle vermittelte Antriebskraft in Dre­ hung versetzt wird, um so die Volumina der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern sukzessive zu reduzieren, so daß das Gas sukzessive komprimiert und aus der Mehr­ zahl fluiddichter Arbeitskammern ausgestoßen wird.

Gemäß einer immer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die wassergekühlte Gaszu­ führvorrichtung eine wassergekühlte Roots- Gaszuführvorrichtung, die einschließt: ein Rotorgehäu­ se, das als das ortsfeste Element ausgebildet ist, und in sich eine Rotorkammer definiert, die von einer in einer vorbestimmten Gestalt geformten Innenwand um­ schlossen ist; ein Paar von Rotorelementen, die als das bewegliche Element vorgesehen und in der Rotorkammer im gegenseitigen Eingriff sind, wobei das Paar von in ge­ genseitigem Eingriff befindlichen Rotorelementen mit Außenumfängen versehen ist, die mit der Innenwand des Rotorgehäuses zusammenwirken, um in der Rotorkammer ei­ ne Mehrzahl beweglicher Kammerabschnitte zu definieren, die als die Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern vorge­ sehen sind und bewegt werden, wenn das Paar von Rotor­ elementen durch die Antriebskraft der Antriebswelle in entgegengesetzter Richtungen bewegt wird; ein Wasserzu­ führdurchlaßsystem, das als der Wasserzuführdurchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl der Kammerabschnitte einspeist, wenn das Paar von Rotorele­ menten in der Rotorkammer rotiert; und eine Gehäuseein­ heit, die als das äußere Gehäuseelement ausgebildet und dicht mit den Rotorgehäuse verbunden ist, um die An­ triebswelle, auf der eines der Paare der Rotorelemente montiert ist, und eine Hilfswelle, auf der das andere des Paares der Rotorelemente montiert ist, drehbar über Lagervorrichtungen abzustützen, wobei die Gehäuseein­ heit mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Gas versehen ist und das Paar von in gegenseitigem Eingriff stehen­ den Rotorelementen so rotiert, daß sich jeder der Mehr­ zahl von Kammerabschnitten von einer Stelle in der Nähe der Einlaßöffnung zu einer Stelle in der Nähe der Aus­ laßöffnung bewegt, während sich das Volumen jedes der Mehrzahl von Kammerabschnitten ändert, so daß das von der Einlaßöffnung angesaugte Gas aus der Auslaßöffnung ausgestoßen wird, nachdem es in der Mehrzahl der Kam­ merabschnitte komprimiert und expandiert wurde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher gemacht, für die gilt:

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines wasserge­ kühlten Spiralgaskompressors, der als wassergekühlte Gaszuführvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu benutzen ist;

Fig. 2 ist eine schematische Erläuterungsansicht des Spiralgaskompressors der Fig. 1 mit der Darstellung eines Betriebsstadiums, in dem ein Gas und ein Kühlwas­ ser in eine von Arbeitskammern gesaugt werden, und zwar in Abhängigkeit von einem Zusammenwirken ortsfester und beweglicher Spiralglieder eines Paares ortsfester und beweglicher Spiralelemente;

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht eines Flügelrad­ kompressors, der als eine wassergekühlte Gaszuführvor­ richtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung zu benutzen ist;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie, welche eine Längsachse des Flügelradgaskompressors der Fig. 3 schneidet, mit der Darstellung von Flügeln, die gleitverschieblich von einem Rotorelement gehalten sind und ein Gas;

Fig. 5 ist eine Längsschnittansicht mit der Darstel­ lung eines wassergekühlten Roots-Gaskompressors, der als eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu benutzen ist;

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie, welche die Mittelachse paralleler Rotorwellen des Roots-Gaskompressors der Fig. 5 kreuzt, mit der Dar­ stellung einer Konstruktion und Anordnung eines Wasser­ zuführsystems und eines Drainagedurchlasses, einge­ schlossen in den Kompressor.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 wird ein wassergekühlter Spiralgaskompressor dazu benutzt, ein komprimiertes Gas, beispielsweise komprimierte Luft zuzuführen, und ist mit einem ortsfesten oder stationären Spiralelement 2 versehen, das eine ortsfeste Seitenplatte 21 ein­ schließt, mit einem Schalenteil 22, der einstückig mit der ortsfesten Seitenplatte 21 ausgebildet ist, und mit einem ortsfesten Spiralglied 23, das in der ortsfesten Seitenplatte 21 ausgebildet ist, so daß es spiralförmig entlang beispielsweise einer Evolventen-Kurve verläuft. Der Spiralgaskompressor ist auch mit einem beweglichen Spiralelement 4 versehen, welches eine bewegliche Sei­ tenplatte 41 und ein bewegliches Spiralglied 42 ein­ schließt, das in der beweglichen Seitenplatte 41 ausge­ bildet ist, so daß es sich spiralförmig entlang der gleichen Kurve wie das ortsfeste Spiralglied 21 er­ streckt, beispielsweise einer Evolventen-Kurve. Das ortsfeste Spiralglied 21 und das bewegliche Spiralglied 42 stehen miteinander in Eingriff und werden um eine vorgegebene Winkelversetzung voneinander verschoben, so daß eine Mehrzahl von Arbeitskammern 39, die als Kom­ pressionskammern wirken, zwischen den beiden ortsfesten und beweglichen Spiralgliedern 23 und 42 ausgebildet werden. Die ortsfesten und beweglichen Spiralglieder 23 und 42 sind mit spiralig verlaufenden Enden versehen, an denen Randdichtungen 23a und 42a, gefertigt aus Po­ lytetrafluoräthylen (PTFE) befestigt sind, so daß die ortsfesten und beweglichen Spiralglieder 23a und 42a ständig einen fluiddichten und gut gleitenden Kontakt mit Stirnflächen der beweglichen und ortsfesten Seiten­ platten 41 bzw. 21 halten können, wenn das bewegliche Spiralglied 42 des beweglichen Spiralelementes 4 eine später beschriebene Orbitalbahnbewegung mit Bezug auf das ortsfeste Spiralglied 23 ausführt. Eine ähnliche Randdichtung 41a ist an einer von Gleitflächen der be­ weglichen Seitenplatte 41 und dem Schalenteil 23 des ortsfesten Spiralelements 42 befestigt, so daß die Mehrzahl von Arbeitskammern 39 ständig und fluiddicht während der Orbitalbahnbewegung des beweglichen Spira­ lelements 4 gegen das ortsfeste Spiralelement 2 abge­ dichtet sind. Der Schalenteil 22 hat eine Stirnfläche, mit welcher ein Gehäuse 30, das in sich einen Antriebs­ mechanismus zur Übermittlung der Orbitalbahnbewegung auf das bewegliche Spiralbahnelement 4 aufnimmt, mit Hilfe geeigneter (nicht dargestellter) Verbindungsmit­ tel verbunden ist. Der Schalenteil 22 des ortsfesten Spiralelements 2 und das Gehäuse 30 bilden ein äußeres Gehäuse des Spiralgaskompressors und definieren in sich die oben erwähnte Mehrzahl von Arbeitskammern 39, in welcher eine Kompression des Gases durchgeführt wird. Wie am besten in Fig. 2 dargestellt, hat die ortsfe­ sten Seitenplatte 21 einen Außenumfang, der mit einem besonderen Teil versehen ist, mit dem ein Einlaß- oder Saugrohr 11 so verbunden ist, daß es mit einem Bereich niederen Druckes (einer Saugkammer) 24 verbunden ist, die irgendeine einer Mehrzahl von Arbeitskammern 39 enthält, welche in eine Position gelangt, in welcher dort ein niedriger Druck vorherrscht. Die ortsfeste Seitenplatte 21 weist auch an ihrem Mittelpunkt einen unterschiedlichen besonderen Teil auf, mit dem ein Aus­ laß- oder Abgaberohr 12 verbunden ist, das mit irgend­ einer Mehrzahl von Arbeitskammern 39 in Verbin­ dung steht, die in eine Position gelangt, an welcher in ihr ein hoher Druck vorherrscht. Das Einlaß-(Saug-)rohr 11 ist strömungsmäßig über einen geeigneten (nicht dar­ gestellten) Luftreiniger mit der Atmosphäre verbunden, und das Auslaß-(Abgabe-)rohr 12 kann strömungsmäßig mit einer benötigten Maschine verbunden werden, die ein komprimiertes Gas erfordert.

Die beweglichen Seitenplatte 41 hat eine hintere Stirn­ fläche, die mit einer breiten Aussparung versehen ist, in welche ein Antriebsbuchsenglied 38 drehbar, einge­ paßt ist, und zwar über eine Radiallagervorrichtung 36 und eine Gummilippendichtung 37. Das Gehäuse 30 ist in sich mit einem Innenraum versehen, der es der Antriebs­ buchse 38 ermöglicht, darin zu rotieren, während die Orbitalbahnbewegung des beweglichen Spiralelements 4 und das ortsfeste Spiralelement 2 veranlaßt wird. Drei eine Selbstrotation verhindernde Mechanismen R sind zwischen dem Gehäuse 30 und der beweglichen Seitenplat­ te 41 des beweglichen Spiralelements 4 angeordnet, um eine Rotation des beweglichen Spiralelements 4 um sei­ nen eigenen Mittelpunkt zu verhindern, wenn das beweg­ liche Spiralelement 4 die Orbitalbahnbewegung ausführt. Die drei eine Selbstrotation verhindernden Mechanismen R sind so angeordnet, daß sie in gleichen Winkelabstän­ den voneinander getrennt um die Mitte des Gehäuses 30 herum angeordnet sind. Insbesondere schließt jeder der drei eine Selbstrotation verhindernden Mechanismen R, einen Begrenzungsstift 60 ein, der am Gehäuse 30 befe­ stigt ist und axial in einen zylindrischen Begrenzungs­ ring 61 vorsteht, der fest in der Stirnfläche der be­ weglichen Seitenplatte 41 angeordnet ist. Der Begren­ zungsring 61 des eine Selbstrotation verhindernden Me­ chanismus R hat einen Innendurchmesser "D" und ist so konstruiert, daß er eine vorbestimmte dimensionelle Be­ ziehung mit einem Außendurchmesser "d" des Begrenzungs­ stiftes 60 und einen Radius "R" der Orbitalbewegung des beweglichen Spiralelements 4 hat. Die vorbestimmte di­ mensionelle Beziehung wird durch eine unten stehende Gleichung ausgedrückt.

D = 2r + d (1)

Der Begrenzungsstift 60 und der Begrenzungsring 61 sind in einer solchen Weise angeordnet, daß der äußere Um­ fang des ersteren während der Orbitalbewegung des be­ weglichen Spiralelements 4 ständig in Kontakt mit der inneren zylindrischen Fläche des letzteren gehalten ist. Somit ist das bewegliche Spiralelement 4 daran ge­ hindert, um seine eigene Mittelachse zu rotieren und kann lediglich die Orbitalbahnbewegung ausführen.

Ferner ist in die innere Stirnseite des Gehäuses 30 an einer Position koaxial mit jeden der drei Begrenzungs­ stifte 60 eine kreisförmige Druckplatte 62 eingebettet, und so angeordnet, daß sie in Kontakt mit einem ring­ förmigen Drucklaufkranz 63 steht, der an der Stirnseite der beweglichen Seitenplatte 41 so angeordnet ist, daß er jeden der drei kreisförmigen Begrenzungsringe 61 um­ schließt. Die Druckplatte 62, die in Kontakt mit dem Drucklaufkranz 63 ist, nimmt eine Druckbelastung auf, welche an das bewegliche Spiralelement 4 angelegt wird, wenn das letztere Element 4 seine Orbitalbewegung aus­ führt, um das Gas zu komprimieren. Ein Dichtelement 64 mit einem Stützring zur Aufnahme eines Schmieröls, wel­ ches jedem der drei eine Selbstrotation verhindernden Mechanismen zugeführt wird, ist in der Nähe jedes eine Selbstrotation verhindernden Mechanismus R angeordnet.

Ein (nicht dargestellter) Behälter mit einem offenen unteren Ende und offenen, einander gegenüberliegenden Seiten der in sich einen Wechselstrom-Elektromotor 50 enthält, ist am Außenende des Gehäuses 30 über ein Di­ stanzstück 31 befestigt. Der Elektromotor 50 ist mit einem Stirnteil 50a versehen, welcher der Stirnseite des Gehäuses 30 gegenüberliegt, und ein Flansch 50b ist axial hinter dem vorderen Stirnteil 50a angeordnet und erstreckt sich senkrecht zur Mittelachse des Elektromo­ tors 50. Der Flansch 50b und das oben erwähnte Flansch­ stück 31 sind fest mit der Stirnseite des Gehäuses 30 verbunden, und der vordere Stirnteil 50a des Elektromo­ tors 50 ist in einer Positionierungsaussparung 31a po­ sitioniert, die im Distanzstück 31 ausgebildet ist. Der Elektromotor 50 hat eine Drehwelle 50c, die in eine ex­ zentrische Bohrung 38a der oben erwähnten Antriebsbuch­ se 38 eingesetzt und mit der Antriebsbuchse 38 mittels eines Keilgliedes 33 fest verbunden ist. Ein Gegenge­ wicht 32 ist außerdem an der Antriebsbuchse 38 durch das gleiche Keilglied 33 befestigt.

Wie klar in Fig. 2 dargestellt, ist das oben erwähnte Einlaßrohr 11 mit einem Wasserzuführdurchlaß 72 verse­ hen, der in einem Teil des Einlaßrohres 11 als eine durchgehende Öffnung ausgebildet ist, welche derart schräg verläuft, daß sie sich zur Saugkammer 24 hin öffnet. Der Wasserzuführdurchlaß 72 ist strömungsmäßig mit einer Wasserleitung 71 verbunden, die von einer Wasserpumpe P ausgeht, die mit einer Wasserzuführquelle W (Fig. 1) verbunden ist. Es sollte beachtet werden, daß der Wasserzuführdurchlaß 72, der mit der Leitung 71 verbunden ist, möglichst an einer Stelle angeordnet wird, die so dicht als möglich bei der Saugkammer 24 liegt, und zwar für den Zweck einer direkten Einspei­ sung eines Kühlwassers in die Saugkammer 24.

Eine Beschreibung des Drainagesystems, das in dem was­ sergekühlten Spiralgaskompressor der ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist, erfolgt unten.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Gehäuse 30 des Gas­ kompressors in seinem unteren Bereich mit einem Draina­ gedurchlaß 80 in seinem unteren Bereich versehen, um das Kühlwasser von der Innenseite zur Außenseite des Gehäuses 30 abzugeben, wenn das Kühlwasser aus den Ar­ beitskammern 39 zum unteren Bereich des Gehäuses 30 ausleckt.

Während des Betriebs des wassergekühlten Spiralgaskom­ pressors wird das Kühlwasser, das von der Wasserzuführ­ quelle W über die Wasserpumpe P eingeführt wird, in die Saugkammer 24 eingespeist, und zwar über das Wasserzu­ führdurchlaßsystem unter Einschluß der Wasserleitung 71 und des Einlaßrohres 11 mit dem schräg verlaufenden Wasserzuführdurchlaß 72, und tritt zusammen mit dem Gas, beispielsweise Luft, als ein Wasserstrahl in die Saugkammer 24 ein. Das eingestrahlte Kühlwasser dringt ferner in die Arbeitskammer 39 ein und wird aufgrund der Orbitalbewegung des beweglichen Spiralgliedes 42 des beweglichen Spiralelements 4 in den Zentralbereich des ortsfesten Spiralglieds 23 überführt. Während das Kühlwasser in den Zentralbereich des ortsfesten Spi­ ralgliedes 23 überführt wird, führt es Wärme ab, die durch die Kompression des Gases in der Arbeitskammer 39 erzeugt wurde. Das Kühlwasser kann auch Wärme abführen, die aufgrund des Reibungskontaktes der ortsfesten und beweglichen Spiralglieder 23 und 42 erzeugt wird. Die beschriebene Abführung von Wärme durch das Kühlwasser erfolgt mit Bezug auf jede der Mehrzahl der Arbeitskam­ mern und dementsprechend wird eine Wasserkühlung des Spiralgaskompressors in ordnungsgemäßer Weise erreicht. Dennoch leckt während des kontinuierlichen Betriebs des Spiralgaskompressors eine kleine Menge an Kühlwasser aus den Arbeitskammern über einen Spalt zwischen den ortsfesten und beweglichen Spiralelementen 2 und 4 aus, selbst wenn der Spalt durch die Randdichtung 41a abge­ dichtet ist, und das aus den Arbeitskammern ausgeleckte Kühlwasser fließt nach unten in den unteren Bereich im Inneren des Gehäuses 30. Das Kühlwasser im unteren Be­ reich im Inneren des Gehäuses 30 wird anschließend zur Außenseite des Gehäuses 30 durch den Entwässerungs­ durchlaß 80 ausgestoßen, der im unteren Bereich des Ge­ häuses vorgesehen ist, ohne daß es im Gehäuse 30 bleibt. Daher ist es möglich, die Radiallagervorrich­ tung 16 und einige andere innere sich bewegende oder gleitende Elemente, die aus Stahl gefertigt sind, davor zu bewahren, vom Kühlwasser korrodiert zu werden. Ins­ besondere kann eine Entstehung von Rost verhindert wer­ den.

In dem Spiralgaskompressor der Fig. 1 ist ein einziger Entwässerungsdurchlaß 18 im unteren Bereich des Gehäu­ ses 30 angeordnet. Jedoch können auch zwei oder mehr ähnliche Entwässerungsdurchlässe 80 angeordnet werden, so daß selbst dann, wenn der Spiralgaskompressor an ei­ ner Stelle zur Verwendung in Stellungen angewandt wird, die von der in Fig. 1 dargestellten verschieden sind, das Kühlwasser, welches ausgeleckt ist, sicher und rasch von der Innenseite des Gehäuses 30 zur Außenseite des Gehäuses über eine der Entwässerungsdurchlässe 80 ausgestoßen werden kann.

Es sollte beachtet werden, daß der Entwässerungsdurch­ laß 80, der im unteren Bereich des Gehäuses 30 ausge­ bildet ist, entweder ersetzt oder so angeordnet werden kann, daß er mit einem Drainagedurchlaß 80a zusammen­ wirkt, der in einem unteren Abschnitt des Schalenteils 22 des ortsfesten Spiralelements 2 ausgebildet ist, falls dies erforderlich ist.

Ferner versteht ein Fachmann leicht, daß der Drainage­ durchlaß gemäß der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise anwendbar ist auf eine wassergekühlte Spiralgas­ expansionsvorrichtung. Da Konstruktion und Anordnung des Gasexpansionsmechanismus der wassergekühlten Spi­ ralgasexpansionsvorrichtung im wesentlichen die glei­ chen sind wie diejenigen des beschriebenen Gaskompres­ sionsmechanismus des wassergekühlten Gaskompressors, wird der Kürze halber eine Erläuterung der wasserge­ kühlten Gasexpansionsvorrichtung unterlassen. Es ver­ steht sich jedoch, daß während des Betriebs der Gasex­ pansionsvorrichtung jede der Arbeitskammern 39 von dem zentralen Bereich des ortsfesten Spiralelements 2 in Abhängigkeit von der Orbitalbahnbewegung des bewegli­ chen Spiralelements 4 zu einem äußeren Bereich des Ele­ ments 2 verschoben wird, so daß das Volumen jeder Ar­ beitskammer 39 anwächst. Somit wird das Gas in jeder Arbeitskammer 39 expandiert und schließlich aus jeder Arbeitskammer 39 an einem Gasauslaß ausgestoßen, der am äußeren Bereich des ortsfesten Spiralelements 2 ange­ ordnet ist. Daher funktioniert das Einlaß- oder Saug­ rohr 11 des Gaskompressors (Fig. 1) als ein Auslaßrohr der Gasexpansionsvorrichtung, und das Auslaßrohr 12 des Gaskompressors funktioniert als ein Einlaßrohr der Gas­ expansionsvorrichtung. Wenn ein oder mehr Drainage­ durchlässe 80 im Gehäuse 30 oder im Schalenteil 22 oder in beiden in der Gasexpansionsvorrichtung angeordnet sind, kann das Kühlwasser, das aus den Arbeitskammern 39 ausgeleckt ist, sicher und rasch von der Innenseite des Gehäuses 30 zur Außenseite des Gehäuses 30 ausgege­ ben werden. Daher kann eine lange Lebensdauer der Gas­ expansionsvorrichtung gewährleistet werden.

Eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die wassergekühlte Gaszuführrichtung als ein wassergekühlter Flügelradkom­ pressor ausgebildet ist, erfolgt unten mit Bezug auf Fig. 3 und 4.

Mit Bezug auf Fig. 3 und 4 schließt eine wassergekühl­ te Flügelradgaszuführvorrichtung (ein Gaskompressor) ein vorderes Gehäuse 101 und ein hinteres Gehäuse 102 ein, die miteinander kombiniert sind, um in ihrem Inne­ ren eine axial verlaufende elliptische Bohrung zu defi­ nieren, in welcher ein axial gerichteter Zylinder 103 ortsfest aufgenommen ist. Der Zylinder 103, der in der elliptischen Bohrung der kombinierten vorderen und hin­ teren Gehäuse 101 und 102 fixiert ist, ist mit axialen vorderen und hinteren, offenen Stirnseiten versehen, die dicht durch vordere und hintere Seitenplatten 104 und 105 verschlossen sind, die weiterhin auch axial die elliptische Bohrung der vorderen und hinteren Gehäuse 101 und 102 verschließen, so daß eine elliptische Ro­ torkammer 106 definiert ist. Die vorderen und hinteren Seitenplatten 104 und 105 sind im wesentlichen zentral mit koaxialen Bohrungen 107 und 108 versehen, die darin so ausgebildet sind, daß sie den Durchgang einer axia­ len Welle 109 ermöglichen. Die axiale Welle 109 ist drehbar durch Winkelkontaktlagervorrichtungen 131 und 132 abgestützt, die an ihrem einen oder am gegenüber­ liegenden Ende abgedichtet sind, nachdem sie mit Schmierfett gefüllt wurden, welches eine Schmierung der beiden Lagervorrichtungen 131 und 132 während einer langen Betriebsdauer sicherstellt. Die axiale Welle 109 stützt auf sich ein Aluminiumrotorelement 110 ab, wel­ ches einen kreisförmigen Querschnitt hat, wie klar in Fig. 4 dargestellt. Das Rotorelement 110 ist so mon­ tiert, das es sich in der Rotorkammer 106 in Abhängig­ keit von der Rotation der axialen Welle 109 drehen kann.

Das Rotorelement 110 ist mit einer Mehrzahl von im we­ sentlichen radialen Flügelschlitzen 111 versehen, die darin so ausgebildet sind, daß sie voneinander in ge­ genseitigen Abständen um den Mittelpunkt des Rotorele­ ments 110 herum angeordnet sind. Jeder der Flügel­ schlitze 111 hat am Außenumfang des Rotorelements ein offenes Ende und nimmt in diesem ein Flügel 112 so auf, daß dieser im wesentlichen in radial auswärts und ein­ wärts verlaufenden Richtungen gleitverschieblich ist. Wenn die Flügel 112 in den jeweiligen Flügelschlitzen 111 durch einen später noch zu beschreibenden Wasser­ druck von den Flügelschlitzen 111 weg bewegt werden, gelangen die äußeren Enden der jeweiligen Flügel 112 in dichten Kontakt mit der Innenwand der Rotorkammer 106 (der Innenwand der elliptischen Bohrung des Zylinders 103), so daß eine Mehrzahl von Arbeitskammern (Kompressionskammern) 113 in der Rotorkammer 106 defi­ niert wird. Jede der Arbeitskammern 103 ist nämlich als eine fluiddichte Kammer ausgebildet, welche durch zwei benachbarte Flügel 112, die Außenoberfläche des Rotore­ lements 110, die Innenwand der elliptischen Bohrung des Zylinders 103 und die Stirnseite der vorderen und hin­ teren Seitenplatten 104 und 105 verschlossen ist, und ändert ihr Volumen derart, das ein eingesaugtes Gas komprimiert wird und zwar in Abhängigkeit von der Rota­ tion des Rotorelements 110, während es durch die axiale Welle 109 in Rotation versetzt ist, welche ihrerseits durch eine Antriebskraft in Drehung versetzt wird, wel­ che durch eine äußere Antriebsquelle vermittelt wird. Das Gas wird in die Arbeits- oder Kompressionskammer 113 über einen Ansaugdurchlaß 122 eingesaugt, der an einer vorbestimmten Stelle der vorderen Seitenplatte 104 ausgebildet ist und Saugöffnungen 123, die im Zy­ linder 103 ausgebildet sind. Der Saugdurchlaß 122 und die Saugöffnungen 123 sind so vorgesehen, daß sie mit einem Einlaßdurchlaß 120 kommunizieren, der in dem vor­ deren Gehäuse 101 ausgebildet ist, um ein Saugdurchlaß­ system zu bilden, das mit einer äußeren Gaszuführquelle (der Atmosphäre falls das Gas Luft ist) verbindbar ist. Wenn somit das Rotorelement 110 rotiert, wird das Gas über das oben erwähnte Ansaugdurchlaßsystem in die je­ weiligen Arbeitskammern 113 gesaugt.

Jede der Arbeitskammern 113 steht in Verbindung mit ei­ ner Auslaßkammer 116, und zwar über Auslaßöffnungen 150, die an vorbestimmten Positionen des Zylinders 103 ausgebildet sind und durch Auslaßventile geöffnet oder verschlossen werden können. Daher wird das komprimierte Gas aus jeder der Arbeitskammern 113 in die Auslaßkam­ mer 116 ausgestoßen und wird weiter in eine Wasserab­ trennkammer 114 abgegeben, die im hinteren Gehäuse 102 mit großem Volumen ausgebildet ist, wobei diese Wasser­ abgabe über einen Kommunikationsdurchlaß 124 erfolgt, der in der hinteren Seitenplatte 105 ausgebildet ist. Das komprimierte Gas, das in die Wasserabtrennkammer 114 abgegeben wurde, in welcher eine Separierung des Was­ sers von dem komprimierten Gas durchgeführt wird, und das vom Wasser befreite komprimierte Gas wird aus der Wasserabtrennkammer 114 über eine Auslaßöffnung 121 zur Außenseite der Flügelradgaszuführvorrichtung hin abge­ geben.

Das aus dem komprimierten Gas abgetrennte Wasser fließt nach abwärts in einen unteren Bereich der Wasserab­ trennkammer 114, so daß es als Kühlwasser wiederverwen­ det wird. Der untere Bereich der Wasserabtrennkammer 114 kann über eine Wasserzuführleitung 133 mit Kühlwas­ ser gespeist werden. Das Kühlwasser im unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 wird dazu benutzt, Wärme abzuführen, die in den Arbeitskammern 113 aufgrund der Gaskompression erzeugt wurde, und dient auch als Druck­ wasser zur Anwendung von Druck auf die jeweiligen Flü­ gel in den Schlitzen 111, um die Flügel 112 in eine Po­ sition zu drücken, in welcher sie in dichtem Kontakt mit der Innenwand der Rotorkammer 106 sind. Im besonde­ ren kommuniziert der untere Bereich der Wasserabtrenn­ kammer 114 mit einer ringförmigen Aussparung 119a, die in einer inneren Stirnfläche der hinteren Seitenplatte 105 ausgebildet ist, und zwar über einen radialen Was­ serdurchlaß 117 und einen schräg verlaufenden Wasser­ durchlaß 118, die in der hinteren Seitenplatte 105 aus­ gebildet sind. Die ringförmige Aussparung 119a der hin­ teren Seitenplatte 105 ist an einer Stelle angeordnet, die einer Stirnseite des Rotorelements 110 gegenüber­ liegt, und kommuniziert mit den betreffenden Flügel­ schlitzen 111 über geeignete axiale Durchlässe im Rotor­ element 110. Somit bilden der radiale Wasserdurchlaß 117, der schräg verlaufende Wasserdurchlaß 118, die ringförmige Aussparung 119a und die axialen Durchlässe im Rotorelement 110 ein Wasserzuführdurchlaßsystem zur Einspeisung von Kühlwasser in die jeweiligen Flügel­ schlitze 111 und in die jeweiligen Arbeitskammern 113. Die Flügelschlitze 111 kommunizieren mit einem ringför­ migen Hohlraumteil 119b, der in einer Stirnfläche der vorderen Seitenplatte 104 derart ausgebildet ist, daß er strömungsmäßig mit der axialen Bohrung 107 der vor­ deren Seitenplatte 104 verbunden ist.

Während des Betriebs der Flügelradgaszuführvorrichtung wird das Rotorelement 110 in Drehung versetzt, um An­ saugung, Kompression und Ausstoßung des Gases durchzu­ führen. Daher wird das Kühlwasser im unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 den Flügelschlitzen 111 durch einen Druck zugeführt, der durch das komprimierte Gas im oberen Bereich der Wasserabtrennkammer 114 auf das im unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 ge­ haltene Kühlwasser ausgeübt wird. Das in die Flügel­ schlitze 111 eingespeiste Kühlwasser drückt auf die je­ weiligen Flügel 112, wie zuvor beschrieben, und übt gleichzeitig einen Kühleffekt auf das Rotorelement 110, die Flügel 112 und auch die Winkellagervorrichtung 132 aus, die in der hinteren Seitenplatte 105 über die Axialbohrung 105 der hinteren Seitenplatte 105 gehalten ist.

Ein Teil des in die jeweiligen Flügelschlitze 111 ein­ geführten Wassers dringt in die Arbeitskammern 113 ein und wird mit dem Gas in den Arbeitskammern 113 ver­ mischt, um so Wärme zu absorbieren und abzuführen, die aufgrund der Kompression des Gases erzeugt wurde. Das Kühlwasser in den Arbeitskammern 113 kühlt auch die In­ nenwand des Zylinders 103 während der Entfernung der Kompressionswärme. Das Kühlwasser in den Arbeitskammern 113 wird aus diesen zusammen mit dem komprimierten Gas in die Wasserabtrennkammer 114 abgegeben, und zwar über die Auslaßkammer 116, und wird von dem komprimierten Gas in dieser Kammer abgetrennt, um als Kühlwasser wie­ derverwendet zu werden.

Ferner leckt ein Teil des Kühlwassers in den Arbeits­ kammern 113 in den ringförmigen Hohlraum 119b der vor­ deren Seitenplatte 104 aus und fließt anschließend in die axiale Bohrung 107 der vorderen Seitenplatte 104, um auf die Winkelkontaktlagervorrichtung 131, die von der vorderen Seitenplatte 104 gehalten ist, einen Kühl­ effekt auszuüben. Das Kühlwasser in der axialen Boh­ rung 107 wird schließlich von dort zur Außenseite des vorderen Gehäuses 101 über einen Drainagedurchlaß 134 ausgestoßen, der in der vorderen Seitenplatte 104 aus­ gebildet ist, und über einen Drainagedurchlaß 135, der in dem vorderen Gehäuse 101 ausgebildet ist und strö­ mungsmäßig mit dem Drainagedurchlaß 134 in Verbindung steht. Das über die Drainagedurchlässe 134 und 135 ab­ gegebene Kühlwasser kann entsorgt werden. Jedoch kann das abgegebene Kühlwasser auch in eine Wasserzuführ­ quelle zurückgeführt werden, aus welcher es wieder in den unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 des hinteren Gehäuses über die Wasserzuführleitung 131 zu­ rückgeführt werden kann, falls dieser erforderlich ist. Alternativ kann das abgegebene Kühlwasser auch zu der Wasserzuführleitung 133 umgeleitet werden, so daß es direkt in den unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 zurückgeführt wird. Wenn das Kühlwasser zur Wasser­ leitung 133 umgeleitet wird, ist es möglich, das Gas, welches aus den Arbeitskammern 113 ausgeleckt ist, zu begleiten, so daß das Gas zu der Wasserabtrennkammer 114 zurückgeführt und anschließend wieder zusammen mit dem Kühlwasser in die Arbeitskammer 113 über das Was­ serzuführdurchlaßsytem eingespeist wird. Als Folge hiervon ist es möglich, den Kompressionswirkungsgrad durch eine wirksame Wiederverwendung des Gases zu ver­ bessern. Weiterhin kann alternativ die Mischung aus dem Kühlwasser und dem Gas, die aus den Arbeitskammern 113 ausgeleckt ist, zum Einlaßdurchlaß 120 umgeleitet wer­ den, so daß es aufgrund der Gasansaugwirkung der Flü­ gelradgaszuführvorrichtung in die jeweiligen Arbeits­ kammern 113 eingesaugt werden kann.

Es sollte beachtet werden, daß bei der wassergekühlten Flügelradgaszuführvorrichtung gemäß der zweiten Ausfüh­ rungsform die beweglichen Elemente beispielsweise das Rotorelement 110 und die Flügel 112 und die Innenwand des Zylinders 103 vorzugsweise mit einer korrosions­ schützenden Behandlung beschichtet werden können, ent­ weder durch eine Nickelplattierung oder eine Polytetra­ flouräthylenbeschichtung.

Aus der voranstehenden Beschreibung der zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung läßt sich leicht verstehen, daß Stahlelemente und Teile der wasserge­ kühlten Flügelradgaszuführvorrichtung in wirksamer Wei­ se daran gehindert werden können, von dem Kühlwasser korrodiert zu werden, welches aus den Arbeitskammern ausgeleckt ist, und zwar aufgrund einer Anordnung eines Drainagedurchlaßsystems, das in der Lage ist, das Kühl­ wasser rasch von der Innenseite zur Außenseite des Ge­ häuses abzugeben. Daher kann die Wasserkühlung und der Korrosionsschutz, welche bei der wassergekühlten Flü­ gelradgaszuführvorrichtung angewandt werden, sicherlich die Lebensdauer der Vorrichtung verlängern.

Es sollte verstanden werden, daß die beschriebene was­ sergekühlte Flügelradgaszuführvorrichtung vorzugsweise mit einer zusätzlichen Drainageöffnung versehen ist, die im untersten Teil des hinteren Gehäuses 102 ausge­ bildet wird, um einen ganzen Teil des Kühlwassers aus den unteren Bereich der Wasserabtrennkammer 114 zu ent­ fernen, wenn die Gaszuführvorrichtung nicht während ei­ ner langen Zeit benutzt wird, oder wenn die Gaszuführ­ vorrichtung anfänglich von einer Herstellungsfirma ver­ sandt wird.

Eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung von einem Roots-Gaskompressor ge­ bildet wird, erfolgt nachstehend mit Bezug auf Fig. 5 und 6.

Mit Bezug auf Fig. 5 und 6 ist ein wassergekühlter Roots-Kompressor mit einem Rotorgehäuse 201 versehen, in welcher eine Rotorkammer 102 so definiert ist, daß sie in der Lage ist, in sich ein Paar von in Gestalt von Zykloidkurven ausgebildeten Rotorelementen 203 und 204 aufzunehmen. Das Paar der Rotorelemente 203 und 204 ist so angeordnet, daß sie um ihre eigene Achse auf­ grund der Anwendung einer Antriebskraft von einer äuße­ ren Antriebsquelle drehbar sind.

Das Rotorgehäuse 201 ist an seiner einen Seite mit ei­ ner Gaseinlaßöffnung 210 versehen und einer Gasauslaß­ öffnung 220, die an seiner diametral gegenüberliegenden Stirnseite ausgebildet ist. Das Rotorgehäuse ist ferner mit einem Wasserzuführdurchlaß 211 versehen, der im Ge­ häuse an einer Stelle in der Nähe der Gaseinlaßöffnung 210 vorgesehen ist. Die Rotorkammer 202 ist strömungs­ mäßig mit der Gaseinlaßöffnung 210 verbunden, um Gas in die Rotorkammer 202 in Abhängigkeit von der Drehung der Rotorelemente 203 und 204 einzuführen. Die Rotorkammer ist ferner strömungsmäßig mit der Gasauslaßöffnung 220 verbunden, um das Gas nach Kompression aus der Rotor­ kammer 202 in Abhängigkeit von der Drehung der Rotor­ elemente 203 und 204 abzugeben. Das Rotorgehäuse 201 ist an einer der axial aneinander gegenüberliegenden Seiten mit einer Seitenwand 201 versehen, um drehbar zwei axiale Rotorwellen 205 und 206, die parallel zueinander angeordnet sind, abzustützen. Die Rotorwelle 205 ist als Antriebswelle vorgesehen und die andere Rotorwelle 206 dient als eine Hilfswelle. Die beiden Rotorwellen 205 und 206 sind so angeordnet, daß sie sich innerhalb der Rotorkammer 202 in einer Richtung senkrecht zu ei­ ner Achse erstrecken, die durch die oben erwähnten Ein­ laß- und Auslaßdurchlässe 210 und 220 verläuft. Die zwei Rotorelemente 203 und 204 sind auf den Rotorwellen 205 bzw. 206 in einer solchen Art und Weise montiert, daß die beiden Rotorelemente 205 und 206 so miteinander in Eingriff sind, daß sie ständig in ihren Drehrichtun­ gen um einen Winkel von beispielsweise 90° verschoben sind. Die beiden Rotorwellen 205 und 206 sind mit je­ weiligen Endabschnitten versehen, die sich in eine Ge­ triebekammer 208 hinein erstrecken, die im Rotorgehäuse 201 an einer Stelle in der Nähe der Rotorkammer 220 de­ finiert und hiervon durch eine Seitenwand 207 abge­ trennt ist, die so angeordnet ist, daß sie der oben er­ wähnten Seitenwand 201 axial gegenüberliegt. Die Enden der Rotorwellen 205 und 206, die sich in die Getriebe­ kammer 208 hinein erstrecken, tragen ein Paar von in gegenseitigem Eingriff stehenden Zahnrädern 221 und 222.

Wenn die Rotorwelle 205, die als Antriebswelle vorgese­ hen ist, durch eine äußere Antriebsquelle über ein Rad 232 in Drehantrieb versetzt wird, wird auch die Rotor­ welle 206 in einer Richtung umgekehrt zur Drehrichtung der Rotorwelle 205 über die miteinander kämmenden Zahn­ räder 221 und 222 in Drehung versetzt. In diesem Zu­ stand sind die Zahnräder 221 und 222 so ausgebildet, daß die Drehgeschwindigkeit der beiden Rotorwellen 205 und 206 einander gleich sind, obwohl die Drehrichtungen zueinander entgegengesetzt sind. Die Drehung der beiden Rotorwellen 205 und 206 veranlaßt die Rotorelemente 203 und 204, sich ineinander entgegengesetzten Richtungen zu drehen, wobei sie ihren gegenseitigen Eingriff stän­ dig aufrechterhalten.

Somit wird ein Gas, z. B. Luft, aus der Einlaßöffnung 210 angesaugt und in der Rotorkammer 202 komprimiert. Das komprimierte Gas wird aus der Auslaßöffnung 220 ausgestoßen.

Wenn beispielsweise die oben beschriebenen Roots- Gaskompressoren in ein Brennstoffzellensystem einge­ schlossen werden, um komprimierte Luft und Wasserstoff­ gas in eine Brennstoffzelle einzuspeisen, müssen sowohl die komprimierte Luft als auch das Wasserstoffgas öl­ freie Gase sein. Daher müssen während der Kompression der Luft und des Wasserstoffgases die Roots- Gaskompressoren mit einem Kühlwasser gekühlt werden. Dementsprechend wird jeder einer Mehrzahl von unter­ teilten Kammerabschnitten 202a und 202b der Rotorkammer 202, die mit den beiden Rotorelementen 203 und 204 zu­ sammenwirken, mit Kühlwasser aus dem Wasserzuführdurch­ laß 211 des Rotorgehäuses 201 versorgt, der senkrecht zur Gaseinlaßöffnung 210 angeordnet ist. Das in die un­ terteilten Abschnitte 202a und 202b als ein Wasser­ strahl eingeführte Kühlwasser wird mit dem Gas ver­ mischt und führt Hitze ab, die durch die Kompression des Gases erzeugt wurde, und Hitze aufgrund der Reibung zwischen den miteinander in Eingriff stehenden Rotor­ elementen 203 und 204.

Andererseits sind die beiden im Abstand angeordneten Seitenwände 201a und 207 des Rotorgehäuses 201 jeweils mit Drainagedurchlässen versehen, die in der Lage sind, das Kühlwasser aufzunehmen, wenn das Wasser aus den un­ terteilten Kammerabschnitten 202a und 202b der Rotor­ kammer 203 durch Spalte ausleckt, die in den gegenüber­ liegenden Axialstirnseiten jeder der beiden Rotorele­ mente 203 und 204 frei gelassen sind und das empfangene Kühlwasser zur Außenseite des Rotorgehäuses 201 hin ab­ geben. Insbesondere sind ringförmige Wasserdurchlässe 225 und 226 in der Seitenwand 201a ausgebildet und so angeordnet, daß sie die Rotorwellen 205 und 206 um­ schließen. Weiterhin sind in der Seitenwand 201a des Rotorgehäuses 201 ein geradliniger Wasserdurchlaß 227, welcher die beiden ringförmigen Wasserdurchlässe 225 und 226 miteinander verbindet, und ein geradliniger Drainagedurchlaß 228 ausgebildet, der sich von dem ringförmigen Wasserdurchlaß 225 zur Außenseite des Ro­ torgehäuses 201 erstreckt. Besonders der Platz des Drainagedurchlasses 228 ist vorbestimmt, um es zu er­ möglichen, daß das Kühlwasser leicht aus dem ringförmi­ gen Wasserdurchlaß 225 zur Außenseite des Rotorgehäuses 201 fließt.

Ringförmige Wasserdurchlässe 229 und 230 sind in der Seitenwand 207 so ausgebildet, daß sie die jeweiligen Rotorwellen 205 und 206 umschließen. Die beiden ringfö­ migen Wasserdurchlässe 229 und 230 sind durch einen ge­ radlinigen Wasserdurchlaß 231 miteinander verbunden, der ebenfalls in der Seitenwand 207 ausgebildet ist. Weiterhin erstreckt sich ein geradliniger Wasserdurch­ laß 232 von dem ringförmigen Wasserdurchlaß 229 zur Au­ ßenseite des Rotorgehäuses 201 und ist in einem unteren Bereich der Seitenwand 207 vorgesehen, so daß das Kühl­ wasser, das von dem ringförmigen Durchlaß 229 aufgenom­ men wird, leicht zur Außenseite des Rotorgehäuses 201 entwässert wird.

Es sollte verstanden werden, daß die oben erwähnten Wasserdurchlässe und Drainagedurchlässe 225 bis 228 und 229 und 232, die in den Seitenwänden 201a und 207 aus­ gebildet sind, ein Wasserdrainagedurchlaßsystem des Roots-Gaskompressors bilden, um das Kühlwasser, welches aus der Rotorkammer 202 (der Arbeitskammer) über die Stirnseiten der miteinander in Eingriff befindlichen Rotorelemente 203 und 204 ausgeleckt ist, rasch nach außen abzugeben.

In dem beschriebenen Wasserdrainagedurchlaßsystem des Roots-Gaskompressors, sind ein erstes Paar von Lager­ vorrichtungen 235a und 235b zur Drehabstützung der Ro­ torwelle 205, nämlich der Antriebswelle, und ein zwei­ tes Paar von Lagervorrichtungen 236a und 236b zur Dreh­ abstützung der anderen Rotorwelle 206, nämlich der Hilfswelle, von dem Rotorgehäuse 201 an Positionen auf­ genommen, die in der Nähe der ringförmigen Wasserdurch­ lässe 225, 229, 226 und 230 liegen. Daher sind die La­ gervorrichtungen 235a und 235b, 236a und 236b mit Was­ serdichtungen, zumindest an den Stellen versehen, die in der Nähe der ringförmigen Wasserdurchlässe 225, 229, 226 und 230 liegen, um ein Eindringen von Kühlwasser in diese Lagervorrichtungen zu verhindern. Weiterhin soll­ ten die jeweiligen Lagervorrichtungen 235a und 235b, 236a und 236b vorzugsweise mit Schmierfett gefüllt wer­ den, um ihre Innenseiten zu schmieren. Weiterhin ermög­ licht es die Verwendung der mit Schmierfett geschmier­ ten Lagervorrichtungen 235a und 235b, 236a und 237b es dem Kühlwasser, welches aus den unterteilten Kammerab­ schnitten 202a und 202b der Rotorkammer 202 ausgeleckt ist, in Kontakt mit diesen Lagervorrichtungen zu gelan­ gen und den Lagervorrichtungen 235a, 235b, 236a und 236b einen Kühleffekt mitzuteilen.

Aus der voranstehenden Beschreibung der dritten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung läßt sich verste­ hen, daß die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung, die von dem wassergekühlten Roots-Gaskompressor gebildet wird, mit einem Wasserkühlsystem versehen ist, das in der Lage ist, Wärme, die durch die Gaskompression in den unterteilten Abschnitten 202a und 202b des Rotorge­ häuses 202 erzeugt wird, unter Verwendung des Kühlwas­ sers abzuführen, welches direkt in die jeweiligen un­ terteilten Kammerabschnitten 202a und 202b eingeführt wird. Weiterhin kann das Kühlwasser, welches aus diesen unterteilten Kammerabschnitten 202a und 202b durch Spalte zwischen den Seiten 201a und 207 und den axialen Stirnseiten der Rotorelemente 203 und 204 ausgeleckt ist, rasch und glatt von der Innenseite zur Außenseite des Rotorgehäuses 201 aufgrund des Drainagedurchlaßsy­ stems gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestoßen wer­ den. Somit können die inneren Stahlelemente und Teile, beispielsweise die Lagervorrichtungen 235a, 235b, 236a und 236b und andere sich bewegende oder gleitverschieb­ liche Elemente vor Korrosion geschützt werden, und dem­ entsprechend kann eine lange Betriebsdauer der Roots- Gaszuführvorrichtung gewährleistet werden.

Zahlreiche Abwandlungen und Variationen an den be­ schriebenen bevorzugten Ausführungsformen sind dem Fachmann offenkundig, ohne von dem Schutzbereich und dem Geist der vorliegenden Erfindung, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen beansprucht ist, abzuweichen.

Claims (11)

1. Eine wassergekühlte Gaszuführvorrichtung umfassend:
eine Antriebswelle zur Aufnahme einer Antriebskraft von einer Antriebsquelle;
ein ortsfestes Element, das in sich einen Hohlraum definiert;
ein bewegliches Element, befähigt zur Durchführung einer vorbestimmten Bewegung in dem Hohlraum des ortsfesten Elements durch die Antriebskraft der An­ triebswelle und zur Definition einer Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern innerhalb des Hohl­ raums, deren Volumina durch die vorbestimmte Bewe­ gung des beweglichen Elements nacheinander verän­ dert werden;
ein äußeres Gehäuseelement, angeordnet, um die ortsfesten und beweglichen Elemente in sich einzu­ schließen;
einen Wasserzuführdurchlaß zur Durchführung eines Kühlwassers zu jeder der Mehrzahl fluiddichter Ar­ beitskammern, um wenigstens Wärme, die in jeder der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern erzeugt wird, abzuführen;
ein Gaseintrittsdurchlaßmittel zur Einführung eines Gases in jede der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskam­ mern während der vorbestimmten Bewegung des beweg­ lichen Elements, so daß das Gas aufgrund einer Än­ derung in den Volumina der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern entweder Kompression oder Expansion unterworfen wird;
ein Gasaustrittsdurchlaßmittel zum Austritt des Ga­ ses mit der Kompression oder Expansion aus jeder der Mehrzahl von Arbeitskammern;
ein Drainagedurchlaßmittel zur Führung des Kühlwas­ sers, wenn es aus der Mehrzahl fluiddichter Ar­ beitskammern zu einem vorbestimmten Teil im Inneren des äußeren Gehäuseelements ausgeleckt ist, so daß das Kühlwasser aus dem vorbestimmten Teil zu einer Außenseite des äußeren Gehäuseelements abgegeben wird.

2. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 1, bei der die wassergekühlte Gaszuführvor­ richtung eine wassergekühlte Spiralgaszuführvor­ richtung umfaßt einschließlich:
ein ortsfestes Spiralelement, das als das ortsfeste Element ausgebildet ist und ein ortsfestes Spi­ ralglied einschließt;
ein bewegliches Spiralelement, daß als das bewegli­ che Spiralelement ausgebildet ist und ein bewegli­ ches Spiralglied einschließt, das spiralig in Ein­ griff mit dem ortsfesten Spiralglied ist, wobei das bewegliche Spiralelement als vorbestimmte Bewegung eine Orbitalbahnbewegung ausführt;
ein Wasserzuführdurchlaß, der als der Wasserzuführ­ durchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern einspeist, die in Abhängigkeit von der Orbitalbahnbewegung des be­ weglichen Spiralelements zwischen den ortsfesten und beweglichen Spiralgliedern definiert sind; und
eine Gehäuseeinheit, die als das äußere Gehäuseele­ ment ausgebildet ist und die ortsfesten und beweg­ lichen Spiralelemente umschließt, wobei das beweg­ liche Spiralglied des Spiralelements die Orbital­ bahnbewegung durch die von der Antriebswelle ver­ mittelte Antriebskraft ausführt, während ein spira­ liger Eingriff am ortsfesten Spiralglied des orts­ festen Spiralelements aufrechterhalten bleibt, um so sukzessive jede der Mehrzahl fluiddichter Ar­ beitskammern zur Mitte der aneinander anliegenden, ortsfesten und beweglichen Spiralglieder zu ver­ schieben, während die Volumina der Mehrzahl fluid­ dichter Arbeitskammern sukzessive reduziert werden, so daß das Gas komprimiert und aus der Mitte der aneinander anliegenden, ortsfesten und beweglichen Spiralelemente ausgestoßen wird.

3. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 2, bei der die Gehäuseeinheit ein Gehäu­ seglied umfaßt, welches das bewegliche Spiralele­ ment einschließt, und ein dicht mit dem Gehäuse verbundenes und das ortsfeste Spiralelement ein­ schließendes Schalenglied, wobei das Gehäuseglied mit wenigstens einem Entwässerungsdurchlaß versehen ist, der das Drainagedurchlaßmittel bildet.

4. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 3, bei welcher der Entwässerungsdurchlaß an einer Stelle in der Nähe des Eingriffsteils der be­ weglichen und ortsfesten Spiralelemente angeordnet ist und unterhalb dieses Eingriffsteil liegt.

5. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 2, bei der die Gehäuseeinheit ein Gehäu­ seglied umfaßt, welches das bewegliche Spiralele­ ment einschließt, und ein dicht mit dem Gehäu­ seglied verbundenes, das ortsfeste Spiralelement einschließendes Schalenglied, wobei das Scha­ lenglied mit wenigstens einem Entwässerungsdurchlaß versehen ist, der das Drainagedurchlaßmittel bil­ det.

6. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 5, bei welcher der Entwässerungsdurchlaß an einer Stelle in der Nähe eines Eingriffsteils der beweglichen und ortsfesten Spiralelemente angeord­ net ist und unterhalb dieser Eingriffsstelle liegt.

7. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 1, bei der die wassergekühlte Gaszuführvor­ richtung eine wassergekühlte Spiralgaszuführvor­ richtung umfaßt einschließlich:
ein ortsfestes Spiralelement, das als das ortsfeste Element ausgebildet ist und ein ortsfestes Spi­ ralglied einschließt; ein bewegliches Spiralele­ ment, das als das bewegliche Element ausgebildet ist und ein bewegliches Spiralglied einschließt, das spiralig in Eingriff mit dem ortsfesten Spi­ ralglied ist, wobei das bewegliche Spiralelement als vorbestimmte Bewegung eine Orbitalbahnbewegung ausführt;
ein Wasserzuführdurchlaß, wobei der Wasserzuführ­ durchlaß das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddich­ ter Arbeitskammern einspeist, die in Abhängigkeit von der Orbitalbahnbewegung des beweglichen Spira­ lelements zwischen dem ortsfesten und beweglichen Spiralgliedern definiert sind; und
eine Gehäuseeinheit, die als das äußere Gehäuseele­ ment ausgebildet ist und die ortsfesten und beweg­ lichen Spiralelemente umschließt, wobei das beweg­ liche Spiralglied des Spiralelements die Orbital­ bahnbewegung durch die von der Antriebswelle ver­ mittelte Antriebskraft ausführt, während ein spira­ liger Eingriff mit dem ortsfesten Spiralglied des ortsfesten Spiralelements aufrechterhalten bleibt, um so sukzessive jede der Mehrzahl fluiddichter Ar­ beitskammern zu einem äußeren Umfang der aneinander anliegenden, ortsfesten und beweglichen Spiralglie­ der zu verschieben, während die Volumina deren Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern sukzessive vergrößert werden, so daß das Gas expandiert und vom äußeren Umfang der aneinander anliegenden, ortsfesten beweglichen Spiralelemente ausgestoßen wird.

8. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 1, bei der die wassergekühlte Gaszuführvor­ richtung eine wassergekühlte Flügelradgaszuführvor­ richtung umfaßt einschließlich:
ein Zylinder, der als das ortsfeste Element ausge­ bildet ist und in sich eine Zylinderkammer defi­ niert, die von einer Innenwand umschlossen ist, welche sich so erstreckt, das sie eine vorbestimmte Gestalt hat, wobei der Zylinder in axialer Richtung vordere und hintere Stirnseiten hat;
ein Rotorelement, das als das bewegliche Element ausgebildet und so angeordnet ist, daß es in der Zylinderkammer rotiert, wobei das Rotorelement mit einer Mehrzahl von Flügelschlitzen versehen ist, die eine Mehrzahl von Flügeln so aufnehmen, daß es den Flügeln gestattet ist, gleitverschieblich auf die Innenwand der Zylinderkammer zu und von ihr weg bewegt zu werden;
vordere und hintere Seitenplatten, die an den vor­ deren und hinteren Stirnseiten des Zylinders befe­ stigt sind, um die Zylinderkammer als eine ge­ schlossene Kammer auszubilden;
eine Gehäuseeinheit, die zur Umschließung des Zy­ linders und der vorderen und hinteren Seitenplatten vorgesehen ist und das äußere Gehäuseelement bil­ det; und
ein Wasserzuführdurchlaßsystem, daß als der Wasser­ zuführdurchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern ein­ speist, die durch einen Außenumfang des Rotorele­ ments, die Innenwand des Zylinders, die vorderen und hinteren Seitenplatten und die Mehrzahl von Flügeln definiert sind, wenn das Rotorelement in der Zylinderkammer rotiert, wobei das Rotorelement in der Zylinderkammer durch die von der Antriebs­ welle vermittelte Antriebskraft in Drehung versetzt wird, um so die Volumina der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern sukzessive zu reduzieren, so daß das Gas sukzessive komprimiert und aus der Mehrzahl fluiddichter Arbeitskammern ausgestoßen wird.

9. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 8, bei der das Wasserzuführdurchlaßsystem einen Wasserdurchlaß umfaßt, der in einer der vor­ deren und hinteren Seitenplatten und in der Gehäu­ seeinheit so ausgebildet ist, daß er mit der Mehr­ zahl von Flügelschlitzen kommuniziert, und bei der das Drainagedurchlaßmittel in der anderen der vor­ deren und hinteren Seitenplatten und in der Gehäu­ seeinheit ausgebildet ist.

10. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 1, bei der die wassergekühlte Gaszuführvor­ richtung eine wassergekühlte Roots- Gaszuführvorrichtung umfaßt einschließlich:
ein Rotorgehäuse, das als das ortsfeste Element ausgebildet ist und in sich eine Rotorkammer defi­ niert, die von einer in einer vorbestimmten Gestalt geformten Innenwand umschlossen ist;
ein Paar von Rotorelementen, die als das bewegliche Element vorgesehen und in der Rotorkammer im gegen­ seitigen Eingriff sind, wobei das Paar von im ge­ genseitigen Eingriff befindlichen Rotorelementen mit Außenumfängen versehen ist, die mit der Innen­ wand des Rotorgehäuses zusammenwirken, um in der Rotorkammer eine Mehrzahl beweglicher Kammerab­ schnitte zu definieren, die als die Mehrzahl fluid­ dichter Arbeitskammern vorgesehen sind und bewegt werden, wenn das Paar von Rotorelementen durch die Antriebskraft der Antriebswelle in entgegengesetz­ ten Richtungen bewegt wird;
ein Wasserzuführdurchlaßsystem, das als der Wasser­ zuführdurchlaß ausgebildet ist und das Kühlwasser in die Mehrzahl der Kammerabschnitte einspeist, wenn das Paar von Rotorelementen der Rotorkammer rotiert;
eine Gehäuseeinheit, die als das äußere Gehäuseele­ ment ausgebildet und dicht mit dem Rotorgehäuse verbunden ist, um die Antriebswelle, auf der eines des Paares der Rotorelemente montiert ist, und eine Hilfswelle, auf der das andere des Paares der Rotorelemente montiert ist, drehbar über Lagervor­ richtungen abzustützen, wobei die Gehäuseeinheit mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Gas versehen ist und das Paar von in gegenseitigem Eingriff ste­ henden Rotorelement so rotiert, daß sich jeder der Mehrzahl von Kammerabschnitten von einer Stelle in der Nähe der Einlaßöffnung zu einer Stelle in der Nähe der Auslaßöffnung bewegt, während sich das Vo­ lumen jedes der Mehrzahl von Kammerabschnitten än­ dert, so daß das von Einlaßöffnung angesaugte Gas aus der Auslaßöffnung ausgestoßen wird, nachdem es in der Mehrzahl von Kammerabschnitten komprimiert oder expandiert wurde.

11. Die wassergekühlte Gaszuführvorrichtung nach An­ spruch 10, bei der das Wasserzuführdurchlaßsystem eine durchgehende, in die Gehäuseeinheit gebohrte Passage umfaßt, die eine zur Gaseinlaßöffnung hin­ gerichtete Wassereinspeisöffnung aufweist, und bei der das Drainagedurchlaßmittel wenigstens ein Paar ringförmiger Wasserdurchlässe umfaßt, die im Rotor­ gehäuse so ausgebildet sind, daß sie die Antriebs- bzw. Hilfswelle umschließen, und bei der ein linear verlaufender Wasserdurchlaß so im Rotorgehäuse aus­ gebildet ist, daß er sich von dem Paar ringförmiger Durchlässe zur Außenseite des Rotorgehäuses er­ streckt.