DE2052286A1 - Ölführung an Drehkolbeti-Verdichtern - Google Patents

Description

Meter Prockat

1197 Berlin, Sterndamm 198

Ülführung an Drehkolben - Verdichtern

Die Erfindung betrifft einen Drehkolben - Verdichter mit einer Arbeitskammer, in der mindestens zwei schraubenförmige Rotoren angeordnet sind, die Arbeitskammer von einer druckseitigen und einer saugseitigen Endwand begrenzt wird, wobei die Rotoren mit axialen Ansätzen versehen, die in den von der Arbeitskammer getrennten Innenräumen der xindwände gelagert sind und das zum Zwecke der Dichtung und Schmierung zugeleitete Gl in den Ündwänden gesammelt, von dort abgeleitet und in die Arbeitskammer eingebracht wird.

Bei bekannten Drehkolben - Verdichtern wird zum Zwecke der Dichtung und Schmierung ül in die iindwände eingebracht, anschließend in Hohlräumen in der ^ndwand gesammelt und bevor es in den Mederdruckkanal abgeleitet wird, muß es heruntergekühlt werden. Bei Drehkolben - Verdichtern, deren Arbeitsmedium in beträchtlichem Maße in öl löslich ist, z. ß. Sicherheitskältemittel, ist das dem unter Verdichtungsenddruck stehenden ölabscheider entnommene und mit einer ölpumpe den Lagern, der Axialschubausgleichavorrichtung und der Stopfbuchse zum Zwecke der Schmierung, Gegenwirkung der Axialkräfte und Kühlung zugeführte öl mit Kältemittel gesättigt, «»ird es aus den Hohlräumen der iSndwände dem Saugstutzen zugeführt, so entspannt es sich auf den hier herrschenden sehr viel niedrigeren Druck, wobei das Arbeitsmedium infolge des mit fallendem Druck geringer werdenden Lösung3vermögens zum großen Teil aus dem Ol ausdampft.

Dieser Teil dea Arbeitsmedium3 nimmt einen großen Betrag des Ansaugvolumona des Verdichters in Anspruch und wird während der Verdichtung in υΐ gelöst. Dadurch iat die feen^e des Arbeitsmediurue, die durch den Verdichter hindurch gelangt, viel kleiner als das itennfordervolumen, d. h. der Liefergrad des Verdichters ist gering.

Um diesen, besonders bei kleineren Verdichtern, bedeutsamen ilachteil zu beseitigen, wurde vorgtischlfigun, das öl aus den Hohlräumen der End-

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wände durch Bohrungen in den Wänden der Arbeitskammer den Zahnlückenräumen des Hebenrotors, deesen Zahnlückenräume sich im wesentlichen innerhalb des Teilkreises befinden, zuzuleiten, wobei diese Bohrungen so in der Arbeitskammerwand angeordnet sind, daß der mit ihnen in Verbindung stehende Lückenraum des mebenrotora nicht mehr mit dem Saugraum des Verdichters in Verbindung steht und somit das in ihn einströmende Arbeitsmedium einerseits zwar noch einen nur geringen Gegendruck vorfindet, andererseits aber die Verhältnisse im Saugraum nicht mehr beeinflussen kann.

Kin nach diesem Prinzip arbeitender Verdichter vermeidet zwar die sich aus der Freisetzung des gelösten Arbeitsmittels ergebenden Nachteile weitgehend, nutzt jedoch nicht die sich daraus ergebenden Möglichkeiten zur Erhöhung der Verdichterleistung und des iVirkungagrade s. öo wird das Gemisch aus Arbeitsmittel und Öl in die den Üebenrotor aufnehmende Bohrung abgeleitet. Dabei muß es auf die Umfangeschwindigkeit des Nebenrotors beschleunigt werden, was einen Verlust darstellt, tfeiterhin wird das im Verdichter erwärmte mit Arbeitsmedium gesättigte Ol von dem hohen Druck, mit dem es aus den Lagern und der Stopfbuchse austritt, auf den Saugdruck gedrosselt, ohne dabei Arbeit zu leisten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine nünrichtung zu schaffen, daß die durch das aus dem anfallendem Öl ausgedampfte Kältemittel hervorgerufenen Leistungsverluste möglichst weitgehend vermindert werden.

Erfindungogemäß wird vorgescHagen, daß die im anfallenden Öl gegenüber dem Saugraum herrschenden Zustand enthaltene Knergie dazu genutzt wird, dieses Öl mit möglichst hoher Geschwindigkeit in einer Richtung in den Saugraum einzuspritzen. Die !einspritzung erfolgt über eine oder mehrere angeordnete Düsen. Die Bewegungsrichtung des in den Saugraum einzuspritzenden Öles bzw. des daraus beim Ausdampfen des Arbeitsmittels aus der Lösung gebildeten Ölschaumes ist gegen den Uebenrotor gerichtet und stimmt in dem Augenblick, in dem das öl bzw. der Clschaum in eine Mebenrotornut eintreten, mit der Richtung des in diese Wut eintretenden Arbeitsmediums im wesentlichen überein. Die Düsen liegen in Bezug auf die den Eintritt des Arbeitsmediums steuernden Kanten

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des oaugraumes so, da/3 sie von dem in den Zahnlückenrainn eindringenden Cl bzw. ülschaum ausgelöste Druckwelle die saugseitige Stirnseite dieses Zahnlückenraumes oder des ir.it ihm verbundenen Zahnlückenrauaies des anderen ilotors nach ihrer lleflektion an der druckseitigen Endwand oder am Eingriff des in dieseLück« eingreifenden Zahnes des Hauptrotors erst dann erreicht, wenn die _oenannten Zahnluckenräume nicht mehr mit dem Saugraum in Verbindung stehen.

x3ei verschiedenem Druck an unterschiedlichen otellen des Verdichters anfallende Cl bzw. ülschaummengen werden durch von einander getrennte Düsen irit möglichst hoiier Geschwindigkeit eingespritzt.

Oder es wird bei unterschiedlichem Druck im Verdichter das unter relativ hohem Druck anfallende Cl bzw. Ölschaum als treibmittel benutzt, um unter relativ niedrigem Druck anfallendes ül bzw. Ülschaum mittels eines ejektorartig ausgebildeten Düsensystems abzusaugen und in den Saugraum einzuspritzen. Desweiteren ist der Saugraum des Verdichters oder ein Teil davon, als üjektor ausgebildet, um das den Rotorgängen oder einem Rotorgang zuströmende Arbeitsmedium mittels des als Treibmittel dienenden Cles bzw. ülschaumes, welches aus den Hohlräumen der iSndwände des Gehäuses entnommen wird, auf einen gegenüber dem üaugdruck des Verdichters erhöhten Druck vorzuverdichten.

Die lirfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Querschnitt durch eine Verdichterausführung und Anordnung einer Einspritzvorrichtung

Fig. 2: einen Ausschnitt mit der Anordnung mehrerer Einspritzvorrichtungen

Fig. 3s ejektorartig ausgebildete üinspritavorrichtung Fig. 4 u. 5: ejektorartig ausgebildeter Sau&raum.

Der in Fig. 1 dargestellte Verdichter besteht aus den Ilauptteilen Arbeitskammer 1 mit angeordneten Rotoren 2 ; 3 -üaupt- und Kebenrotor- und aus der iiJelerdruckendwand 5 und Hochdruckendwand 5. In der Hiederdruckendwand 4 befindet sich der Jaugraum 6 und eine Einspritzvorrichtung 7. Zwecics Ableitung des Öles aus'dar Ilochüruckendwand 5 ist eine Leitung 0 angeordnet, die Verbindung mit der i^iiis^ritzvorriehtung 7 hat, und in der Uiederdruckendwand 4 iat eine Leitung 9 angeordnet,

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die ebenfalls mit der Einspritzvorrichtung 7 Verbindung hat. In der Einspritzvorrichtung 7 ist eine Düse 10 angeordnet, die so gerichtet ist, daß austretendes Öl bzw. ölschaum sich in Richtung der Absolutgeschwindigkeit des Arbeitsmediums am Eintritt in den Kebenrotor 3 bewegt, wenn das Arbeitsmedium die Stelle des saugseitigen Stirnschnittes erreicht hat, auf den die Düse 10 gerichtet ist.

In Fig. 1 ist die Düse 10 gegenüber der durch die Funktion erforderlichen Richtung in die Zeichenebene gerichtet.

Bei der Drehung der Rotoren 2;3 vergrößert sich das Volumen auf der Saugseite. Dadurch strömt Arbeitsmittel aus dem Saugraum 6 in den Zahnlückenraum 11;12 ein. Durchläuft der Eintritt eines Rebanrotorganges den aus der Düse 10 austretenden Strahl, so wird dieser Gang infolge der hohen Geschwindigkeit des eingespritzten Öles bzw. Ölschaumes mit diesem aufgeladen, wobei eine Druckwelle entsteht, die den Läufergang zur Druckseite hin durchläuft und durch die weiteren Arbeitsmittel in diesen Gang nachgesogen wird. Da das eingespritzte Öl bzw. Glschaum mit hoher Geschwindigkeit in den Saugraum 6 eintritt, gibt es einen Teil seiner Energie an das umgebende Arbeitsmittel ab, wodurch die bei dessen Eintritt in den Schraubengang auftretenden Verluste vermindert werden und der Füllungsgrad verbessert wird. Die Vermischung von Öl bzw. ölschaum und Arbeitsmittel findet im wesentlichen im Inneren des Rotorganges statt, was jedoch eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, wodurch die Folgen dieser Vermischung, wie z. B. die Temperaturerhöhung der Ladung, erst zu einem Zeitpunkt wirksam werden, wenn kein Rückströmen in den Saugraum 6 mehr möglich ist. Außerdem kühlt sich der Ölschaum durch die unter Arbeitsleistung in der Düse 10 erfolgte Entspannung ab, d.h. die Temperatur des eingespritzten Schaumes ist geringer als die des gemäß der Beschreibung des Standes der Technik dem Saugstutzen zügeführten Öles. Durch die gewählte Richtung der Einspritzung ist für die Beschleunigung des eingespritzten Öles bzw. Ölschaumes auf die im Rotorgang herrschende Geschwindigkeit kein zusätzlicher Arbeitsaufwand erforderlich.

Fig. 2 zeigt einen Teil eineβ Verdichters, der im wesentlichen wie der nach Fig. 1 dargestellte aufgebaut ist. Da das aus der Stopfbuchse 13 anfallende Öl einen wesentlich höheren Druck haben kann als das aus dem Hohlraum 14 der druckseitigen Endwand 5 stammende, kann die Zusammenfassung beider Ölströme in einer Sammelleitung 15 daau führen, daß der in

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der druckseitigen ländwand 5 liegende Hohlraum 14 mit öl überschwemmt wird. Um das zu verhindern, wird das aus der Stopfbuchse 13 stammende Cl dem Saugraum 6 über eine besondere Düse 10a zugeführt. Die Anordnung der Düse 10a kann auf einem Radius liegen, der dem der Düse 10 nahe kommt. Die J->ir.spritzrichtung der Düse 10a .entspricht dem nach Fig. 1 beschriebenen. Fig. 3 zeigt eine besondere Düsenanordnung 10b, mit der das nach Fig. 2 beschriebenen mit unterschiedlichem Druck anfallende Cl bzw. ölschaum eingespritzt wird. Dabei sind zwei oder mehr Düsen konzentrisch angeordnet, wobei das mit dem höchsten Druck anfallende Cl bzw. ölschaum, das mit geringerem Druck anfallende öl bzw. Clschaum ejektorartig mitreißt.

4;5 zeigt einen Saugraum 6 eines Verdichters, bei dem in Rotordrehrichtung vor der oteuerkante, die den Einlaß in die Rotornut abschließt, ein Strahlapparat 16 ejektorartig angeordnet ist, durch den ein Teil des anzusaugenden Arbeitsmittels vor dem Eintritt in den Rotorgang vorverdichtet wird.

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Claims (4)

1. Patentansprüche: ' £

   ( 1.yDrehkolben - Verdichter mit einer Arbeitskammer, cLce •«>* saugseitigen und einer druckseitigen ündwand begrenzt wird und bei dem zum Zwecke der Schmierung, Gegenwirkung der Axialkräfte und der Kühlung Öl zugeführt, anschließend in den Endwänden gesammelt und von dort in die Arbeitskammer eingebracht wird und zum Einsatz bei öllöslichem Arbeitsmedium vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die im anfallenden Cl gegenüber dem im Saugraum (6) herrschenden Zustand enthaltene Energie benutzt wird, das öl bzw. den daraus beim Ausdampfen des Arbeitsmittels aus der Lösung gebildeten ölschaum über eine oder mehrere Düsen (1OjICa;10b) oder die mit verschiedenem Druck an unterschiedlichen Stellen des Verdichters anfallenden Öl- bzw. Clschaummengen durch voneinander getrennte Düsen (10;10a;10b) mit möglichst hoher Geschwindigkeit in einer Richtung in den Saugraum (6) einzuspritzen, die gegen den Nebenrotor (3) gerichtet ist und in dem Augenblick, in dem das ül bzw. der Clschaum in einen Zahnlückenraum (11) eintreten, mit der Richtung des in diesen Zahnlückenraum (11) eintretenden Arbeitsraediums im wesentlichen übereinstimmt.
2. 2. Drehkolben - Verdichter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß die Düsen (i0j10a;10b) in Bezug auf die den Eintritt des Arbeitsmediums steuernden Kanten des Saugraumes (6) so liegen, daß die von dem in den Zahnlückenraum (11) eindringenden Öl bzw. ClBchaum ausgelöste Druckwelle die saugseitige Stirnseite dieses Zahnlückenraumes (11) oder des mit iam verbundenen Zahnlückenraumes (12) des anderen Rotors nach ihrer Reflektion an der druckseitigen Endwand (5) oder am Eingriff des in diese Lücke eingreifenden Zahnes des Hauptrotors (2) erst dann erreicht, wenn die genannten Zahnlückenräume (11,12) nicht mehr mit dem Saugraum (6) in Verbindung stehen. .
3. 3. Drehkolben - Verdichter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , daß unter relativ hohem Druck anfallendes Gl bzwr Clschaum als Treibmittel benutzt wird, um unter relativ niedrigem Druck anfallendes Öl oder Ölschaum mittels eines ejektorartig ausge-

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   bildeten Düsensystems (1Ob).abzusaugen und in den Saugraum (6) exnzuspritzen.
4. 4. Drehkolben - Verdichter nach Anspruch 1 bis 3 dadurch .

   gekennzeichnet , daß der Saugraum (6) des Verdichters oder ein Teil davon ejektorartig ausgebildet ist, in dem das den Rotorgängen oder einem flotorgang zuströmende Arbeitsmedium mittels des als !reibmittel dienenden öles bzw. ölschaumes, das aus den Hohlräumai (14) der iindwände (4,5) des Gehäuses entnommen wird, auf einen gegenüber dem Saugdruck des Verdichters erhöhten Druck vorverdichtet wird.

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