DE2056353C3 - Zweistufiger Vielzellenverdichter - Google Patents

Description

Die E.I iindung bezieht sich auf einen zweistufigen V'iclzellenverdicliL. mit einem kreiszylindrischen, in Schlitzen radial bewegliche Arbeitsschieber führenden Rotor, mit zwei in einem gemeinsamen Gehäusehohlraum einander gegenüberliegenden sichelförmigen Verdichtungs- bzw. Stufenkaumern zwischen Rotor und Gehäusehohlraumwand, von denen die Kammer der ersten Stufe im Querschnitt größer ist als diejenige der zweiten Stufe, und mil einem Zwischenkühler für das Fördergas zwischen den beiden Stufenkammern.

Bekanntlich bringt die diametral gegenüberliegende Anordnung von zwei Stufenkammern an einem Rotor in einem gemeinsamen Gehäusehohlraum, die natürlich durch beidseitige dichtende Annäherung — fast Berührung — des Rotors an die Hohlraumwand gegeneinander abgegrenzt werden müssen, gegenüber anderen Bauarten zweistufiger Vielzellenverdichter mit getrenntem. z.B. axial hintereinanderliegen <!<;m, Niederdruck- und Hochdruckteil den Vorteil einer wesentlichen Raum- und Gewichtsersparnis. Auch kann dabei ein weitgehender radialer Druckausgleich um der. Rotor und damit an den Wellenlagern erreicht werden. Aus bestimmten Druckschriften (siehe /. B. das deutsche Gebrauchsmuster 1 964 319 und die österreichische Patentschrift 22 318). durch die /wcistufigc Verdichter der eingangs erwähnten Art bekannt sind, geht die Ouerschnitlform des den Rotor und die beiden Verdichterstufen enthaltenden Gehäusehohlraums nicht eindeutig hervor. In der letztgenannten Druckschrift (österreichische Patentschrift) ist der Querschnitt des Hohlraums so dargestellt, als bestünde sein Umriß aus einem Oval oder einer Ellipse, in der der Rotor zur Bildung der größeren und der kleineren Stufenkammer außermittig angeordnet ist. Von der Auslaßöffnung der ersten (größeren) Stufcnkammer gelangt das Fördergas in einen (nur schematisch angedeute-

ten) Zwischenkühler und von dort in den Einlaß der zweiten (kleineren) Stufenkammer.

Ferner wird auf einen bekannten einstufigen Vielzellenverdichter mit nur einem sichelförmigen Förderraum zwischen Rotor und Stator (siehe das deutsehe Gebrauchsmuster 1 878 888) hingewiesen, bei dem nach einer Ausfülirungsform der Umriß des Statorhohl raumquerschnitts zunächst aus zwei verschieden großen zueinander exzentrischen und einander schneidenden Kreisen gebildet wird, von denen der

so kleinere dem Querschnittsumfangskreis des Rotors entspricht. Zum Ausgleich bzw. zur Überbrückung der beiden Verschneidungsstellen sind dann zwei konvexe Übergangskurven vorgesehen, so daß die so ausgeglichene endgültige Querschnittskontur des Statorhohlraums eine ovoide Form hat.

Bei einem bekannten zweistufigen Vielzellenverdichter (siehe die USA.-Patentschrift 3 191 853), bei dem jede der beiden axial hintercinanderliegenden, sonst voneinander getrennten Verdichtungsstufen je zwei einander gegenüberliegende, symmetrische, parallelgeschaltete sichelförmige Förderräume zwischen Rotor und Statorhohlraumwand aufweist, ist die gemeinsame Siatorhohlraumqucrschniltsform durch fünf sich überschneidende Kreise gebildet. Die Ouerschnittskontur des Statorhohlraums ähnelt dabei einer Ellipse.

Eine solche Form der Lmfangswand für den Statorhohlraum kann aber niclv einfach bei einem zwri stufigen verdichter verwendet werden, bei dem eine im Querschnitt größere Niederdruck-Stufenkammer einer im Querschnitt kleineren Hoehdruck-Stufenkaminer gegenüberliegen soll. Bei der Bestimmung der günstigsten Querschnittsform für den Gehäuschohlraum eines solchen zweistufigen Verdichters ist besonders darauf zu achten, daß nicht infolge der Form der W'ändi. bei schneller Drehung des Rotors im Bereich des unleren Totpunktes die Arbeitsschieber zu schnell und ruckartig aus den Rotorschlitzen ausfahren; denn dies könnte zu einem »Flattertiider Arbeitsscliieber und dadurch zu einer raschen Beschädigung der Schieber und der Gehäusehohlraumwand führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweistufigen Vielzellenverdichter mit einem Zwischenkühler zwischen beiden Stufenkammern zu schaffen, bei dem die Querschiiittsform des Statorhohlraumes so ausgestaltet ist, daß Gewähr dafür geboten wird. d:tß die Arbeitsschu Kt gleichmäßig be schleunig! bzw. verzögert aus den Schlitzen des Rotors aus- bzw. einfahren und sonit ein Abheben der Aibeussuhiebcr (sogenanntes Haltern) vermieden wird.

Diese Aufnähe wird eiTiiidiingsgemäß bei einem zweistufigen Vielzellenverdichter mit zwei einander gegenüberliegenden sichelförmigen Siufenkammein in der Weise gelöst, daß der Querschnitt des Gchäuschohlraums eine ovoide Form hat. indem er durch drei ineinander schneidende Kreise gebildet ist. deren

³ . tollt in welchem der Rotor umläuft.

Mittelpunkte auf einer Geraden bzw. Mittellinie lie- rau ms JtB^em, · ^^ _{aus dre}j _Bohrur.-" η wöbe, durch äußere Hülikreise die Hohlraum- Dieser Hohlraum ^ ^ ^r^Äunkie üuerschnittskontur ausgeglichen wird, daß ferner die gen die m υ _heinen, _deren Mittelpunkt, Drehachse des Rotors durch den Mittelpunkt des Jjeise ^lf, 1- _den Mittellinie Is Iem nieren Kreises trifft und daß die Bogenwand der 5 11i, .-α 13«a _{Kreis n ge}b,ldete Boh-Kamme? für die zweite Stufe hauptsächlich durch gen. Die m tiere^durc _{me des RolorS}; denn dnSTieil eines Kreises gebildet wird, der denklein- ^^J^d Rotors verläuft durch den Mine stcn Radius von den drei Kreisen aufweist. die J³™⁸⁰"=* _K ■ , ι _Die Bo£.enwand der Kamin weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorge- punkt 11 α des Kmse ^ _Niederdruckstufe 4. schlagen, d* die ovoide Umfangswand des Gehau- io mer der erewn btut ^_n ^ _{d K ses} μ se ohlraumes sich dem Rotor berührungsfrei, aber wird ^hauP^^sa~_ius Ub des diese Stufe uterwied -htend nähert, und daß der Radius des die Bogen- f^^e^TnKreises 12 ist nur wenig großer wand der Kammer der ersten Stufe hauptsächlich b.l- g^est.mme ^ _{Rolorquer5chnittskre},ses bzw. des

ί^^-^?1^^ .. -^^^U und damit -J Bohrung be^iStBei der erfmdungsgemäßen Maschine geschieht zeichne, durch die hauptsachl,J^- _del das Aus- und Einfahren der Arbeitsschieber in vor- ^f^f^ _C] '^₃ £_w. _die diesbezügliche Bohrung ieühafter Weise nicht mehr sprunghaft, sondern wird, ^rc^ ; _en. Vo umenbedar

durch die ovoidische Form der Kammer ,st gewahr- » weist ^gj^e _den kleinsten Radius 13 & von

leistet, daß die Arbeitsschieber, die sich in Nullstel- diese_r Vertjcnie ,_{n drei Kreisen} auf.

lung befinden, im Nieder- als auch im Hochdruckte.l den d**f™f _Hüllkreise mit einem relativ großen während der Drehung des Rotors ausreichend gleich- Durch außu e Hu ^ Statorhohlraumque,-

mäßig entsprechend der ovoidischen Gehauseboh- Raclius_ 14 w .»_{h Die} Mittelpunkte dieser

Tun« ausgefahren werden. Die Kurve des Traghe.ts- ,₅ sehn« sLoη tür au s^g _{der Mitte!},_ini_e It auf

momentes entspricht nämlich dem Ovoid so daß die ^Hullkreise ^^e _Mi_t ⁿ _telpunkle der Kreise U, 12 und 13 Arbeitsschieber ständig an der Gehäusebohrung an- derart d^M.U^p^^ ^ _f^_d,_c

^llCgiⁿe Erfindung wird im folgenden näher unter Be- Q^^f^ ^ÄÄ^chtSden engen ₇ugnahme auf die Zeichnung erläutert, in dor eine 30 höhJraums Iη den _{and an den} Umfangs-

vorteilhaftc Ausführungsform der Erfindung darge- Ann_uheruni^ ^ ^.^ ^ ^ _Hüllkreisbogen,

stellt ist. Es zeigt . so dißbeim fertigen Hohlraum die Bohrung mit dem

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Verdichter jo JaB be mier^ ^^ _{d tUch nicht me}hr in Er-

mit angeblocktem Zwischenkühler und Snune tritt

Fig 2 die spezielle Form des Gehäusehohlraums. 35 ^^ ^, _der Bohrungen mit den Quer-

Bei dem zweistufigen Verdichter! gemäß Fig.l ^D^_ts^'Tf, ₁₂ und 13 kann in bekannter

is, rechts vom Rotor 2 mit den Arbe.tsschiebern 3 die ™ⁿ^^_{]cm B}'_onrwerk mit kreisenden Spanungs-Verdichtungskammer4 für die Niederdruckverdich- W«st auf^e«,em B _{für die} „ „

tnng ',erste Stufe) und links die Verdichtungskam- ^ε^β""^^^₇^ _der Hüllkurve sowohl kreisende mer^fe5 für die Hochdruckverdichtung (zweite Stufe 40 der Hu k,e s h^ ^ ^ beim Bohrvor-

dargestelU. Bei 6 tritt die Ansaugluft _,n die Maschine ak aucf™^ P ^ Herstellung des Gehaus, ein wird über die Kammer 4 mit einem Zwischen- gang c te,rden ^^ _unwcscnthch mehr

druck bei 7 ausgestoßen und ström, über den an den »-»ms * . J _{des einfacher}en zylindrischen Verdichter angeblockten Zwischenkühler 8 und den Arte« ^ d,^ g _{cinslufi Maschin}e Ansaugkanal 9 der Hochdruckkamme:· S zu. Be. 10 45 ^^Jberseitc des zweistufigen Verdichters ,st _wW die Luft mit ih.cn ?nddr^k ausges.oten ^ zwischenkühler 8 angeflanscht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zweistufiger Vielzellenverdichter mit einem kreiszylindrischen, in Schlitzen radial bewegliche Arbeitsschieber führenden Rotor, mit zwei in einem gemeinsamen Gehäusehohlraum einander gegenüberliegenden sichelförmigen Verdichtungsbzw. Stufenkammern zwischen Rotor und Gehäusehohlraumwand, von denen die Kammer d«r ersten Stufe im Querschnitt größer ist als diejenige der zweiten Stufe, und mit einem Zwischenkühler für das Fö^dergas zwischen den beiden Stufenkammern, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gehäusehohlraums eine ovoide Form hai, indem er durch drei ineinander schneidende Kreise (11, 12, 13) gebildet ist, deren Mittelpunkte (11 a, 12 a, 13 a) auf einer Geraden bzw. Mittellinie (15) liegen, wobei durch äußere Hüllkreise (mit Radius 14) die Hohlraumquerschnittskontur ausgeglichen wird, daß ferner die Drehachse des Rotors durch den Mittelpunkt des mittleren Kreises (11) trifft und daß die Bogenwand der Kammer für die zweite Stufe hauptsächlich durch einen Teil eines Kreises (13) gebildet wird, der den kleinsten Radius (13 b) von den drei Kreisen aufweist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ovoide Umfangswan 1 des Gehäusehohlraums dem Rotor berührungsfrei, aber dichtend nähert und daß der Radius (12 b) des die Bogenwand der Kammer der ersten Stufe (4) hauptsächlich bildenden Kreises (12) nur wenig größer als der Radius des Rotorquerschnittskreises bzw des mittleren Kreises (11) ist.