DE2117102B2 - Rotationskolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein Rotationskolbenverdichter dieser Art ist durch die DE-PS 8 10 898 bekannt geworden. Er dient in Druckluftleitungen als Zwischenverdichter, um bei langen Leitungswegen zwischen Drucklufterzeuger und durch Druckluft betriebenen Werkzeugen, wie Bohr- und Abbauhämmern im Bergbau, den Druck wieder auf die für die Maschinen und Geräte vorgeschriebene Höhe heraufzusetzen. Das Verdichteraggregat ist mit einem Luftmotor gekoppelt. Die durch die Expansion abgekühlte Auspuffluft des Luftmotors dient gleichzeitig als Kühlmittel für das Verdichteraggregat, während umgekehrt die bei der Kompression erhitzte Druckluft zur Erwärmung des Motoraggregats herangezogen wird. Zu diesem Zweck sind Verdichteraggregat und Druckluftmotor derart in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, daß einerseits die Kanäle für die Auspuffluft des Motors den Verdichter mantelförmig umgeben, während andererseits die Kanäle für die abzuleitende Druckluft den Motor mantelförmig einhüllen.

Durch die US-PS 25 04 230 ist ein Verdichter bekannt geworden, bei dem das Fördergas durcb einen Ansaugstutzen in einen relativ großen Gehäusehohlraum eines Mantelgehäuses eingesaugt wird, wobei ein Teil davon auf die Außenseite eines inneren Gehäuses, also auf den Wandbereich an der Kompressionsseite des inneren Gehäuses gelangt und dadurch erwärmt wird. Der untere Teil des Mantelgehäuses ist wannenartig is ausgebildet und dient als Ölbehälter, aus dem laufend öl entnommen und gegen im inneren Gehäuse rotierende Walzen gesprüht wird.

Durch die US-PS 31 80 271 ist eine Pumpe bekannt geworden, bei der das Fördermedium von einer Einlaßöffnung im Mantelgehäuse um das Gehäuse der eigentlichen Pumpenkammer zu einem Einlaß dieser Kammer strömt Die Pumpe ist in ähnlicher Weise wie der Rotationskolbenverdichter der einleitend genannten Art ausgebildet.

Üblicherweise ist bei Verdichtern auf der Druckseite unterhalb des als Förderraum dienenden inneren Gehäusezylinders im äußeren Mantelgehäuse ein ölabscheidebehälter vorgesehen, wie dies zum Beispiel aus der DE-PS 4 75 384 hervorgeht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Befreiung des Fördergases von mitgeführten ölteilchen vor dem Verdichter den Wirkungsgrad beim Verdichtungsvorgang zu erhöhen. Gleichzeitig sollen durch Temperaturunterschiede verursachte Verformungen oder Spannungen des Zylinders verhindert werden.

Die Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 6 Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenschnittansicht eines Rotationskolbenverdichters gemäß dieser Erfindung,

F i g. 2 eine Ansicht der rechten Seite des in F i g. 1 dargestellten Verdichters,

Fig.3 eine Schnittansicht des Verdichters längs der Linie HI-III von Fi g.l,

Fig.4 einen Aufriß der Kompressionsseite des in F i g. 1 dargestellten Zylinders,

F i g. 5 eine Querschnittsansicht des Zylinders längs der Schnittlinie V-V von F i g. 4,

F i g. 6 einen Aufriß der Ansaugseite des in F i g. 1 dargestellten Zylinders.

In einem Mantelgehäuse 1, dessen-unterer Teil Xa

wannenförmig ausgebildet ist und als Ölbehälter 3 dient, ist ein innerer Gehäusezylinder 2 befestigt. Ein vorderer

Gehäuseteil 4 schließt die vordere zylindrische Öffnung

des Zylinders 2 ab. Ein Druckgehäuseteil 7 und ein hinterer Gehäuseteil 9 schließen die hintere zylindrische öffnung des Zylinders 2 ab. Zwischen dem vorderen

Gehäuseteil 4 und dem Zylinder 2 ist eine vordere Druckplatte 5 so angeordnet, daß sie den Zylinder 2

abschließt, während zwischen dem Druckgehäuseteil 7 und dem Zylinder 2 eine hintere Druckplatte 6 so angeordnet ist, daß sie den Zylinder 2 abschließt Der

Zylinder 2 ist durch die Gehäuseteile 4 und 7 zusammen

mit dem hinteren Gehäuseteil 9 innerhalb des

Mantelgehäuses I befestigt. Durch am vorderen

Gehäuseteil 4 und am hinteren Druckgehäuseteil 7 befestigte Lager ist eine Antriebswelle 8 gelagert. Innerhalb des Zylinders 2 ist ein Rotor mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet Der Rotor ist mittels einer Kerbverzahnung auf der Antriebswelle 8 angebracht Die Rotationsachse des Rotors 10 liegt exzentrisch oberhalb der Mittelachse des Zylinders 2. Wie in F i g. 3 dargestellt sind am äußeren Umfang des Rotors 10 symmetrisch zu«- Mittelachse mehrere radial angeordnete Schlitze 10a vorgesehen. In diesen sind mehrere to Arbeitsschieber 12 verschiebbar angeordnet Deren äußere Enden liegen verschiebbar an der inneren Umfangsfläche des Zylinders 2 an. Die inneren Enden der Arbeitsschieber stützen sich auf zwei Ringen 22a und 226 ab und werden in radialer Richtung des Rotors verschoben. Die Ringe 22a und 22b sind in kreisförmigen Aussparungen 25a und 25b vorgesehen, welche aus den beiden Stirnseiten des Rotors ausgebohrt sind und durch die inneren Enden der Arbeitsschieber 12 in einer im wesentlichen konzentrischen Anordnung zum Zylinder 2, jedoch in exzentrischer Anordnung zur Mittelachse des Rotors 10 gehalten, so daß der in F i g. 3 dargestellte Verdichtungsraum 11 gebildet vsird. Die Ringe 22a und 226 sind elastisch verformt und bilden eine einbeschriebene Kurve, weiche die inneren Enden der Arbeitsschieber verbindet um deren äußere Enden gegen die innere Umfangsfläche des Zylinders 2 zu drücken.

In Fig.3 ist der Weg des in den Verdichter angesaugten Gases dargestellt An der Innenwand des Mantelgehäuses 1 ist gegenüber der auf der Kompressionsseite liegenden Außenwand des Zylinders 2 ein Ausschnitt vorgesehen. Hierdurch wird zwischen dem Mantelgehäuse 1 und dem Zylinder 2 ein Zwischenraum 13 gebildet der direkt mit einem am Manteigehäuse 1 ausgebildeten Einlaß 14 verbunden ist und als ein Teil des Einströmkanals für das Fördergas dient Die Außenwand des Zylinders 2 ist im Bereich des Zwischenraumes 13 so ausgeschnitten, daß — wie aus den F i g. 4 und 5 ersichtlich — eine Vielzahl von Rippen 15 gebildet wird. Durch diese wird die Kühlung des Zylinders 2 vergrößert Im Bereich des unteren Teils la des Mantelgehäuses ist längs der Außenwand des Zylinders 2 ein Prallblech 16 angeordnet durch das der Raum zwischen dem Zylinder 2 und der Innenwand des unteren Teils la in zwei Teile geteilt wird. Der obere dieser beiden Teile ist direkt mit dem Zwischenraum 13 verbunden und bildet als Zwischenraum 17 einun Teil des Einströmkanals für das Fördergas. Das Prallblech 16 weist im linken Bereich der F i g. 3 eine Vielzahl Löcher so 18 auf, 50 daß der Zwischenraum 17 mit dem unteren Raum des wannenartig ausgebildeten Teils la des Mantelgehäuses I in Verbindung steht Der untere Raum bildet im wesentlichen den Ölbehälter 3. Das Prallblech 16 ist aus einem dünnen biegbaren Blech hergestellt, so daß es durch Eingriff seiner Enden in zwei Vorsprünge 19, welche aus der Innenwand des Mantelgehäuses 1 vorstehen, fest eingesetzt werden kann. Anstelle des beschriebenen Prallbiechcs 16 kann ein Blech aus porösem Blattmaterial verwendet werden, durch das das Ul abgelassen werden kann. Der Zylinder 2 besitzt wie aus F i g. 3 hervorgeht, an der Ansaugseite einen Einlaß 20.

Der Einlaß 20 ist direkt mit dem Zwischenraum 17 verbunden. Wie aus Fig.2 ersichtlich, ist mit einer an der hinteren Druckplatte 6 ausgebildeten Auslaßöffnung 21 eine Auslaßleitung 21a verbunden, die wiederum wie aus F i g. 3 hervorgeht mit dem oberen Teil einer auf der Kompressionsseite befindlichen Verdichtungskammer 11 in Verbindung steht

Im folgenden wird die Funktion des erfindungsgemäßen Kompressors im Detail erläutert

Wie bereits beschrieben, wird das angesaugte Fördergas, zum Beispiel ein dem Einlaß 14 zugeführtes Kältemittel, in den Zwischenraum 13 geleitet Das Kältemittel nimmt während des Durchlaufs durch den Zwischenraum 13 Wärme von der itiif der Kompressionsseiie liegenden Außenwand de» Zylinders 2 auf, welche mit den Rippen 15 versehen ist Das Kältemittel wird von dem Zwischenraum 13 in den Zwischenraum 17 geleitet Da der Zwischenraum 13 eine gekrümmte Bahn längs der Außenfläche des Zylinders 2 bildet, wird das gasförmige Kältemittel wegen seiner Trägheit gegen das Prallblech 16 geschleudert so daß die in ihm enthaltenen verhältnismäßig schweren ölteilchen von dem Gasstrom getrennt werden, dnrch die kleinen Löcher 18 des Prallblechs 16 hindurchtreten und in den ölbehälter 3 abtropfen. Das von den ölteilchen befreite Kältemittel wird über den Zwischenraum 17 dem Einlaß 20 zugeführt und gelangt in die Verdichtungskammer 11. Sodann wird es entsprechend der Drehbewegung des Rotors 10 durch die Arbeitsschieber 12 allmählich verdichtet und schließlich aus der Auslaßöffnung 21 ausgestoßen.

Wie erläutert gelangt das Fördergas zunächst in den um die Außenfläche des Zylinders 2 auf der Kompressionsseite gebildeten Zwischenraum, so daß die ZyLnderfläche zwangsweise gekühlt wird. Demzufolge wird die Temperatur jedes Teils des Zylinders auf dem gleichen Wert gehalten, so daß eine unerwünschte Verformung oder Spannung des Zylinders, welche durch eine stellenweise Erhöhung der Temperatur verursacht werden kann, verhindert wird. Somit kann zwischen der zylindrischen Innenwand des Zylinders und den Arbeitsschiebern eine vollkommene Dichtung aufrecht erhalten werden. Die im Kältemittel enthaltenen Ölteilchen werden außerdem wirksam abgeschieden, so daß die Kompressionsleistung merkbar vergrößert werden kann. Ferner ist die beschriebene Führung des Förchrgases so ausgebildet, daß ein Pulsieren des angesaugten Fördergases merkbar verringert und damit das hierdurch erztugte Geräusch wirksam vermieden wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Rotationskolbenverdichter, insbesondere für gasförmiges Kältemittel, mit in einem inneren, in der Umfangswand mindestens einen Einlaß aufweisenden Gehäusezylinder exzentrisch angeordnetem in Schlitzen radial bewegliche Arbeitsschieber führenden Rotor und mit einem den Zylinder zum größeren Teil mit Abstand umgebenden, mit einer Einlaßöffnung versehenen, äußeren Mantelgehäuse, wobei einströmendes Fördergas durch einen Teil des somit entstandenen Zwischenraums zum Einlaß des Zylinders gelangt und ferner auch dessen Außenwand auf der Kompressionsseite berühren kann, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf der Kompressionsseite des Zylinders (2) zwischen diesem und dem Mantelgehäuse (1) ein Zwischenraum (13,17) vorhanden ist, der im unteren Teil des Mantelgehäuses stark vergrößert ist und dort ein öidurchlässjges Prallblech (16) enthält, so daß zwischen einem Teii (ib) der Innenwand des Mantelgehäuses (1) und dem Gehäusezylinder (2) und dann zwischen diesem und dem Prallblech (16) ein ausreichend weiter Einströmkanal für das Fördergas von der Einlaßöffnung (\4a) des Mantelgehäuses zu dem dieser ungeflhr diametral gegenüberliegenden Einlaß (20) des Zylinders (2) gegeben ist.

2. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (16) bezogen auf ci.e Strömungsrichtung des Fördergases nur in der vorderen Hälfte -ine Vielzahl kleiner Löcher (18) aufweist.

3. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (16) als poröses öldurchlässiges blattförmiges Material ausgebildet ist.

4. Rotationskolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand des Zylinders (2) an der Kompressionsseite mit einer Vielzahl von sich in Strömungsrichtung des Fördergases erstreckenden Rippen (15) versehen isL

5. Rotationskolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelgehäuse (1) in seinem unteren Teil (Xa) wannenartig ausgebildet ist und als Ölbehälter (3) für durch das Prallblech (16) abtropfendes Öl dient.