DE2300175C3

DE2300175C3 - Verdichter

Info

Publication number: DE2300175C3
Application number: DE19732300175
Authority: DE
Inventors: Roger Maison-Lafitte Germain
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1972-01-07
Filing date: 1973-01-03
Publication date: 1981-06-04
Also published as: DE2300175B2; FR2166767A5; DE2300175A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches I.

Ein derartiger Verdichter ist aus der US-PS 28 60 828 bekannt. Bei diesem Verdichter sind für die verschiedenen Verbindungsöffnungen zwischen den Kammern veränderbaren Volumens und der Saug- und der ■ Druckkammer und mit der Saug- und der Druckleitung Dichtungen und Ventile vorgesehen, die in bestimmten Arbeitsstellungen des Rotors wirksam werden. Ähnliche Einrichtungen sind auch bei Verdichtern vorhanden, wie sie aus der FR-PS 10 27 449 und der CHPS 4 72 580 ι» bekannt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den

Verdichter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es nicht erforderlich ist, zwischen der radialen Trennwand und dem Ringkanal eine besondere

π Dichtungseinrichtung vorzusehen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- -'<> chen.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung kann eine besondere Dichtungseinrichiung zwischen dem Kingkanal und der radialen Trennwand wegfallen, da zwischen diesen ein Durchtrittsquerschnitt /um Ansaugen und -'> Fördern des Strömungsmittel verbleiben muß. Dies hat den Vorteil, daß der Verdichter ohne Schmiermittel betrieben werden kann. Die besondere Linsatzmöglichkeit eines derartigen Verdichters liegt auf dem Gebiet der Kernenergieerzeugung, bei der ein Gas wie «· Uranhexafluorid. das nicht verunreinigt werden soll, verdichtet werden T,uß.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. I bis 5 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F ι g. I einen Vertikalschnitt des Verdichters, '"· Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Rotors und des Ringkanals.

Fig. i einen Schnitt längs der Linie W-IIi in Fig. 1. und

Fig. 4 und 5 Abwicklungen des Rotors und des -'" Ringkanais in verschiedenen ArbeitsvL-llungen.

Die F i g. 1 bis 3 /eigen einen Verdichter mit einem Rotor 1 in Form zweier konischer Elemente 2 und 3 mit gemeinsamer Spit/c O, einen Elektromotor zur Schwenkbewegung des Rotors 1 um dessen Spitze O. ^4:5 einer mit dem Rotor verbundenen radialen Trennwand 5. einem Gehaust b. das den Rotor 1 umgibt und zwei kugelförmigen Anlageflächen 7 und 8 zur Abdichtung der konischen Elemente 2 und 3 des Rotors 1 aufweist und mit einem dir Spitze des Rotors umgebenden ^r'ⁿ Ringkanal 9, dessen Mittelebene P durch die Spitze O verläuft und mit den konischen Elementen 2 und 3 des Rotors 1, der radialen Trennwand 5 und dem Gehäuse 6 z.vei Kammern 10 und Il veränderbaren Volumens bildet.

■>* Die konischen Elemente 2 und 3 haben kugelförmige Anlageflächen 12 und 13, d<e mil den entsprechenden kugelförmigen Anlageflächen 7 und 8 des Gehäuses 6 zusammenwirken, wobei Dichtungsringe 14 in den Anlageflächen 12 und 13 angeordnet sein können. ^h0 Die konischen Elemente 2 und 3 sind durch eine kugelförmige Flache 15 verbunden, die mit der vom inneren Rand des Ringkanals 9 gebildeten kugelförmigen Anschlagfläche 16 /usammriiwirkt.

Der Rotor 1 sitzt an einer Halterung 17. die an einem

^hi Kurbelarm 18 drehbar gelagert ist, der zur Senkrechten auf die Mittelebene P schräg verläuft, wobei die Achse des Kurbelarms 18 durch die Spitze O geht. Der Kurbelarm 18 sitzt auf einem Kurbelzapfen 19, der über

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Zahnräder 20 vom Elektromotor 4 gedreht wird. Der Verdichter hai eine Saugleitung 21, die durch eine das Gehäuse 6 umgebende Kammer 22 verlängert ist, und eine Druckleitung 23, die durch die Kammer 22 verläuft und an das Gehäuse 6 angeschlossen ist.

Die Kammer 22 sitzt auf einem Gestell 24, an dem das Gehäuse 6 durch einen Flansch 25 und Bolzen (nicht gezeigt) befestigt ist. Der Kurbelzapfen 19 ist in einem an dem Gestell 24 ausgebildeten Lager 26 gelagert.

Das Gestell 21 hat eine rohrförmige Verlängerung 27, die ilie Halterung 17 umgibt und sich dicht an die Haltirung 17 über eine verformbare Wand 28 anscnließt. Die Verlängerung 27 hat zwei kugelförmige Anlageflächen 29 und 30, die mit zwei entsprechenden kugelförmigen Anlageflächen 31 und 32 der Halterung 17 η sammenwirken.

Um zu verhindern, daß die durch den Rotor 1 und die Halterung 17 gebildete Anordnung gedreht wird, ist zwischen den beiden kugelförmigen Anlageflächen 31 end 32 an der Halterung 17 eine Zahnung 33 ausgebildet, die mit einer an der Verlängerung 27 des Cesteiis 24 zwischen den beiden kugelförmigen Anlageflächen 29 und 30 ausgebildeten ZaXnung 34 kämmt.

Der Ringkanal 9 hat zwei durch eine Trennwand 37 getrennte Kammern 35 und 36. Die Kammer 35 ist eine Saugkammer mit wenigstens einer Verbmdungsöffnung 38 am einen Ende des nicht geschlossenen Ringkanals 9 gegenüber der radialen Trennwand 5 angeordnet ist und die Kammer 35 mit den beiden Kammern 10 und 11 »eränderbaren Volumens verbindet. Die Kammer 35 hat außerdem wenigstens eine Saugöffnung 39 die die Kammer 35 mit der Kammer 22 und der Saugleitung 21 »erbindet.

Die Kammer 36 ist eine Druckkammer mit wenig-Kens einer Verbindungsöffnung 40. die an ι anderen Ende des Ringkanals 9 gegenüber u. radialen Trennwand 5 liegt und die Kammer 36 mit den beiden Kammern 10 und 11 verbindet. Die Kammer 36 hat außerdem eine Verbindungsöffnung 41, die die Kammer 36 mit der D. uckleitung 23 verbindet.

Der Winkelabstand * (F i g. 3) zwischen den Verbindungsöffnungen 38 and 40 wird unter Berücksichtigung der Dicke der radialen Trennwand 5, der Amplitude der bewegung der Wand 5 und der Durchtrittsquerschnitte, die zwischen dem Umriß der Verbindungsöffnungen 38 und 40 und den gegenüberliegenden Seiten der Trennwand 5 bestehen müssen, gewählt. Die Saugkammer V cstreckt sich über den größien Teil des Ringkanals 9. Die Winkelerstreckung der Saugkammer 35 kann 300' betragen, während die Winkelerstreckung der Druckkammer 36 etwa 35° beträgt, so daß der Winkelabstand /wischen den beiden Verbindungsöftnungen 38 und 40 25 beträgt. Die Saugkammer 35 hat zweckmäßigerweise mehrere Verbindungsöffnungen 39, die ausgehend von der Verbindungsöffnung 38 abstandsgleich über einem Winkel von 90° verteilt sind.

Die F ι g. 4 und 5 zeigen die Abwicklung des Rotors 1 und des Ringkanals 9 Das konische Element 2 des Rotors 1 bildet eine Kammer 10 veränderbaren Volumens, die durch die Berührungslinie zwischen dem konischen Element 2 und dem Ringkanal 9 in eine Saugkammer 10a, deren Volumen zunimmt, und die mit dem gerade angesaugten Strömung; mittel gefüllt ist. und eine Druckkammer IOf>. deren Volumen abnimmt und die m.i dem gerade geförderten Strömungsmittel gefüllt ist, unterteilt wird. Das Ström -.gsmittel wird in der durch den Pfeil F\ gezeigten Richtung angesaugt und entsprechend dem Pfeil Fs gefördert.

In Fig. 4 bildet das konische Element 3 des Verdichters . -ine einzige Kammer 11 veränderbaren Volumens, du sich die Berührungslinie /wischen dem konischen Element 3 und dem Ringkanal 9 an der radialen Trennwand 5 befindet. Die Kamnu. 11 hat ihr größtes Volumen und schließt zur Förderung bereites Strömungsmittel ein.

In F i g. 5 haben sich die konischen Elemente 2 und 3 in der durch den Pfeil Φ dargestellten Richtung vorwärts bewegt unci das konische Element 2 hat das Volumen der Saugkammer 10a vergrößert und das Volumen der Druckkammer 10Zj verkleinert.

In Fig. 5 bilde', jetzt das konische Element 3 eine Kammer 11 veränderbaren Volumens, die durch die Berührungslinie zwischen dem konischen Elemem 3 und dem Ringkanal 9 in eine Saugkammer lla. deren Volumen zunimmt und die mit gerade angesaugtem Strömungsmittel gefüllt ist, und eine Druckkammer 10£>, der .n Volumen abnimmt und die mit gerade gefördertem Strömungsmittel gefüllt ist. unterteilt wird. Das Strömungsmittel wird entsprechend dem Pfeil F« angesaugt und entsprechend dem Pfeil Fs gefördert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verdichter mit einem Rotor in Form zweier konischer Elemente mit gemeinsamer Spitze, einem Antriebsmotor zur Schwenkbewegung des Rotors um dessen Spitze, einer radialen, mit dem Rotor verbundenen Trennwand, einem den Rotor umgebenden Gehäuse mit zwei kugelförmigen Dichtflächen, einem die Spitze des Rotors umgebenden Ringkanal, der mit dem Rotor, der radialen Trennwand und dem Gehäuse zwei Kammern veränderbaren Volumens bildet, einer Trennwand in dem Ringkanai zur Bildung einer Saug- und einer Druckkammer, wenigstens einer Verbindungsöffnung, die die beiden Kammern veränderbaren Volumens mit der Saugkammer verbindet, wenigstens einer Verbindungsöffnung, die die Saugkammer mit einer Saugleitung verbindet, wenigstens einer Verbindungsöffnung, die die beiden Kammern veränderbaren Volumens mit der Druckkammer verbindet, ^ad wenigstens einer Verbindungsöffnung, die die Druckkammer mit einer Druckleitung des Verdichters verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsöffnung (38), die cüe beiden Kammern (tO, 11) mit veränderbarem Volumen mil der Saugkammer verbindet, am einen Ende des nicht geschlossenen Ringkanals (9) gegenüber der radialen T rennwand (5) angeordnet ist. daß die Verbindungsöffnung (39). die die Druckkammer (36) mit der Saugleilung (21) verbindet, in der Außenwand des Ringkanals (9) angeordnet ist. daß Jie Verbindungsöffnung (40). die die beiden Kammern (1(\ 11) /nit veränderbarem Volumen mi' der Druckhammer (36) verbindet, am anderen Ende des nicht geschl dienen Ringkanals (9) gegenüber der radialen Trennwand (5) liegt, und daß die Verbindungsöffnung (41). die die Druckkammer (36) mit der Druckleitung (23) verbindet, in der Außenwand des Ringkanals (9) angeordnet ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand (λ) /wischen den beiden Verbindungsöffnungen (38,40) an den Enden des Ringkanals (9) unter Berücksichtigung der Dick.. der radialen Trennwand (5), der Amplitude der Bewegung der radialen Trennwand (5) und der Durchtrittsquerschnitte, die /wischen dem Umriß dieser beiden Verbindungsöffnungen (38, 40) und den gegenüberliegenden Flächen der radialen Trennwand (5) bestehen müssen, gewählt ist.

3. Verdichter nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß sich die .Saugkammer (35) über den größten Teil des Ringkanals (9) erstreckt.

4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelerstreckung der Saugkammer (35) etwa 300" und die WinkelerMreckung der Druckkammer (36) etwa 35 und der Winkelabstand zwischen den beiden Verbindungsöffnungen (38, 40) an den Enden des Ringkanals (9) etwa 25° beträgt.

5. Verdichter nach einem der Ansprüche I ois 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugkammer (35) mehrere Saiigöflnungen (39) aufweist, die ausgehend von der Verbindungsöffnung (38) am einen Ende des Ringkanals (9) abstandsgleich angeordnet sind.