DE2308022A1

DE2308022A1 - Fluegelrotationsmaschine, insbesondere gaspumpe

Info

Publication number: DE2308022A1
Application number: DE19732308022
Authority: DE
Inventors: Charles Cusson
Original assignee: OXY CATALYSE OXY FRANCE SOC FR
Current assignee: OXY CATALYSE OXY FRANCE SOC FR
Priority date: 1972-02-18
Filing date: 1973-02-19
Publication date: 1973-08-23
Also published as: GB1375522A; FR2172569A5; IT977820B

Description

dr. MOLLER-BORE dιpl.-phys. dr. MANITZ dipl.-chem. dr. DEUFEL DiPL-ING. FtNSTERWALD dipl.-ing. QRÄMK0W

PATENTANWÄLTE

München, den 19. Februar 1973 Ifr/Sv - ß 2476

SOCIEIE PRiNQiISE D ¹OXI-CAiEALTSE OXI - FEANCE

145 rue pierre de Montreuil, Montreuil-sous-Bois, Seine-

Saint-Denis, Prankreich

Flügelrotationsmaschine, insbesondere Gaspumpe

Sie Erfindung betrifft eine Flügelrotationsmaschine, die insbesondere als Gaspumpe verwendet werden kann. Sie wurde u.a. im Hinblick auf niedere Gestehungskosten infolge einer einfachen Fertigung, einen Betrieb ohne Schmierung, was eine Verunreinigung des geförderten Gases verhindert und im Hinblick auf lange Betriebsdauer und sehr geringen Wartungsbedarf entworfen. Darüberhinaus wird ein gegenüber bisher bekanntgewordenen Flügelratationsmaschinen verbesserter Wirkungsgrad angestrebt.

Bisher bekanntgewordene Flügelrotationsmaschinen haben im allgemeinen einen Botor, der mi tr Längsausnehmungen versehen ist, in welchen die Flügel gleiten können, und der in exzentrischer Lage in einer Zylinderkammer des Haschinen-

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körpers eingebaut ist. Falls eine derartige Maschine als Pumpe dient, ist ihre Förderleistung umso größer, je exzentrischer der Rotor ist, weil dann bei jeder Uirdrehung jeder Flügel einen viel größeren Raum bestreicht· Gleichwohl war es bis jetzt aus mechanischen Gründen schwierig, den Rotor zu sehr exzentrisch anzuordnen, da dies Flügel von großer Länge bedingte: Einerseits war die Länge der Flügel begrenzt durch die Tiefe ihrer Ausnehmung im Hotor, andererseits durch die Kicks ich tnahme auf die mechanische Festigkeit dieser Flügel und durch das Risiko, daß sie sich in ihrer Halterung infolge einer zu starken Scherkraft festklemmen können·

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Gemäß der Erfindung besteht die Flügelrotationsmaschine aus einer Zylinderkammer, in der sich ein Rotor bewegt, der mit Längsausnehmungen versehen ist, in denen die Flügel gleiten können, wobei sie in variabler Weise aus dem Rotor hervorragen, der in der Zylinderkammer exzentrisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rotor ein diametraler Schlitz ausgebildet ist, der zur Lagerung von zwei gegenüberliegenden

"Flügeln dient, deren beständig im Rotor gegenüberliegende Teile komplementäre Vorsprünge und Vertiefungen enthalten.

Auf diese Weise ist es möglich, jedem der Flügel eine Länge (einschließlich der Vorsprünge), die/aem Durchmesser des Rotors gleich ist, zu geben· Das bedeutet eine gegenüber den bekannten Haschinen weit überlegene Länge der Flügel, die sich sonst im allgemeinen im Bereich des Rotorradius bewegt·

In der Maschine gemäß der Erfindung, kann der Rotor aus dieisern Grunde stark exzentrisch sein, was, gemessen an

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ihren Dimensionen, ihr einen großen Durchsatz verleiht. Jeder Flügel kann aus einer Vielzahl von Vorsprüngen, die mit ebenso vielen Vertiefungen des anderen Flügels zusammenwirken, bestehen, insbesondere wenn die Länge des Eotors bedeutend ist, d.h. wenn die Breite jedes Flügels relativ groß ist. Eine derartige Ausführungsform kann eine Wirkungsgradverbesserung erbringen, da über die starke Exzentrizität des Rotors hinaus die Flügel sehr breit sein können.

Gleichwohl sind bei einer besonders einfachen Ausführungsform die beiden Flügel identisch und symmetrisch angeordnet. Sie haben jeder einen rechteckigen Vorsprung, der sie etwa um die Hälfte ihrer Breite verlängert. Die Länge jedes Vorsprungs eines Flügels kann fast gleich der Hälfte seiner Gesamtlänge betragen.

Um zu große Beanspruchungen der Flügel zu vermeiden, wenn sie sich in einer maximal vorspringenden Lage befinden, ist es vorteilhaft, wenn in bekannter Weise die Zylinderkammer, in der sich der Rotor exzentrisch bewegt, ein Zylinderrohr enthält, welc_hes koaxial eingebaut ist und sich leicht drehen läßt. Gegen das Zylinderrohr legen sich die äußeren Ränder der Flügel an, die dem Rotor entgegengesetzt sind, um ihn mitzunehmen und damit eine Rollenreibung an Stelle einer Gleitreibung treten zu lassen, wie sie entstehen würde, wenn sich die Flügel in einem festen Gehäuse bewegen würden. Diesem Zylinderrohr kann gleichfalls in bekannter Weise eine Trommel zugeordnet sein, an deren Boden auf der einen Seite ein Lagerzapfen angebaut ist, der in einem Kugellager geführt wird, und die auf der anderen Seite durch einen Flansch, der zum Gehäuse gehört, abgeschlossen ist.

Das geeignete Material zur Herstellung der Flügel kann dergestalt ausgewählt werden, daß sie ohne Schmierung

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funktionieren. Zum Beispiel können die Flügel aus einem Phenolharz-Asbest-Schichtkörper bestehen.

Die Flügel drücken einzig durch die Zentrifugalkraft mit ihren äußeren Rändern gegen den Eohrzylinder. Gleichwohl ist es in besonderen Fällen, insbesondere hinsichtlich eines geräuschlosen Betriebes bei niederen Drehzahlen von Vorteil, zwischen die Flügel eine Feder einzubringen, die diese auseinanderdrückt.

Die Maschine gemäß der Erfindung kann insbesondere als Pumpe oder als Gaskompressor dienen, um z.B. Luft in ein Abgasrohr eines Automobils zu drücken, um unverbrannte Gase zu verbrennen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen näher beschrieben, es zeigen

Fig. 1 eine Frontansicht einer besonders einfachen Ausführungsform der Pumpe gemäß der Erfindung, die teilweise entlang der Linie I-I der Fig. 2 geschnitten ist.

Fig. 2 und 3 Schnitte entlang den Linien II-II bzw. III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsteilansicht des Rotors und seiner zwei Flügel.

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Der Körper der in den Zeichnungen dargestellten Pumpe ist von einem zylindrischen Gehäuse 1, das durch ein Flanschten 2 abgeschlossen ist, gebildet. Der Boden des Gehäuses 1 trägt auf einem Rollenlager 3 eine sich drehende Walze 4, die konzentrisch BU dem Gehäuse angeordnet ist und die sich frei um deren gemeinsame Achse drehen kann. Der Flansch 2 ist an dem Gehäuse 1 durch Schrauben 5 befestigt.

Im Inneren des Pumpenkörpers, der durch die sich drehende Trommel 4 und den Flansch 2 gebildet ist, befindet sich ein Eotor Er dreht sich um seine Achse 7, die hinsichtlich der Trommel 4 exzentrisch liegt, und wird von einem Lager 8 des Flansches 2 gehalten.

Im Eotor (insbesondere in Fig. 5 dargestellt) befindet sich eine diametral verlaufende Ausnehmung 9, die zur Aufnahme von zwei identischen Flügeln 10 dient.

Die den Flügeln gegenüberliegenden Teile haben komplementäre Gestalt und enthalten einen Vorsprung 11 und eine Aussparung 12. Diese Aussparung ist rechteckig und verlängert den entsprechenden Flügel um etwa die Hälfte seiner Breite. So können die gegenüberliegenden Teile wenigstens teilweise eines in das andere eingepaßt werden. Daraus ergibt sich, daß die Gesamtlänge L jedes Flügels fast so groß sein kann wie der Durchmesser des Rotors. Infolgedessen kann dieser hinsichtlich der Trommel 4 stark exzentrisch liegen. Der Durchsatz der Pumpe kann deswegen im Vergleich zu ihren Ausmaßen bedeutend sein. Die Länge 1 eines Vorsprunges 11 ist im wesentlichen gleich der Hälfte der Gesamtlänge L ehes Flügels.

Im Flansch 2 sind Eintritts- und Auslaßöffnungen 14 bzw. eingearbeitet. Diese Offnungen stehen mit den Kammern 16 und

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17 in Verbindung, die nach außen vorspringen. In die erstere mündet das Eintrittsrohr 18 des Gases, aus der zweiten hingegen geht das Rückströmrohr 19 ab.

Auf der Welle 7 des Eotors ist eine Trapezrolle 20 zum Antrieb der Pumpe befestigt. Die Zentrifugalkraft drückt die Flügel 10 mit ihren Bändern 21, die gegenüber den Vorsprüngen 11 liegen, gegen den inneren Hand der !Trommel 4. Infolgedessen wird diese durch die Reibung auf eine Umfangsgeschwindigkeit gebracht, die im wesentlichen gleich der des Endstückes der flügel entspricht, und zwar in dem Sektor, wo sie mit dem größten Brück gegen die Trommel gedrückt werden, also dort wo die Seibungekräfte am größten sind. Die Arbeit dieser Kräfte und die konsequenterweise daraus auch entstehende warme sind also praktisch zum Verschwinden gebracht. Dank dieser Besonderheit funktioniert die Pumpe einesteils ohne Schmierung, und die aufeinanderreibenden Flächen bedürfen nur einer Endbearbeitung, die der einer mittleren Qualität entspricht, andererseits erlaubt es eirehinsichtlich des Rotors stark hervortretende Ausgestaltung der Flügel.

Die Flügel 10 können aus einem Schichtkörper aus Asbest und Phenolharz bestehen.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

ι λ rotations

(ΐ.ι F lüge faschine mit einer Zylinderkammer, in der sich ein Rotor bewegt, der mit Längsausnehmungen versehen ist, in denen die Flügel gleiten können, wobei sie in variabler Weise aus dem Hotor hervorragen, der in der Zylinderkammer exzentrisch angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rotor ein diametraler Schlitz ausgebildet ist, der zur Lagerung von zwei gegenüberliegenden Flügeln dient, deren beständig im Rotor gegenüberliegenden Teile komplementäre Vorsprünge und Vertiefungen enthalten, die mindestens teilweise ineinander verschachtelt sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel einschließlich der Vorsprünge eine Gesamtlänge hat, die fast dem Durchmesser des Rotors gleich ist.
3* Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel eine Anzahl Vorsprünge hat, die mit ebensovielen Vertiefungen eines anderen Flügel zusammenwirken.
4. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flügel identisch und symmetrisch angeordnet sind.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Flügel einen rechteckigen Vorsprung

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besitzt, was ihn etwa um die Hälfte seiner Breite verlängert.
6. Maschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Vorsprung eines Flügels fast gleich der Hälfte seiner Gesamtlänge ist.
7. Maschine nach Anspruch Λ , dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammer in der sich der Rotor exzentrisch bewegt, ein Zylinderrohr enthält, welches koaxial eingebaut ist und sich leicht drehen läßt, und gegen das die äußeren Ränder der Flügel, die sich gegenüber dem Rotor befinden, drücken^ um es mitzunehmen , und daß eine Rollenreibung an Stelle einer Gleitreibung tritt, wie sie vorhanden wäre, wenn sich die Flügel in einen festen Gehäuse bewegen würden.
8. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel aus einem Schichtkörper aus Asbest und Phenolharz zusammengesetzt sind.
9. Maschine rach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Flügeln eine Feder angeordnet ist, die dazu dient, den einen von dem anderen wegzudrücken.

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