DE2446378A1

DE2446378A1 - Oelgekuehlter umlaufverdichter

Info

Publication number: DE2446378A1
Application number: DE19742446378
Authority: DE
Inventors: Goro Sato
Original assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd
Current assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd
Priority date: 1973-11-26
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1975-05-28
Also published as: DE2446378C2; JPS5082607A; US3936249A

Description

18738

HOKUETSO KOGYO CO., LTD.

Ohtakeshindon, Oaza, Bunsui-cho, Sfishikanbara-gun, Niigata-ken

( Japan )

Ölgekühlter Umlaufverdichter

Die Erfindung "betrifft einen ölgekühlten Umlauf verdichter.

Bei den bekannten ölgekühlten Umlaufverdichtern sind verschiedene Probleme aufgetreten, von denen einige nachstehend angeführt und die auf die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften des Kühl- und Schmieröls und der zu verdichtenden Luft zurückzuführen sind.

Erstens kann das Öl zum Unterschied von der Luft nicht verdichtet werden, so dass mit zunehmendem Öl-Luft-Verhältnis das Gemisch-Verdichtungsverhältnis abnimmt und daher in dem Verdichter eine Blockierung durch Öl und -andere Schwierigkeiten auftreten und der Energieverbrauch sehr hoch ist.

Zweitens ist die Viskosität des Öls mehrere tausend Mal so hoch wie die der Luft, so dass mehr Energie verbraucht wird, wenn Öl und Luft mit gleicher Geschwindigkeit durch eine komplizierte Rohrleitung fließen, die aus zahlreichen Rohren und Absperrorganen besteht/

Drittens wird-der Energieverbrauch auch dadurch erhöht, dass das spezifische Gewicht des Öls um einige hundert Male höher

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ist als dass der Luft, dass das flüssige Öl einen höheren Strömungswiderstand hat als die Luft, und dass der Strömungswiderstand des flüssigen Öls in einer komplizierten Rohrleitung sehr hoch ist.

In dem üblichen ölgekühlten Umlaufverdichter kann man zwar den Energieverbrauch im Leerlauf herabsetzen, doch ist dies im Betrieb unter mittlerer Belastung, d.h. bei mit gesteuerter Luftleistung arbeitenden Verdichters in dem Zwischenstadium zwischen dem Vollastbetrieb und dem Leerlauf nicht möglich.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in, der Schaffung eines ölgekühlten UmlaufVerdichters, in dem die vorstehend angeführten und nachstehend erläuterten Nachteile vermieden werden können und in dem ohne die Verwendung von .besonderen Steuerorganen das Leitungssystem vereinfacht ist, wobei die Produktionskosten herabgesetzt sind, die Gefahr eines Brandes oder einer Überhitzung beseitigt ist, bei mit gesteuerter Luftleistung arbeitendem Verdichter in dem Zwischenstadium zwischen Vollastbetrieb und Leerlauf Energie eingespart werden kann und eine Blockierung durch Öl und eine Zerstörung der Maschine vermieden werden.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines ölgekühlten UmlaufVerdichters, in dem in der Druckkammer befindliches Öl von hoher Dichte mit hohem Wirkungsgrad aus der Druckkammer entfernt werden kann.

Der ölgekühlte Umlaufverdichter gemäß der Erfindung besitzt ein Entlastungsventil, ein Gehäuse mit einer Rotorkammer, die mit dem Entlastungsventil verbunden ist, einen zur Aufnahme von Druckluft und öl bestimmten Behälter, der über ein Rückschlagventil mit einer D_rucköffnung der Rotorkammer verbunden ist, und Leitungen zum Zuführen von Öl aus dem Be-

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hälter in die RotoEkammer. Erfindungsgemäß besitzt der Umlauf verdichter ferner eine Ölförderpumpe, die mit dem Rotor in Wirkungsverbindung steht und dazu dient, über eine Ölaustrittsleitung Kühl- und Schmieröl von der Drucköffnung abzuziehen und in den Behälter zu fördern.

Der Umlaufverdichter gemäß der Erfindung besitzt eine Öffnung, welche die Drucköffnung'mit .der Ölaustrittsleitung verbindet und unterhalb der Öffnung angeordnet ist, welche die Drucköffnung mit dem Rückschlagventil verbindet.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen üblichen Umlaufverdichter

I"ig". 2 ebenfalls einen üblichen Verdichter, der gegenüber dem verdichter gemäß Fig. 1 Verbesserungen aufweist

!ig. 5 im Vertikalschnitt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Umlaufverdichters und

Fig. 4 die Druckkammer eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Der in Fig. 1 gezeigte übliche Umlaufverdichter besitzt eine Saugkammer 1, in die Luft angesaugt wird, ein mit dieser Kammer verbundenes und unter einem Unterdruck geschlossenes Entlastungsventil 2, ein Gehäuse 3 und in einer Rotorkammer 4 des Gehäuses angeordnete Rotoren 5· Die Rotorkammer 4 steht über eine Drucköffnung 6 mit einer Druckkammer 7» diese über eine Öffnung 8 und ein Rückschlagventil 9 mit einer· Druckleitung 10 und diese mit einem Behälter 11 für Druckluft und Öl in Verbindung.

Mit den Rotoren 5 ist eine mit ihnen koaxiale Ölförderpumpe 12 verbunden, die auf der einen Seite über ein Rohr 13, einen ölkühler 14 und ein Rohr 15 mit dem Boden des Behälters 11

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und auf der anderen Seite über ein Rohr 16 mit der Rotorkammer -4- verbunden ist. Der Behälter 11 ist über ein Rohr 17 und ein Absperrorgan 18 mit dem Verbraucher verbunden.

Im Betrieb des Verdichters wird Luft durch die Saugkammer 1 und das Entlastungsventil 2 in die Rotorkammer 4- gesaugt und in dieser.verdichtet. Die verdichtete Luft wird dann durch die Drucköffnung 6 in die Druckkammer 7 abgegeben, und zwar zusammen mit dem Kühl- und Schmieröl, das von der Ölförderpumpe 12 in die Rotorkammer 4- gefördert worden ist. Diese Druckluft und das Kühl- und Schmieröl drücken das Rückschlagventil 9 auf und treten dann durch die Öffnung 8 in den Behälter 11 ein.

Bei abnehmendem Druckluftbedarf des Verbrauchers wird das Entlastungsventil betätigt, so dass der Lufteintritt in den Verdichter unterbrochen wird, und das Rückschlagventil 3 wird unter der Wirkung des in dem Behälter 11 herrschenden Luftdrucks geschlossen.

Unabhängig davon, ob das Entlastungsventil betätigt ist oder nicht, wird im Betrieb des Verdichters das Kühl- und Schmieröl mittels der Ölförderpumpe 12 von dem Behälter 11 über das Rohr 15» den Ölkühler 14 und die Leitungen 13 und in die Rotorkammer 4- gefördert. Ein Teil des Öls dient zum Schmieren der Rotorlager und wird dann durch die Drucköffnung 6 in die Druckkammer 7 abgegeben.

Wenn in der vorstehend erwähnten Weise das Entlastungsventil betätigt worden ist, so dass der Eintritt von Luft in den Verdichter unterbrochen und das Rückschlagventil 9 geschlossen ist, herrscht in der Druckkammer 7 nach wie vor ein Druck, so dass der Umlauf auch des leerlaufenden Verdichters einen großen wirtschaftlich unerwünschten Energieverbrauch bedingt.

Ferner wird auch im Leerlauf betrieb des' Verdichters eine große Ölmenge zum Kühlen und Schmieren von Teilen des Ver-

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dichters zugeführt. Dieses öl sammelt sich in der Druckkammer 7i ^s0 dass eine Blockierung durch öl und andere nachteilige Wirkungen auftreten.

In dem in Fig· 2 gezeigten Verdichter ist an den Ölkühler 14 ein Rohr 19 angeschlossen, das einerseits über ein Rohr 20, ein Betriebs art enwähls'chieber 21 und ein Rohr 22 mit der ölförderpumpe 12 und andererseits über ein Rohr 23, eine Drosserblende 24· und ein Rohr 25 mit der Rotorkammer 5 verbunden ist.

Die Ölförderpumpe 12 ist über ein Rohr 26 und einen Betriebsart enwählschieber 27 mit dem Rohr 25 verbunden. Der Betriebsartenwählschieber 27 ist über ein Rohr 28 mit dem Boden des Behälters 11 verbunden. Ein zwischen der Drucköffnung 6 und dem Rückschlagventil 9 liegender Punkt ist über ein Rohr 29 mit dem Betriebsartenwählschieber 21 verbunden.

Im Betrieb des Verdichters wird mittels der Ölförderpumpe 12 Öl aus dem Behälter 11 über das Rohr 15, den Ölkühler 14, die Rohre 19 und 20, den Betriebsartenwählschieber 21 und das Rohr 22 angesaugt und über das Rohr 26, den Betriebsartenwählschieber 27 und das Rohr 25 in die Rotorkammer 4 gefördert, in der das Öl die Lager und die Rotorkammer 4 kühlt und schmiert.

Wenn der Druckluftbedarf abnimmt, wird das Entlastungsventil 2 betätigt, so dass der Eintritt von Luft in den Verdichter unterbrochen und das Rückschlagventil 9 geschlossen wird. Danach werden die Betriebsartenwählschieber 21 und 27 so betätigt, dass die Verbindung zwischen den Rohren 22 und 20 gesperrt, die Verbindung zwischen den Rohren 22 und 29 aufrechterhalten, die Verbindung zwischen den Rohren 26 und 25 gesp'errt und die Verbindung zwischen den Rohren 26 und 28 . aufrechterhalten wird. Infolgedessen werden die in dem Rohr 10 zurückgebliebene Druckluft und das .in das Rohr abgegebene

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Kühl- und Schmieröl von der Ö!förderpumpe 12 über das Rohr 29) den Betriebsartenwählschieber 21 und das Rohr 22 abgezogen. Die Ö!förderpumpe 12 fördert die Luft und das Öl über das Rohr 26, den Betriebsartenwählschieber 27 und ' das Rohr. 28 in den Behälter 11, so dass der Druck an der Drucköffnung 6 und in dem Rohr 10 und damit auch der Energieverbrauch im Leerlauf herabgesetzt wird.

Im Leerlauf wird die Zuführung von Kühl- und Schmieröl zu dem Verdichter durch den in dem Behälter 11 herrschenden Druck bewirkt» Öl wird in die Rotorkammer 4 über das Rohr 15, den Ölkühler 14, die Rohre 19 und 23„ die Drosselblende 24 und das Rohr 25 geleitet. In diesem Fall braucht nicht so viel öl zugeführt zu werden wie im Betrieb unter Last, und man kann die Ölmenge durch die Wahl einer geeigneten Ausbildung und Größe der Drosselblende 24 bestimmen.

Dieses System hat infolge der Verwendung der Betriebsartenwählschieber 21 und 27 ein kompliziertes Rohrleitungssystem. Dies führt zu einem hohen Strömungswiderstand und kann auch höhere Produktionskosten bedingen=, Wenn diese S_chieber nicht richtig arbeiten«, ist nicht nur eine Energieersparnis unmöglich, sondern kann die Zuführung einer ungenügenden Ölmenge zu dem Verdichter auch zu einer Überhitzung oder sogar einem Brand führen. Daher ist dieses System für die praktische V rwendung nicht genügend sicher und zuverlässig. Außerdem kann man zwar im Leerlauf Energie einsparen, doch ist keine Energieeinsparung möglich, wenn der Verdichter bei gesteuerter Luftleistung in einem Zwischenstadium zwischen dem Vollastbetrieb und dem Leerlauf arbeitet.

Der in Jig« 3 gezeigte Umlaufverdichter besitzt eine Saugkammer 1, ein unter einem Unterdruck geschlossenes Entlastungsventil 2, das mit der Saugkammer verbunden ist, ein Gehäuse 3 und in einer Rotorkammer 4 des Gehäuses untergebrachte Rotoren 5° Die Rotorkammer 4 steht über eine Druck-

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öffnung 6 mit einer Druckkammer 7> diese über eine öffnung 8 und ein Rückschlagventil 9 mit einer Druckleitung 10 und diese mit einem Behälter 11 für Druckluft und öl in Verbindung. Mit dem Rotor 5 ist eine mit ihm koaxiale Ölförderpumpe 12 verbunden, die auf der einen Seite über ein Rohr 13, einen ölkühler 14 und ein Rohr 15 mit dem Boden des Behälters 11 und auf der anderen Seite über ein Rohr 16 mit der Rotorkammer 4 verbunden ist. Der Behälter 11 ist über ein Rohr und ein Rückschlagventil 18 mit dem Verbraucher verbunden.

Mit der Ölförderpumpe 12 ist eine mit ihr koaxiale, weitere Ölförderpumpe 30 verbunden, die auf der einen Seite über^in Rohr 31 mit einer anderen Öffnung 32 in der Druckkammer 7 und auf der anderen Seite über ein Rohr 33 mit dem Behälter verbunden ist.

Die Öffnung 32 ist im untersten Teil 34 der Druckkammer 7 ' beträchtlich unterhalb der Öffnung 8 angeordnet.

Im Betrieb des Verdichters tritt Luft durch die Saugkammer und das Entlastungsventil 2 in die Rotorkammer 4 ein, in der die Luft verdichtet wird. Zusammen mit dem Kühl- und Schmieröl, das von der Ölförderpumpe 12 in die Rotorkammer 4 gefördert wird, tritt die Druckluft über die Drucköffnung 6 in die Druckkammer 7 ein. Die Druckluft und das Kühl- und.Schmieröl treten durch die Öffnung 8, rücken das Rückschlagventil 9 auf und gelangen dann durch die Leitung 10 in den Behälter 11. Gegebenenfalls kann man die ölförderpumpe 12 auch weglassen, wenn man die Rohre 16 und 13 direkt miteinander verbindet, so'dass unter der Wirkung des Druckes in dem Behälter 11 Öl in die Rotorkammer 4 eingeleitet wird. In diesem schwankt die Menge des eingeleiteten Öls etwas.

Bei abnehmendem Druckluftbedarf wird das Entlastungsventil betätigt, so dass die Einleitung von Luft in den Verdichter

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unterbrochen wird und das Rückschlagventil 9 wird unter der Wirkung der in dem Behälter 11 befindlichen Druckluft geschlossen. Unabhängig davon, ob das Druckentlastungsventil betätigt ist oder nicht, wird im Betrieb des Verdichters das Kühl- und Schmieröl mittels der Ölförderpumpe 12 von dem Behälter 11 über das Rohr 15, den Ölkühler 14 und die Rohre 13-und 16 in die Rotorkammer 4 gefördert. Ein Teil des Kühl- und Schmieröls schmiert die Lager der Rotoren und tritt dann durch die Drucköffnung 6 in die Druckkammer 7 ein.

Das in der, Druckkammer 7 gesammelte' Kühl- und Schmieröl wird mittels der zweiten Pumpe 30 über die zweite Öffnung 32 in der D uckkammer 7 und das Rohr 31 abgezogen und über das Rohr 33 in den Behälter 11 gefördert und in diesem gesammelt. Infolgedessen sinkt der Druck in der Druckkammer 7 und damit auch der Energieverbrauch des Verdichters.

Da in dem erfindungsgemäßen Verdichter kein Betriebsartenwählschieber verwendet wird, besteht keine Gefahr eines Brandes oder, einer Überhitzung und wird auch verhindert, dass in der Druckkammer gesammeltes Öl eine Blockierung bewirkt. Da die Pumpe 30 im Betrieb des Verdichters stets arbeitet, kann Energie nicht nur im Leer.lauf eingespart werden, sondern auch im Teillastbetrieb oder bei gesteuerter Luftleistung in'dem Zwischenstadium zwischen Leerlauf und Vollastbetrieb.

Die Öffnung 32 ist im untersten Teil 34 der Druckkammer 7 "beträchtlich unterhalb der Öffnung 8 angeordnet, so dass die Förderpumpe 30 kaum Luft aus der Druckkammer 7 abzieht. Der Energiebedarf der Pumpe 30 ist vernachlässigbar klein.

In dem in Pig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Druckkammer 7* in ihrem oberen Teil auf der einen Seite mit einer Öffnung 8* und einem Rückschlagventil 9' und in ihrem untersten Teil mit einer Öffnung 32' versehen.

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Claims

_ 9 -Patentansprüche:

Iy Ölgekühlter UmlaufVerdichter mit einem Entlastungsventil, einem Gehäuse, das eine Rotorkammer "besitzt, - die mit dem Entlastungsventil verbunden ist, einem zur Aufnahme von Druckluft und öl bestimmten Behälter, der über ein Rückschlagventil mit einer Drucköffnung der Eotorkammer verbunden ist, und Leitungen zum Zuführen von Öl aus dem Behälter in die Rotorkammer, gekennzeichnet durch eine Ölförderpumpe, die mit dem Rotor in Wirkunasverbindung steht und dazu dient, über eine Ölaustrittsleitung Kühl- und Schmieröl von der Austrittsöffnung abzuziehen und in den Behälter zu fördern.
2. Umlaufverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung, welche die Drucköffnung mit der Ölaustrittsleitung verbindet, beträchtlich unterhalb der Öffnung angeordnet ist, welche die Drucköffnung mit dem 'Rückschlagventil verbindet.

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