DE2512146A1

DE2512146A1 - METHOD AND DEVICE FOR SUPPLYING MEDIUM PRESSURE GAS TO A SCREW-TYPE COOLING COMPRESSOR

Info

Publication number: DE2512146A1
Application number: DE19752512146
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Josephsson; Anders Dipl Ing Lundberg
Original assignee: Stal Refrigeration AB
Current assignee: Stal Refrigeration AB
Priority date: 1974-04-11
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1975-10-30
Also published as: GB1454979A; SE7404976L; SE382663B

Description

Patentanwälte
DlpL-lng. Helmut Misslino * Giessen ₁₈ 3.1975Patent attorneys
DlpL-lng. Helmut Misslino * Giessen ₁₈ 3.1975

^ ^{μ a} Bismarckstrasse 43^ ^{μ a} Bismarckstrasse 43

Dipl.-Ing. Richard Schlee Telefon: (0641) 71019Dipl.-Ing. Richard Schlee Telephone: (0641) 71019

Dr.-lng. Joachim Boecker Mi/K 12.443Dr.-lng. Joachim Boecker Mi / K 12,443

2512H62512H6

STAL Refrigeration AB, Butängsgatan 14, S-602 23 M)RRKOPINGi, Schweden STAL Refrigeration AB, Butängsgatan 14, S-602 23 M) RRKOPINGi, Sweden

Verfahren und Vorrichtung für die Zuführung von Mitteldruckgas zu einem Kühlkompressor des SchraubentypesMethod and apparatus for supplying medium pressure gas to a screw type refrigeration compressor

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit einem Schraubenkompressor, dessen Leistung mit Hilfe eines axial verschiebbaren Schieberventiles veränderbar ist. Ein derartiger Schraubenkompressor ist in dem schwedischen Patent 366 375 beschrieben. Der Schraubenkompressor gemäß der Erfindung soll in Verbindung mit einem Kühlsystem in einer sogenannten Ökonomie-Verttndung verwendet werden, in der teilweise expandiertes Gas von der Hochdruckseite des Kompressors zu einer Zwischenstufe in den Kompressor durch eine zusätzliche Einlaßöffnung zwischen der Einlaß- und Auslaßseite des Kompressors zurückgeführt wird. Ein System mit einem derartigen Kompressor ist in der US-PS 3 568 466 beschrieben.The invention relates to a cooling system with a screw compressor, the performance of which can be changed with the aid of an axially displaceable slide valve. Such a screw compressor is described in Swedish patent 366,375. The screw compressor according to the invention is intended to be used in conjunction with a cooling system in a so-called economy direction used in the partially expanded gas from the high pressure side of the compressor to an intermediate stage is returned to the compressor through an additional inlet port between the inlet and outlet sides of the compressor. A system including such a compressor is described in U.S. Patent 3,568,466.

Ein Machteil eines Kompressors gemäß der US-Patentschrift 3 568 466 mit veränderbarer Leistung entsprechend dem schwedischen Patent 366 375 besteht darin, daß der Druck innen anA handicap of a compressor according to US Pat. No. 3,568,466 with variable capacity corresponding to the Swedish one Patent 366,375 is that the pressure is inside

-2--2-

509844/031 3509844/031 3

-^- 2512U6- ^ - 2512U6

der zusätzlichen Einlaßöffnung im Kompressor sich mit der Stellung des Schieberventils verändert. Wird z.B. die Stellung der zusätzlichen Einlaßöffnung so gewählt, daß ein optimaler Wirkungsgrad bei voller Leistung vom Kompressor erhalten wird, dann erniedrigt sich der Druck in dem Arbeitsraum an der Innenseite der zusätzlichen Einlaßöffnung bei der Entladung des Kompressors. Bei einem gewissen Grad der Entladung wird der Druck innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung gleich dem Druck am normalen Einlaß, was bedeutet, daß der gewünschte Ökonomie-Effekt gemäß dem amerikanischen Patent bei der Entladung sich abschwächt oder möglicherweise ganz verschwindet.the additional inlet opening in the compressor changes with the position of the slide valve. E.g. the position the additional inlet opening selected so that an optimal efficiency is obtained from the compressor at full power, then the pressure in the working space on the inside of the additional inlet opening decreases during the discharge of the Compressor. At a certain degree of discharge, the pressure inside the additional inlet port becomes equal to the pressure at the normal inlet, which means that the desired economy effect according to the American patent weakens or possibly disappears completely during discharge.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Mitteldruckgas durch eine zusätzliche Einlaßöffnung zuzuführen, die in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles in dem Rotorgehäuse verschoben wird, wie es in den Patentansprüchen näher beschrieben wird. Auf diese Weise ist es möglich, den gewünschten Mitteldruck innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung zu erzeugen und somit den gewünschten Ökonomie-Effekt, ungeachtet der unterschiedlichen Leistung des Kompressors.In order to avoid this disadvantage, it is proposed according to the invention that to supply the medium pressure gas through an additional inlet opening, which depends on the position of the Slide valve is moved in the rotor housing, such as it is described in more detail in the claims. In this way it is possible to achieve the desired mean pressure inside the to generate additional inlet opening and thus the desired economic effect, regardless of the different performance of the compressor.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen :Several exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Inneren eines Schraubenkompressors entsprechend dem genannten schwedischen Patent,1 shows a detail from the interior of a screw compressor according to the said Swedish patent,

-3-509844/0313 -3- 509844/0313

2512U62512U6

. 1a einen Schnitt durch ein Schieberventil §pmäß der Erfindung und einen Teil des Kompressorgehäuses,. 1a a section through a slide valve §p according to the Invention and part of the compressor housing,

Pig. 2 die Druekverhältnisse innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung,Pig. 2 the pressure conditions inside at the additional inlet opening,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gemäß der Erfindung,Fig. 3 shows a further embodiment of an additional Inlet opening according to the invention,

!ig. 4 die gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 herrschenden Druekverhältnisse und! ig. 4 the prevailing according to the embodiment of FIG Pressure conditions and

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gemäß der Erfindung.Fig. 5 shows another embodiment of an additional Inlet port according to the invention.

Fig. 1 zeigt den inneren unteren Teil eines zylindrischen Gehäuses eines Kompressors gemäß dem zuvor genannten schwedischen Patent. 1 und 2 bezeichnen hierbei die Deckplatten für die Enden der Einlaß- und Auslaßöffnungen. 3 und 4 bezeichnen die Rotorachsen, während des axial verschie"bliche Schieberventil mit 5 bezeichnet ist.Fig. 1 shows the inner lower part of a cylindrical housing a compressor according to the aforementioned Swedish patent. 1 and 2 denote the cover plates for the Ends of the inlet and outlet ports. 3 and 4 designate the rotor axes, during the axially displaceable slide valve is denoted by 5.

Dae Schieberventil ist etwas geöffnet, so daß eine Rückströmöffnung 8 sich auftut. Die Ränder 7 des SehieberT«ntiles 5 bestimmen dabei die Endschließstellung der Rotornuten, d.h. die Stelle, wo die Kompression des Grases in den Nuttn beginnt. UmThe slide valve is slightly open, so that a backflow opening 8 opens up. The edges 7 of the lens element 5 determine the final closed position of the rotor slots, i.e. the point where the compression of the grass in the slots begins. Around

-4-509844/0313 -4-509844 / 0313

ein präzisches Zusammenwirken zwischen dem Schieberventil und den Rotoren zu erhalten, folgen die Ränder 7 und damit die Öffnung 8 Schraubenlinien, die parallel zu Rotorvorsprüngen und Rotornuten liegen, wie dies gezeigt ist=To obtain a precise interaction between the slide valve and the rotors, the edges 7 and thus the opening follow 8 helical lines parallel to rotor projections and rotor slots as shown =

In Pig. 1 sind zusätzliche Einlaßöffnungen gemäß der Erfindung in Form von Öffnungen 6 gezeigt, die in das Schieberventil 5 gebohrt sind. Die Öffnungen sind längs Schraubenlinien angeordnet, die parallel zu den Rotornuten verlaufen. Aus Fig„ 1a_s die einen Schnitt durch das Schiebeventil 5 und einen Teil des Kompressorgehäuses 9 zeigt, ist zu ersehen, wie die Öffnungen 6 mit Hilfe einer Hut 10 und einer Bohrung 11 in dem Kompressorgehäuse mit einer äußeren Mitteläruckgasleitung für überschüssiges Gas von einem Vorkühler entsprechend dem amerikanischen Patent verbunden werden können.In Pig. 1, additional inlet openings according to the invention are shown in the form of openings 6 drilled into the slide valve 5. The openings are arranged along helical lines that run parallel to the rotor slots. From Fig. 1a _s, which shows a section through the slide valve 5 and part of the compressor housing 9, it can be seen how the openings 6 with the aid of a hat 10 and a bore 11 in the compressor housing with an external medium pressure gas line for excess gas from a precooler can be connected according to the American patent.

In Fig. 2 sind die Druckverhältnisse auf der Innenseite der zusätzlichen Einlaßöffnung dargestellt, wobei die Kurve I die Druck· Veränderungen an einer fest angeordneten Einlaßöffnung in das Zylindergehäuse (nicht gezeigt) zeigt, wäehrend die Kurve II die Druckverhältnisse gemäß Fig. 1 angibt. Auf der OrdinateIn Fig. 2, the pressure conditions on the inside of the additional inlet opening are shown, where the curve I the pressure · Changes in a fixed inlet opening in the cylinder housing (not shown) shows, while curve II indicates the pressure conditions according to FIG. 1. On the ordinate

zuto

sind die Drucke auf der Innenseite der/sätzlichen Einlaßöffnungen dargestellt, während die Abzisse den Grad der Entladung des Kompressors oder die mögliche öffnung der Rückströmöffnung 8 zeigt.the pressures on the inside of the additional inlet ports are shown, while the abscissa shows the degree of discharge of the compressor or the possible opening of the return flow opening 8.

-5-509844/0313 -5-509844 / 0313

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Angenommen, die zusätzliche Einlaßöffnung ist fest in dem stationären Zylindergehäuse angeordnet, so könnte eine Öffnung der Rückströmöffnung 8 im Hinblick auf den Druck, so angesehen werden, als ob die zusätzliche Einlaßöffnung schnell zu dem Ende der Einlaßöffnung 1 bewegt wird und die Rückströmöffnung 8 und die zusätzliche Einlaßöffnung übergreift, so daß der Druck an der zusätzlichen Einlaßöffnung in etwa der gleiche wird, wie am Ende der Einlaßöffnung 1. Man erhält dann eine Druckkurve entsprechend I, in der das linke Ende dem vollen Druck mit geschlossener Rückströmöffnung 8 entspricht, während der Druck schnell gegenüber dem Einlaßdruck abfällt, wenn die Rückströmöffnung 8 geöffnet wird.Assuming the additional inlet port is fixedly arranged in the stationary cylinder housing, an opening could be used the return port 8 in terms of pressure, can be viewed as if the additional inlet port quickly to the End of the inlet opening 1 is moved and the backflow opening 8 and the additional inlet opening overlaps, so that the The pressure at the additional inlet opening becomes approximately the same as at the end of inlet opening 1. A pressure curve is then obtained corresponding to I, in which the left end corresponds to full pressure with the return port 8 closed, while the pressure drops rapidly with respect to the inlet pressure when the backflow opening 8 is opened.

Wenn die zusätzliche Einlaßöffnung 6 in dem Schieberventil 5 angeordnet ist, wie es Fig. 1 zeigt, so kann man sich eine Öffnung der Rückströmöffnung in erster Linie so vorstellen, als ob die zusätzliche Einlaßöffnung 6 etwas nach links verschoben wird, entsprechend dem Abstand zwischen 1 und 8. Danach jedoch ist 6 relativ zu der Rückströmöffnung 8 fixiert, die mit der Einlaßöffnung 6 verbunden ist, wodurch die Druckverminderung entsprechend der Kurve II geringer wird als jene entsprechend der Kurve I. Bei einer Vergrößerung der Rückströmöffnung 8 wird die zusätzliche Einlaßöffnung 6 näher zur Seite 2 der Auslaßöffnung verschoben, wodurch der Druck in 6 etwas ansteigt. Man erreicht dadurch gemäß Fig. 1, .daß der sogenannte Ökonomie-Effekt wenigstens teilweise trotz der Ent-When the additional inlet opening 6 in the slide valve 5 is arranged, as Fig. 1 shows, one can imagine an opening of the return flow opening primarily as as if the additional inlet opening 6 is shifted slightly to the left, corresponding to the distance between 1 and 8. Then however, 6 is fixed relative to the return port 8 connected to the inlet port 6, thereby reducing the pressure corresponding to the curve II is lower than that corresponding to the curve I. When the Backflow opening 8, the additional inlet opening 6 is moved closer to side 2 of the outlet opening, whereby the pressure in 6 increases slightly. This is achieved according to FIG. 1, .that the so-called economy effect at least partially despite the development

509844/0313 _₆_509844/0313 _ ₆ _

ladung des Kompressors erhalten wird.charge of the compressor is obtained.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gezeigt. Der Kompressor ist im Schnitt dargestellt und anstelle einer Reihe von Öffnungen in dem beweglichen Schieberventil, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, sind zwei Reihen von Öffnungen 16, 17 in dem stationären Gehäuse angeordnet. Diese Öffnungen sind gleichfalls entlang Schraubenlinien parallel zu den Rotornuten angeordnet. Die Öffnungen sind von Verteilermänteln 19 und 20 eingeschlossen, die über Rohrleitungen 12, mit Ventilen 13 und 15 bzw. mit einem Vorkühler 18 verbunden sind. Wie aus dem amerikanischen Patent bekannt, ist der Vorkühler über ein Rohr 21 mit einem Kondensor und über ein weiteres Rohr 22 mit einem Verdampfer verbunden. Bei der Öffnung einer der beiden Ventile 13 oder 15 bilden die Öffnungen 16 oder 17 in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles 5 in Fig. 1 die zusätzliche Einlaßöffnung, deren Stellung relativ zu dem Ende der Einlaßöffnung des Kompressors bewegt wird.In Fig. 3 is another embodiment of an additional Inlet port shown. The compressor is shown in section and instead of a series of openings in the movable one Gate valve, as shown in Fig. 1, two rows of ports 16, 17 are arranged in the stationary housing. These openings are also arranged along helical lines parallel to the rotor slots. The openings are from distributor jackets 19 and 20 included, which are connected via pipes 12, to valves 13 and 15 and to a precooler 18, respectively. As known from the American patent, the pre-cooler is connected via a pipe 21 to a condenser and via a further pipe 22 to an evaporator. When opening one of the the two valves 13 or 15 form the openings 16 or 17 depending on the position of the slide valve 5 in FIG additional inlet port, the position of which is moved relative to the end of the inlet port of the compressor.

Für jede der Gruppen der Öffnungen 16 und 17 können Kurven III und IV erhalten werden, die beide der Kurve I in Fig. 2 entsprechen. Beim Umschalten vom Ventil 13 auf das Ventil 15 kommt man vor der Kurve III auf die Kurve IV und mit einer geeigneten Verteilung der Öffnungen, z.B. mit mehreren Öffnungsgruppen, kann man eine gewünschte Druckkurve erhalten. Die Anordnung ermöglicht es, daß bei Wahl einer unterschiedlichenFor each of the groups of openings 16 and 17, curves III and IV, both of which correspond to curve I in FIG. When switching from valve 13 to valve 15 if you come before curve III on curve IV and with a suitable distribution of the openings, e.g. with several opening groups, you can obtain a desired pressure curve. The order allows you to choose a different one

-7-509844/0313 -7-509844 / 0313

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Strömung durch die Öffnungen und Ventile die zusätzliche Einlaßöffnung von der Belastung abhängig gemacht werden kann.Flow through the ports and valves the additional inlet port can be made dependent on the load.

In !ig. 5 ist eine wei-fere Ausführungsform gemäß Fig. 3 gezeigt, in der die Ventile 13 und 15 durch einen außen an dem Zylindergehäuse angeordneten Schieber ersetzt worden sind, der eine Öffnung 24 aufweist, der die eine oder die andere Reihe der Öffnungsgruppen 25 "bis 28 freigibt. Jede Lochgruppe ergibt eine Druckkurve entsprechend der Kurve III und IV und durch die Wahl einer Anzahl von Lochgruppen und Flächen kann man die gewünschte Druckkurve erhalten.In! Ig. 5 shows a further embodiment according to FIG. 3, in which the valves 13 and 15 have been replaced by a slide arranged on the outside of the cylinder housing, the has an opening 24 which exposes one or the other row of opening groups 25 "to 28. Each group of holes results a pressure curve corresponding to curve III and IV and by choosing a number of hole groups and areas you can Get desired pressure curve.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 zeigt den Vorteil, daß bei einem geeigneten Getriebe, vorteilhaft einem nicht linearen Getriebe, zwischen dem Schieberventil 5 und dem Schieber 23 die Druckkurve den geforderten Arbeitsbedingungen angepaßt werden kann.The arrangement according to FIG. 5 shows the advantage that with a suitable gear, advantageously a non-linear gear, between the slide valve 5 and the slide 23, the pressure curve can be adapted to the required working conditions.

-8--8th-

509844/0313509844/0313

Claims

2512U6 claims;

1.) Procedure for supplying medium pressure gas to a - *

Screw compressor with two helical rotors in working engagement and enclosed in a housing, with inlet and outlet openings for the gas and with an axially displaceable slide valve part of the Housing between the rotors, whereby the medium pressure gas is fed to the compressor via an additional inlet opening, which is arranged between the inlet and outlet openings, for achieving a so-called economy effect, characterized in, that the place for the supply of the medium pressure gas can be changed and in relation to the position of the slide valve is chosen so that the desired effect is essentially achieved at different positions of the slide valve is obtained.

2. Screw compressor for performing the method according to claim 1 with two in working engagement and Helical rotors enclosed in a housing, with inlet and outlet openings for the gas and one being axial Slidable slide valve formed part of the housing between the rotors, the medium pressure gas to the compressor is supplied via an additional inlet opening, which is arranged between the inlet and outlet openings, for achieving a so-called economy effect, characterized in that

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2512U6

that the additional inlet opening (5; 16, 17; 25, 26, 27, 28) is arranged and designed so that the additional inlet opening is shifted in the axial direction depending on the position of the slide valve.

3. Screw compressor according to claim 2, characterized in that said additional inlet opening (6) is formed in the S _c valve (5).

4. Screw compressor according to claim 2, characterized in that said additional inlet opening is made up of a number in the housing of the compressor mounted through bores (16, 17) with a different axial arrangement relative to the Rotors consists, and that means for opening and closing the through holes depending on the position of the Slide valve are provided.

5. Screw compressor according to claim 4, characterized in that the through bores (16, 17) with the aid of valves (13 »15) are opened and closed, which are controlled by the slide valve (5).

6. Screw compressor according to claim 4, characterized in that that the through bores (25, 26, 27, 28) are opened or closed by a slide (23) provided with an opening (24)

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-1 he closed, and that the slide is moved depending on the position of the slide valve.

7. Screw compressor according to .Anspruch 4, characterized in that that the cross section of the additional inlet opening is changed depending on the position of the slide valve.

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