DE2616314C2 - Flügelzellenverdichter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verdichter dieser Bauart ist aus der US-PS 49 140 bekannt. Derartige bekannte Verdichter haben den Nachteil, daß die Schieber nach längerer Stillstandszeit dazu neigen, in ihrer am weitesten zurückgefahrenen Stellung anzuhaften, wenn der Verdichter angefahren wird. Beim Anlaufen des Verdichters reicht die Drehgeschwindigkeit nicht dazu aus. eine ausreichend große Zentrifugalkraft auf die Schieber zu erzeugen, durch welche die Spitzen der Schieber in Anlage an der Gehäusewand gehalten werden können. Dieses Anhaften ist im wesentlichen auf das Entstehen eines Unterdrucks in dem unter dem Schieber liegenden Raum zurückzuführen. Dieser Unterdruck führt zusammen mit dem zähen Zustand des in und um die Schieber herum befindlichen Schmiermittels zu einer der Schieberbewegung entgegenwirkenden Kraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flügelzellenverdichter der angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß beim Anlaufen desselben der Widerstand gegen das Herausfahren der Schieber im Ansaugbereich verringert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Flügelzellenverdichter der im Oberbegriff des Anspruchs I beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer der Stirnplatten ein weiterer, vom Schmierflüssigkeitszuführkanal getrennter Kanal ausgebildet ist, der die unter den Schiebern liegenden Räume über einen Drehwinkel von 60° im Ansaugbereich mit der Einlaßseite der Kammer verbindet.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, daß die unter den Schiebern liegenden Räume zu einer unter hohem Druck stehenden Zone hin entlastet werden, wenn sie in die erste Phase des Ansaugzyklus hineinlaufen. Auf diese Weise wird der sonst erzeugte Unterdruck sofort abgebaut, so daß sich die Schieber frei nach außen an die Zylinderwand bewegen können. Hat die Drehgeschwindigkeit einmal den normalen Wert erreicht, so reicht die Zentrifugalkraft dazu aus. pvwa festklebende Schieber freizumachen, so daß die Unterdruckentlastung beim Arbeiten des Verdichters nach Erreichen der normalen Drehzahl keine wesentliche Rolle spielt

In Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes weist der weitere Kanal einen radial verlaufenden Abschnitt und einen bogenförmig ausgebildeten Abschnitt auf. Der bogenförmig ausgebildete Abschnitt tritt dabei mit den unter den Schiebern befindlichen Räumen in Kontakt, während der radial verlaufende Abschnitt in den Ansaugbereich der Kammer führt

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch bemerkt, daß es grundsätzlich bekannt ist (US-PS 34 80 204) bei Flügelzellenverdichter Schmierflüssigkeit unter einen bestimmten Druck und über bestimmte Kanäle nur in einem bestimmten Winkelbereich der Umlaufbahn der Schieber ausschließlich in die Rotorschlitze unter den Schiebern zu leiten. Es handelt sich jedoch hierbei um übliche Schmierflüssigkeitszuführkanäle; Kanäle zum Abbau des beim Anlaufen des Verdichters unter den Arbeitsschiebern entstehenden Unterdrucks bzw. zur Abführung des ufiter den Arbeitsschiebern angesammelten Schmiermittels sind hierbei nicht offenbart.

Auch aus der GB-PS 11 89 937 ist eine Kanalanordnung für die Verbindung der unter den Schiebern befindlichen Räume mit den Einlaß des Verdichters bekannt Diese bekannte Kanalanordnung verläuft jedoch in der Form eines geschlossenen Ringes in der Seitenplatte des Verdichters. Ferner ist bei diesem bekannten Verdichter ein Schmierflüssigkeitszuführkanal nicht vorgesehen, da es sich um ein^n trocken laufenden Verdichter handelt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flügelzcllcnverdichter:

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1; F i g. 3—6 Schnitte ähnlich F i g. 2, in denen der untere Abschnitt eines Rotorschlitzes in verschiedenen Stellungen gezeigt ist in denen sich der Schieber zwischen

so einer voll ausgefahrenen und einer voll eingefahrenen Stellung befindet;

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. I: und F i g. 8 eine Aufsicht auf die hintere Stirnplatte.

In Fig. 1 ist ein Flügelzellenverdichter im wesentlichen herkömmlicher Bauart gezeigt, der ein den Stator darstellendes Gehäuse 10 aufweist. Zum letzteren gehört ein Gehäuseteil 12 mit einer sich durch diesen erstreckenden Bohrung, die eine Gehäusewand 14 bildet. eine vordere Stirnplatte 16 und eine hintere Stirnplatte

W) 18, Im Gehäuse 10 ist ein Rotor 20 angeordnet, der mil einer Antriebswelle 22 verbunden ist und über diese angetrieben wird. Der Rotor 20 ist innerhalb der Gehäusewand 14 derart exzentrisch angeordnet, daß er im Bereich einer Kontaktstelle 24 mit geringem Spiel auf der Gehäusewand 14 läuft und eine sichelförmige Arbeitskammer 26 bildet, in der Gas verdichtet wird. Der Rotor ist mit einer Vielzahl von Rotorschlitzen 30 verschen, die jeweils eine Bodenfläche 32 aufweisen und in

denen jeweils ein Schieber 34 Aufnahme findet Die Schieber 34 sind in den Rotorschlitzen jeweils verschiebbar angeordnet, wobei obere Ränder 34a der Schieber stetig an der Gehäusewand 14 anliegen. Die unteren Seitenflächen eines jeden Rotorschlitzes, ein unterer Rand 346 der Schieber 34 und die Bodenfläche 32 der Rotorschlitze begrenzen einen unter dem Schieber liegenden Raum 35.

Über einen Anschluß 36 und einen Kanal 38 wird Gas in die Kammer 26 gesaugt. Die Abgabe verdichteten Gases erfolgt Ober eine Reihe von an der Kontaktstelle 24 v&rgesehenen öffnungen 42, über denen als Klappenventile ausgebildete Auslaßventile 44 angeordnet sind, in einen Gasauslaßraum 50. Von dort strömt das Gas in einen in der hinteren Stirnplatte 18 ausgebildeten Kanal 52 und durch einen Anschluß 54 nach außen.

An der hinteren Stirnplatte 18 ist ein Gehäuseteil 56 befestigt, in dem eine Gasauslaßkammer 57 angeordnet ist. Ein unterer Abschnitt derselben ist als ölsumpf 58 ausgebildet; dort wird zum Schmieren verwendetes öl gesammelt, das aus dem abgegebenen Gas bein« Durchströmen durch einen ölabscheider 60 abgeschieden wird. Der Ölabscheider 60 ist in die Strömungsbahn zum Anschluß 54 geschaltet. Ein Ölzufuhrrohr 62 erstreckt sich nach unten in den Strömungsmittelsumpf hinein; es steht mit einem ölzuführkanal 66 in Verbindung, der sich durch die hintere Stirnplatte 18 erstreckt und zu einer nierenförmigen öffnung 68 hin offen ist Die Öffnung 68 ist an einem Punkt angeordnet der von den unter den Schiebern liegenden Räumen 35 überstrichen wird, wenn sich die Schieber der Kontaktstelle 24 des Rohres mit der Gehäusewand nähern.

Beim Strömen von Öl durch das Ölzufuhrrohr 62 durchsetzt das Öl einen umlaufenden Schmierflüssigkeitsverteiler64.

Die öffnung 68 ist so angeordnet, von solcher Form und so bemessen, daß über einen breiten Bereich der Betriebsbedingungen eine vorgegebene Menge zum Schmieren verwendeten Öls unter der Einwirkung des unter Druc*. stehenden geförderten Gases auf die Oberfläche des im ölsumpf 58 befindlichen Öls 70 in die unterhalb der Schieber liegenden Räume 35 gefördert wird. Läuft der Rotor über das hintere Ende der öffnung 68 hinaus, so wird das öl in dem unter dem Schieber liegenden Raum 35 eingeschlossen.

Der untere Rand 346 der Schieber 34. die Bodenfläche 32 der Roiorschlitze 30 und die vordere und hintere Stirnplatte 16 bzw. 18 begrenzen die unter den Schiebern liegenden Räume 35. Der einzige Weg, auf dem in den unter den Schiebern liegenden Räumen eingeschlossenes Öl entweichen kann, sind die Zwischenräume zwischen den vorderen und hinteren Oberflächen der Schieber und den Rotorschlitzen sowie die Zwischenräume /wischen den Stirnflächen 20a, 20i) des Rotors 20 und der vorderen Stirnplatte 16 bzw. der hinteren Stirnplatte 18. Diese Zwischenräume sind natürlich klein und stellen einen hohen Strömungswiderstand aufweisende Strompfade für das öl dar, wenn dieses durch den sich bei Annäherung an die Kontaktstelle nach innen bewegenden Schieber aus dem unter dem Schieber liegenden Raum herausgedrückt wird. Durch diesen Widerstand wird ein Druck auf den Schieber aufrechterhalten, durch deii der obere Rand 34a des Schiebers in fester Anlage an 4er Wand 14 gehalten wird.

Wie am bester¹ ai's den F i g. 2 und 8 ersichtlich ist, ist in der Oberfläche der hinteren Stirnplatte 18 (oder wahlweise in der' vorderen Stirnplatte 16) ein Kanal 80 für Öl angeordnet. Dieser Kanal 80 hat einen in radialer Richtung verlaufenden Abschnitt 92, über den in den unter den Schiebern liegenden Räumen aufgebauter Unterdruck abgebaut werden kann, so daß sichergestellt ist, daß die Schieber unter Anlaufbedingungen richtig ausgefahren werden. Der Kanal 80 umfaßt einen bogenförmigen Abschnitt SO, der in der hinteren Stirnplatte 18 (oder wahlweise in der vorderen Stirnplatte 16) ausgebildet ist. Der Abschnitt 80 ist in Form einer bogenförmigen Nut eingefräst, die mit dem ansaugseitigen

ίο Abschnitt 92 des zum Unterdruckabbau vorgesehenen Kanals 80 in Verbindung steht Der Abschnitt 90 ist auch vorgesehen, um das in dem unter dem Schieber 34 beim Anwerfen des Verdichters befindliche Öl abzuführen. Einzelheiten dieser Anordnung sind untenstehend genauer beschrieben.

In den F i g. 3 bis 6 ist die Lage der unter den Schiebern befindlichen Räume bezüglich der nierenförmigen öffnung 68 genauer gezeigt Anhand dieser Figuren soll das Füllen dieser Räume mit öl und das Einschließen des Öls genauer beschrieben werder.·

In F i g. 3 näher sich der unter dem Schieber 34 liegende Raum 35, der sich in Richtung des eingezeichneten Pfeiles bewegt gerade der öffnung 68. Anders als bei herkömmlichen Anordnungen enthalten die Räume 35 an diesem Punkt im wesentlichen kein öl oder sonstiges Strömungsmitte, denn es ist nicht notwendig, ja sogar nachteilig, die Schieber während dieser Phase der Drehbewegung durch den Ansaugbereich nach außen zu drücken. In Fig.4 ist der Raum 35 gerade in Verbin-

dung zur öffnung 68 getreten, so daß öl in den Raum 35 eintreten kann und diesen vollständig füllt. In Fig.5 nähert sich der unter dem Schieber liegende Raum dem hinteren Ende der öffnung 68, und das Einschließen in dem Raum befindlichen Öls beginnt gerade. Es versteht sich, daß sich das Volumen des Raumes geringfügig vermindert, während der Raum von einem Ende der öffnung 68 zum anderen läuft. In F i g. 6 ist der Raum 35 über das hintere Ende der öffnung 68 hinausgelaufen, so daß nun eine vorgegebene ölmenge eingeschlossen ist.

Bei der Bewegung zwischen dem Ende der Öffnung 68 un J der Kontaktstelle 24 wird einiges öl durch die Zwischenräume zwischen den Stirnflächen 20a und 206 des Rotors und den Stirnplatten 16, 18 sowie zwischen den Oberflächen der Schieber und den Oberflächen der Rotorschlitze herausgedrückt.

Das auf dem Wege vom Ölsumpf 58 zur öffnung 68 befindliche öl durchsetzt den Schmierflüssigkeitsverteiler 64, der drehbar auf dem hinteren Ende der Antriebswelle 22 angeordnet ist und zwischen der Gasauslaßkammer 57 und der Rückseite der hinteren Stirnplatte 18 liegt. Wie aus den Fig. 1 und 7 ersichtlich, weist der Verteiler 64 eine Scheibe 63 auf, in der eine Vielzahl von im A bs'.and angeordneter öffnungen 65 ausgebildet ist. Von diesen hat jede einen erheblichen größeren Durch-

messer als der Du.-chmesser des ölzuführkanals 6b und des Ölzuführrohres 62.

Die Scheibe 63 ist zwischen einem Vorsprung 67 auf der hinteren Stirnplatte 18 und einer Halteplatte 69 angeordnet, durch die sich das Ende des ölzuführrohres 62 erstreckt. Dei arbeitendem Verdichter läuft die Scheibe 63 zusammen mit dem Rotor 20 um. Hierdurch werden die Öffnungen 65 intermittierend in eine mit dem Einlaßende 66a des Ölzuführkanals 66 und dem Auslaßende 62a des Ölzuführrohres 62 fluchtende Lage bewegt.

Während dieser Zeitspanne strömt Öl durch den ölzuführkanal 66 zur öffnung 68. Solange der nicht durchbrochene Abschnitt 63a der Scheibe 63 zwischen dem Einlaßende 66a des ölzuführkanals 66 und dem Auslaß-

ende 62a des ölzuführrohres 62 hindurchläuft, wird der Zustrom von öl unterbrochen.

Wird der Verdichter abgeschaltet, so kommen der Rotor 20 und die Scheibe 63 z. B. an einer Stelle zum Stillstand, bei der eine der Öffnungen 63 ein Durchströmen von öl zuläßt. In diesem Falle wird die Unterseite eines bei der öffnung 68 stehenden Schiebers 34 mit Druck beaufschlagt. Die über den Schieber an dessen Spii/e bereitgestellte Kraft führt dazu, daß der Schieber ähnlich wie ein Nockenfolgeglied rückwärts auf der Gehäusewand 14 läuft und eine Stellung größeren Durchmessers zu erreichen sucht. Sobald der Rotor jedoch zu einem Punkt gedreht worden ist, an dem der nicht durchbrochene Abschnitt 63a der Scheibe 63 den Zustrom von öl unterbricht, wird der Druck an der Unterseile des Schiebers stabilisiert und die Drehung des Rotors beendet.

Wie am besten aus den Fig. 1, 2 und 8 ersichtlich ist, weist der in der oberfläche der hinteren Stirnpiatte ie vorgesehene Kanal 80 eine geringere Tiefe und eine im wesentlichen L-förmige Form auf. Dieser Kanal 80 dient in erster Linie zum Abbau von Unterdruck in dem unter dem Schieber liegenden Raum 35, so daß sichergestellt ist. daß die Schieber beim Anwerfen des Verdichters richtig ausgefahren werden.

Der Kanal 80 umfaßt ferner den gestreckten bogenförmigen Abschnitt 90, der von der Drehachse eine Strecke entfernt ist, die im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Drehachse und der Bodenfläche der Rotorschlitze ist. [>τ zweite Abschnitt 92 des Kanals 80 erstreckt sich in im wesentlichen radialer Richtung vom einen Ende des Abschnittes 90 weg. Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, erstreckt sich sein Ende 93 über den Rand des Rotors 20 hinaus in den Ansaugbereich der Kammer 26 hinein. Das andere Ende 94 des Kanals 80 erstreckt sich eine kurze Strecke über die in Fig. 2 •■n-ininla Cr>kni 11 jjri ja 1-1 ΓΪ!Γ!2μ5 Οη·Τ·Ϊ% kSf!" Öu5 »56!ΓΓ* Anwerfen des Verdichters unter dem Schieber befindliche öl in den Abschnitt 90 strömen und über den Abschnitt 90 und den radial verlaufenden Abschnitt 92 des Kanals 80 in den Ansaugbereich der Kammer 26 abgegeben werden.

Die unter den Schiebern befindlichen Räume 35 stehen über einen Drehwinkel von 60° im Ansaugbereich mit dem bogenförmigen Abschnitt des Kanals 80 in Verbindung. Da der bogenförmige Abschnitt des Kanals 80 mit dem radialen Abschnitt 92 in Verbindung steht, wird der Unterdruck unter den Schiebern sofort abgebaut, wenn diese auszufahren beginnen. Damit können die Schieber ungehindert ausgefahren werden, so daß sie beim Anfahren an der Gehäusewand anliegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flügelzellenverdichter mit einem in einer zylindrischen Kammer eines Gehäuses exzentrisch angeordneten Rotor mit einer Vielzahl von in Rotorschlitzen verschiebbar angeordneten Schiebern, die Kammern verschließenden Stirnplatten, einem in einer Stimplatte ausgebildeten Schmierflüssigkeitszuführkanal. dessen in die Kammer führender Auslaß von den unter den Schiebern liegenden Räumen überstrichen wird, wenn sich der Rotor der Kontaktstelle mit der Gehäusewand nähert, und dessen Verbindung mit den Räumen eine vorgegebene Strecke vor Erreichen der Kontaktstelle unterbrochen wird, einer dem Schmierflüssigkeitszuführkanal mit einem Schmierflüssigkeitssumpf verbindenden Leitung und einem zusammen mit dem Rotor angetriebenen, in der Leitung angeordneten scheibenförmigen SchmierKüösigkeitsverteiler zur intermittierenden SchmiernüssigkeUszuiuhr, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Stirnplatten (16, 18) ein weiterer, vom Schmierflüssigkeitszuführkanal (66) getrennter Kanal (80) ausgebildet ist, der die unter den Schiebern (34) liegenden Räume (35) über einen Drehwinkel von 60° im \nsaugbereich mit der Einlaßseite der Kammer (26) verbindet

2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kanal (80) einen radial verlaufenden Abschnitt (92) und einen bogenförnrj ausgebildeten Abschnitt (90) umfaßt.