DE2843171A1 - Rotationskompressor - Google Patents

Description

Rotationskonrpressor

Die Erfindung betrifft einen Rotationskompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf die konstruktive Ausbildung der Bauteile zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr in einem Kompressor der obengenannten Art. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "Flüssigkeitszufuhr" in erster Linie auf die Zufuhr bzw. das Einspritzen von OeI zum Zwecke der Schmierung, Dichtung und möglicherweise auch der Kühlung. Die Erfindung kann aber auch angewendet werden für die Zufuhr anderer Flüssigkeiten, wie z.B. die Zufuhr eines Kühlmittels in einen Kühlkompressor, um diesen zu kühlen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich insbesondere auf einen Kühlkompressor, in welchen OeI zu diesem Zweck eingeführt wird. Das OeI, welches im Zuge eines Oelkreislaufsystems in die Arbeitskammern des Kühlkompressors eingeführt und aus diesen abgeführt wird, enthält erhebliche Mengen gelösten Kühlmittels, welches teilweise verdampft, wenn das OeI in die Arbeitskammer des

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Kompressors während eines Zeitabschnittes eintritt, in welchem ein niedriger Druck in dieser Kammer herrscht. Es ist daher wünschenswert, die Oelzufuhr in der Weise auszubilden, daß sie nicht während der ±>en genannten Zeitabschnitte erfolgt. Das aus dem OeI herausverdämpfende Kühlmittel verdrängt nämlich und reduziert folglich das aufzunehmende nicht komprimierte Kühlmittelgas, wodurch eine Herabsetzung sowohl des volumetrisehen Wirkungsgrades wie auoh des Gesamtwirkungsgrades des Kompressors eintritt. Um einen Rückfluß im Oelkreislaufsystem zu verhindern, ist es ferner wichtig, daß die Oelzufuhrkanäle nicht mit dem Arbeitsraum des Kompressors in Verbindung stehen, wenn der dort herrschende Druck höher ist, als der Oelzuführungsdruck.

Ein üblicher Weg zur Einführung von OeI in einen Rotationskompressor mit gleitenden Schiebern besteht darin, Zufuhrkanäle durch die zylindrische Wand des Gehäuses vorzusehen, die direkt in der Arbeitskammer des Kompressors münden. Bei bestimmten Ausführungsformen mit einer geringen Anzahl von Rotorschiebern ist es jedoch nicht möglich, eine direkte Verbindung zwischen den Flüssigkeitszufuhrkanälen und den Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen des Kompressors zu vermeiden. Dies führt zu dem obengenannten unerwünschten Ergebnis eines verminderten Wirkungsgrades und zu der Gefahr eines Rückflusses im Oelkreislaufsystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskompressor der eingangs genannten Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß

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eine Beeinträchtigung des Wirkungsgrades durch das Flüssigkeitszufuhr sys tem und ein Rückfluß in diesem System vermieden v/erden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Rotationskompressor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des'Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Bei der Erfindung werden die eingangs genannten Probleme bei der Flüssigkeitszufuhr bekannter Rotationskompressoren dadurch gelöst, daß die periodische Bewegung der Schieber in den Rotorschlitzen zum Öffnen und Verschließen des Flüssigkeitszutrittes zu den Arbeitskammern des Kompressors verwendet wird. Die Ventilglieder, welche von der Bewegung der Schieber gesteuert werden, können jeden beliebigen mechanischen Aufbau haben, welcher geeignet ist, in den gewünschten Zeitabschnitten Nuten oder Kanäle zu öffnen oder zu verschließen, die zum Zwecke der Flüssigkeitszufuhr, im Rotor angeordnet sind und die zu öffnungen in der peripheren, die Arbeitskammern begrenzenden Oberfläche des Rotors führen. Der Teil des Flüssigkeitszufuhrkanals im Rotor, welcher zwischen der Verschlußstelle und der Mündung in der peripheren, die Arbeitskammern begrenzenden Oberfläche des Rotors liegt, ist jedoch stets offen

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und bildet ein sogenanntes schädliches Volumen, welches den Wirkungsgrad des Kompressors beeinträchtigt. Aus diesem Grunde sollte die Verschlußstelle so nahe wie möglich an der Mündung 'des Zufuhrkanals an der Rotorperipherie liegen. Das durch das schädliche Volumen im Flü^esigkeitszufuhrkanal begründete Problem kann auch dadurch gelöst werden, daß dieses Volumen mechanisch ausgefüllt wird während der kritischen Zeitabschnitte, in denen die Arbeitskammern des Kompressors mit den Sintrittsöffnungen oder den Austrittsöffnungen verbunden sind.

Von der zuletzt genannten Möglichkeit wird bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung Gebrauch gemacht. Bei dieser Ausführungsform besteht jedes Ventilglied aus einem Kolbenelement, das mit dem entsprechenden Schieber verbunden ist. Dieses Kolbenelement ist in einer Ausnehmung verschiebbar, welche in dem Rotor diametral gegenüber dem entsprechenden Schieber angeordnet ist. Bei seiner Bewegung öffnet und schließt das Kolbenelement eine Flüssigkeitszufuhr öffnung in der Ausnehmung und füllt gleichzeitig die Ausnehmung während der Eintritts- und Austrittsperioden aus.

Die Erfindung kann mit Vorteil angewendet werden bei einem Rdationskompressor, wie er in der schwedischen Patentanmeldung 7602477-7 beschrieben ist. Dieser Kompressor ist mit Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen in den Stirnwänden des Gehäuses versehen sowie mit Rotorausnehmungen, die während der Eintrittsperioden und Aus-

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trittsperioden die Arbeitskammern mit diesen Öffnungen verbinden. Der Kompressor ist ferner mit Kolbenelementen versehen, die beweglich in den genannten Ausnehmungen diametral gegenüber jedem Schieber angeordnet sind, wobei der Zweck dieser Kolbenelemente darin besteht, die Ausnehmungen während der Austrittsperioden allmählich auszufüllen. Indem man die Flüssigkeitszufuhr über Kanäle im Rotor oder über Nuten in den Stirnwänden des Gehäuses an die genannten Ausnehmungen anschließt, können die Kolbenelemente gleichzeitig als Ventilelemente in einem Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Im folgenden werden einige verschiedene Ausführungsformen beschrieben, die sich durch Anwendung der Erfindung auf einen Rotationskompressor gemäß der genannten schwedischen Patentschrift 7602 477-7 ergeben. Der.Erfindungsgedanke ist jedoch nicht auf diesen Kompressortyp beschränkt. Er ist auch auf Kompressoren mit einer vollständig anderen Anordnung der Austrittsöffnungen und Eintrittsöffnungen anwendbar. Z.B. können die erfindungsgemäßen Ventilglieder für die Flüssigkeitszufuhr mit Erfolg auch bei solchen Kompressoren angewendet werden, deren Austrittsöffnungen für komprimiertes Gas im zylindrischen Teil der Gehäusewand angeordnet sind. Ferner kann die vorteilhafte Anordnung zum Ausfüllen und Beseitigen des schädlichen Raumes in den Flüssigkeitszufuhrkanälen durch die Ventilglieder bei jedem Typ eines Rotationskompressors mit gleitenden Schiebern angewendet werden.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.

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Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Rotationskompressors gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Kompressors gemäß Fig. 1 längs der 'Linie I-I in Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Rotor eines zweiten Ausführungsbeispieles gemäß der Erfindung,

Fig. 4 bis 7 schematisch die Stellungen der Schieber und der Ventilglieder für verschiedene Rotorstellungen bei Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3,

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kompressors gemäß der Erfindung,

Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Kompressor gemäß Fig. längs der Linie H-II in Fig. 8,

Fig.10 schematisch den Kompressor gemäß Fig. 8 mit einer anderen Rotorstellung.

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Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Kompressor umfaßt ein Gehäuse 1, dessen Innenraum begrenzt wird durch zwei ebene zueinander parallele Stirnwände 2, 3 und eine zylindrische Umfangswand 4 mit einem ellipsenartigen Querschnitt. In dem Gehäuse 1 ist ein kreiszylindrischer Rotor 5 gelagert, welcher den Innenraum des Gehäuses in zwei identische Arbeitskammern 6 und 7 teilt. Jede Arbeitskammer ist mit einer Eintrittsöffnung 8 und einer Austrittsöffnung 9 in der Stirnwand 3 versehen.

Der Rotor 5 ist mit einer Antriebswelle 10 verbunden und mit Schiebern 11 versehen, welche verschiebbar in axialen Schlitzen des Rotors gelagert sind, um dichtend gegen die Wände der Arbeitskammern 6 und 7 anzuliegen. Ferner ist der Rotor an beiden Enden mit Ausnehmungen 13 versehen, welche dazu dienen, zusammen mit den Austrittsöffnungen 9 in den Stirnwänden Austrittswege für komprimiertes Gas zu bilden. Radial innerhalb jeder Ausnehmung befindet sich ein Ventilglied 14, welches mit dem diametral gegenüberliegenden Schieber 11 verbunden ist und deshalb mit diesem verschiebbar ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 bildet das Ventilglied 14 mit dem Schieber 11 ein einheitliches Bauteil.

In der Stirnwand 2 befindet sich eine Nut 16, welche ständig oder periodisch mit der Rotordrehung mit einem Kanal 15 verbunden wird, der im Rotor parallel zu Antriebswelle 10 angeordnet ist und an einer solchen Stelle in die Schlitze der Ventilglieder 14 mündet,

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daß das Ventilglied 14 während bestimmter Abschnitte eines Arbeitszyklusses die Verbindung zwischen dem Kanal 15 und der Ausnehmung 13 unterbricht.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, die darin besteht, daß die Oelzuführung durch die Antriebswelle erfolgt. Im Rotor 5 sind Kanäle 17 angeordnet, welche mit einem oder mehreren Kanälen 18 in der Antriebswelle 10 verbunden sind.

Die Fig. 4 bis 7 zeigen schematisch verschiedene Stellungen der Ventilglieder 14 bei verschiedenen Rotorstellungen für eine Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3. In Fig. 4 bedecken die Ventilglieder 14 die Zufuhrkanäle 15 bzw. 17 während der Ansaugperiode. In den Fig. 5 bis 6 stehen die Kanäle 15 und 17 mit den Arbeitskammern 6 und 7 in Verbindung. In Fig. 7 werden die Kanäle 15 und 17 zu Beginn der Auspreßperiode erneut geschlossen. Das bedeutet, daß die Oelzufuhr in die Arbeltskammern 6 und 7 nur während solcher Perioden stattfindet, in denen die Verbindung zwischen den Arbeitskanmern und den Eintrittsöffnungen 8 und Austrittsöffnungen 9 unterbrochen sind. Man erkennt anhand der obigen Ausführungen, daß die Oelzuführungsperioden auf solche Abschnitte eines

/der Arbeitszyklusses beschränkt werden können, in denei/ Druck in den Arbeitskammern geringer ist als der Oeldruck.

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Die Fig. 8 und 9 zeigen eine dritte Ausführungsform eines Kompressors gemäß der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform "bestehen die OeI-zuführungskanäle im Rotor aus den Ausnehmungen 13 selbst, welche em seitlichen Teil des Rotors angeordnet sind.

Die Ausnehmungen 13 treten periodisch mit den Oelzufuhrnuten 19 in der Stirnwand 3 in Verbindung. Fig. 8 zeigt, wie die Ventilglieder 14 die Verbindung zwischen den Nuten 19 und den Ausnehmungen 13 während einer Periode herstellen, in der die Arbeitskammern 6 und 7 nicht mit den Eintrittsöffnungen 8 oder den Austrittsöffnungen in Verbindung stehen. Fig. 10 zeigt schematisch, wie die Ventilglieder 14 die Verbindung zwischen den Nuten 19 und den Ausnehmungen 13 schließen durch allmähliches Ausfüllen der genannten Ausnehmungen während der Auspreßperiode.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist die Erfindung nicht auf Rotationskompressoren beschränkt, welche Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen in den Stirnwänden haben, die mit Ausnehmungen im Rotor zusammenarbeiten. Der Vorteil der Verwendung von Ventilgliedern, die in Ausnehmungen im Rotor angeordnet sind, kann auch bei Kompressoren genutzt werden, die Eintrittsöffnungen und/oder Austritts öffnungen in der zylindrischen peripheren.Wand des Gehäuses haben, wobei die Ventilglieder die doppelte Funktion haben, die Oelzufuhrkanäle zu öffnen und zu schließen und den verbleibenden schädlichen Raum in diesen Kanälen auszufüllen.

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Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ( 1JRotationskompressor mit einem Gehäuse, welches eine Eintrittsöffnung für zu komprimierendes Gas und eine Austrittsöffnung für komprimiertes Gas hat, mit einem im Gehäuse drehbar gelagerten Ro- ·■· tor, welcher mit einer Anzahl Schieber versehen ist, die verschiebbar in Schlitzen des Rotors geführt sind und derart dichtend gegen die Innenwand des Gehäuses anliegen, daß. Arbeitskammern zwischen dem Rotor, der Innenwand des Gehäuses und den Schiebern gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Rotor(5) Kanäle (13, 15, 17) für eine Flüssigkeitszufuhr angeordnet sind, die Zuflußöffnungen an einer oder an beiden Stirnwänden des Rotors haben und Ausflußöffnungen an der die Arbeitskammer (6,7) begrenzenden peripheren Oberflächen des Rotors haben, und daß Ventilglieder(i4) vorhanden sind, die durch Verschiebung infolge der Bewegung der Schieber arbeiten und die derart angeordnet sind, daß sie die Verbindung zwischen den genannten ZuflußÖffnungen und Ausflußöffnungen synchron mit der periodischen Verschiebung der Schieber(11)in den Rotorschlitzen öffnen und schließen.
2. 2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilglieder (14) derart angeordnet sind, daß sie die Kanäle (13, 15, 17) an ihren Ausflußöffnungen an der peripheren Oberfläche des Rotors, öffnen und schließen.

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3. 3. Rotationskompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorkanäle (13, 15, 17) für die Flüssigkeitszufuhr zumindest teilweise aus Ausnehmungen (13) bestehen, welche in die periphere Oberfläche des Rotors derart eingelassen sind, daß sie während der Rotation des Rotors mit den Arbeitskammern (6, 7) in Verbindung stehen, und daß die Ventilglieder (14) derart angeordnet sind, daß sie die Ausnehmungen (13) während der Zeitabschnitte ausfüllen, in denen die Arbeitskammern (6, 7) in direktem Kontakt mit den Sintrittsöffnungen (8) und den Austrittsöffnungen (9) stehen.
4. 4. Rotationskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorkanäle (13, 14) für die Flüssigkeitszufuhr während der Rotation des Rotors zumindest in periodischen Abständen mit Nuten (16, 19) in Verbindung stehen, die in einer oder beiden Stirnwänden (2, 3) des Gehäuses angeordnet sind.
5. 5. Rotationskompresor nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorkanäle (17) für die Flüssigkeitszufuhr mit einem oder mehreren durch die Antriebswelle (10) verlaufenden.Kanälen (18) für Flüssigkeitszufuhr verbunden sind.
6. 6. Rotationskompressor nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorkanäle für Flüssigkeitszufuhr aus Ausnehmungen (13) in stirnseit.igen Bereichen des Rotors angeordnet sind, welche Ausnehmungen ständig oder periodisch während der Rotation des Rotors

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   in direktem Kontakt mit den Nuten (19) in einer oder "beiden Stirnwänden (2, 3) des Gehäuses-in Verbindung stehen.
7. 7. Rotationskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen der Rotor mit Ausnehmungen (13) versehen ist, die in Zusammenarbeit mit Austrittsöffnungen (9) in den Stirnwänden des Gehäuses einen ·. Austrittskanal für komprimiertes Gas bilden, die Ventilelemente (14) aus Kolben bestehen, welche verschieblich in den Ausnehmungen (13) diametral gegenüber den entsprechenden Schiebern (11) derart angeordnet sind, daß sie während der Rotation des Rotors die Ausnehmungen (13) zunehmend ausfüllen und dadurch gleichzeitig die Flüssigkeitszufuhr während der Eintritts- und Aus- ' trittsperioden unterbrechen.

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