DE2850370A1 - Fluegelzellenkompressor - Google Patents

Description

R. DK 19
9.11.1978 Vo/Ht

Diesel Kiki Co., Ltd., 6-7 Shibuya, 3-chome, Shibuya-ku, Tokyo, JAPAN

Flügelzellenkompressor Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Flügelzellenkompressor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Flügelzellenkompressor dieser Art steht der Raum am radial innenliegenden Grund der die Flügel aufnehmenden Schlitze unter dem Auslaßdruck des Flügelzellenverdichters. Dadurch werden die Flügel nach radial außen gedrückt und so in dichtender Berührung mit der zylindrischen Innenwand der Gehäuseausnehmung gehalten. Bei Drehung des Rotors wird dieser Druckkraft noch die auf die Flügel wirkende Fliehkraft überlagert. Bei hohen Drehzahlen steigt die so zustande kommende Gesamtkraft übermäßig stark an, was große mechanische Reibungsverluste zwischen Flügelaußenkante und Innenwand der Gehäuseausnehmung zur Folge hat.

21/0746

- t - R. DK

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Flügelzellenkompressor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß, wenn die Drehzahl des Rotors einen bestimmten Wert überschritten hat, der Raum am Grund der Schlitze zur Ansaugseite des Flügelzellenkompressors entlastet wird. Dadurch wird die Kraft, mit welcher die Flügel nach radial außen gedrängt werden, auf das für eine hinreichende Abdichtung notwendige Maß verringert. Übermäßige Reibungsverluste werden so vermieden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flügelzellenkompressors möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Flügelzellenkompressor im Längsschnitt, Figur 2 den Flügelzellenkompressor im Querschnitt. In Figur 3 ist in vergrößerter Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines fliehkraftbetätigten Ventils im Rotor des Flügelzellenkompressors dargestellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 und 2 der Zeichnung ist ein Flügelzellenkorapressor dargestellt. Der FlügelZellenkompressor besteht aus einem zylinderförmigen Stator 25, der eine zylindrische

909821/0746

R. DK 19

Gehäuseausnehmung 12 aufweist. An die beiden Stirnseiten des Stators 25 sind Seitenplatten 38, 40 angeschraubt, wel che die Gehäuseausnehmung in axialer Richtung abschließen. In der Gehäuseausnehmung 12 ist ein umlaufender Rotor 15 angeordnet, der eine kreiszylindrische Mantelfläche aufweist. Die Mantelfläche des Rotors 15 berührt die Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 längs zweier einander diagonal gegenüberliegender Mantellinien dichtend. Zwischen der Mantelfläche des Rotors und der, zylindrischen Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 sind zwei etwa sichelförmige Arbeitsräume gebildet.

In eine zentrale Bohrung des Rotors 15 ist das Ende einer Welle 17 eingepreßt, die in zwei Gleitlagern, welche in einem hohlen Lagerrohr der linken Seitenplatte 40 angeordnet sind, gelagert ist. Das nach außen austretende Ende der Welle 17 ist durch eine bekannte Wellenabdichtungseinrichtung 19 abgedichtet. Der Stator 25 samt Seitenplatten 38, 40 wird durch einen topfförmigen Deckel 4 umgriffen, welcher mittels Schrauben 26 an einem Grundkörper 46 befestigt ist. Der Grundkörper 46 wiederum ist mittels Schrauben 27 mit dem Stator 25, 38, 40 verbunden.

Der Grundkörper 46 enthält eine Ansaugkammer 47, welche über ein mit einem Ansaugventil 20 ausgerüstetes Anschlußrohr 22 und einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schlauch an eine Strömungsmediumquelle, also etwa einen Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeugklimaanlage, angeschlossen ist. In der Ansaugkammer 47 herrscht der Ansaugdruck des Flügelzellenkompressors.

909821/0 74

- /ί - R. DK

Der zwischen dem Stator 25, 38, 40 und dem Deckel 4 gebildete Raum bildet die Hochdruckkammer 36 des Flügelzellenzellenkompressors, welche über ein Öl und Strömungsmedium trennendes Koagulationsfilter 37 mit dem Arbeitsraum im Innern des Ständers 25 verbunden ist.

In Figur 2 sind die zwischen der Mantelfläche des Rotors 15 und der Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 gebildeten etwa sichelförmigen Arbeitsräume zu erkennen. Die Arbeitsräume haben je einen Saug- und einen Druckbereich. Der Saugbereich eines jeden Arbeitsraums ist über eine Ansaugöffnung 10 im Stator 25 mit der Ansaugkammer 47 im Grundkörper 46 verbunden. Jeder Druckbereich des Arbeitsraums ist über eine Förderöffnung 16, welche durch ein plattenförmiges Ventil 6 verschließbar ist, mit einem von einem Deckel 7 gebildeten Raum verbunden. Dieser Raum ist über einen Kanal 8, der in den Koagulationsfilter 37 einmündet, mit der Hochdruckkammer 36 verbunden.

Im Rotor 15 sind mehrere etwa radial verlaufende Schlitze 14 angeordnet, in denen Flügel 11 dicht und gleitend geführt sind. Mit ihren Außenkanten liegen die Flügel 11 an der zylindrischen Innenfläche der Gehäuseausnehmung 12 an und teilen den Arbeitsraum so in einzelne Zellen auf.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, trägt die Welle 17 einen einstückig angeformten Flansch 17a, der in eine zugeordnete Ausnehmung im Rotor 15 eingepaßt ist. Konzentrisch befindet sich im Rotor 15 eine kreiszylindrische Kammer 48, welche über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kanal, in den vorzugsweise eine Drossel eingebaut ist, mit der Hochdruckkammer 36 verbunden ist. Das innere Ende der Schlitze 14 öffnet sich in die Kammer 48. In der Kammer 48 und

909821/0746

- 4 - R. DK 19

im inneren, von den Flügeln 11 nach außen abgedichteten Teil der Schlitze 14 herrscht also der in der Hochdruckkammer anliegende Förderdruck des Flügelzellenkompressors.

In einer radial verlaufenden Sackbohrung im Rotor 15 befindet sich ein fliehkraftbetätigtes Ventil 3, über welches sich die Kammer 48 und damit der innere Grund der Schlitze 14 zur Saugseite des FlügelzeTlenkompressors entlasten läßt. Das Ventil 3 besteht aus einem hohlzylindrisch ausgebildeten Schieber 34, der im Innern einer von der äußeren Umfangsseite des Rotors 15 her ausgearbeiteten Sackbohrung beweglich geführt ist und von einer Feder 33 gegen den Grund der Sackbohrung gehalten wird. Die Feder 33 stützt sich mit ihrem dem Schieber 34 abgewandten Ende an einem Gewindestopfen 32 ab, mit dem die Sackbohrung verschlossen ist. In dem vom Schieber 34 im Stillstand des Rotors abgedeckten Bereich (Figur 1) mündet in die Wandung der Sackbohrüng ein bezüglich dieser radial verlaufender Kanal 31 ein. Der Kanal 31 mündet in der Stirnseite des Rotors 15 in eine Ringnut 39 aus, die in der der Gehäuseausnehmung 12 zugewandten Wandung der Seitenplatte 40 angeordnet ist. Die Ringnut 39 wiederum ist über eine Bohrung 30 mit der Ansaugkammer 47 verbunden.

Der beschriebene Flügelzellenkompressor arbeitet wie folgt: Bei Drehung des Rotors 15 in Richtung des Drehpfeils 50 (Figur 2) vergrößern sich die von jeweils zwei benachbarten Flügeln eingegrenzten Zellen des Arbeitsraumes zunächst (Ansaugbereich) bis sie sich schließlich wieder verkleinern (Druckbereich). Während ihrer Vergrößerung ist jede Zelle des Arbeitsraumes mit der Ansaugöffnung 10 verbunden, über welche Strömungsmedium in die Zelle gelangt. Beim weiteren Um-

90 982 1 /07A6

R. DK

lauf der von zwei Flügeln 11 abgegrenzten Zelle verkleinert sich diese wieder, wobei das darin eingeschlossene Strömung smedium komprimiert wird, über das ein plattenförmiges Ventilglied aufweisende Ventil 6 wird das verdichtete Strömungsmedium schließlich wieder ausgeschoben und gelangt durch den Koagulationsfilter 37 in die Hochdruckkammer Das durch das Filter 37 abgetrennte öl sammelt sich im unteren Bereich der Hochdruckkammer 36 und gelangt über nicht näher dargestellte Kanäle zur Ansaugöffnung 10, in die Gehäuseausnehmung 12 und in die Kammer 48 bzw. die Schlitze

Durch den in der Kammer 48 herrschenden Hochdruck - er entspricht dem in der Hochdruckkammer herrschenden Druck werden die Flügel 11 an die Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 gedrückt. Bei Umdrehung des Rotors 15 wirkt auf jeden der Flügel 11 zusätzlich zu dieser Druckkraft noch eine Zentrifugalkraft/ die sich abhängig von der Drehzahl des Flügelzellenkompressors vergrößert. Natürlich ist bei Umdrehung des Rotors 15 auch der hohlzylindrische Schieber 34 des Ventils 3 einer Fliehkraft unterworfen» Auch diese Fliehkraft vergrößert sich mit ansteigender Drehzahl ständig, wodurch der Schieber 35 gegen die Kraft der Feder nach radial außen bewegt wird bis schließlich bei einer bestimmten Drehzahl der Kanal 31 freigegeben wird. Der in der Kammer 48 herrschende Druck wird dann zur Niederdruckkammer 47 hin entlastet. Auf diese Weise wird bei hohen Drehzahlen die die einzelnen Flügel 11 diametral nach aussen drückende Strömungsmediumdruckkraft verringert. Der sich dann in der Kammer 48 einstellende Druck ist durch die Länge und durch die Querschnittsfläche des Kanals 31 bestimmt. Die Flügel werden also jetzt in der Hauptsache nur noch durch die auf sie wirkende Fliehkraft an die Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 angelegt.

- 7 909821/0746

R. DK 19

Das Gewicht des beweglichen Schiebers 34 ist so groß, daß sich der Schieber 34 entsprechend der Drehzahl des Rotors 15 gleitend bewegt. Die Differenz zwischen der der Seite der Kammer 48 gegenüberliegenden von Druck beaufschlagten Fläche (Querschnittsfläche) einerseits und der nach der Seite der Feder 33 hingelegenen vom Druck beaufschlagten Fläche andererseits soll zweckmäßigerweise klein gehalten werden.

Natürlich kann man von diesen Ventilen im Innern des Rotors 15 in gleichen Abständen zwei oder vier Ventile anordnen.

In Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schiebers 34' dargestellt, der gegenüber dem Schieber 34 des ersten Ausführungsbeispiels eine verringerte Masse aufweist. Außerdem ist hier die oben erwähnte vom Druck beaufschlagte Differenzfläche gering. Im übrigen ist die Funktion dieses Schiebers sinngemäß gleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel.

90 9 8 21/0746

Claims (4)

1. R. DK 19

   9.11.1978 Vo/Ht

   Diesel Kiki Co., Ltd., 6-7 Shibuya, 3-chome, Shibuya-ku Tokyo, JAPAN

   Ansprüche

   1 J Flügelzellenkompressor mit einer zylindrischen Gehäuseausnehmung, in der ein kreiszylindrischer Rotor umläuft, der die Innenwand der Gehäuseausnehmung längs mindestens einer Mantellinie dichtend (fast) berührt und der radiale Schlitze aufweist, in denen Flügel geführt sind, die den zwischen der Mantelfläche des Rotors und der Innenwand gebildeten Arbeitsraum in einzelne Zellen aufteilen, wobei der Raum am Grund der Schlitze unter Auslaßdruck steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (14, 48) über ein fliehkraftbetätigtes Ventil (3) im Rotor (15) zur Ansaugseite (47) des Flügelzellenkompressors entlastbar ist.
2. 2. Flügelzellenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (3) einen federbelasteten, radial beweglichen Schieber (34, 34') aufweist.
3. 3. Flügelzellenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (34, 34') in einer, Vorzugs-

   909821 /Π7£6

   - 2 - R. DK 19

   weise von radial außen verschlossenen Sackbohrung im Rotor (15) angeordnet ist.
4. 4. Flügelzellenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber hohlzylindrisch ausgebildet ist.

   9821/0746