DE2850371C2

DE2850371C2 -

Info

Publication number: DE2850371C2
Application number: DE2850371A
Authority: DE
Inventors: Risaburo Watanabe; Masami Ohtani; Naoki Higashimatsuyama Saitama Jp Hashizume
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1988-12-29
Also published as: IT1100164B; GB2008680A; FR2409403B1; IT7830032A0; GB2008680B; JPS5653104Y2; JPS5481905U; FR2409403A1; DE2850371A1

Description

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 Flieh kraft überlagert. Bei hohen Drehzahlen steigt die so zu standekommende Gesamtkraft übermäßig stark an, was große mechanische Reibungsverluste zwischen Flügelaußenkante und Innenwand der Gehäuseausnehmung zur Folge hat.The invention is based on a vane compressor according to the genus of the main claim. With a known Vane cell compressor of this type, the space is at the radial inner bottom of the slots receiving the wings under the outlet pressure of the vane compressor. Thereby the wings are pushed radially outwards and so in sealing contact with the cylindrical inner wall of the Housing recess held. When the rotor turns this pressure force the flee acting on the wings force overlaid. This increases at high speeds total strength coming in excessively strong, which is great mechanical friction losses between the outer edge of the wing and the inner wall the housing recess results.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Flügel zellenkompressor gemäß der Gattung des Hauptanspruchs so weiter zubilden, daß diese mechanischen Reibungsverluste verringert werden.The invention is therefore based on the object of a wing cell compressor according to the genus of the main claim so on form that these mechanical friction losses are reduced.

Advantages of the invention

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 jeweils während des Saughubes mit einer Zelle des Arbeitsraumes des Flügelzellenkompressors verbunden 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.The vane compressor according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that if the speed of the rotor has exceeded a certain value, the Space at the bottom of the slots with one during the suction stroke Cell of the working space of the vane compressor is connected. This will increase the force with which the wings move radially outwards be pushed to what is necessary for adequate sealing Measure reduced. This prevents excessive friction losses.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil hafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch ange gebenen Flügelzellenkompressors möglich.The features listed in the subclaims are advantageous Adherent training and improvements in the main claim given vane compressor possible.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are illustrated by the drawing represents and explained in more detail in the following description. It shows

Fig. 1 einen Flügelzellenkompressor im Längsschnitt, Fig. 1 shows a vane compressor, in longitudinal section,

Fig. 2 den Flügelzellenkompressor im Querschnitt, in Fig. 2 shows the vane compressor in cross section, in

Fig. 3 ist in ver größerter Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines flieh kraftbetätigten Ventils im Rotor des Flügelzellenkompressors darge stellt. Fig. 3 is in a larger representation ver a second embodiment of a centrifugally operated valve in the rotor of the vane compressor Darge provides.

Description of the embodiments

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Flügelzellen kompressor dargestellt. Der Flügelzellenkompressor besteht aus einem zylinderförmigen Stator 25, der eine zylindrische 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 auf weist. Die Mantelfläche des Rotors 15 berührt die Innen wand der Gehäuseausnehmung 12 längs zweier einander diago nal gegenüberliegender Mantellinien dichtend. Zwischen der Mantelfläche des Rotors und der zylindrischen Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 sind zwei etwa sichelförmige Ar beitsräume gebildet.In Figs. 1 and 2 of the drawing, a vane compressor is shown. The vane compressor consists of a cylindrical stator 25 which has a cylindrical housing recess 12 . On the two end faces of the stator 25 side plates 38, 40 are screwed, which che complete the housing recess in the axial direction. A circumferential rotor 15 is arranged in the housing recess 12 and has a circular cylindrical outer surface. The outer surface of the rotor 15 touches the inner wall of the housing recess 12 along two diagonally opposing surface lines sealingly. Between the outer surface of the rotor and the cylindrical inner wall of the housing recess 12 , two approximately sickle-shaped ar beitsraumes are formed.

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 angeord net sind, gelagert ist. Das nach außen austretende Ende der Welle 17 ist durch eine bekannte Wellenabdichtungsein richtung 19 abgedichtet. Der Stator 25 samt Seitenplatten 38, 40 wird durch einen topfförmigen Deckel 4 umgriffen, welcher mittels Schrauben 26 an einem Grundkörper 46 befe stigt ist. Der Grundkörper 46 wiederum ist mittels Schrau ben 27 mit dem Stator 25, 38, 40 verbunden.In a central bore of the rotor 15 , the end of a shaft 17 is pressed, which is mounted in two plain bearings, which are net angeord in a hollow bearing tube of the left side plate 40 . The outwardly emerging end of the shaft 17 is sealed by a known Wellenab Dichtungsein device 19 . The stator 25 together with side plates 38, 40 is encompassed by a cup-shaped cover 4 , which is fixed to a base body 46 by means of screws 26 . The base body 46 is in turn connected by screws ben 27 to the stator 25, 38, 40 .

Der Grundkörper 46 enthält eine Ansaugkammer 47, welche über ein mit einem Ansaugventil 20 ausgerüstetes Anschluß rohr 22 und einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schlauch an eine Strömungsmediumquelle, also etwa einen Kältemittelkreislauf einer Kraftfahrzeugklimaanlage, an geschlossen ist. In der Ansaugkammer 47 herrscht der An saugdruck des Flügelzellenkompressors.The base body 46 contains a suction chamber 47 , which is equipped with a suction pipe 20 equipped with a connecting pipe 22 and a hose, not shown in the drawing, to a flow medium source, that is to say a refrigerant circuit of a motor vehicle air conditioning system, is closed. In the suction chamber 47 to the suction pressure of the vane compressor.

Der zwischen dem Stator 25, 38, 40 und dem Deckel 4 gebil dete Raum bildet die Hochdruckkammer 36 des Flügelzellen kompressors, welche über ein Öl und Strömungsmedium trennendes Koagulationsfilter 37 mit dem Arbeitsraum im Innern des Ständers 25 verbunden ist.The space formed between the stator 25, 38, 40 and the cover 4 forms the high-pressure chamber 36 of the vane compressor, which is connected via an oil and flow medium separating coagulation filter 37 to the working space inside the stator 25 .

In Fig. 2 sind die zwischen der Mantelfläche des Rotors 15 und der Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 gebildeten etwa sichelförmigen Arbeitsräume zu erkennen. Die Arbeits räume haben je einen Saug- und einen Druckbereich. Der Saugbereich eines jeden Arbeitsraums ist über eine Ansaug öffnung 10 im Stator 25 mit der Ansaugkammer 47 im Grund körper 46 verbunden. Jeder Druckbereich des Arbeitsraums ist über eine Förderöffnung 16, welche durch ein platten förmiges 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.In FIG. 2, the approximately crescent-shaped working chambers formed between the outer surface of the rotor 15 and the inner wall of the housing recess 12 can be seen. The work rooms each have a suction and a pressure area. The suction area of each work space is connected via a suction opening 10 in the stator 25 to the suction chamber 47 in the basic body 46 . Each pressure area of the working space is connected via a delivery opening 16 , which can be closed by a plate-shaped valve 6 , to a space formed by a cover 7 . This space is connected to the high-pressure chamber 36 via a channel 8 , which opens into the coagulation filter 37 .

Im Rotor 15 sind mehrere etwa radial verlaufende Schlitze 14 angeordnet, in denen Flügel 11 dicht und gleitend ge führt 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. In the rotor 15 a plurality of approximately radially extending slots 14 are arranged, in which vanes 11 are tight and sliding leads. With their outer edges, the wings 11 rest against the cylindrical inner surface of the housing recess 12 and thus divide the working space into individual cells.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, trägt die Welle 17 einen einstückig angeformten Flansch 17 a, der in eine zugeord nete Ausnehmung im Rotor 15 eingepaßt ist. Konzentrisch befindet sich im Rotor 15 eine kreiszylindrische Kammer 48, welche über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Ka nal, in den vorzugsweise eine Drossel eingebaut ist, mit der Hochdruckkammer 36 verbunden ist. Das innere Ende der Schlit ze 14 öffnet sich in die Kammer 48. In der Kammer 48 und im inneren, von den Flügeln 11 nach außen abgedichteten Teil der Schlitze 14 herrscht also der in der Hochdruckkam mer anliegende Förderdruck des Flügelzellenkompressors.As shown in Fig. 1, the shaft 17 carries an integrally molded flange 17 a , which is fitted in a zugeord designated recess in the rotor 15 . Concentrically in the rotor 15 there is a circular cylindrical chamber 48 which is connected to the high pressure chamber 36 via a channel (not shown in the drawing), in which a throttle is preferably installed. The inner end of the slot 14 opens into the chamber 48 . In the chamber 48 and in the inner, from the vanes 11 sealed out part of the slots 14 , there is the delivery pressure of the vane compressor present in the high pressure chamber.

In einer radial verlaufenden Sackbohrung im Rotor 15 be findet sich ein fliehkraftbetätigtes Ventil 3, über welches sich die Kammer 48 und damit der innere Grund der Schlitze 14 mit einer Zelle des Arbeitsraumes des Flügelzellenkom pressors verbinden läßt. Das Ventil 3 besteht aus einem hohlzylindrisch ausgebildeten Schieber 34, der im Innern einer von der äußeren Umfangsseite des Rotors 15 her ausge arbeiteten 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 (Fig. 1) mündet in die Wandung der Sackbohrung ein bezüglich dieser radial verlaufender Kanal 31 ein. Im Kanal 31 ist ein Rückschlagventil 39 dem Ventil 3 nachgeschaltet angeordnet. Das Rückschlagventil 39 öffnet sich in der vom Ventil 3 wegweisenden Richtung. Es ist vorzugsweise so angeordnet, daß die Fliehkraft des Ro tors keine wesentliche Einwirkung auf die Betätigung des Ventilglieds des Rückschlagventils hat. Der Kanal 31 mündet an der Mantelfläche des Rotors 15 in eine Zelle des Arbeits raumes aus. Die Ausmündung des Kanals 31 liegt vorzugsweise nahe dem in Drehrichtung gesehen vorderen, eine Zelle be grenzenden Flügel.In a radial blind bore in the rotor 15 be there is a centrifugal valve 3 , through which the chamber 48 and thus the inner bottom of the slots 14 can be connected to a cell of the working space of the vane compressor. The valve 3 consists of a hollow cylindrical slide 34 which is movably guided in the interior of a blind bore worked out from the outer peripheral side of the rotor 15 and is held by a spring 33 against the bottom of the blind bore. The spring 33 is supported with its end facing away from the slide 34 on a threaded plug 32 with which the blind bore is closed. In the area covered by the slide 34 when the rotor is at a standstill ( FIG. 1), a channel 31, which runs radially with respect to the latter, opens into the wall of the blind bore. A check valve 39 is arranged downstream of valve 3 in channel 31 . The check valve 39 opens in the direction pointing away from the valve 3 . It is preferably arranged so that the centrifugal force of the ro tor has no significant effect on the actuation of the valve member of the check valve. The channel 31 opens out on the outer surface of the rotor 15 into a cell of the working space. The mouth of the channel 31 is preferably close to the front seen in the direction of rotation, a cell be bordering wing.

Der beschriebene Flügelzellenkompressor arbeitet wie folgt:
Bei Drehung des Rotors 15 in Richtung des Drehpfeils 50 (Fig. 2) vergrößern sich die von jeweils zwei benachbar ten Flügeln eingegrenzten Zellen des Arbeitsraumes zunächst (Saughub) bis sie sich schließlich wieder verkleinern (Druckhub). Während ihrer Vergrößerung ist jede Zelle des Arbeitsraumes mit der Ansaugöffnung 10 verbunden, über wel che Strömungsmedium in die Zelle gelangt. Beim weiteren Um lauf der von zwei Flügeln 11 abgegrenzten Zelle verkleinert sich diese wieder, wobei das darin eingeschlossene Strö mungsmedium komprimiert wird. Über das ein plattenförmiges Ventilglied aufweisende Ventil 6 wird das verdichtete Strö mungsmedium schließlich wieder ausgeschoben und gelangt durch den Koagulationsfilter 37 in die Hochdruckkammer 36. Das durch das Filter 37 abgetrennte Öl sammelt sich im un teren Bereich der Hochdruckkammer 36 und gelangt über nicht näher dargestellte Kanäle zur Ansaugöffnung 10, in die Ge häuseausnehmung 12 und in die Kammer 48 bzw. die Schlitze 14.The vane compressor described works as follows:
When the rotor 15 rotates in the direction of the arrow 50 ( FIG. 2), the cells of the work space delimited by two adjacent wings initially enlarge (suction stroke) until they finally decrease again (pressure stroke). During their enlargement, each cell of the work space is connected to the suction opening 10 , via which flow medium enters the cell. During further rotation of the cell delimited by two wings 11, the cell shrinks again, the flow medium enclosed therein being compressed. Via the valve 6 having a plate-shaped valve member, the compressed flow medium is finally pushed out again and passes through the coagulation filter 37 into the high-pressure chamber 36 . The separated by the filter 37 oil collects in the lower area of the high pressure chamber 36 and passes through channels, not shown, to the suction opening 10 , into the housing recess 12 and into the chamber 48 or the slots 14 .

Durch den in der Kammer 48 herrschenden Hochdruck - er ent spricht 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 Um drehung des Rotors 15 auch der hohlzylindrische Schieber 34 des Ventils 3 einer Fliehkraft unterworfen. Auch diese Fliehkraft vergrößert sich mit ansteigender Drehzahl stän dig, wodurch der Schieber 35 gegen die Kraft der Feder 33 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 während eines jeden Saughubes zu der Zelle des Arbeitsraumes hin entla stet, in der der Kanal 31 ausmündet. Auf diese Weise wird bei hohen Drehzahlen die die einzelnen Flügeln 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 Ka nals 31 sowie durch den Betätigungsdruck des Rückschlag ventils 39 bestimmt. Die Flügel werden also jetzt in der Hauptsache nur noch durch die auf sie wirkende Fliehkraft an die Innenwand der Gehäuseausnehmung 12 angelegt.Due to the high pressure prevailing in the chamber 48 - he speaks the pressure prevailing in the high pressure chamber - the vanes 11 are pressed against the inner wall of the housing recess 12 . When the rotor 15 rotates, a centrifugal force acts on each of the vanes 11 in addition to this compressive force, which increases depending on the speed of the vane compressor. Of course, in order to rotate the rotor 15 , the hollow cylindrical slide 34 of the valve 3 is subjected to a centrifugal force. This centrifugal force increases with increasing speed constantly dig, whereby the slide 35 is moved radially outward against the force of the spring 33 until channel 31 is finally released at a certain speed. The pressure prevailing in the chamber 48 is then discharged during each suction stroke to the cell of the work space in which the channel 31 opens. In this way, the individual vanes 11 is reduced diametrically outwardly pressing flow medium pressure force at high rotational speeds. The pressure which then arises in the chamber 48 is determined by the length and by the cross-sectional area of the channel 31 and by the actuating pressure of the check valve 39 . The main thing now is that the wings are now only applied to the inner wall of the housing recess 12 by the centrifugal force acting on them.

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.The weight of the movable slide 34 is so great that the slide 34 moves in accordance with the speed of the rotor 15 . The difference between the area (cross-sectional area) on the one hand opposite the side of the chamber 48 and the area on the side exposed to the pressure on the side of the spring 33 should expediently be kept small.

Wird das fliehkraftbetätigte Ventil 3 bei dem in der Zeich nung dargestellten Rotor 15 an der Vorderseite und an der Rückseite eines Flügels 11 angeordnet, kann man erreichen, daß es während einer Umdrehung des Rotors ungefähr gleich mäßig den Druck freigibt. If the centrifugal valve 3 is arranged in the rotor 15 shown in the drawing voltage on the front and on the back of a wing 11 , it can be achieved that it releases the pressure approximately evenly during one revolution of the rotor.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schie bers 34′ dargestellt, der als topfförmiges Teil ausgebildet ist. Im übrigen ist die Funktion dieses Schiebers sinngemäß gleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel.In Fig. 3, a second embodiment of a slide bers 34 'is shown, which is designed as a cup-shaped part. Otherwise, the function of this slide is analogous to the first embodiment.

Claims

1. Vane compressor with a cylindrical housing recess, in which a circular cylindrical rotor rotates, which (almost) touches the inner wall of the housing recess along at least one surface line and has the radial slots in which vanes are guided, which between the outer surface of the rotor and divide the inner wall ge working space into individual cells, the space at the bottom of the slots is under outlet pressure, characterized in that the space ( 14, 48 ) via a rotor ( 15 ) arranged channel ( 31 ) in which a centrifugally operated Valve ( 3 ) and a downstream check valve ( 39 ), which opens in the direction away from the room ( 48 ) pointing away, can be connected to a cell of the working space of the vane compressor.

2. Vane compressor according to claim 1, characterized in that the valve ( 3 ) has a spring-loaded, radially movable slide ( 34, 34 ' ).

3. Vane compressor according to claim 2, characterized in that the slide ( 34, 34 ' ) is arranged in a, preferably from the radially closed blind bore in the rotor ( 15 ).

4. vane compressor according to claim 2, characterized records that the slide is hollow cylindrical.

5. Vane compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the Rückschlagven valve ( 39 ) can be actuated independently of the centrifugal force.