DE2923796A1

DE2923796A1 - Schraubenverdichter

Info

Publication number: DE2923796A1
Application number: DE19792923796
Authority: DE
Inventors: Masaharu Ishii; Katsumi Matsubara; Mitsuhiko Miyagawa; Shigekazu Nozawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1979-06-12
Publication date: 1979-12-20
Also published as: JPS54163416A; US4234296A; JPS5627716B2

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Schraubenverdichter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubenverdichter, insbesondere eine Einheit zum Verbessern der Leistungsregel-Kennlinien eines Schraubenverdichters mit einem Schieber zur Leistungsregelung.

Als Einheit zur Durchführung der Leistungsregelung eines Schraubenverdichters ist ein sog. Schiebersystem bekannt, bei dem das Spindelgehäuse, das die schraubenförmig verwundenen Spindeln aufnimmt, so ausgebildet ist, daß ein Teil davon axialverschiebbar ist, so daß ein Teil des Gases im Verdichtungsraum in einem Nebenstrom zur Saugseite des Verdichters geleitet werden kann, wenn eine Leistungsregelung erfolgt.

Dieses Leistungsregelsystem ist z. B. in den US-Patentschriften 3 885 402, 3 913 346, 3 936 239 und 4 062 199 angegeben. Nachstehend wird ein Schraubenverdichter mit einem Schieber erläutert. Dabei sind eine Antriebsspindel und eine getriebene Spindel in einem Gehäuse aufgenommen und in Lagern drehbar, die an einem Saugraum und einem Auslaßraum am Gehäuse befestigt sind. Gas wird in das Gehäuse durch eine Ansaugöffnung

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eingeleitet und nach der Verdichtung durch eine Auslaßöffnung abgefördert. Ein Leistungsregel-Schieber ist im Gehäuse angeordnet und bildet zusammen mit den beiden Spindeln, dem Gehäuse, der Saugkammer und der Auslaßkammer einen Verdichtungsraum, in dem das angesaugte Gas verdichtet wird. Der Schieber ist axialverschiebbar, und wenn er axial verschoben wird, wird ein Teil des Gases im Verdichtungsraum zur Saugseite des Verdichters durch einen zwischen dem Gehäuse und dem Schieber gebildeten Nebenkanal umgeleitet, und gleichzeitig wird die Verdichtung des Gases verzögert, wodurch eine Leistungsregelung des Verdichters erfolgt. Der Schieber wird von einem hydraulischen Kolben über eine Antriebswelle verschoben. Der Schieber und die Auslaßkammer sind mit einer radialen bzw. einer axialen Auslaßbohrung ausgebildet.

Bei diesem Schraubenverdichtertyp haben die axiale und die radiale Auslaßbohrung eine solche Größe bzw. einen solchen Querschnitt, daß sie mit einem inneren Volumenverhältnis V.ρ für Vollastbetrieb (dem Volumenverhältnis des theoretischen Höchstvolumens des Verdichtungsraums nach dem dichten Einfangen des Gases zum theoretischen Niedrigstvolumen des Verdichtungsraums unmittelbar vor dem Ausschieben des Gases) kompatibel sind. Aufgrund dieses Konstruktionsmerkmals würde der Schraubenverdichter den Nachteil aufweisen, daß die Größe der Auslaßbohrungen nicht dem Betriebsdruckverhältnis des Verdichters bei Teillast entspricht, wodurch die Leistungsregel-Kennlinien des Verdichters verschlechtert werden.

Zur Verbesserung der Leistungsregel-Kennlinien wurden bereits zwei Vorschläge gemacht. Der eine besteht darin, die Größe bzw. den Querschnitt der radialen Auslaßbohrung an das innere Volumenverhältnis V.p für Vollastbetrieb anzupassen, während die Größe bzw. der Querschnitt der axialen Auslaßbohrung kleiner als derjenige der radialen Auslaßbohrung gemacht wird, so daß der Verdichter ein Einbauvolumen-Verhältnis für Teillastbetrieb von V.p = V.p hat. Der andere Vorschlag sieht vor,

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einen gesonderten speziellen Schieber zum Vergrößern des
Querschnitts der axialen Auslaßbohrung vorzusehen, z. B.
entsprechend der US-PS 3 314· 597.

Wenn bei dem erstgenannten Vorschlag die axiale Auslaßbohrung solchen Querschnitt hat, daß das Einbauvolumen-Verhältnis V.ρ für Teillastbetrieb gleich dem inneren Volumenverhältnis V.ρ für Vollastbetrieb bei vollständig geschlossenem Schieber ist, würden die Leistungsregel-Kennlinien stark
verbessert werden, wenn der Verdichter mit hoher Leistung
bei geringer Schieberöffnung arbeitet. Wenn der Verdichter jedoch mit mittlerer Leistung bei mittlerer Schieberöffnung arbeitet, erfolgt eine Überverdichtung, und die Leistungsregel-Kennlinien würden daher verschlechtert werden, da

^ViP^>ViF·

Bei dem zweitgenannten Vorschlag wird zusätzlich zu dem Schieber ein spezieller weiterer Schieber verwendet, der durch
außerhalb des Gehäuses angebrachte Mittel betätigbar ist,
wenn der Verdichter mit Leistungsregelung arbeitet, während die axiale und die radiale Auslaßbohrung solchen Querschnitt haben, daß sie mit dem inneren Volumenverhältnis V.p für
Vollastbetrieb kompatibel sind. Der spezielle Schieber hat die Funktion, einen Teil des Fördermediums zur Hochdruckseite strömen zu lassen, aber die dafür vorgesehene Mechanik ist kompliziert. Ferner ist keine befriedigende Lösung gefunden worden, um die Forderung zu erfüllen, daß das Einbauvolumen-Verhältnis V.p für Teillastbetrieb nicht zu klein wird und daß beim Vergrößern der Schieberöffnung keine Überverdichtung auftritt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Schraubenverdichters mit verbesserten Leistungsregel-Kennlinien, wobei insbesondere eine Überverdichtung von Gas durch einen Schraubenverdichter mit einer axialen Auslaßbohrung, deren Quer-

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schnitt kleiner als derjenige einer radialen Auslaßbohrung ist, verhindert werden soll, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung arbeitet. Dabei soll eine einfache Vorrichtung vorgesehen werden, um das Auftreten einer Überverdichtung bei Verdichterbetrieb mit mittlerer Leistung zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem Schraubenverdichter nach der Erfindung vorgesehen, daß der Schieber mit mindestens einem Gasströmungskanal ausgebildet ist, der den Schieber durchsetzt und zwischen dem Gasverdichtungsraum und der Auslaßöffnung nur dann eine Strömungsverbindung herstellt, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung im Leistungsregelbetrieb arbeitet, so daß das Gas ohne Überverdichtung zur Auslaßseite strömen kann.

Die Erfindung gibt also eine einfach aufgebaute Einheit an, durch die eine Überverdichtung von Gas vermieden wird, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung arbeitet; diese Vorrichtung ist durch einfaches spanabhebendes Bearbeiten in handelsüblichen Schraubenverdichtern vorsehbar. Schraubenverdichter mit dieser Einheit zeigen keine Verminderung ihres Wirkungsgrads aufgrund eines sehr kleinen Einbauvolumen-Verhältnisses V.ρ für Teillastbetrieb, und es tritt bei ihnen keine Überverdichtung von Gas auf, wenn der Öffnungsgrad des Schiebers vergrößert wird.

Bei einem Schraubenverdichter, bei dem die Leistungsregelung mittels eines Schiebers erfolgt und der insbesondere eine axiale Auslaßbohrung hat, deren Querschnitt kleiner als derjenige einer radialen Auslaßbohrung ist, ist wenigstens eine Gasströmungsleitung im Schieber selbst ausgebildet, die sich mit einem Ende in den Verdichtungsraum und mit dem anderen Ende in den Schieberkörper öffnet. Das sich in den Schieberkörper öffnende andere Ende der Leitung ist so positioniert, daß bei Betätigung des Schiebers im Betrieb des Verdichters,

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wenn der Schieber um einen entsprechenden Betrag verschoben wird, die Leitung mit der Auslaßöffnung des Verdichters in Strömungsverbindung gelangt.

Dabei können eine oder mehr als eine Leitung vorgesehen sein. Wenn im Schieber mehrere Gasströmungsleitungen ausgebildet sind, sind die Leistungsregel-Kennlinien des Verdichters vorteilhaft änderbar, indem die Lagen der Leitungsenden, die mit der Auslaßöffnung des Verdichters in Strömungsverbindung stehen, versetzt vorgesehen werden.

Wenn eine Überverdichtung des Gases beginnt, bringt die Leitung den Verdichtungsraum und die Auslaßöffnung in Strömungsverbindung. Nach Herstellen der Strömungsverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnung kann verdichtetes Gas bevorzugt schnell zur Auslaßöffnung strömen, ohne mehr Zeit als notwendig zu erfordern. Zu diesem Zweck ist der Durchmesser der Gasströmungsleitung bevorzugt so groß wie möglich.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht I-I nach Fig. 2 eines bekannten Schraubenverdichters;

Fig. 2 eine Schnittansicht II-II nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Ansicht des Schiebers eines bekannten Schraubenverdichters relativ zu seiner Auslaßbohrung;

Fig. 4 eine Darstellung der Leistungsregel-Kennlinien eines bekannten Schraubenverdichters, wobei die Beziehung zwischen dem Einbauvolumen-Verhältnis V.ρ im Teillastbetrieb und der Schieberöffnung verdeutlicht ist;

Fig. 5 ein Indikatordiagramm, das die Beziehung zwischen dem Schieber und der Auslaßöffnung eines bekannten Schraubenverdichters zeigt;

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Fig. 6 eine Darstellung der Leistungsregel-Kennlinien eines bekannten Schraubenverdichters, wobei die Beziehung zwischen Leistung und Energieverbrauch gezeigt ist;

Fig. 7A Teilansichten einer Ausführungsform des

und 7B Schraubenverdichters nach der Erfindung, wobei nur der Arbeitsablauf des Schiebers gezeigt ist;

Fig. 8 eine Darstellung der Leistungsregel-Kennlinien des Schraubenverdichters mit einem inneren Volumenverhältnis V.p- = 3,0 bei Vollastbetrieb, wobei die Beziehung zwischen der Schieberöffnung und dem Einbauvolumen-Verhältnis V._p bei Teillastbetrieb, das bei Betätigung des Schiebers nach der Erfindung erhalten wird, gezeigt ist;

Fig. 9 eine Grafik der Leistungsregel-Kennlinien, die die Beziehung zwischen Leistung und Energieverbrauch bei Betätigung des Schiebers nach der Erfindung verdeutlicht;

Fig. 1OA, Teilansichten einer weiteren Ausführungsform 1OB, IOC des Schraubenverdichters, wobei schematisch nur der Arbeitsablauf des Schiebers gezeigt ist;

Fig. 11 die Leistungsregel-Kennlinien eines Schraubenverdichters mit einem inneren Volumenverhältnis V.p = 3,0 für Vollastbetrieb, wobei die Beziehung zwischen der Schieberöffnung und dem Einbauvolumen-Verhältnis V.p für Teillastbetrieb, die bei Betätigung einer anderen Ausführungsform des Schiebers erhalten wird, gezeigt ist; und

Fig. 12 die Leistungsregel-Kennlinien, wobei die Beziehung zwischen Leistung und Energieverbrauch bei Betätigung der anderen Ausführungsform des Schiebers gezeigt ist.

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Bei dem bekannten Schraubenverdichter nach den Fig. 1, 2 und 3 sind eine Antriebsspindel 1 und eine getriebene Spindel 2, die zusammenwirken, in einem Spindelgehäuse ή- untergebracht, in Lagern 6, 7 und 8 im Spindelgehäuse 4- drehbar gelagert und an einem Saugraum bzw. einer Saugabdeckung 3 sowie einem Druckraum bzw. einer Druckabdeckung 5, die am Spindelgehäuse ή- angeordnet sind, befestigt. Ein Schieber 9 für die Leistungsregelung ist im Spindelgehäuse A- angeordnet und wirkt mit den beiden Spindeln 1, 2, dem Spindelgehäuse 4, dem Saugraum 3 und dem Druckraum 5 zusammen zur Bildung eines Verdichtungsraums für angesaugtes Gas. Der Schieber 9 ist mit einer Antriebswelle 10 verbunden, die von einem Hydraulikkolben (nicht gezeigt) axialverschiebbar ist, und wenn der Schieber 9 von der Antriebswelle axial verschoben wird, strömt ein Teil des Gases im Verdichtungsraum, das durch eine Ansaugbohrung 14- angesaugt wird, durch einen Nebenstromkanal 13-zwischen dem Schieber 9 und dem Spindelgehäuse k zur Saugseite des Verdichters, und der Beginn der Gasverdichtung im Verdichtungsraum wird verzögert, so daß eine Leistungsregelung des Verdichters durchführbar ist. Das übrige Gas im Verdichtungsraum wird verdichtet und durch eine Auslaßöffnung 15 abgefördert, nachdem es eine radiale Auslaßbohrung 11 und eine axiale Auslaßbohrung 12 im Schieber 9 bzw. im Druckraum 5 durchströmt hat.

Bei einem bekannten Schraubenverdichter, bei dem die radiale Auslaßbohrung 11 und die axiale Auslaßbohrung 12 von solcher Größe bzw. solchem Querschnitt sind, daß sie mit einem inneren Volumenverhältnis V.r- für Vollastbetrieb kompatibel sind, würde im Teillastbetrieb des Verdichters eine Fehlanpassung der Auslaßbohrungen in bezug auf das Betriebsdruck-Verhältnis des Verdichters auftreten. D. h., während der Schieber 9 aus der Vollinienstellung in die Strichpunktstellung nach Fig. 3 verschoben wird, wenn eine Leistungsregelung erfolgt, wird die radiale Auslaßbohrung 11 allmählich kleiner, während die axiale Auslaßbohrung 12 ständig gleiche Größe hat. Dadurch er-

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gibt sich die vorerwähnte Fehlanpassung zwischen Auslaßbohrung und Druckverhältnis. Diese Erscheinung wird unter Bezugnahme auf das Indikatordiagramm nach Fig. 5 erläutert. Wenn der Verdichter im Vollastbetrieb arbeitet, werden die Auslaßbohrungen geöffnet, wenn Gas mit dem Saugdruck P, von einem Volumen V, auf ein Volumen V- verdichtet wird, um den Gasdruck auf einen Auslaßdruck P- zu erhöhen. Wenn jedoch eine Leistungsregelung durchgeführt wird, werden die Auslaßbohrungen geöffnet, wenn das Gasvolumen von V-. auf V_? verdichtet wird, und der Gasdruck erreicht den Auslaßdruck P-nicht. Wenn also die radiale Auslaßbohrung 11 und die axiale Auslaßbohrung 12 so ausgelegt wären, daß sie mit dem inneren Volumenverhältnis V.ρ für Vollastbetrieb kompatibel wären, dann wäre die Beziehung zwischen der Schieberöffnung und einem Einbauvolumen-Verhältnis V._p für Teillastbetrieb entsprechend einer Kurve A in Fig. 4, die zeigt, daß V._p mit zunehmender Schieberöffnung allmählich kleiner als V.p wird, so daß V.p mit dem Betriebszustand des Verdichters zunehmend inkompatibel wird. Damit wird die Leistungsregel-Kennlinie des Verdichters mit kleiner werdender Leistung entsprechend Kurve A in Fig. 6 verschlechtert.

Die Kurve B in Fig. 4· bezeichnet die Beziehung zwischen der Schieberöffnung und V._p, und die Kurve B in Fig. 6 bezeichnet die Beziehung zwischen der Leistung und dem Energieverbrauch; diese Beziehungen werden erhalten, wenn versucht wird, die Leistungsregel-Kennlinien dadurch zu verbessern, daß die Größe der radialen Auslaßbohrung 11 an das innere Volumenverhältnis V.p für Vollastbetrieb angepaßt wird und die axiale Auslaßbohrung 12 kleiner als die radiale Auslaßbohrung 11 gemacht wird, so daß das Einbauvolumen-Verhältnis V._p für Teillastbetrieb gleich dem inneren Volumenverhältnis V.p für Vollastbetrieb oder V.p = V.p gemacht wird, wenn der Schieber eine 100 %ige Leistungsregelung durchführt. Es ist zu beachten, daß die Leistungsregel-Kennlinien stark verbessert werden, wenn der Schieber gering geöffnet wird, so daß der Verdichter

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mit nahezu voller Leistung arbeiten kann; wenn jedoch der Schieber in eine mittlere Stellung gebracht wird, um einen Verdichterbetrieb mit mittlerer Leistung zu ermöglichen, erfolgt eine Überverdichtung des Gases, da V._p größer als V.ρ bzw. V.p>V.p wird, wodurch die Leistungsregel-Kennlinien verschlechtert werden.

Wenn andererseits versucht wird, die Leistungsregel-Kennlinien dadurch zu verbessern, daß ein weiterer Schieber vorgesehen und der Querschnitt der axialen Auslaßbohrung vergrößert wird, so müßte zur Durchführung der Leistungsregelung ein sehr komplex ausgebildeter Mechanismus verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7A-9 wird nunmehr eine Ausführungsform des Schraubenverdichters erläutert. Ein Schieber ist entsprechend dem Schieber 9 nach Fig. 1 im Spindelgehäuse 4 axialverschiebbar angeordnet. Die übrigen Bauteile des dem Schieber 16 zugeordneten Schraubenverdichters entsprechen denjenigen nach den Fig. 1 und 2. Dabei sind eine radiale Auslaßbohrung 11, ein Nebenstromkanal 13 und eine Auslaßöffnung 15 vorgesehen. Eine Gasströmungsleitung 17 öffnet sich mit einem Ende in den Verdichtungsraum, der durch die Antriebsspindel 1, die getriebene Spindel 2, das Spindelgehäuse 4- usw. gebildet ist, und mit dem anderen Ende in den Hauptteil des Schiebers 16. Das sich in den Hauptteil des Schiebers 16 öffnende andere Ende der Gasströmungsleitung 17 ist so angeordnet, daß es, wenn der Schieber 16 während des Betriebs des Verdichters betätigt wird und sich um einen geeigneten Betrag verschoben hat, mit der Auslaßöffnung 15 in Strömungsverbindung steht. Die Lage des anderen Endes der Gasströmungsleitung 17 kann sich auch in Abhängigkeit vom Volumen des Verdichtungsraums ändern, das durch die Abmessungen des Schraubenverdichters oder der beiden Spindeln und andere Faktoren bestimmt ist. Im Idealfall ist das andere Ende der Gasströmungsleitung 17 so positioniert, daß bei Beginn einer Überverdichtung Gas zur Auslaßöffnung 15 strömt.

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Wenn eine Leistungsregelung stattfindet, so daß der Verdichter in dem Bereich zwischen nahezu voller Leistung und mittlerer Leistung arbeitet, ist das andere Ende der Gasströmungsleitung 17 durch die Wandung des Spindelgehäuses k verschlossen (vgl. Fig. 7A) und kann nicht mit der Auslaßöffnung 15 in Strömungsverbindung treten. Wenn jedoch der Schieber 16 axial verschoben wird und die Überverdichtung von Gas einsetzt, öffnet sich das andere Ende der Gasströmungsleitung 17 in die Auslaßöffnung 15, und zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnung 15 wird über die Gasströmungsleitung 17 eine Strömungsverbindung hergestellt, so daß das Gas aus dem Verdichtungsraum ohne Überverdichtung durch die Gasströmungsleitung 17 zur Auslaßöffnung 15 strömen kann.

Die Beziehung zwischen der Öffnung des mit der Gasströmungsleitung 17 ausgebildeten Schiebers 16 und dem Einbauvolumen-Verhältnis V.ρ für Teillastbetrieb ist durch eine Vollinie 18 in Fig. 8 verdeutlicht, die zeigt, daß zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnung 15 über die Gasströmungsleitung 17 eine Strömungsverbindung am Punkt 19 hergestellt wird, an dem eine Überverdichtung des Gases einsetzt, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung arbeitet. Dadurch wird das Einbauvolumen-Verhältnis V._p für Teillastbetrieb niedrig gemacht, und selbst wenn danach der Öffnungsgrad des Schiebers 16 gering vergrößert wird, überschreitet V._p nicht ^ViF ^{= 3}'° ^{bis ZU einem Punkt 21} (vgl. Vollinie 20). Wenn im Schieber 16 keine Gasströmungsleitung 17 ausgebildet ist, wird die Strichlinie 22 erhalten, und die Strichlinie B in Fig. 6 bezeichnet das Verhältnis zwischen Leistung und Energieverbrauch, wenn der Verdichter in der durch die Strichlinie 22 angegebenen Weise arbeitet. Wenn der Verdichter entsprechend den eine verbesserte Kennlinie bezeichnenden Kurven nach Fig. 8 arbeitet, kann der Energieverbrauch weiter vermindert werden, wie ein Vergleich zwischen der Vollinie C von Fig. 9 und der Strichlinie B in Fig. 9 entsprechend Kurve B in Fig. 6 ergibt.

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Unter Bezugnahme auf die Fig. lOA-12 wird eine zweite Ausführungsform erläutert. Dabei weist ein Schieber 23 die Gasströmungsleitung 17 sowie eine zweite Gasströmungsleitung 24 auf, die ebenso wie die Leitung 17 den Verdichtungsraum mit der Auslaßöffnung 15 in Strömungsverbindung bringt, wenn der Schieber 23 axial verschoben wird. Die Herstellung der Strömungsverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnung 15 über die Gasströmungsleitung 17 weicht zeitlich etwas von der Herstellung einer entsprechenden Strömungsverbindung über die Leitung 24 ab. Die Ausbildung mehrerer Gasströmungsleitungen im Schieber ist besonders wirksam, wenn die axiale Auslaßbohrung 12 einen sehr kleinen Querschnitt hat. Wenn der Querschnitt der axialen Auslaßbohrung 12 stark verkleinert ist, wäre es unmöglich, eins Überverdichtung des Gases bei Verdichterbetrieb mit mittlerer Leistung in befriedigender Weise zu verhindern, wenn im Schieber nur ein Gasströmungskanal ausgebildet wäre. Durch Ausbildung mehrerer Gasströmungsleitungen, nämlich 17 und 24, im Schieber 23 nach den Fig. 1OA-C kann die Leistungsregel-Kennlinie stark verbessert werden (vgl. die Vollinien in Fig. 11).

Wenn der Schieber 23 gering geöffnet wird, um von Vollastbetrieb auf Betrieb mit nahezu Vollast umzustellen, sind die Gasströmungskanäle 17 und 24 durch die Wandung des Spindelgehäuses 4 verschlossen (vgl. Fig. 10A), und zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnung 15 besteht keine Strömungsverbindung über die Gasströmungskanäle 17 und 24. Wenn jedoch der Schieber 23 weiter verschoben wird und die Gasverdichtung einsetzt, öffnet sich der Gasströmungskanal 17 zuerst in die Auslaßöffnung 15 (vgl. Fig. 10B), so daß Gas aus dem Verdichtungsraum durch den Gasströmungskanal 17 ohne Überverdichtung zur Auslaßöffnung 15 strömt. Die Vollinie 25 in Fig. 11 bezeichnet die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Schiebers 23 und dem Einbauvolumen-Verhältnis V._p bei.Teillastbetrieb, das besteht, wenn der Schieber 23 in der genannten

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Weise verschoben wird. Da der Gasströmungskanal 17 die Auslaßöffnung 15 mit dem Verdichtungsraum an einem Punkt 26 verbindet, an dem die Überverdichtung des Gases einsetzt, wird das Einbauvolumen-Verhältnis V._p für Teillastbetrieb klein, und selbst wenn der Öffnungsgrad des Schiebers 23 anschließend gering vergrößert wird, entspricht die Leistungsregel-Kennlinie der Vollinie 27, und das Einbauvolumen-Verhältnis V.p für Teillastbetrieb überschreitet bis zu einem Punkt 28 nicht V^ = 3,0. Wenn die Kurve durch den Punkt 28 verläuft, öffnet sich der andere Gasströmungskanal Zk in die Auslaßöffnung 15 (vgl. Fig. 10C), so daß das Gas aus dem Verdichtungsraum durch die Gasströmungsleitung 24- zur Auslaßöffnung 15 strömt, ohne überverdichtet zu werden. Das Einbauvolumen-Verhältnis V.p für Teillastbetrieb wird unter dem inneren Volumenverhältnis V.p = 3,0 bis zu einem Punkt 29 gehalten (vgl. Vollinie 30). Eine Strichlinie 31 bezeichnet die Leistungsregel-Kennlinie eines Verdichters ohne die beiden Gasströmungsleitungen 17 und 24·, und die Strichlinie B in Fig. 12, die der Kurve B in Fig. 6 entspricht, bezeichnet die Beziehung zwischen der Leistung und dem Energieverbrauch, die sich ergibt, wenn der Verdichter entsprechend der Kurve 31 arbeitet. Eine Strichlinie 32 bezeichnet eine Änderung des Einbauvolumen-Verhältnisses V._p bei Teillastbetrieb, die auftreten würde, wenn nur ein Gasströmungskanal 17 im Schieber ausgebildet wäre. Eine der Kurve C in Fig. 9 entsprechende Vollinie C in Fig. 12 bezeichnet die Beziehung zwischen Leistung und Energieverbrauch, die sich ergibt, wenn der Schieber 23 mit nur einem Gasströmungskanal 17 ausgebildet ist. Wenn die Leistungsregel-Kennlinien durch Ausbildung des Gasströmungskanals 24- zusätzlich zum Gasströmungskanal 17 weiter verbessert werden, kann der Energieverbrauch weiter vermindert werden, wie durch eine Strichpunktkurve D in Fig. 12 gegenüber der Vollinienkurve C in Fig. 12 angedeutet ist.

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Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß im Schieber mindestens eine Gasströmungsleitung ausgebildet ist, die den Verdichtungsraum mit der Auslaßöffnung nur dann in Strömungsverbindung bringt, wenn der Verdichter mit Leistungsregelung arbeitet. Damit ermöglicht die Erfindung eine Verbesserung der Leistungsregel-Kennlinien, indem im Schraubenverdichter eine einfach aufgebaute und kostengünstige Einheit vorgesehen ist.

Die Erfindung ist mit einem Schraubenverdichter des Typs anwendbar, bei dem die axiale Auslaßbohrung kleineren Querschnitt als die radiale Auslaßbohrung hat, so daß die Leistungsregel-Kennlinien verbessert werden können und keine Überverdichtung von Gas auftreten kann, wenn der Verdichter mit voller und mit mittlerer Leistung arbeitet. Damit wird der Energieverbrauch stark herabgesetzt, und der Wirkungsgrad des Schraubenverdichters wird wesentlich verbessert.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

Iy Schraubenverdichter, mit

einer Antriebsspindel und einer getriebenen Spindel, die als Spindelpaar ineinandergreifen,

einem Spindelgehäuse, das das Spindelpaar umschließt und mit diesem zusammen einen Gasverdichtungsraum bildet, einer axialen und einer radialen Auslaßbohrung, die so ausgebildet sind, daß die axiale Auslaßbohrung einen kleineren Querschnitt als die radiale Auslaßbohrung hat, und einem Schieber, der an einem Teil des Spindelgehäuses axialverschiebbar angeordnet ist und Gas aus dem Verdichtungsraum zur Niederdruckseite des Verdichters zurückleitet,

gekennzeichnet durch

eine im Schieber (16) ausgebildete Gasströmungsleitung (17) zum Herstellen einer Strömungsverbindung zwischen dem Verdichtungsraum und der Auslaßöffnungsseite des Verdichters nur dann, wenn der Verdichter mit Leistungsregelung arbeitet.
2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der im Schieber (16) ausgebildete Gasströmungskanal (17) den Verdichtungsraum mit der Auslaßöffnungsseite des Verdichters nur dann in Strömungsverbindung bringt, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung arbeitet.

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3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasströmungskanäle (17, 24·) vorgesehen sind, die sich zur Auslaßöffnungsseite des Verdichters in zueinander versetzten Stellungen öffnen.

4·. Schraubenverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Gasströmungskanal (17) den Verdichtungsraum mit der Auslaßöffnungsseite des Verdichters in Strömungsverbindung bringt, wenn der Verdichter mit mittlerer Leistung arbeitet, und daß der andere Gasströmungskanal (24) den Verdichtungsraum ebenfalls mit der Auslaßöffnungsseite in Strömungsverbindung bringt, wenn der Verdichter mit niedriger Leistung arbeitet.

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