DE2945857A1 - Schraubenverdichter - Google Patents

Schraubenverdichter

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DE2945857A1
DE2945857A1 DE19792945857 DE2945857A DE2945857A1 DE 2945857 A1 DE2945857 A1 DE 2945857A1 DE 19792945857 DE19792945857 DE 19792945857 DE 2945857 A DE2945857 A DE 2945857A DE 2945857 A1 DE2945857 A1 DE 2945857A1
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Karl Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Schlecht
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/14Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C18/16Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type

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Description

  • Schraubenverdichter
  • Oie obige Erfindung bezieht sich auf die bekannten zweiwelligen, naß laufenden Schraubenverdichter. Zwei ineinander käniniende, mit saugseitiger Flüssigkeitseinspritzung, vorzuysweise Cleinspritzung, betriebene Schrauben saugen auf der einen Seite einen Luftstrom an, verdichten diesen und schieben ihn nahe dem anderen Wellenende der beiden Schrauben durch einen Auslaßschlitz praktisch restlos zusammen mit dem saugseitig eingespritzten Ol in ein Druckrohr. Dieses führt über ein Rückschlagventil zum Speicherkessel mit den bekannten Einrichtungen zur Abscheidung von öl, umlauf, Verbraucheranschlüsse etc. Eine Vielzahl derartiger Schraubenverdichter ist bekannt, wahlweise mit symmetrischen oder asymmetrischen Profilen, mit verschieden großen Läuferurchmessern und mit verschiedensten Regeleinrichtungen.
  • Zur Steuerung der Fördermenge wird im allgemeinen saugseitig eine Drosselklappe angeordnet, weiche den Luftstrom saugseitig mehr oder weniger drosselt, um damit den Luftdurchsatz zu regulieren. Hierfür dient die übliche Drosselklappc mit aussen angeordneten Stellgliedern bekannter Art. Als wesentlichster Nachteil dieser Schraubenverdichter-Bauart, welcher insbesondere bei immer weiter steigenden Energiekosten ins Gewicht fällt, ist die Tatsache, daß diese Schraubenverdichter trotz ganz abgesperrtem Saugeinlaß noch immer 65 - 75 % Leistung aufnehmen. Sie geht völlig verloren, weil keinerlei Luftförderleistung damit erzeugt werden kann.
  • Dieser Nachteil unterscheidet derartige zweiwellige Schraubenverdichter wesentlich von Kolbenverdichtern, deren Leistungsaufnahme bei völliger saugseitiger Abregelung auf 30 - 50 % reduziert werden kann, abhängig von der Leistung aufnahme bei dem verschieden hohen Enddruck (beispielsweise 15 bar).
  • Bei Schraubenverdichtern wird die Leistungsaufnahme sofort ganz entscheidend reduziert, wenn man zusätzlich zur saugseitigen Absperrung auch druckseitig zur Atmosphäre entlastet.
  • Tatsächlich sind dann Reduktionen der aufgenommenen Restleistung auf 15 - 20 % ohne weiteres nachweisbar.
  • Um die für viele Anwendungsfälle sehr wichtige Saugregelung der Kompressoren ohne druckseitige Entlastung zu verwirklichen, sind eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht worden.
  • Z.B. wurden druck- oder saugseitig Schiebervorrichtungen in den Schraubenverdichter eingebaut, welche die Fördermenge zweckentsprechend ändern. Alle diese Ausführungen sind jedoch kompliziert und mit hohen Kosten verbunden, welche ihre allgemeille Anwendung z.B. bei Druckluftverdichtung, Wärmepumpen usw. ausschließen.
  • Der beschriebene Nachteil, d.h. die trotz Null-Förderung noch auftretende hohe Tot-Antriebsleistung,entsteht durch Rückströmen des verdichtenden Mediums aus dem Totraum des Druckrohrs in die einzelnen Schrauben-Schneckengänge. Wird beispielsweise saugseitig die Zuleitung ganz abgesperrt, dann führen die einzelnen Schrauben gänge Vakuum und eine geringe ölmenge mit sich. Sobald einer dieser Schraubengänge saugseitig die Eintrittsöffnung überfährt und bei weiterem Drehen schließlich mit der druckseitigen Auslaßöffnung der Schraube in Verbindung kommt, schießt das verdichtete Medium aus dem Druckrohr durch den Auslaßschlitz in die Schneckengänge zurück.
  • Bei weiterer Drehung muß dann die Schraube das gerade zurückgeströmte und unter vollem Enddruck stehende Medium wieder voll ausschieben. Dabei wird selbstverständlich Energie verzehrt und zwar fast genau so viel, wie wenn dieses Medium vorher angesaugt und verdichtet worden wäre.
  • Die Bemühungen der Konstrukteure wurden dann darauf gerichtet, das Rückströmen des Mediums zu reduzieren durch Einbau von Drosseln unmittelbar am Auslaßschlitz oder kurz danach. Dies bringt jedoch erhebliche Nachteile, weil diese Drosseln verändert werden müssen während des Betriebes, um der späteren, größeren Fördermenge wieder reibungslos Durchlaß zu gewähren.
  • Eine weitere Bemühung ging dahin, das nachgeschaltete Rückschlagventil unmittelbar am Druckstutzen des Kompressors, also möglichst nahe an der Schraube, anzuordnen. Auch diese Bemühungen sind ziemlich fruchtlos verlaufen, weil infolge der besonders ungünstigen Formgebung der Schrauben die für derartige Beanspruchungen notwendigen Plattenventile immer noch einen relativ großen, konstruktiv bedingten Raum erforderten zwischen den Ventilplatten und der Austrittsfläche des Auslaßschlitzes hinter den Verdichterschrauben. Wenn dieser Schadraum z.B. noch 70 - 100 cm3 beträgt und unter einem Enddruck von 13 bar steht, dann expandiert dieses Volumen, wie oben beschrieben, in die beim Endstadium des Ausschiebens noch etwa 7 - 10 cm3 messenden Schneckengänge zurück. Dies bedeutet, daß das Gesamtvolumen von 70 + 10, d.h. 80 cm3, auf welchen sich das Gas aus dem Schadraum in diesem Moment expandiert, noch nahezu unter demselben Enddruck 12 - 13 bar steht und sich nur gering expandiert und damit Druckabfall hat. Als Folge davon muß die Schraube den Ausschiebevorgang beim Überfahren des Auslaßschlitzes voll gegen diesen Druck arbeiten und verbraucht damit nutzlos Energie.
  • Aufgabe dieser Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen, d.h. die Leistungsaufnahme der Schraubenverdichter bei saugseitigem Absperren unter vollem Enddruck weitestgehend zu reduzieren - analog im Teillastbereich.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß der Totraum zwischen der Auslaßöffnung der Verdichterschraube eincrseits und dem nachgeschalteten Rückschlagventil andererseits weitestgehend mit Flüssigkeit vorübergehend gefüllt wird. Bei ölgeschmierten Schraubenverdichtern ist diese Flüssigkeit selbstverständlich öl.
  • Die Lösung erfolgt wie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschrieben.
  • Das dem Druckrohr des Kompressors bzw. dessen Auslaßöffnung nachgeschaltete Rohrleitungsteil wird hierbei siphonartig, d.h. als ca. 180° gekrümmtes Rohr, ausgeführt. Am oberen Ende dieses Siphonrohres wird dann das Druckrückschlagventil angeordnet. Dieses verhindert auf bekannte Weise die Rücksrömung des Gas-Flüssigkeits-Gemischs aus dem nachgeschalteten Kessel.
  • Wird nun saugseitig der Kompressor abgeschlossen und weiter die geringfügig notwendige ölmenge saugseitig eingespritzt, dann entsteht in den Schraubengängen Vakuum bei mitgefördertem öl. Dieses mitgeförderte öl - ca. 1 Liter pro 1 kW Antriebsleistung -sammelt sich druckseitig in dem nachgeschalteten Siphon und füllt dieses in Bruchteilen einer Sekunde zunehmend auf, d.h. verdrängt die dort zunächst noch vorhandene tuft durch das nachgeschaltete Rückschlagventil zum Kessel.
  • Je mehr sich das Siphon mit inkompressibler Plüssigkeit füllt, um so weniger kann beim Durchdrehen der Schraube der eingangs geschilderte Nachteil auftreten. Dies bedeutet, daß beim Überfahren des Auslaßschlitzes während der letzten Ausschubphase in den unter Vakuum stehenden Schraubengang der Verdichterschraube nur noch wenig oder kein Druckmedium zurückschießt und anschließend energieverzehrend wieder ausgeschoben werden muß.
  • Um kleine Restluftmengen weitestgehend abzuführen, wird weiter vorgeschlagen, nahe der höchstiiegenden bzw. zuletzt überfahrenen Stelle der Auslaßschlitze im Schraubenverdichter eine Überströmleitung anzuordnen. Sie führt auf dem kürzesten Wege zur Austrittseite bzw. zur höchsten Seite des Siphondruckrohrs und mündet vorzugsweise dicht unter dem Rückschlagventil ein. So können restliche Gasmengen auf dem kürzesten Wege durch das Rückschlagventil abgeführt werden, welche während des Abregelvorgangs durch Evakuieren des Saugraums am Schraubenverdichter oder durch Eintritt von Leckölmengen noch mitgefördert werden.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem der heute üblichen Schraubenverdichter mit nach unten gehendem Druckstutzen bei horizontaler Antriebswelle in Seitenansicht bzw. Vertikalschnitt.
  • Fig. 2 zeigt denselben Schnitt durch die Mitte des doppelwelligen Schraubengehäuses mit einem erfindungsgemäß modifizierten Druckauslass. Dabei können die Schraubenwellen horizontal oder vertikal stehen. Bei horizontaler Welle wird der Druckauslass vorzugsweise oben sein.
  • Fig. 1 zeigt in Seitenansicht lediglich eine der beiden Schrauben 1. Eine dieser beiden Schrauben wird über die Welle 2 in beliebiger Weise mit hoher Drehzahl angetrieben. Durch das Luftfilter 8 wird über den Saugstutzen 4 Luft angesaugt und auf bekannte Weise verdichtet. Gleichzeitig wird zur Schmierung, Abdichtung und Kühlung durch eine Leitung 9 eine geringe Menge bl eingespritzt. Das Luft-Ol-Gemisch tritt dann unter Druck am gegenüberliegenden Schraubenende aus. Es gelangt durch den Auslaßschlitz 10 in den Druckraum 11. Von dort in den am Druckflansch 12 des Verdichtergehäuses 3 geflanschten Druckstutzen 13 zum Rückschlagventil 15 und schließlich durch dessen Förderanschluß 18 zum in der Regel nachgeschalteten Abscheidungskessel und Verbraucher.
  • In der Abbildung ist das Druckrohr 13 in seiner siphonartigen Ausbildung dargestellt, d.h. als auf der Druckseite aufwärts führendes Rohr, vorzugsweise nahezu 180O gekrümmt.
  • Um das Gesetz der kommunizierenden Röhren wirksam werden zu lassen und das Siphon weitestgehend beidseitig zu füllen mit Flüssigkeit zur Verringerung des Gasanteils im Totraum 14, wird eine Uberstromleitung 20 vorgesehen. Sie ist in der Abbildung dargestellt als einmündend in die stirnseitige Abschlußfläche der Schrauben 1 bzw. Gehäuse3. Andererseits nahe der höchsten Stelle des Austritts am siphonförmigen Druckstutzen 13, d.h. dicht unter dem Ventil 16.
  • Bei schon weitgehend gefülltem Totraum 14 werden dann noch geringfügig mitgerissene Gasmengen auf dem direkten, kürzesten Wege vom Auslaßschlitz zum Ventil 16 gedrückt und dort durchgefördert. Diese Förderung ist trotz Absperrung des Saugstutzens 4 durch die Drosselklappe 5 immer noch gegeben, bedingt durch das am Anschluß 9 eingespritzte bl bzw. Leckluftmengen.
  • Wäre diese Uberströmleitung 20 nicht vorhanden, so würde sich diese Restgasmenge im Druckraum 11 ansammeln und schließlich erst durch die höchste Kante des gerundeten Druckrohres abströmen. Das sich so bildende Puffervolumen hätte wieder die eingangs geschilderten Nachteile, d.h. das unter Spannung stehende Gas würde in die Schraubengänge zurückschießen und müßte unter Energieverzehr wieder ausgedrückt werden.
  • Die Auslaßschlitze 10 können wahlweise am Umfang oder auf der Stirnseite der Schrauben 1 bzw. deren Gehäuse 3 angeordnet sein, ohne das sich im Prinzip die beschriebene Anordnung ändert. Tatsächlich befindet sich der Auslaßschlitz 10 an der höchsten Stelle zwischen den beiden ineinander kämmenden Schrauben 1 und verläuft oft teilweise im Gehäuse 3 stirnseitig oder umfangsseitig. Die Schrauben 1 verdrängen das mitgeführte Gas bzw. Flüssigkeit restlos in den Auslaßschlitz, d.h. die Schrauben selbst verfügen über keinen Totraum.
  • Um die Gasabscheidewirkung und die weitestgehende Füllung des Druckstutzens 13 und aller Räume zwischen Auslaßschlitz 10 und Ventil 13 herbeizuführen, können in diesen Räumen Gas-Trenneinrichtungen in Form von Prallflächen, Strömungsberuhigungszonen usw. eingebaut werden, wie im einzelnen aus der Technik bekannt.
  • Andererseits wird angestrebt, eine geringe Rest-Gasmenge oder Rest-Elastizität in diesem Totraum 14 zu erhalten. Diese Rest-Elastizität soll gewährleisten, daß das von der Schraube bei jeder Umdrehung mehrfach aus den einzelnen Schraubengängen in den letzten rrinkelsekunden des Ausschiebevorgangs ausgeschobene Schmieröl ohne Kavitations- oder Dieseleffektschläge aufgenommen wird. Diese Schläge würden im Gehäuse Erosion und im Triebwerk Schäden verursachen, abgesehen von der auftretenden Geräuschemission.
  • Die geschilderten Effekte können ausser elastischen Elementen bekannter Art im Druckraum 11 bzw. Totraum 14 auch bekämpft werden durch zweckentsprechende Formgebung der Austrittskanten am Schraubenverdichter. Solche Einrichtungen in Form von Dämpfungskeilen etc. sind beispielsweise üblich in den Steuerplatten von Axialkolbenpumpen etc.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung bietet den Vorzug, daß sie nahezu ohne konstruktive Veränderung bei vorhandenen Verdichterkonstruktionen den eingangs beschriebenen Nachteil wirksam beseitigt. Darüber hinaus sind selbstverständlich Ausführungen denkbar, wo das Volumen des Druckstutzens 13 bzw. Druckraums 11 weitestgehend verringert wira (fix. 2) bei prinzipiell ähnlicher oder gleicher Anordnung des Siphon-Druckrohres wie im Ausführungsbeispiel dargestellt. Selbstverständlich kann auch der Druckraum 11, welcher dem Auslaßschlitz 10 nachgeschaltet ist, schon innerhalb des Kompressorgehäuses durch entsprechende Formgestaltung der Austrittskanäle so gestaltet sein, daß er dem Gedanken der Erfindung bzw. der siphonartigen Gestaltung entspricht.
  • Darüber hinaus ist denkbar, daß in weitergehender Ausqestaltung die Auslaßkanäle im Kompressorgehäuse eine aufwärtsführende Formgestaltung haben, dann ist praktisch der Siphon-Druckstutzen 13 mit der Überströmleitung 20 verbunden bzw. verschmolzen. Entscheidend ist dabei, daß das Rückschlagventil 16 aufwärtsführend durchströmt wird, oder so gestaltet ist, daß dort ankommende Gasmengen im Vergleich zu Flüssigkeitsmengen vorrangig durchtreten. Nur so wird der Totraum 14 mit weitestgehend inkompressibler Flüssigkeit gefüllt.
  • Darüber hinaus soll die nachfolgende Druckleitung 18 waagrecht oder fallend angeordnet sein, damit sich über dem Rückschlagventil 16 keine oder nur wenig Flüssigkeit ansammelt.
  • Die zweckentsprechende Füllung der Toträume mit Flüssigkeit kann darüber hinaus leicht beeinflußt werden durch geneigte Anordnung der Überströmleitung 20, durch Veränderung der Höhenanordnung des Rückschlagventils 15 im Verhältnis zur Austrittsöffnung 10 des Kompressors, sowie durch die in Leitung 9 eingespritzte, veränderliche Flüssigkeitsmenge.
  • Zweckmäßig wird jene Flüssigkeitsmenge gleichzeitig mit dem Schließen der Drosselklappe 5 auf einen Bruchteil der Normalmenge reduziert. Dies kann z.B. automatisch geschehen, gesteuert durch den Unterdruck im Saugraum 4.
  • Eine weitere Verbesserung für bestimmte Betriebszustände ist denkbar, wenn am Druckflansch 12, möglichst nahe an der Verdichterschraube, ein zusätzliches Rückschlagventil 23 angeordnet ist, welches ähnlich ausgeführt sein kann wie das Ventil 15/16. Die im Druckraum 14 enthaltene, evtl. verschäumte oder mit Gasblasen durchsetzte Flüssigkeit kann dann weniger leicht rückexpandieren in den Druckraum 11 bzw. durch dieAuslaßschlitze 10 in die Schneckengänge der Verdichterschraube.
  • Darüber hinaus ist zur Verbesserung der erfindungsgemäßen Wirkung noch denkbar, daß in die Überströmleitung 20 ein zusätzliches, kleines Rückschlagventil eingebaut wird. Dieses soll möglichst nahe am Verdichtungsraum bzw. dem Auslass der Verdichtungsschraube liegen.
  • Die Gestaltung des Druckraumes 11 und dessen Anordnung soll jedoch so sein, daß ein Rücklaufen der Flüssigkeit durch deren Gewicht oder durch rückströmendes Gas zurück in die Schraubengänge vermieden wird. Aus diesem Grund hat sich eine Anordnung nicht bewährt, wo der Auslaßschlitz 10 bzw.
  • der Druckraum 11 mit Druckflansch 12 relativ zur Schraube loffen nach oben hin abgehend gebaut war.
  • Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung des Erfindungsgedankens weicht ab von der bisherigen Serienbauart von Schraubenverdichtern. Zunächst ist hier der Druckraum 11 äusserst schmal und kompakt ausgeführt, um den Inhalt des Siphons zu verringern.
  • Die Rückexpansion - auch durch evtl. im Siphon noch enthaltene Gasblasen - wird so stark vermindert. Darüber hinaus ist ein sogenanntes Primär-Rückschlagventil 23 mit Rückstellfeder 24 eingebaut. Das Ventilelement 23 wird beispielsweise als robuste Platte ausgeführt, welche mit ihrer Aussenkante am Gehäuse 3 anliegt und evtl. gleitend mit ölschmierung auch von der Stirnseite der Schraube 11 überstrichen wird. Durch den im Druckraum 11 bzw. 14 herrschenden öl- und Gasdruck wird dann die Ventilplatte 23 dicht an die Schraube angepresst. Ein gasdichtes Schließen ist hierbei nicht zu erwarten aufgrund der an dieser Stelle gegebenen technischen Möglichkeiten.
  • Deshalb bleibt das nachgeschaltete Rückschlagventil 15/16 nach wie vor notwendig und voll wirksam, um bei ruhender Maschine das Rückströmen von öl aus dem nachgeschalteten Druckkessel durch die Verbindungsleitung 18 wirksam zu verhindern.
  • Aufgabe dieses Rückschlagventils 23 ist lediglich, beim hochfrequenten Ausstoßvorgang der schnell laufenden Schrauben 1 ein Rückexpandieren der möglicherweise stark verschäumten Schmierflüssigkeit zu bremsen oder gar zu verhindern. Dies ist besonders wirksam im Teillastbereich, nicht so bei ganz geschlossener Saugdrosselklappe 5.
  • Wird die Achse der Schraube 1 vertikal und der Druckauslaß unten angeordnet, so kann im Normalfall das Primär-Ventil 23 entfallen. Dann entsteht im Prinzip dieselbe Anordnung wie in Fig. 1 dargestellt. Der Unterschied besteht lediglich im Entfallen der Überströmbohrung 20, bedingt durch die günstige Anordnung des Siphons, d.h. die Austrittskante der Schraube liegt bereits am tiefsten Punkt und das dort noch ausströmende Restgas bei geschlossener Drosselklappe 5 kann sofort um die Austrittskante 26 des Gehäuses 3 herum nach oben in den Druckrauml4 kriechen und über das Rückschlagventil 16 ausgestoßen werden. So wird der Siphon, bestehend aus dem Druckraum 14/11,schnellstmöglich entgast und das Rückfedern der Flüssigkeit in die Schraubengänge verhindert bei geschlossener Saugklappe 5.
  • Auch bei vertikaler Achse und Druckauslaß unten ist jedoch der Einbau der Rückschlagklappe 23 günstig, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erreichen, d.h. den Druckraum zwischen dem dicht schließenden Rückschlagventil 16 und der Schraube 1 möglichst schnell mit reiner, gasfreier Flüssigkeit zu füllen und deren Rückexpansion in die Schraubengänge zu mindern oder gar ganz zu verhindern. Austretendes Restgas, welches die Schraube noch fördert oder im Teillastbereich gewollt pumpt, kann den günstig geformten und mit minimalem Volumen ausgestatteten Druckraum 14/11 schnell durchströmen.
  • Darüber hinaus ermöglicht jedoch die in Fig. 2 dargestellte Ausführung auch bei waagrechter Verdichterwelle eine Anordnung des Auslaßdruckraums 11 auf der Oberseite der Welle, d.h. mit nach oben führendem Abgang. Dies setzt voraus, daß das Primär-Rückschlagventil 23 eingebaut ist. So wird bei dem hochfrequenten Ausschiebevorgang ein Rückströmen der Hilfsflüssigkeit in die Schraubengänge weitgehend vermieden.
  • Als wesentlicher Vorteil tritt jedoch hierbei auf, daß durch die vertikale Anordnung die Entgasung der im Druckraum 14 enthaltenen Hilfsflüssigkeit besonders günstig und schnell verläuft.
  • Das von früheren Konstruktionen her bekannte gefährliche Rückströmen der Hilfsflüssigkeit bei einer solchen Vertikalanordnung wird wirksam vermieden durch das nachgeschaltete, dicht schließende Rückschlagventil 16. Durch die Siphonwirkung kann auch bei leicht undichtem Primär-Rückschlagventil 23 und gefüllten Druckräumen 11/14 keine oder nur minimale Flüssigkeitsmengen in die Schraube zurücktreten. Letzteres hätte beim plötzlichen harten Anlauf der Schraube gravierende Folgen.
  • Die Gestaltung des Primär-Druckventils 23 kann nach den bekannten Regeln des Standes der Technik geschehen. Im Druckgehäuse eingebaute Führungsleisten 25 halten beispielsweise die Platte 23 in ihrer Position bei voller Erhaltung des Durchströmquerschnittes zwischen Druckraum 11 und Totraum 14.
  • Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung ist besonders für kleine Schraubenverdichter interessant. Dort wird ein allein auf der Stirnseite der Schrauben 11 angeordneter Auslaßschlitz bevorzugt.
  • Im ganzen bietetdie erfindungsgemäße Anordnung bei Vermeidung der Rückexpansion aus den Drückräumen des Kompressors die Möglichkeit, die Förderleistung des Kompressors stufenlos anzupassen an einerseits den Druckgasverbrauch, andererseits an die verfügbare Antriebsleistung. Letzteres ist besonders dann wichtig, wenn beispielsweise bei Großverdichtern von der Antriebsmaschine unterschiedliche Leistungen abgenommen werden müssen, ausgehend von deren Belastbarkeit oder verfügbarer Energie.
  • Rei Verdichtern aller Art tritt dabei nicht mehr der Nachteil auf, daß bei zunehmend oder fast ganz abgeregelter Saugleitung die Leistungsaufnahme der Antriebsmaschine nur unbedeutend zurückgeht. Vielmehr wird lediglich jene Energie aufgenommen und Leistung verbraucht, welche tatsächlich als Verdichterleistung für durchgesetzte Luft verbraucht wird. Nicht gerechnet ist eine geringe, ca. 10 % - 20 % betragende Leerlaufleistung zur Überwindung von Reibung etc.
  • Weiter ist eine weitgehende Minderung der Nachteile gewährleistet, welche dadurch entstehen, daß die Verdichterschraube einerseits für eine bestimmte innere Verdichtung konstruiert wurde, beispielsweise 1 : 8, andererseits jedoch mit höherer Druckbelastung läuft. Die bei bisherigen Konstruktionen aufgetretene Rückströmung und Energieverlust entfällt dabei.
  • Vielmehr wird lediglich in der letzten Ausschiebephase das zunächst nur auf das innere Verdichtungsverhältnis, z.B. 8 bar, verdichtete Gas vollends durch Schraubendrehung hochverdichtet auf den Enddruck.
  • In der Praxis werden auch die seither üblichen, störungsanfälligen, teuren und komplizierten Schaltelemente zur Druckentlastung wegfallen können. Darüber hinaus kann der Kompressor auf einfachste Weise bei geschlossener Saugleitung anfahren und hochdrehen, ohne die bisher erforderlichen Verzögerungs- und Entlastungselemente.
  • Diese Vorzüge sind besonders vorteilhaft beim Verdichten von Wärmepumpen etc.
  • Leerseite

Claims (10)

  1. Schraubenverdichter Patentansprüche 1. Schraubenverdichter rür Gase mit Doppel schrauben und saugseitiger Flüssigkeitseinspritzung zur Kühl Ahdinhellnqi und Schmierung der Verdichterschraube, nahe dem Schraubenende angeordnetem Druckauslaß mit nachfolgendem Druckraum, Druckflansch und in der nachgeschalteten, zum Abscheidekessel führenden Druckleitung eingebautem, dicht schliessendem Rückschlagventil, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Raum zwischen dem Auslaßschlitz (10) des Schraubengehäuses (3) und dem Rückschlagventil (15) siphonartig ausgebildet ist, vorzugsweise als gekrümmte Druckleitung (13), welche unmittelbar nach dem Auslaßschlitz (10) so wenig wie möglich abwärts und anschließend wieder aufwärts führt.
  2. 2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der siphonartige Druckauslaß ausgeführt ist als am Druckflansch (12) des Gegehäuses (3) befestigter, um ca. 1800 gekrümmter Rohrbogen (13), mit unmittelbar an seinem oberen Ende, -etwa in Höhe des Auslaßschlitzes (10),angeordnetem Rückschlagventil (15) und einer waagrecht oder leicht geneigt angeordneten Uberströmleitung (20), die direkt vom Auslaßschlitz (10) kommend auf kürzestem Weg unter dem Ventildeckel (16) des Rückschlagventils (15) einmündet.
  3. 3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Uberströmleitung (20) nahe am Auslaßschlitz (10) ein leicht gängiges Rückschlagventil (19) vorgesehen ist.
  4. 4. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der vom Rückschlagventil (15) abgehende Förderanschluß (18) waagrecht oder abwärts führend verläuft.
  5. 5. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei vorzugsweise senkrechter Schraubenachse das abwärts führende,eingangsseitige Leitungsteil des Siphons, bestehend aus dem Druckraum (11),kürzest- und kleinstmöglich ausgeführt ist als Ausnehmung in Gehäusedeckel (22), vorzugsweise so, daß die oberste Kante des Austrittsschlitzes (10) und die oberste Umströmkante des Siphons mit der Gehäusekante (26) des Kompressorgehäuses (3) zusammenfallen und der nachgeschaltete Druckkanal bzw. Totraum (14) vor dem Plattenventil (16) als kleinstmöglicher, aufwärts führender Siphonhohlraum ausgebildet ist.
  6. 6. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nahe dem Auslaßschlitz (10) eine Primär-Rückstrombremse angeordnet ist, vorzugsweise eine mit Rückstellfeder (24) ausgestattete Ventilplatte (23).
  7. 7. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schrauben (1) mit waagrechter oder geneigter Achse und der Auslaßschlitz mit den nachgeschalteten Strömungsräumen (11, 14) aufwärtsführend angeordnet sind.
  8. 8. Schraubenverdichter nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der bei waagrechter oder geneigter Schraubenachse direkt von der Aus laßöffnung (10) abgehende Druckraum (11) waagrecht und der nachgeschaltete Totraum (14) aufwärts vom Gehäuse (3) bzw. Deckel (22) aus abgehen.
  9. 9. Schraubenverdichter nach Anspruch 5 - 8, d a d u r c h gek e n n z e ich ne t , daß die Ventilplatte (23) direkt an Stirnseite oder Umfang der Schraube (1) gleitend anliegt, wahlweise gleichzeitig z.B. an Gehäusekanten (26) oder sonstigen, auf gleicher Ebene oder Zylinderfläche liegenden Gehäuseteilen.
  10. 10. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Auslaßkanten der Schrauben (1) Dämpfungskeilnuten oder Abschrägungen an sich bekannter Art vorgesehen sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015031961A3 (en) * 2013-09-05 2015-05-07 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Compressor device

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