DE3018754A1 - Rotationskompressor fuer gas- und fluessigkeitsgemische - Google Patents

Description

• Rotationskompressor für Gas- und
• Flüssigkeitsgemische Die Erfindung betrifft einen Rotationskompressor für Gas- und Flüssigkeitsgemische.
• Kompressoren zum Ansaugen von Gas- und Flüssigkeitsge mischen, Trennen des Gases von der Flüssigkeit und Verdichten des Gases sowie Ab führen der Gas- und Flüssigkeitskomponenten je für sich sind bereits bekannt und kommen beispielsweise bei Kühlanlagen zur Verwendung.
• Diese vorbekannten Kompressoren sind öfters kompliziert, kostspielig und energieaufwendig und haben in bezug auf Grösse, Preis und Energieaufwand eine verhältnismässig niedrige Förderleistung.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen, betriebssicheren Rotationskompressor für mässige Drucksteigerungen, z.B. in der Grösse von 0,5 bar, und mit verhältnismässig hoher Förderleitung zu schaffen. Der erfindungsmässige Kompressor ist zum gleichzeitigen Pumpen eines Gases und einer Flüssigkeit bestimmt und nützt die durchströmende Flüssigkeitskomponente zum Abdichten des Gases sowie zum Kühlen und Schnieren aus.
• Indem die gepumpte Flüssigkeit für die genannten Funktionen in einer der Erfindung eigenartigen Weise ausgenützt wird, erhält man einen konstruktiv äusserst einfachen und äusserst betriebssicheren Rotationskompressor.
• Der erfindungsmässige Kompressor hat einen in einem festen Pumpengehäuse umlaufenden Läufer mit einem peripherisch angeordneten Gas- und Flüssigkeitskanal und zeichnet sich dadurch aus, dass der Gas- und Flüssigkeitskanal einen ringförmigen, radial äusseren Raum für einen darin enthaltenen Flüssigkeitsring und einen radial inneren, konzentrischen ringförmigen Raum für Gas aufweist, welcher durch eine einen Flüssigkeitsver- verschluss bildende Seitenwand begrenzt ist, die in den Flüssigkeitsringraum eindringt, und dass der Gasraum in Ansaug- und Verdichtungsräume eingeteilt ist durch eine oder mehrere mit dem Läufer verbundene Querwände, die radial von innen in den Flüssigkeitsingraum eindringen, sowie durch flache Flüssigkeitsstrahlen, welche mittels einer oder mehrerer Schneiden, die im Pumpengehäuse fest verankert sind und sich axial entlang des Flüssigkeitsringraumes erstrecken, von dem umlaufenden Flüssigkeitsring im Raum abgelenkt sind.
• Der erfindungsmässige-Kompressor hat somit ähnlich wie vorbekannte Flüssigkeitsringpumpen einen mit einem Flüssigkeitsring zusammenwirkenden Läufer, unterscheidet sich aber von diesen Pumpen an wesentlichen Punkten sowohl in der Konstruktion als auch in der Wirkungsweise.
• Bei dem erfindungsmässigen Kompressor laufen der Läufer und der Flüssigkeitsring konzentrisch um und ist der Flüssigkeitsring im Läufer eingeschlossen. Hohe Drehzahlen und eine hohe Förderleistung ergeben sich daraus, dass hauptsächlich keine Reibungsverluste zwischen dem Flüssigkeitsring und dem Läufer entstehen.
• Der Verdichtungsraum ist gegenüber dem Flüssigkeitsring durch eine Flüssigkeitsverschlusskonstruktion völlig abgedichtet zum Unterschied von dem was bei Flüssigkeitsringpumpen der Fall ist, denn bei diesen muss man zum Abdichten der Stirnwände des Verdichtungsraumes eine Flüssigkeit von höherem Druck als dem Ansaugdruck für Gas einspritzen. Erfindungsgemäss können dagegen Gas und Flüssigkeit bei demselben Druck angesaugt werden.
• Ferner kann die Strömung aus dem Verdichtungsraum mittels einer Flachschiebervorrichtung mit festen Flach- schiebern gesteuert werden, über die Auslassöffnungen, die im Läufer fest angeordnet sein können, hinweggleiten.
• Hierdurch vermeidet man Rückschlagventile, die zu Funktionsproblemen und hohen Ausströmwiderständen bei den.
• hohen Drehzahlen Anlass geben können, bei denen der Läufer arbeiten soll. Indessen lassen sich nach der Erfindung Ventile völlig entbehren. Die Erfindung benützt ferner ein neues Verfahren zum Gaspumpen, und zwar eine Gasverdichtung zwischen einer vom Läufer getragenen beweglichen Lamelle und einer ortsfesten, von einem vorhangähnlichen Flüssigkeitsstrahl gebildeten Flüssigkeitswand, durch welche sich die Lamelle rrei hindurchbewegen kann.
• Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 die eine Ausführung des erfindungsmässigen Kompressors in einem Axialschnitt nach der Linie I-I in Fig. 3, Fig. 2 den Kompressor in einem Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und besonders den Flüssigkeitsring mit zwei ortsfesten Flüssigkeitsstrahlen, Fig. 3 den Kompressor in einem Querschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und besonders die Schieberventilflächen des Kompressors, Fig. 4 in einer der Fig. 1 ähnlichen Ansicht eine abgeänderte Ausführung des erfindungsmässigen Kompressors im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 die abgeänderte Ausführung in einem Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, und Fig. 6 ein perspektivisches Bild eines Teils des Läufers in Fig. 5 im Bereich einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung in einer Umfangswand des Läufers.
• In der in Fig. 1 dargestellten Ausführung hat der Rotationskompressor ein festes Pumpengehäuse 1, in welchem ein Läufer 2 auf einer mittleren Antriebswelle 3 drehbar getragen ist, welche in einer festen Lager-und Stopfbüchse 4 gelagert und abgedichtet ist.
• Der Läufer 2 hat die Form eines Rades und weist zwei entgegengesetzte, im axialen Abstand voneinander angeordnete Seitenwände 5, 6 und doppelte koaxiale Umfangswände 7 8 auf. Die Seitenwände des Läufers und die innere Umfangswand 7 sowie die Läufernabe 9 grenzen einen geschlossenen, ringförmigen, mittleren Hohlraum 10 ab, an den eine mittlere Ansaugöffnung 11 durch die eine Seitenwand 5 und einen an die Seitenöffnung angeschlossenen Eintrittskanal 12 angeschlossen ist, welcher sich durch eine Seitenwand 1' des Pumpengehäuses 1 erstreckt und im Verhältnis zur Seitenwand 5 des Läufers durch eine ringförmige Dichtung 13 abgedichtet ist, die eine niedrige Reibung hat, um beim Umlauf des Läufers im Verhältnis zur Dichtung die Reibungsverluste auf ein Mindestmass herabzusetzen.
• In der in Fig. 1-3 dargestellten Ausführung bilden die äussere Umfangswand 7 und zwei ringförmige Stirnwände 5', 6K eine ringförmige Haube oder rinnenförmiges Gebilde 14, die den Läufer peripherisch umgibt und mit ihm verbunden ist, wobei die äussere Umfangswand 8 eine axial grössere Länge in der Richtung nach rechts in bezug auf Fig. 1 als die innere Umfangswand 7 hat, so dass sich die äussere Umfangswand 8 über und axial nach aussen von der rechten Seitenwand 5 erstreckt, wobei die ringförmige Stirnwand 5' in einer Ebene liegt, die sich in einem axialen Abstand nach aussen von der Ebene der Seitenwand 5 befindet. Das oben beschriebene rinnenförmige Gebilde, bestehend aus den Wänden 5', 6' und 8,grenzen im Verhältnis zur inneren Umfangswand 7 einen ringförmigen Kanal 14 ab, der mit der Läuferwelle koaxial ist. Der Kanal 14 ist als Flüssigkeitsverschluss in der Art ausgebildet, dass ein äusserer, umlaufender Flüssigkeitsring 15 im Kanal 14 enthalten sein kann und dass ein innerer konzentrischer Gaskanal 16 dadurch abgedichtet ist, dass ein mit dem Läufer 2 verbundener ringförmiger Flansch 17, der eine radiale Verlängerung der Seitenwand 5 bildet, in den umlaufenden Flüssigkeitsring 15 eindringt. Der radial innere Gaskanal 16 ist somit radial nach aussen durch die Flüssigkeit in dem radial äusseren Flüssigkeitsring 15 und radial nach innen durch die innere Umfangswand 7 begrenzt sowie seitlich durch den Ringflansch 17 und die ringförmige Stirnwand 6' begrenzt.
• Der ringförmige Gaskanal 16 ist in zwei gesonderte Teile eingeteilt (siehe Fig. 2), und zwar durch zwei mit dem Läufer 2 und genauer genommen mit der inneren Umfangswand 7 verbundene, radial vorstehende Lamellen in der Form von quer verlaufenden Wänden 18, die in den Flüssigkeitsring 15 zu der gleichen Tiefe wie der Ringflansch 17 eindringen.
• Im Gaskanal 16 ist, in der Umlaufrichtung A des Läufers 2 gesehen, vor jeder Querwand 18 eine Reihe von Auslasskanälen oder -öffnungen 19 vorgesehen, die sich durch die ringförmige Stirnwand 6' erstrecken, und hinter jeder Querwand 18 ist in der inneren Umfangswand 7 als Verbindung zwischen dem Hohlraum 10 und dem Kanal 14, der den äusseren Flüssigkeitsring 15 und den inneren Gaskanal 16 enthält, ein Eintrittskanal 21 angeordnet.
• Im Raum 15 für den Flüssigkeitsring sind in zwei diametral entgegengesetzten Lagen zwei strömungsabspaltende Schneiden 22, z.B. Stahlplatten, befestigt, die zur Umlaufrichtung des Läufers schräggestellte Kanten 23 besitzen. Die Schneiden 22 sind der Innenseite der einen Seitenwand 6' des Kanals 14, den Stirnkanten der Querwände 18 sowie dem Ringflansch 17 angepasst und von einer ringförmigen Platte 24 getragen, die zwischen der rechten ringförmigen Stirnwand 5' und der angrenzenden Läuferwand 5 mit deren Ringflansch 17 in den Flüssigkeitsring 15 eindringt und durch Halter 25 mit der Pumpengehäusewand 1' verbunden ist.
• Die in bezug auf Fig. 1 linke, ringförmige äussere Seitenwandpartie 6' des Läufers 2, welche die eine Seitenwand des Kanals 14 bildet, stellt auch ein umlaufendes Schieberventilorgan dar, welches Ventilöffnungen aufweist, bestehend aus den oben beschriebenen Auslassöffnungen 19, und welches eingerichtet ist, um satt gegen zwei kreisbogenförmige, ebene Ventilflächen 26 umzulaufen, die aus plangeschliffenen, vorzugsweise von federnden Unterlagen 27 getragenen Scheibengliedern aus z.B. Teflon bestehen. Diese Scheibenglieder sind in Fig. 3 im Grundriss und in Fig. 1 in Stirnansicht gezeigt. Die bogenförmigen Ventilflächen 26, die an den angrenzenden Enden durch Zwischenräume 28 (siehe Fig.
• 3) voneinander getrennt sind, haben den Zweck die Auslassöffnungen 19 zu verschliessen und somit diese Offnungen gegen Rückströmung von Gas während der Verdichtungsphasen des Kompressors zu blockieren (siehe die nachstehende Beschreibung der Funktion des Kompressors).
• Bei erreichtem Enddruck (Höchstdruck für jede Verdichtungsphase) erhält man dagegen eine freie Ausströmung, wenn die Mündungen der Auslassöffnungen 19 an den beiden diametralen Zwischenräumen 28 zwischen den angrenzenden Enden der Ventilflächen 26 vorbeilaufen.
• Es sei bemerkt, dass Fig. 1 die umlaufenden Auslassöffnungen 19 und die festen Schieberflächen 26 scheinbar in verschiedenen radialen Höhen zeigt, weil Fig.
• 1 ein Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 3 ist. In Wirklichkeit liegen die Auslassöffnungen 19 natürlich mit ihren Mittelpunkten auf den Mittellinien der Flächen 26.
• Ein Gemisch von Gas und Flüssigkeit wird durch den ortsfesten Eintrittskanal 12 in den Hohlraum des Läufers 2 eingeführt. Vom Pumpengehäuse 1 wird verdichtetes Gas und Flüssigkeit, beispielsweise durch einen unteren Austritt 29 für Flüssigkeit und einen oberen Austritt 29' für Gas, abgeführt.
• Der erfindungsmässige Kompressor funktioniert in folgender Weise.
• Das Gas- und Flüssigkeitsgemisch wird durch den Eintrittskanal 12 und die Ansaugöffnung 11 in den Hohlraum 10 im Läufer 2 eingeführt und ihm wird vom Läufer eine zentrifugale und tangentiale Beschleunigung im Hohlraum beigebracht. Gegebenenfalls kann der Läufer 2 zur Steigerung der Zentrifugierwirkung inwendige radiale Flügel 30 im Hohlraum 10 aufweisen. Durch die Rotation neigt die Flüssigkeit -dazu, von dem Gas getrennt zu werden und sich auf der Innenseite der inneren Umfangswand 7 zu sammeln, von wo die Flüssigkeit durch die öffnungen 21 der inneren Umfangswand 7 in den ringförmigen Kanal 14 hinausgeführt wird und dabei das Gas mit sich reisst.
• Im Kanal 14 wird die Flüssigkeit vollständig vom Gas getrennt und sie sammelt sich als Flüssigkeitsring 15 auf der Innenseite der äusseren Umfangswand 8. Die Flüssigkeit wird schliesslich durch die Auslassöffnungen 19 hinausgeschleudert. Es sei hier bemerkt, dass die Auslassöffnungen 19 "Ueberläufe" für den Flüssigkeitsring 15 bilden und den "Stand" des Flüssigkeitsringes; d.h. seine radiale Dicke, regeln.
• Die Schneiden 22, die im Rotationsfeld des Flüssigkeitsringes 15 liegen, bilden Pflugschare, die vom Flüssigkeitsring Flüssigkeitstrahlen 31 von hoher Energie im Kanal 14 abspalten, wobei die Flüssigkeitsstrahlen schräg nach innen gegen die Innenwand 7 des Gaskanals 14 gerichtet sind. Jeder Strahl 31 wird durch tangentiale Anströmung der inneren Umfangswand 7 in den Flüssigkeitsring 15 zurückgelenkt. Jeder Strahl 31 ist im Verhältnis zum Gehäuse 1 ortsfest und besteht aus spaltartig strömender Flüssigkeit. Die ortsfesten Strahlen 31 und die zusammen mit dem Läufer umlaufenden Querwände 18 teilen den Gasraum 16 in zwei Verdichtungskammern 16a und zwei diese trennende Ansaugkammern 16b auf, deren Volumina beim Umlauf des Läufers abwechselnd zunehmen und abnehmen. Die Querwände 18 bringen einen Einschluss von Gas zwischen dem Flüssigkeitsring 15, der äusseren Umfangswand 8 und dem bezüglichen ortsfesten Strahl 31 zustande und verdichten die eingeschlossene Gasmasse in den dadurch gebildeten Verdichtungskammern 16a, wobei die verdichtete Gasmasse durch die Auslassöffnungen 19 bei deren Öffnen hinausgetrieben wird, während sich die bezügliche Querwand 18 dem Strahl nähert. Es leuchtet ein, dass die Querwände 18 beim Umlauf des Läufers 2 durch die Flüs sigkeitsstrahlen 31 hindurchlaufen.
• Entscheidend für die erzielbaren Gasverdichtungsverhältnisse ist das Abdichtungsvermögen des bezüglichen Strahls 31 gegen die Wände des Kanals 14. Es kann ganz allgemein gesagt werden, dass diese Abdichtungswirkung mit querer abgespalteten und dickeren Flüssigkeitsstrahlen 31 zunimmt. Die Abspaltung und die Strahldicke werden von der Ausbildung der Schneiden 22 und von der Geschwindigkeit (diese ist von der Drehzahl und dem Durchmesser des Läufers abhängig) sowie von dem Abstand zwischen dem Flüssigkeitsring 15 und der Innenwand 7 des Kanals 14 festgelegt, da ein Druckunterschied über den Strahl eine abbiegende, tangentiale Beschleunigung in der Umlaufrichtung ergibt. Um einen Strahl 31 mit gegebener Bewegungsenergie der Flüssigkeit in einer wirksamen Weise für eine gute Abdichtung und die erwünschte Gasverdichtung auszunützen, sind die beiden Hälften der inneren Umfangswand 7 zwischen den öffnungen 21 in der Wand mit einer radialen Steigung in Richtung nach hinten gegen die Umlaufrichtung von der Hinterkante 21' der bezüglichen Öffnung 21 über eine gewisse Strecke ausgebildet, so dass sich der Gas- und Flüssigkeitskanal 14 über die entsprechenden Strecken, z.B. zwei Drittel der Länge jeder Wandhälfte 7, verjüngt, wonach die Krümmung der Wand 7 nach einem konstanten Halbmesser bis zur bezüglichen Querwand 18 erfolgt. Hierdurch steigt das Abdichtungsvermögen der Strahlen 31 in Verbindung mit der erhöhten Verdichtung des in den Veraichtungskammern 16a, 16b zwischen den Strahlen und den Querwänden 18 eingeschlossenen Gases.
• Die Auslassöffnungen 19 können vorteilhaft schräg in der Stirnwand 6' des Kanals 14 gebohrt werden, so dass die Reaktionskräfte des ausströmenden Gases und Flüssigkeit vom Läufer aufgenommen werden.
• Abänderungen der in Fig. 1-3 veranschaulichten, erfindungsmässigen Ausführungsform liegen im Rahmen der Erfindung.
• Die ortsfesten Ventilflächen 26 können z.B. von der ringförmigen Platte 24 getragen werden, welche die ortsfesten Schneiden 22 trägt, wobei die Auslasskanäle 19 in der in bezug auf Fig. 1 rechten Stirnwand 5I des Kanals angeordnet werden.
• Die Schneiden 22, Querwände 18 und demnach die Strahlen 31 und Gasverdichtungskartlmern 16a, 16b können grundsätzlich eine oder mehrere an der Zahl sein.
• Der Ringflansch 17 kann anstatt mit dem Läufer 2 starr mit dem Pumpengehäuse 1 oder dem mit dem Pumpengehäuse verbundenen Eintrittskanal 12 verbunden sein und eine Befestigung für die Schneide oder Schneiden 22 darstellen. Eine solche Ausführungform ergibt indessen Abdichtungsprobleme zwischen dem Hohlraum 10 und dem Gaskanal 16 und auch zwischen der umlaufenden Querwand oder Querwände 18 und dem Ringflansch 17.
• Die in Fig. 4-6 veranschaulichte abgeänderte Ausführung stellt eine vereinfachte, bevorzugte Ausführungsform des erfindungsmässigen Kompressors dar. In Fig. 4-6 sind soweit möglich dieselben Bezugszeichen wie in Fig.
• 1-3 für dieselben oder äquivalenten Teilen verwendet.
• Die Läuferwelle 3 ist in dieser Ausführung im Inneren des Pumpengehäuses 1 in einem mit der linken Pumpengehäusewand verbundenen Axial- und Radiallager 40 gelagert und erstreckt sich durch die rechte Pumpengehäusewand hinaus, in welcher die Welle 3 in zweckdienlicher Weise mittels einer Lager- und Stopfbüchse 4 gelagert und ab- gedichtet ist. ähnlich wie in der Ausführungsform nach Fig. 1-3 ist der Läufer 2 mit seiner Nabe 9 auf der Welle 3 befestigt und besteht aus Seitenwänden 5, 6 und einer Umfangswand 7 sowie einem äusseren, rinnenförmigen Gebilde 14, das ähnlich wie in der Ausführungsform nach Fig. 1-3 aus einer äusseren Umfangswand 8 sowie Seitenwänden 5', 6' besteht und das um die innere Umfangswand 7 einen Kanal abgrenzt, der im Betrieb in einen äusseren Flüssigkeitsringkanal 15 und einen inneren Gaskanal 16 eingeteilt ist, wobei sich ein mit dem Läufer verbundener Ringflansch 17 durch den Gaskanal 16 zum Flüssigkeitsring 15 erstreckt, dessen "Stand" von einer und mehreren Auslassöffnungen 19 festgelegt wird, welche jedoch hier keine Ventilöffnungen, sondern lediglich den Flüssigkeitsringstand festlegende Ueberlauföffnungen bilden.
• Der ringförmige Hohlraum im Läufer 2 zwischen der Nabe 9 und der Welle 3 einerseits und der inneren der beiden Umfangswände 7, 8 andererseits ist mittels einer mittleren Trennwand 41 in zwei Kammern lOa, lOb aufgeteilt, wobei der Eintrittskanal 12 und die Öffnung 11 für das Gas- und Flüssigkeitsgemisch zu der in bezug auf Fig.
• 4 linken Läuferkammer lOa führen.
• Auch die Ausführungsform in Fig. 4 und 5 ist mit zwei Schneiden 22 versehen, deren scharfe Kanten 23 gegen die Drehrichtung A des Läufers 2 gekenrt sind. Die Strömungsrichtungen in den in bezug auf das Gehäuse 1 ortfesten Flüssigkeitsstrahlen 31 sind in Fig. 5 mittels durch volle Linien gezeigter Strömungspfeile angedeutet und auch die Einströmrichtung für das Gas- und Flüssigkeitsgemisch durch den Eintritt 12 in die Läuferkammer lOa und von ihr zu den Ansaugkammern 16b ist angedeutet. Verdichtetes Gas aus den Verdichtungskammern 16a, 16b zwischen den Quer- wänden 18 und den Flüssigkeitsstrahlen 31 wird indessen in dieser Ausführungsform nicht durch Ventilöffnungen wie in der Ausführungsform nach Fig. 1-3 hinausgeleitet, sondern durch öffnungen in der Umfangswand 7 in die rechte Läuferkammer lOb hineingeleitet und aus der Kammer lOb über eine mittlere öffnung 42 in der Läufer seitenwand 6 in einen Zwischenraum 43 zwischen der Wand 6 und der benachbarten Pumpengehäusewand geführt, wohin auch Flüssigkeit aus den Ueberlauföffnungen 19 geleitet wird. Von dem Pumpengehäuse wird verdichtetes Gas und Flüssigkeit durch einen gemeinsamen Austritt 4 abgeführt. Die Strömung von verdichtetem Gas aus den Verdichtungskammern ist mittels durch gestrichelte Linien gezeigter Strömungspfeile angedeutet.
• Die Ausführungsform nach Fig. 4-6 arbeitet ohne Ventile und weit , somit keine Schieberventilflächen 26 zum Zusammenwirken mit den öffnungen 19 auf, die ausschliesslich Auslassöffnungen für Flüssigkeit vom Flüssigkeitsring 15 bilden und die radiale Tiefe des Flüssigkeitsringes bestimmen.
• Die in Fig. 4 linke Läuferkammer lOa bildet eine Niederdruckkammer, in welche das Gas- und Flüssigkeitsgemisch aus dem Eintrittskanal 12 bei einem verhältnismässig niedrigen Druck eingeführt und durch z.B. zwei Austrittsöffnungen 21a der inneren Umfangswand 7 in den Kanal hinaus geschleudert wird, der von dem rinnenförmigen Gebilde 14 geschaffen wird.
• Es sei bemerkt, dass jede der beiden Austrittsöffnungen 21a für das Gas- und Flüssigkeitsgemisch aus der linken Kammer lOa in den Kanal in der Rinne 14 in lediglich derjenigen Hälfte der Wand 7 angeordnet ist, die der Kammer lOa gegenüber und, in der Umlaufrichtung des Läufers gesehen, hinter der entsprechenden Querwand 18 gelegen ist, während ein Austritt 21b für verdichtetes Gas aus der bezüglichen Verdichtungskammer 16a in der der Läuferkammer lOb gegenüber gelegenen Hälfte der Wand 7 vor der entsprechenden Querwand 18 des Läufers angeordnet ist, was deutlich aus Fig. 6 ersichtlich ist. Verdichtetes Gas aus der bezüglichen Verdichtungskammer 16a kann somit nicht in die Eintrittskammer lOa des Läufers zurückströmen. Ventile sind nicht erforderlich, falls erwünscht können die Öffnungen 21b aber mit federbelasteten Rückschlagventilen versehen sein, die bei einem yewissen Druck für eine Gasströmung aus den Verdichtungskammern 16a in die Läuferkammer lOb öffnen.
• Indem ein verhältnismässig niedriger Druck, d.h. der Einströmungsdruck des Gas- und Flüssigkeitsgemisches, im Spalt 45 zwischen der Läuferwand 5 und der mit dem Pumpengehäuse 1 fest verbundenen Wand 24 vorherrscht, welche einen Halter für die Schneiden 22 bildet und mit der Innenseite des Pumpengehäuses bei 46 dichtend verbunden ist, steigt der Flüssigkeitssstand vom Flüssigkeitsring 15 im Spalt 45 "höher", d.h. zu einem kleineren Halbmesser rx, als zu dem Stand ry, zu dem die Flüssigkeit im Spalt 46 zwischen der festen Wand 24 und der ringförmigen Wand 5' steigt, welch letztere eine Stirnwand des rinnenförmigen Gebildes 14 des Läufers ist. Im letztgenannten Spalt 46 ist der Druck gleich dem des verdichteten-Gases im Pumpengehäuse 1 zwischen dem Läufer 2 und der Innenseite des Pumpengehäuses.
• Der Flüssigkeitsstand ry ist deshalb niedriger als der Stand rx und der Unterschied zwischen den Flüssigkeitsständen ist gleich dem Druckunterschied zwischen dem Niederdruck (dem Eintrittsdruck des Gas- und Flüssigkeitsgemisches) und dem Verdichtungsdruck des Gases.
• Wie in Fig. 5 gezeigt, weist die innere Umfangswand 7 ähnlich wie in der Ausführungsform nach Fig. 1-3 zwei Querwände 18 und zwei Schneiden 22 und denzufolge zwei Flüssigkeitsstrahlen 31 und zwei Verdichtungsräume 16a, 16b auf. Die in dieser Ausführung lediglich als Ueberläufe dienenden Auslassöffnungen 19 sind so bemessen, dass sie lediglich überschüssige Flüssigkeit des Flüssigkeitsringes 15 austreten lassen, und im Betrieb werden die Öffnungen 19 im Prinzip mit aus dem Flüssigkeitsring 15 austretender Flüssigkeit gefüllt gehalten. Von dem Gas- und Flüssigkeitsgemisch, das sich auf der Innenseite der Wand 7 ansammelt und aus der Niederdruckkammer l0a durch die radialen öffnungen 21a in den Kanal 14 strömen, wird Flüssigkeit durch den Umlauf vom Gas getrennt und vereinigt sich mit dem Flüssigkeitsring 15, während das Gas den Zwischenraum zwischen dem Flüssigkeitsring und der Umfangswand 7 ausfüllt. Das verdichtete Gas wird durch die Eintrittsöffnungen 21b in der Umfangswand 7 des Läufers gegenüber der Hochdruckkammer lOb hinausgedrückt und strömt in die letztgenannte Kammer hinein. Die öffnungen 21a und 21b sind in dieser Ausführung durch die Querwände 18 und die Läuferwand 41 voneinander getrennt, und,wie in Fig. 5 gezeigt,sind vorzugsweise gegenüber den öffnungen 21a und 21b paarweise schräg nach innen in entgegengesetzten Richtungen gebogene Wandlappen 7c, 7d derart angeordnet (siehe Fig. 5 und 6), dass die Wandlappen 7c schräg nach innen und vorn in der Drehrichtung des Läufers gerichtet sind, um nach Art von Schaufeln Gas- und Flüssigkeitsgemisch aus der Niederdruckkammer lOa in das Gebilde 14 zu drücken, während die Lappen 7d schräg nach innen und hinten entgegen.
• der Drehrichtung gerichtet sind, um Gas aus den Verdichtungskammern 16a in die Hochdruckkammer lOb im Läufer 2 zu leiten.
• In der Ausführungsform nach Fig. 4-6 hat der Läufer keine Flügel 30, wie sie in der Ausführung nach Fig. 1-3 als zentrifugierungserhöhende Glieder verwendet wurden. Im Gegenteil ist das Pumpengehäuse mit festen Schirmwänden 47 innerhalb der Ansaugöffnung 11 ausgerüstet, um die Drehung des Gasgemisches in der Niederdruckkammer lOa zu beschränken. Die Schirmwände 47 sind in zweckdienlicher Weise mit der Innenseite der Pumpengehäusewand verbunden und lassen sich, wenn erwünscht, entbehren.
• Auch die Ausführungsform nach Fig. 4-6 kann in verschiedenerlei Weise im Rahmen der vorangehenden Patentansprüche abgeändert werden.
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Claims (11)

1. P a t e n t an s p r ü c h e: Rotationskompressor für ein Gas- und Flüssigkeitsgemisch mit einem in einem festen Pumpengehäuse umlaufenden, scheibenförmigen Läufer, der einen ringförmigen, peripherischen Gas- und Flüssigkeitskanal aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Kanal (14) einen ringförmigen, radial äusseren Raum (15) für einen darin enthaltenen Flüssigkeitsring und einen radial inneren, konzentrischen ringförmigen Raum (16) für Gas aufweist, welcher durch eine einen Flüssigkeitsverschluss bildende Seitenwand (17) begrenzt ist, die in den Flüssikeitsringraum (15) eindringt, und dass der Gasraum (16) in Ansaug- und Verdichtungsräume (16b bzw.

   16a) eingeteilt ist durch eine oder mehrere mit dem Läufer (2) verbundene Querwände (18), die radial von innen in den Flüssigkeitsringraum (15) eindringen, sowie durch flache Flüssigkeitsstrahlen (31), welche mittels einer oder mehrererSchneiden (22), die im Pumpengehäuse (1) fest verankert sind und sich axial entlang des Flüssigkeitsringraumes (15) erstrecken, von dem umlaufenden Flüssigkeitsring im Raum (15) abgelenkt sind.
2. 2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass.die genannte Seitenwand (17) mit dem Läufer (2) starr verbunden ist.
3. 3. Rotationskompressor nach Anspruch 2, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, dass der Läufer (2) zumindest einen mittleren Hohlraum (10) mit einer mittleren Ansaugöffnung (11) enthält und dass der mittlere Hohlraum (10) an den ringförmigen Gasraum (16) durch zumindest eine Ansaugöffnung (21) angeschlossen ist.
4. 4. Rotationskompressor nach Anspruch 1-3, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, dass zumindest eine Schneide (22) an einer im Pumpengehäuse (1) verankerten ringförmigen Platte (24) befestigt ist, die in den Flüssigkeitsringraum (15) eindringt, in den die Schneide einen Flüssigkeitsstrahl (31) vom Flüssigkeitsring ablenkt.
5. .5. Rotationskompressor nach Anspruch 1-4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Auslassöffnungen (19) in einer Seitenwandpartie (5') angeordnet sind, die den Kanal (14) abgrenzt, und dass diese Seitenwandpartie (5') mit einer ebenen Gleitfläche gegen eine mit der Innenseite des Pumpengehäuses (1) fest verbundene, als ortsfester Ventilschieber dienende Fläche (26) anliegt.
6. 6. Rotationskompressor nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass die als Ventilschieber dienende Fläche eingerichtet ist, um die Auslassöffnungen (19) während der Verdichtungsphasen des Kompres- sors zu schliessen und sie am Ende der Verdichtungsphasen zu öffnen, und so ein Ausströmen von verdichtetem Gas zu gestatten.
7. 7. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass der Gasraum (16) radial -nach innen von der Läuferumfangswand (7) abgegrenzt ist, welche von der Eintrittsöffnung (21) zu dem Punkt eine radiale Steigung aufweist, wo das erwünschte Verdichtungsverhältnis erreicht wird, und welche von diesem Punkt bis zur Querwand (18) einen konstanten Halbmesser hat.
8. 8. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass das Pumpengehäuse (1) einen mittleren Eintrittskanal (11, 12), der an den Hohlraum (10) im Läufer über eine umlaufende Dichtung dichtend angeschlossen ist, sowie einen unteren Austritt (29) fur verdichtete Flüssigkeit und einen oberen Austritt (29') für verdichtetes Gas aufweist.
9. 9. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass der Läufer (2) eine Umfangswand (7) hat, welche von einem rinnenförmigen Wandgebilde (14) umgeben ist, die um die Umfangswand des Läufers den genannten Gas- und Flüssigkeitskanal abgrenzt, dass die Umfangswand (7) zumindest eine Öffnung (21; 21a; 21b) hat und einen Hohlraum (10) im Läufer umgibt, welcher Hohlraum an einen Eintritt (11, 12) für das Gas- und Flüssigkeitsgemisch angeschlossen ist, dass das Pumpengehäuse (1) zumindest ein Ablenkglied (22) trägt, das im Flüssigkeitsringraum (15) untergebracht und eingerichtet ist, um von dem mit dem Läufer umlaufenden Flüssigkeitsring eines ortsfesten Flüssigkeitsstrahl (31) gegen die genannte Läuferumfangswand (7) abzulenken, welche ihrerseits eingerichtet ist, um den Strahl zurück zum Flüssigkeitsring in tangentialer Richtung abzulenken, und dass die genannte Umfangswand zumindest eine quer verlaufende, radial vorragende Wand (18) trägt, die in den Flüssigkeitsring hineinreicht und eingerichtet ist, um zusammen mit dem Strahl (31) und Seitenwänden des rinnenförmigen Gebildes (14) den Gasraum (16) in eine Verdichtungskammer (16a) und eine Ansaugkammer (16b) einzuteilen, deren Volumina während des Umlaufs des Läufers abwechselnd zwischen Null und einem Maximum erhöht und vermindert werden, wobei die radial vorragende,quer verlaufende Wand (18) radial innerhalb des Ablenkgliedes (22) und, nach Gasverdichtungsphasen, durch den Flüssigkeitsstrahl (31) passiert, dass der Läufer eine Vorrichtung (19) zum Konstanthalten des Flüssigkeitsstandes im Flüssigkeitsring aufweist und dass der Verdichter eine Vorrichtung (19, 26, 29, 29', 21b, 42, 43, 44) zum Abführen von verdichtetem Gas von der Verdichtungkammer (16a) aufweist.
10. 10. Rotationskompressor nach Anspruch 9, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass der Hohlraum (10) im Läufer mittels einer mittleren, quer verlaufenden Läuferwand (41) in zwei axial getrennte Kammern (10a, lOb) eingeteilt ist, welche eine erste (10a) und eine zweite (lOb) Kammer bilden, von denen die erste Kammer (10a) an den Eintritt (11, 12) für Gas- und Flüssigkeitsgemisch angeschlossen ist, während die zweite Läuferkammer (lOb) an einen Austritt (44) für verdichtetes Gas angeschlossen ist, dass die erste öffnung (21a) in der genannten Umfangswand (7) in deren gegenüber der ersten Kammer (l0a) gelegenen Hälfte vorgesehen ist, um Gas-und Flüssigkeitsgemisch aus der ersten Kammer (10a) in den die Umfangswand (7) umgebenden Gas- und Flüssigkeitskanal zu leiten, während die zweite Öffnung (21b) gegenüber der zweiten Kammer (1 Ob) in der entsprechenden Hälfte der Umfangswand (7) vorgesehen ist, dass die beiden Öffnungen (21a, 21b) auf beiden Seiten der mit der Umfangswand (7) verbundenen, radial vorragenden, quer verlaufenden Wand (18) angeordnet sind, so dass die beiden öffnungen (21a, 21b) an der Aussenseite der Umfangswand (7) mittels der radial vorragenden, quer verlaufenden Wand voneinander getrennt sind und an der Innenseite der Umfangswand (7) mittels der quer verlaufenden Trennwand (41), die die erste Kammer von der zweiten Kammer (lOa bzw. lOb) trennt, axial voneinander getrennt sind, so dass Gas- und Flüssigkeitsgemisch von der ersten Läuferkammer (lOa) in eine Ansaugkammer (16b) eingesaugt wird, gleichzeitig wie während des Umlaufs des Läufers verdichtetes Gas aus einer Verdichtungskammer (16a) in die zweite Läuferkammer (lOb) gepresst wird.
11. 11. Rotationskompressor nach Anspruch 9, dadurch g ek e n n z e i c h n e t, dass das genannte Wandgebilde (14), die um die Umfangswand (7) des Läufers den genannten Gas- und Flüssigkeitskanal abgrenzt, eine Anordnung aufweist, die ein umlaufendes Ventilabdichtorgan mit Ventilauslassöffnungen (19) bildet, die von dem genannten Gas- und Flüssigkeitskanal führen und an einer ortsfesten, ebenen Ventilfläche (26) münden, die vom Pumpengehäuse getragen und eingerichtet ist, um die Ventilauslassöffnungen (19) während des Umlaufs des Läufers abwechselnd zu öffnen und zu schliessen, so dass die Ventilauslassöffnungen zum Abführen von verdichtetem Gas am Ende jeder Verdichtungsphase geöffnet und danach von der ebenen Ventilfläche (26) geschlossen werden.