DE3031801B1

DE3031801B1 - Schraubenverdichter

Info

Publication number: DE3031801B1
Application number: DE19803031801
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 3251 Aerzen Beckmann
Original assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Aerzener Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1980-08-22
Filing date: 1980-08-22
Publication date: 1981-03-26
Also published as: SE8104116L; DE3031801C2; GB2082680B; GB2082680A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter, mit einem links- und einem rechtsgeschrägten Hauptläufer, die stirnseitig aneinanderschließend auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und mit ebenfalls auf einer Welle angeordneten, stirnseitig aneinanderschließenden, entsprechenden links- und rechtsgeschrägten Nebenläufern kämmen.

Schraubenverdichter dieser Art, allgemein als zweiflutige Schraubenkompressoren oder Verdichter mit pfeilverzahnter Doppelschraube bezeichnet, werden in den verschiedensten Anwendungsgebieten seit langem mit Erfolg eingesetzt. Die links- und rechtsgeschrägten Haupt- und Nebenläufer sind dabei auf einer Welle stirnseitig vollkommen kongruent zusammengefügt und besitzen ein symmetrisches Profil.

Zwar hat das symmetrische Profil gegenüber im Verdichterbau heute allgemein gebräuchlichen asymmetrischen Profilformen Nachteile in bezug auf den Wirkungsgrad. Wegen der Ausbildung der sogenannten eingeschlossenen Taschen (trapped-pockets) wurden jedoch asymmetrische Profile bisher nur bei einflutigen Ausführungen eingesetzt, da bei derartigen Verdichtern die Möglichkeit besteht, die insbesondere bei Verdichtern mit Flüssigkeitseinspritzung unbedingt notwendige Entlüftung der eingeschlossenen Taschen im Bereich der druckseitigen Läuferstirnseite durchzuführen (vgl. beispielsweise DE-OS 28 11 570).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schraubenverdichter der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß ein asymmetrisches Profil für die Haupt- und Nebenläufer eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Hauptläufer und die Nebenläufer im Bereich der stirnseitigen Anschlußebene jeweils um einen Winkel gegeneinander versetzt auf der Welle angeordnet sind und eine asymmetrische Profilform aufweisen.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird auf technisch einfache Weise ohne Anordnung komplizierter und aufwendiger Entlüftungskanäle eine einwandfreie Drainage der sich druckseitig jeweils zwischen den

ίο miteinander kämmenden Zähnen ausbildenden eingeschlossenen Taschen bewirkt. Durch die gegeneinander versetzte Anordnung der Haupt- und der Nebenläufer im Bereich ihrer stirnseitigen Anschlußebene wird nämlich erreicht, daß sich die eingeschlossenen Taschen der einen Seite jeweils in den noch offenen Gang der anderen Seite entleeren können. Gefährlich hohe Drücke oder Flüssigkeitsschläge (bei mit Flüssigkeitseinspritzung arbeitenden Verdichtern) können somit nicht auftreten. Auf derartige Effekte zurückzuführende Maschinenschäden sind somit ausgeschlossen.

Die Erfindung beruht letztendlich auf der Erkenntnis, daß durch eine nicht kongruente Anordnung der Haupt- und Nebenläufer im Bereich der stirnseitigen Anschlußebene die sich ausbildende eingeschlossene Tasche des einen Läuferpaares jeweils in den noch offenen Gang des nachlaufenden gegenüberliegenden Läuferpaares entlüftet werden kann, ohne daß es hierzu der Anordnung kompliziert geformter und in der Herstellung aufwendiger Entlüftungskanäle bedarf.

Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ein weiteres Glätten des bei Verdichtern

• der gattungsgemäßen Art ohnehin relativ stetigen Förderstromes erreicht. Dies wirkt sich u. a. auch geräuschmindernd aus.

Der Winkel des Versatzes der Haupt- und der Nebenläufer kann Werte bis zu einer halben Gangteilung aufweisen. Die Wahl des Winkels ist jeweils abhängig von der Art des verwendeten asymmetrischen Profils. Ein Winkel in der Größenordnung einer halben Gangteilung ist jedoch in jedem Falle in bezug auf den Entlastungseffekt optimal.

Eine dem Winkelversatz entsprechende Anpassung der Ein- und Auslaßkontur bereitet technisch keine Schwierigkeiten.

Die Länge und der Verwindungswinkel bzw. Steigungswinkel jedes Rotorpaares kann vollkommen gleich sein. Damit wird eine völlige Symmetrie des Aufbaues erreicht. Um die Lage der Rotoren in einem solchen Falle eindeutig festzulegen, ist es notwendig, eine axiale Vorspannung, beispielsweise in Form einer Federanordnung vorzusehen, um oszillierende Axialkräfte beim Betrieb zu vermeiden.

Eine sowohl in konstruktions- als auch betriebstechnischer Hinsicht günstige eindeutige axiale Fixierung der Läufer wird jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dann erreicht, wenn die Länge des Rotorpaares auf der einen Seite der Anschlußebene kleiner oder größer ist als die Länge des anderen gegenüberliegenden Rotorpaares.

Dieser Effekt kann bei gleicher Rotorpaarlänge erfindungsgemäß auch durch eine unterschiedliche Ausbildung der Verwindungs- bzw. Steigungswinkel jedes Rotorpaares erreicht werden.

Im Bedarfsfalle kann es aus den oben angegebenen Gründen auch zweckmäßig sein, die Verwindungs- bzw. Steigungswinkel jedes Rotorpaares bei ungleicher Rotorpaarlänge unterschiedlich auszubilden.
Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum

ORIGINAL INSPECTED

besseren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch die versetzt aneinanderschließenden Stirnseiten der Haupt- und Nebenläufer eines Schraubenverdichters der gattungsgemäßen Art in einem Stirnschnitt und

F i g. 2 zeigt schematisch die Haupt- und Nebenläufer eines derartigen Verdichters in einer Draufsicht.

Wie aus den Figuren hervorgeht, ist der Hauptläufer to Hi einer pfeilverzahnten Doppelschraube gegenüber dem Hauptläufer Hl um einen Winkel V versetzt auf der Welle W angeordnet. Entsprechend zu den Hauptläufern sind auch die mit diesen kämmenden Nebenläufer N\ und N 2 um einen gewissen Winkel zueinander versetzt auf der Welle ^angeordnet.

Bildet sich nun im Bereich der stirnseitigen Anschlußebene E— £ (F ig. 2) eine sogenannte eingeschlossene Tasche T(vgl. Fig. 1) aus, so kann sich diese Tasche — wie aus F i g. 1 erkennbar ist — in den noch offenen Gang der gegenüberliegenden Verdichterseite über die Bereiche D1 und D 2 entleeren.

Drehen sich die Läufer aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung in Richtung der Pfeile weiter, so dringt der Kopf K des Hauptläufers H1 weiter in die zugeordnete Nut des Nebenläufers Nl ein, so daß sich das Volumen der eingeschlossenen Tasche T weiter (theoretisch bis auf Null) verkleinert. Während zu Beginn der Bildung der eingeschlossenen Tasche T eine Entlüftung über beide Bereiche D1 und D 2 erfolgt, wird bei fortschreitender Drehung der Bereich D 2 Limer kleiner, bis er schließlich den Wert Null erreicht hat. Von diesem Zeitpunkt an ist nur noch der sich im Verlaufe der Drehung ständig verändernde Bereich D1 wirksam, der ebenfalls im Verlaufe der Weiterdrehung den Wert Null erreicht und unwirksam wird, sobald das Volumen der eingeschlossenen Tasche den Wert Null erreicht hat. Ein Druckanstieg in der eingeschlossenen Tasche T kann aufgrund dieser Ausgestaltung nicht auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schraubenverdichter, mit einem links- und einem.rechtsgeschrägten Hauptläufer, die stirnseitig aneinanderschließend auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind und mit ebenfalls auf einer Welle angeordneten, stirnseitig aneinanderschließenden, entsprechenden links- und rechtsgeschrägten Nebenläufern kämmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptläufer (Hl und H 2) und die iNebenläufer (Nl und N2) im Bereich der stirnseitigen Anschlußebene (E-E) jeweils um einen Winkel (V) gegeneinander versetzt auf der Welle (W) angeordnet sind und eine asymmetrische Profilform aufweisen.

2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (V) des Versatzes Werte bis zu einer halben Gangteilung aufweist.

3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L 1) des Rotorpaares auf der einen Seite der Anschlußebene (E-E) kleiner oder größer ist als die Länge (L 2) des anderen, gegenüberliegenden Rotorpaares.

4. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwindungswinkel bzw. Steigungswinkel jedes Rotorpaares bei gleicher Länge (Li Φ L 2) unterschiedlich sind.

5. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwindungswinkel bzw. Steigungswinkel jedes Rotorpaares bei ungleicher Länge (L 1 φ L 2) unterschiedlich sind.