DE3123631A1

DE3123631A1 - Verdichteraggregat

Info

Publication number: DE3123631A1
Application number: DE19813123631
Authority: DE
Inventors: Siegfried Schoenwald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-15
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1982-12-30
Also published as: US4436490A; EP0069859B1; IE52864B1; JPS57212384A; IE821412L; DK151147B; EP0069859A2; ATE16518T1; DE3267390D1; DK151147C; EP0069859A3; JPS636755B2; DK265182A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT -3» Unser Zeichen Berlin und München VPA 8ί P 3 ß §<

S Verdichteraggregat

Die Erfindung betrifft ein Verdichteraggregat, bei dem ein Radialkolbenverdichter und ein als Außenläufermotor ausgebildeter Antriebsmotor auf einer gemeinsamen„ feststehenden Achse angeordnet sind, und bei dem ferner in die zwischen den gegeneinander bewegbaren Teilen des Radialkolbenverdichters bestehenden Spalte öl eingebracht ist.

Ein solches Verdichteraggregat ist durch die DE-PS 27 10 bekannt. Bei diesem VerdichteraggregEt ist in der durch den am Boden des Aggregatgehäuses vorhandenen ölvorrat hindurchgeführten Ansaugleitung ein Schlitz vorgesehen), über den öl in die Ansaugleitung hineingelangt. Beim Ansaugen des zu verdichtenden Mediums wird das öl mitgerissen und gelangt in die Kolbenräume, Dort verteilt es sich sowohl in die zwischen den Kolben und den Wänden der Kolbenräume bestehenden Spalte als auch in den zwischen dem Zylinderblock und äet feststehenden Achse bestehenden Spalt. Es hat sich gegeigt, daß bei einem solch ungesteuerten Einbringen des Öles insbesondere in den zwischen der feststehenden Achse und dem Zylinderblock bestehenden Spalt nicht immer den betrieblichen Anforderungen entsprechend genug öl in den betreffenden Spalt gelangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verdichteraggregat der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß auf konstruktiv einfache Weise das öl in ausreichenden Maße in die zwischen den gegeneinander beweglichen Teile des Verdichters bestehenden Spalte eingebracht lord.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß auf dem dem Verdichter abgewandten Ende

Ml 2 Ca / 25.05.1-981

8f P 3 O 9 e IE

der feststehenden Achse eine Pumpe angeordnet ist, deren rotierender Teil mit dem Außenläufer gekuppelt und deren Ausgang mit einem zum Verdichter führenden Bohrungskanal in der feststehenden Achse verbunden ist. Durch eine solche, konstruktiv mit dem Verdichteraggregat eine Einheit bildende Pumpe wird das öl in ausreichendem Maße zu dem Verdichter gefördert.

Eine besonders platzsparende Konstruktion ergibt sich dadurch, daß die Pumpe eine Reibungspumpe ist, deren Laufrad aus einem mit dem Außenläufer verbundenen Hohlzylinder besteht, der in einem ringförmigen, mindestens eine als Unterbrecher wirkende Verengung aufweisenden Raum eines auf dem Ende der feststehenden Achse angeordneten Gehäuseteils rotiert. In vorteilhafter Weise ist der Hohlzylinder an der Lagerkappe des Außenläufers angeformt. Hierdurch wird der Montageaufwand reduziert.

Platz- und aufwandsparend wirkt sich auch aus, daß als Ausgang der Pumpe mindestens eine Durchtrittsöffnung in der der feststehenden Achse benachbarten Wand des Pumpengehäuses vorgesehen ist, die sich mit einer zum Bohrungskanal führenden Bohrung in der feststehenden Achse deckt. Auf diese Weise werden gesonderte Leitungsteile zwischen dem Ausgang der Pumpe und dem Bohrungskanal in der feststehenden Achse vermieden. Eine konstruktive Zusammenfassung von Aggregat- und Pumpenteilen gelingt dadurch, daß die feststehende Achse selbst die innere Wand des Pumpengehäuses bildet.

Dadurch, daß in der Wand des Hohlzylinders mehrere durchgehende Löcher vorgesehen sind, können sich Druck- und Volumenströme des inneren und des äußeren Spaltes ausgleichen,

Fertigungstechnische Vorteile ergeben sich dadurch, daß die den ringförmigen Raum begrenzenden Wände des Gehäuseteiles zylindrisch ausgebildet und vor jedem Ausgang gesonderte

~ y- ^ VPA »ι r3 υ Si IE

Unterbrecherteile eingesetzt und an den Wänden des Gehäuseteiles befestigt sind.

Um den Verluststrom über den zwischen dem rotierenden Zylinder und den feststehenden Gehäuseteilen bestehenden Axialspalt klein zu halten, wird vorgeschlagen, daß in den Axialspalt zwischen der Stirnseite des Hohlzylinders und dem Gehäuseteil ringförmige Scheiben eingelegt sind, deren Gesamtspaltweite gleich der durch Toleranzen bedingten Mindestweite des Axialspaltes ist. Da der laminare Strömungswiderstand mehrerer paralleler Spaltquerschnitte größer ist als der eines einzelnen Spaltes gleicher Gesamtspaltweite, wird der Verluststrom stark reduziert. Hier hat es sich außerdem als zweckmäßig erwiesen, daß die Scheiben in geringem Maße gewellt ausgebildet sind« Die Scheiben bilden in diesem Falle ein Federpaket, dessen einzelne Scheibenabstände im Mittel etwa gleich sind.,

Um eine Berührung des von dem im Verdichtergehäuse rotierenden Gas nach innen gedrängten Öles mit dem Außenläufer zu vermeiden, wird ferner vorgeschlagen^ daß über dem ölspiegel am Gehäuseteil der Pumpe eine Abdeckplatte angeordnet ist, deren Durchmesser gleich oder größer als der Durchmesser des Außenläufers ist.
25

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Verdichteraggregat im Teilschnitt_s bei dem auf

dem dem Verdichter gegenüberliegenden Ende der feststehenden Achse eine Pumpe angeordnet ist, Fig. 2 eine Pumpe im Schnitt entlang der Linie II-II in

Fig. 1.
35

In einem Verdichtergehäuse 1 sind ein Radialkolbenverdichter 2 und ein Außenläufermotor 3 gemeinsam auf einer fest-

312363

VPA 81 P 3 O 9 S II

stehenden Achse 4 angeordnet. In der feststehenden Achse 4 ist ein sich von deren dem Radialkolbenverdichter 2 gegenüberliegenden Finde '> bis zu dem Radialko Ibenverdichter 2 erstreckender Bohrimgskanal 5 vorgesehen. An der Lagerkappe S 7 des Außenläufermotors 3 ist ein Hohlrylinder 8 angeformt, der den Läufer einer Reibungspumpe bildet. Der Hohlzylinder 8 ragt in einen ringförmigen Raum 9, der zwischen einem inneren und einem äußeren Gehäuseteil 10 bzw. 11 eines Pumpengehäuses 12 gebildet ist. Der innere Gehäuseteil 10 besteht aus einer an einer Gehäuseabschlußplatte 13 angeformten Ringwand, die über das Ende 6 der feststehenden Achse 4 geschoben ist. Die Gehäuseabschlußplatte 13 ist mittels Schrauben 14 mit dem äußeren Gehäuseteil 11 verbunden. Ober dem ölspiegel 15 ist an dem äußeren Gehäuseteil 11 eine Abdeckplatte 16 befestigt, deren Durchmesser mindestens gleich dem Durchmesser des Außenläufers des Außenläufermotors 3 ist.

Die das innere Gehäuseteil 10 bildende Ringwand weist eine sich mit einer in den Bohrungskanal 5 mundenden Bohrung 18 deckende Durchtrittsöffnung 17 auf. Diese Durchtrittsöffnung 17 bildet den Ausgang der Pumpe.

In den zwischen der Stirnseite 19 des Hohlzylinders 8 und der Gehäuseabschlußplatte 13 bestehenden Axialspalt sind ringförmige Scheiben 20 eingefügt. Durch diese ringförmigen Scheiben 20 wird die Gesamtweite des Axialspaltes in mehrere parallele Spalte kleinerer Weite unterteilt. Die kleineren Spalte setzen der Strömung einen höheren Widerstand entgegen, so daß der Verluststrom über den Axialspalt stark reduziert wird.

Die Darstellung nach Fig. 2 läßt erkennen, daß zwischen dem. Hohlzylinder 8 sowie den beiden Gehäuseteilen 10 und 11 ein innerer Spalt 'JA und ein äußerer Spalt 22 besteht. Ober einen im Pumpengehäuse 12 ausgebildeten radialen Kanal 23

- tf-~ VPA if FS O SI-OE

strömt das öl in einen sich zu beiden Seiten des Hohlzylinders 8 erstreckenden axialen Kanal 24. Von hier wird das öl durch den rotierenden Hohl zylinder 8 in dir beiden Spalte 21 und 2.1 mitgeschleppt. Am Ende der Förderstrecke ist zu beiden Seiten >les Hohl zyl inders 8 jeweils ein Unterbrecher 25 angeordnet, durch den die beiden Spalte 21 und 22 verengt werden. Das von dem Hohlzylinder 8 mitgerührte öl wird infolge dieser Spaltverengung aufgestaut und durch die Durchtrittsöffnung 17 und die Bohrung 18 in den Bohrungskanal 5 gedrückt. Von dort gelangt es zu dem Radialkolbenverdichter 2» In der durch einen Pfeil 26 angedeuteten Drehrichtung des Hohlzylinders 8 gesehen^ sind vor den Unterbrechern 25 sich axial erstreckende Austrittskanäle 27 in dem inneren und dem äußeren Gehäuseteil 10 und 11 vorgesehen, die mit der Austrittsöffnung 17 in Verbindung stehen. Der Hohlzylinder 8 weist ferner durchgehende Löcher 28 auf, über die sich der Druck und die Volumenströme zwischen dem inneren und äußeren Spalt 21 und 22 ausgleichen können.

Der innere und äußere Gehäuseteil 10 und 11 ist auf seiner, dem Hohlzylinder 8 zugeordneten Seite zylindrisch ausgebildet, so daß sich diese Gehäuseteile entsprechend einfach fertigen lassen. Die Unterbrecher 25 bilden gesonderte Bauteile, die in entsprechenden Ausnehmungen 29 an den beiden Gehäuseteilen IO und 11 eingesetzt sind. Die Unterbrecher können in diese Ausnehmungen 29 lose eingelegt werden. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, die Unterbrecher auf andere Art und Weise an den Gehäuseteilen 10 und 11 zu befestigen. Zwischen den Unterbrechern 25 und dem Hohlzylinder 8 bildet sich ein Schmierfilm, der einen geringen Abstand garantiert, so daß im Betrieb kein Gleitverschleiß auftritt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind am Umfang der Gehäuseteile 10 und 11 zwei Unterbrecher 25 angeordnet. Es besteht auch die Möglichkeit, nur einen Unterbrecher oder auch mehr

- y~-°~ VPA 81 P 3 O 9 S DI

als zwei Unterbrecher vorzusehen. Der Anzahl der Unterbrecher entspricht auch die Anzahl der radialen Einlaßkanäle 23 und der Durchtrittsöffnungen 17.

Durch den Außenläufer des Außenläufermotors 3 wird das Gas in dem Verdichtergehäuse 1 in Rotation versetzt. Durch diese Rotation entsteht ein zentrifugales Druckfeld, das das öl am Boden des Verdichtergehäuses 1 nach innen drängt. Um zu vermeiden, daß es von dem rotierenden Außenläufer erfaßt und in heftige Bewegung versetzt wird, wodurch das öl mit Gasblasen versetzt würde, ist an dem Pumpengehäuse 12 eine Abdeckplatte 16 vorgesehen, welche das ö] von dem rotierenden Außenläufer abweist.

10 Patentansprüche
2 Figuren

'Leerseite

Claims

^p P * » ι - 1 « a a a _ - ~

- **"- VPA 8! P3 Oil II

Patentansprüche

Verdichteraggregat, bei dem ein Radialkolbenverdichter und ein als Außenläufermotor ausgebildeter Antriebsmotor auf einer gemeinsamen feststehenden Achse angeordnet sind und bei dem ferner in die zwischen den gegeneinander bewegbaren Teilen des Radialkolbenverdichters bestehenden Spalte öl eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem dem Verdichter (2) abgewandten Ende (6) der feststehenden Achse (4) eine Pumpe angeordnet ist,, deren f~~* rotierender Teil (8) mit dem Außenläufer gekuppelt und deren Ausgang (17) mit ©inem zum Verdichter (2) führendes Bohrungs* kanal (5) in der feststehenden Achse (4) verbunden ist.

2 ο Verdichteraggregat nach Anspruch 1„ dadurch ge = kennzeichnet , daß die Pumpe ©ine Reibungspumpe ist j deren Laufrad aus einem mit dem Außenläufer verbundenen Hohlzylinder (8) besteht, der in einem ringförmigen, mindestens eine als Unterbrecher wirkende Verengung aufweisenden Raum (9) eines auf dem Ende (6) der feststehenden Achse (4) angeordneten Pumpengehäuses (12) rotiert-

So Verdichteraggregat nach Anspruch 2₀ dadureh gekennzeichnet , daß der Hohlzylinder"(8) an der Lagerkappe (7) des Außenläufers angeformt ist.

4p Verdichteraggregat nach Anspruch 2 oder 3_P dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgang der Pumpe mindestens eine Durchtrittsöffnung (17) in der der fest·= stehenden Achse (4) benachbarten Wand des Pumpengehluses (12) vorgesehen ist, die sich mit einer zum Bohrungslcanal (5) führenden Bohrung (18) in der feststehenden Achse (4) deckt.

VPA 8IP3O9S0I

5. Verdichteraggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die feststehende Achse (43 selbst die innere Wand des Pumpengehäuses (12) bildet.

S 6. Verdichteraggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Hohlzylinders (8) mehrere durchgehende Löcher (28) vorgesehen sind.

7. Verdichteraggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den ringförmigen Raum (9) begrenzenden Gehäuseteile (10 und 11) des Pumpengehäuses (12) zylindrisch ausgebildet und vor jedem Ausgang (17) gesonderte Unterbrecherteile (25) eingesetzt und an den Gehäuseteilen (10 und 11) des Pumpengehäuses (12) befestigt sind.

8. Verdichteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche₄ dadurch gekennzeichnet, daß in den Axialspalt zwischen der Stirnseite (19) des Hohlzylinders (8) und dem Pumpengehäuse ringförmige Scheiben (20) eingelegt sind, deren Gesamtspaltweite gleich der durch Toleranzen bedingten Mindestweite des Axialspaltes ist.

9. Verdichteraggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (20) in geringem Maße gewellt ausgebildet sind.

10. Verdichteraggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß über dem ölspiegel (15) am Pumpengehäuse (12) eine Abdeckplatte (16) angeordnet ist, deren Durchmesser gleich oder größer als der Durchmesser des Außenläufers ist.