DE3344258C2

DE3344258C2 - Rotationskompressor

Info

Publication number: DE3344258C2
Application number: DE3344258A
Authority: DE
Inventors: Yukio Horikoshi; Hiroshi Tochigi Sakamaki; Susumu Sugishita; Kikuji Saitama Yanagihashi
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1982-12-11
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1986-10-16
Also published as: GB2131880A; GB2131880B; FR2537666A1; DE3344258A1; CA1233801A; GB8333064D0; FR2537666B1; JPH0151912B2; JPS59108891A; US4594062A

Abstract

Ein Rotationskompressor ist mit einem Mittelgehäuse, zwei Seitengehäusen und mit einer Drehhülse versehen, die in den Gehäusen zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, welche radial gleitbar in einem Rotor eingepaßt sind, welcher exzentrisch in der Drehhülse angeordnet ist, dabei ist die Drehhülse an gegenüberliegenden Seitenflächen mit einer Vielzahl von Luftführungsausnehmungen versehen. Wenn sich die Drehhülse dreht, führen die Luftführungsausnehmungen Luft, so daß sie von dem Kompressionsarbeitsraum in der Drehhülse zu dem Luftlagerraum zwischen dem Außenumfang der Drehhülse und dem Innenumfang des Mittelgehäuses und von dem Luftlagerraum zu dem Saugarbeitsraum in der Drehhülse strömt, so daß ein Luftfilm in jedem der beiden Seitenräume zwischen den beiden Seitenflächen der Drehhülse und den Innenflächen beider Seitengehäuse ausgebildet ist.

Description

wobei ihre Scheite! in Kontakt mit dem Innenumfang der Drehhülse 30 sind. Die Drehhülse 30 ist innerhalb des Mittelgehäuseteiles 22 angeordnet, um einen Luftlagerraum 40 zu begrenzen, der 0,02 bis 0,15 ;Yim dick ist. Eine Dichtung ist zwischen dem Rückseiten-Gehäuseteil 23 und einer rückwärtigen Abdeckung 24 angeordnet, in welcher eine Auslaßkammer 41 und eine Saugkammer 51 vorgesehen sind.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Schieber 16 radial aus der Aussparung 15 in dem Rotor und weist einen Scheitel auf, der in Kontakt mit dem Innenumfang der Drehhülse 30 ist Die Auslaßkammer 41 ist über ein Auslaßventil 60 mit einem Auslaßdurchgang 42 verbunden, und die Saugkammer 51 ist mit einem Saugdurchgang 52 verbunden. Das Rückseiten-Gehäuseteil 23 ist mit einem Hochdruckloch 44 versehen, das sich von dem Auslaßventil 60 zu einer Hochdruckausnehmung 45 in der Verbindungsfläche zwischen dem Mittelgehäuseteil 22 und dem Rückseiten-Gehäuseteil 23 erstreckt Das Mittelgehäuseteil 22 ist mit einem Hochdruckdurchgang 46 versehen, der sich axial von der Hochdruckausnehmung 45 erstreckt Der Hochdruckdurchgang 46 ist mit einer Vielzahl von Drosseldurchgängen 47 versehen, die zu dem Luftlagerraum 40 zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuseteiles 22 und dem Außenumfang 2s der Drehhülse 30 führen. Somit ist die Auslaßkammer 41 mit dem Luftlagerraum 40 verbundea Vier Bolzen 27 erstrecken sich umfangsmäßig im gleichen Abstand voneinander durch verdickte Abschnitte 28 des Mittelgehäuseteiles 22, die Vorderseiten- und Rückseitengehäuseteile 21,23 und die Abdeckung 24, um diese Teile axial zu einem Körper zu fixieren. Die Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäuseteile 21,23 sind an ihren Innenflächen mit ringförmigen Ausnehmungen 26 versehen, in welchen ölfreie Lagerglieder 25 aus Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid oder dergleichen zwecks sanften Kontaktes mit den entsprechenden Seitenflächen der Drehhülse 30 eingebettet sind.

Nach F i g. 3 sind die Hochdruckdurchgänge 46 an der Hochdruckausnehmung 45 angeordnet, welche einen Kreisbogen mit einem eingeschlossenen Winkel von ungefähr 170° auf der Kompressionsseite des Rotationskompressors bildet. Der Luftlagerraum 40 lagert schwimmend die Drehhülse 30. Vier Schieber 16 begrenzen zusammen mit dem Außenumfang des Rotors 10 und dem Innenumfang der Drehhülse 30 einen Saugarbeitsraum 53 auf der Saugseite und einen Kompressionsraum 43 auf der Kompressionsseite.

Wie in F i g. 4 und 5 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von radialen Luftführungsausnehmungen 39 in den gegenüberiiegenden Seitenflächen 38 der Drehhülse 30 durch elektrolytisches Ätzen oder mittels eines Sandblasverfahrens ausgebildet. Diese Luftführungsausnehmungen 39 sind symmetrisch zu der Mittelachse der Drthhülse 30 und voneinander getrennt, wobei sich jede von dem Innenumfang 37 der Drehhülse 30 in die Nähe ihres Außenumfanges 31 erstreckt.

Die Luftführungsausnehmung kann eine Vielzahl von Formen aufweisen, wie dies in F i g. 6 bis 10 gezeigt ist. Nach Fig.6 weist die Drehhülse 30 Luftführungsausnehmungen 39 auf, die je relativ breit sind und sich radial von dem Innenumfang 37 erstrecken, um sich dann in Umfangsrichtung entgegengesetzt zur Drehrichtung fortzusetzen, wie dies durch einen Pfeil angedeutet ist. Die Drehhülse 30 weist nach F i g. 7 Luftführungsausnehmungen 39 auf, die je relativ breit und zur Drehrichtung geneigt sind und sich vom Innenumfang 37 zum Außenumfang 31 erstrecken; die Drehrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. Die Drehhülse 30 nach F i g. 8 weist eine Vielzahl von dünnen radialen Luftführungsausnehmungen 39 auf, die sich von dem Innenumfang 37 zu dem Außenumfang 31 erstrecken. Wie in Fig.9 bis 10 gezeigt ist, erstrecken sich die dünnen radialen oder schrägen Luftführungsausnehmungen 39 von der Nähe des Innenumfanges 37 zu dem Außenumfang 31 der Drehhülse 30.

Im Betrieb wird die Rotation der Maschine auf den Rotor 10 über die Scheibe 14 übertragen. Der Rotor 10 dreht sich anfänglich langsam, wobei verdichtete Luft in dem Kompressionsraum 43 durch die beiden Räume zwischen der Drehhülse 30 und den Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäuseteilen 21, 23 in den Luftlagerraum 40 strömt Andererseits tritt Luft in den Saugraum 53 längs den Luftführungsausnehmungen 39 aus dem Luftlagerraum 40 ein. Die zwischen dem Luftlagerraum 40 und den Kompressions- und Saugräumen 43, 53 strömende Luft bildet einen Film zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen 38 und den entsprechenden ölfreien Lagergliedern 25, die in den Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäuseteilen 21,23 eingebettet sind, um so einen Luftdrucklagereffekt zu schaffen, welcher gestattet, daß sich die Drehhülse 30 ohne Berührung mit diesen Gehäuseteilen 21,23 dreht. Die Luft wird auch zentrifugal aus der Innenseite der Drehhülse 30 zu dem Luftlagerraum 40 längs den Luftführungsausnehmungen 39 während der Hochgeschwindigkeitslaufzeit gedrückt so daß dieser Effekt weiter unterstützt wird. Die relativ breiten Luftführungsausnehmungen 39 sind für Hochgeschwindigkeitskompressoren geeignet weil sie die Wirkung haben, einen relativ großen Luftstrom aus der Drehhülse 30 zu dem Luftlagerraum 40 zu schaffen, wenn sich der Rotor mit hoher Geschwindigkeit dreht.

Die Drehhülse 30 und die Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäuseteile 21, 23 berühren sich also nicht, während sich der Rotor 10 dreht, so daß kein Abrieb aufgrund von Reibgleitung zwischen der Seitenfläche der Drehhülse 30 und der Innenfläche der Seitengehäusetei-Ie 21,23 auftritt. Die ringförmigen ölfreien Lagerglieder 25 tragen ebenfalls dazu bei, einen Abrieb der Seitenflächen 38 der Drehhülse 30 zu verhindern. Die Drehhülse 30 ist in Kontakt mit einem der beiden Seitengehäuseteile 21,23, wenn sie anhält, so daß es unvermeidbar ist, daß sie sich während der Anlaufphase in Kontakt mit dem Seitengehäuseteil dreht Jedoch ist die Drehhülse 30 gegen einen Abrieb durch die ölfreien Lagerglieder 25 geschützt. Wenn sich einmal der Rotor 10 dreht, bringen die Luftführungsausnehmungen 39 bald den Luftdrucklagereffekt, um die Seitenflächen 38 der Drehhülse 30 als auch die ölfreien Luftlagerglieder 25 vor Abrieb zu schützen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 mer durch eine Gehäusebohrung eintritt Patentansprüche: In der japanischen Patentanmeldung 58-65 988 ist ein Rotationskompressor mit einer Drehhülse beschrieben,

1. Rotationskompressor mit Vorderseiten-, Mittel- die zwischen einem Mittelgehäuse und einem Rotor an- und Rückseiten-Gchäuseteilen, mit einer Drehhülse, 5 geordnet und schwimmend von komprimierbarem Fluid welche in dem Mittel-Gehäuseteil drehbeweglich getragen ist Der Rotationskompressor ist besonders untergebracht ist, mit einem in der Drehhülse ent- geeignet als Lader für einen Kfz-Motor, welcher über haltenen exzentrischen Rotor, der eine Vielzahl von einen weiten Bereich von Geschwindigkeiten arbeiten in ihm radial beweglich eingesetzten Schiebern auf- muß. Die Drehhülse dreht sich zusammen mit Schieweist, mit einer Auslaßkammer, die zumindest in ei- to bern, um Reibungshitze als auch Abrieb an den Scheinem der Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäusetei- teln eines jeden Flügels zu beseitigen. Jedoch besteht Ie vorgesehen ist, und mit einem Zwischenraum zwi- die Möglichkeit eines Abriebes, wenn die Drehhülse mit sehen Mittel-Gehäuseteil und Drehhülse, d a - einer ihrer gegenüberliegenden Seitenflächen in Reibdurch gekennzeichnet, daß der Zwischen- kontakt mit der Innenfläche der Seitengehäuse steht raum als dünner, ungeteilter zylinderförmiger Luft- 15 Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht lagerraum (40) ausgebildet ist und daß eine Vielzahl darin, bei einem Rotationskompressor der eingangs umvon voneinander getrennten Luftführungsausneh- rissenen Art die Reibung zwischen den gegenüberliemunjen (39) in den gegenüberliegenden Seitenflä- genden Seitenflächen der Drehhülse und den entsprechen (38) der Drehhülse (30) angeordnet ist, um ei- chenden Flächen des Gehäuses zu vermindern.

nen Luft-Drucklager-Effekt an gegenüberliegenden 20 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

Seitenflächen der Drehhülse (30) zu erzeugen. daß der Zwischenraum als dünner, ungeteilter zylinder-

2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch förmiger Luftlagerraum ausgebildet ist und daß eine gekennzeichnet, daß die vorderen und rückwärtigen Vielzahl von voneinander getrennten Luftführungsaus-Seitengehäuse (21,23) Innenflächen aufweisen, wel- nehmungen in den gegenüberliegenden Seitenflächen ehe mit ölfreien Lagergliedern (25) zwecks Gleitein- 25 der Drehhülse angeordnet ist, um einen Luft-Drucklagriffes mit der Seitenfläche der Drehhülse (30) verse- ger-Effekt an gegenüberliegenden Seitenflächen der hen sind. Drehhülse zu erzeugen.

3. Rotationskompressor nach Anspruch 2, dadurch Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des erfin- ^: gekennzeichnet, daß das ölfreie Lagerglied (25) ein dungsgemäßen Rotationskompressors ergeben sich aus Kohlenstofflagerist 30 den Unteransprüchen.

4. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch Der Hauptvorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbilgekennzeichnet, daß die Luftführungsausnehmun- dung eines Rotationskompressors besteht im wesentligen (39) sich radial oder geneigt von dem Innenum- chen darin, daß die gegenüberliegenden Seitenflächen fang (37) der Drehhülse (30) zu dem Außenumfang der Drehhülse und die Innenflächen beider Seitengeoder in die Nähe des Außenumfanges (31) der Dreh- 35 häuseteile frei von Abrieb sind.

hülse erstrecken (F i g. 4,7). Die Luftführungsausnehmungen sind voneinander

5. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch getrennt, um Luft in einem Raum zwischen der Drehhülgekennzeichnet, daß sich die Luftführungsausneh- se und jedem der Vorderseiten-und Rückseiten-Gehäumungen (39) radial oder schräg von der Nähe des seteile zu führen und dazwischen einen Luftfilm zu bil-Innenumfanges (37) der Drehhülse (30) zu dem Au- 40 den, wenn sich die Drehhülse dreht. Die ölfreien Lagerßenumfang (31) der Drehhülse erstrecken (Fig.9, glieder sind in den Innenflächen der beiden Seitenge-10). häuseteile eingebettet, um eine direkte Berührung dieser Teile während der Anlaufphase zu verhindern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbei-

45 spielen anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

Die Erfindung betrifft einen Rotationskompressor F i g. 1 perspektivisch einen Rotationskompressor,

mit Vorderseiten-, Mittel- und Rückseiten-Gehäusetei- wobei ein Teil weggebrochen ist, um seinen Innenbe-

len, mit einer Drehhülse, welche in dem Mittel-Gehäuse- reich freizulegen,

teil drehbeweglich untergebracht ist, mit einem in der 50 F i g. 2 einen Axialschnitt des Rotationskompressors

Drehhülse enthaltenen exzentrischen Rotor, der eine nachFig. 1,

Vielzahl von in ihm radial beweglich eingesetzten Schie- Fig.3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in

bern aufweist, mit einer Auslaßkammer, die zumindest F i g. 2,

in einem der Vorderseiten- und Rückseiten-Gehäusetei- F i g. 4 und 5 eine perspektivische bzw. geschnittene

len vorgesehen ist, und mit einem Zwischenraum zwi- 55 Ansicht der Drehhülse nach F i g. 1,

sehen Mittel-Gehäuseteil und Drehhülse. F i g. 6 und 7 weitere Ausführungsformen in perspek-

Aus der DE-AS 10 00 559 ist ein solcher Rotations- tivischer Darstellung, ähnlich F i g. 4, und

kompressor bekannt, bei welchem voneinander durch Fig.8 bis 10 Seitenansichten verschiedener Ausfüh-

Hilfsschieber getrennte Zwischenräume am Außenum- rungsformen.

fang der Drehhülse vorgesehen sind. Dabei werden die- 60 Der Rotationskompressor umfaßt nach F i g. 1 einen

se als Emiasiungskammern wirkenden Zwischenräume Rotor 1ü mit einer Drehweiie IZ, die in Kugellagern 18,

direkt über sogenannte Anzapfbohrungen mit dem in 19 in den entsprechenden vorderen und rückwärtigen

dem Arbeitsraum herrschenden Druck gespeist. Die Seitengehäusen 21, 23 gelagert und mit dem vorderen

Hilfsschieber sind mit dem Mittelgehäuseteil reibend in Ende unter Zwischenschaltung einer elektromagneti-

Kontakt, um die Entlastungskammer in eine Vielzahl 65 sehen Kupplung an einer Scheibe 14 befestigt ist, die

von Räumen zu unterteilen. Die Drehhülse ist im we- von einer nicht-gezeigten Maschine gedreht wird. Eine

sentlichen von den Hilfsschiebern und teilweise mittels Vielzahl von Schiebern 16 ist radial gleitbar in entspre-

eines Luftlagers getragen, das in die Entlastungskam- chende Aussparungen 15 in dem Rotor 10 eingesetzt,