DE3344271A1

DE3344271A1 - Rotationskompressorgehaeuse

Info

Publication number: DE3344271A1
Application number: DE19833344271
Authority: DE
Inventors: Yukio Saitama Horikoshi; Hiroshi Tochigi Sakamaki; Susumu Sugishita
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1984-06-14
Also published as: FR2537667A1; GB2131881B; GB2131881A; GB8333235D0; JPS59108894A; FR2537667B1; DE3344271C2; CA1227468A; US4548558A; JPH0154559B2

Description

NIPPON PISTON RING CO., LTD. 7. 12. 1983

2-6, Kudankita 4-chome Bd/IV/he

Chiyoda-ku, Tokyo/Japan K 5100

Beschreibung

Rotationskompressorgehäuse

Die Erfindung betrifft ein Rotationskompressorgehäuse für die Verwendung bei einem Kompressor mit bewegbaren Flügeln, der als Lader bei einer Verbrennungskraftmaschine ve rwendbar ist.

Es ist unvermeidbar, daß das Kompressorgehäuse erwärmt wird und sich thermisch durch adiabatische Verdichtung von Luft ausdehnt, wenn der Kompressor läuft. Im allgemeinen ist das Mittelgehäuse axial an den gegenüberliegenden Seitengehäusen o.dgl. mit vier oder mehreren BoI-zen befestigt, die umfangsmäßig in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet sind, um sich durch die Mittel- und Seitengehäuse zu erstrecken und sie als einen Körper zu fixieren. Die Bolzen verhindern, daß sich die verbolzten Abschnitte des Mittelgehäuses radial thermisch ausdehnen, gestatten indessen eine Radialexpansion der vier Zwischenabschnitte zwischen benachbarten gebolzten Abschnitten, so daß der Innenumfang des Mittelgehäuses sich in der Form ähnlich eines Rechteckes thermisch ausdehnt. Demzufolge besteht die Möglichkeit, daß der Innenumfang des Mittelgehäuses thermisch verformt wird und die Arbeitsfähigkeit des Kompressors beeinträchtigt.

-χ ι In der japanischen Patentanmeldung 58-65988 ist ein Rotationskompressor beschrieben, der eine Drehhülse aufweist, welche zwischen einem Mittelgehäuse und einem Rotor angeordnet und schwimmend durch verdichtetes Fluid gelagert ist. Der Kompressor ist insbesondere als Lader für die Verwendung bei einem Kfz-Motor verwendbar, welcher über einen großen Geschwindigkeitsbereich arbeiten muß. Die Drehhülse dreht sich zusammen mit den Flügeln, um Reibungssitze und Abrieb an den Scheiteln eines jeden Flügels zu beseitigen. Jedoch kann, wenn der Innenumfang des Mittelgehäuses thermisch verformt wird, ein Problem entstehen, das die Lagerfähigkeit des Luftlagerraumes, welcher zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse begrenzt ist, auf das Maß herabgesetzt wird, das die Drehhülse den Innenumfang des Mittelgehäuses abnutzt.

Hauptgegenstand der Erfindung ist ein Rotationskompressorgehäuse, dessen Innenumfang immer rund bleibt, unabhängig von einem Temperaturanstieg in dem Kompressor aufgrund einer unvermeidbaren adiabatischen Verdichtung.

Zu diesem Zweck umfaßt das Kompressorgehäuse gemäß Erfindung ein Mittelgehäuse mit einem Außenumfang, das einstückig mit einem Verstärkungsgitterwerk ausgebildet ist. Das Gitter kann rechteckig, wabenförmig oder rautenförmig sein. Das Verstärkungsgitterwerk dezentralisiert Wärmespannung in den Mittelabschnitten zwischen benachbarten gebolzten Abschnitten und verhindert, daß der Innenumfang des Mittelgehäuses nicht rund wird. Das Verstärkungsgitterwerk strahlt Hitze wirksam von dem Mittelgehäuse zu der Umgebung ab. Insbesondere ist das wabenförmige oder rautenförmige Gitterwerk wirksamer, um das Mittelgehäuse aufgrund eines nicht gleichmäßigen Luftstromes um den Außenumfang des Mittelumfanges zu kühlen.

Der Hauptvorgang dieser erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, daß die Leistung des Kompressors nicht durch einen Temperaturanstieg aufgrund unvermeidbarer adiabatischer Luftverdichtung herabgesetzt wird und daß keine Schwierigkeiten hinsichtlich Abnutzung und Festfressen in dem Kompressor vorhanden sind, bei welchem eine Drehhülse in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt des erfindungsgemäs-

sen Kompressors,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie

H-II in Fig. 1 ,
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Fig. 3 und 4 perspektivisch und im Schnitt das Mittelgehäuse nach Fig. 1 und 2,

Fig. 5 und 6 perspektivische Ansichten weiterer Aus-²^ führungsformen ähnlich Fig. 3.

Der Kompressor umfaßt nach Fig. 1 einen Rotor 10, der mit einer Drehwelle 12 versehen ist, welche drehbar in Lagern 18, 19 in den entsprechenden vorderen und rück-

wärtigen Seitengehäusen 21, 23 gelagert und mit seinem vorderen Ende an einer Scheibe 14 befestigt ist, welche von einem nicht-gezeigten Motor gedreht wird. Eine Vielzahl von Flügeln 16 sind radial gleitbar in den entsprechenden Flügelausnehmungen 15 im Rotor 10 aufgenommen, deren Scheitel bzw. Spitze in Kontakt mit dem Innenumfang der Drehhülse 30 ist. Die Drehhülse 30 ist inner-

halb des Mittelgehäuses 22 angeordnet, um dazwischen einen Luftlagerraum 40 mit einer Breite von 0,02 bis 0,15 mm zu begrenzen. Eine Abdichtung ist zwischen dem rückwärtigen Seitengehäuse 23 und der rückwärtigen Abdeckung 24 vorgesehen, in welcher Abgabe- und Saugkammern 41, 51 vorgesehen sind. Die Abgabekammer 41 ist innen über ein Ablaßventil 60 mit einem Abgabedurchgang 42 und die Saugkammer 51 innen mit einem Saugdurchgang 52 verbunden. Das rückwärtige Seitengehäuse 23 ist mit einem Hochdruckloch 44 versehen, welches sich von dem Ablaßventil 60 zu einer Hochdruckausnehmung 45 in der Verbindungsfläche zwischen dem Mittelgehäuse 22 und dem rückwärtigen Seitengehäuse 23 erstreckt. Das Mittelgehäuse 22 ist mit einem Hochdruckdurchgang 46 versehen, der sich axial von der Hochdruckausnehmung 45 erstreckt. Der Hochdruckdurchgang 46 ist mit einer Vielzahl von öffnungen oder Drosseln 47 versehen, die zu einem Luftlagerraum 40 hin offen sind, welcher von dem Innenumfang des Mittelgehäuses und dem Außenumfang der Drehhülse 30 begrenzt ist. Die Abgabekammer 41 ist mit dem Luftlagerraum 40 verbunden. Bolzen 27 erstrecken sich durch die verdickten Abschnitte 28 des Mittelgehäuses 22, die vorderen und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23 und die rückwärtige Abdeckung 24, um sie axial zu einem Körper festzulegen. Die vorderen und rückwärtigen Seitengehäuse 21, 23 sind in den Innenflächen mit ringförmigen Ausnehmungen 26 versehen, in welchen ölfreie Lagerglieder 25 aus Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid o.dgl. zwecks sanften Kontaktes mit den entsprechenden Seiten-

^O flächen der Drehhülse 30 eingebettet sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Hochdruckgänge 46 an der Hochdruckausnehmung 4 5 angeordnet, welche einen Kreisbogen mit eingeschlossenem Winkel von ungefähr 170° in der Kompressionsseite des Kompressors bildet. Vier Flügel 16, die in den Flügelausnehmungen 15 angeordnet

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sind, begrenzen einen Saugraum 53 in der Saugseite und einen Kompressionsraum 43 in der Kompressionsseite zusammen mit dem Außenumfang des Rotors 10 und dem Innenumfang der Drehhülse 30. Vier Bolzen 27 sind gleichmässig im Abstand voneinander umfangsmäßig in den verdickten Abschnitten 28 des Mittelgehäuses 22 vorgesehen. Die verdickten Abschnitte 28 sind umfangsmäßig miteinander durch Verstärkungsgitter 29 verbunden. Der Luftlagerraum 40 zwischen der Rotationshülse 30 und dem Mittelgehäuse 22 sollten ihre Kreisform beibehalten, um die Drehhülse 30 schwimmend zu lagern.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist am Außenumfang des Mittelgehäuses 22 einstückig ein Verstärkungsgitterwerk 29 vorgesehen, das sich sowohl in axialer und in Umfangsrichtung erstreckt. Die Verstärkungsgitter sind in ihrer Radialdicke gleich der Dickenwand 28, durch welche sich die Bolzen erstrecken. Die Verstärkungsgitter 29 sind nicht auf die rechteckige Form begrenzt, sondern können entweder Rauten- oder Wabenform aufweisen, wie dies in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die Verstärkungsgitter 29 enden axial in den gegenüberliegenden Flanschen des Mittelgehäuses 22, an welchen die vorderen und rückwärtigen

Seitengehäuse befestigt sind.
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Im Betrieb wird die Rotation eines Motors auf den Rotor 10 über die Scheibe 14 übertragen. Wenn sich der Rotor 10 dreht, wird Luft in dem Kompressionsraum 4 3 adiabatisch verdichtet, um ihre Temperatur anzuheben, die

auf das Mittelgehäuse 22 über die Drehhülse 30 übertragen wird. Reibungswärme, die in den Lagern, Dichtungen und anderen Teilen erzeugt wird, wird ebenfalls auf das Mittelgehäuse 22 übertragen. Folglich weist das Mittelgehäuse 22 eine Temperatur bis zu 85⁰C auf und dehnt sich thermisch aus. Die Verstärkungsgitter 29 erlauben, daß sich die Zwischenabschnitte zwischen den gebolzten

Abschnitten 28 thermisch soviel wie die Umgebung der gebolzten Abschnitte 28 in axialer und radialer Richtung mit dem Ergebnis ausdehnen können, daß der Innenumfang des Mittelgehäuses 22 sich ausdehnt, ohne seine Kreisform zu verlieren. Andererseits würde sich der Zwischenabschnitt mehr als die Umgebung der gebolzten Abschnitte 28 ausdehnen, um den Innenumfang des Mittelgehäuses 22 in die Form etwa eines Rechteckes zu formen. Der Luftlagerraum 40 zwischen dem Innenumfang des Mittelgehäuses 22 und dem Außenumfang der Drehhülse 30 behält immer seine Kreisform und die gleiche Lagerkapazität bei, um die Drehhülse 30 unabhängig von dem Temperaturanstieg in dem Kompressor schwimmend zu lagern, so daß die Drehhülse 30 sich drehen kann, ohne den Innenumfang des Mittelgehäuses 22 abzunutzen oder zu beschädigen. Die wabenförmigen oder rautenförmigen Verstärkungsgitter 29 strahlen nicht nur Wärme von dem Mittelgehäuse 22 ab, sondern erzeugen ebenfalls einen nicht gleichmäßigen Luftstrom, um das Mittelgehäuse 22 mit dem Ergebnis zu kühlen, daß die Temperatur in dem Mittelgehäuse 22 nicht eine tolerierbare Grenze überschreitet.

Es sei hervorgehoben, daß das Rotationskompressorgehäuse gemäß Erfindung nicht nur für den Rotationskompressor der Art einsetzbar ist, welche eine Drehhülse wie oben beschrieben umfaßt, sondern auch bei einem Kompressor einsetzbar ist, der herkömmlich ist und bei welchem die Flügel ,bzw. Schaufeln längs des Xnnenumfangs des

Mittelgehäuses reibend gleiten.
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Claims

Patentansprüche

, 1J Rotationskompressorgehäuse für die Verwendung bei Nsinem Kompressor mit gleitbaren Flügeln, wobei ein Mittelgehäuse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelgehäuse an seinem Außenumfang einstückig ausgebildete Verstärkungsgitter (29) aufweist.
2. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsgitterwerk (29) rechteckig ist.
3. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgitter (29) rautenartig sind.
4. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgitter (29) wabenförmig ausgebildet sind.

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5. Rotationskompressorgehäuse für die Verwendung bei einem Kompressor, bei welchem eine Drehhülse in einem Mittelgehäuse zwecks Rotation mit einer Vielzahl von Flügeln angeordnet ist, die radial bewegbar in einem · Rotor angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelgehäuse (22) einen Außenumfang aufweist, der einstückig mit einem Verstärkungsgitterwerk (29) ausgebildet ist.
6. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsgitterwerk (29) rechteckige Form aufweist.
7. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgitter (29) wabenförmig sind.
8. Rotationskompressorgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgitter (29) rautenartig ausgebildet sind.