DE3516636C2 - Schraubenverdichter mit zwei unabhängig verschieblichen Regelschiebern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit zwei Rotoren, die zum gegenseitigen Kämmeingriff in einem Gehäuse gelagert sind, welches eine Arbeitskammer für jeden Rotor um­ schließt und mit einer Niederdruckendwand, einer Hochdruck­ endwand, einer Einlaßöffnung, einer Auslaßöffnung sowie einer axialen Ausnehmung versehen ist, die sich wenigstens durch die Hochdruckendwand nach außen erstreckt, wobei in der Ausnehmung zwei Schieber angeordnet sind, die zum Steuern des eingebauten Volumenverhältnisses bzw. der Fördermenge des Verdichters voneinander unabhängig axial bewegbar sind.

Regelschieber dieser und ähnlicher Art spielen eine wesentliche Rolle bei der Erzielung von Änderungen im Volumenverhältnis und der Fördermenge des Schraubenverdichters, was als Ergebnis sich ändernder Betriebsbedingungen notwendig wird. Gleich­ zeitig schaffen die Regelschieber eine Komplikation in einem im übrigen unkomplizierten Schraubenverdichter.

Anfänglich wurden die beiden individuellen Regelschieber in getrennten Ausnehmungen innerhalb des Rotorgehäuses angeordnet, wie dies beispielsweise in der SE-PS 218 783, insbesondere Fig. 1 und 2, und in der US-PS 30 88 059, insbesondere Fig. 5 und 6, veranschaulicht ist. Obgleich diese Schieber­ anordnung den Schiebern erlaubt, sich unabhängig voneinander axial zu bewegen, ohne gegenseitige Beeinflussung im Falle des Festfressens aufgrund thermischer Ausdehnung, schafft die Bereitstellung getrennt angeordneter Schieber Schwierigkeiten und Probleme in der Herstellung und führt zu unvermeidlicher Drosselung der Auslaßöffnung.

Infolgedessen sind Anstrengungen unternommen worden, um die beiden Schieber in einer zusammengesetzten Schieberanordnung ähnlich dem herkömmlichen Schieber zum Regeln des eingebauten Volumenverhältnisses zusammenzufassen, jedoch unter Anordnung eines Schiebers zur Axialbewegung innerhalb des anderen Schiebers, wie dies in der Druckschrift "Annual DOE Active Solar Heating and Cooling Contructors Review Meeting", Sept. 81, US Department of Energy veröffentlicht ist. Ähnliche Anordnungen, bei denen einer der Schieber innerhalb des anderen Schiebers ge­ lagert ist, sind in der DE 33 14 587, der GB 2 122 687 und der DD 2 57 635 beschrieben.

Obgleich diese Schieberausbildung konstruktiv einfacher ist, drosselt sie dennoch die Auslaßöffnung in gewissem Ausmaß. Ein zusätzlicher Nachteil besteht darin, daß das Lagerspiel im Außenschieber sich mit dem Lagerspiel im Innenschieber summiert. Dieses zusätzliche Spiel stellt einen ernsten Nachteil dar, da der Innenschieber die Verschneidungskante trägt, die nach ein­ wärts zu einer Stelle in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Eingriffspunkt der Rotoren vorsteht, wo eine Berührung damit ernste Folgen haben könnte. Die Gefahr, daß dies geschieht, ist ganz erheblich in Hinblick auf das vorerwähnte kombinierte Spiel.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine sicherere und verbesserte Schraubenverdichterkonstruktion zu schaffen, bei der insbesondere die Gefahr einer Berührung der Rotoren mit den Schiebern verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine Schieber mit einer Flanke versehen ist, die eine Wand der Arbeitskammer nur eines Rotors bildet. Der andere Schieber kann damit die Verschneidungskante umfassen, und, da dieser Schieber nicht in einem beweglichen Schieber angeordnet ist, erfährt die Verschneidungskante keine zusätzliche Bewegung als Ergebnis eines kombinierten Spiels.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist der genannte eine Schieber ein Fördermengenschieber, der allein an die Arbeitskammer des männlichen Rotors angrenzt, wodurch auf diese Weise ein Fördermengenschieber erhalten wird, der zu einer geringstmöglichen Störung des radialen Auslasses ohne Ver­ minderung der Fördermenge des Verdichters führt und dadurch eine verbesserte Funktion mit sich bringt.

Die Ausnehmung oder der Schlitz für die Anordnung des einen Schiebers innerhalb des anderen hat zweckmäßig die Form einer asymmetrisch innerhalb des anderen Schiebers angeordneten Axial­ bohrung, was einen verhältnismäßig einfachen Arbeitsvorgang darstellt.

Da die Flanke des vorerwähnten einen Schiebers die Form allein der Arbeitskammer des einen Rotors bilden soll, kann die Flanke bis zu der Verschneidungskante der zusammengesetzten Schieber­ anordnung ausgedehnt werden, wodurch die Verschneidungskante an einer Trennebene angeordnet werden kann, welche die Schieber­ anordnung in zwei im wesentlichen gleiche Teile aufteilt, d. h. zwei Schieber, die beiderseits einer Längsmittelebene angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in welcher schematisch eine herkömmliche Schieberanordnung und zwei Ausführungsformen eines Schrauben­ verdichters gemäß der Erfindung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Teils eines Verdichtergehäuses, der die Anordnung zweier herkömmlicher Schieber veran­ schaulicht,

Fig. 2 einen Grundriß, der die Anordnung der beiden Schieber gemäß der Erfindung im Verhältnis zu den die Rotoren auf­ nehmenden Arbeitskammern veranschaulicht, wobei störende Konstruktionsteile des Verdichtergehäuses aus Darstellungs­ gründen weggelassen sind,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Teils des Verdichtergehäuses nach Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2 mit einer gegenüber den Darstellungen in den Fig. 2 und 3 abgeänderten Schieberausführung.

Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Schraubenverdichtergehäuse 1, in welchem ein männlicher Rotor 2 und ein weiblicher Rotor 3 zur Drehung in entsprechenden Arbeitskammern 4 und 5 im Kämm­ eingriff miteinander gelagert sind. Zur Axialbewegung in einer Axialbohrung 6 ist eine zusammengesetzte Schieberanordnung vorge­ sehen, die aus zwei Schiebern 7 und 8 besteht. Die zusammenge­ setzte Schieberanordnung ist symmetrisch in bezug auf eine senkrechte Längsebene zwischen den Mittellinien der Rotoren ausgebildet, und der Schieber 8 ist axial gegenüber dem Schieber 7 verstellbar. Die zwei Schieber 7, 8 haben Flanken, die einen Teil der Wandungen der Arbeitskammern 4 bzw. 5 bilden, und der Innenschieber 8 umfaßt eine Verschneidungskante 9, an welcher die Wandungen der beiden Arbeitskammern zusammentreffen.

Wie bekannt, ist das Spiel zwischen den Rotoren 2, 3 und den Flanken der Schieber 7, 8 sehr gering, was hohe Anforderungen an die Schieberlagerungen und die Führungen zum Verhindern von Drehbewegungen oder Verschränkungen der Schieber stellt. Die Verschneidungskante 9 ist einer unbeabsichtigten Berührung be­ sonders unterworfen, und zwar aufgrund der Tatsache, daß sie an dem inneren Schieber 8 angeordnet ist, der innerhalb des be­ weglich angeordneten Schiebers 7 gelagert ist. Der in dieser Ausführungsform als Fördermengenschieber verwendete Schieber wird außerdem in einer Weise plaziert sein, die bewirkt, daß er einen Teil der radialen Auslaßöffnung in unerwünschter Weise verschließt, wie dies mehr im einzelnen weiter unten unter Bezug auf Fig. 2 erläutert werden wird.

Diese beiden Nachteile werden vollständig oder teilweise durch die Erfindung vermieden, gemäß welcher die herkömmliche zu­ sammengesetzte Schieberanordnung so abgeändert wird, daß der eine Schieber mit einer Flanke versehen ist, die eine Wandung nur der Arbeitskammer eines Rotors bildet, wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Der andere Schieber, der zum Regeln des Druckverhältnisses oder des eingebauten Volumenverhältnisses bestimmt ist, ist mit 17 bezeichnet, während der Innenschieber, der für die Fördermengen bestimmt ist, mit 18 bezeichnet und seitlich im Vergleich mit der vorher erläuterten bekannten Konstruktion versetzt ist, so daß seine Flanke Teil der Wandung 4 der Arbeitskammer nur des männlichen Rotors wird. In der Fig. 2 ist die Verschneidungskante 9 der Fig. 1 mit 19 be­ zeichnet und am Außenschieber 17 angeordnet.

Die Hochdruckendwand des Verdichtergehäuses 1 ist bei 20 ange­ deutet, und ein Ende der zusammengesetzten Schieberanordnung 17, 18 ist in der Lage, durch eine in der Hochdruckendwand angeord­ nete Öffnung hindurchzudringen, wobei diese Öffnung auch dazu dient, ein Drehen der Schieberanordnung durch Eingriff mit den Flanken der Schieber 17, 18 zu verhindern. Die Schieber werden mit Hilfe einer herkömmlichen Zugstange 21, die mit dem Schieber 18 verbunden ist, und einer Hohlwelle 22, die mit dem Schieber 17 verbunden ist, durch nicht gezeigte Verbindungsmittel betätigt.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Schieber 18 gegenüber dem Schieber 17 um einen beträchtlichen Betrag verstellt werden, wo­ durch eine Öffnung auf der Niederdruckseite zwischen einer Fläche 23 am Schieber 17 und dem hinteren Ende des Schiebers 18 gebildet wird, die in herkömmlicher Weise mit dem Verdichtereinlaß zum Vermindern der Fördermenge in Verbindung steht. Es wird bemerkt werden, daß der Schieber 18 sich immer auf der männlichen Rotorseite des radialen Teils der Auslaßöffnung bewegt, wo er am wenigsten hinderlich ist, im Gegensatz zu dem bekannten Fördermengen­ schieber, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, der sich auf der weiblichen Rotorseite befindet, wo er am meisten hinderlich ist.

Die zusammengesetzte Schieberanordnung kann auch die in Fig. 4 dargestellte Form besitzen, die einen Fördermengenschieber 28 umfaßt, welcher im wesentlichen eine Hälfte der zusammengesetzten Schieberanordnung bildet und an der anderen Hälfte 27 der Anordnung mit Hilfe von linearen Führungen 29 axial verschieblich ist.

Claims (4)

1. Schraubenverdichter mit zwei Rotoren, die zum gegenseitigen Kämmeingriff in einem Gehäuse gelagert sind, welches eine Arbeitskammer für jeden Rotor umschließt und mit einer Niederdruckendwand, einer Hochdruckendwand, einer Einlaß­ öffnung, einer Auslaßöffnung sowie einer axialen Ausnehmung versehen ist, die sich wenigstens durch die Hochdruckendwand nach außen erstreckt, wobei in der Aus­ nehmung zwei Schieber angeordnet sind, die zum Steuern des eingebauten Volumenverhältnisses bzw. der Fördermenge des Ver­ dichters voneinander unabhängig axial bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schieber (18; 28) mit einer Flanke versehen ist, die eine Wand der Arbeitskammer (4) nur eines Rotors (2) bildet.

2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte eine Schieber (18; 28) ein Fördermengenregelschieber ist, der allein an die Arbeitskammer (4) des männlichen Rotors (2) angrenzt.

3. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schieber (18) in einer Axialbohrung des anderen Schiebers (17) aufgenommen ist, die asymmetrisch zur Symmetrieebene des anderen Schiebers (17) angeordnet ist. (Fig. 3).

4. Schraubenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schieber (27, 28) im wesentlichen symmetrisch zu einer Längsmittelebene des Verdichters ausgebildet und angeordnet sind. (Fig. 4).