DE3603546C2

DE3603546C2 -

Info

Publication number: DE3603546C2
Application number: DE3603546A
Authority: DE
Inventors: Masao Shimizu Jp Shiibayashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-15
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1989-04-20
Also published as: US4676075A; KR890000686B1; KR860006637A; DE3603546A1; JPH0617676B2; JPS61187584A

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor in Spiralbauweise, insbesondere zum Verdichten von gasförmigem Helium, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem solchen, aus JP 56-85 087 U bekannten Kompressor in Spiralbauweise wird Öl in die Arbeitskammern zur Kühlung des darin bereits auf einem Zwischendruck verdichteten Gases ein gespritzt. Dabei ist die Einspritzöffnung nicht größer als die Dicke der Spiralwand. Beim Anlauf und beim Stoppen eines solchen Spiralkompressors ergibt sich jedoch das Problem, daß das Öl die Arbeitskammern füllt, was beim Wiederanlauf zu einem extremen Druckanstieg in den Arbeitskammern und so zu einer Anlaufstörung oder auch zum Bruch der Spiralwände führen kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, den Kompressor in Spiralbauweise der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß bei Aufrechterhaltung eines für die Kühlung ausreichend großen einzuspritzenden Ölmengenstroms ein zu hoher Druckanstieg und unerwünschte Druckpulsationen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei dem Kompressor in Spiralbauweise der gattungsgemäßen Art mit den im Kennzeichen des Patentan spruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst, die in den Unteran sprüchen 2 bis 5 vorteilhaft weitergebildet sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Kompressor in Spiralbauweise ist es möglich, das der Verdichtung unterliegende Gas, insbesondere gasförmiges Helium, durch das eingespritzte Öl ausreichend zu Kühlen, ohne daß die Öleinspritzöffnung durch die axiale Stirnfläche der Spiralwand des umlaufenden Spiralelements ver schlossen wird, so daß Druckpulsationen in der Öleinspritz leitung vermieden und das Öl zum Kühlen mit einem großen Mengenstrom zugeführt werden kann. Da die Öleinspritzöffnung aufgrund ihrer Anordnung intermittierend mit der Ansaugkammer des Kompressors in Verbindung kommt, wird auch das Gas bereits gekühlt, das sich noch auf einem niedrigen Druck befindet.

Aus der DE-OS 33 41 637 (Fig. 6) ist es zwar bereits bekannt, Öleinspritzöffnungen so anzuordnen, daß eine Ver bindung mit der Ansaugkammer besteht. Die Öleinspritzung er folgt dort jedoch auf andere Weise über eine Zwischendruck kammer und an der Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Er findung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Kompressors in Spiral bauweise im Axialschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das stationäre Spiralelement des Kompressors,

Fig. 3a und 3b jeweils einen Querschnitt durch die Arbeits kammern des Kompressors in verschiedenen Ver dichtungszuständen,

Fig. 4 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer Öleinspritzöffnung,

Fig. 5 in einem Indikatordiagramm die Änderung des Drucks in einer Arbeitskammer abhängig von der Position der Öleinspritzöffnung,

Fig. 6 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Größe der Öleinspritzöffnung und der Kompressorleistung,

Fig. 7a und 7b in Ansichten wie Fig. 3a bzw. 3b eine weitere Ausführungsform eines Kompressors,

Fig. 8 in einer Ansicht wie Fig. 4 eine anders ge staltete Einspritzöffnung,

Fig. 9 in einer Ansicht wie Fig. 7a eine dritte Aus führungsform des Kompressors,

Fig. 10 in einer Ansicht wie Fig. 8 eine dritte Ausführungsform der Einspritzöffnung,

Fig. 11 in einer Teilansicht im Querschnitt eine vierte Ausführungsform der Einspritzöffnung und

Fig. 12 die Einspritzöffnung von Fig. 11 in einer Ansicht wie Fig. 8.

Der in Fig. 1 gezeigte Kompressor in Spiralbauweise dient zum Verdichten von gasförmigem Helium. Der Kompressor hat einen Behälter 1 mit einem oberen Kompressorabschnitt 2 und einem unteren Elektromotorabschnitt 3. Der Kompressor abschnitt besteht aus einem stationären Spiralelement 5 und einem umlaufenden Spiralelement 6, aus einem Mechanis mus 6 d zur Unterbindung einer Rotation des umlaufenden Spiralelements 6 um seine eigene Achse, aus einer Kurbel welle 7 mit einem Kurbelabschnitt 7 a für den Eingriff mit dem umlaufenden Spiralelement 6 und aus Lagern, welche die Kurbelwelle 7 lagern, nämlich einem Lager 6 c am umlaufenden Spiralelement 6, einem Hauptlager 4 a an einem Rahmen 4 und einem Hilfslager 4 b unter dem Hauptlager 4 a. Die dicht abgeschlossene Kompressoreinheit ist in Hochdruckkammerbau weise ausgeführt, bei welcher der Raum in dem Behälter 1 auf dem gleichen Niveau wie die Hochdruckseite des Kom pressors gehalten ist, d. h. auf dem gleichen Niveau wie der Förderdruck des Kompressors. Das stationäre Spiralelement 5 und das umlaufende Spiralelement 6 haben dem Verlauf einer Evolven tenkurve oder einer ähnlichen Kurve entsprechende ineinander greifende Spiralwände 5 b bzw. 6 b.

Das gasförmige Helium mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck gelangt in die von den Spiralelementen 5 und 6 gebilde ten Arbeitskammern 8 über ein Ansaugrohr 11, einen Ansaugver bindungsstutzen 12, ein Rückschlagventil 13 und über eine An saugöffnung 14, die in dem stationären Spiralelement 5 ausge bildet ist, was durch die mit ausgezogenen Linien gezeigten Pfeile in Fig. 1 dargestellt ist. Das umlaufende Spiralelement 6 wird so angetrieben, daß es eine Umlaufbewegung ausführt, wobei verhindert wird, daß es eine Drehung um seine eigene Achse ausführt. Dadurch werden die Arbeitskammern 8 zwischen den Spiralelementen 5 und 6 allmählich zur Mitte der Spirale hin bewegt, wobei ihre Volumina fortlaufend abnehmen. Als Folge wird das in jeder Arbeitskammer 8 eingeschlossene Gas allmählich komprimiert. Wenn die Arbeitskammer 8 in Verbin dung mit einer Förderöffnung 10 im Mittelabschnitt des statio nären Spiralelements gelangt, wird das komprimierte Gas über die Förderöffnung 10 abgeführt. Das abgeführte Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck wird in einen oberen Raum 1 a in dem luftdicht abgeschlossenen Behälter 1 eingeführt und nach Fül len eines Raums 1 b im Elektromotorabschnitt 3 über Kanäle 16 a, 16 b nach außen aus dem Kompressor durch ein Rohr 18 mit einem Förderdruck Pd abgeführt. In der Stirnplatte 5 a des stationä ren Spiralelements 5 ist eine Öleinspritzöffnung 22 ausgebil det, mit der eine Öleinspritzleitung 21 verbunden ist.

Bei konstantem Kompressorbetrieb wird von der Öleinspritz leitung 21 zugeführtes Öl in die Arbeitskammern 8 über die Öleinspritzöffnung 22 eingespritzt, wodurch das in ihnen be findliche Gas 8 gekühlt wird. Das eingespritzte Öl wird mit dem Gas vermischt und durch die Förderöffnung 10 in den För derraum 1 a zusammen mit dem komprimierten Gas abgeführt. Das Öl wird dann durch die Kanäle 16 a und 16 b in den Raum 1 b ge führt, wo es vom Gas getrennt wird. Das abgetrennte Öl tropft in eine Ölwanne am Boden des Behälters 1. Das Gas mit verrin gertem Ölgehalt wird dann aus dem Behälter 1 durch das Rohr 18 zu einem äußeren Ölabscheider 23 geführt, wo das noch im Gas verbliebene Öl separiert wird. Das im Ölabscheider 23 abge trennte Öl wird dann wieder zur Öleinspritzleitung 21 über Ölleitungen 24, 25, einen Ölkühler 26 und ein Ölmengenstrom steuerventil 27 geführt. In die Ölleitungen 24 und 25 mündet ein Ölabzugsrohr 28, das mit dem Boden des Behälters 1 ver bunden ist. In Fig. 1 sind der Gasstrom durch Pfeile mit aus gezogenem Schaft, der Ölstrom durch Pfeile mit gestricheltem Schaft gezeigt. Das vom Öl im Ölseparator 23 abgetrennte Gas wird über einen Gaskühler 30 zu einer Außenleitung geführt.

Fig. 2 zeigt in der Draufsicht auf das stationäre Spiralele ment 5 die Position der Öleinspritzöffnung 22, wobei die Spiralwandenden der Spiralwand 5 b des stationären Spiralele ments 5 mit 5 e und 5 e′ bezeichnet sind. Die Öleinspritzöff nung 22 ist im wesentlichen im Mittelabschnitt der Oberflä che 5 g der Stirnplatte 5 a zwischen benachbarten Windungen der Spiralwand 5 b des stationären Spiralelements 5 ausgebil det.

Wie aus Fig. 3a zu ersehen ist, mündet die Öleinspritzöff nung 22 in eine geschlossene Arbeitskammer 8 a, die sich in der Kompressionsphase befindet. Bei dem in Fig. 3b gezeigten Zustand steht jedoch die Öleinspritzöffnung 22 auch mit einer Ansaugkammer 5 f über einen Ansaugraum in Verbindung, der mit der Ansaugkammer 5 f oder der geschlossenen Arbeitskammer 8 in Verbindung steht, was von der Umlaufstellung des umlaufenden Spiralelements 6 abhängt. Die Öleinspritzöffnung 22 ist also dort positioniert, wo sie intermittierend über den Ansaugraum 8 b mit der Ansaugkammer 5 f in Verbindung steht, die am Außenum fang der beiden Spiralwände 5 b und 6 b ausgebildet ist.

Die Stelle, an der die Öleinspritzöffnung 22 mündet, d. h. die Stelle ihrer Mitte, ist beispielsweise so festgelegt, daß sie etwa 100° von der Stelle unmittelbar nach dem Abschluß der Ansaugphase entfernt ist, so daß sie intermittierend mit der Ansaugkammer 5 f in Verbindung kommen kann. Anders ausgedrückt ist die Öleinspritzöffnung 22 an einer Stelle positioniert, die bezogen auf die Spiralwandwindung den Wert 0,7 hat, und zwar gemessen nach innen vom Außenende 5 e der Spiralwand 5 b des stationären Spiralelements 5.

Da die Position der Öleinspritzöffnung 22 so gewählt ist, daß sie intermittierend mit der Ansaugkammer 5 f in Verbindung kommt, kann das Gas, welches durch den Kompressor angesaugt und erhitzt wird, wirksam durch das Öl gekühlt werden, wel ches durch die Öleinspritzöffnung 22 eingespritzt wird, wo durch der volumetrische Wirkungsgrad des Kompressors merk lich verbessert werden kann.

Um eine Öleinspritzung mit einem ausreichend großen Mengen strom bzw. mit ausreichend hoher Geschwindigkeit zu ermög lichen, und um eine Druckpulsation in dem Öleinspritzrohr leitungssystem zu unterdrücken, hat die Mündung der Ölein spritzöffnung 22 in der Oberfläche 5 g der Stirnplatte 5 a des stationären Spiralelements 5 einen Durchmesser d ₀, der größer ist als die Dicke t der Spiralwand, d. h. d ₀ < t.

Fig. 4 zeigt im einzelnen den Aufbau um die Öleinspritzöffnung 22 herum. Die Öleinspritzöffnung 22 ist mit der Öleinspritz leitung 21 über eine Bohrung 40 verbunden. Dabei ist um die Öleinspritzleitung 21 herum ein O-Ring 41 aufgepaßt. Der Durchmesser der Bohrung 40 kann kleiner als der der Ölein spritzöffnung 22 sein, vorausgesetzt, daß der größte Mengen strom für die Öleinspritzung hindurchgehen kann, der für den Kompressor erforderlich ist.

Da die Öleinspritzöffnung 22, die in die Stirnplatte 5 a des stationären Spiralelements 5 mündet, einen Durchmesser d ₀ hat, der größer ist als die Stärke der Spiralwand 6 b, wird eine unerwünschte Blockierung der Öleinspritzöffnung 22 durch eine axiale Stirnfläche 6 j der Spiralwand 6 b vermieden und eine fortlaufende Einspritzung von Öl gewährleistet.

Das Öl kann alternierend in die Arbeitskammer 8 a und den An saugraum 8 b eingespritzt werden, die von den beiden Spiral wänden 5 b und 6 b gebildet werden, und zwar durch die einzige Öleinspritzöffnung 22, die sich im wesentlichen im Mittel abschnitt der Oberfläche 5 g zwischen den benachbarten Win dungen der Spiralwand 5 b des stationären Spiralelements 5 befindet. Die Öleinspritzöffnung 22 kann aber auch radial zu dem Mittelabschnitt versetzt sein.

Die ausgezogene Kurve in dem Indikatordiagramm von Fig. 5 zeigt die Druckänderungen, die beobachtet wurden, wenn die Öleinspritzöffnung 22 sich an einer dem Spiralwinkel λ ₀₂ entsprechenden Stelle befindet. An dem von einem Kreis um schlossenen Punkt 2 beginnt die Kompression. Eine gestri chelte Kurve zeigt die Druckänderungen, die beobachtet wer den, wenn die Öleinspritzöffnung 22 sich an einer Stelle be findet, die dem Spiralwinkel λ ₀₁ entspricht, wobei λ ₀₁ < λ ₀₂ ist. Andererseits zeigt eine strichpunktierte Kurve die Druckänderung, die beobachtet wird, wenn die Kompression ideal adiabat erfolgt. Es zeigt sich, daß der Druck in der Arbeitskammer unter die strichpunktierte ideale Adiabaten kurve absinkt, wenn die Kompression des Gases fortschrei tet, was die Folge der Abkühlung des Gases durch das in die Kompressionskammer eingespritzte Öl ist.

In Fig. 5 ist λ _e der Winkel (rad) des Spiralwandendes der Spiralwand, also der Spiralwandwinkel an den Positionen 5 e, 5 e′ von Fig. 2, λ ₀₁ der Spiralwandwinkel (rad) an der Posi tion unmittelbar nach dem Abschluß der Ansaugung, also der Spiralwandwinkel in der Position 5 n von Fig. 2 und λ ₀₂ der Spiralwandwinkel (rad) an der Stelle der Mitte der Öleinspritz öffnung 22 von Fig. 2.

Wenn die Öleinspritzöffnung 22 sich in der Spiralwandwin kelposition λ ₀₂ befindet, wird die Kühlwirkung des Gases gesteigert, was eine Leistungsverringerung des Kompressor antriebs um einen Betrag bedeutet, der der Differenz zwischen der von den mit Kreisen umschlossenen Punkten 1, 2, 3, 4, 5 be grenzten Fläche und der von den mit Kreisen umschlossenen Punkten 1, 2, 3′, 4, 5 in Fig. 5 begrenzten Fläche ent spricht. Diese Leistungsdifferenz entspricht somit der schraffierten Fläche in Fig. 5. In Fig. 5 stellen die Symbole Δ P _{i 1} und Δ P _{i 2} die Druckänderungen dar, wie sie beobachtet werden, wenn die Öleinspritzöffnung an den Spi ralwandwinkelpositionen λ ₀₁ bzw. λ ₀₂ vorgesehen wird. Man sieht, daß die Druckänderung Δ P _{i 1} größer als die Druckän derung Δ P _{i 2} ist. Die Druckänderung wird über die Ölein spritzleitung 21 auf das Öleinspritzleitungssystem über tragen und verursacht dort Vibrationen. Diese Vibrationen können unterdrückt werden, wenn sich die Öleinspritzöff nung 22 in der Position λ ₀₂ vorzugsweise bei etwa 0,7 (rad) gemessen nach innen von den Spiralwandenden 5 e, 5 e′ aus und nicht in der Position λ ₀₁ befindet.

Der Umlaufwinkel ΔR _s, über den die Öleinspritzöffnung 22 in Verbindung mit der Ansaugkammer 5 f gehalten ist, ist vor gegeben durch ΔR _s = g ₀₂-λ ₀₁. Üblicherweise wird unter dem Gesichtspunkt der Kompressorleistung eine Öleinspritzöffnung in einer solchen Position vorgesehen, in der sie niemals mit der Ansaugseite des Kompressors in Verbindung kommt. Wie sich zeigte, kann jedoch die Position der Öleinspritzöffnung 22 zur Niederdruckseite zu der Position λ ₀₂ um einen Winkel verschoben werden, der der Stärke t der Spiralwand entspricht, ohne irgendeinen Nachteil herbeizuführen. Dieser Winkel ΔR _s* ergibt sich aus folgender Gleichung:

ΔR _s* = t/a

wobei t die Dicke der Spiralwand und a der Radius des Grund kreises der Spiralwand sind.

Bei der in Verbindung mit den Fig. 2, 3a und 3b gezeigten Ausführungsform ist die Öleinspritzöffnung 22 so positio niert, daß sie der Bedingung ΔR _s≈ΔR _s* entspricht. So wird nämlich keine wesentliche Reduzierung der Kompressorlei stung, d. h. des volumetrischen Wirkungsgrades n _v verursacht, auch wenn die Position der Öleinspritzöffnung 22 zur Nieder druckseite um einen Winkel verschoben wird, der durch ΔR _s* wiederzugeben ist. Eine solche Lageverschiebung der Ölein spritzöffnung 22 ergibt also keine Probleme in der Praxis, wenn der Betrag der Verschiebung der Position der Öleinspritz öffnung 22 in den Winkelbereich fällt, wie er durch ΔR _s* aus gedrückt ist. Die Ursachen bestehen teilweise darin, daß der größte Teil der Fläche der Öleinspritzöffnung 22 durch die axiale Stirnfläche der Spiralwand verschlossen ist, obwohl nur ein kleiner Teil der Fläche der Öleinspritzöffnung 22 intermittierend mit der Ansaugseite in Verbindung kommen kann, und teilweise darin, daß die kleine, an der Saugseite mün dende Fläche materiell durch das Einspritzöl selbst abge schlossen ist, das in diesem Fall als Abdichtung dient.

Im folgenden wird der Einfluß des Durchmessers d ₀ der Ölein spritzöffnung 22 auf die Kompressorleistung als Ganzes unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Fig. 6 zeigt in einem Diagramm die Kompressorleistung bei ei nem Versuchsbetrieb des Kompressors mit Helium. Auf der Abs zisse ist das Verhältnis d ₀/t zwischen dem Durchmesser d ₀ der Öleinspritzöffnung und der Dicke t der Spiralwand aufge tragen. Wenn das Verhältnis d ₀/t 2,0 überschreitet, wird der Zeitraum, während welchem eine Verbindung zwischen der Öl einspritzöffnung 22 und der Ansaugseite besteht, verlängert, wodurch der Abdichtungseffekt der Öleinspritzöffnung 22 durch die axiale Stirnfläche der Spiralwand 6 b beeinträch tigt wird, was zur Folge hat, daß der angesaugte Gasmengen strom geringer wird, wenn der Mengenstrom an eingespritztem Öl gesteigert wird, was eine Reduzierung des volumetrischen Wirkungsgrades η _v des Kompressors ergibt.

Andererseits ergibt ein Wert d ₀/t von unter 1,0 große Druck pulsation im Öleinspritzleitungssystem und eine zu geringe Öleinspritzmenge Q _in. Die Öleinspritzmenge ist die Menge an eingespritztem Öl pro Druckdifferenzeinheit über der Öl einspritzöffnung. Die Öleinspritzöffnung 22 ist deshalb so bemessen, daß das Verhältnis d ₀/t zwischen 1,0 und 2,0 liegt und im Hinblick auf Kompressorleistung, Kühlwirkung und Be triebssicherheit vorzugsweise bei etwa 1,5. Sehr gute Ergeb nisse werden erzielt, wenn das Verhältnis d ₀/t zwischen 1,3 und 1,7 liegt.

Fig. 7a und 7b zeigen eine weitere Ausführungsform, bei wel cher zwei Öleinspritzöffnungen 45 a und 45 b in der Stirnplat te 5 a des stationären Spiralelements 5 längs der Seitenflä che der Spiralwand 5 b dieses Spiralelements 5 ausgebildet sind.

Bei dem in Fig. 7a gezeigten Zustand münden die beiden Ölein spritzöffnungen 45 a und 45 b jeweils in die geschlossenen Ar beitskammern 8 b′ bzw. 8 a′. In den in Fig. 7b gezeigten Zu stand hat sich jedoch das umlaufende Spiralelement längs sei nes Umlaufs in eine Stellung bewegt, in welcher nur die eine Öleinspritzöffnung 45 b in einen Ansaugraum 8 f mündet und so mit der Ansaugkammer 5 f über diesen Ansaugraum 8 f in Ver bindung steht.

Fig. 8 zeigt die Öleinspritzöffnung dieser Ausführungsform im einzelnen, wobei nur eine der Öleinspritzöffnungen 45 a bzw. 45 b gezeigt und mit dem Bezugszeichen 45 versehen ist.

Bei dieser Ausführungsform wird der Durchmesser d ₀ der Öl einspritzöffnung 45, die mit der Arbeitskammer 8′ in Ver bindung steht, so gewählt, daß er größer ist als die Stärke t der Spiralwand, um die Druckpulsation in der Öleinspritz leitung 21 zu unterdrücken, die sonst durch Sperrung der Öffnung 45 durch die axiale Stirnfläche 6 j der Spiralwand ver ursacht würde, und um einen ausreichend großen Mengenstrom durch die Öleinspritzung zu gewährleisten. Bei dieser Aus führungsform befinden sich die Öleinspritzöffnungen 45 in den Positionen 5 n, 5 n′, welche einer Windung der Spiralwand entsprechen, gemessen von den Spiralwandenden 5 e, 5 e′ aus. Dadurch ist die Position der Öleinspritzöffnungen radial nach innen von der Position der Öleinspritzöffnung der vor hergehenden Ausführungsform verschoben. Trotz dieser Ver schiebung bleibt jedoch die intermittierende Verbindung zwischen den Öleinspritzöffnungen und der Ansaugkammer 5 f auf grund der großen Durchmesser der Öleinspritzöffnungen 45 und somit der gewünschte Kühleffekt gewährleistet.

Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform ist eine Ölein spritzöffnung 46 an der gleichen Stelle wie bei der Ausfüh rungsform der Fig. 2, 3a und 3b angeordnet. Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, ist die Öleinspritzöffnung 46 so ausgebil det, daß die Oberfläche der Stirnplatte 5 a auf eine vorge gebene Tiefe h ₀ ausgespart ist, um so mit der Bohrung 40 die Öleinspritzöffnung 46 in Form der Aussparung zu verbin den, die einen Durchmesser d ₀ hat, der gleich dem Ganghö henabstand l _c der Spiralwand ist. Die Bohrung 40 verbindet wie in Fig. 4 die Öleinspritzöffnung 46 mit der Öleinspritz leitung 21. Der Durchmesser der Bohrung 40 kann klein sein, vorausgesetzt, daß der maximale Öleinspritzmengenstrom, wie er für den Kompressor erforderlich ist, gewährleistet bleibt. Weiterhin ist ein O-Ring 41 vorgesehen.

Bei der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Ausführungsform ist der Durchmesser d ₀ der Öleinspritzöffnung 46 d ₀ = l _c, wobei l _c der Ganghöhenabstand der Spiralwand 5 b und d ₀ der Durchmes ser der Öleinspritzöffnung 46 sind.

Die vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen wirken so, daß die Gefahren einer Kompression des flüssigen Öls vermie den werden. Bei den Ausführungsformen der Fig. 2, 3a, 3b und Fig. 9 wird das Öl nicht nur in die vollständig geschlossene Arbeitskammer, sondern auch in den Raum eingespritzt, der intermittierend mit der Ansaugkammer in Verbindung steht. Insbesondere wird die Position der Öleinspritzöffnung 22 oder 46 so gewählt, daß sie in Verbindung mit der Ansaugkam mer 5 f über einen vorgegebenen Winkelbereich kommen kann, der in Fig. 5 durch ΔR _s veranschaulicht ist und bei der Aus führungsform der Fig. 2, 3a und 3b etwa 100° beträgt. Da die Ansaugkammer 5 f immer auf der Niederdruck- und der Ansaugsei te mündet, wird die Gefahr einer extremen Druckerhöhung im flüssigen Öl vermieden.

Bei der Ausführungsform der Fig. 7a und 7b stehen die benach barten Arbeitskammern 8 a′ und 8 b′ miteinander über die Öl einspritzöffnungen 45 a, 45 b in Verbindung, die zusammen mit der Öleinspritzleitung verbunden sind, so daß das Ölein spritzsystem als Ganzes nicht blockiert wird, wodurch die Gefahr einer großen Drucksteigerung im flüssigen Öl vermie den wird.

Bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform hat die Ölein spritzöffnung 51 einen Langlochabschnitt 51 a. Fig. 12 zeigt den Abschnitt der Stirnplatte 5 a, in welchem die Öleinspritz öffnung 51 ausgebildet ist. Obwohl die Breite l ₆ des Lang lochabschnitts 51 a kleiner als die Dicke t der Spiralwand ist, ist die Länge l ₅ des Langlochabschnitts 51 a größer als die Spiralwanddicke t, so daß die Öleinspritzöffnung 51 das Öl alternierend in die beiden Arbeitskammern 8 a, 8 b einspritzen kann. Außerdem ist die Mündungsfläche der Öleinspritzöffnung 51 groß genug, um eine Öleinspritzung mit maximalem Mengen strom zu gewährleisten, wie er für den Kompressor erforder lich ist.

Claims

1. Kompressor in Spiralbauweise, insbesondere zum Verdichten von gasförmigem Helium, mit einem stationären Spiralele ment (5) und einem umlaufenden Spiralelement (6), von denen jedes eine scheibenförmige Stirnplatte (5 a, 6 a) und eine Spiralwand (5 b, 6 b) aufweist, die von ihren Stirnplatten senkrecht abstehen und unter Bildung von Arbeitskammern (8) ineinandergreifen, mit einer Kurbel welle (7), deren Kurbelabschnitt (7 a) an dem umlaufenden Spiralelement (6) so angreift, daß es eine Umlaufbewegung bezüglich des stationären Spiralelements (5) ausführt, ohne sich um seine eigene Achse zu drehen, mit einer Ansaugöffnung (14) in einem äußeren Umfangsabschnitt und einer Förderöffnung (10) in einem Mittelabschnitt der Stirnplatte (5 a) des stationären Spiralelements (5) und mit wenigstens einer Öleinspritzöffnung (22; 45; 46; 51 a) in der Stirnplatte (5 a) des stationären Spiralelements (5) zum Einspritzen von Öl in das teilweise komprimierte Gas für dessen Kühlung, dadurch gekennzeich net, daß sich die Öleinspritzöffnung (22; 45; 46; 51 a) in einer Position befindet, in welcher sie unmittelbar mit einer Ansaugkammer (5 f) in Verbindung steht, die am Außenumfang der Spiralwände (5 b, 6 b) ausgebildet ist, und daß die Abmessung (d ₀, l ₅) der Öleinspritzöffnung (22; 45; 46; 51 a) gemessen in Dickenrichtung der Spiralwand (6 b) größer ist als die Dicke (t) der Spiralwand (6 b) des umlaufenden Spiralelements (6).

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Öleinspritzöffnung (22; 45; 46; 51 a) in einer Position befindet, die bezogen auf die Spiralwandwindung den Wert 0,7 gemessen von den Enden (5 c) der Spiralwand (5 b) des stationären Spiralelements (5) nach innen hat.

3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Öleinspritzöffnung (22) einen Durchmesser (d ₀) hat, der dem 1,3- bis 1,7fachen der Dicke (t) der Spiralwand (5 b) entspricht.

4. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Öffnung der Öleinspritz öffnung (46) einen Durchmesser (d ₀) hat, der im wesent lichen gleich einem Spiralgangabstand (l _c) der Spiralwand (5 b) ist.

5. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Öleinspritzöffnung (45) eine Form hat, die in Richtung der Dicke (t) der Spiralwand (5 b) langgestreckt ist.