DE4227332A1 - Schraubenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 32. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kälteanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12 und des Patentanspruches 27. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Leistung eines Schraubenverdichters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 22. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Kälteanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 28.

Im allgemeinen betrifft die Erfindung die Verdichtung eines Kältemittelgases in einem Schraubenverdichter. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen zur Abstimmung der Leistung eines Schraubenverdichters mit zwei Spindeln.

Verdichter werden in Kälteanlagen zur Erhöhung des Druckes des Kältemittel­ gases von einem Ansaugdruck auf einen Auslaßdruck eingesetzt, wodurch schließ­ lich der Einsatz des Kältemittels zur Kühlung eines gewünschten Mediums möglich ist. Im allgemeinen werden mehrere Arten von Verdichtern, einschließ­ lich Schraubenverdichter, in solchen Kälteanlagen eingesetzt. Bei einem Schraubenverdichter befinden sich innerhalb eines Verdichtungsraumes zwei komplementäre, ineinandergreifende drehbare Spindeln, wobei die eine Spin­ del im Sinne einer Matrize als aufnehmende Spindel, die andere Spindel im Sinne einer Patrize in die aufnehmende Spindel einführbar ausgebildet ist.

Die im Sinne einer Patrize ausgebildete Spindel weist relativ dicke und abgestumpfte Zipfel mit nach außen gewölbten Flankenflächen auf. Die im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel weist relativ schmale Zipfel mit nach innen gewölbten Flankenflächen auf. Der Verdichtungsraum bzw. die Ar­ beitskammer läßt sich üblicherweise als ein Raum in Form zweier sich schnei­ denden, am Ende abgeflachten, parallel verlaufenden Zylinder mit den darin ineinandergreifend angeordneten, komplementären drehbaren Spindeln be­ schreiben. Die Spindeln weisen gegenüber den zylindrischen Räumen (Bohrungen) nur geringes Spiel auf.

Ein Schraubenverdichter weist ein Niederdruckende und ein Hochdruckende mit einer Ansaug- und einer Auslaßöffnung auf, welche jeweils mit der Arbeits­ kammer des Verdichters strömungsverbunden ist. Unter Ansaugdruck stehendes Kältemittelgas strömt durch die Ansaugöffnung aus einem Ansaugbereich des Niederdruckendes des Verdichters und tritt in eine Chevron-ähnliche (sparren­ ähnliche) Drucktasche ein, welche durch die ineinandergreifenden drehbaren Spindeln und die Wandung der Arbeitskammer gebildet wird. Solche Drucktaschen sind anfänglich zur Ansaugöffnung hin geöffnet und zur Auslaßöffnung hin geschlossen.

Bei der Rotation der Spindeln schließt sich die Drucktasche zur Ansaugöffnung hin und die Verdichtung des Gases beginnt, da das Volumen der Tasche sich beginnt zu verringern, wenn die Tasche entlang des Umfanges und axial zum Hochdruckende des Verdichters hin verlagert wird. Schließlich ist die Druck­ tasche so verlagert, daß diese mit der Auslaßöffnung strömungsverbunden ist, durch welche dann das verdichtete Gas aus der Arbeitskammer entweicht.

Bei Schraubenverdichtern werden häufig Schieberventil-Anordnungen, welche geeignet sind, die Leistung des Verdichters in einem zusammenhängenden Betriebs­ bereich zu steuern, verwendet. Eine solche Anordnung ist Gegenstand der US-PS 46 62 190, welche auf die Anmelderin der jetzigen Erfindung zurückgeht. Der Ventilbereich der Schieberventil-Anordnung ist in das Spindelgehäuse ein­ gebaut und bildet einen integralen Bestandteil dieses Spindelgehäuses. Zu­ sätzlich wirken bestimmte Oberflächen des Ventilbereiches der Anordnung so mit dem Spindelgehäuse des Verdichters zusammen, daß innerhalb des Verdich­ ters die Arbeitskammer begrenzt wird.

Das Schieberventil ist axial innerhalb des Verdichters bewegbar, um einen Be­ reich der Arbeitskammer des Verdichters mit den darin angeordneten Spindeln dem Ansaugdruck auszusetzen. Arbeitet der Verdichter mit voller Leistung (bei geschlossenem Schieberventil), so ist der in Strömungsrichtung hinter der Ansaug­ öffnung liegende Bereich nicht dem Ansaugdruck ausgesetzt. Je mehr sich das Schie­ berventil öffnet, desto größer ist der Bereich der Arbeitskammer und der darin angeordneten Spindeln, welcher dann dem Ansaugdruck ausgesetzt ist. Hierdurch wird verhindert, daß der dem Ansaugdruck ausgesetzte Bereich der Arbeitskammer und der Spindeln in den Verdichtungsprozeß eingreift, da ansonsten - wäre dieser Bereich nicht dem Ansaugdruck ausgesetzt - sich hier geschlossene Drucktaschen bilden würden, wodurch der Verdichtungsprozeß dann beeinflußt wird. Im Endeffekt wird durch die Anwendung eines Schieber­ ventils eine Leistungsverringerung durch eine Verringerung der wirksamen Länge der Spindeln erreicht.

Wenn das Schieberventil geschlossen ist, ist der Verdichter voll belastet und arbeitet mit voller Leistung. Ist das Schieberventil vollständig geöff­ net, dies ist der Fall, wenn der größtmögliche Bereich der Spindeln dem Ansaugdruck - also nicht nur über die Ansaugöffnung - ausgesetzt ist, so arbeitet der Verdichter in einem maximal möglichen Umfang entlastet. Die bestimmte Stellung des Schieberventils zwischen den extremen Stellungen, nämlich der vollen Belastungs- und Entlastungsstellung wird relativ einfach gesteuert. Hierdurch kann die Leistung des Verdichters und die der Kälteanlage, in welcher ein solcher Verdichter eingesetzt ist, auf eine geeignete Weise wirksam über einen großen und zusammenhängenden Betriebsbereich abgestimmt werden.

So sind andere Anordnungen zur Steuerung der Leistungen von Schraubenver­ dichtern bekannt. So werden in der US-PS 23 58 815, der US-PS 31 08 740, der US-PS 44 53 900, der US-PS 44 98 849, der US-PS 47 37 082 und der US-PS 49 46 362 sich senkrecht öffnende Schieber-Anordnungen beschrieben. Diese Patentschriften beschreiben verschiedene Arten von sich senkrecht nach oben öffnenden Schieber-Entlastungselementen. Sind diese Entlastungselemente ge­ öffnet, so gewährleisten sie, daß eine normalerweise geschlossene Druck­ tasche mit einem Bereich des Verdichters strömungsverbunden ist, in welchem Ansaugdruck herrscht. Hierdurch wird das Volumen der Drucktasche zurückge­ führt, wodurch es dann für den Verdichtungsprozeß verloren geht.

Dieser Vorgang wird im allgemeinen als eine Stufen-Entlastung bezeichnet, da durch das Öffnen oder Anheben eines solchen Stufen-Entlastungselementes eine Verringerung der Leistung des Verdichters auf eine unstetige, stufenweise Art erfolgt. Hierdurch erfolgt nämlich eine sprunghafte, vorbestimmte und re­ lativ große prozentuale Änderung der Leistung eines Verdichters. Solche Anordnungen gewährleisten keine Entlastung des Verdichters über einen zusammen­ hängenden Leistungsbereich. Die Anwendung von solchen Stufen-Entlastungs­ elementen ist weniger kompliziert und nicht so teuer wie die Verwendung von Schieberventilen. Die Stufen-Entlastungselemente ermöglichen nicht die Flexibilität oder den energetischen Wirkungsgrad, welche bzw. welcher mit einer Schieberventil-Anordnung erreichbar wäre.

Weiterhin werden für Schraubenverdichter in der US-PS 40 42 310, der US-PS 45 44 333 und der US-PS 45 65 508 Entlastungskolben-Anordnungen beschrie­ ben. Diese Entlastungskolben-Anordnungen sind dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungskolben in einer von der Arbeitskammer entfernten zylindri­ schen Bohrung innerhalb des Verdichtergehäuses angeordnet ist. Bei diesen Entlastungskolben-Anordnungen ist die Bohrung mit der Arbeitskammer über eine Serie axial voneinander beabstandeter Öffnungen strömungsverbunden. Ebenso ist die Bohrung mit einem unter Ansaugdruck stehenden Bereich des Verdichters strömungsverbunden. Wenn der Entlastungskolben innerhalb der Bohrung so po­ sitioniert ist, daß vollständig die durch die Öffnungen hergestellte Strö­ mungsverbindung zwischen der Bohrung und der Arbeitskammer des Verdichters unterbricht, so arbeitet der Verdichter völlig belastet, da die axial von­ einander beabstandeten Öffnungen verschlossen sind und die Arbeitskammer - abgesehen von der Ansaugöffnung - nicht mit dem unter Ansaugdruck stehen­ den Bereich des Verdichters strömungsverbunden ist.

Der Entlastungskolben ist innerhalb der Bohrung axial bewegbar und in der Lage die axial voneinander beabstandeten Öffnungen vollständig oder teilweise zu öffnen. Durch das wahlweise Aufdecken bzw. Öffnen der die Bohrung und die Arbeitskammer verbindenden Öffnungen wird eine Entlastung des Verdichters ermöglicht. Diese Art einer Entlastungskolben-Anordnung ermöglicht eine stetigere und präzisere Leistungssteuerung, ähnlich einem Schieberventil, als die Anordnung eines Stufen-Entlastungselementes. Allerdings sind Ent­ lastungskolben-Anordnungen teurer und schwieriger durchzuführen als die An­ ordnung von Stufen-Entlastungselementen.

Weiterhin wird das zurück-expandierende Volumen, welches insbesondere durch die Entlastungs-Öffnungen einer solchen Entlastungskolben-Anordnung hervor­ gerufen wird, übermäßig groß, besonders wenn eine Entlastung des Verdichters über einen großen Leistungsbereich gewünscht wird. In dieser Hinsicht ist es bekannt, daß der Effekt und der Funktionsnachteil, welcher mit der Existenz solcher rück-expandierenden Volumina einhergeht, entschieden deutlicher an dem Auslaßende des Verdichters ausgeprägt ist, wo der Druck in einer Drucktasche bedeutend erhöht wird. Es sollte auch bekannt sein, daß anders als Entlastungs­ kolben-Anordnungen, der Einsatz eines Schieberventils oder eines Stufen-Entla­ stungselementes nicht die Erzeugung von rück-expandierenden Volumina zur Fol­ ge hat, da eine bestimmte Fläche ihrer sich bewegenden Elemente einen Teil der Wandung der Arbeitskammer bildet und sich präzise an die angrenzende äußere Kontur der Spindel-Anordnung anpaßt.

Schieberventil-Anordnungen werden daher, ganz besonders wegen ihrer Fähig­ keit die augenblickliche Belastung anzupassen und wegen ihrer Fähigkeit eine stetige Änderung der Belastung im Gegensatz zu Stufen-Entlastungselementen zu ermöglichen, bevorzugt. Dennoch bringen Schieberventil-Anordnungen den Nachteil von ihnen eigenen Undichtigkeits-Strömungswegen und ihnen eigenen Verlusten mit sich, weil ein Nachteil in der Art liegt, in welcher die Ober­ flächen des Ventils wirksam sind, um eine Wandung der Arbeitskammer des Verdichters zu begrenzen bzw. zu bilden. In dieser Hinsicht wirken solche Oberflächen mit den oberen Enden der Zipfel der Spindeln zusammen, um die geschlossenen Drucktaschen zu begrenzen. Der Zwischenraum zwischen den oberen Enden der Zipfel der Spindeln und der Oberfläche des Schieberventiles bildet einen Undichtigkeits-Strömungsweg, welcher jeder Schieberventil-An­ ordnung zu eigen ist.

Bei Verdichtern mit größerer Leistung, also bei teuereren Schraubenverdichtern, welche in der Anwendung mit relativ teuren Kreiselverdichtern "konkurrieren", ist die Undichtigkeit zwischen der Spindel/Schieberventil-Schnittstelle von annähernd geringer Bedeutung. Weiterhin sind die mit einer Schieberventil- Anordnung verbundenen Kosten bei größeren Systemen größer als durch die viel­ seitige Verwendung und den energetischen Wirkungsgrad, welche eine Anordnung eines Schieberventils zur genauen Abstimmung der Leistung des Verdichters an die Belastung eines Systems anbietet, herausgeholt werden kann.

In kleineren Schraubenverdichtern und Systemen, welche um die Anwendung mit weniger teueren Spiral- und Kolbenverdichtern "konkurrieren", ist der Ein­ satz von Schieberventilen selten, da die mit den Schieberventilen einher­ gehende Undichtigkeit entsprechend und unakzeptabel höher ist als die Kosten, welche mit ihrem Einsatz verbunden sind. Der alleinige Einsatz von Stufen- Entlastungselementen in kleineren Schraubenverdichtern, welcher ziemlich gewöhnlich ist und mit Entlastungs-Anordnungen für Spiral- und Kolbenver­ dichter konkurriert, bringt Nachteile mit sich. So ist die Fähigkeit einer relativ flexiblen und zufriedenstellenden Entlastung nicht gegeben. Diese Fähigkeit aber ist heutzutage eine Anforderung für die Verbesserung des Wir­ kungsgrades bei energieverbrauchenden Erzeugnissen.

Weiterhin ist der Einsatz von sich nach oben öffnenden Schieber-Anordnungen als Stufen-Entlastungselemente an der Auslaßendfläche der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel praktisch nicht durchführbar, weil das ent­ sprechende Spindelprofil, nämlich die Zipfel der als Patrize ausgebildeten Spindel ziemlich "dick" sind und ein nur relativ kleines Volumen zwischen diesen Zipfeln vorhanden ist. Hierbei ist nämlich die Größe der Öffnung, durch welche eine Entlastung stattfinden müßte, unzureichend, um das Ent­ weichen des Gases durch die Öffnung, während diese offen ist, zu gewährleisten, da die zur Verfügung stehende Größe der Öffnung nämlich durch die Dicke der Zipfel und der Rotationsgeschwindigkeit der Spindeln beeinflußt wird. Es ist bekannt, daß sich nach oben öffnende Schieber, welche als Stufen-Ent­ lastungselemente angeordnet sind, auch anderweitig als an der Endfläche einer Spindel wirksam angeordnet werden. Die aber so angeordneten Stufen- Entlastungselemente weisen Nachteile auf. Sie sind nämlich nur viel kosten­ aufwendiger herzustellen. Die Endfläche dieser Stufen-Entlastungselemente muß mit geringen Toleranzen in bezug auf ihre Größe hergestellt werden. Die Endfläche des Stufen-Entlastungselementes ist eher eine gekrümmte als eine flache Fläche, da die Anwendung einer flachen Fläche bei einem solchen Stufen- Entlastungselement die Erzeugung eines rück-expandierenden Volumens zur Folge hat.

Ebenso ist die Anwendung von Entlastungskolben-Anordnungen in den bevorzugten vollständigen Bereich der Entlastung, insbesondere bei Schraubenverdichtern mit geringer Leistung, für Verdichter mit einem hohen Wirkungsgrad praktisch nicht durchführbar. Es wird - noch einmal - erwähnt, daß dies an der Be­ schaffenheit und Anzahl der Öffnungen liegt, welche die von der Arbeits­ kammer entfernte Bohrung, in welcher der Entlastungskolben angeordnet ist, mit der Arbeitskammer zur Gewährleistung einer Strömung verbinden. Wenn solch eine Anordnung ausschließlich über einen großen Entlastungsbereich eines Verdichters mit geringer Leistung vorgesehen ist, so können die durch die Öffnungen hervorgerufenen Druckverluste, welche im Endeffekt rück-expan­ dierende Volumina sind (d. h. Volumina, welche im Verdichtungsprozeß nicht benutzt werden) unakzeptabel groß sein, insbesondere wenn sie in einem Hochdruckbereich der Arbeitskammer auftreten, wo der Rück-Expansionseffekt entschieden deutlicher ausgeprägt ist.

Es besteht daher die Notwendigkeit einer Entlastungs-Anordnung für einen Schraubenverdichter, gerade für Schraubenverdichter mit geringer Leistung, welche bei Anwendung leicht zu handhaben ist, wobei die Kosten, die Undich­ tigkeit, der Wirkungsgrad, die Flexibilität und die Herstellbarkeit Fak­ toren darstellen, die hierbei besonders beachtet und berücksichtigt werden müssen, wenn die Entlastungs-Anordnung mit konkurrierenden Anordnungen ande­ rer Verdichter, welche relativ unflexibel und unter dem Gesichtspunkt der Entlastung energetisch verschwenderisch sind, verglichen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Schraubenverdichtern mit geringer Leistung eine Entlastungs-Anordnung (bzw. Vorrichtung) vorzusehen, welche eine stetige Leistungssteuerung in einem ersten bestimmten Bereich des Leistungsbereichs des Verdichters und eine stufenweise (unstetige) Entlastung in einem zweiten Bereich des Leistungsbereiches des Verdichters gewährleistet und welche, wenn eine stetige Leistungssteuerung nicht benötigt wird, alter­ nativ eine stufenweise Entlastung über den ersten und den zweiten Bereich ermöglicht.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Entlastungs-Vor­ richtung für einen Schraubenverdichter so wirtschaftlich, wirkungsvoll und leistungsfähig auszugestalten, daß die Anwendung eines einzelnen Verdichters oder eine doppelte Anordnung mit anderen Verdichtern, in der Weise ermög­ licht wird, daß die Leistungssteuerung brauchbar ist und sich der Art der Leistungssteuerung annähert, die bei mit Schieberventilen betriebenen Schrau­ benverdichtern auftritt.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schraubenverdichter, ohne die Anwendung eines Schieberventils, so auszugestalten und weiterzu­ bilden, daß der Schraubenverdichter in einen bestimmten und zusammenhängen­ den Abschnitt seines Betriebsbereiches in einer Art und Weise abgestimmt (ge­ steuert) werden kann, welche die Menge des mit einer stetigen Entlastungs- Anordnung einhergehenden rück-expandierenden Volumens minimiert.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entlastungs- Vorrichtung für einen Schraubenverdichter so auszugestalten und weiterzu­ bilden, daß die axiale Gesamtlänge des Verdichters minimiert ist.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entlastungs-Vorrichtung derart auszugestalten und weiterzubilden, daß unter dem Gesichtspunkt des Betriebs und der Herstellung diese relativ einfach und kostensparend ist, wobei erwähnt werden muß, daß die Bewegung des Entlastungselementes pa­ rallel zu den Achsen der Spindeln erfolgt und die Entlastungs-Vorrichtung im allgemeinen zylindrische Elemente aufweist, welche zur Bewegung in zy­ lindrischen Bohrungen angeordnet sind.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine stetige Entlastungs- Vorrichtung für einen Schraubenverdichter der bisher bekannten Art, bei welcher ein zylindrischer Kolben in einer von der Arbeitskammer des Ver­ dichters entfernten Bohrung angeordnet ist und die Bohrung mit der Arbeits­ kammer durch eine Serie von Öffnungen strömungsverbunden ist, derart aus­ zugestalten und weiterzubilden, daß eine Abnahme des Wirkungsgrades, welche durch die rück-expandierenden Volumina, welche bei den früheren Entlastungs- Anordnungen erzeugt werden, hervorgerufen wird, verhindert wird.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine präzise Steuerung der Temperatur des Wassers zu gewährleisten, welches bei Kühlvorgängen die Kühlungsvorrichtung verläßt, wobei bisher zur Realisierung dieser Kühlvor­ gänge Verdichter mit Schieberventilen eingesetzt waren und die Entlastungs- Vorrichtung gemäß der Erfindung die Nachteile, welche mit dem Einsatz einer Schieberventil-Vorrichtung verbunden sind, eliminiert.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Entlastungs-Anordnung für einen Schraubenverdichter so auszugestalten und weiterzubilden, daß durch den Einsatz von unabhängigen und verschiedene Entlastungs-Vorrichtungen, welche jeweils einer Spindel zugeordnet sind, eine stufenweise und eine stetige Entlastung des Verdichters in bestimmten Bereichen seines Leistungs­ bereiches auf eine solche Weise gewährleistet ist, welche, insbesondere bei zwei in einer Anlage angeordneten Verdichtern, mit Schieberventil-An­ ordnungen konkurrieren kann und welche daher flexibler ist als die bis jetzt bekannten Nicht-Schieberventil-Entlastungs-Anordnungen.

Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Schraubenver­ dichter derart auszugestalten und weiterzubilden, daß dieser vielseitiger, wirtschaftlicher und energetisch wirkungsvoller als die existierenden Ver­ dichter (Schrauben- und Nicht-Schraubenverdichter) in Leistungsbereichen eingesetzt werden kann, wo Schraubenverdichter bis jetzt noch nicht einge­ setzt wurden.

Die zuvor aufgezeigten Aufgaben sind für einen Schraubenverdichter durch die Verwirklichung der Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 32 gelöst. Weiterhin sind die zuvor aufgezeigten Aufgaben für eine Kälteanlage durch die Verwirklichung der Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 12 und des Patentanspruches 27 gelöst. Ferner sind die zuvor aufgezeigten Aufgaben für ein Verfahren zur Steuerung der Leistung eines Schraubenverdichters durch die Verwirklichung der Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 22 gelöst. Schließlich sind die zuvor aufgezeigten Aufgaben für ein Verfahren zur Steuerung einer Kälteanlage durch die Verwirklichung der Merkmale des Kenn­ zeichnungsteils des Patentanspruches 28 gelöst.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Entlastungs-Anordnung für einen Schraubenverdichter, welche voneinander getrennte, verschiedene und unabhängige Entlastungs-Vorrichtungen aufweist und jeweils eine Entlastungs-Vorrichtung jeweils einer Spindel zugeordnet ist. Die der im Sinne einer Patrize ausgebil­ deten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung weist einen axialen Ent­ lastungskolben auf. Der axiale Entlastungskolben ermöglicht die Entlastung des Verdichters auf eine stetige Art in einem zusammenhängenden Betriebsbereich. Hierzu werden wahlweise eine Serie von Öffnungen geschlossen oder geöffnet, welche zur Arbeitskammer des Verdichters hin offen sind. Die der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung weist einen Stufen-Entlastungskolben auf, welcher wenn dieser geöffnet ist, den Verdichter in einem einzigen und relativ großen Schritt (unstetig) entlastet.

Weiterhin ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Kälteanlage, in welcher mehr als ein Schraubenverdichter angeordnet ist, dessen Aufbau im vorigen Absatz beschrieben wurde. Hierbei wird die Fähigkeit und die Wirksamkeit der den voneinander Unabhängigen jeweiligen Spindeln des je­ weiligen Verdichters zugeordneten Entlastungs-Vorrichtungen ausgenutzt, um die Leistung der Anlage abzustimmen. Dies geschieht auf eine stetige Weise in einem großen Betriebsbereich ohne die Anwendung einer Schieberventil-Vor­ richtung.

Ebenso ist bei der Kälteanlage ein Verfahren zur Steuerung von mindestens zwei in der Kälteanlage angeordneten Verdichtern, so wie im Absatz zuvor beschrieben, Gegenstand der Erfindung. Durch dieses Verfahren ist eine viel­ seitige und wirtschaftliche stetige Leistungssteuerung der Kälteanlage über einen großen Betriebsbereich möglich. Hierbei nähert sich die Viel­ seitigkeit und die Flexibilität der Kälteanlage nahezu an die einer Kälte­ anlage an, welche Schraubenverdichter aufweist, bei denen die Vorrichtungen zur Entlastung der Verdichter als Schieberventile ausgeführt sind.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfin­ dungen in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist auf die Patentansprüche und die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbei­ spielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, den erfindungs­ gemäßen Schraubenverdichter mit der der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordneten Entlastungs-Vorrichtung, wobei der Entlastungskolben in der vollständig geöffneten Stellung ist,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Schraubenverdichter, teilweise geschnitten, von oben mit der der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spin­ del zugeordneten Entlastungs-Vorrichtung in der offenen Stellung,

Fig. 3 den erfindungsgemäßen Schraubenverdichter ohne das Lagergehäuse im Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1 und 2,

Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung, die der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung in der geschlossenen Stellung, im Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung, die der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung des erfindungsgemäßen Schraubenverdichters mit dem Entlastungskolben in der vollständig geschlossenen Stellung, im Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 die schlitz-ähnlichen Entlastungs-Öffnungen der der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordneten Entlastungs-Vorrich­ tung des erfindungsgemäßen Schraubenverdichters, im Schnitt ent­ lang der Linie 6-6 in Fig. 3,

Fig. 6a und 6b die in Fig. 5 dargestellten Entlastungs-Öffnungen im Schnitt, wobei deren Tauglichkeit in Verbindung mit einer im Sinne einer Pa­ trize ausgebildeten Spindel und deren Untauglichkeit in Verbin­ dung mit einer im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel dar­ gestellt ist,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Entlastungs­ Vorrichtungen, wobei bestimmte Vorteile der erfindungsgemäßen ent­ lastungs-Vorrichtungen im Gegensatz zu früheren Entlastungs-Vorrich­ tungen dargestellt sind,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Art der Belastung eines Verdichters mit den erfindungsgemäßen Entlastungs-Vorrichtungen,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Kälteanlage mit zwei in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Verdichtern und zwei voneinander unabhängigen Kühlkreisläufen,

Fig. 10 in einer graphischen Darstellung eine Serie von Schritten, durch welche die Kälteanlage in Fig. 9 belastet werden kann.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Schraubenverdichter 10 dargestellt. Der Schrauben­ verdichter 10 weist ein Spindelgehäuse 12 und ein Lagergehäuse 14 auf. Im Spindelgehäuse 12 ist ein Motor 16, eine im Sinne einer Patrize ausgebil­ dete Spindel 18 und eine im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel 20 angeordnet. Auf einer sich von der Spindel 18 aus erstreckenden Welle 22 ist ein Rotor 24 befestigt. Die Spindel 18 ist die "angetriebene" Spindel, welche wiederum die Rotation der Spindel 20 verursacht, da die Spindeln 18 und 20 innerhalb des Spindelgehäuses 12 drehbar gelagert sind und mitei­ nander in Eingriff stehen.

Unter Ansaugdruck stehendes Kältemittelgas tritt in das Spindelgehäuse 12 durch ein Gehäuseende 26 des Ansaugbereiches des Verdichters 10 ein und strömt durch einen nicht dargestellten Ansaugfilter bevor das Kältemittel­ gas durch und um den Motor 16 herum auf eine solche Art strömt, so daß der Motor 16 gekühlt wird. Das Kältemittelgas strömt durch einen Motor-Rotor- Gehäuse-Zwischenraum 28 und einen Rotor-Stator-Zwischenraum 30 in einen An­ saugbereich 32 innerhalb des Spindelgehäuses 12. Das Kältemittelgas strömt hiernach aus dem Ansaugbereich 32 durch eine Ansaugöffnung 34 und wird von einer Chevron-ähnlichen (sparrenähnlichen) Drucktasche eingeschlossen, wel­ che durch die Wandung eine Arbeitskammer 36 und die Zipfel der miteinander in Eingriff stehenden Spindeln 18 und 20 begrenzt wird.

Rotieren nun die Spindeln 18 und 20, so wird die Drucktasche, in welcher das unter Ansaugdruck stehende Kältemittelgas eingeschlossen ist, inner­ halb der Arbeitskammer 36 so verlagert, daß die Drucktasche in bezug zur Ansaugöffnung 34 geschlossen ist. Dies erfolgt durch die miteinander in Eingriff stehenden Spindeln 18 und 20, da bei der Drehung der Spindeln 18 und 20 die gegeneinander drehenden Zipfel der Spindeln 18 und 20 die Druck­ tasche vor der Ansaugöffnung 34 verschließen. Die Drucktasche wird dann entlang des Umfanges durch die Drehung der Spindeln 18 und 20 in Richtung auf eine Hochdruck-Endwandung 38 der Arbeitskammer 36 verlagert. Durch diese Verlagerung verringert sich das Volumen der Drucktasche, so daß das darin enthaltene Kältemittelgas bis zu dem Zeitpunkt verdichtet wird, bei dem sich die Drucktasche zu einer Auslaßöffnung 40 hin öffnet.

Es ist offensichtlich, daß bei fehlenden Elementen zur Steuerung der Leistung des Verdichters 10, unter Ansaugdruck stehendes Kältemittelgas in die Ar­ beitskammer 36 strömt und auf ein bestimmtes Volumen verdichtet und mit einem bestimmten Druck durch die Auslaßöffnung 40 ausgelassen wird. Weil die tat­ sächlichen von den Verdichtern oder Verdichter-Systemen aufzunehmenden Be­ lastungen, insbesondere bei der Anordnung von Verdichtern in Kälteanlagen, normalerweise nicht so groß sind, daß ein Verdichter die ganze Zeit mit voller Leistung arbeitet und weil der Betrieb eines Verdichters bei voller Leistung energieverschwenderisch ist, wenn eine solche Leistung nicht nötig ist, müssen Vorrichtungen eine Entlastung solcher Verdichter ermöglichen. Die Entlastung des Verdichters sollte so erfolgen, daß sich diese, so nah wie möglich, an den tatsächlichen Bedarf eines Systems nach verdichtetem Gas (oder der damit verbundenen Effekte) annähert, in welchem solche Verdichter eingesetzt werden.

So ist in dieser Hinsicht der Verdichter 10 mit einer Entlastungs-Anordnung versehen, welche zwei unabhängig und getrennt voneinander betriebsfähige Ent­ lastungs-Vorrichtungen aufweist, wobei jeweils eine der Entlastungs-Vorrich­ tungen jeweils einer der Spindeln 18 und 20 zugeordnet ist. Es soll nochmal erwähnt werden, daß vom Anfang an mit dem Ausdruck, daß die Entlastungs-Vor­ richtung jeweils einer der Spindeln "zugeordnet" ist, nicht damit gemeint ist, daß die jeweilige zugeordnete Spindel entlastet wird, sondern daß damit gemeint ist, daß die Chevron-ähnliche Drucktasche entlastet wird, welche durch die Arbeits­ kammer 36 und die miteinander in Eingriff stehenden Spindeln 18 und 20 begrenzt wird. So bezieht sich z. B. der Ausdruck "die Entlastungs-Vorrichtung ist der als Matrize ausgebildeten Spindel zugeordnet" auf eine Entlastungs-Vorrichtung, wel­ che in der Lage ist den Verdichter über einen unterbrechbaren Kanal zu entla­ sten. Hierbei ist der Kanal dann zwischen dem Bereich der Arbeitskammer 36, in welchem die im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel 20 angeordnet ist, und einem unter Ansaugdruck stehenden Bereich 32 des Verdichters 10 vorgesehen, wobei der Kanal diese beiden Bereiche zur Gewährleistung einer Strömung ver­ bindet.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen die der Spindel 20 zugeordnete Entlastungs-Vor­ richtung, welche den Verdichter 10 auf eine unstetige, stufenweise Art entlastet. Das Spindelgehäuse 12 begrenzt einen Kanal 42, welcher an seinem einen Ende mit der Ansaugöffnung 34 und an seinem anderen Ende mit einer Kammer 44 strömungsverbunden ist. Die Kammer 44 wird im Lagergehäuse 14 begrenzt. Es soll erwähnt werden, daß der Kanal 42 auch mit jedem anderen Bereich des Verdichters 10, welcher unter Ansaugdruck steht, verbunden sein kann. Dies bedeutet, daß der Kanal 42 auch mit dem Ansaugbereich 32, aber auch mit einem anderen unter Ansaugdruck stehenden Bereich, strömungsver­ bunden werden kann.

Aufgrund des Aufbaus des Lagergehäuses 14 und des Spindelgehäuses 12 ist die Kammer 44 sowohl mit dem Kanal 42 als auch mit der Arbeitskammer 36 strö­ mungsverbunden. In der Kammer 44 ist ein Stufen-Entlastungskolben 46 an­ geordnet, welcher axial in eine offene oder geschlossene Position verstell­ bar ist. Der Kolben 46 wird hier als Stufen-Entlastungskolben bezeichnet, weil er ein Teil der Entlastungs-Vorrichtung ist, welche den Verdichter 10 auf eine unstetige Art entlastet. Die Stellung des Stufen-Entlastungskolbens 46 wird mit Hilfe eines unter Druck stehenden Gases oder Fluids beeinflußt. Hierzu kann das Gas oder Fluid über einen Kanal 48 in die Kammer 44 sowie aus der Kammer 44 herausströmen. Der Kanal 48 wird, wie die Kammer 44, im Lagergehäuse 14 begrenzt und ermöglicht so die Verwirklichung des Merkmals einer stufenweisen, hier der Spindel 20 zugeordneten Entlastung.

Ist nun der Stufen-Entlastungskolben 46 in der offenen Stellung, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so wird eine bestimmte der in der Arbeitskammer 36 gebildeten Drucktaschen mit einem unter Ansaugdruck stehenden Bereich "kurzgeschlossen". Hier ist die entsprechende Drucktasche mit der Ansaug­ öffnung 34 über die Kammer 44 und den Kanal 42 strömungsverbunden. Dies erfolgt nachdem durch die Drehung der Spindel 20 die Ansaugöffnung 34 zum Ansaugende der Arbeitskammer 36 hin verschlossen ist. In der bevorzugten Ausführungsform liegt die Drucktasche, welche durch die Kammer 44 und den Kanal 42 entlastet wird, nahe an der Auslaßöffnung 40 der Arbeitskammer 36.

In seiner geschlossenen Stellung bildet der Stufen-Entlastungskolben 46, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, einen Teil der Hochdruck-Endwandung 38 der Arbeitskammer 36. Der Stufen-Entlastungskolben 46 stößt an das Spindel­ gehäuse 12. Die dem Auslaßende der Arbeitskammer 36 zugewandte ebene End­ fläche der Spindel 20 steht flächenweise nahezu in Kontakt mit dem Stufen- Entlastungskolben 46. In der geschlossenen Stellung verhindert der Stufen- Entlastungskolben 46 eine Strömung zwischen der Arbeitskammer 36 und dem Kanal 42. Hierbei erzeugt er kein rück-expandierendes Volumen, da die ebene Fläche des Stufen-Entlastungskolbens 46 sich nahezu in Kontakt mit der ebenen Endfläche der Spindel 20 befindet.

Die Fig. 1, 3, 5 und 6 zeigen die der Spindel 18 zugeordnete Entlastungs- Vorrichtung. Das Spindelgehäuse 12 begrenzt eine zylindrische Bohrung 50, welche - ähnlich wie der der Spindel 20 zugeordnete Kanal 42 - mit der An­ saugöffnung 34 strömungsverbunden ist. Die zylindrische Bohrung 50 kann auch mit jedem anderen unter Ansaugdruck stehenden Bereich des Verdichters 10 verbunden sein. Das Spindelgehäuse 12 weist eine Serie von Öffnungen 52 auf, welche mit der Bohrung 50 und der Arbeitskammer 36 strömungsverbunden sind. Innerhalb der Bohrung 50 ist ein Entlastungskolben 54 angeordnet. Der Kolben 54 wird hier als Entlastungskolben bezeichnet, weil er zu der Ent­ lastungs-Vorrichtung gehört, welche der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel 18 zugeordnet ist und den Verdichter auf eine stetige Art entlasten kann. Der Entlastungskolben 54 weist einen Steuerbereich 56 auf, welcher in einer Kammer 58 angeordnet ist. Die Kammer 58 wird durch das Lagergehäuse 14 begrenzt. Es wird später noch beschrieben, daß der Entlastungskolben 54 in der Bohrung 50 axial verstellbar ist. Die Versetzung des Entlastungskol­ bens 54 ist steuerbar und derart präzise möglich, daß keine oder jede der Öffnungen 52 verschlossen ist. Auch jede beliebige Stellung des Entlastungs­ kolbens 54 zwischen diesen beiden Stellungen ist möglich, so daß nur be­ stimmte Öffnungen 52 (auch nur teilweise) offen und verschlossen sind.

Die Öffnungen 52 sind in den Fig. 5 und 6 anschaulicher dargestellt. Die Öffnungen 52 sind im allgemeinen als verlängerte axial verlaufende krumm­ linige Schlitze ausgeführt, welche durch die Wandung der Arbeitskammer 36 begrenzt werden. Die Öffnungen 52 sind so angeordnet, daß sie sich - in axialer Richtung gesehen - wirksam überlappen. Hierbei ist wichtig, daß so ein zusammenhängender Entlastungs-Strömungsweg aus dem Bereich der Spindel 18 der Arbeitskammer 36 in die Bohrung 50 gebildet wird. Hierdurch ist eine stetige Entlastung des Verdichters 10 entlang dieses Entlastungs-Strömungs­ weges gewährleistet. Dies ist für eine stetige Entlastung des Verdichters 10 wesent­ lich. Die Länge dieses Entlastungs-Strömungsweges wird durch die Stellung des Entlastungskolbens 54 innerhalb der Bohrung 50 bestimmt, wodurch dann folglich die Leistung des Verdichters 10 ebenso festgelegt ist.

In der bevorzugten Ausführungsform ist nun die der Spindel 18 zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung zusätzlich zu der der Spindel 20 zugeordneten (Stufen-) Entlastungs-Vorrichtung angeordnet. Hierdurch werden in der bevorzugten Aus­ führungsform nur drei Öffnungen 52 benötigt, wodurch in vorteilhafter Weise das rück-expandierende Volumen verringert ist, welches mit einer der Spindel 18 zugeordneten Entlastungs-Vorrichtung, welche den Verdichter auf eine stetige Art entlastet, einhergeht.

Aus den Fig. 6, 6a und 6b werden die Vorteile deutlich, wenn die den axialen Entlastungskolben aufweisende Entlastungs-Vorrichtung nur der Spin­ del 18 zugeordnet ist. Wie schon erwähnt weist die im Sinne einer Patrize ausgebildete Spindel 18 relativ dicke und stumpfe Zipfel auf, wohingegen die im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel 20, im Vergleich zur Spin­ del 18, nur relativ dünne und schmale Zipfel aufweist. Fig. 6a zeigt deut­ lich, daß der relativ dicke und stumpfe Zipfel 60 der Spindel 18 nur eine geringe Möglichkeit für eine Undichtigkeit zwischen den in der Arbeitskammer 36 benachbarten Drucktaschen 36a und 36b zuläßt, wenn der Zipfel 60 die Öffnung 52 überstreicht. Der Nachteil, eine einen axialen Entlastungskolben 54 aufweisende Entlastungs-Vorrichtung der Spindel 20 zuzuordnen, ist in Fig. 6b dargestellt. Fig. 6b zeigt deutlich, daß aufgrund der schmalen Zipfel der Spindel 20 die deutlich größere Möglichkeit gegeben ist, daß Gas aufgrund einer Undichtigkeit aus der Drucktasche 36b in die Drucktasche 36a entweichen kann, wenn ein schmaler Zipfel der Spindel 20 die Öffnung 52 überstreicht.

Durch die Fig. 7 und 8 werden die durch die erfindungsgemäße Entlastungs- Anordnung erzielten Vorteile noch näher verdeutlicht. Fig. 7 zeigt schematisch die Entlastungs-Vorrichtungen nach der Lehre der Erfindung und verdeutlicht die Unterschiede zwischen den Entlastungs-Vorrichtungen des Verdichters nach der Lehre der Erfindung und früheren Verdichtern, welche ausschließlich axiale Entlastungskolben-Anordnungen aufweisen. Es ist zu erkennen, daß die Chevron- ähnlichen Drucktaschen 36a, 36b und 36c über die Öffnungen 52 entlastet wer­ den, welche zum Bereich der Arbeitskammer 36 hin offen sind, in welchem die Spindel 18 angeordnet ist. Die Drucktasche 36d wird über den Kanal 42 durch den in der offenen Stellung stehenden Stufen-Entlastungskolben 46 in dem Bereich der Arbeitskammer entlastet, in welchem die Spindel 20 angeordnet ist. Die Drucktasche 36d ist näher an dem Auslaßende des Verdichters als die übrigen Drucktaschen 36a, 36b und 36c. Folglich ist das Volumen in der Drucktasche 36d bedeutend geringer und der Druck bedeutend höher als in den Drucktaschen 36a, 36b und 36c.

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß wenn der Verdichter 10 vollständig belastet ist, der Verdichtungsprozeß im Punkt A beginnt, nämlich wenn die entsprechende Drucktasche ein maximales Volumen aufweist, d. h. wenn die Drucktasche 36a sich in der Stellung befindet, die in Fig. 7 dargestellt ist. Befindet sich der der Spindel 18 zugeordnete Entlastungskolben 54 in der vollständigen Entlastungs-Stellung, so sind alle Öffnungen 52 geöffnet und der Bereich der Arbeitskammer, mit welchen die Öffnungen 52 strömungsverbunden sind, wird über die Bohrung 50 mit dem Ansaugbereich 32 strömungsverbunden oder "kurz­ geschlossen". Der Verdichtungsprozeß beginnt nicht vor dem Punkt B.

Im Punkt B ist die Tasche zum Auslaßende des Verdichters hin verlagert und das Volumen der Tasche ist deutlich verringert. Dies ist der Fall, wenn die Tasche sich in der Stellung befindet, welche durch die Tasche 36d in Fig. 7 dargestellt ist. Der Verdichtungsvorgang verläuft dann vom Punkt B entlang der Belastungskurve, welche in Fig. 8 dargestellt ist.

Es ist ersichtlich, daß die Belastung des Verdichters auf eine stetige Art zwischen den Punkten A und B durch die Verstellung des Entlastungskolbens 54 gesteuert werden kann. Auf eine stetige Art bedeutet hier, daß der Verdich­ tungsprozeß an jeder Stelle/bei jedem Volumen (zwischen den Punkten A und B) beginnen kann. Die Belastung des Verdichters kann dann den Anforderungen ent­ sprechend dadurch abgestimmt werden, daß der Beginn des Verdichtungsprozesses zwischen den Punkten A und B entsprechend gewählt wird. Um den Verdichter 10 vollständig zu entlasten, wird der Stufen-Entlastungskolben 46 geöffnet, so daß die Drucktasche 36d mit dem Ansaugbereich 32 über den Kanal 42 strömungs­ verbunden ist und der Verdichtungsprozeß nicht vor dem Punkt C beginnt. Eine Verdichtung tritt dann nur noch innerhalb der Drucktasche 36e auf, welche im Vergleich zu den anderen Drucktaschen ein relativ kleines Volumen aufweist und in welcher der Druck bedeutend höher ist.

Frühere Schraubenverdichter weisen Entlastungs-Anordnungen auf, wobei hier axiale Entlastungskolben und eine Serie von Entlastungs-Öffnungen dem Gegenstand der Erfindung ähneln. Bei den früheren Anordnungen ist im allge­ meinen für jede Drucktasche mindestens eine Entlastungs-Öffnung vorgesehen, um diese Drucktasche zu entlasten. Die augenblickliche, erfindungsgemäße Anordnung weist hingegen nur drei solcher Öffnungen auf, wobei diese Öff­ nungen den näher zur Ansaugseite der Arbeitskammer 36 liegenden Drucktaschen zugeordnet sind (eine Öffnung 52 ist jeweils einer der Drucktaschen 36a, 36b und 36c zugeordnet, vgl. Fig. 7).

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei Beginn des Verdichtungsprozesses der Druck in einer Drucktasche bei einer relativ großen Verringerung des Volumens nur leicht steigt. Der entscheidende große Druckanstieg tritt an einem Punkt auf, an dem die Drucktasche (schon nahe) zu dem Auslaßende der Arbeitskammer hin verlagert worden ist. Da der Druck innerhalb einer Drucktasche nur sehr stark ansteigt, wenn sich die Drucktasche kurz vor der Auslaßöffnung befindet, ist es ersichtlich, daß die Existenz einer Entlastungs-Öffnung 52a, welche mit der Drucktasche 36d, wie in Fig. 7 dargestellt, strömungsverbunden ist - wie dies bei früheren Anordnungen im allgemeinen der Fall war -, Nachteile mit sich bringt. Hierdurch wird nämlich ein rück-expandierendes Volumen erzeugt, wo­ durch sich der Wirkungsgrad des Verdichters verringert. Dieser Rück-Expansions­ effekt ist bei der Entlastungs-Öffnung 52a deutlicher ausgeprägt als bei den Entlastungs-Öffnungen, welche nicht so nahe an dem Auslaßende der Arbeitskammer angeordnet sind.

Die nicht so nahe an der Auslaßöffnung der Arbeitskammer angeordneten Ent­ lastungs-Öffnungen weisen relativ kleine Rück-Expansionseffekte auf, d. h. hier entstehen geringe rück-expandierende Volumina und dadurch bedingt eine nur geringe Verringerung des Wirkungsgrades des Verdichters. Dies liegt daran, weil die nicht so nahe an dem Auslaßende der Arbeitskammer angeordneten Öff­ nungen mit Drucktaschen strömungsverbunden sind, welche einen relativ ge­ ringeren Druck und ein größeres Volumen aufweisen. Dadurch, daß die dem Aus­ laßende der Arbeitskammer nächstliegende Entlastungs-Öffnung oder die nächst­ liegenden Entlastungs-Öffnungen, die bei früheren axialen Entlastungskolben- Anordnungen üblich waren, insbesondere durch die Anordnung eines Stufen- Entlastungskolbens eliminiert wird bzw. werden, wird das Entstehen der sehr kritischen rück-expandierenden Volumina bei dem Gegenstand der Erfindung ver­ hindert. Diese bei früheren Entlastungskolben-Anordnungen üblichen rück-expan­ dierenden Volumina bringen eine Verringerung des Wirkungsgrades von näherungs­ weise 5% mit sich, wobei im Endeffekt diese Verringerung des Wirkungsgrades durch die dem Auslaßende der Arbeitskammer naheliegende Entlastungs-Öffnung bzw. naheliegenden Entlastungs-Öffnungen, wie sie bei früheren Anordnungen üblich waren, verursacht wird.

Die Anordnung nach der Lehre der Erfindung gewährleistet eine stetige Ent­ lastung des Verdichters in einem großen und sehr kritischen Bereich seines Leistungsbereiches und eine stufenweise Entlastung in einem zweiten Bereich seines Leistungsbereiches. Es ist vorteilhaft, daß die Entlastungselemente einen im allgemeinen zylindrischen Aufbau aufweisen und innerhalb zylindrischer Bohrungen bewegbar sind, welche im allgemeinen axial zur Arbeitskammer des Verdichters verlaufen. Hierdurch können die Entlastungselemente selber sehr einfach und billig hergestellt werden, wie auch die Herstellung der axial verlaufenden zylindrischen Kanäle und Bohrungen einfach zu bewerkstelligen ist, in welchen sich die Entlastungselemente zur Erfüllung ihrer Funktion bewegen.

Zusätzlich entfällt für die voneinander getrennten Entlastungs-Vorrichtungen (für den Stufen-Entlastungskolben 46 und den Entlastungskolben 54) die Her­ stellung einer profilierten Oberfläche, wie dies bei früheren Anordnungen nötig war. Die der Spindel 20 zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung weist näm­ lich einen Stufen-Entlastungskolben 46 mit einer ebenen Endfläche auf. Ist der Stufen-Entlastungskolben 46 in der geschlossenen Stellung, so steht diese ebene Fläche des Stufen-Entlastungskolbens 46 nahezu in Kontakt mit der ebenen Endfläche der Spindel 20. Die der Spindel 18 zugeordnete Entlastungs-Vorrich­ tung weist einen zylindrischen Entlastungskolben 54 auf, welcher innerhalb einer von den Spindeln entfernten zylindrischen Bohrung 50 bewegbar ist. Es ist bekannt, daß Schieberventil-Anordnungen und bestimmte Arten von Stufen- Entlastungselementen die Herstellung einer profilierten Oberfläche zur Folge hat, welche nur sehr geringe Toleranzen zu dem äußeren Profil der Spindeln aufweisen darf. Wird dennoch ein Stufen-Entlastungselement mit ebenen Flä­ chen eingesetzt, so führt dies zur Erzeugung eines rück-expandierenden Volumens und/oder eines Undichtigkeits-Strömungsweges, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters herabgesetzt wird. In diesem Fall steht dann das Stufen-Entla­ stungselement flächenweise nicht nahezu in Kontakt mit der entsprechenden Spindel. Im Ergebnis führt die gemischte Entlastungs-Anordnung nach der Lehre der Erfindung zu einem Wirkungsgrad und einer Flexibilität, welche bisher bei Schraubenverdichtern mit geringer Leistung nicht bekannt war, insbeson­ dere nicht bei zwei oder mehr in einem System mit geringer Leistung angeord­ neten Verdichtern.

Es ist schon erwähnt worden, daß durch die Stellung des Entlastungskolbens 54 die Anzahl und die Größe der verschlossenen Entlastungs-Öffnungen 52 bestimmt wird. Hierdurch wird die Größe des Bereiches der Arbeitskammer 36, in welchem die Spindel 18 angeordnet ist, welcher mit der Ansaugöffnung 34 über die Bohrung 50 strömungsverbunden ist, festgelegt. Der der Spindel 18 zugeord­ nete Entlastungskolben 54 wird vorzugsweise hydraulisch betätigt. Denkbar sind aber auch andere geeignete Arten der Betätigung oder der Steuerung des Entlastungskolbens 54.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die im Lagergehäuse 14 angeordnete Kammer 58 über einen Kanal 62 mit einer hydraulischen Energiequelle verbun­ den. In diesem Fall wird mit unter Druck stehendem Öl gearbeitet. Im Kanal 62 ist ein Belastungs-Magnetventil 64 angeordnet. Ebenso ist die Kammer 58 mit einem Kanal 66, in welchem ein Entlastungs-Magnetventil 68 angeordnet ist, strömungsverbunden. Strömt nun unter Druck stehendes Öl durch das Belastungs- Magnetventil 64, während das Entlastungs-Magnetventil 68 geschlossen ist, so verursacht dies eine Bewegung des Entlastungskolbens 54 in Richtung auf das Ansaugende 26 des Verdichters. Hierdurch werden zusätzlich Entlastungs-Öff­ nungen 52 verschlossen, wodurch der Verdichter belastet wird.

Bei der Bewegung des Entlastungskolbens 54 entgegengesetzt zum Ansaugende 26 des Verdichters 10, wird der Verdichter 10 entlastet. Hierzu ist es günstig, daß die Kammer 58 mit einem unter Auslaßdruck stehenden Bereich des Verdich­ ters 10 strömungsverbunden ist. Diese Strömungsverbindung wird in der be­ vorzugten Ausführungsform mit Hilfe eines Kanals 70 ermöglicht. Der Kanal 70 verbindet einen Bereich der Auslaßöffnung 40 mit dem Bereich der Kammer 58, welcher der hydraulisch betriebenen Seite des Steuerbereiches 56 des Ent­ lastungskolbens 54 gegenüberliegt.

Da nun die Seite des Steuerbereichs 56 des Entlastungskolbens 54, welche der hydraulisch betätigten Seite gegenüberliegt, dem Auslaßdruck ausge­ setzt ist, kann im Betrieb des Verdichters der Entlastungskolben 54 wie folgt gesteuert werden. Ist das Belastungs-Magnetventil 64 geschlossen und das Entlastungs-Magnetventil 68 geöffnet, so wird der Entlastungskolben 54 aufgrund des unter Auslaßdruck stehenden durch den Kanal 70 strömenden Gases so bewegt (in Fig. 5 nach rechts), daß hierdurch der Verdichter entlastet wird. Ist das Entlastungs-Magnetventil 68 offen, so wird der Verdichter da­ durch entlastet, daß ein Teilbereich der Arbeitskammer 36 zu einem unter An­ saugdruck stehenden Bereich hin entlüftet wird. Es ist auch denkbar, daß der Entlastungskolben 54 durch einen elektrischen Schrittmotor angetrieben wird. Der Einsatz eines Schrittmotors kann im Gegensatz zu einem hydraulischen An­ trieb dann vorteilhaft sein, wenn eine exakte Steuerung und Bestimmung der Position des Entlastungskolbens 54 notwendig ist. Dies ist abhängig von dem zum Einsatz kommenden Steuerungsmechanismus.

In ähnlicher Weise wird die der Spindel 20 zugeordnete Entlastungs-Vorrich­ tung gesteuert. Hierzu wird auf die Fig. 2, 3 und 4 verwiesen. Der Stufen- Entlastungskolben 46 steht hier in der geschlossenen Stellung. In dieser Stellung wird er mit Hilfe von unter Auslaßdruck stehendem Gas positioniert, welches durch den Kanal 48 in die Kammer 44 gelangt. Zur Steuerung des Gas­ stromes ist hier ein Magnetventil 72 vorgesehen. Ist das Magnetventil 72 ge­ öffnet, so wird die Kammer 44 über den Kanal 48 und einen Kanal 74, welcher mit dem Ansaugbereich des Verdichters strömungsverbunden ist, entlüftet. Hierdurch gelangt dann der Stufen-Entlastungskolben 46 in die offene Stellung. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Kanal 74 sowohl durch das Spin­ delgehäuse 12 als auch durch das Lagergehäuse 14 begrenzt.

Bei Betrieb des Verdichters wirkt nun das sich im Bereich der Spindel 20 befindende Gas der Arbeitskammer 36 auf den Stufen-Entlastungskolben 46 und drückt diesen in die offene Stellung, wenn der Kanal 48 mit Hilfe des Kanales 74 zum Ansaugbereich hin entlüftet wird. Das Magnetventil 72 ist so ausge­ führt, daß wenn der Kanal 48 über den Kanal 74 mit dem Ansaugbereich strö­ mungsverbunden ist, ein Kanal 76 verschlossen ist. Über dem Kanal 76 kann der Kammer 44 unter Auslaßdruck stehendes Gas zugeführt werden, um den Stufen- Entlastungskolben 46 in die geschlossene Stellung zu verbringen. In dieser Ausführungsform ist das Magnetventil 72 als ein Drei-Wege-Ventil ausgeführt. Denkbar ist auch eine Anordnung von einem Zwei-Wege-Ventil oder mehreren Zwei-Wege-Ventilen und einer entsprechenden Anordnung von Kanälen im Spin­ delgehäuse.

Fig. 9 zeigt die schematische Darstellung einer Kälteanlage 100, in welcher zwei Schraubenverdichter 102 und 104 nach der Lehre der Erfindung angeordnet sind. Jeder der beiden Schraubenverdichter 102 und 104 betreibt hier jeweils einen Kühlkreislauf. Aus den Verdichtern 102 und 104 strömt auf Auslaßdruck verdichtetes Kältemittelgas, in welchem Öl enthalten ist, in entsprechende Ölabscheider 106 und 108. Von hieraus strömt dann das verdichtete Kältemittel­ gas, welches vom Öl befreit ist, in die entsprechenden Verflüssiger 110 und 112. Hiernach wird das nun verflüssigte Kältemittel entsprechenden Expansions­ ventilen 114 und 116 zugeführt bevor es dann in den Verdampfer 118 gelangt. Hier erfährt das Kältemittel dann einen Wärmeaustausch mit einem Arbeitsme­ dium. Dies kann z. B. Wasser sein, welches gekühlt werden muß, um ein Ge­ bäude zu klimatisieren oder welches in einem Industrieprozeß benötigt wird.

Das Wasser strömt in den Verdampfer 118 durch eine Rohrleitung 120 und ver­ läßt den Verdampfer 118 durch eine Rohrleitung 122. Das durch die Rohrlei­ tung 122 den Verdampfer 118 verlassende Wasser ist, aufgrund des stattfin­ denden Wärmeaustausches mit dem Kältemittel, gekühlt. Nachdem der im Ver­ dampfer 118 stattfindende Wärmeaustausch zwischen dem Wasser und dem Kälte­ mittel stattgefunden hat, wird das Kältemittel in den Kühlkreisläufen 124 und 126 über Rohrleitungen 128 und 130 dem Ansaugende der entsprechenden Ver­ dichter zugeführt. Wie schon erwähnt, kühlt das Kältemittel dann die Motoren der Verdichter. Obwohl hier zwei voneinander unabhängige Kühlkreisläufe 124 und 126 dargestellt sind, ist es offensichtlich, daß mehrere Verdichter in einer Kälteanlage angeordnet sein können, welche nur einen einzigen Kühl­ kreislauf aufweist. Denkbar wäre also auch die Anordnung von einem Schrauben­ verdichter oder mehreren Schraubenverdichtern nach der Lehre der Erfindung in einer Kälteanlage mit nur einem Kühlkreislauf.

Um die gewünschte Temperatur des den Verdampfer 118 durch die Rohrleitung 122 verlassenden Wassers aufrecht zu erhalten, muß die Leistung der Verdich­ ter 102 und 104 entsprechend der Kühlbelastung gesteuert werden, welcher das Wasser und folglich die Kälteanlage 100 ausgesetzt sind. Unter dem Gesichts­ punkt der Gewährleistung einer präzisen Steuerung der Temperatur des den Verdampfer 118 verlassenden Wassers und unter dem Gesichtspunkt der Kühlung des Wassers auf eine energiesparende Weise muß die Belastung der Verdichter 102 und 104 entsprechend der auf die Kälteanlage 100 tatsächlich wirkenden Kühlbelastung entsprechend gesteuert werden. Dies bedeutet, daß die Verdichter 102 und 104 nur in einem wirklich benötigten Umfang belastet werden. Dadurch, daß die Verdichter 102 oder 104 nicht mehr im vollen Umfang, sondern nur noch entsprechend der auf die Kälteanlage 100 wirkenden tatsächlichen Kühlbe­ lastung belastet werden, wird der von den Motoren benötigte elektrische Strom, welche die Verdichter 102 und 104 antreiben, minimiert. Hierdurch wird nicht nur der Steuerungsprozeß für den das gekühlte Wasser benötigenden Endverbraucher erleichtert, sondern auch der gesamte energetische Wirkungs­ grad des Systems bzw. der Kälteanlage verbessert.

Aus Fig. 10 ist die Anpassungsfähigkeit von Verdichtern, welche die erfindungs­ gemäße Entlastungs-Anordnung aufweisen ersichtlich. Fig. 10 verdeutlicht nun die Anpassungsfähigkeit von zwei in einer Kälteanlage, sowie diese in Fig. 9 dargestellt ist, angeordneten erfindungsgemäßen Verdichtern.

So lange wie nicht die Notwendigkeit zur Kühlung eines Gebäudes oder eines Industrieprozesses besteht und daher die Kälteanlage 100 keine Kühlleistung erbringen muß, so lange werden die Kälteanlage 100 und die Verdichter 102 und 104 nicht betrieben. Dies ist in Fig. 10 durch die zwischen den Zeitpunkten T₀ und T₁ begrenzte Zeitspanne dargestellt. Ist nun eine Kühlung erforderlich, so wird der erste Verdichter in der Kälteanlage 100 angetrieben. Hierbei ist die den Stufen-Entlastungskolben 46 aufweisende Entlastungs-Vorrichtung und die den Entlastungskolben 54 aufweisende Entlastungs-Vorrichtung vollständig geöffnet. Der erste Verdichter wird daher anfänglich entlastet in einem für ihn größtmöglichen Umfang betrieben.

An dieser Stelle muß erwähnt werden, daß Schraubenverdichter, auch wenn sie vollständig durch eine Entlastungs-Vorrichtung entlastet sind, eine geringe bestimmte Verdichtungsleistung erzeugen. Dies ist im allgemeinen bei dem An­ trieb von Schraubenverdichtern, welche entlastet werden können, der Fall. Folglich wird, wenn einer der in der in Fig. 9 dargestellten Kälteanlage angeordneten Verdichter angetrieben wird, auch wenn der Verdichter vollständig entlastet ist, eine geringe bestimmte Kühlleistung durch die Kälteanlage 100 erzeugt.

Die Kälteanlage 100 weist eine System-Steuereinheit 128 auf, welche jeweils mit dem Belastungs-Magnetventil 64 und dem Entlastungs-Magnetventil 68 der entsprechenden Verdichter 102 und 104 verbunden ist (vgl. Fig. 9). Das Be­ lastungs-Magnetventil 64 und das Entlastungs-Magnetventil 68 sind jeweils der Entlastungs-Vorrichtung zugeordnet, welche jeweils der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel der entsprechenden Verdichter 102 und 104 zugeordnet ist und den entsprechenden Verdichter auf eine stetige Art entlasten kann. Zusätz­ lich ist die System-Steuereinheit 128 mit jeweils einem Magnetventil 72 der entsprechenden Verdichter 102 und 104 verbunden. Das Magnetventil 72 ist je­ weils der der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel zugeordneten Ent­ lastungs-Vorrichtung der entsprechenden Verdichter 102 und 104 zugeordnet, welche den entsprechenden Verdichter auf eine stufenweise Art entlasten kann. Durch die System-Steuereinheit 128 kann die Steuerung der Entlastung-Vorrich­ tungen der entsprechenden Verdichter durchgeführt werden.

Es ist wichtig zu erwähnen, daß die in Fig. 10 dargestellten ablaufenden Schritte zur Steuerung der Leistung einer Kälteanlage nur näherungsweise und beispielhaft dargestellt sind. Diese können entsprechend der spezifischen Ausgestaltung eines Schraubenverdichters, der in einem solchen System ein­ gesetzt ist, variieren. Ebenso beziehen sich die in Fig. 10 dargestellten Schritte auf den Einsatz von zwei Schraubenverdichtern mit gleicher Leistungs­ kapazität. Es ist offensichtlich, daß auch Schraubenverdichter mit ungleicher Leistungskapazität in einer solchen Anlage eingesetzt werden können, so daß dann bei der Belastung und Entlastung dieser Verdichter Schritte erfolgen, welche sich von den in Fig. 10 dargestellten Schritten unterscheiden. Natür­ lich ist die Darstellung in Fig. 10 hier nur beispielhaft und es können in einer Kälteanlage auch mehr als zwei Schraubenverdichter eingesetzt werden.

Zur Erklärung der Fig. 10 wird nun auf alle Zeichnungen Bezug genommen. Zu­ sätzlich wird angenommen, daß die Verdichter 102 und 104 näherungsweise bei deren Antrieb zu einem Drittel belastet sind. Weiterhin wird angenommen, daß die Entlastungs-Vorrichtungen, welche den entsprechenden Spindeln zugeord­ net sind, zusätzlich eine Entlastung (oder Belastung) der entsprechenden Ver­ dichter um jeweils ein Drittel ihrer Leistungskapazität gewährleisten. Folg­ lich ist ein erster der Verdichter 102 und 104 bei Aufnahme des Betriebes näherungsweise zu einem Drittel belastet. Folglich erreicht die Kühlleistung der Kälteanlage näherungsweise ein Sechstel ihrer Gesamtleistung.

Steigt nun die Kühlbelastung der Anlage und kann diese nicht mehr von dem vollständig entlasteten Verdichter gedeckt werden, dargestellt durch den Zeitpunkt T₂, so wird die den Stufen-Entlastungskolben 46 aufweisende Ent­ lastungs-Vorrichtung, welche der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel des ersten angetriebenen Verdichters zugeordnet ist, geschlossen. Zum Zeit­ punkt T₂ arbeitet dann der erste angetriebene Verdichter mit einer Leistung die zwei Drittel seiner Gesamtleistung entspricht. Folglich arbeitet die Kälteanlage 100 mit einer Leistung von einem Drittel ihrer möglichen Gesamt­ leistung.

Wenn nun die Kühlbelastung der Kälteanlage weiter ansteigt, wenn also die Kälteanlage eine größere Kühlleistung erbringen muß (hier dargestellt durch den Anstieg zwischen den Zeitpunkten T₂ und T₃), so belastet die den Ent­ lastungskolben 54 aufweisende und der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung den Verdichter auf eine stetige Art und Weise, wenn es erforderlich ist, bis zum Zeitpunkt T₃. Zum Zeitpunkt T₃ arbeitet der erste angetriebene Verdichter voll belastet. Folglich er­ zeugt die Kälteanlage eine Kühlleistung von 50%. Die den Entlastungskolben 54 aufweisende Entlastungs-Vorrichtung ist so einstellbar, daß die Kälteanlage jede beliebige zwischen den Zeitpunkten T₂ und T₃ dargestellte erforderliche Kühlleistung erbringen kann.

Steigt die Kühlbelastung der Kälteanlage 100 weiter an, so wird der zweite der Verdichter 102 und 104 angetrieben. Wie schon erwähnt - wie schon für den ersten angetriebenen Verdichter anhand der Fig. 9 und 10 erklärt -, arbeitet der zweite angetriebene Verdichter mit einer Leistung von einem Drittel seiner Gesamtleistung. Wird nun der zweite Verdichter zwischen den Zeitpunk­ ten T₃ und T₄ angetrieben und arbeitet mit einem Drittel seiner Gesamtleistung, so wird die den Entlastungskolben 54 aufweisende und der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung des ersten angetriebenen Verdichters in ihre vollständige Entlastungs-Stellung bewegt, wodurch keine Änderung der Gesamt-Kühlleistung der Anlage auftritt.

Zum Zeitpunkt T₄ werden folglich zwei Verdichter angetrieben. Der anfänglich zuerst angetriebene Verdichter arbeitet mit einer Leistung von zwei Drittel seiner Gesamtleistung und die der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spin­ del zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung steht in der vollständig entlasteten oder offenen Stellung. Der zweite angetriebene Verdichter arbeitet völlig entlastet mit einer Leistung von einem Drittel seiner Gesamtleistung. Um einen Anstieg der Temperatur des gekühlten Wassers zu verhindern, wird der erste Verdichter nach dem Antrieb des zweiten Verdichters entlastet. Dies erfolgt auf eine sich so überlappende Art und Weise, daß ein kurzer Leistungs­ abfall der Anlage als Ergebnis der Entlastung des ersten und des Antriebs des zweiten Verdichters nicht auftritt.

Im allgemeinen steigt die Kühlbelastung der Anlage nach Antrieb des zweiten Verdichters weiter an. In diesem Fall wird der zuerst angetriebene Verdichter vollständig belastet. Dies ist in Fig. 10 durch den stetigen Anstieg der Kühl­ leistung der Anlage zwischen den Zeitpunkten T₄ und T₅ dargestellt. Hierbei bewegt sich die den Entlastungskolben 54 aufweisende und der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung des zuerst angetriebenen Verdichters aus der vollständig offenen in die vollständig geschlossene Stellung. Beim Zeitpunkt T₅ arbeitet der zuerst angetriebene Verdichter vollständig belastet und der zweite angetriebene Verdichter voll­ ständig entlastet.

Steigt nun die Kühlbelastung der Anlage weiter an, so wird die den Stufen- Entlastungskolben 46 aufweisende und der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vorrichtung des zweiten angetriebenen Ver­ dichters geschlossen, wodurch der zweite angetriebene Verdichter belastet wird. Gleichzeitig wird die den Entlastungskolben 54 aufweisende und der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordnete Entlastungs-Vor­ richtung des ersten angetriebenen Verdichters vollständig geöffnet, so daß der erste angetriebene Verdichter entlastet wird. Diese beiden Vorgänge erfolgen in einer sich überlappenden Art und Weise, um einen kurzen Leistungs­ abfall der Kälteanlage zu verhindern. Zum Zeitpunkt T₆ arbeiten folglich beide Verdichter mit einer Leistung von zwei Drittel ihrer Gesamtleistung. Hierbei stehen die den Entlastungskolben 54 aufweisenden und den im Sinne einer Pa­ trize ausgebildeten Spindel zugeordneten Entlastungs-Vorrichtungen der ent­ sprechenden Verdichter in der vollständig entlasteten oder offenen Stellung. Mit Hilfe der den im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel zugeordneten Entlastungs-Vorrichtungen der Verdichter kann nun die Kühlleistung der An­ lage innerhalb der Zeitspannen T₆ bis T₇ und T₇ bis ₈ auf eine stetige Art von zwei Drittel auf die Gesamtleistung gesteigert werden. Hierdurch ist es nun möglich, die Leistung der Kälteanlage 100 auf eine stetige Art von näherungsweise einem Drittel ihrer Gesamtleistung bis hin zur Gesamtleistung abzustimmen (vgl. Fig. 10).

Es muß noch einmal hervorgehoben werden, daß die Darstellung in Fig. 10 hier nur beispielhaft ist. So ist eine unzählige Menge von Steuerungsschemata durch die gemischte erfindungsgemäße Anordnung der Entlastungs-Vorrichtungen durch den Einsatz von zwei erfindungsgemäßen Schraubenverdichtern denkbar. Natürlich schwankt im allgemeinen die Kühlbelastung einer Kälteanlage und steigt im allgemeinen nicht gleichmäßig an, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. Durch diese Schwankungen verändern sich folglich die Zeitspannen.

Es ist ersichtlich, daß die in einem Schraubenverdichter vorgesehene erfin­ dungsgemäße Entlastungs-Anordnung eine größere Flexibilität des Schrauben­ verdichters gewährleistet. Der erfindungsgemäße Schraubenverdichter kann ohne eine bedeutsame mechanische Umgestaltung auch auf eine stufenweise Art mit zwei scharf getrennten "Leistungsstufen oder Leistungsschritten" ent­ lastet (bzw. belastet) werden. Der erfindungsgemäße Schraubenverdichter eignet sich daher zum Einsatz in Anlagen, wo die Kombination einer stetigen Entla­ stung und einer stufenweisen Entlastung vorteilhaft ist, oder zum Einsatz in Anlagen, wo nur eine zweistufige Entlastung erforderlich ist.

An dieser Stelle wird noch einmal darauf hingewiesen, daß der Entlastungskolben 54 durch die Anordnung von geeigneten Steuereinheiten und Sensoren in die vollständig belastete (geschlossene) und vollständig entlastete (offene) Stellung mit Hilfe einer geeigneten Steuerung der Ventile 64 und 68 bewegt werden kann (Fig. 5). Hierdurch ist eine präzise und stetige Leistungssteue­ rung in einem Bereich des Leistungsbereiches des Verdichters möglich. Es ist ersichtlich, daß die Steuerung der Ventile 64 und 68, um eine präzise Stellung des Entlastungskolbens 54 zu gewährleisten, die Anordnung von relativ kom­ plexen und teueren Steuereinheiten erforderlich macht. Zusätzlich sind genaue Führungsgrößen und eine relativ komplexe Steuerungsstrategie notwendig. Wie schon erwähnt, ist eine solche präzise Steuerung vorteilhaft und bei bestimm­ ten Anwendungen sogar vorgeschrieben.

Bei anderen Anwendungen kann eine weniger ausgeklügelte Steuerung ausreichend sein. Es ist aber auch möglich, daß die Vorteile einer stetigen Leistungs­ steuerung in einem Bereich des Leistungsbereiches des Verdichters nicht hin­ reichend groß genug sind, um die mit der Steuerung der Leistung des Ver­ dichters auf eine stetige Art verbundenen Kosten auszugleichen, so daß eine Entlastung des Verdichters auf eine zweistufige Art die bessere Lösung dar­ stellt. Aber auch für solch eine Steuerung ist der Entlastungskolben 54 geeignet. Durch den Gebrauch einer relativ einfachen Steuerungsstrategie und weniger komplexen Steuerungskomponenten und Führungsgrößen kann der Entlastungs­ kolben 54 dann nur in die vollständig belastete oder vollständig entlastete Stellung und in keine Stellung zwischen diesen beiden Stellungen bewegt wer­ den. Bei der Anwendung solch einer Steuerungsstrategie wird aus dem Entla­ stungskolben 54 der im Sinne einer Patrize ausgebildeten Spindel 18 zugeordne­ ten Entlastungs-Vorrichtung ein Stufen-Entlastungselement, ähnlich wie der der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel 20 zugeordnete Stufen-Entlastungs­ kolben 46. Hierdurch ist der Verdichter so gestaltet, daß eine Entlastung in zwei unstetigen/sprunghaften Schritten möglich ist.

Diese Anpassungsfähigkeit bringt für den den Schraubenverdichter benutzenden Endverbraucher Vorteile mit sich. Dieser hat nun die Wahl zwischen verschie­ denen Steuerungsschemata. Bei der Anwendung von zwei Schraubenverdichtern der gleichen Art ist die Anwendung von unterschiedlichen Steuerungsschemata für die Verdichter entsprechend einer bestimmten Situation möglich. Entspre­ chend der Situation kann nun ein entsprechendes Steuerungsschema und eine entsprechende Anordnung der Verdichter gewählt werden. Der Endverbraucher kann folglich Schraubenverdichter einsetzen, welche nur einen bestimmten mechanischen Aufbau aufweisen. Hierdurch reduziert sich die Lagerung von Ersatzteilen für Schraubenverdichter unterschiedlicher Art und die Notwendig­ keit der Sammlung von Erfahrungen für Schraubenverdichter unterschiedlicher Art.

Die Anwendung von Schraubenverdichtern der gleichen Art in unterschiedlichen Anwendungsbereichen bringt für den Hersteller entscheidende Vorteile mit sich. Hierdurch werden unter anderem die Kosten für den Lagerbestand, die Herstellung und die Dokumentation zur Anordnung solcher Verdichter verringert. Der erfindungsgemäße Schraubenverdichter bringt daher sowohl für den Herstel­ ler als auch für den Benutzer entscheidende Vorteile mit sich. Die erfindungs­ gemäßen Schraubenverdichter weisen daher eine Anpassungsfähigkeit auf, welche im allgemeinen nur durch wesentlich teuerere und kompliziertere Schieberventil- Anordnungen, welche die Leistung eines Systems steuern, erreicht wird. Diese im allgemeinen bei Kolbenverdichtern verwendeten Schieberventil-Anordnungen können unter dem Gesichtspunkt des Kostenfaktors mit der erfindungsgemäßen Entlastungs-Anordnung, insbesondere zum Einsatz bei Verdichtern mit geringer Leistung, nicht konkurrieren.

Ein zusätzlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Entlastungs-Anordnung ist in der den Entlastungskolben 54 aufweisenden Entlastungs-Vorrichtung zu sehen. Hierdurch kann die Gesamtlänge des Verdichters mit Entlastungs-Vorrichtungen früherer Verdichter verglichen, erheblich verringert werden. Aus den Fig. 5 und 7 geht deutlich hervor, daß die Entlastungs-Öffnungen 52 der den Entlastungs­ kolben 54 aufweisenden Entlastungs-Vorrichtung axial und radial versetzt sind. Die in Fig. 7 dargestellten Pfeile 200 zeigen die Versetzung der Ent­ lastungs-Öffnungen 52 in bezug zu den entsprechenden Drucktaschen, welche sie entlasten, im Vergleich zu der früheren Anordnung von Entlastungs-Öffnungen. Die im Vergleich zu früheren Anordnungen versetzten Entlastungs-Öffnungen 52 haben unverändert die gleiche Wirkungsweise in einem Verdichtungsprozeß wie die frühere Anordnung von Entlastungs-Öffnungen.

Es ist ersichtlich, daß durch die Versetzung der Entlastungs-Öffnungen 52 die Länge des Entlastungskolbens 54 im Vergleich zu früheren Anordnungen verringert werden kann. Bei den früheren Anordnungen waren die Entlastungs- Öffnungen im allgemeinen zwischen den Spindeln angeordnet und/oder waren entlang der gesamten Länge und/oder am Ansaugende der Arbeitskammer verteilt. Dies bedeutet, daß in früheren einen axialen Entlastungskolben aufweisenden Entlastungs-Vorrichtungen der Entlastungskolben eine im wesentlichen gleiche Länge wie die Arbeitskammer aufweist.

Um eine Entlastung des Verdichters in einem maximalen Umfang zu ermöglichen, muß der Entlastungskolben, welcher die Entlastung des Verdichters auf eine stetige Art gewährleistet, vollständig eingezogen werden, so daß hierdurch die Gesamtlänge des Verdichters bestimmt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Entlastungs-Öffnungen 52 ist nun eine Verringerung der Länge dieses Entlastungskolbens möglich, so daß hierdurch die gesamte Länge des Verdichters 10 ebenfalls verringert werden kann.

Die Verringerung der Länge des Entlastungskolbens 54 ist von weitaus größerer Bedeutung als es vielleicht anfänglich erscheint. Zuerst bedeutet eine Verringe­ rung der Länge des Entlastungskolbens 54 eine bedeutsame Einsparung an Material. Hierdurch verringert sich das Gewicht des Verdichters 10. Von Bedeutung ist auch, daß der Verdichter 10 zum Austausch mit in existierenden Anlagen angeordneten Verdichtern besonders gut geeignet ist, da er auch bei be­ grenzten Raumverhältnissen aufgestellt werden kann. Die relativ geringen Abmessungen des erfindungsgemäßen Schraubenverdichters, welche durch die An­ ordnung der Entlastungs-Vorrichtungen hervorgerufen werden, stellen einen besonderen Vorteil dar, insbesondere dann, wenn ein Verdichter in einer existierenden Anlage ausgetauscht werden muß oder bei der Anwendung von neuen Kühlsystemen, welche existierende Systeme oder Anlagen ersetzen.

Zusätzlich bringt die erfindungsgemäße Entlastungs-Anordnung einen weiteren Vorteil mit sich. Bei Schieberventil-Anordnungen betragen die Abstände zwi­ schen den Spindeln und der profilierten Oberfläche des Schieberventils, welche mit den Spindeln zusammenwirkt, im allgemeinen ca. 0,127 mm. Dies stellt einen relativ großen Undichtigkeits-Strömungsweg zwischen angrenzenden Drucktaschen dar. Dieser Abstand ist unabhängig von der Leistung eines Ver­ dichters einer Schieberventil-Anordnung zu eigen. Es ist verständlich, daß der Funktionsnachteil, welcher mit einem solchen Undichtigkeits-Strömungsweg verbunden ist, bei Verdichtern mit geringerer Leistung mehr zum Tragen kommt als bei Verdichtern mit größerer Leistung.

Der Gegenstand der Erfindung zeigt die Möglichkeit auf, einen Schraubenver­ dichter auf eine stetige Art zu entlasten und dadurch die Leistung des Ver­ dichters zu steuern, ohne daß eine Schieberventil-Anordnung vorgesehen ist. So weisen die erfindungsgemäßen Schraubenverdichter ähnliche Vorteile wie Verdichter mit Schieberventil-Anordnungen auf und eliminieren zusätzlich die mit Schieberventil-Anordnungen einhergehenden nachteiligen Undichtigkeits- Strömungswege, welche Schieberventil-Anordnungen zu eigen sind. Hierzu wird noch einmal ausdrücklich auf den vorhergehenden Absatz verwiesen. Bei den erfindungsgemäßen Schraubenverdichtern 00396 00070 552 001000280000000200012000285910028500040 0002004227332 00004 00277 können die zwischen den Spindeln und den Oberflächen der Arbeitskammer bestehenden Abstände auf ca. 0,0254 mm re­ duziert werden. Hierdurch steigt die Leistungsfähigkeit solcher Verdichter, insbesondere von Verdichtern mit einer relativ geringen Gesamtleistung.

Claims (46)

1. Schraubenverdichter mit einem eine Arbeitskammer aufweisenden Gehäuse und mit einer ersten und einer zweiten in der Arbeitskammer angeordneten Spindel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung des Verdichters (10) voneinander unabhängig mit der ersten und der zweiten Spindel (18, 20) zu­ sammenwirkende Elemente vorgesehen sind und daß die Elemente den Verdichter (10) in einem ersten Bereich seines Leistungsbereiches auf eine stetige Art und in einem zweiten Bereich seines Leistungsbereiches auf eine unstetige Art entlasten.

2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Entlastung des Verdichters (10) einen Stufen-Entlastungskol­ ben (46) zur Entlastung des Verdichters (10) auf eine unstetige Art und einen axialen Entlastungskolben (54) zur Entlastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art aufweisen.

3. Schraubenverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spindel (20) im Sinne einer Matrize (als aufnehmende Spindel) und die zweite Spindel (18) im Sinne einer Patrize (in die aufnehmende Spin­ del einführbar) ausgebildet ist und daß der Stufen-Entlastungskolben (46) der ersten Spindel (20) und der axiale Entlastungskolben (54) der zweiten Spindel (18) zugeordnet ist.

4. Schraubenverdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (10) einen Ansaugbereich (32) und eine Auslaßöffnung (40) auf­ weist, daß der axiale Entlastungskolben (54) in einer im Verdichter (10) aus­ gebildeten Bohrung (50) angeordnet ist, daß die Bohrung (50) sowohl mit dem Ansaugbereich (32) als auch über eine Mehrzahl von Öffnungen (52) mit der Arbeitskammer (36) strömungsverbunden ist, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in einer Kammer (44) angeordnet ist und daß die Kammer (44) sowohl mit dem Ansaugbereich (32), als auch mit der Arbeitskammer (36) strömungs­ verbunden ist und daß die Strömung durch die Bohrung (50) bzw. durch die Kammer (44) wahlweise entsprechend durch den axialen Entlastungskolben (54) bzw. den Stufen-Entlastungskolben (46) unterbrechbar ist.

5. Schraubenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätz­ lich Elemente zur Positionierung des axialen Entlastungskolbens (54) in der Bohrung (50) in einer offenen Stellung, in einer geschlossenen Stellung und in jeder beliebigen Stellung zwischen der offenen und geschlossenen Stellung vorgesehen sind.

6. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in eine offene und eine geschlossene Stel­ lung verstellbar ist und mit dem Gehäuse (12 bzw. 14) in der geschlossenen Stellung so zusammenwirkt, daß eine Hochdruck-Endwandung (38) der Arbeits­ kammer (36) (mit) gebildet wird.

7. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in der geschlossenen Stellung sein muß, um eine Belastung des Verdichters (10) mit Hilfe des axialen Entlastungskol­ bens (54) zu gewährleisten.

8. Schraubenverdichter nach Anspruch 4 und ggf. einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungen (52) zur Verbindung der Bohrung (50) und der Arbeitskammer (36) geringer als vier ist.

9. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der axiale Entlastungskolben (54) hydraulisch betätigbar ist.

10. Schraubenverdichter nach Anspruch 4 und ggf. einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen (52) eine sich in die Arbeits­ kammer (36) öffnende Vertiefung aufweist, daß die Vertiefung einer dieser Öffnungen (52) eine andere (benachbarte) Vertiefung dieser Öffnungen (52) wirkungsmäßig überlappt, so daß durch die Öffnungen (52) ein zusammen­ hängender Strömungsweg von der Arbeitskammer (36) zu der Bohrung (50) zur (stetigen) Entlastung des Verdichters (10) gegeben ist.

11. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) pneumatisch betätigbar ist.

12. Kälteanlage mit einem Verflüssiger, einem Verdampfer, einem Element zur Förderung des Kältegases vom Verflüssiger zu dem Verdampfer und mit einem Schraubenverdichter, wobei der Schraubenverdichter mit dem Verflüssiger und dem Verdampfer strömungsverbunden ist und eine im Sinne einer Patrize ausge­ bildete Spindel sowie eine im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente zur Entlastung des Verdichters (10) vorgesehen sind und daß die Elemente den Verdichter (10) in verschiedenen Bereichen seines Leistungsbereiches sowohl auf eine stufenweise als auch auf eine stetige Art entlasten.

13. Kälteanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Entlastung des Verdichters (10) einen Stufen-Entlastungskolben (46) und einen axialen Entlastungskolben (54) aufweisen und daß der Stufen-Ent­ lastungskolben (46) und der axiale Entlastungskolben (54) voneinander un­ abhängig zur Entlastung des Verdichters (10) betriebsfähig sind und eine Entlastung des Verdichters (10) jeweils in einem getrennten und verschiedenen Bereich seines Leistungsbereiches gewährleisten.

14. Kälteanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) der im Sinne einer Matrize ausgebildeten Spindel (20) und der axiale Entlastungskolben (54) der im Sinne einer Patrize ausge­ bildeten Spindel (18) zugeordnet ist.

15. Kälteanlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ dichter (10) einen Ansaugbereich (32) und eine Auslaßöffnung (40) aufweist, daß der axiale Entlastungskolben (54) in einer im Verdichter (10) ausgebildeten Bohrung (50) angeordnet ist, daß die Bohrung (50) sowohl mit dem Ansaugbereich (32) als auch über eine Mehrzahl von Öffnungen (52) mit der Arbeitskammer (36) strömungsverbunden ist, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in einer Kammer (44) angeordnet ist und daß die Kammer (44) sowohl mit dem Ansaugbereich (32) als auch mit der Arbeitskammer (36) strömungsverbunden ist und daß die Strö­ mung durch die Bohrung (50) bzw. durch die Kammer (44) wahlweise entsprechend durch den axialen Entlastungskolben (54) bzw. den Stufen-Entlastungskolben (46) unterbrechbar ist.

16. Kälteanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Elemente zur Positionierung des axialen Entlastungskolbens (54) in der Bohrung (50) in einer offenen Stellung, in einer geschlossenen Stellung und in jeder beliebigen Stellung zwischen der offenen und geschlossenen Stellung vorgesehen sind.

17. Kälteanlage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Öffnungen (52) zur Verbindung der Bohrung (50) und der Arbeits­ kammer (36) geringer als vier ist.

18. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in der geschlossenen Stellung sein muß, um eine Belastung des Verdichters (10) mit Hilfe des axialen Entlastungskol­ bens (54) zu gewährleisten.

19. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) in eine offene und eine geschlossene Stellung verstellbar ist und mit dem Gehäuse (12 bzw. 14) in der geschlos­ senen Stellung so zusammenwirkt, daß eine Hochdruck-Endwandung (38) der Arbeitskammer (36) (mit) gebildet wird.

20. Kälteanlage nach Anspruch 15 und ggf. einem der Ansprüche 16 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß jede der Öffnungen (52) eine sich in die Arbeits­ kammer (36) öffnende Vertiefung aufweist, daß die Vertiefung einer dieser Öffnungen (52) eine andere (benachbarte) Vertiefung dieser Öffnungen (52) wirkungsmäßig überlappt, so daß durch die Öffnungen (52) ein zusammenhängen­ der Strömungsweg von der Arbeitskammer (36) zu der Bohrung (50) zur (stetigen) Entlastung des Verdichters (10) gegeben ist.

21. Kälteanlage nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Entlastungskolben (54) hydraulisch und der Stufen-Entlastungs­ kolben (46) pneumatisch betätigbar ist.

22. Verfahren zur Steuerung der Leistung eines Schraubenverdichters, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:

• - Belastung des Verdichters (10) auf eine stufenweise Art in einem ersten Be­ reich des Leistungsbereiches des Verdichters (10), wenn die Belastung des Systems und folglich für den Verdichter (10) zunimmt;
• - Belastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art in einem zweiten und vom ersten Bereich verschiedenen Bereich des Leistungsbereiches des Ver­ dichters (10), wenn die Belastung für den Verdichter (10) zunimmt;
• - Entlastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art in dem zweiten Be­ reich des Leistungsbereiches des Verdichters (10), wenn die Belastung für den Verdichter (10) abnimmt;
• - Entlastung des Verdichters (10) auf eine stufenweise Art in dem ersten Bereich des Leistungsbereiches des Verdichters (10), wenn die Belastung für den Verdichter (10) abnimmt.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens­ schritt der Belastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art nach dem Verfahrensschritt der Belastung des Verdichters (10) auf eine stufenweise Art abläuft.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ fahrensschritte zur Belastung und Entlastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art jeweils den Schritt der Positionierung eines Entlastungskolbens (54) in einer von einer Arbeitskammer (36) des Verdichters (10) entfernten Bohrung (50) entsprechend der Belastung für den Verdichter (10) aufweisen.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte zur Belastung und Entlastung des Verdichters (10) auf eine stufenweise Art jeweils den Schritt zur Positionierung eines Stufen-Ent­ lastungskolbens (46) in eine geschlossene Stellung bei Belastung des Ver­ dichters (10) und in eine offene Stellung bei Entlastung des Verdichters (10) aufweisen.

26. Verfahren nach Anspruch 24 und ggf. 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Entlastung des Verdichters (10) auf eine stetige Art den Schritt des Ausströmens des Gases aus der Arbeitskammer (36) des Ver­ dichters (10) zu einem unter Ansaugdruck stehenden Bereich (32) des Ver­ dichters (10) durch eine Öffnung (52) oder mehrere Öffnungen (52) aufweist, die eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer (36) und der Bohrung (50), in der der Entlastungskolben (54) angeordnet ist, herstellt bzw. herstellen.

27. Kälteanlage mit einem Verflüssiger, einem Verdampfer, einem Element zur Förderung des Kältegases vom Verflüssiger zu dem Verdampfer und mit einem ersten und einem zweiten Schraubenverdichter, wobei jeder der Schraubenver­ dichter eine im Sinne einer Patrize ausgebildete Spindel und eine im Sinne einer Matrize ausgebildete Spindel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Verdichter (102, 104) gemäß den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 12 bis 21 ausgebildet ist.

28. Verfahren zur Steuerung einer Kälteanlage mit zwei oder mehreren Schrau­ benverdichtern, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Antreiben eines ersten der Verdichter (102, 104),
• - Abstimmung der Leistung des ersten der Verdichter (102, 104) auf eine stufenweise und eine stetige Art entsprechend der Belastung der Anlage,
• - Antreiben eines zweiten der Verdichter (102, 104) und
• - Abstimmung der Leistungen beider Verdichter (102, 104) auf eine stufen­ weise und eine stetige Art entsprechend der Belastung der Anlage.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens­ schritt der Abstimmung der Leistung des ersten Verdichters (102 bzw. 104) als einen ersten Schritt den Schritt der stufenweisen Belastung des ersten Verdichters (102 bzw. 104) aufweist.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens­ schritt der Abstimmung der Leistung des ersten und des zweiten Verdichters (102, 104) nach der Belastung des ersten Verdichters (102 bzw. 104) auf eine stufenweise Art den Schritt der Belastung des ersten und des zweiten Verdichters (102, 104) aufweist, so daß eine Belastung der Anlage auf eine stetige Art bis zur möglichen Gesamtleistung der Anlage gewährleistet ist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrens­ schritt der Belastung die Schritte zum wahlweisen Betrieb eines Stufen- Entlastungskolbens (46) des zweiten Verdichters (102 bzw. 104) und eines jeweiligen Entlastungskolbens (54) (einer jeweiligen stetigen Leistungs­ steuervorrichtung) aufweist, wovon jeweils einer (eine) dem ersten und dem zweiten Verdichter (102, 104) zugeordnet ist.

32. Schraubenverdichter mit einem eine Arbeitskammer aufweisendem Gehäuse und mit einer ersten und einer zweiten in der Arbeitskammer angeordneten Spin­ del, wobei die erste Spindel mit der zweiten Spindel in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes und ein zweites Element zur Entla­ stung des Verdichters (10) vorgesehen ist, daß das erste Element der ersten Spindel (20) zur Entlastung des Verdichters (10) in einem ersten Bereich seines Leistungsbereiches und daß das zweite Element der zweiten Spindel (18) zur Entlastung des Verdichters (10) in einem zweiten Bereich seines Leistungsbereiches zugeordnet ist, daß der zweite Bereich des Leistungsbe­ reiches sich vom ersten Bereich unterscheidet und daß das zweite Element mit dem ersten Element so zusammenwirkt, daß eine Entlastung des Verdichters (10) in dem Bereich des Leistungsbereiches des Verdichters (10) gewährleistet ist, welcher durch den ersten und den zweiten Bereich dargestellt wird.

33. Schraubenverdichter nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Element zur Entlastung des Verdichters (10) voneinander unabhängig betriebsfähig sind.

34. Schraubenverdichter nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des ersten und des zweiten Elementes zur Entlastung des Verdichters (10) zusätzliche Elemente vorgesehen sind.

35. Schraubenverdichter nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element zur Entlastung ein Stufen-Entlastungskolben (46) ist.

36. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 32 bis 35, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Element ein Element zur Steuerung der Entlastung des Verdichters (10) in dem zweiten Bereich seines Leistungsbereiches alter­ nativ auf eine stetige oder stufenweise Art aufweist und die Art der Entla­ stung durch das zusätzliche Element zur Steuerung des Elementes zur Ent­ lastung bestimmt ist.

37. Schraubenverdichter nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element zur Entlastung ein in einer zylindrischen Bohrung (50) an­ geordneter Entlastungskolben (54) ist und daß die zylindrische Bohrung (50) von der Arbeitskammer (36) entfernt angeordnet und über eine Mehrzahl von Öffnungen (52) mit dieser strömungsverbunden ist.

38. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spindeln (18, 20) und die Arbeitskammer (36) zusammenwirken und eine Mehrzahl von Drucktaschen (36a-36e) begrenzen, daß das erste Element zur Entlastung betriebsfähig ist, eine der Drucktaschen (36d) zu entlasten, und daß das zweite Element zur Entlastung betriebsfähig ist, eine andere der Drucktaschen (36a-36c) zu entlasten, daß der Druck in der einen Drucktasche (36d) im Betrieb höher ist als der Druck in der anderen der Drucktaschen (36a-36c), die durch das zweite Element zur Entlastung entlastet wird.

39. Schraubenverdichter nach Anspruch 37 und ggf. 38, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur Steuerung geeignet ist, den Entlastungskolben (54) in einer offenen Stellung, in einer geschlossenen Stellung und in jeder beliebigen Stel­ lung zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung zu positionieren, so daß eine stetige Entlastung des Verdichters (10) in dem zweiten Bereich des Leistungs­ bereiches des Verdichters (10) gewährleistet ist, daß bei der offenen Stel­ lung alle Öffnungen (52) mit der Bohrung (50) strömungsverbunden sind und daß bei geschlossener Stellung keine Öffnung (52) mit der Bohrung (50) strömungs­ verbunden ist.

40. Schraubenverdichter nach Anspruch 37 und ggf. 38, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (54) ausschließlich in eine offene oder in eine ge­ schlossene Stellung und in keine Stellung zwischen der offenen und der ge­ schlossenen Stellung verstellbar ist, daß bei der offenen Stellung alle Öff­ nungen (52) mit der Bohrung (50) strömungsverbunden sind und bei der geschlos­ senen Stellung keine Öffnung (52) mit der Bohrung (50) strömungsverbunden ist, so daß das zweite Element zur Entlastung betriebsfähig ist, den Verdichter (10) im zweiten Bereich seines Leistungsbereiches ausschließlich auf eine stufenweise Art zu entlasten.

41. Schraubenverdichter nach den Ansprüchen 35 und 37 und ggf. einem der An­ sprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (54) und der Stufen-Entlastungskolben (46) im Betrieb im Bezug zur Arbeitskammer (36) axial bewegbar ist.

42. Schraubenverdichter nach einem der Ansprüche 32 bis 41, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Spindel (18) im Sinne einer Patrize ausgebildet ist.

43. Schraubenverdichter nach Anspruch 37 und ggf. einem der Ansprüche 38 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrheit der Öffnungen (52) - axial im Be­ zug auf die Arbeitskammer (36) gesehen - näher am Auslaßende als am Ansaug­ ende der Arbeitskammer (36) angeordnet sind.

44. Schraubenverdichter nach Anspruch 35 und ggf. einem der Ansprüche 36 bis 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufen-Entlastungskolben (46) als ein axial an­ geordnetes Entlastungselement ausgebildet ist, daß eine Fläche des axialen Ent­ lastungselementes parallel zu der Auslaßendfläche der als Matrize ausgebilde­ ten Spindel (20) verläuft und die Fläche so wirkt, daß eine Hochdruck-End­ wandung (38) der Arbeitskammer (36) (mit) gebildet wird.

45. Schraubenverdichter nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (54) hydraulisch antreibbar ist.

46. Schraubenverdichter nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskolben (54) durch einen Schrittmotor antreibbar ist.