DE4426761C2 - screw compressors - Google Patents

screw compressors

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DE4426761C2 DE19944426761 DE4426761A DE4426761C2 DE 4426761 C2 DE4426761 C2 DE 4426761C2 DE 19944426761 DE19944426761 DE 19944426761 DE 4426761 A DE4426761 A DE 4426761A DE 4426761 C2 DE4426761 C2 DE 4426761C2
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Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden schraubenförmigen Rotoren, die in einem Gehäuse gelagert sind, welches aus einer schraubenrotorenumschließenden Mantelwand und Endwänden besteht und mit einem Niederdruckeinlass und einem Hochdruckauslass ausgestaltet ist.The field of application of the invention relates to a screw compressor with two interlocking helical rotors stored in a housing which consists of a jacket wall surrounding the screw rotor and End walls exist and with a low pressure inlet and a high pressure outlet is designed.

Nach dem Stand der Technik sind Schraubenverdichter bekannt, zum Beispiel aus der US-PS 3 241 744, bei denen die Einlassöffnung radial außerhalb der beiden Schraubenrotoren angeordnet ist und die durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildete Ansaugkammern vollständig überdeckt, so dass jeder Teil der zu füllenden Ansaugkammern, die durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildet werden, radial direkt mit der Einlassöffnung in Verbindung stehen, bis infolge der Rotation der Schraubenrotoren eine begrenzende Kante der Einlassöffnung die Verbindung zur jeweiligen Ansaugkammer des Rotors schließt. Die bei dieser Ausführung angeordnete Einlassöffnung überdeckt einen großen Teil der Schraubenrotoren in einem relativ großen Abstand von der Eingriffzone. Der Nachteil bei dieser Anordnung der Einlassöffnung besteht darin, dass eine relativ gute Füllung der Ansaugkammern des Rotorprofils nur bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten erfolgen kann. Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten wird das angesaugte Medium infolge der auftretenden Zentrifugalkraft aus den Zahnlücken des Rotorprofils geschleudert, wodurch sich der Füllungsgrad, der durch die Zahnlücken gebildeten Ansaugkammer, erheblich verschlechtert. Screw compressors are known from the prior art, for example from US Pat U.S. Patent 3,241,744, wherein the inlet opening is radially outside of the two Screw rotors is arranged and through the tooth gaps of the Screw rotors formed suction chambers completely covered, so each part of the suction chambers to be filled through the tooth gaps of the screw rotors are radially connected directly to the inlet opening until due to the rotation of the screw rotors a limiting edge of the Inlet opening closes the connection to the respective suction chamber of the rotor. The in this embodiment arranged inlet opening covers a large part of the Screw rotors at a relatively large distance from the engagement zone. The disadvantage With this arrangement of the inlet opening there is a relatively good filling the suction chambers of the rotor profile only at low peripheral speeds can be done. At higher peripheral speeds, the medium sucked in due to the occurring centrifugal force from the tooth gaps of the rotor profile flung, which increases the degree of filling, which is formed by the tooth gaps Intake chamber, deteriorated considerably.  

Bei einer weiteren Ausführung nach DE 32 33 322 C2 sind im Bereich der radialen Einlassöffnung am Umfang der Einlassöffnung eng am Rotorprofil anliegende begrenzende Einlasskanten angeordnet. Diese Art der Ausführung verringert zwar die durch die Zentrifugalkraft auftretenden Füllungsverluste, aber die infolge der Verwirbelung des Ansaugmediums auftretende Reibungsverluste bleiben auch bei dieser Ausführung im vollem Umfang bestehen.In another embodiment according to DE 32 33 322 C2 are in the radial Inlet opening on the circumference of the inlet opening closely lying against the rotor profile delimiting inlet edges arranged. This type of execution reduces the filling losses caused by the centrifugal force, but those due to the Whirling of the suction medium occurring friction losses also remain this version exist in full.

Bei der Ausführung nach US-PS 3 241 744 wird der Versuch unternommen, den Füllungsgrad der Ansaugkammern dadurch zu verbessern, dass man die Einlassöffnung des zu verdichtenden Mediums axial zu Rotoren vorsieht. Das zu verdichtende Medium wird den Zahnlücken der Schraubenrotoren auf einem Radius zugeführt, dessen Mittelwert kleiner ist als der größte Radius der Schraubenrotoren, so dass die Wirkung der Zentrifugalkraft, die das Medium weiter durch die Einlassöffnung herauszudrängen versucht, geringer wird. Durch diese Art der Zuführung ist durch die Einschnürung eine Reibungsverlusthürde angeordnet, die ein Füllen der Zahnlücken der Schraubenrotoren erheblich verschlechtert, insbesondere infolge der entstehenden Verwirbelung des Mediums bei hohen Umfangs­ geschwindigkeiten. Bei einer weiteren axial angeordneten Zuführung des zu verdichtenden Mediums zu den Schraubenrotoren nach DE 31 20 943 A1 wird eine durchgehende radiale Erweiterung des Füllungsbereiches der Schraubenrotoren aufnehmenden Bohrungen mit einer Erweiterung der axialen Einlassöffnung über den größten Radius der Schraubenrotoren hinaus, gekoppelt.In the execution according to US Pat. No. 3,241,744, an attempt is made to To improve the filling level of the suction chambers by changing the Provides inlet opening of the medium to be compressed axially to rotors. That too the medium compresses the tooth gaps of the screw rotors on a radius fed, the mean value of which is smaller than the largest radius of the screw rotors, so the effect of centrifugal force that the medium continues through the Tries to push out the inlet opening, becomes smaller. Through this type of A friction loss hurdle is arranged through the constriction, which is a Filling the tooth gaps of the screw rotors deteriorated significantly, in particular due to the resulting swirling of the medium at high volume speeds. With a further axially arranged feed of the compressing medium to the screw rotors according to DE 31 20 943 A1 is a continuous radial expansion of the filling area of the screw rotors receiving holes with an expansion of the axial inlet opening over the largest radius of the screw rotors, coupled.

Unvermeidbar sind auch bei dieser Ausführung die Füllungsverluste durch die turbulente Strömung des zu komprimierenden Mediums und damit verbunden eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Maschine.In this version, the filling losses due to the are unavoidable turbulent flow of the medium to be compressed and associated with it Machine efficiency deterioration.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schraubenverdichter der angegebenen Art zu schaffen, der einen größeren Wirkungsgrad hat als der, der bei den eingangs beschriebenen Verdichtern erzielt worden ist. Daneben sollen Strömungsverluste verhindert werden und ein hoher Füllungsgrad, der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildeten Ansaugkammern, erreicht werden. The object of the invention is to provide a screw compressor to create specified type, which has a greater efficiency than that of the compressors described above has been achieved. Next to it Flow losses are prevented and a high degree of filling caused by the Tooth gaps of the suction chambers formed in the screw rotors can be achieved.  

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im axialen Füllungsbereich der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildeten Ansaugkammern in der Bohrungserweiterung der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand Strömungsleitrippen angeordnet sind.According to the invention, the object is achieved in that in the axial filling area of the suction chambers formed by the tooth gaps of the screw rotors in the Bore extension of the casing wall surrounding the screw rotor Flow guide ribs are arranged.

Die Strömungsleitrippen erstrecken sich über das Schraubenrotorenansaugende hinaus in den Saugbereich des mediumzuführenden Gehäuseteils. Beginnend werden die Strömungsleitrippen am Anfang des Füllungsbereiches der Ansaugkammern annähernd rechtwinklig zu den äußeren Dichtleisten des Zahnkopfes der Schraubenrotoren gebildet. Sie werden weiter allmählich gekrümmt bis zum Ende des Füllungsbereiches der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand. Dort enden sie annähernd parallel zu den Schraubenrotorenachsen. Die Räume zwischen den Strömungsleitrippen sind mit einem spitzen und radial zur Zahnlücke der Rotoren verjüngenden Auslauf versehen. Diese im Füllungsbereich der Ansaugkammern der Schraubenrotoren in der Bohrungserweiterung des Gehäuses angeordneten Strömungsleitrippen wirken hemmend auf die Verwirbelung des angesaugten Mediums und mindern dadurch die Reibungsverluste, verbessern das Füllen der Ansaugkammern der Schraubenrotoren und leiten das angesaugte Medium in axialer Richtung in Richtung Hochdruckseite. Durch die Verminderung der inneren Reibungsverluste des angesaugten Mediums und infolge der Verbesserung der Füllung der durch die Zahnlücken gebildeten Ansaugkammern der Schraubenrotoren und durch die Führung des angesaugten Mediums Richtung Hochdruckseite des Schraubenverdichters ist zwangsweise ein erhöhter spezifischer Volumenstrom gegeben, was gleichzeitig eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Schraubenverdichters bedeutet.The flow guide ribs extend over the screw rotor suction end out into the suction area of the medium-supplying housing part. Be starting the flow guide ribs at the beginning of the filling area of the suction chambers approximately at right angles to the outer sealing strips of the tooth head Screw rotors formed. They continue to curve gradually until the end the filling area of the casing wall surrounding the screw rotor. There they end approximately parallel to the screw rotor axes. The spaces between The flow guide ribs are pointed and radial to the tooth gap of the rotors tapered outlet. This in the filling area of the suction chambers Screw rotors arranged in the bore extension of the housing Flow guiding ribs have an inhibiting effect on the swirling of the suction Medium and thereby reduce friction losses, improve the filling of the Intake chambers of the screw rotors and guide the medium sucked in axially Direction towards the high pressure side. By reducing the inner Frictional losses of the medium sucked in and as a result of the improvement in Filling the suction chambers of the screw rotors formed by the tooth gaps and by guiding the suction medium towards the high pressure side of the Screw compressor is inevitably an increased specific volume flow given what is simultaneously an improvement in the efficiency of the Screw compressor means.

Nachstehend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubenverdichters anhand von Figuren erläutert:The following is an embodiment of the invention Screw compressor explained using figures:

Die Fig. 1 zeigt in einem Gehäuselängsschnitt die Anordnung der Strömungsleitrippen im Schraubenverdichter. Fig. 1 shows in a longitudinal section the arrangement of the housing Strömungsleitrippen in the screw compressor.

Die Fig. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht die Anordnung der Strömungsleitrippen in der Bohrungserweiterung. Fig. 2 shows a cross-sectional view of the arrangement of the Strömungsleitrippen in the bore extension.

Die Fig. 3 zeigt den Verlauf der angeordneten Strömungsleitrippen in einer Abwicklung des schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteiles. FIG. 3 shows the course of Strömungsleitrippen arranged in a development of the schraubenrotorenumschließenden housing part.

In einem nach Fig. 1 dargestellten Gehäuselängsschnittes sind die Schraubenrotoren 1 in den schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteil 2 angeordnet. Die Zuführung des zu verdichtenden Mediums erfolgt über das saugseitige Gehäuseteil 3 und über die Ansaugöffnung 9.In a according to Fig. 1 illustrated housing longitudinal section of the screw rotors 1 in the schraubenrotorenumschließenden housing part 2 are arranged. The medium to be compressed is supplied via the suction-side housing part 3 and via the suction opening 9 .

Anschließend an die Ansaugöffnung 9 ist in den schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteil 2 die Bohrungserweiterung 4 eingebracht. Die Strömungsleitrippen 5 sind im Bereich der Bohrungserweiterung 4 am Umfang (siehe Bild 2) verteilt und über das saugseitige Ende der Schraubenrotoren 1 hinaus in das saugseitige Gehäuseteil 3 hinein angeordnet. Der Verlauf der Strömungsleitrippen 5 in axialer Richtung ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Die Strömungsleitrippen 5 haben am Anfang der Schraubenrotoren 1 eine annähernd rechtwinklige Anordnung zu den Dichtleisten des Zahnkopfes der Schraubenrotoren und nehmen zum Ende der Bohrungs­ erweiterung 4 einen zu der Rotordrehachse parallelen Verlauf an. Zum Ende der Bohrungserweiterung 4 im Gehäuseteil 2 werden die durch die Strömungsleitrippen 5 gebildeten Zwischenräume 10 mit einem spitzen, verjüngenden Auslauf 8 versehen. Das zu verdichtende Medium wird fortlaufend durch die von den Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7 permanent durch die Rotation der Schraubenrotoren 1 angesaugt und komprimiert. Die angeordneten Strömungs­ leitrippen 5 wirken weitestgehend verhindernd auf die Bildung von Verwirbelungen im angesaugten Medium im Füllungsbereich der Ansaugkammern 7. Das angesaugte Medium wird durch die Strömungsleitrippen 5 und durch das Zahnprofil der Schraubenrotoren 1 infolge der durch die Rotation entstehenden Saugwirkung in Richtung Druckseite bewegt. Weiterhin wird durch die Strömungsleitrippen 5 ein Zurückströmen des angesaugten Mediums im Füllungsbereich der Ansaugkammern 7 in der Bohrungserweiterung der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand in Richtung Füllungsbeginn weitestgehend verhindert und damit Strömungs- und Reibungsverluste erheblich reduziert. Im Vergleich zu andern Ausführungen ist dadurch eine bessere Füllung der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7 gewährleistet, was zur Steigerung des Wirkungsgrades der Schraubenmaschine führt.Subsequent to the suction opening 9 , the bore extension 4 is introduced into the housing part 2 surrounding the screw rotor. The flow guide ribs 5 are distributed around the circumference in the area of the bore extension 4 (see FIG. 2) and are arranged beyond the suction end of the screw rotors 1 and into the suction housing part 3 . The course of the flow guide ribs 5 in the axial direction can be seen from FIG. 3. The flow guide ribs 5 have at the beginning of the screw rotors 1 an approximately right-angled arrangement to the sealing strips of the tooth head of the screw rotors and assume at the end of the bore extension 4 a course parallel to the axis of rotation of the rotor. At the end of the bore extension 4 in the housing part 2, the interstices 10 formed by the Strömungsleitrippen 5 are provided with a pointed, tapered outlet. 8 The medium to be compressed is continuously sucked in and compressed by the suction chambers 7 formed by the tooth gaps of the screw rotors 1 by the rotation of the screw rotors 1 . The arranged flow guide ribs 5 have a largely preventive effect on the formation of eddies in the sucked-in medium in the filling area of the suction chambers 7 . The medium drawn in is moved through the flow guide ribs 5 and through the tooth profile of the screw rotors 1 in the direction of the pressure side as a result of the suction effect caused by the rotation. Furthermore, the flow guide ribs 5 largely prevent the sucked-in medium from flowing back in the filling area of the suction chambers 7 in the bore extension of the jacket wall surrounding the screw rotor in the direction of the beginning of the filling, thus considerably reducing flow and friction losses. Compared to other designs, this ensures better filling of the suction chambers 7 formed by the tooth gaps of the screw rotors 1 , which leads to an increase in the efficiency of the screw machine.

Claims (3)

1. Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden Schraubenrotoren, die in einem Gehäuse gelagert sind, welches aus einer schraubenrotorenumschließenden Mantelwand und zwei Endwänden besteht, mit einem Niederdruckeinlass und einem Hochdruckauslass versehen, gekennzeichnet dadurch, dass im Füllungsbereich der durch Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7, in der Bohrungserweiterung 4 des schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteiles 2 des Schraubenverdichters, am Umfang der Bohrungserweiterung verteilt, mehrere Strömungsleitrippen 5 zur Verminderung der Verwirbelung des angesaugten zu verdichtenden Mediums angeordnet sind und die angeordneten Strömungsleitrippen am Anfang des Füllungsbereiches der Ansaugkammern 7 annähernd rechtwinklig zu den äußeren Dichtkanten des Zahnkopfes des Schraubenrotorprofiles verlaufen, fortlaufend gekrümmt sind und bis zum Ende des Füllungsbereiches der Ansaugkammern 7 annähernd parallel zur Rotationsachse der Schraubenrotoren 1 auslaufen.1. Screw compressor with two interlocking screw rotors, which are mounted in a housing which consists of a casing wall surrounding the screw rotor and two end walls, provided with a low pressure inlet and a high pressure outlet, characterized in that in the filling area of the suction chambers 7 formed by tooth gaps of the screw rotors 1 , in the bore extension 4 of the screw rotor-enclosing housing part 2 of the screw compressor, distributed around the circumference of the bore extension, a plurality of flow guide ribs 5 are arranged to reduce the swirling of the medium to be compressed and the arranged flow guide ribs at the beginning of the filling area of the suction chambers 7 approximately at right angles to the outer sealing edge of the tooth of the tooth sealing edge Screw rotor profile run, are continuously curved and up to the end of the filling area of the suction chambers 7 approximately parallel to the axis of rotation of the screw rotor 1 run out. 2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die in den Ansaugkammern 7 der Schraubenrotoren 1 angeordneten Strömungsleitrippen vorzugsweise über das saugseitige Ende der Schraubenrotoren 1 hinaus in das saugseitige Gehäuseteil 3 des Niederdruckeinlasses fortlaufend in Richtung Ansaugöffnung 9 verlängert sind.2. Screw compressor according to claim 1, characterized in that the arranged in the suction chambers 7 of the screw rotors 1 flow guide ribs are preferably extended beyond the suction end of the screw rotors 1 in the suction side housing part 3 of the low pressure inlet in the direction of the suction opening 9 . 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die am Ende der in der schraubenumschließenden Mantelwand, in der Bohrungserweiterung 4, angeordneten Zwischenräume 10 zwischen den benachbarten Strömungsleitrippen 5, durch eine Verbreiterung des Querschnittes der Strömungsleitrippen 5, mit einem spitzen, verjüngenden Auslauf 8 versehen sind.3. Device according to claim 1, characterized in that at the end of the in the screw enclosing wall, in the bore extension 4 , arranged spaces 10 between the adjacent flow guide ribs 5 , by widening the cross section of the flow guide ribs 5 , with a pointed, tapering outlet 8 are.
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