-
Umlaufender Verdichter mit Hilfsflüssigkeit Die Erfindung betrifft
einen umlaufenden Verdichter mit einem außermittig zum Arbeitszylinder angeordneten,
als Zellenrad ausgebildeten Läufer, dessen einzelne Arbeitsräumeoder Zellen gegeneinander
und gegen den Arbeitszylinder abgedichtet sind und in denen feine HilfsflüssIgk
eiteine im wesentlichen raidiale Hubb:ewegtmg ausführt, und mit einem innenliegenden
Steuerkolben und bezweckt eine möglichst wirksame Kühlung und Schmierung durch eine
solche Ausgestaltung -der Arbeitszellen, daß,ein Zerspritzen des Flüssigkeitsspiegels
zu einem bestimmten Zeitpunkt vor Vollendung des Arheitsvorganges und an ,einer
bestimmten S_ belle der Arbeitszellen gewährleistet ist.
-
Umlaufende Verdichter mit Hilfsflüssigkeit sind an sich bekannt; bekannt
sind auch Drehkolbenmaschinen mit Hilfsflüssigkeit, bei denen die Zellen gegeneinander
und gegen das ruhende Gehäuse oder den mit umlaufenden Arbeitszylinder durch fliehkraftbewegte
Absperrorgane (Schieber, Platten, Drehklappen, Drehkolben u. dgl.) abgedichtet sind.
Bei .diesen Maschinen, die mit einer Hilfsflüssigkeit arbeiten, trat der Nachteil
auf, daß :die Flüssigkeitsoberfläche innerhalb der Arbeitszellen zerspritzte, und
zwar an solchen Stellen der Arbeitszellen und solchen Stellen des Arbeitsvorganges,
wo dies durchaus unerwünscht war. Es sind deshalb umlaufende Verdichter als auch
umlaufende Brennkraftmaschinen entwickelt worden, bei denen Mittel vorgesehen waren,
das Zerspritze'n des Flüssigkeitsspiegels zu vermeiden. Das geschieht in der Weise,
@daß das Verhältnis der au ermittigen Anordnung zwischen Gehäusezylinder und Steuerzylinder
zu den übrigen Abmessungen ödes Verdichters, insbesondere zum Durchmesser des Steuerzylinders,
so gewählt wird, daß die relative Beschleunigung einer jeden Flüssigkeitsoberfläche
zwischen den benachbarten Absperrorganen während des ganzen Umlaufes kleiner bleibt
als ihre Schleuderbeschleunigung.
-
Die vorliegende Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, daß das bisher
als Nachteilempfundene Zerspritzen des Flüssigkeitsspiegels sehr wohl als Vorteil
ausgenutzt werden kann, wenn es an der Stelle der Arbeitszelle und zu dem Zeitpunkt
des Arbeitsvorganges.erfolgt, wo dies zur Kühlung und Schmierung erwünscht ist.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß der früher empfundene Nachteil der Anfeuchtung
der verdichteten Gasse verhältnismäßig gering ist gegenüber den Vorteilen der ausgiebigen
Kühlung, die durch den zerspritzenden Wasserstrahl bereits während des Verdichtu;ngsvorga@ngies
durchgeführt werden kann, und gegenüber der ausreichenden Schmierung und Kühlung
der gleitenden Abdichtungen, die bisher' nicht möglich war. Allerdings können ,diese
Vorteile nur-dann erreicht werden, wenn Mittel vorgesehen sind, das Zerspritzen
der Flüssigkeitsspiegel zeitlich im Arbeitsprozeß und örtlich in der Arbeitszelle
an der gewünschten Stelle festzulegen. Erfindungsgemäß geschieht dies .dadurch,
daß der -Querschnitt der Arbeitszellen sich von außen nach innen plötzlich vermindert,
so, daß zum Zweck ,der Kühlung ein Zerspritzen des Flüssigkeitsspiegels
zeitlich
im Arbeitsvorgang und örtlich in der Arbeitszelle stets bei einem vorauszubestimmenden
Punkt erfolgen kann. Die baulichen Maßnahmen, !die das Ze;-spritzender Wasserkolben
in einer bestimmten . Stellung gewährleisten, sind beispielsweise''' Querschnittsverengungen
der Arbeitszellen in' einem bestimmten Abstand von den Drehkolbenbohrungen von solchen
Abmessungen, daß an dieser Stelle die relative Beschleunigung der Flüssigkeitskolbenfläche,
die größer sein muß als die an dieser Stelle wirksame Fliehkraftbeschleunigung,
nach innen gerichtet ist.
-
Die beiliegenden Abbildungen zeigen beispielsweise Ausführungen des
Erfindungsgegenstandes, und zwar die Abb. i und z einen umlaufenden Verdichter mit
Hilfsflüssigkeit, bei dem die Abdichtung der Zellen untereinander und gegenüber
einem mit umlaufenden Arbeitszylinder durch Drehklappen erfolgt. Die Abb.3 bis 9
zeigen einige Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Ausbildung der Arbeitszellen
mit radial bewegten Schiebern (Abb.3, q., 6, 8 und 9) und als Drehschieber ausgebildeten
Dichtungsschiebern Abb. 5 und 7), die ihren Drehpunkt an der benachbarten Zellenwand
haben und gegen die zugehörige Zellenwand in einem um diesen Drehpunkt konzentrischen
Zylinderspalt abdichten.
-
In den Abb. i und 2 ist ein umlaufender Verdichter mit Hilfsflüssigkeit
dargestellt, bei dem in einem stillstehenden Gehäuse A mit seitlichen Deckelnal
und a2 ein Arbeitszylinder D mit seitlichen 4egrenzungswänden dl und d= umläuft.
Das Zellenrad B läuft in den Lagern b1 und b'2 des umlaufenden Zylinders D und wird
von der Welle b3 angetrieben. Im ruhenden Steuerzylinder C sind die Eintrittsöffnungen
cl und die Austrittsöffnungen c= angeordnet. Die Abdichtung der benachbarten Zellen
gegeneinander und gegen den mit umlaufenden Arbeitszylinder D erfolgt durch als
Drehschieber b'; ausgebildete Dichtungsorgane, die ihren Drehpunkt b7 an der benachbarten
Zellemvand bs haben und gegen die zugehörige Zellenwand b" in einem um diesen Drehpunkt
b7 kreisförmigen Zylinderspalt b111 abdichten.
-
In der Abb.3 ist schematisch dargestellt, wie durch richtige Wahl
des Verhältnisses der außermittigen Anordnung .e zwischen Arbeitszylinder
(A oder D) und Steuerzylinder C zu den übrigen Abmessungen des Verdichters,
insbesondere zum Querschnitt q, der durch die Wandungen des Zellenrades B, den an
ihnen befestigten Schiebern b-"#, Platten, Drehklappen bc u. dgl. und dem Arbeitszylinder
A gebildeten Zellen erreicht wird, daß die relative Beschleunigung der Flüssigkeits-:,tiberfläche
einer jeden Zelle während des >@Üinlaufe.s größer bleibt als ihre Schleuder-'',b,esthleunigung.
-
°- "Die Abb. q. bis 9 zeigen einige Ausführungsbeispiele von Arbeitszellen
in der erfindungsgemäßen Form, bei denen durch plötzliche (Abb. a und 5) Querschnittsverminderung
durch Einschnürungen f (Abb. 6 und 7) oder durch Rippen ä (Abb. 8 und 9) u. dgl.
die relative Beschleunigung der Flüssigkeitsoberfläche über die Schleuderbeschleunigung
erhöht wird. Für den Umfang der Erfindung ist es ohne Belang, ob die Querschnittsverminderungen
radial oder axial angeordnet si@id.
-
Durch die Erfindung wird erreicht, daß an der gewünschten Stelle durch
das Zerspritzen der Flüssigkeit die Berührungsoberfläche zwischen verdichtetem Gas
und Hilfsflüssigkeit und damit die wirksame Kühlfläche innerhalb der Arbeitszelle
wesentlich größer wird als bei glattem Spiegel. Zudem kommt, daß sich wenigstens
ein Teil der Flüssigkeit mit dem verdichteten Gas mischt und so einen Teil der entstehenden
Verdichtungswärme aufnimmt. Hinzu kommt noch der Vorteil, daß die bewußt erzeugten
Flüssigkeitsspritzer durch das frühzeitige Zerspritzen der Kolbeatspiegel eine ausreichende
Schmierung der Umfangsabdichtung des mittig in der Läuferbohrung befindlichen Steuerkolbens
erreicht wird, der die Betriebssicherheit des Verdichters erheblich .erhöht. Dieser
Vorteil wird um so größer, je breiter die Austrittsschlitze im Zellenrad sind, am
größten dann, wie in Abb. i gezeichnet, wenn sie die ganze Arbeitsbreite einnehmen.