DE669674C

DE669674C - High-speed rotary compressor with screw-shaped rotary lobes

Info

Publication number: DE669674C
Application number: DE1935669674D
Authority: DE
Original assignee: GUSTAF ZAKARIAS GOERANSSON
Current assignee: GUSTAF ZAKARIAS GOERANSSON
Priority date: 1935-02-15
Filing date: 1935-02-15
Publication date: 1938-12-31

Description

Schnell laufender Umlaufverdichter mit schraubenförmigen Drehkolben Umlaufverdichter finit schraubenförmigen Drehkolben sind bekannt. Die vorliegende Erfindung gehört zu jenen Typen, bei denen die Drehkolben mit hoher Geschwindigkeit umlaufen, und die ferner mit an. Inhalt veränderlichen Arbeitsräumen ausgestattet sind, und in welchen ein Arbeitsraum mit früherem Verdichtungsbeginn im Verlauf der Unidrehung mit einem Raum späteren Verdichtungsbeginns in Verbindung tritt.High-speed rotary compressor with screw-shaped rotary lobes Circulating compressors finite helical rotary lobes are known. The present Invention belongs to those types in which the rotary pistons operate at high speed circulate, and also to. Equipped with variable workspaces and in which a work space with an earlier start of compression in the course the unrotation comes into contact with a space at the later start of compression.

Beim Umlauf solcher Verdichter wird der Inhalt der Arbeitsräume vermindert, wodurch das darin .eingeschlossene Arbeitsmittel so lange einer Verdichtung unterworfen wird, bis die Arbeitsräume mit dem Verdichterauslaß in Verbindung kommen. Verfolgt man den Verlauf der Verdichtung in zwei Arbeitsräumen, die miteinander in Verbindung kommen, so sieht man, da[., in dem Zeitpunkt, in dem die Räume in \-erl)indung treten. :i: dem einen Raum schon eine gewisse Verdichtung stattgefunden hat, während in dein anderen Arbeitsraum noch keine 1e rdichtun erfolgt ist. Die Folge davon ist, dali in dem Augenblick, in dem die beiden Räume vrrbunden werden, ein Druckausgleich stattfindet, wobei der Druck des bereits tcilwcis: verdichteten Arbeitsinitteis um einen wissen Betrag wieder herab-esetzt wird, was eine Entropievermehrun; und einen entspi-cchenden Arbeitsverlust mit sich führt.When such compressors circulate, the content of the working spaces is reduced, as a result of which the working fluid included therein is subject to compression for so long until the working spaces come into contact with the compressor outlet. Tracked you can see the course of compression in two workrooms that are connected to each other come, so you can see that there [., at the point in time at which the spaces come into contact. : i: in one room a certain compression has already taken place, while in your other workspace has not yet been sealed. The consequence of this is dali at the moment in which the two rooms are connected, a pressure equalization takes place, whereby the pressure of the already partially: compacted Arbeitsinitteis is reduced again by a known amount, which increases entropy; and leads to a corresponding loss of work.

Diese Nachteile werden ,#mäß der Ertindung dadurch vermieden, da13 vor der unmittelbaren Verbindung der beiden Arbeitsräume miteinander eine Verbindung des ersten Arbeitsraumes mit dein zweiten Arbeitsraum oder eine Verbindung "mit dem Freien vorgesehen ist. durch welche während der Zeit des Beginns der Inhaltsverminderung des ersten Arbeitsraumes bis zur unmittelbaren Verbindung der beiden Arbeitsräume miteinander Arbeitsmittel aus dem ersten in den zn-eiten Raum oder ins Freie strömen kann.According to the invention, these disadvantages are avoided by the fact that a connection before the direct connection of the two work rooms with each other of the first work room with your second work room or a connection "with intended for the outdoors. by which during the time of the start of the content reduction of the first work room to the direct connection of the two work rooms Working materials flow together from the first into the second room or into the open can.

Es sind Kapselgehäuse mit zwei Läufern und teilweiser Absperrung des Austrittskanals durch eine Steuerwalze bekannt. bei denen durch ein im Betriebe einstellbares Mittel die Absperrung des Austrittskanals veränderlich gemacht wird. Diese Kapsel--ebläse weichen grundsätzlich von der Erfindung insofern ab. als in diesem Gebläse das Arbeitsmittel einfach durch den Auslaß hinausgeschoben wird und eine Drucksteigerung erst nach erfolgter öfnung des Auslasses durch Verminderung des Gesamtvolumens entsteht. Eine Verdichtung des Arbeitsmittels in mehreren an Inhalt veränderlichen Arbeitsräumen, bei denen insbesondere ein Arbeitsraum, dessen Inhalt früher vermindert wird, im Verlauf der Umdrehung mit einem zweiten Raum in Verbindung kommt. dessen Inhalt später vermindert wird, und bei welchem die Verdichtung auf den gewünschten Enddruck innerhalb des Drehkolbenarbeitsbereiches erfolgt, findet bei jenen b--kannten Gebläsen nicht statt, die im übri--en den ihnen eigenen @langel. nämlich ein; Rückströmung bereits verdichteten Arbeitsmittels, nicht vermeiden können. Im Gegensatz zti diesen bekannten Kapselgebläsen bezieht sich die Erfindung ausschlieblich auf Umlaufverdichter mit mehreren Arbeitsräumen tnit verschiedeilem Verdichtungsbeginn und bezw:ckt deren Verbesserung in der Richtung, daß die Entspannung von bereits verdichtetem Arbeitsmittel, d. h. also Verdichtungsverluste mit Sicherheit vermieden werden.There are capsule housings with two runners and a partial shut-off Outlet channel known by a control roller. where by one in the company adjustable means the blocking of the outlet channel is made variable. These capsule blowers differ fundamentally from the invention in this respect. than in this fan the working fluid is simply pushed out through the outlet and an increase in pressure only after the outlet has been opened by reducing it of the total volume. A compression of the work equipment in several at Content-changeable workspaces, in which in particular a workspace, its Content is diminished earlier in the course of the turn with a second space in Connection is coming. whose content is later reduced, and at which the compression takes place to the desired final pressure within the rotary piston working range, takes place does not take place with those known blowers, the moreover their own @langel. namely a; Backflow of already compressed working medium cannot be avoided. In contrast to these known capsule blowers, the invention relates exclusively on rotary compressors with several working spaces with different parts Start of compaction and suppresses their improvement in the direction that the relaxation of already compacted work equipment, d. H. thus avoiding compression losses with certainty will.

Die Ausbildung des Verdichters kann in verschiedener Weise erfolgen. Man kann z. B. die betreffenden Arbeitsräume in dem Augenblick, w .o in dem einen Raum die Verdichtung beginnt, durch eine Leitung miteinander in Verbindung setzen, so daß die Verdichtung von diesem Augenblick an gleichzeitig in beiden Räumen vor sich geht. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Eintrittsöffnung des Verdichters so anzuordnen oder die Länge der Drehkolben so zu bestimmen, daß der Arbeitsraum, dessen Inhalt zuerst vermindert wird, so lange mit der Saugseite verbunden bleibt, bis er mit dem anderen Arbeitsraum in Verbindung tritt.The compressor can be designed in various ways. You can z. B. the relevant workspaces at the moment w .o in the one Space the compression begins to communicate with each other through a pipe, so that from this moment on the compression occurs simultaneously in both spaces is going. Another possibility is the inlet opening of the compressor to be arranged or to determine the length of the rotary lobes so that the working space, whose content is first reduced as long as it remains connected to the suction side, until it comes into contact with the other workspace.

Die Erfindung wird imfolgendenran Handder beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in der Fig. i einen Schraubenverdichter im axialen Längsschnitt, Fig.2 einen Schnitt durch den Verdichter nach der Linie II-II der Fig. i und Fig.3 einen der Fig.2 ähnlichen Schnitt mit einer Abänderung zeigt.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing explains, in Fig. i a screw compressor in axial longitudinal section, Fig.2 a section through the compressor along the line II-II of FIGS 2 shows a similar section with a modification.

Der in der Zeichnung dargestellte Verdichter besitzt einen schraubenförmigen Drehkolben io und ein als schraubenförmiger Drehkolben ausgebildetes Widerlager 12, die beide von einem sich ihrem äußeren Umfang anschließenden Gehäuse 14 umgeben sind, das zwecks Aufnahme einer Kühlflüssigkeit doppelwandig ausgebildet ist. Drehkolben io und Widerlager 12 bestehen mit ihren zugehörigen Wellenteilen aus einem Stück und sind in den die Radialdrücke aufnehmenden Rollenlagern 16, 18 bzw. 20, 22 und in den die Axialdrücke aufnehmenden Kugellagern 24 bzw. 26 gelagert. Die Rollenlager werden von mit dem Gehäuse. 14 verschraubten Gehäusedeckeln 28 und 3o getragen, die den Arbeitsraum des Verdichters zu beiden Seiten in axialer Richtung abschließen. Die Wellen von Drehkolben und Gegenlager sind mit Hilfe von Dichtungen 32, 34, 36 und 38 gedichtet.The compressor shown in the drawing has a helical one Rotary piston io and an abutment designed as a helical rotary piston 12, both of which are surrounded by a housing 14 adjoining their outer circumference are double-walled for the purpose of receiving a cooling liquid. Rotary piston io and abutment 12 are made of one piece with their associated shaft parts and are in the radial pressure receiving roller bearings 16, 18 and 20, 22 and mounted in the ball bearings 24 and 26 which absorb the axial pressures. The roller bearings are from with the housing. 14 screwed housing covers 28 and 3o carried, which close off the working space of the compressor on both sides in the axial direction. The shafts of the rotary lobes and the counter bearing are secured with the aid of seals 32, 34, 36 and 38 sealed.

Der Antrieb des Verdichters erfolgt von der Welle 4o aus, deren Bewegung durch die Zahnräder 42 und 44 auf den Drehkolben 12 übertragen wird, der gegenüber dem Drehkolben i o so angeordnet ist, daß sich die beiden Läufer an keiner Stelle berühren.The compressor is driven by the shaft 4o, its movement is transmitted by the gears 42 and 44 to the rotary piston 12, the opposite the rotary piston i o is arranged so that the two rotors at no point touch.

Um die Läufer auch von innen kühlen zu können, sind die Wellen hohl ausgebildet und mit je einem Innenrohr 46 bzw. 48 versehen. Zlvecks Innenkühlung des Läufers io wird Kühlflüssigkeit durch eine Düse 5o in das Innere des Rohres 46 geleitet. Die Kühlflüssigkeit durchfließt zunächst das Rohr 46 in der Richtung des Pfeiles 52, strömt dann zwischen dem Innenrohr und der Hohlwelle in entgegengesetzter Richtung zurück und tritt in Richtung der Pfeile 54, 56 in einen durch einen Deckel 58 abgeschlossenen Raum 60 ein, den .es durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Auslaßöffnung verläßt, um rückgekühlt und von neuem dem Kühlsystem zugeführt zu werden. Die Innenkühlung des Läufers 12 erfolgt, wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich ist, in gleicher Weise und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.In order to be able to cool the runners from the inside, the shafts are hollow formed and provided with an inner tube 46 and 48, respectively. Zlveck's internal cooling the rotor io is cooling liquid through a nozzle 5o into the interior of the tube 46 headed. The cooling liquid first flows through the tube 46 in the direction of arrow 52, then flows between the inner tube and the hollow shaft in opposite directions Direction back and enters in the direction of arrows 54, 56 through a lid 58 closed space 60, the .es by a not shown in the drawing Outlet opening leaves to be re-cooled and fed back to the cooling system will. The internal cooling of the rotor 12 takes place, as is readily apparent from the drawing can be seen in the same way and therefore does not need to be described in more detail will.

Der Einlaß in den Verdichter ist mit 62, der Auslaß mit 64 bezeichnet, und zwar befindet sich der Einlaß auf der dem Beschauer zugewendeten Seite der Zeichenebene, während der Auslaß auf der,entgegengesetzten Seite angeordnet ist. Der Deckel 3o am Saugende des Verdichters ist mit radialen Bohrungen 66, 68 versehen, die von den Läuferwellen nach außen sich erstrecken und den Zweck haben, eine Saugwirkung auf die links von den Dichtungen 34 und 38 befindlichen Räume und ein Ansaugen von Schmiermittel in den Verdichter zu verhindern. Der am Druckende des Verdichters befindliche Deckel 28 besitzt ebenfalls von den Wellen nach außen führ-ende Bohrurgen 70, 72, die zu dem Zwecke vorgesehen sind, ein Eindringen von verdichtetem Mittel in die die Lager enthaltenden, rechts von den Dichtungen 32 und 36 gelegenen Räume mit Sicherheit zu verhindern und infolge von Undichtheiten austretendes Druckmittel abzuleiten. Im Spalt zwischen dem Hochdruckende des Drehkolbens io und des Gehäusedeckels 28 sind eine oder mehrere Dichtungskanten 71 angeordnet, um den Druck nach außen hin abzudrosseln.The inlet to the compressor is indicated by 62, the outlet by 64, namely the inlet is on the side of the plane of the drawing facing the viewer, while the outlet is located on the opposite side. The lid 3o at the suction end of the compressor is provided with radial bores 66, 68, which of the rotor shafts extend outward and have the purpose of suction on the left of the seals 34 and 38 spaces and a suction of Prevent lubricant from entering the compressor. The one at the end of pressure from the compressor The cover 28 located there also has bores leading outward from the shafts 70, 72, which are provided for the purpose of penetration of compressed medium into the spaces containing the bearings to the right of the seals 32 and 36 to be prevented with certainty and pressure medium escaping as a result of leaks derive. In the gap between the high pressure end of the rotary piston and the housing cover 28, one or more sealing edges 71 are arranged to reduce the pressure to the outside to throttle down.

Fig, 2 zeigt Drehkolben und Widerlager in der Lage, in welcher die Verdichtung des Arbeitsmittels, z. B. der Luft, beginnt, das durch den Einlaßstutzen 62 in den Saugraum 74 gelangt ist und bei der Drehung des Drehkolbens io im Sinne des Pfeiles 7 6 in den Raum P eingeschlossen wurde, der von den Zähnen T und T, des Drehkolbens sowie von dem Gehäuse 1 4. in Richtung senkrecht. zur Läuferachse und von den Gehäusedeckeln 28 und 30 .in axialer Richtung begrenzt ist. Auch in der Gewindelücke R des kleineren Läufers ist seine Luftmenge eingeschlossen. In der dargestellten Lage hat noch keine Verdichtung der iii den Arbeitsräumen P und R befindlichen Luftmengen stattgefunden.Fig, 2 shows the rotary piston and abutment in the position in which the Compression of the work equipment, e.g. B. the air, that begins through the inlet port 62 has passed into the suction chamber 74 and when the rotary piston rotates io in the sense of the arrow 7 6 was enclosed in the space P, which was formed by the teeth T and T, of the rotary piston and of the housing 1 4th in the vertical direction. to the rotor axis and is limited by the housing covers 28 and 30 .in the axial direction. Also in the thread gap R of the smaller rotor includes its air volume. In the situation shown has no compression of the iii workspaces P and R has taken place.

Ohne Berücksichtigung der später zu erörternden Ausbildung. des Deckels 3o gemäß der Erfindung würde sich der Verdichtungsvorgang wie folgt abspielen. Bei Weiterdrehung der Läufer im Sinne der Pfeile 76 linv. ; S drin-t der Zahn S des Widerla 'rcrs in den Raum P ein. wodurch der Inhalt dieses Raumes verringert und der Druck cl"r darin eingeschlossenen Luft erhöht wird. Inn Raum R findet dagegen vorläufig noch keine Verdichtung statt. Sobald der hintere Iicgrenzungspunkt G dis Zahns S den Punkt.11 überlaufen hat, gelangen die Rä time P und R miteinander in Verbindung, find der durch die Verdichtung im RaumP erzeugte Druck be-, gingt wieder zu fallen.Without taking into account the training to be discussed later. of the lid According to the invention, the compression process would take place as follows. at Further rotation of the rotor in the direction of the arrows 76 linv. ; S in-t the tooth S of the abutment into the space P. whereby the content of this space decreased and the pressure cl "r air trapped therein is increased. Inside space R, on the other hand, there is currently no compression. As soon as the rear boundary point G dis tooth S has passed point 11, the Rä time P and R get together in connection, the pressure generated by the compression in the space P started to fall again.

Um dies zii vermeiden. ist in dem das Saugende des Verdichters abschliel.,enden Gehäusedeckel 3o ein Kanal ,#o vorgesehen, d,-,r durch die Öffnungen 8z und 5.1 mit dem Saugende des Verdichters verbundz-ti ist. Die Lag c der Öffnungen S_ und 84 ist so gewählt, daß beide Öffnungen von den darüber sich vorbeibewegenden Zähnen T bzw. S spätestens in dein Augenblick freigegeben werden, in dem die Verdichtum-, im Raum P einsetzt. Dies bedeutet. daß in dem genannten Augenblick die beiden ArbfiLSräumeP und R durch den Kanal So miteinander verbunden Nverd:ti. so daß die Verdichtung, praktisch genommen, in beiden Räumen gleichzeitig erfolgt, wobei Luft aus dem Raum P im Sinne des Pfeiles SG in den RaumS überströmt. Der Kanal So kann auch im Gehäuse 14 angeordnet werden, wobei die Öffnungen S-2 und 84 auf der zylindrischen Fläche des Gehäuses liegen und von den zylindrischen Begrenzungsflächen der Gewinde abgedeckt werden.To avoid this zii. is where the suction end of the compressor ends Housing cover 3o a channel, # o provided, d, -, r through the openings 8z and 5.1 is verbundz-ti with the suction end of the compressor. The lag c of the openings S_ and 84 is chosen so that both openings of the teeth moving over them T or S are released at the latest in the moment in which the compression, in room P. This means. that at that moment the two work rooms P. and R connected by the channel So Nverd: ti. so that the compression practically speaking, takes place in both rooms at the same time, with air from the room P flows over into space S in the direction of arrow SG. The channel So can also be used in the housing 14, with openings S-2 and 84 on the cylindrical surface of the housing and covered by the cylindrical boundary surfaces of the thread will.

Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform wird die Verdichtung im Raum P so lange verzögert, bis die Raume P und R in Verbindung kommen. In diesem Falle ist (las Saugende des Verdichters in axialer Richtung nicht vollständig abgedeckt. sondern teilweise offen. Der durch eine Endplatte SS o. dgl. abgeschlossene Teil ist durch die Linien e, j, j, h, k, in, tt begrenzt, d. h. die außerhalb dieser Platte liegende Fläche steht mit der Saugseite in unmittelbarer Verbindung. Dies bedeutet aber. daß auch der Arbeitsraum P so lange finit der Saugseite verbunden bleibt, bis die vordere Kante a des Drchkolbenzahnes T1 die Lage a' erreicht hat, in welcher sie die Begrenzungslinie e der Platte SS überläuft. Bis dahin hat keine Verdichtung stattgefunden. Die Linie .° ist nun so gewählt, daß die Kante a mit ihr zusammenfällt, wenn der Punkt G des Zahns S des Widerla gers den @i:nlct .1/ überläuft, oder, mit anderen Worten, die Verdichtung ini baum P beginnt erst dann. wenn die Räume P und R miteinander in Verbindung gekommen sind. Auch in diesem Falle herrscht von Be--inn der Vcrdiclitun- ;in in hciclcn R@iutnen der -leiche Druck.In the embodiment shown in FIG. 3, the compression in space P is delayed until spaces P and R come into contact. In this case, the suction end of the compressor is not completely covered in the axial direction. It is partially open. The part closed off by an end plate SS or the like is delimited by the lines e, j, j, h, k, in, tt, ie the surface outside this plate is in direct contact with the suction side, but this means that the working space P also remains finite connected to the suction side until the front edge a of the piston tooth T1 has reached position a 'in which it is the boundary line e of the plate SS overflows. Until then, no compression has taken place. The line. ° is now chosen so that the edge a coincides with it when the point G of the tooth S of the abutment the @i: nlct .1 / overflows, or, in other words, the compression in tree P only begins when the spaces P and R have come into contact with each other - equal pressure.

Anstatt eine besondere Endp'.atte S S anzuordnen. kann der Gehäusedeckel ;o mit entsprechenden Ausnehmungen oder Kanälen versehen sein. die den Raum P so lange mit der Saugseite bzw. finit der Atmosphäre verbinden, bis die Kanten die La-e a' erreicht hat.Instead of arranging a special end plate S S. can the housing cover ; o be provided with appropriate recesses or channels. which the room P so long connect with the suction side or finite atmosphere, until the edges the La-e a 'has reached.

Die ;rcstrichclte Linie b zeirt. weit die denyRaum R bildende Gc,#c-itidclücke -clangt ist. wenn die Linien e und a' zusammenfallen. Vor diesem Zeitpunkt kann der Raum R mit der Saugseite in Verbindung bleiben. woraus folgt, da[.) die Endplatte auf der Seite des Läufers t= so weit nach innen geführt werden kann, dal', die zwischen b und in gelegene Fläche noch verdeckt bleibt.The dashed line b shows. far the Gc, # c-itidclücke -clangt forming deny space R is. when the lines e and a 'coincide. Before this point in time, the space R can remain in connection with the suction side. from which it follows that [.) the end plate on the side of the rotor t = can be guided so far inwards that the surface between b and in remains covered.

Die Erfindung ist unabhängig von den Zahnformen. von der Anzahl der zusammenarbeitenden Drehkolben bzw. Widerlager, von der Gangzahl der Drehkolben u. dgl.The invention is independent of the tooth shapes. on the number of cooperating rotary piston or abutment, on the number of turns of the rotary piston and the like

Claims

xTANSPf, ÜcilE: t. High-speed compressor with screw-shaped rotary lobes and work spaces that can be changed in terms of content. at which a work space. the content of which is reduced earlier, comes into contact in the course of the revolution with a second space, the content of which is reduced later, characterized by this. that prior to the direct connection of the two work spaces P, R-, a connection - So @ of the first work room P with the second work space -R # or a connection with the outdoors is provided. through «-which during the period of the B ° -inns of the content reduction dz_ work room P. up to the direct connection of the two work rooms P. R, with each other, work equipment can flow from the first into the second room or into the open. e. Compressor according to claim i. `el: characterized by an end plate that partially closes off the runner on the suction side, 88 1. which reduces a direct connection between inlet and outlet and such a shape - line line e, lt. k, m, a in Fig.; @ having. da15 the `working space i Pl. which is reduced @% - first when the helical gears turn. with your Einlab @ 02? the compressor remains connected for as long. until both work rooms. P, R never contact each other.