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Rootsgebläse mit regelbarer Verdichtung Gegenstand der Erfindung ist
ein Verdichter für strömende, gasförmige oder flüssige Mittel mit gegenläufigen
Läufern innerhalb eines mit Ein- und Auslaßöffnungen versehenen Gehäuses, wobei
jeder Läufer mindestens eine Ausnehmung aufweist, die als Verdichterkammer zur Beförderung
des Mittels von einer Ein- zu einer Auslaßöffnung dient.
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Die gebräuchlichsten derartigen Verdichter, wie sie zum Aufladen von
Verbrennungskraftmaschinen und zur Verdichtung der Luft in Flugzeugkabinen dienen,
sind die sog. Rootsgebläse. Bei diesen Verdichtern wird das Mittel von einem Läuferpaar
durch das Gehäuse gefördert, ohne daß eine Verdichtung innerhalb des Gehäuses möglich
ist, da die Wirkung der Läufer nur in einer Ortsverschiebung des Mittels besteht.
Die Verdichtung wird bei diesen Gebläsen vielmehr durch Drosseln im Auslaßkanal
bewirkt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Läufer mit Gleitflügeln und andere
Läufer innerhalb eines elliptischen Gehäuses zusammenarbeiten zu lassen, um eine
Verdichtung innerhalb des Gehäuses zu eireichen, jedoch haben derartige Ausführungen
mechanisch nicht befriedigt.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verdichter mit den mechanischen
Vorteilen der bekannten Rootsgebläse, jedoch mit veränderlicher Verdichtung innerhalb
des Gehäuses.
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Gemäß der Erfindung ist ein Verdichter mit einem Paar in entgegengesetzten
Richtungen in einem gemeinsamen, mit Ein- und Auslaßöffnungen versehenen Gehäuse
umlaufender Läufer versehen, wobei das Gehäuse kommunizierende zylindrische Bohrungen
aufweist und jeder Läufer so geformt ist, daß er in einer Ausnehmung Gas zwischen
den Gehäuseöffnungen und einem Vorsprung in die Ausnehmung des anderen Läufers befördert
und darin verdichtet, und wobei das aus der Ausnehmung strömende Gas zuerst durch
eine Öffnung in einer an einem Läuferende befestigten Platte, dann durch eine Öffnung
einer im Gehäuse drehbaren Platte und schließlich durch eine verlängerte Öffnung
in der Außenwand des Gehäuses strömt, um ein veränderliches Verdichtungsverhältnis
im Gehäuse zu erzeugen.
Erfindungsgemäß sind die Auslaßöffnungen
in einander entgegengesetzten Punkten der Gehäuseaußenwände vorgesehen.
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In einer Ausführungsform kann der Umfang jedes Läufers einen vorspringenden
Lappen und eine Ausnehmung aufweisen, wobei Lappen und Ausnehmung teilweise zylindrische
Form haben und durch einen dem Antrieb entsprechend geformten Läuferteil verbunden
sind. Ein Verdichter mit solchen Läufern ergibt je Umdrehung zwei Verdichtungsstöße,
also einen Stoß je Läufer. Mit derartigen Verdichtern lassen sich Verdichtungsverhältnisse
im Bereich von io : i erhalten; wo ein geringeres Verhältnis ausreicht, können Läufer
mit zwei oder mehr Lappen verwendet werden, so daß der Verdichter vier oder mehr
Verdichtungsstöße je Umdrehung ergibt.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung erläutert, und zwar zeigt Fig.
i eine perspektivische Ansicht des Verdichters gemäß der Erfindung, Fig.2 eine ähnliche
Ansicht mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse, Fig. 3 einen Längsschnitt durch den
in Fig. i dargestellten Verdichter, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von
Fig. 3 und Fig. 5 einen ähnlichen Schnitt, der eine abgeänderte Läuferform zeigt.
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In Fig. i bis 4 besteht der Verdichter aus einem Gehäuse io mit den
Einlaßöffnungen 2o, 21 und lösbaren Endkappen 1i, 12, in deren Innerem Auslaßkanäle
für das innerhalb des Gehäuses verdichtete Gas vorgesehen sind, das in den Verteiler
13 fließt. Die lösbaren Endkappen 1i, 12 enthalten Lager für die Wellen 14,
15, auf denen die Läufer 16, 17 angebracht sind. Die Welle 15 ist bei 15'
verlängert, um einen Antrieb zu ermöglichen. Innerhalb der Endkappe ii befinden
sich Getrieberäder 18, ig, die die Wellen 14, 15
und die Läufer 16,
17 gegenläufig antreiben. Jeder Läufer hat, wie aus Fig. 4 ersichtlich, zwei
Lappen i6', 16" und iT, i7", zwischen denen Ausnehmungen vorgesehen sind. Die Lappen
und Ausnehmungen haben teilweise zylindrische Form mit verschiedenem Durchmesser.
An einem Ende des Läufers 16 ist eine Deckplatte 24 mit einer Öffnung 25 angebracht.
Der andere Läufer hat am anderen Ende eine entsprechende Platte 26 mit der Öffnung
27.
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Die Endkappe ii hat eine Endwand 28 mit einer Öffnung 29, die mit
einem angeflanschten Auslaß 30, an den der Verteiler 13 angebolzt ist, in Verbindung
steht. Zwischen der Deckplatte 24 des Läufers 16 und der Endwand 28 befindet sich
eine drehbare Platte 31 mit der Öffnung 32. Eine ähnliche Drehplatte 33 mit einer
Öffnung 34 liegt in der anderen Endkappe 12, wobei die Platte 33 mit dem Läufer
17 zusammenarbeitet (s. Fig. 3, 4).
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Im Betriebe drehen sich die Läufer 16, 17 in entgegengesetzter Richtung,
wie Fig. 4 zeigt. Bei der Darstellung in Fig. 4 ist die Ausnehmung im Läufer 16
nahe der Einlaßöffnung 2o luftgefüllt, und die genannte Einlaßöffnung 20 steht kurz
vor dem Verschluß durch den Lappen i6", während sich die entsprechende Ausnehmung
im Läufer 17 mit Luft füllt. Der Lappen iT am Läufer 17 greift in die gegenüberliegende
Ausnehmung des Läufers 16 ein, und wenn, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die Öffnung
32 sich mit der Öffnung 25 zu überschneiden beginnt, beginnt sich das Gas aus der
Ausnehmung zu entleeren. Inzwischen greift der andere Lappen 16' am Läufer 16 in
die entsprechende Ausnehmung des Läufers 17, und die Gasentladung beginnt beim Überschneiden
der Öffnungen 27 und 34. Durch Verdrehen der Platten 31, 33 kann der Zeitpunkt
derFreigabe derÖffnungen eingestellt werden, womit sich der Verdichtungsgrad ändert.
Die Platten 31, 32 sind durch Verbindungsglieder 22, 23 mit nicht dargestellten,
von Hand regelbaren oder selbsttätigen Regelmitteln, z. B. einer Druckkapsel, verbunden.
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In der beschriebenen und in Fig. i bis 4 dargestellten Ausführungsform
hat der Verdichter zwei Verdichtungshübe je Läufer und Umdrehung, da jeder Läufer
zwei Ausnehmungen aufweist.
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Fig. -5 zeigt einen Verdichter mit den Läufern 16, 17, die
je einen vorspringenden Lappen haben. Bei dieser Läuferform erhält man nur einen
Verdichtungshub je Läufer und Umdrehung, so daß höhere Verdichtungsgrade erhalten
werden können. Im übrigen ist der Aufbau und die Arbeitsweise die gleiche wie die
des in Fig. i bis 4 dargestellten Verdichters.
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Verdichter der geschilderten Art sind umkehrbar und können als Verbrennungsmaschinen
arbeiten. Ein Drehkolbenmotor ähnlicher Bauart, dessen beide Auslaßöffnungen in
derselben Gehäuseaußenwand liegen, ist bereits bekannt. Die Maschine gemäß der vorliegenden
Erfindung mit den Auslaßöffnungen in einander gegenüberliegenden Gehäuseaußenwänden
dient in erster Linie als Verdichter, da bei der Ausführung gemäß der Erfindung
große Auslaßöffnungen vorgesehen sein können, während der Durchmesser von Auslaßöffnungen
in der gleichen Außenwand eng begrenzt ist, weil ein Überschneiden zwischen den
beiden Öffnungen vermieden werden muß.