DE923450C - Drehkolbenmaschine, insbesondere Verdichter - Google Patents

Drehkolbenmaschine, insbesondere Verdichter

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DE923450C
DE923450C DEB3421A DEB0003421A DE923450C DE 923450 C DE923450 C DE 923450C DE B3421 A DEB3421 A DE B3421A DE B0003421 A DEB0003421 A DE B0003421A DE 923450 C DE923450 C DE 923450C
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/14Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using rotating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/123Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth

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Description

  • Drehkolbenmaschine, insbesondere Verdichter Die Erfindung geht von einer Drehkolbenmaschine, insbesondere einem Verdichter, mit mindestens zwei zahnradartig ineinandergreifenden Kolbentrommeln aus, deren jede mit einem oder mehreren mit mindestens einer anderen Kolbentrommel kämmenden Zähnen versehen ist und beschäftigt sich mit der Aufgabe, eine einfache und preiswerte Maschine dieser Art zu schaffen, die ruhig und mit gutem Wirkungsgrad sowohl bei hohem als auch bei niedrigem Druck arbeitet.
  • Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß mindestens eine der Kolbentrommeln eine Längsbohrung und neben jedem Zahnreinen die Längsbohrung mit dem Arbeitsraum -oder den Arbeitsräumen der Maschine verbindenden Radialschlitz hat, dessen kleinste Umfangsbreite größer als die Zahnhöhe des oder der mit ihr kämmenden Zähne der anderen Kolbentrommel bzw. Kolbentrommeln ist. Dieser Radvalschlitz bnv. diese Radialschlitze bilden vorzugsweise die Zahnlücken für .die Zähne der anderen Kolbentrommel bzw. Kolbentrommeln. Die Längsbohrungen in den Kolb;entrommelin dienen insbesondere zur Zu- bzw. Abführung des Arbeitsmittels, z. B. von Luft,oder Gas im Falle jeilnes Verdichters.
  • Gegenüber ,anderen bekannten Maschinen dieser Bauart besteht der wesentlichste Vorteil der Maschine mit dem Merkmal der Erfindung in der weitgehenden Verringerung von überströmverlusten, die dadurch entstehen, daß das Arbeitsmittel. lentweder aus dem SpaltvWumen oder @an den Zähnen vorbei in. das frisch angesiaugte oder weniger verdichtete Arbeitsmittel zurückfließt, wodurch der volum@etrische und der thermische Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert werden. Diese überströmverluste werden durch die erfindungsgemäße Zahnform und insbesondere die Anbringung von mehr als einem Zahn je Kolben verkleinert. Ein weiterer Vorteil der Maschine nach der Erfindung besteht darin, dafa die Kolbentrommeln selbst als Mittel zur Zu-und Abführung des Arbeitsmittels dienen, wodurch die Leitungsführung vereinfacht und die Reg:elorgane im Kolbeninnern selbst angebracht werden können.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Maschine nach der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele ersichtlich, die aus Gründen leichterer Verständlichkeit en der Ausbildung als Luftverdichter erörtert werden sollen. Es ist selbstverständlich, daß bei passender Einstellung der Arbeitsspiele der in -den Kolben eingebauten Ventile und bei entsprechender Aus legung der Radialschlitzweiten die Maschine auch als Verdränger- oder Expansionsmaschine oder zur Verarbeitung von anderen Arbeitsmitteln als Luft, beispielsweise von Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten, verwendbar ist.
  • In den der Beschreibung zugrunde liegenden Zeichnungen stellen dar Fig. i bis 4 leine :einfache Ausführungsform der Maschinenach der Erfindung in vier wesentlichen Stufeneines Arbeitskreislaufes in schematischem Querschnitt, Fig. 5 das PV-Diagriamm der Maschine nach den Fig. i bis 4, Fig. 6 eine Teildarstellung der Maschine in der Stellung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, Fig.7 Beinen Längsschnitt durch den Zahn ein-es Kolbe ns, Fig. 8 bis i i eine .schematische Darstellttng voll Ausführungsformen der Maschine nach der Erfindung, die sich durch die Anordnung von Kolben, Kolbenlagerung und Durchlässen unterscheiden, Fig.12 und 13 eine schematische Darstellung von Ventilen in maßstäblich vergrößerten Teilquerschnitten, Fig. 14 eine Ausführungsform der Maschine mit zwei je zweizahnmgen Kolben, Fig- 15 und 16 zwei Ausführungsformen der Maschine nach der Erfindung mit drei je dreizahnigen Kolben, die sich unter anderem durch den Umlaufsinn unterscheiden, Fig. 17 eine Ausführungsform einer Dreikolbe-nmaschine, deren mittlerer Kolbeneinen größeren Durchmesser als die äußeren Kolben besitzt, Fig. 18 seine schematische Darstellung von Hand bedtenb,arer Ventileinstellmittel im Längsschnitt, Fig. i9 eine schematische Darsbehung von selbsttätigen Ventileinstellmitteln im Querschnitt, Fi,g. 19 a eine Einzelheit der Einrichtung nach Fig. 19 und Fig.2o und 21 weitere Ausführungsformen von Maschinen nach der Erfindung mit besonderen Einzelheiten.
  • Bei der in den Fig. i bis 4 dargestellten. Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung laufen ixt einem Gehäuse i, dessen Querschnitt wie bei einem Rootsgeblä.se etwa achtförmig ist, zwei durch zwei außenEegende, nicht dargestellte Zahnräder angetriebene Hohlkolbena und b mit gleicher Geschwindigkeit, aber gegen-läufig zueinander um. Jeder Hohlkolben trägt :einen dicht an der Gehäus:ewandungentlang laufenden Zahn, und zwar ,der Kolben;a den Zahn 2 und der Kolben b ,den Zahn 3. Jeder Hohlkolben weist fernerhin einen bis zum Kolbenhohlraum reichenden Wandschlitz auf. Bei den zur Zuführung dies Arbeitsmittels dienenden Hohlkolbena ist der Schlitz 4 auf der Nachlaufseite des Zahnes 2 angeordnet und führt zum Kolb.enininenraum 6, während bei dem zur Abführung des verdichteten Arbeitsmittels dienenden Hohlkolben b der Schlitz 5 auf der Vorlaufseite des Zahnes 3 angeordnet ist und zum Kolbeninnenraum 7 führt.
  • Die Kolbenräume 6 bzw. 7 stehen über an einer oder beiden Stirnseiten des Gehäuses befindliche Leitungen mit dem Zu- und Abführungssystem für ,das Arbeitsmittel in Verbindtung. Wenn, wie dargestellt, der Kolbew. aum 7 Beinen kreisrunden Querschn,itt besitzt und gleichmittig zum Kolben angeordnet ist, kann ein rohrteilförmig@es Ventil 8 von kreisausschnittförmigem Querschnitt ortsfest eingebaut werden, das einen Teil .des Bohrungsumfanges abdeckt und dadurch die Höhe der vor dem Schlitz erzielbaren Verdichtung bestimmt. An 'Stelle dieses Ventils kann auch ein Ventil verwendet werden, das -sich selbsttätig öffnet, so'b'ald der Verdichtungsdruck den Druck in der Abführungsleitung überschmeit@et.
  • Die Zweckmäßigkeit dieser Schlitzanordnung läßt sich aus der Beschreibung @einies Arbeitskreislaufes an Hand der vier verschiedene Arbeitsphasen darstellenden Fig. i bis 4 erkennen. Fig. i zeigt die Maschine zu Beginn -des Verdichtungskreislaufes. Zu Jiesem Zeitpunkt ist das ganze Gehäuse mit Luft vonAtmosphärendruck,gefüllt, und die Zähne 2, 3 laufen gerade auf engstem Abdichtungsabstand, d. h. mit einem Spalt von einigen tausendstel Zoll, aufeinander zu. Jedes Weiterdrehen im Pfeilsinne über diesen Arbeitspunkt hinaus verringert den vor den Zähnen liegenden Ringsp.altraum im Gehäuse und bewirkt dadurch eine Verdichtung de: eingeschlossenen Luft, deren. Entweichen auf der Abgabeseite durch das Rohrventil 8 verhindert wind. Im gleichen Maße, wie sich der Verdichtungsraum vor den Zähnen 2 und 3 verkleinert, wächst andererseits der hinter den Zähnen liegende Ringspaltraum im Gehäuse, so, daß Luft im Sinne der gestrichelten Pfeile über die Zuführungsbohrtung 6 von außen her nachströmen kann.
  • Der Druck .i,m Verdichtungsraum nimmt so lange zu, bis die Vordexkante !des Schlitzes 5 von der Vorderkante des Rohrventils 8 im Kolben b freikommt und sich der Schlitz 5 zur Innenbohrung 7 hin: öffnet, so da( die verdichtete Luft in diese Bohrung und damit in die Abgabeleitung eintreten kann. Dies geschieht :so lange, bis die in Fig. 3 gezeigte Stellung erreicht ist, in der die hintere Kante des Schlitzes 5 die bvn.tere Kante des Rohrventils 8 erreicht Lund dadurch der Abgabeschlitz 5 verschlossen wird. Bei der weiteren Kalb,enb!ew bwug von diesem Punkt bis zur Erreichung der in Fig. i dargestellten Ausgangsstellung tritt Meine Rauminh2.ltsändening mehr -ein, so daß die in der Stellung nach Fig.3 erfolgte Schließung des Abgabeschlitzes 5 keinen Einfluß mehr auf die Mengenleistung der Maschine hat. Andererseits !ermöglicht aber diesle kurze Zeitspanne lohne Rauminhaltsänderung den völligen Druckausgleich zwischen: Gehäusespaltraum und Außenraum, der vorher durch die unvermeidbaren Kanal- und Leitungsverluste gehemmt wurde. Diese Bes,oinderhei,t der Maschine nach der Erfindung ist von doppeltem Wert, weil die Verbindung zwischen AuB:enluft und Gehäuseans.augraum während des ganzen Arbeitskreislaufes ,offen, stehen und ein Einlaßventil mit seinen unvermeidbaren Verlusten beim öffnen und Schließen erspart werden kann.
  • Die Druckverhältnisse in der Maschine während eines Arb.eitskreielaufies sind aus dem PV-D:agramm nach Fig. 5 .ersichtlich. Bei Punkt i beginnt der Einl:aß, und die Füllung nimmt bis zum Erreichen dies Punktes 2 zu, wobi!i die wirksame Zahnfläche dadurch vergrößert wird"daß der Zahn 3 den Zahn -- aufdeckt. Vorn Punkt 2 an bleiben infolge der konstante, Umlaufgeschwindigkeiten der Kolben w und b der Eiinlaßquerschnitt und damit auch der Einlaßdruck konstant. Bei Punkt 3 kommen die beiden Zähne sauf Abdeckungsentfernung, und mit zunehmender Verkleinerung der wirksamen Zahnflächen nimmt ,auch der Einlaßunterdruck ab. Wenn das Ansaugen erledigt ist, gleicht sich, wie weiter oben beschrieben, während der kurzen Zeitspanne gleichbleibenden Rauminhaltes der Unterdruck aus und kann sich sogar infolge der Trägheit des Arbeitsmittels im Einl:Lßkanal und in der Einlaßleitung in einen überdnick über den atmosphärischen Druck hinaus bei Beginn der Verdichtung umwandeln. Bei Punkt q. sind die beiden Kolben a und b einmal umgelaufen, und die hierbei angesaugte Luft befindet sich nun auf der Verdichtuggsseite vor den Zähnen 2 und 3. Beim Weiterdrehen der Kolben wird die Luft so lange verdichtet, bis Punkt 5 Herreicht ist, bei dem sich gemäß Fig. 2 der Schlitz 5 nach dem Innenraum des Kolbens b hin öffnet. Da das öffnungsverhältnis groß ist, erhöht sich der Druck nur noch kurzzeitig bis zum Punkt'6 ein wenig und bleibt dann auf dem konstanten Wert stehen, der zum Ausschiehen der Luft aus der Abgabeleitung erforderlich ist. Zwischen Punkt 7 und 8 verkleinert die Abnahme der wirksamen Zahnflächen die Gesch«ändigkeit, bis sie zu Null wird, worauf sich der Abgabeschlitz schließt. Zwischen. Punkt 8 und 9 wird die geringe Luftmenge, :die sich im Spaltraum zwischen dein Einlaßzahn 2 und dem Abgabeventi18 befindet, in die ,angesaugte Luft ab- gegeben. Dias Volumen zwischen dem Punkt 9 und i ist das Spaltvolumen ini Einlaßkanal, das von einem Kreislauf zum anderen mit herumgeschleppt wird und daher vernachlässigt werden kann.
  • Eine nicht im PV-Diagramm darstellbare, aber aus Fig. i ersichtliche Beso@nderheit der Maschine nach der Erfindung bicisteht darin, daß bei ihr die Verdichtung bereits beginnt, bevor der Eimlaßkanal vom Verdichtungsraum abgetrennt ist. Dies ist infolge der hohen Arbeeitsgeschwindigkeit möglich, da in dem Zeitpunkt, in dem der Druckanstieg am Einlaßschlitz wirksam wird, dieser Schlitz bereits die Kolben-NTittellinie überschritten hat und der Verdichtungsraum abgeschlossen ist. Wenn nämlich die Zahnumlaufsgeschv`dndigkeit etwa ein Zehntel der Schallgeschwindigkeit beträgt, würde bei einer Drehung des Kolbens um ein Zehntel des Gehäusieumfanges, d. h. um 36°, die Verdichtungsdruckwelle gleichzeitig einen ganzen Umlauf durchführen.
  • Je kleiner das Spaltvolumen im Abgabeschlitz 5 am Schluß der Verdichtung ist, desto weniger heiße Druckluft wird ,an die ,angesaugte Luft abgegeben und desto höher ist der Wirkungsgrad des Arbeitskreislaufes. Hierbei kommt es auf die Ausgestaltung der Kolbenzähne 2, 3 und -schlitze 5, 6 an. Im einfachsten Ausführungsfalle ist jeder Zahn auf der dem Schlitz abgewendeten Seite konvex ausgebogen, während seine schlitzseitige Fläche dem Arbeitsweg der Spitze des anderen Kolbenzahns entsprechend k onkav geformt ist. Die Konvexfläche des Zahnes 2 ,am Einlaßkolbena ist dabei .so abgerundet, daß sie vorn der Kante des Schlitzes 5 am Abgabekolben b frei kommt. Der Einlaßschlitz q. ist breiter, als es dem Arbeitsweg des Zahnces 3 am Abgabekolben b entspricht. Der Zahn 3 selbst kann nach irgendwelchen Gesichtspunkten ausgestaltet werden, beispielsweise aus Gründen verbilligter Herstellung dien Zahn 2 .am Einlaßkolbjen ia entsprechen oder für die Leitungsführung während des Totzeitraumes strömungsgünstige Flächen oder eine für die Auswuchtun:g des Kolbens geeignete Form ;erhalten. Bei höherem Arbeitsdruck jedoch ist es vorteilhaft, für bestmögliche Spaltverkleüierung zu sorgen. Eine hierfür geeignete Ausführungsform ist in der Fig. 6 dargestellt. Bei ihr sind zwecks Erhöhung Lies Durchflußkeeffizienten des Schlitzes 5 die inneren Schlitzkanten bei 9 und io abgerundet, so daß, der Schlitz gegenüber einem mit scharfen Kanten ausgerüsteten Schlitzenger :gemacht werden kann. Um der gebogenen Kante 9 folgen zu können, muß die Basis des Einlaß.zahines 2 auf gleichen Zentriwinkel a gebracht werden, der Zahn also :auf der Außenseite bis zur Spitze 2 entsprechend verbreitert werden. Wenn gegebenenfalls der Abstand zwischen der Spitze des Zahnie:s 2 bis zur Fläche des Auslaßventils 8 zu groß ist, kann man das schädliche Spaltvolumen dadurch verringern, daß man den Zahn 2 radial etwa von i i bis nach 12 hin verlängert. Das verlangt natürlich .eine entsprechende Erweiterung der Gehäusebohrung für den Einlaßkolbena und seitliche Abflachungen an der Zahnspitze, nämlich bei 13, um vom Zahn. 3 des Auslaßkolbens b, und bei 14, um vom Auslaßventil 8 frei zu kommen. Durch diese baulichen Feinheiten kann das schädliche Spaltvolumen -ohne Beeinträchtigung des erforderlichen Schlitzquerschnittes :auf weniger als ein Zweihundertstel des Schleppvolumens verringert werden. Dieser vergrößerte Zahn 2 hat übrigens den weiteren Vorteil, daß !er beim Masstenausgleich für den weiten Einlaßschlitz q. mithilft. Wenn mehr :als ein Zahn pro Kolben vorhanden ist, wird die Luft aus dem Spaltvolumen in das Umlaufvolumen abgegeben, ehe die Verdichtung in diesem Raum beginnt.
  • Eine --';eitlere Verbesserung des. Wirkungsgrades des Arbeitskreislaufes wird dadurch ,erreicht, daß das Überströmen vorn Luft ,aus dem Verdichtumgsral-un um die Zahnkannen herum in dien Einlaßraum vermindert wird. Dies geschieht in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch, daß .der Luft ein Ausweg ins Freie gegeben wird, indem man beispielsweiisie um jeden Zahn 2 bzw. 3 herum einen Schlitz 15 reinschneidet, = der mit Kanälen in den Gehäusestirnwänden in Verbindung steht. Solche in Fig.7 dargestellten Kanäle dienen im übrigen auch zur Abführung der Luft, die sonst um die Kolbenenden herum überströmten würde. Vorzugsweise besteht eine solche Leckluftableitungauseiner unter der Zahnoberfläche vorgesehenen und mit ihr durch leinten Schlitz 15 verbundenen Bohrung 16. Dieser Schlitz 15 genügt zur Abführung der Leckluft, ist aber ,nicht groß ,genug, um während der Zahnüberdeckung wesentliche Luftmengen entweichen zu lassen. Die Bohrung 16 ;am Schlitzgrund andererseits ist weist genug, um die Luft ohne übermäßigen Gegendruck abzuführen.
  • Da der Wirkungsgrad des Arbeitskreislaufes durch die hohe Temperatur der überströmluft erniedrigt wird, besteht eine andere erfmdungsgemä-ße Verbes:serungsmöglirchkeit darin, kalte Druckluft oder reim. sonstiges Fluidum ,durch diesen Schlitz herauszupumpen. und dadurch wähnend des Verdichtungsvorgamges dien Spalt mach der Niederdruckluft hin abzuschließen. Hierdurch kann auch gleichzeitig ,eine gewisse Kreyslaufkühlung erzielt werden. Wenn mehr ,als ein Zahn pro Kolben vorhanden ist, geht die überströmluft in das Umlaufvolumen. und wird nicht verloren.
  • Von den zahlreichen Möglichkeiten zurrt Lagern und Unterbringen der Kolben sollen nachstehend nur drei kurz erläutert werden. Die erste und einfachste Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt und besteht darin, date Kolben murr einseitig zu lagern. Dies gibt zwar infolge Fehlens von Durchführungen reinen sehr einfachen Aufbau, läßt jedoch nur kurze Kolben zu und ,erfordert dadurch einen -weiten Abstand zwischen den Lagern. Eine bessere Korlb.enlagerung ,erzielt man dadurch, daß mm-t- gemäß Fig. 9 die Wellen durch die Luftdurchlässe hindurch bis zti "einem Außenlager verlängert. Das erfurdert allerdings Stirndurchführungen. Um einte ununterbrochene Abgabe der Druckluft zu erhalten, -wird gemäß Ausführungsform nach Fig. io ein Kolbenpaar mit um i8o° zueinander versetzten Zähnten Rücken ,an Rücken weinandrer angeordnet. Eiin solches Aggregat gibt bis zu ürberdrücken in der Größenordnung von 1,76kg/qcm einte ununterbrochene Druckluftabgabe, wobei gleichzeitig ein -weicheres Antriebsmoment und geringere Lagerbelastungen erzielt werden. Durch Anbringung von die Abgabeauslässe verbindenden Bohrungen wird die Strömung in den Abgabeleitungen ausgeglichen und dadurch der Abgabeverlust verringert. In Fig. i i ,ist ,eine Maschine mit zwei überhängenden Kolben. dargestellt. Blei den Ausführungsformen nach Fig. 9 und i o könnten die Lufdeibtmgen etwa wie Schneck endiffusiomen: ausgebildet s ,ein; die ,die Luft in gleichem Drehsinne wie die Kolben ieinsaugienoder abgeben. Zwecks Verbessierung der Luftströmung werden in die Ein- oder Auslaßöffnung der Luftleitungen Vorwirbiel-oder Glättungslügel eingefügt.
  • Das Ausrlaßventil8 wird vom Hauptgehäuse getragen, wobei zwischen ihm und der Innenbohrung 7 dies Abgabekollbenis b ein kleiner Spalt aufrechterhalten wird. Das Ventil besitzt die Form ,eines Riohrbogenabschmittres mit glattex Außenfläche. Diesle kann aber auch zwecks besserer Abdichtung mit einer maschinell erzeugten Zahnung 17 (s. Fig. 12) verstehen stein.
  • Wenn die Bogenlänge des Abgabeventils einstellbiar ;stein, siol1, -wird es gemäß, Fig. 13 teilweise als Gitter 18 ausgebildet, hinter dem ein zweites Rohrsegment 19 rdrehbar angeordnet ist. Die Stellung dieses inneren Ventils i 9 bestimmt dann den Punkt, an dem sich der Abgabeschlitz 5 öffnet. Diesle Stellung kann von Handoder selbsttätig geregelt werden, tun den Verdichter mit dem für den jeweiEgen Abgabedruck günstigsten Wirkungsgrad arbeittien zu lassien. Hierauf soll an späterer Stelle nochmals ,eingegangen werden.
  • Die Fig. 14 zeigt reine Maschine mit zwei Kolben, an @denien je zwei: Zähn te angebracht sind. Im Raum X wird die verdichtete Luft abgegeben; im Raum Y frischte Luft ie@ngesiaugt, und in den Räumen Z ist jeweils reine vorangehende Luftladung eingeschlossen und ward von den Zähnen 2, 3 mit herumgeschleppt. In diesem Fall gerät die an den Zähnten überströmende Leckluft murr in diesle volumenmäßig festgelegte Umlaufluft in den Räumen Z und erhöht deren, Anfangsdruck, bevor sie in den Verdichtungskreaslauf gelangt. Ihr Druck wird außerdem durch Wärmeabgabte von den Metalloberflächen der Maschine ,erhöht, wobei gleichzeitig diesle Umlaufladung Tals Kühlmedium wirkt und dadurch die Abnutzung verringert. Bei Maschinen mit -solchen zweizahni;gen Kolben ist der Gesamtrauminhalt der Einlaßzone Y je Umdrehung gleich dem Vierfachen der Rä=e Z und größer, als es mit einem ednza`bnigen Kolben terreichbar ist.
  • Wie bereits gesagt, tritt bei Verdichtern mit Spalträumten zwischen den Arbeitselementen der Hauptverlaust durch überströmende Leck7uft, beim vorliegenden Maschinentyp also durch die um die Zähnte herum und zwischen den Kolben hinduTchleckende Luft auf. Da die Kolben aufieinamder abrollen, kann der Spaltraum zwischen ihnen selia.-kltin. gehaltnen werden. Zwischen den Zähnen und der Gehäusewandung dagegen ruß rein vernünftiger Spalt innegehalten werden. Nach dem Vorhergesagten besteht nun der große Vorteil der Maschine mit zweizabnig en Kolben darin, daß die aus dem Hochdruckraum X überströmende Luft zur Bildung eiroter Zwischenverdichtungsstufe ausgenutzt werden kann, indem sie während des größten Teils des Verdichtungsabschnittes jedes Arbeitskreislaufes in die rerst beim nächsten Kreislauf verdichtete Umlaufluft im Raum Y übertritt und denen Druck erhöht. Dieses Abfangen der überstromluft in der Umlaufluft hat dien weiterem Vorteil, daß sie nicht in die Einlaßluft gelangt, wodurch deren Temperatur und damit die ierforderliche Verdichtungsarbeit und die Drucklufttempieraturerhöht werden würden.
  • Ernie weitere Besiondierheit der Umlauflwftperiode besteht darin, d.aß die frische Ladung mit den in dien vorangehenden Verdichtungs- und Abgabeperioden erhitzten Metallteilen in Berührung gebracht wird. Hierdurch wird eine Verringerung der Wärmiespaininungem erzielt, die oft !ein -ernstes Problem hei Verdiichtern mit direktem Durchsatz sind. Der Einfluß dieses Wärmeaustausches auf dien Wirkungsgrad dies Kreislaufes kann dabei vernachlässigt werden, weil der Druckgewinn infolge Aufhieiziuug der Ladung bei konstantem Volumen und der Vorteil der Kühlung des Verdichtungsprozesses durch den ierhöhten Arbeitsaufwand ausgeglichen wird, der zum Verdichten der Ladung von der höheren Arbeitstemperatur aus erforderlich ist.
  • Der volumietrisch@e Durchsatz beträgt biet den zweizahnigen Modellen vier Umlaufvolumina Y je Umdrehung weniger dem Spaltraum zwischen den Zähnten und ist etwa io % größer als bei ieinzahnigen Modellen mit vollständigem Ringraum. Um diesen Zuwachs voll ausnutzten zu können, werden vorteilhaftierweise in der in den Fig. 19 bis a i dargestellten Weisse in dem Gehäusetell von zwickelförmigem Querschnitt, der an den Durchdringungsstellen je zwelierArbeitskammern übrigb:ieibt, Durchlaßkaniä.lie von der leinen zu der anderen Arbeitskammer hin. vorgesehen. Hierdurch kann sich die in der Zeichnung auf der rechten Seite befindliche Ringzone sofort mit Luft füllen, sobald die Spitze dies E.iinlainz.ahnes aus diesem Raum herausgetreten ist.
  • Ähnliche Zahnumgehuingskanäle können auch in drein: oberen Gehäusiezwickeln vorgesehen sein, um dien zu Beginn der direkten Verdichtung auftretenden kleinen Druckunterschiied auszugleichen. Der Wert dieser Kanäle wird allerdings mit wachsendem Abgabedruck geringer, weil dann das Abgabeventil erst mach richtiger Vereinigung beider Zonen geöffnet wird und die geringe Unregelmäßigkeit bei Beginn die- Verdichtung nur zu vernachlässigende Wirkung auf den Giesammdrkungsgrad hat. Das Überbrücken der Meiden scharfen Trennkanten zwischen drein Arheitsr äu mien durch Kanäle verbessiert im übrigem: auch noch die Luftströmung innerhalb des Gehäusies und verringert dadurch die Zu- und Abführungsverluiste.
  • Bei dein zweizahnigen Modellen muß ,auch im Einlaßkolben !ein Ventil vorhanden sein, um die Verdichtungszonen während des frühesten Verdichtungsabschnittes abzuriegeln. Es erstreckt seich über etwa i So Bogengradie, um das Umlaufvolumiein abzuschließen und dadurch die vorerwärmte üb,erstromliuftvierdichtung aufzubauen. Da der Einlaßvorgang nur :eine halbe Umdrehung einnimmt, verursacht diesies Ventil keime nennenswerte Verringerung des Zeitquerschnittes der Schlitzte.
  • Der vom Abgabevientil abgedeckte Bogen ist wesentlich größer als bei dem eiinzahnigen Modell. Dia auf dieser Kolbenseite das Schlitzöffnen und Schlitzschl-eßen im g@e:ichcn Verhältnis stehen, tritt eine Verkleinerung dies Zeitquerschnittes, dies Abgabeventils lein, die zwar bei Niederdruck einstellungen nicht groß ist, :aber Cen ierreichbaren Höchstdruck unter den mit Einzahnmodell erreichbaren Wert herunterdrücken kann.
  • Wenn de beiden Zähne und Schlitze .eines zweizahnigen Kolbens diametral .angeordnet werden, entsteht lein gut ausgewuchtetes System, das nur symmetrische Kräfte aufweist und keine Auswuchtbiohrungen benötigt. Dies .gibt wiederum größere bauliche Freiheiten, sio daß größere Zähne und weitere Schlitz- und Kolbenbohrungen angebracht werden könnten. Fernerhin verringert der Dloppelkreislauf je Umdrehung auch die Schwankungen im Antriebsmoment, so dial3 kein Läuferschwungrad erforderlich ist und Leichtlegieruingen als Werkstoff vierwerudiet werden können. Bei Niederdruck ist die Luftabgabe fast gleichmäßig und erfolgt während des überwiegenden Teils des Kreislaufes mit gleichbleibender Geschwindigkeit.
  • Drei zweizahnä e Kolben in deiner Reihe geben zwar je Umdrehung vier Kreisläufe an Stelle der :nur zwei Kreisläufe beim Zweikolhenmodell, bes.itzen iaber dien Mangel, da.ß infolge des unvollkommenen, Einschlusses des mittleeren Kolbens die Verdichtung erst .spät bei Kolbeimumlauf beginnt. Sie fängt nämlich -nicht schon dann an, wenn jede Zahnspitze in leine Tasche mit frischer Ladung eintaucht, sondern erst dann, wenn die Zahnspitze an dem Verbindungspunkt zweier Gehäusiebohrungen vorbeiläuft. Neben seiner vergrößerten Durchsatzleistung hat das Dreikolbenmodell :auch noch dien Vorteil, daß der mittlere Kolben an seinen Lagern bezüglich der Druckbelastung ausgeglichen ist. je nach dem Drehsinn der Maschine wird :dabei die Bohrung im mittleren Kolben :als gemeinsamer Zu-oder Ableitungskanal verwendet. Im ersteren Fall wird vorzugsweise das Einlaßveintil fortgelassen und die Bohrung weiter als die im Abgabekanal ausgebildet, tun die Durchlaßverlulstie für das größere Ansaugvolumen zu verkleinern.
  • Je mehr Zähne je Kolben vorhanden sind, desto kleiner wird der für einen Verdichtungs- und Abgabekreislauf erforderliche Drehungsbogen. Eine Dreikolhe:nimaschine mit dreizahnigen Kolben kann daher so ausgestaltet werden, daß sie, abgesehen vorn der Verkleinerung der Überströmluftverdichtungsperioden, praktisch den gleichen Kreislauf wie eine Zweik olbenmaschine (Zwei mal Zwell) ergibt. Eiine solche Maschine wetteifert idaher stark mit einer Zwei-mal-Zwei-Maschiine, wobei der größere Durchsatz je Umdrehung die Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit :ausgleicht, die zur Erreichung des gleichen Zeitquerschnittes der Schlitze erfordierliich ist. In dein Fig. 15 und 16 sind zwei Ausführungsformen einer Drehkolbieum;as-chine mit dreizähmigen Kolben dargestellt, die sich durch dien Drehisimm und dementsprechend durch dien Ainschluß der Zu- und Abführungsleitungen an die Kolbenbohrungen iunterscheiden. Blei der Maschine 15 tritt die Luft in die Bohrung 6 dies mittleeren. Kolbens lein und verläßt die Maschine durch die Bohrungen 7 der Außenkolben. Bei der Maschine nach Fig. 16 :dagegen wird .die Luft im die Außenkolben eingesaugt und verläßt die Maschine durch die Bohrung 7 des mittleren Kolbens, wobei dieser einzige Abgasedurchlaß die abwechselnden Abgabeperi;oden runter geringsten gegenseitigen Störungen durchläßt.
  • Im Sinne der Erfindung .liegt es auch, noch mehr als drei Zähne je Kolben anzubringen, wodurch allerdings der Zeitquerschnitt der Durchlässe verkleinert wird. Die verschiedenen Kolben können mit einer unterschiedlichen Zahl vom Zähnen besetzt stein, vorausgesetzt, daß, die Anpaßzahnräder eine Zahnung a ufweisen, die im Verhältnis zu der Anzahl der Zähne am zugehörigen Kolben steht.
  • Die Hinzufügung noch weiterer Kolben findet bei dem der Erfindung zugrunde liegenden Verdichtertyp steinte Grenze darin, .daß die gegenseidige Beeinflussung,der Gehäusieb:ohrungen den Gehäusebogen nicht merklich verkleinern darf, der besteht und terforderlich isst, um die Abspearung des Raumes aufrechtzuerhalten, in dem Verdichtung und Abgabe vor sich gehen.. Dieser Bogen wird aber ritt zunehmender Zähnezahl immer kleiner. Es wurde im vorstehenden gezeigt, daß diese Beeinflussung bei zweizahnigen Modellen durch Hinzufügen eines dritten Kolbens auftritt. Drei Zähne je Kolben geben. Zonen, ,deren gegenseitige Beei;nnflussttng gerade dann vermieden wird, wenn drei Kolben in einer Reihe angeordnet werden. Die Länge dies Gehäusiemittelbogens wird dabei durch Vergrößerung des Durchmessers dies mittleeren Kolbens im Vergleich zu -den Außenkolben vergrößert. Eine weitere günstige Zahnanordnung biet Maschinen mit drei Kolben, besteht darin, daß an den Außtenkolbien je zwei und am mittleren Kolben drei Zähne vorgesehen werden. Dies gestattet wirksame Schlitzflächen von ider gleichen Größte wie biet der normalen Zwel-mal-Zwei-Mas@chinie.
  • Fig. 17 zeigt lein solches Modell mit 'drei KGIbien, von dien der mittleere :drei und die beiden Außienkolb.en je zwei Zähne besitzen. zier Einlaß befindet sich am mittleren Kolben, während die Abgabe durch die Bohrungen in den Auß;enkolhen erfolgt. Ein passendes Getriebe gibt das richtige Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Innenkolben und dien Außenkolben.
  • Falls der iohenerwähnte Mindestabschlußibogen :erhalten bleibt, brauchen .der dritte _ und weitere Kolben nicht mit dien ersten beiden Kolben auf gleicher Mittellinie zu liegen. Das bedeutet, daß bei Verwendung dreizabn'ger Kolben so viele zusiammengefügt werden können, bis lein vollständiger Ring ientsteht. Ein solche Maschine arbeitet dann, wenn sie zwecks Erhaltung der richtigen Drehrichtung mit einer geraden Zahl von Kolben ausgerüstet eist. Es. können auch talke anderen geometrischen Anordnungen vorgesehen werden, soweit diesle mit Sätzen von ineinandergreifenden Zahnrädern möglich !sind.
  • Die tdurch die Anbriingung von mehr als zweit Zähnen je Kolben bedingte Verkleinerung der
    Schlitzflächen läßt (es vorteilhafter werden, die
    Schlitze schnelleer zu öffnen und zu schließen. Die
    natürliche Ablaufgeschwindigkeit dieses Vorganges
    entspricht der UmfangsgeschwindIgkeit der Kolhen-
    b hrung. Da aber tatsächlich die Relativgeschwin-
    digkeit von Schlitz und Ventil Iden öffnungsquer-
    schnitt bestimmt, kann dieser dadurch vergrößert
    werden, daß i .das Rohrventil entgegengesetzt zur
    Kolbendrehung verstellt wird. So kann irgendeine
    an sich bekannte, Vorrichtung zur Umwandlung der
    gleichförmigen Kolb;endrehbewegung in leine
    Schwungbewegung tdazu benutzt werden, um das
    Ventil hin und her zu schwenken. Brei. dem Aus,-
    führungsbeispiel mach Fig. 18 geschieht tdies durch
    leine Kurbiel 2o, tdie vom Kolben 26 über die Zahn-
    räder 2 r und 22 und idie Welle 23 angetrieben wird.
    zier Hub ider Kurbiel 2 0 sioll dabei :durch :die schema-
    tisch gezeichnete Vorrichtung 24 einstellbar stein,
    während die Phasenlage von Ventil 25 und Kolben
    26 :durch die linksseitig gchemlatiisch gezeichnete
    Vorrichtung einnegelbiar ist, die die Winkelp'hasen-
    lage zwischen :den Zahnrädern 21 und 22 zu ändern
    gestattet.
    Diese Kurb;elanoxdnung kann so gekuppelt sein,
    daß, -sie wähnend :der Ventilöffnungsperiodee einmal
    umläuft, sio daß, das Ventil am Schhtzöffntmgspunkt
    auf den sich nähernden Schlitz .zuläuft, dann wäh-
    nend des Zeitraumes, wo .der Schlitz geöffnet ist,
    zurückschwingt und sich am Schließpunkt wieder
    dem Schlitz nähert. Bei. dieser Einrichtung kann
    durch Änderung tder Phasenieinstellung und des
    Kuirhelhubes :der Verdichtungstdruck vor Beginn :der
    Luftabgabe geregelt werden.
    Durch geeignete Ventileinstellung kann die
    Maschine zu seinem
    seiner Expansloms-
    mas-chinie Moder seiner leinfachen Fördermaschine ge-
    macht und dadurch zu irgendeinem durch diesen
    Maschinentyp erfüllten Zweck verwendet werden.
    Einige solcher Anwendungsgebiete sind: Lader für
    Brennkraftmaschinen, Druckeraeugeix für Flugzeug-
    kabinen, Verdichter für Gasturbinen ioder Gas-
    erzeugungssysteme, Fördermaschinen für Flüssig-
    keit, Industriekompressoren, Exhaustoren. für
    Vakuumanlagen toder MotuTen, die aus Üem Durch-
    satz und der Expansion von Gas toder Dämpfen
    Kraft abgeben.
    zier Vorteil :der Maschine nach der Erfindung auf
    Anwendungsgebieten, die auf der Verdichtung, Ex-
    pansion oder Förderung eines Arbeitsmittels be-
    ruhen, liegt in ihrer meinten Drehbewegung, ihrem
    hohen Wirkungsgrad rund ihrem geringen Bau-
    umfang. Andere Vorteile ergeben sich aus den vor-
    genannten besondreren Anwendungsmöglichkeiten
    und sollten nun im einzelnen besprochen werden.
    Dabei ist das Arbeitsprinzip dien Maschine bei allen
    Anwendungszwecken das geeichte, und die Unter-
    schiede liegen iausschließlich in dien Ventileinstellung.
    Fig. i g zeigt rennen Querschnitt durch die Kolben,
    die je mit ieinstellhamen Rohrventilen 27, 28 verstehen
    sind. Ein Verdrehendes einstellbaren Ventilsiegrnentes
    im Einlaßkolben 29 ientgegen :dien Uhrzexgersinn
    verkürzt :die Länge der Einlaßperiiode rund regelt
    ,damit die Menge des .durch die Maschine durch-
    gesetzten Arbeitsmittels. Andererseits .erhöht ein Verdrehen des einstellbaren Ventilsegmentes im Abgabekolben 30ientgegen dem Uhrzeiugersinn den Grad der inneren Verdichtung vor Beginn der Abgabe. Der Abgäb:ed-ruck wird durch das relative Fassungsvermögen von Verdichter und belieferter Maschine bestimmt, und zwecks leistungsgünstigen Betriebes sollte die innere Verdichtung ungefähr auf diesen Abgabedruck eingestellt werden. Zu diesem Zweck i:.t das drehbare Ventilsegment des Abgabeventils mit einer druckempfindlichen Vorrichtung 3 i (s. Fig. i 9a) versehen, die durch dien Unterschied zwischen dem Abgabedruck und dem Verdichtungsdruck betätigt wird.
  • Infolge ihrer ist die Maschine mach der Erfindung besonders als Lader für Brennkraftmaschiinen geeignet. Bekanntlich benötigen Brennkraftmaschinien nur bei hoher Belastung ,eine Überladung, und bei Verwendung normaler Lader, die bei allen Belastungen die gleiche Überladung gebeln, tritt daher bei kleiner Belastung eine tunnötige Kraftveis,chwendung auf. Bei der Maschine nach der Erfindung jedoch läßt sich dieser Nachteil dadurch überwinden-, diaß das Ventil z7 im EimMkolb:en a@l (s. Fig. i9) mit dem Brennkraftmaschinendrosselventil im Sinne des Pfeiles 3 2 gekuppelt wird, 4o daß beim Schließen des Drosselventils gleich2eitig auch die je Kreislauf abgegebene Luftmenage verringert wird. Bei Benzinmaschinen ist die zugeführte Brennstoffmenge proportional der zugeführten Luft. In diesem Fall kann daher die Kraftregelung innerhalb weiter Grenzen erfolgen, und die geschilderte Luftmengenregelung kamen daher weitgehend die normale Drosselregelung ersetzen, so daß die Drosselverluste ausgeschaltet werden und der Kreislaufwirkungsgrad bi ei schwacher Last ierhöht wird.
  • Die Anordnung lä.ßt sich sogar so tr°ffen, daß der Einlaßdruck noch unter Atmosphärendrackliiegt, indem das Eintaßvolumen kleiner als das Maschinenschleppvolumen bei Volllast gemacht wird. In diesem Fall kann sowohl das Verdichtungsverhältnis der Maschine als auch der Kreislaufwirkungsgrad ohne Erhöhung des Maximaldruckes erhöht werden. Das Breninstoff-Luft-Gemisch kann dabei durch Abgas oder sonstige Mittel so vorgewärmt werden, daß nach der Verdichtung die Verbrennungstemperatur im Zylinder icrreicht wird.
  • Da -die Zweitaktdieselmaschinen sowohl Beine hohe Überladung als auch einen großen Spülluftüberschuß für das Arbeiten unter hoher Last benötigen, ist der Kraftverbrauch des Überladers hoch und nimmt bei niedriger Belastung Beinen großen Teil der Gesani@tleistung auf, so da.ß der Brennstoffverbrauch hoch ist. Wenin jedoch ein Überlader gemäß Erfindung benutzt wird, kann das Einlaßregelventil mit dem Maschinendrosselventil derart gekuppelt werden, daß der Maschine bei niedriger Belastung eine stark verringerte Luftmenge zugeführt wird. Darrt braucht der Lader weniger Kraft, und der Brennsioffverbrauch der !Maschine wird geringer.
  • Zwecks Erzielung des bestmöglichen Wirkungsgrades wird bei solchen Überladern vorzugsweise das Auslaßregelventil durch :eine in der Ladeluftleitung angeordnete druckempfindliche Vorrichtung gesteuert. Wenn die gewünschte Luftmengenänderung nur klein, ist, kann sie iauch fortgelassen werden, weil durch die Verrirngercmg :der Ansaugluftmenge ein: geringer Anfangsverdichtungsdruck und -damit ein niedriger Abgabedruck hervorgerufen wird, was normalerweise für den verringerten LuftdurchfluB durch das System exforderlich ist.
  • Der Verdichter kann auch wie ein normaler direkt,e.r Förderverdichter benutzt werden, indem man beidie Ventile fest eingestellt läßt.
  • Ein weiterer Vorteil der Maschine !mach der Erfindung besteht darin, daß, @er ölfreie Luft liefert. Darüber hinaus erfüllt er auch noch weitere Forderungen. Beispielsweise ist zur Aufrechterhaltung des Normaldruckes .meiner Flugzeugkabine mit zunehmender Flughöhe leine ständig wachsende Verdichtung - bei gleichb'@eiib.cndem Gewicht der angesaugten und an die Fluggäste abgegebenen Luft erforderlich. Diese Bedingungen werden bei der Maschine nach der Erfindung dadurch erfüllt, daß bei zunehmender Flughöhe das regelbare Einlaßkolbenvent1l im Uhrzeigersin.rne der Fig. i 9 gedreht wird, so daß je Umlauf eine gleichbleibende Luftmenge aufgenommen wird. Zu diesem Zweck wird beispielsweise das Ventil durch ein Gestänge mit Berner Vorrichtung gemäß Fig. i 9a verbunden, die durch dien Druck der sie umgebenden Atmosphäre beeinflußt werden kann.
  • Brauchbare Arbeit kann auch .dadurch geleistet werden, daß die verbrauchte Kabinenluft in die Atmosphäre abgeführt wird, indem die Maschine wie eine als Luftmotor verwendete Expansionsmaschine betrieben wird, die als getrennte Einheit oder mit dem Druckerzeuger vereint läuft.
  • Da der Verdichter nach der Erfindung infolge seiner innern Verdichtung und seiner Schwingungsfreiheit mit hohem Druckverhältnis arbeiten kann, ist er besonders als Zusatzgerät für Gasturbinen und Gasgeneratoren geeignet. Durch Betätigung des Eänlaßregelventils über ein Gestänge vom Brennstoffsystem her kann die Anlage ohne Überhitzung der Turbinenschaufeln schnellen Belastungswechseln unterworfen werden.
  • Wenn die Länge des Abgabeventils so verkürzt wird, daß es während der Ansaugperiode offen bleibt, kann man die Maschine als Förderer bezeichnen und als Pumpie für rächt verdichtbare Arbeitsmed en verwenden, die gegenüber normaler Pumpen den Vorteil eines besseren volumetrischen Wirkungsgrades besitzt. Diese Verbesserung beruht sauf der Zentrirfugalwirkung des umlaufenden Eünlaßkana,ls, der die bei normalen Zahnradpumpen häufiger vorkommenden Kavitationsverluste wesentlich herabsetzt.
  • Das Einlaßregelventil in Verbindung mit Abgabeventilsteuerung kann .angewendet werden, wenn bei konstanter Geschwindigkeit ein veränderlicher Durchsatz verlangt wird.
  • Die hohe Betriebsdrehzahl, die geringe Baugröße und die :niedrigen Kosten machen den Verdichter nach der Erfindung ,als normalen industriellen Verdichter in Verbindung mit pne@umatisehen Werkzeugen oder für irgendeinen Zweck ;geeignet, bei dem Luft, Gasoder Dampf unter Druck benötigt wird. Auch im diesem Fall kann bei Erfordernis gleichförmiger Geschwindigkeit die Menge der gelieferten Luft durch Steuerung der beweglichen RegelventLse verändert werden.
  • Infolge seines erzielbaren hohen inneren Verdichtungsgrades ist der Masclänentyp nach der Erfindung auch als Exhaustor geeignet, der Unterdruckgas ,ansaugt, auf Atmosphärendruck verdichtet und m.it diesem Druck abgibt. Da bei normalen Systemen der Wirkungsgrad bei der Vakuumerzeugung keine Rolle spielt, kann mit festgelegten Ventilzeiten gearbeitet werden. Unter besonderen Bedingungen, also zwecks Regelung des Durchsatzes und zwecks leistungsfähigen Betriebes bei unterschiedlichem Unterdruck, können auch noch regelbare VentEie verwendet werden. Eine 'Verfeinerung dieser Maschinentype besteht in der Anwendung von abgestimmten Einlaß.oder Auslaßventüzeite-n oder eines Abblaseventils, tun bei kleinem, dicht am -Normaldruck liegendem Vakuum übermäßigen Innendruck in der Maschine zu vermeiden.
  • Bekanntlich können die meisten Verdichter als Motor arbeiten, wenn eine Druckgas- oder Druckdampfquelle zur Verfügung steht. Einen hohen Wirkungsgrad besitzen dabei jedoch aur solche Typen, bei denen eine- innere Ausdehnung erfolgt. Dies wird bei der Maschine nach der Erfindung dadurch erreicht, daß das EIulaßventil rechtzeitig geschlossen und dem Arbeitsmittel dadurch die Möglichkeit gegeben wird, sich gegen Ende der normalen Ein-1aßperio,de auszudehnen. Da keine innere Verdichtung erforderlich ist, wird das Abgabeventil so eingestellt, daß es während der ganzen Periode der gegenseitigen Zahnannäherung offen bleibt, die somit den Auspufftakt bildet. Bei Verwendung eines regelbaren Einlaßventils kann mit veränderlicher Füllung wie bei Dampfm.aschln@en gearbeitet werden, wobei der Motor ein Mittelding zwischen einer Dampfmaschine und einer Turbine ist.
  • Fig. 2o zeigt Beine Ausführungsform seiner Pumpe mit zwei zweizahnigen Kolben, bei der im Gehäuse eine Vertiefung 33a für .die Ansiaugung atmosphärischer Luft vorgesehen ist. Infolgedessen besitzt der eine Kolben a keine Längsbohrung, sondern besteht aus einem Stück vollen Materials mit Aussparungen 34 für den Eintritt der Zähne 3 am Auslaßkolb,en b. Im Gehäuse ist nur ein einziger großflächiger Kanal vorhanden, so daß die hierdurch erzielte Verringerung der Ansaugverluste das Fehlen der Trägheitswirkung und den erhöhten Verlust wähnend der Periode der Abdichtung zwischen den Zähnen ausgleicht.
  • Bei der Ausführungsform .nach Fig.2i befindet sich der Einlaßkanal33 im Gehäuse, und beide Kolben a und b besitzen Auslaßschlitze 3 5. Obwohl hierbei infolge Vergrößerung des Spaltvolumens der Wirkungsgnad herabgesetzt wird, erhöht sich der Durchsatz infolge hoher Kolbengeschwindigkeit bei vorgegebener G:asdurchtrittsgeschwindigkeit -durch die Schlitze. In dem ieimian Kolben b sind die 'Schlitze 35 in früher beschriebener Wemsie vor jedem Zahn angeordnet, wähnend sie im :anderen Kolbena in jedem Zahn selbst und der rückwärts anschließenden Kolbemvandung ang@ehnacht sind. Der Kolben besitzt ferner. wie bei der Ausführungsform nach Fig. 20 vor den Zähnen liegende Aussparungen 36 für den Eintritt der Zähne am Kolben b und innerhalb seiner Längsbohrung sein Regelventi18a, um wie bei dem normalen Ahgab:ekolben b den Öffnungspunkt bestimmen zu können.
  • Bei beiden letztbeschrieblenen Ausführungsformen ist die Vertiefung 33a an der Gehäusestirnwand vorgesehen, -wobei ihr Beines Ende mit dem Gehäuseschlitz und ihr anderes Ende mixt dem zwischen dem Abgabeschlitz und dem damit zusammenarbeitenden Zahn gebildeten Raum in Verbindung steht, so daß der im Schlitz und in der Aussparung des anderen Kolbens vorhandene Druck bei Beginn des Arbeitskreislaufes nicht plötzlich abfällt.
  • Der Umfang der Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen, sondern umfaßt auch zahlreiche weitere Abwandlungen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehkolbenmaschine, insl@esondexe Verdichter, mit mindestens zwei zahnradartig ineinandergreifenden Kolbentrommeln, denen jede mit einem oder mehreren mit mindestens einer an-. deren Kolbentrommaal kämmenden Zähnen wersehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mfindestens leime der Kolbentrommeln (a, b) eine Längsbohrung (6, 7) und neben jedem Zahn (2, 3) einen,die Längsbohrung mit dem Arbeitsraum oder den Arbeitsräumen der Maschine verbindenden Radialschlitz (4, 5) hat, dessen kleinste Umfangbreite größter als die Zahnhöhe ,des oder der mit ihr kämmenden Zähne (2, 3) .der anderen Kolbentrommel bzw. Kolbentrommeln ,ist.
  2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß. der Radialschlitz bzw. die Radialschlitze (4, 5) die Zahnlücken für die Zähmte (3, 2) der anderen Kolbentrommel bzw. Kolbentrommeln bilden.
  3. 3. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenbegrenzung der Längsbohrung (6, 7) der einen Kolbentrommel vom Kopfkreis der Zähne der mit ihr kämmenden anderen Kolbentrommel oder Kolbentrommeln berührt oder fast berührt wird.
  4. 4. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, mindestens zwei. der Kolbentrommeln Längsbohrungen besitzen, von denen die eine (6) oder mindestens eine zum Eintritt ,des Fördernittels in die Maschine und die andere (7) oder mindestens eine andere zum Austritt des Fördermittels aus der Maschine dient.
  5. 5. Maschine nach Anspruch -,dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbentrommel, die eine zum Eintritt des Fördermittels dienende Längsbohrung hat, ihren Radiialschlitz oder ihre Ra dlalschlitze an der Rückseite ihres Zahnes oder ihrer Zähne hat.
  6. 6. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, jedie Kolbentrommel, die .eine zum Austritt des Fördermittels dienende Längsbohrung hat, ihnen Radialschlitz oder ihre Radialschlitze an der Vord.erseite ihres Zahnes oder ihrer Zähne hat.
  7. 7. Maschine nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß mindestens eine der Längsbohrungen von kreisförmigem Qu; rs.chnitt und gleichachsig zur Kolbentrommel ist und einen gleichachsigen Drehschieber (8) enthält, der den Durchtritt des Fördermittels durch den Radials,chlitz Moder die Radialschlitze -steuert. B. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber aus einem in der Längsbohrung eng :anliegenden Rohr besteht, das @an deinem Teil seines Umfanges «^egg.eschni,tt,en ist. 9. Maschine nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, d@aß der Drehschieber durch Drehung um seine Achse einstellbar ist. i o. Maschine nach Anspruch 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließpunkt des Eintrittsschlitzes und/vder der öffnungspunkt des Austrittsschlitzes einstellbar ist. i i. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber selbsttätig eingestellt wird. 12. Maschine nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler zur selbsttätigen Einstellung des Drehschiebers druckabhängig ist. 13. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber zyklisch in bezug auf den Kolbentrommelumlaaf drehbar ist. 14. Mas-chilne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwinkel zwischen Drehschieber und Kolbentrommel @einsbellbar ist. 15. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag des Drehschiebers einstellbar ist. 16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel für den Ausschlag ein verst@ellbauer Kurbeltrieb (20, 24) ist. 17. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kolbentrommel mit mindestens zwei Zähnen versehen und im Gehäuse ,ein Kanal (33) vorgesehen ist. 18. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennz°ichnet, d,aß. die Längsbohrung oder Längsbohrungen zum Fördermittelaustritt aus der Maschine und der Gehäusekanal zum Fördermittel-eintritt in die Maschine dienen. i9. Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ,am Gehäuseende ein Kanal vorgesehen ist, dessen eines Ende mit dem Gehäusiekanal -und dessen anderes Ende mit dem zwischen seinem Radials.chlitz -und @ednem mit ihm zusammenarbeitenden Zahn gebildeten Raum irr Verbindung steht. 2o. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d@aß im Durchdringungsbereich zweizr benachbarter Arbieitsräume im Gehäuse !ein die beiden Räume verbindender Durchlaß vorgesehen ist. 21. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbentrommeln zweier Maschilnen an den Enden gemeinsamer Achsen vorgesehen sind, wobei sich ein Lager- und Getri°besatz zwischen, ihnen befindet.
DEB3421A 1949-05-05 1950-05-06 Drehkolbenmaschine, insbesondere Verdichter Expired DE923450C (de)

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DE (1) DE923450C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0638722A1 (de) * 1993-08-10 1995-02-15 Drum International Limited Rotationsverdichter
DE102004005468B4 (de) * 2004-02-03 2013-11-21 Franz-Harro Horn Rotationskolbenmaschine
DE102013004528B3 (de) * 2013-03-18 2014-05-08 Heinz Prümer Drehkolbenpumpe

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