EP0268970B1 - Gekapselter Verdichter - Google Patents
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- Y10S417/00—Pumps
- Y10S417/902—Hermetically sealed motor pump unit
Definitions
- the invention relates to an encapsulated, oil-lubricated compressor arrangement according to the preamble of claim 1.
- DE-A 3 424 450 discloses an encapsulated engine compressor which can be rotated about the horizontally oriented axis of its crankshaft while maintaining the oil lubrication of the moving parts of the compressor.
- the suction gas enters the interior of the housing on the compressor side of the compressor housing and reaches the compressor chamber of a reciprocating compressor via a rotatably mounted gas intake port.
- an oil slinger is provided, to which a wiper is assigned, which is also rotatably mounted about the axis of the crankshaft.
- Wipers and gas intake manifolds are provided with counterweights so that both the wiper and the opening of the gas intake manifold are always outside the oil sump when the engine compressor rotates around the axis of its crankshaft.
- an encapsulated rotary piston compressor in which the lubricating oil is drawn from an oil sump by means of an oil suction port by means of a dynamic vacuum generated in a compressed gas line and is conveyed together with the compressed gas compressed in the rotary piston compressor into the hollow part of the crankshaft .
- the crankshaft is provided with radial bores for the oil supply of its moving parts within the cylinder housing of the rotary piston compressor.
- the compressed gas exits, for example, at the open end of the crankshaft in the engine in the pressure chamber enclosed by the compressor housing.
- the oil suction port is rotatable about the axis of the crankshaft. As a result, the oil supply is maintained in any position resulting from any rotation of the compressor about the horizontal axis of its crankshaft.
- the invention is based on the object of specifying an encapsulated compressor whose axis of the crankshaft can be inclined in a wide angular range against the horizontal without lubricating oil getting into the gas circuit.
- the two gas lines are each provided with a two-way solenoid valve, which are alternately opened or closed depending on the inclination of the compressor.
- the two gas lines are connected to the common manifold via a three-way solenoid valve.
- baffle plates are arranged at least in front of one of the two connection openings.
- the staggered arrangement of passage openings in the baffle plates causes a deflection of the gas flow and the 01 carried along by the gas is separated due to inertial forces. This avoids excessive oil pollution of the gas flowing into the gas line.
- a compressor 2 is hermetically encapsulated in a housing 4.
- the compressor 2 is, for example, a rotary piston or a reciprocating piston compressor, the piston of which is driven by a crankshaft 8 of an electric motor 10 likewise arranged in the housing 4.
- the compressor 2 is fluidically connected to the interior 14.
- the gas compressed in the compressor 2 reaches, for example, the at least partially hollow crankshaft 8 and, after the oil intake, exits, for example, at its engine-side end 12 into the interior 14 enclosed by the housing 4.
- the axis 16 of the crankshaft 8 runs in a horizontal plane and within the housing 4 there is an oil sump 18, the surface of which is parallel to the axis 16.
- An oil suction nozzle 22 rotatably mounted about the axis 16 dips with its oil suction opening 23 into the oil sump 18.
- the oil is generated by means of a dynamic sub generated in the flowing compressed gas sucked in pressure, mixed with the compressed gas and reaches the moving parts of the compressor for lubrication. Due to the rotatable mounting of the oil suction port 22, as disclosed, for example, in German Offenlegungsschrift 35 16 593, the lubrication is maintained even when the compressor is rotated about an axis of rotation oriented parallel to the axis 16.
- the interior 14 is connected to two gas lines 24 and 26, each of which leads into a common collecting line 32 via a shut-off valve 28 and 30, respectively.
- connection openings 25 and 27 opening into the interior 14 are arranged opposite one another approximately in the middle of the end faces of the housing in such a way that their connecting line coincides at least approximately with the axis 16 of the crankshaft 8.
- Two deflection plates 36 and 38 are arranged in front of the compressor-side connection opening 27 for oil separation.
- the compressor 2 is inclined to the horizontal by the angle a such that the motor-side connection opening 25 is located below the surface of the oil sump 18.
- the maximum possible angle of inclination for example -30 ° , is determined by the height of the oil sump 18, the geometric dimensions of the housing 4 and the position of the oil suction opening 23 of the oil suction nozzle 22.
- the shut-off valve 28 is then closed and no oil can pass through the gas line 24 get into the common manifold 32.
- the pressurized gas emerging at the engine end 12 of the crankshaft 8 then reaches the manifold 32 via the gas line 26 and the open shut-off valve 30.
- the pressurized gas emerging from the crankshaft 8 hits the surface of the oil sump 18 at high speed.
- the gas line 26 extends, for example, into the interior 14 of the housing 4 and enters the interior 14 at the cylindrical part of the housing 4.
- the end face 42 then no longer contains any disturbing gas lines and the fastening of the compressor for vibration-damped mounting in all three spatial directions is facilitated.
- the gas lines 24 and 26 are also connected to the common manifold 32 via a common three-way shut-off valve 46.
- the deflection plates 36 and 38 are provided with approximately semicircular recesses 44 in their edge region.
- the recesses 44 are arranged offset from one another, so that the compressed gas is deflected several times on the way from the engine-side end of the hollow crankshaft to the compressor-side connection opening 27.
- the oil whirled up and transported by the compressed gas in particular when the compressor is inclined, is separated on the baffle plates 36 and 38 as a result of inertial separation, and the oil content of the compressed gas flowing out into the connection opening 27 is reduced accordingly.
- the arrangement of baffle plates in front of the connection opening located in the vicinity of the other end face of the housing can be advantageous if the compressed gas does not flow axially, for example at the open end of a hollow crankshaft, into the interior of the housing, but instead, for example the compressor is expelled radially into the interior.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte, ölgeschmierte Verdichteranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- In der DE-A 3 424 450 ist ein gekapselter Motorverdichter offenbart, der um die waagerecht orientierte Achse seiner Kurbelwelle unter Aufrechterhaltung der Ölschmierung der beweglichen Teile des Verdichters gedreht werden kann. Das Sauggas tritt an der verdichterseitigen Stirnseite des Kompressorgehäuses in den Innenraum des Gehäuses ein und gelangt über einen drehbar gelagerten Gas-Ansaugstutzen in den Verdichterraum eines Hubkolbenverdichters. Zur Ölversorgung der beweglichen Teile des Verdichters ist eine Ölschleuderscheibe vorgesehen, der ein Wischer zugeordnet ist, der ebenfalls um die Achse der Kurbelwelle drehbar gelagert ist. Wischer und Gas-Ansaugstutzen sind mit Gegengewichten versehen, so daß sich sowohl der Wischer als auch die Öffnung des Gas-Ansaugstutzens bei Drehung des Motorverdichters um die Achse seiner Kurbelwelle stets außerhalb des Ölsumpfes befinden.
- Aus der EP-A 0 210 349 ist weiterhin ein gekapselter Rollkolbenverdichter bekannt, bei dem das Schmieröl durch einen in einer Druckgasleitung erzeugten dynamischen Unterdruck aus einem Ölsumpf mittels eines Ölsaugstutzens angesaugt und zusammen mit dem im Rollkolbenverdichter komprimierten Druckgas in den hohlen Teil der Kurbelwelle befördert wird. Die Kurbelwelle ist innerhalb des Zylindergehäuses des Rollkolbenverdichters mit radialen Bohrungen zur Ölversorgung seiner beweglichen Teile versehen. Das Druckgas tritt beispielsweise am motorseitigen offenen Ende der Kurbelwelle in dem vom Kompressorgehäuse umschlossenen Druckraum aus.
- Der Ölsaugstutzen ist drehbar um die Achse der Kurbelwelle gelagert. Dadurch ist die Ölversorgung in jeder sich durch eine beliebige Drehung des Verdichters um die waagerechte Achse seiner Kurbelwelle ergebenden Lage aufrechterhalten.
- Diese bekannten gekapselten Verdichter können jedoch nur in engen Grenzen gegen die Waagerechte geneigt werden, da einerseits nur bei einem ausreichend hohen Ölstand die Öffnung des Ölsaugstutzens oder die Ölschleuderscheibe in den Ölsumpf ragt und sich andererseits bei einem hohen Ölstand auch bei geringen Neigungen die in der Mitte einer Stirnfläche des Kompressorgehäuses angeordnete Gehäuseöffnung innerhalb des Ölsumpfes befinden und somit das Schmieröl in die Gasleitung fließen kann.
- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen gekapselten Verdichter anzugeben, dessen Achse der Kurbelwelle in einem weiten Winkelbereich gegen die Waagerechte geneigt werden kann, ohne daß Schmieröl in den Gaskreislauf gelangt.
- Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Selbst bei einer geringen Neigung des Verdichters gegen die Waagerechte liegt bereits eine der beiden Anschlußöffnungen innerhalb des ÖIsumpfes. Mittels eines Ventils kann dann die zu dieser Anschlußöffnung gehörende Gasleitung abgesperrt werden und Gas strömt dann in der Gasleitung, die sich zwischen der anderen Anschlußöffnung und der gemeinsamen Sammelleitung befindet. Da zwei Anschlußöffnungen vorgesehen sind, kann der Ölstand im Gehäuse erhöht werden, ohne daß die Möglichkeit besteht, daß bereits bei geringen Neigungen des Verdichters gegen die Waagrechte ÖI in die Gasleitung fließt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zwei Gasleitungen jeweils mit einem Zweiwege-Magnetventil versehen, die je nach Neigung des Verdichters abwechselnd geöffnet oder geschlossen sind. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die beiden Gasleitungen über ein Dreiwege-Magnetventil mit der gemeinsamen Sammelleitung verbunden.
- In einer besonders vorteilhaften Gestaltung eines Verdichters, bei dem das komprimierte Gas in den Innenraum des Kompressorgehäuses ausströmt, sind wenigstens vor einer der beiden Anschlußöffnungen mindestens zwei Umlenkbleche angeordnet. Die versetzte Anordnung von Durchlaßöffnungen in den Umlenkblechen bewirkt eine Umlenkung des Gasstroms und das vom Gas mitbeförderte 01 wird aufgrund von Trägheitskräften abgeschieden. Dadurch wird eine zu hohe Ölbelastung des in die Gasleitung ausströmenden Gases vermieden.
- Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in deren
- Figur 1 ein Verdichter gemäß der Erfindung schematisch im Schnitt veranschaulicht ist.
- Figur 2 zeigt einen Verdichter, der gegen die Waagerechte geneigt ist und bei dem eine Anschlußöffnung innerhalb des Ölsumpfes liegt. In
- Figur 3 ist eine vorteilhafte Anordnung einer Gasleitung mit ihrer Anschlußöffnung im Innenraum des Kompressorgehäuses dargestellt.
- Figur 4 zeigt eine bevorzugte Gestaltung und Anordnung von Umlenkblechen im Kompressorgehäuse vor einer Anschlußöffnung schematisch in einer Draufsicht.
- Gemäß Figur 1 ist ein Verdichter 2 in einem Gehäuse 4 hermetisch gekapselt. Der Verdichter 2 ist beispielsweise ein Rollkolben- oder ein Hubkolbenverdichter, dessen Kolben von einer Kurbelwelle 8 eines ebenfalls im Gehäuse 4 angeordneten Elektromotors 10 angetrieben wird. Der Verdichter 2 ist mit dem Innenraum 14 strömungstechnisch verbunden. Das im Verdichter 2 verdichtete Gas gelangt beispielsweise in die wenigstens teilweise hohle Kurbelwelle 8 und tritt nach der Ölansaugung beispielsweise an deren motorseitigem Ende 12 in den vom Gehäuse 4 eingeschlossenen Innenraum 14 aus. In der Figur verläuft die Achse 16 der Kurbelwelle 8 in einer waagerechten Ebene und innerhalb des Gehäuses 4 befindet sich ein Ölsumpf 18, dessen Oberfläche parallel zur Achse 16 Jiegt. Ein um die Achse 16 drehbar gelagerter Olsaugstutzen 22 taucht mit seiner Ölansaugöffnung 23 in den Ölsumpf 18 ein. Das Öl wird mittels eines im strömenden Druckgas erzeugten dynamischen Unterdruckes angesaugt, mit dem Druckgas vermischt und gelangt zur Schmierung an die beweglichen Teile des Verdichters. Durch die drehbare Lagerung des Ölsaugstutzens 22, wie sie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 35 16 593 offenbart ist, wird die Schmierung auch bei einer Drehung des Verdichters um eine parallel zur Achse 16 orientierte Drehachse aufrechterhalten. Der Innenraum 14 ist mit zwei Gasleitungen 24 und 26 verbunden, die jeweils über ein Absperrventil 28 bzw. 30 in eine gemeinsame Sammelleitung 32 führen. Die in den Innenraum 14 mündenden Anschlußöffnungen 25 und 27 sind etwa in der Mitte der Stirnflächen des Gehäuses derart einander gegenüber angeordnet, daß ihre Verbindungslinie wenigstens annähemd mit der Achse 16 der Kurbelwelle 8 zusammenfällt. Vor der verdichterseitigen Anschlußöffnung 27 sind zur Ölabscheidung zwei Umlenkbleche 36 und 38 angeordnet.
- Entsprechend Figur 2 ist der Verdichter 2 gegen die Waagerechte um den Winkel a derart geneigt, daß sich die motorseitige Anschlußöffnung 25 unterhalb der Oberfläche des Ölsumpfes 18 befindet. Der maximal mögliche Neigungswinkel, beispielsweise -30°, ist bestimmt durch die Höhe des Ölsumpfes 18, die geometrischen Abmessungen des Gehäuses 4 und die Lage der Ölansaugöffnung 23 des Ölsaugstutzens 22. Das Absperrventil 28 ist dann geschlossen und es kann über die Gasleitung 24 kein Öl in die gemeinsame Sammelleitung 32 gelangen. Das am motorseitigen Ende 12 der Kurbelwelle 8 austretende Druckgas gelangt dann über die Gasleitung 26 und das geöffnete Absperrventil 30 in die Sammelleitung 32. Das aus der Kurbelwelle 8 austretende Druckgas trifft mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Ölsumpfes 18. Das vom Druckgas aufgewirbelte Öl wird an den Umlenkblechen 36 und 38 abgeschieden. Eine Neigung in die andere Richtung ist bis zu einem Winkel von 90° möglich, da bei ausreichend hohem Ölstand die Ölansaugöffnung 23 des Ölsaugstutzens 22 stets unterhalb der Oberfläche des Ölsumpfes 18 liegt. Durch diese konstruktiven Maßnahmen lassen sich Neigungswinkel von +90° bis etwa -30° erreichen, wobei zugleich durch die Anordnung der Anschlußöffnungen 25 und 27 in der Mitte der Stirnseiten des Gehäuses 4 die Drehbarkeit des Motorverdichters um die Achse 16 seiner Kurbelwelle 8 gewährleistet ist.
- Die gleichen Überlegungen gelten auch für einen Motorverdichter, bei dem sich anstelle von komprimiertem Gas angesaugtes Gas im Innenraum des Gehäuses befindet. Die Strömungsrichtung des Gases ist dann an den Anschlußöffnungen umgekehrt. Bei einer derartigen Ausführungsform ist eine andere Ölfördervorrichtung, beispielsweise mit einer Ölschleuderscheibe, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift 34 24 450 offenbart ist, erforderlich, da ein entsprechender dynamischer Unterdruck zum Ansaugen des Öls aus dem Ölsumpf nicht mehr erzeugt werden kann. Der maximal mögliche Neigungswinkel wird durch die Lage des Außenrandes der Olschleuderscheibe und dem Olstand bestimmt. Der Außenrand der Ölschleuderscheibe muß sich dabei wie die Ölansaugöffnung des ÖIsaugstutzens des anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Rollkolbenverdichters stets innerhalb des Öisumpfes befinden.
- In der Ausführungsform nach Figur 3 erstreckt sich beispielsweise die Gasleitung 26 bis in den Innenraum 14 des Gehäuses 4 und tritt am zylindrischen Teil des Gehäuses 4 in den Innenraum 14 ein. Die Stirnfläche 42 enthält dann keine störenden Gasleitungen mehr und die Befestigung des Verdichters für eine in allen drei Raumrichtungen schwingungsgedämpfte Lagerung wird erleichtert. In der Ausführungsform gemäß der Figur sind außerdem die Gasleitungen 24 und 26 über ein gemeinsames Dreiwege-Absperrventil 46 mit der gemeinsamen Sammelleitung 32 verbunden.
- Entsprechend Figur 4 sind die Umlenkbleche 36 und 38 in ihrem Randbereich mit annähernd halbkreisförmigen Ausnehmungen 44 versehen. Die Ausnehmungen 44 sind zueinander versetzt angeordnet, so daß das Druckgas auf dem Weg vom motorseitigen Ende der hohlen Kurbelwelle zur verdichterseitigen Anschlußöffnung 27 mehrfach umgelenkt wird. Dadurch wird das vom Druckgas insbesondere bei Neigung des Verdichters aufgewirbelte und mittransportierte Öl in Folge von Trägheitsabscheidung an den Umlenkblechen 36 und 38 abgeschieden und der Ölgehalt des in die Anschlußöffnung 27 ausströmenden Druckgases wird entsprechend vermindert.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Anordnung von Umlenkblechen auch vor der in der Nähe der anderen Stirnseite des Gehäuses befindlichen Anschlußöffnung von Vorteil sein, wenn das komprimierte Gas nicht axial, beispielsweise am offenen Ende einer hohlen Kurbelwelle in den Innenraum des Gehäuses ausströmt, sondern beispielsweise aus dem Verdichter radial in den Innenraum ausgestoßen wird.
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