EP1479915A1 - Scrollpumpe - Google Patents

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EP1479915A1
EP1479915A1 EP04001358A EP04001358A EP1479915A1 EP 1479915 A1 EP1479915 A1 EP 1479915A1 EP 04001358 A EP04001358 A EP 04001358A EP 04001358 A EP04001358 A EP 04001358A EP 1479915 A1 EP1479915 A1 EP 1479915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
scroll pump
pump according
seal
flanks
spiral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04001358A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Fickert
Hubert Engmann
Wolfgang Heinritz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gardner Denver Thomas GmbH
Original Assignee
ILMVAC GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ILMVAC GmbH filed Critical ILMVAC GmbH
Priority to PCT/EP2004/005258 priority Critical patent/WO2004101998A1/de
Priority to DE112004000755T priority patent/DE112004000755D2/de
Publication of EP1479915A1 publication Critical patent/EP1479915A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0092—Removing solid or liquid contaminants from the gas under pumping, e.g. by filtering or deposition; Purging; Scrubbing; Cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/24—Fluid mixed, e.g. two-phase fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/10—Stators
    • F04C2240/102—Stators with means for discharging condensate or liquid separated from the gas pumped

Definitions

  • the present invention relates to a scroll pump - too Called spiral pump - for conveying gases or gas-condensate mixtures.
  • This pump has one inlet, one Outlet, a fixed stator disc and an oscillating one Rotor disc attached to a drive shaft is.
  • the stator disk and the rotor disk lie essentially parallel to each other and each spiral running flanks, forming variable Interlocking conveying spaces.
  • a rotating spiral pump is known from EP 0 579 888 A1 known in which the spiral ribs in several segments are divided to achieve high pressures and to avoid temperature-related tolerance problems.
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved scroll pump, in which the accumulation of condensate in the delivery chamber is reduced. To the condensate occurring in the delivery chamber should be easily be discharged to the outside and even when the pump is stopped do not remain in the delivery room. Another part of the The present invention is also the inclination to reduce condensate formation within the delivery chamber. Finally, the aim of the invention is the scroll pump insensitive to aggressive media and the Size of the pump unit coupled to a drive motor to reduce.
  • the scroll pump according to the invention solved by the drive shaft in the operating state in is arranged substantially vertically, so that the disks in are essentially horizontal.
  • the flanks of the disks are therefore preferably vertical, since they are largely vertical run to the level of the disks.
  • the outlet also goes from the center of the disc below and is like this that any condensate present can flow away due to gravity.
  • This design prevents condensate from accumulating in the bottom Areas of the delivery room, because the condensate due to Gravity flows automatically to the outlet and from there can be delivered.
  • the scroll pump may have to occur Therefore, do not actively promote condensate, so that the Delivery performance is not affected.
  • the scroll pump has no output valve switched on.
  • the extracted gases or vapors can unblock the outlet happen without an opening pressure of an outlet valve would have to be overcome.
  • the medium does not experience any pressure increase conventional pumps always run the risk of condensation of vapors.
  • These changed pressure conditions basically reduce the tendency of vapors to Condense out, so that less condensate in the Funding area is created.
  • the drive shaft goes to which the conveyor disk is attached, directly in the output shaft of an electric motor is over or integrally formed with this.
  • the drive motor can be on positioned in the immediate vicinity of the scroll pump so that the overall size of the entire unit is minimized becomes. It also allows coupling elements between the shafts are dispensed with, which increases the assembly effort and reduce component costs.
  • embodiments can also have a different connection between scroll pump and drive motor. For example, standard flange motors can be attached to the pump be coupled.
  • Fig. 1 is a scroll pump according to the invention in one side sectional view shown.
  • the scroll pump has a housing 1 in which a fixed stator disk 2 and an oscillating rotor disc 3 are arranged are.
  • the fixed stator disc can be used simultaneously Be part of the housing 1.
  • Rotor disk 3 In modified embodiments could but also a reversed arrangement can be chosen.
  • the rotor disk 3 is coupled to a drive shaft 4, by which the pumping movement of the rotor disk is caused can be.
  • the drive shaft 4 is also a component of an electric motor 5 so that it acts as its output shaft acts.
  • the driving force provided by the engine is therefore without gear and clutch elements on the rotor disc 3 transferred. This simplifies the structure of the complete unit and reduces the required size. Modified embodiments can also be independent Use motors.
  • the two disks 2, 3 each have flanks 6, which are starting from the respective disc towards the opposite Extend the disc. Because the principle of operation a spiral or scroll pump to the specialist is known, the usual structure of the discs and the Flanks are not described in detail here. in principle the flanks 6 are spiral on each Disc arranged and engage in such a way that between them a variable delivery room 7 ready is provided.
  • the outlet 9 is preferably without the interposition of an output valve led out so that the condensate (and the conveyed Gas) depressurized from the scroll pump both during the Operational as well as drain in the idle state.
  • the pumped gas must also do without an outlet valve not be subjected to a pressure increase at the pump outlet, so that there is hardly any condensation.
  • Figure 2 shows a more detailed sectional view of a preferred one Embodiment of the scroll pump, which is further Show details.
  • the rotor disc 3 at an eccentric end of the Drive shaft 4 is coupled, whereby when the Drive shaft an eccentric movement of the rotor disc is caused, as is usual with scroll pumps.
  • Out Fig. 2 can also be seen that below the discs 2, 3, an electric fan 10 is arranged, which the Cooling air is supplied to the complete unit.
  • a fan wheel 16 can also be arranged above the motor 5, which is attached to the outer end of the motor shaft.
  • Fig. 3 the scroll pump is shown in a view from below.
  • the inlet 8 and the outlet 9 are on the side led away.
  • Fig. 4 shows a detailed view of the stator 2 and the Rotor disk 3. It can be seen that the respective flanks 6 start from a disc and adjacent to each other in Run towards the opposite pane.
  • a spiral seal 11 is arranged on each flank 6, wherein in 4 for simplification only a single spiral seal is shown.
  • the spiral seal 11 can by a sealing tape be formed, which to the media to be funded is adapted and also a low coefficient of friction should have to the oscillation of the rotor disk 3rd not hindering unnecessarily.
  • the spiral seal 11 lies on its side facing away from the flank 6 on the bottom surface of the opposite disc.
  • the spiral seal 11 is preferably inserted into a groove 12, which runs in the end face of the flank 6. Thereby that the spiral seal 11 slightly beyond the flank 6 protrudes, grinds the end face of flank 6 during the Operation of the pump is not on the bottom side of the opposite Disc. Also remains between the spiral seal 11 of the adjacent flank 6 and the opposite Disk a small channel 13, which is also when the Scroll pump allows condensate to drain. This Canal can be kept so small that the delivery rate the pump is hardly affected.
  • the scroll pump for example, with about 1,500 revolutions per minute can be operated to gases to promote. With the resulting flow velocities air gaps or channels are kept small enough not negatively impacting the output. It is because of it does not require the flanks 6 during rotation the rotor disk 3 abut each other. Rather it becomes a leave minimal air gap to prevent wear of the pump to keep small.
  • FIG. 5 shows the rotor disk 3 in a top view. Except the spiral seal 11 are still a circumferential inner Seal 14 and a circumferential outer seal 15 are provided.
  • the circumferential seals 14, 15 seal the entire Pump room again opposite the bearings and the environment. There are therefore no shaft seals or other gas-tight seals Connections to ball bearings required, resulting in a inexpensive and reliable construction results. Besides, is ensures that no pumped media into the environment arrive, so that the scroll pump is also for promotion aggressive substances. Done during operation in fact, a double seal, as the scoop space in primarily sealed by the spiral seal 11 and the further sealing by the circumferential seals 14, 15 takes place.
  • the circumferential seals exist preferably made of the same material as the spiral seal.
  • the Scroll pump equipped with a gas ballast feed.
  • a gas ballast feed In order to can be ambient air or inert gas during the compression phase be added to the medium to be conveyed, whereby the risk of undesirable condensation of vapors in the pump is further reduced.
  • a suitable inlet valve To the gas ballast feeder a suitable inlet valve can be connected.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scrollpumpe zur Förderung von Gasen oder Gas-Kondensat-Gemischen. Diese Pumpe besitzt einen Einlass, einen Auslass, eine feststehende Statorscheibe und eine oszillierende Rotorscheibe, die auf einer Antriebswelle befestigt ist. Die Statorscheibe und die Rotorscheibe liegen im wesentlichen parallel zueinander und tragen jeweils spiralförmig verlaufende Flanken, die unter Bildung von veränderlichen Förderräumen ineinander eingreifen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Scheiben im Betriebszustand im wesentlichen horizontal liegen, dass der Auslass vom Zentrum der unten liegenden Scheibe ausgeht und so nach außen geführt ist, dass gegebenenfalls anstehendes Kondensat aufgrund der Schwerkraft abfließt. Vorzugsweise sind innerhalb und außerhalb der Spiralen umlaufende Dichtungen angeordnet, die eine Kapselung des Förderraums bewirken. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scrollpumpe - auch Spiralpumpe genannt - zur Förderung von Gasen oder Gas-Kondensat-Gemischen. Diese Pumpe besitzt einen Einlass, einen Auslass, eine feststehende Statorscheibe und eine oszillierende Rotorscheibe, die auf einer Antriebswelle befestigt ist. Die Statorscheibe und die Rotorscheibe liegen im wesentlichen parallel zueinander und tragen jeweils spiralförmig verlaufende Flanken, die unter Bildung von veränderlichen Förderräumen ineinander eingreifen.
Das Wirkprinzip von Spiralpumpen ist seit langem bekannt. In der DE 28 26 071 C2 ist beispielsweise eine Spiralpumpe beschrieben, wobei dort insbesondere unterschiedliche Gestaltungen der Spiralelemente gezeigt sind, um Förderdruckpulsationen zu vermeiden. Generell greifen bei der Spiral- oder Scrollpumpe zwei spiralförmig verlaufende Flanken oder Rippen ineinander ein, wobei durch die Oszillationsbewegung mindestens einer dieser Scheiben der zwischen diesen Flanken ausgebildete Förderraum kontinuierlich von außen nach innen verschoben wird. Dabei wird das im Förderraum eingeschlossene Medium kontinuierlich entlang der Flanken transportiert und üblicherweise nach Erreichen des Zentrums der Spiralen aus der Pumpe abgegeben.
Aus der EP 0 579 888 A1 ist eine rotierende Spiralpumpe bekannt, bei welcher die spiralförmig verlaufenden Rippen in mehrere Segmente unterteilt sind, um hohe Drücke zu erzielen und temperaturbedingte Toleranzprobleme zu vermeiden.
Bisher bekannte Scrollpumpen besitzen das Problem, dass sich zwischen den spiralförmig verlaufenden Flanken Kondensat sammeln kann, welches nur schwer durch den spiralförmigen Förderraum abtransportiert werden kann und dadurch die Förderleistung der Pumpe stark beeinträchtigt. Wenn sich beispielsweise auf Grund des gegen ein üblicherweise vorhandenes Ausgangsventil aufzubauenden Drucks Kondensat ausbildet und die Pumpe außer Betrieb genommen wird, verbleibt eine Restmenge des Kondensats in bestimmten Abschnitten des Förderraums, was insbesondere bei der Förderung aggressiver Medien zu einem erhöhten Verschleiß der Pumpe führt.
Bekannte Scrollpumpen haben eine horizontale Antriebswelle, so dass die Scheiben mit den spiralförmigen Flanken vertikal stehen. Durch diese Anordnung kann auch nach Abschalten der Pumpe das im Förderraum angesammelte Kondensat nicht entfernt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine verbesserte Scrollpumpe bereit zu stellen, bei welcher die Kondensatansammlung im Förderaum reduziert wird. Dazu soll das im Förderraum auftretende Kondensat ohne Weiteres nach außen abgeführt werden und selbst bei stehender Pumpe nicht im Förderraum verbleiben. Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht außerdem darin, die Neigung zur Kondensatausbildung innerhalb des Förderraums zu reduzieren. Schließlich ist es Ziel der Erfindung, die Scrollpumpe unempfindlich gegen aggressive Medien zu gestalten und die Baugröße der mit einem Antriebsmotor gekoppelten Pumpeneinheit zu reduzieren.
Die genannte Aufgabe wird von der erfindungsgemäßen Scrollpumpe gelöst, indem die Antriebswelle im Betriebszustand im wesentlichen vertikal angeordnet ist, so dass die Scheiben im wesentlichen horizontal liegen. Die Flanken der Scheiben stehen also bevorzugt vertikal, da sie weitgehend senkrecht zur Ebene der Scheiben verlaufen. Außerdem geht der Auslass vom Zentrum der unten liegenden Scheibe aus und ist derart nach außen geführt, dass gegebenenfalls anstehendes Kondensat auf Grund der Schwerkraft abfließen kann.
Diese Bauart verhindert die Ansammlung von Kondensat in unteren Bereichen des Förderraums, da das Kondensat auf Grund der Schwerkraft selbsttätig zum Auslass fließt und von dort aus abgegeben werden kann. Die Scrollpumpe muss eventuell auftretendes Kondensat daher nicht aktiv fördern, so dass die Förderleistung nicht beeinträchtigt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist in den Auslass der Scrollpumpe kein Ausgangsventil eingeschaltet. Dadurch können die geförderten Gase bzw. Dämpfe den Auslass ungehindert passieren, ohne dass ein Öffnungsdruck eines Ausgangsventils überwunden werden müsste. Bei der Abgabe des gepumpten Mediums erfährt dieses somit keine Druckerhöhung, die bei herkömmlichen Pumpen immer die Gefahr des Auskondensierens von Dämpfen in sich birgt. Diese veränderten Druckverhältnisse reduzieren grundsätzlich die Neigung von Dämpfen zum Auskondensieren, so dass von vornherein weniger Kondensat im Förderraum entsteht.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist an dem freien Ende der spiralförmig verlaufenden Flanken eine Spiraldichtung angebracht, welche zur Abdichtung des Förderraums an der gegenüberliegenden Scheibe anliegt.
Durch diese Dichtung werden die benachbarten Förderräume zwischen den einzelnen Windungen der Spirale voneinander getrennt.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die genannte Spiraldichtung in einer stirnseitigen Nut in den Flanken eingelegt ist und in axialer Richtung geringfügig über die Flanken hinaus ragt. Auf diese Weise entsteht am Übergang zwischen Dichtung und Flanke ein kleiner Kanal, der in jedem Abschnitt der spiralförmigen Flanken den Abfluss von gegebenenfalls vorhandenem Kondensat gestattet, selbst wenn die Förderscheibe der Scrollpumpe nicht bewegt wird. Kondensat kann dadurch auch nach Außerbetriebnahme der Pumpe allein auf Grund der Schwerkraft nach außen abfließen.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn zusätzlich zu der Spiraldichtung eine innere und eine äußere umlaufende Dichtung angebracht sind, die eine vollständige Abdichtung des Förderraums gegenüber den Lagern und sonstigen Gehäuseteilen bewirken, so dass aggressive Medien nur innerhalb des Förderraums auftreten, welcher aus einem resistenten Material hergestellt sein oder eine geeignete Oberflächenbeschichtung aufweisen kann. Auf diese Weise kann ein gasdichter Pumpenraum erzeugt werden, in welchen keine Lager für bewegte Teile integriert werden müssen, so dass beispielsweise auf fehleranfällige und komplizierte Wellendichtungen oder gasdichte Kugellager verzichtet werden kann. Außerdem bietet dies den Vorteil, das keine Schmiermittel benötigt werden, so dass eine Rückdiffusion solcher Stoffe in den vorgeschalteten Vakuumbereich ausgeschlossen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform geht die Antriebswelle, an welcher die Förderscheibe befestigt ist, unmittelbar in die Abtriebswelle eines elektrischen Motors über bzw. ist einstückig mit dieser ausgebildet. Der Antriebsmotor kann auf diese Weise in unmittelbarer Nähe der Scrollpumpe positioniert werden, so dass die Baugröße der gesamten Einheit minimiert wird. Außerdem kann dadurch auf Kupplungselemente zwischen den Wellen verzichtet werden, wodurch sich der Montageaufwand und die Bauteilkosten reduzieren lassen. Bei abgewandelten Ausführungsformen kann jedoch auch eine andere Verbindung zwischen Scrollpumpe und Antriebsmotor gewählt werden. Beispielsweise können Standard-Flanschmotoren an die Pumpe angekoppelt werden.
Weiter Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen:
Fig. 1
eine vereinfachte seitliche Schnittansicht einer Scrollpumpe mit einem elektrischen Motor;
Fig. 2
eine detailliertere Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Scrollpumpe;
Fig. 3
eine vereinfachte Ansicht der Scrollpumpe von unten;
Fig. 4
eine geschnittene Detailansicht einer Statorscheibe und einer Rotorscheibe mit jeweiligen Flanken;
Fig. 5
die Rotorscheibe in einer Draufsicht.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Scrollpumpe in einer seitlichen Schnittansicht dargestellt. Die Scrollpumpe besitzt ein Gehäuse 1, in welchem eine feststehende Statorscheibe 2 und eine oszillierende Rotorscheibe 3 angeordnet sind. Die feststehende Statorscheibe kann dabei gleichzeitig Bestandteil des Gehäuses 1 sein. Bei der dargestellten Ausführungsform liegt die Statorscheibe 2 unterhalb der Rotorscheibe 3. Bei abgewandelten Ausführungsformen könnte aber auch eine vertauschte Anordnung gewählt werden.
Die Rotorscheibe 3 ist an eine Antriebswelle 4 gekoppelt, durch welche die Pumpbewegung der Rotorscheibe hervorgerufen werden kann. Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle 4 gleichzeitig Bestandteil eines elektrischen Motors 5, so dass sie als dessen Abtriebswelle fungiert. Die vom Motor bereit gestellte Antriebskraft wird daher ohne Getriebe- und Kupplungselemente an die Rotorscheibe 3 übertragen. Dies vereinfacht den Aufbau der kompletten Einheit und reduziert die erforderliche Baugröße. Abgewandelte Ausführungsformen können jedoch auch eigenständige Motoren zum Einsatz bringen.
Die beiden Scheiben 2, 3 besitzen jeweils Flanken 6, die sich ausgehend von der jeweiligen Scheibe in Richtung zur gegenüberliegenden Scheibe erstrecken. Da die prinzipielle Funktionsweise einer Spiral- oder Scrollpumpe dem Fachmann bekannt ist, muss der gewöhnliche Aufbau der Scheiben und der Flanken hier nicht detailliert beschrieben werden. Prinzipiell sind die Flanken 6 spiralförmig auf der jeweiligen Scheibe angeordnet und greifen derart ineinander ein, dass zwischen ihnen ein veränderlicher Förderraum 7 bereit gestellt wird.
Entscheidend für die verbesserte Funktionsweise der Scrollpumpe ist der Umstand, dass diese mit vertikal (senkrecht) stehender Antriebswelle 4 betrieben wird. Demzufolge stehen die Statorscheibe 2 und die Rotorscheibe 3 im wesentlichen horizontal (waagerecht). Sofern beim Betrieb der Scrollpumpe in dem zwischen den Flanken ausgebildeten Förderraum 7 Kondensat auftritt, sammelt sich dieses auf Grund der Schwerkraft auf der unteren Scheibe, bei der dargestellten Ausführungsform also auf der Bodenfläche der Statorscheibe 2. Während über einen Einlass 8 an relativ beliebiger Stelle das zu pumpende Medium in die Scrollpumpe eingeleitet wird, befindet sich ein Auslass 9 am tiefsten Punkt des Förderraums, etwa im Zentrum der unteren Scheibe. An dieser Stelle sammelt sich das Kondensat, ohne dass dafür die Förderleistung der Pumpe erforderlich wäre, allein auf Grund der wirkenden Schwerkraft. Natürlich unterstützt die fördernde Pumpe den Austrag des Kondensats zusätzlich. Der Auslass 9 wird vorzugsweise ohne Zwischenschaltung eines Ausgangsventils herausgeführt, so dass das Kondensat (und das geförderte Gas) druckfrei aus der Scrollpumpe sowohl während des Betriebs als auch im Ruhezustand abfließen kann. Durch Verzicht auf ein Ausgangsventil muss das geförderte Gas auch keiner Druckerhöhung am Pumpenausgang unterzogen werden, so dass es kaum zur Kondensation kommt.
Fig. 2 zeigt eine detailliertere Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Scrollpumpe, aus der sich weitere Einzelheiten erkennen lassen. So ist beispielsweise ersichtlich, das die Rotorscheibe 3 an ein exzentrisches Ende der Antriebswelle 4 gekoppelt ist, wodurch bei Drehung der Antriebswelle eine exzentrische Bewegung der Rotorscheibe hervorgerufen wird, wie dies bei Scrollpumpen üblich ist. Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, dass unterhalb der Scheiben 2, 3 ein elektrischer Lüfter 10 angeordnet ist, welcher der Zufuhr von Kühlluft an die komplette Einheit dient.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform wäre auch denkbar, dass lediglich ein Lüfterrad auf einer Verlängerung der Antriebswelle 4 befestigt wird, wobei in diesem Fall die Durchfuhr der Antriebswelle durch die Statorscheibe und die Kompensation der Exzenterbewegung erforderlich wären.
Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, kann zur Motorkühlung auch oberhalb des Motors 5 ein Lüfterrad 16 angeordnet sein, welches an dem äußeren Ende der Motorwelle angebracht ist.
In Fig. 3 ist die Scrollpumpe in einer Ansicht von unten dargestellt. Der Einlass 8 und der Auslass 9 sind seitlich weggeführt. Für die Funktionsweise ist jedoch entscheidend, dass der Auslass 9 in der Ebene der unteren Begrenzung des Förderraums beginnt.
Fig. 4 zeigt eine Detailansicht der Statorscheibe 2 und der Rotorscheibe 3. Es ist erkennbar, dass die jeweiligen Flanken 6 von einer Scheibe ausgehen und benachbart zueinander in Richtung zur gegenüberliegenden Scheibe verlaufen. Für die Abdichtung der einzelnen Förderräume 7 ist an der Stirnseite jeder Flanke 6 eine Spiraldichtung 11 angeordnet, wobei in der Fig. 4 zur Vereinfachung nur eine einzige Spiraldichtung dargestellt ist. Die Spiraldichtung 11 kann durch ein Dichtungsband gebildet sein, welches an die zu fördernden Medien angepasst ist und außerdem einen geringen Reibungskoeffizienten aufweisen soll, um die Oszillation der Rotorscheibe 3 nicht unnötig zu behindern. Die Spiraldichtung 11 liegt auf ihrer der Flanke 6 abgewandten Seite an der Bodenfläche der gegenüberliegenden Scheibe an.
Vorzugsweise ist die Spiraldichtung 11 in eine Nut 12 eingelegt, welche in der Stirnseite der Flanke 6 verläuft. Dadurch dass die Spiraldichtung 11 etwas über die Flanke 6 hinaus ragt, schleift die Stirnseite der Flanke 6 während des Betriebs der Pumpe nicht auf der Bodenseite der gegenüberliegenden Scheibe. Außerdem verbleibt zwischen der Spiraldichtung 11 der benachbarten Flanke 6 und der gegenüberliegenden Scheibe ein kleiner Kanal 13, der auch beim Stillstand der Scrollpumpe ein Abfließen von Kondensat ermöglicht. Dieser Kanal kann so klein gehalten werden, dass die Förderleistung der Pumpe kaum beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, dass die Scrollpumpe beispielsweise mit etwa 1.500 Umdrehungen pro Minute betrieben werden kann, um Gase zu fördern. Bei den sich ergebenden Strömungsgeschwindigkeiten wirken sich klein genug gehaltene Luftspalte bzw. Kanäle nicht negativ auf die Förderleistung aus. Es ist dadurch auch nicht erforderlich, dass die Flanken 6 während der Rotation der Rotorscheibe 3 aneinander anliegen. Vielmehr wird ein minimaler Luftspalt belassen, um den Verschleiß der Pumpe klein zu halten.
Fig. 5 zeigt die Rotorscheibe 3 in einer Draufsicht. Außer der Spiraldichtung 11 sind weiterhin eine umlaufende innere Dichtung 14 und eine umlaufende äußere Dichtung 15 vorgesehen. Die umlaufenden Dichtungen 14, 15 dichten den gesamten Pumpenraum nochmals gegenüber den Lagern und der Umgebung ab. Es sind daher keine Wellendichtringe oder andere gasdichte Verbindungen zu Kugellagern erforderlich, wodurch sich ein preiswerter und funktionssicherer Aufbau ergibt. Außerdem ist sichergestellt, dass keine gepumpten Medien in die Umwelt gelangen, so dass sich die Scrollpumpe auch zur Förderung aggressiver Stoffe eignet. Während des Betriebs erfolgt faktisch eine doppelte Abdichtung, da der Schöpfraum in erster Linie bereits durch die Spiraldichtung 11 abgedichtet ist und die weitere Abdichtung durch die umlaufenden Dichtungen 14, 15 erfolgt. Die umlaufenden Dichtungen bestehen vorzugsweise aus dem selben Material wie die Spiraldichtung.
Bei abgewandelten Ausführungsformen, bei denen z.B. aufgrund der unkritischen zu fördenden Medien geringer Anforderungen an die Dichtheit gestellt werden, könnte aber auch auf die separaten umlaufenden Dichtungen verzichtet werden und diese Abdichtung in herkömmlicher Weise erfolgen.
Gemäß einer nochmals weitergebildeten Ausführungsform ist die Scrollpumpe mit einer Gasballastzuführung ausgerüstet. Damit kann während der Verdichtungsphase Umgebungsluft oder Inertgas zu dem zu fördernden Medium hinzugefügt werden, wodurch die Gefahr einer unerwünschten Kondensation von Dämpfen in der Pumpe weiter reduziert wird. An die Gasballastzuführung kann ein geeignetes Einlassventil angeschlossen werden.
Abwandlungen der hier erläuterten Ausführungsform sind ohne Weiteres möglich. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die vertikale Lage der Antriebswelle und damit die horizontale Position der Statorscheibe und der Rotorscheibe aufrecht erhalten bleiben, um die Kondensatabführung zu gewährleisten. Der Auslass ist immer am tiefsten Punkt des Förderraums anzuordnen, damit das sich dort sammelnde Kondensat auf Grund der Schwerkraft aus der Pumpe abgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste
1
Gehäuse
2
Statorscheibe
3
Rotorscheibe
4
Antriebswelle
5
Motor
6
Flanken
7
Förderraum
8
Einlass
9
Auslass
10
Lüfter
11
Spiraldichtung
12
Nut
13
Kanal
14
umlaufende innere Dichtung
15
umlaufende äußere Dichtung
16
Lüfterrad

Claims (13)

  1. Scrollpumpe zur Förderung von Gasen oder Gas-Kondensat-Gemischen mit einem Einlass (8), einem Auslass (9), einer feststehenden Statorscheibe (2) und einer oszillierenden Rotorscheibe (3), die an eine Antriebswelle (4) gekoppelt ist, wobei diese Scheiben (2, 3) im wesentlichen parallel zueinander liegen und jeweils spiralförmig verlaufende Flanken (6) tragen, die unter Bildung von veränderlichen Förderräumen (7) ineinander eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (2, 3) im Betriebszustand im wesentlichen horizontal liegen, dass der Auslass (9) vom Zentrum der unten liegenden Scheibe ausgeht und so nach außen geführt ist, dass ggf. anstehendes Kondensat aufgrund der Schwerkraft abfließt.
  2. Scrollpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Auslass (9) kein die druckfreie Abgabe des Gases/Kondensats behinderndes Ausgangsventil eingeschaltet ist.
  3. Scrollpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende der spiralförmig verlaufenden Flanken (6) jeweils eine Spiraldichtung (11) angebracht ist, welche zur Abdichtung der Förderräume (7) an der gegenüberliegenden Scheibe anliegt.
  4. Scrollpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiraldichtung (11) in eine stirnseitige Nut (12) in den Flanken (6) eingelegt ist und in axialer Richtung geringfügig über die Flanken (6) hinausragt, so dass zwischen der Spiraldichtung (11) und dem Fuß des benachbarten Flankenabschnitts unter allen Betriebsbedingungen ein minimaler Kanal (13) verbleibt, der den Abfluss von Kondensat zum Auslass (9) gestattet.
  5. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im zentralen Bereich der Scheiben (2, 3) eine umlaufende innere Dichtung (14) und an deren äußerem Rand eine umlaufende äußere Dichtung (15) verlaufen, welche den von den spiralförmig verlaufenden Flanken (6) eingenommenen Raum gegenüber den Lagern und Gehäuseteilen (1) abdichten.
  6. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiraldichtung (11) und/oder die umlaufenden Dichtungen (14, 15) so angeordnet sind, dass zusätzliche Dichtungen an bewegten Bauteilen zur Abdichtung des Förderraums (7) nicht erforderlich sind.
  7. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (11, 14, 15) als Dichtungsbänder aus Teflon, Graphit und Gummi gestaltet sind.
  8. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (4) im Betriebszustand im wesentlichen vertikal angeordnet ist, dass die Rotorscheibe (3) oberhalb der Statorscheibe (2) angeordnet ist und dass die Antriebswelle einen exzentrischen Endabschnitt besitzt, der die Rotorscheibe (3) in eine exzentrische Bewegung versetzt.
  9. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (4) einstückig mit der Abtriebswelle eines elektrischen Motors (5) ausgebildet ist.
  10. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (4) weiterhin ein Lüfterrad (16) trägt, welches Kühlluft an die Scheiben (2, 3) und/oder an den Motor (5) transportiert.
  11. Scrollpummpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Statorscheibe (2) ein elektrischer Lüfter (10) angeordnet ist, der Kühlluft an die Statorscheibe (2) bläst.
  12. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasballastzuführung angeordnet ist, über welche dem zu pumpenden Medium Umgebungsluft oder ein Inertgas beigemischt wird.
  13. Scrollpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Förderaum keine mit Schmiermittel behandelten Bauteile angeordnet sind.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701115A (en) * 1985-01-28 1987-10-20 Sanden Corporation Axial sealing mechanism for a scroll compressor
US5098265A (en) * 1989-04-20 1992-03-24 Hitachi, Ltd. Oil-free scroll fluid machine with projecting orbiting bearing boss
EP0846863A1 (de) * 1996-06-24 1998-06-10 Daikin Industries, Limited Spiralverdichter
EP1199473A2 (de) * 2000-10-20 2002-04-24 Anest Iwata Corporation Spiralmaschine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1593446A (en) 1977-06-17 1981-07-15 Little Inc A Orbiting scroll-type liquid pump and scroll members therefor
JPH02271090A (ja) 1989-04-11 1990-11-06 Mitsubishi Electric Corp スクロール流体機械
DE4208597A1 (de) 1991-03-30 1992-10-01 Volkswagen Ag Spiralverdraengermaschine
US5466134A (en) 1994-04-05 1995-11-14 Puritan Bennett Corporation Scroll compressor having idler cranks and strengthening and heat dissipating ribs
US5616015A (en) 1995-06-07 1997-04-01 Varian Associates, Inc. High displacement rate, scroll-type, fluid handling apparatus
DE19727535C1 (de) 1997-06-28 1999-01-28 Viessmann Werke Kg Wärmepumpe
DE19950117C2 (de) 1999-10-18 2001-08-30 Knorr Bremse Systeme Spiralverdichter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701115A (en) * 1985-01-28 1987-10-20 Sanden Corporation Axial sealing mechanism for a scroll compressor
US5098265A (en) * 1989-04-20 1992-03-24 Hitachi, Ltd. Oil-free scroll fluid machine with projecting orbiting bearing boss
EP0846863A1 (de) * 1996-06-24 1998-06-10 Daikin Industries, Limited Spiralverdichter
EP1199473A2 (de) * 2000-10-20 2002-04-24 Anest Iwata Corporation Spiralmaschine

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DDD
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 05 30 June 1995 (1995-06-30) *

Also Published As

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