NO130959B - - Google Patents

Description

Skruerotormaskin.

Oppfinnelsen vedrører en skruerotormaskin med samarbeidende konvekse og konkave rotorer, hvor den konvekse rotor er utstyrt med skrueformet forløpende konvekse kammer og mellomliggende spor og den konkave rotor er utstyrt med skrueformet forløpende konkave kammer og mellomliggende spor.

Slike skruerotormaskiner er spesielt velegnet for kompresjon eller ekspansjon av gassformete medier i flere trinn.

Oppfinnelsen utmerker seg ved at hver rotor ved maskiner med to eller flere trykktrinn har et til antallet trykktrinn svarende antall seksjoner med felles grunn-profil, hvor imidlertid kammene for den konkave rotorseksjon, som i og for seg kjent ved maskiner med ett trykktrinn, i et trinn med lavere trykk er forsynt med pålegg som rager ut over grunnprofilet, og hvor påleggene i profil rager ut over kammene på nærmeste konkave rotorseksjon i det høyere trykktrinn, mens sporene for den tilsvarende konvekse rotorseksjon, somi i og for seg kjent ved maskiner med ett trinn, er forsynt med uttagninger i bunnen svarende til de nevnte pålegg.

Det er videre fordelaktig at endene av kammene for den konkave, etter grunnprofilet utformete rotorseksjon og bunnene av sporene for tilsvarende konvekse rotorseksjon ved to-trinnsutførelse av maskinen er beliggende på hhv. nær vedkom-mende delingssirkel i annet trykktrinn dvs. høytrykkstrinnet.

Kammene og sporene for de forskjellige seksjoner av en rotor har fortrinnsvis samme stigningsvinkel.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen ligger påleggene for den konkave rotorseksjon utenfor denne rotors delingssirkel, og de tilsvarende fordypninger i sporene for den konvekse rotorseksjon, som samarbeider med nevnte pålegg, ligger innenfor denne rotors delingssirkel.

De forskjellige seksjoner for hver rotor

har fortrinnsvis like delingssirkler.

Ved en foretrukket konstruktiv utfø-relsesform av oppfinnelsen består hver rotor med alle sine seksjoner av ett stykke, slik at rotoren bare må lagres i de ytre ender. De enkelte rotoravsnitt avtettes derved innbyrdes. Videre er den konvekse rotor fortrinnsvis firegjenget, hvorved kammene i de enkelte trykktrinn omgir rotoren i en vinkel som er mindre enn 360°. I avtrykkstrinnet kan denne omfangsvinkel være mellom 275 og 325°, fortrinnsvis maksimalt 300°. I høytrykkstrinnet kan omfangsvinkelen være mellom 150 og 190°, fortrinnsvis minst 170°.

Forholdet mellom rotorlengde og rotor-diameter bør i lavtrykkstrinnet være mellom 1,1 og 1,4 og i høytrykkstrinnet mellom 0,6 og 0,8. Forholdet er fortrinnsvis ca. 1,25 hhv. 0,7.

Ved en firegjenget konveks rotor er det videre fordelaktig å utføre den konkave rotor seksgjenget.

På vedføyde tegninger viser

fig. 1 et vertikalt sentralt lengdesnitt gjennom en kompressor utført ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 viser kompressorrotorene i et horisontalt lengdesnitt gjennom kompressoren ifølge fig. 1. Fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom rotorene i høytrykksdelen tatt etter linjen 3—3 i fig. 1. Fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom lav-trykksrotorene tatt etter linjen 4—4 i fig. 1. Fig. 1 viser en totrinnskompressor. Denne har et hus som er sammensatt av et lavtrykksendestykke 10, et øvre sylinderhus 12, et nedre sylinderhus 14 og et høytrykksendestykke 16. I lavtrykksende-stykket 10 og det nedre sylinderhus 14 er et lavtrykksinnløp 18 anordnet. På samme måte er det anordnet et mellomtrykksutløp 20 i det øvre sylinderhus 12, et mellom-trykksinnløp 22 i det nedre sylinderhus 14 og et høytrykksutløp 24 i det øvre sylinderhus 12 og høytrykksendestykket 16. De øvre og nedre sylinderhus 12 og 14 omslutter to arbeidsrom, som hvert består av to sylin-driske utboringer som skjærer hverandre, i hvilke er anordnet en konveks rotor 26 og en konkav rotor 28. Disse rotorer er lagret i lavtrykks- og høytrykksendestykkene 10 og 16 og består hver av en lavtrykks-seksjon 30 resp. 34 og en høytrykksseksjon 32, resp. 36 med en mellomliggende slett akseldel 38, resp. 40 anordnet for å tette mot øvre og nedre sylinderhus 12 og 14. Den konvekse rotors 26 høytrykksseksjon 32 omfatter fire skrueformede konvekse kammer 42 beliggende stort sett utenfor den konvekse rotors delingssirkel 44, og mellomliggende spor 46. Den konkave rotors 28 høytrykksseksjon 36 omfatter seks skrueformede, konkave kammer 48 beliggende stort sett innenfor den konkave rotors delingssirkel 50 og mellomliggende spor 52. Den konvekse rotors 26 lavtrykks-seksjon 30 omfatter likeledes fire skrueformede, konvekse kammer 54 beliggende stort sett utenfor den konvekse rotors delingssirkel 44 og mellomliggende spor 56, av hvilke hver og en imidlertid er forsynt med en uttagning 58 innenfor delingssirkelen 44. Den konkave rotors 28 lavtrykks-seksjon 34 omfatter seks skrueformede, i det vesentlige konkave kammer 60 beliggende stort sett innenfor den konkave rotors delingssirkel 50, av hvilke hver og en er forsynt med et pålegg 62 utenfor delingssirkelen 50, og mellomliggende spor 64.

Den konvekse rotors 26 tverrsnitt i lavtrykksseksjonen 30 og høytrykksseksjo-

nen32er identiske så nær som på uttagningene 58 i sporbunnene i lavtrykksseksjonen. På samme måte er den konkave rotors 28 tverrsnitt i lavtrykksseksjonen 34 og høy-trykksseksjonen 36 identiske så nær som på pålegget 62 på rotortoppene i lavtrykksseksjonen. Videre er skruestigningen den samme på begge seksjonene på samme rotor. Derved oppnåes en forenkling av tilvirkningen på rotorene ved at samme matning og delvis samme verktøy kan an-vendes til begge seksjonene på samme rotor. Ved denne utformning forenkles og billiggjøres tilvirkningen av rotorene meget betydelig. For oppnåelse av best mulig virkningsgrad er videre den konvekse rotor utformet slik at i lavtrykksseksjonen er omfangsvinkelen for hver kam omtrent 300° og forholdet mellom seksjonslengden og seksjonsdiameteren omtrent 1,25 og i høytrykksseksj onen er omfangsvinkelen for hver kan omtrent 170° og forholdet mellom seksjonslengden og seksjonsdiameteren omtrent 0,7.

Rotorene er videre utformet med kam-profiler også i pålegg og uttagninger stort sett sammensatt av sirkelbuer, som er lik de konvekse og konkave rotorer så nær som en liten forskjell for å tilveiebringe en klaring på 0,08—0,11 mm mellom rotorene såvel i lavtrykksdelen som i høy-trykksdelen for å hindre direkte inngrep mellom disse og derved forekommende ri-siko for sammenskj æring. Av rotorene er bare den konvekse rotor direkte drevet fra en motoraksel, mens den konkave rotoren ved kompressorer av foreliggende type på i og for seg kjent måte drives av den konvekse rotor ved hjelp av en spesiell syn-kroniseringsutveksling.

Kompressoren fungerer på følgende måte: Lavtrykksgass innsuges gjennom lavtrykksinnløpet 18 og komprimeres til et mellomtrykk i lavtrykksdelen 30, 34 samt utblåses gjennom mellomtrykkutløpet 20. Gassen innsuges deretter gjennom mel-lomtrykksinnløpet 22 i høytrykksdelen 32, 36 og komprimeres der ytterligere til høytrykksgass innen den blåses ut gjennom høytrykksutløpet 24. Ved å utforme rotorseksj onene 30, 32 resp. 34, 36 med forskjellig tverrsnitt kan en og samme vektsmengde gass bearbeides kontinuerlig i begge trinn til tross for at volummengden varierer med trykket og temperaturen og til tross for at rotorkam-menes stigning er den samme i begge trinn. Størrelsen av pålegget 62 og uttagningene 58 dimensjoneres slik at begge kompressor - trinn bearbeider samme vektsmengde gass.

Claims (12)

1. Skruerotormaskin med konvekse og konkave rotorer, hvor den konvekse rotor er utstyrt med skrueformet forløpende konvekse kammer og mellomliggende spor og den konkave rotor er utstyrt med skrueformet forløpende konkave kammer og mellomliggende spor, karakterisert v e d at hver rotor (26, 28) ved maskiner med to eller flere trykktrinn har et til antallet trykktrinn svarende antall seksjoner (30, 32 hhv. 34, 36) med felles grunn-profil, hvor imidlertid kammene (60) for den konkave rotorseksjon (34), som i og for seg kjent, i minst ett trinn med lavere trykk er forsynt med pålegg (62), som rager ut over grunnprofilet, og påleggene i profil rager ut over kammene på nærmeste konkave rotorseksjon (36) i det høyere trykktrinn, mens sporene (56) for den konvekse rotorseksjon (30), som i og for seg kjent, er forsynt med uttagninger (58) i bunnen svarende til påleggene (fig. 2, 4).

2. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at endene av kammene (48) for den konkave, etter grunnprofilet utformete rotorseksjon (36) og bunnene av sporene (46) for tilsvarende konvekse rotorseksjon (32) ved to-trinnsutførelse av maskinen er beliggende på hhv. nær tilsvarende delingssirkel (44 hhv. 50) i annet trykktrinn dvs. høytrykkstrinnet (32, 36).

3. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 1 eller 2, karakterisert ved at kammene og sporene for forskj ellige seksjoner av en rotor har samme stigningsvinkel. påstandene 1—3, karakterisert ved at påleggene (62) for den konkave rotorseksjon (34) ligger utenfor delingssirkelen (50) og de tilsvarende fordypninger (58) i sporene for den konvekse rotorseksjon (30) ligger innenfor delingssirkelen (44) (fig.

4).

5. Skruerotormaskin som angitt i en av påstandene 1—4, karakterisert ved at de forskjellige seksjoner (30, 32 hhv. 34, 36) for hver rotor (26 hhv. 28) har samme delingssirkel-diameter.

6. Skruerotormaskin som angitt i en av påstandene 1—5, karakterisert v e d at hver rotor (26, 28) med samtlige seksjoner (30, 32 hhv. 34, 36) består av ett stykke.

7. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 6, karakterisert ved at hver rotor er lagret i sine ender og at de enkelte seksjoner er innbyrdes avtettet.

8. Skruerotormaskin som angitt i en av påstandene 1—7, karakterisert v e d at den konvekse rotor er firegjenget og at hver seksjonskam strekker seg over en omkretsvinkel på mindre enn 360° av rotoren.

9. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 8, karakterisert ved at kam-menes omfangsvinkel i lavtrykkstrinnet ved den konvekse rotor strekker seg over 275 til 325°, fortrinnsvis maksimalt 300°.

10. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 8, karakterisert ved at kam-menes omfangsvinkel i høytrykkstrinnet ved den konvekse rotor er mellom 150 og 190°, fortrinnsvis minimalt 170°.

11. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 9 og 10, karakterisert ved at forholdet melom rotorlengde og rotordia-meter i lavtrykkstrinnet ligger mellom 1,1 og 1,4 og i høytrykkstrinnet mellom 0,6 og 0,8 og fortrinnsvis er ca. 1,25 hhv. 0,7.

12. Skruerotormaskin som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at den konkave rotor er seksgj enget. per tidsenhet, hvorved noe spesielt akku-muleringskar mellom de to trykktrinn ikke er nødvendig. Derimot kan en utformning med en mellomkjøler mellom de to trykktrinn ved visse utførelsesformer være fordelaktig, idet imidlertid hensyn må taes til denne nedkjøling ved dimensjonering av pålegg og uttagninger.