Opublikowano dnia 28 marca 1963 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46766 KI. 27 c, 6/02 KI. internat. F 04 d -40/fer Jerzy Jedrzejowski Lódz, Polska Uklad chlodzenia powietrznego sprezarki o wirujacej obudowie Patent trwa od dnia 17 maja 1961 r.Wynalazek dotyczy ukladu chlodzenia wiro¬ wej sprezarki (lub pompy prózniowej) mimo- osiowej z ruchomymi lopatkami albo z piers¬ cieniem cieczowym.Jak wiadomo, wskutek pracy sprezania czyn¬ nika gazowego i pracy tarcia mechanicznego elementów sprezarki lub (pracy tarcia) miedzy- czasteczkowego w pierscieniu cieczowym, wy¬ twarza sie cieplo. W celu unikniecia nadmier¬ nego wzrostu temperatury, prowadzacego do obnizenia sprawnosci i wydajnosci sprezarki lub nawet do uszkodzenia jej mechanizmów, nalezy stosowac chlodzenie.W znanych konstrukcjach wirowych spreza¬ rek (lufo prózniowych pomp) mimoosiowych z ruchomymi lopatkami stosuje sie najczesciej chlodzenie^cieczowe nieruchomej obudowy (cy¬ lindra), przez zastosowanie dwusciankowej kon¬ strukcji (plaszcza wodnego) obudowy (cylindra) i przymusowego przeplywu cieczy chlodzacej.Znane jest równiez chlodzenie powietrzem od¬ powiednio uzebrowanej obudowy (w celu po¬ wiekszenia pola jej zewnetrznej powierzchni), polegajace badz na swobodnym (o niewystar¬ czajacej zwykle skutecznosci) rozpraszania cie¬ pla do otaczajacego powietrza, badz tez na przy¬ musowym przeplywie powietrza, wywolanym za pomoca osobnego wentylatora.W sprezarkach lub pompach prózniowych z pierscieniem cieczowym jest stosowane zwy¬ kle chlodzenie przez staly przeplyw wraz z ga¬ zowym czynnikiem sprezanym chlodnej cieczy (najczesciej wody), tworzacej (i zasilajacej) pierscien.W kazdym przypadku chlodzenia za pomoca cieczy jest potrzebne stale doprowadzenie swie¬ zej chlodnej cieczy, a w razie ograniczonego jej zasobu (np. na pojezdzie mechanicznym), zacho¬ dzi koniecznosc stosowania specjalnej chlodnicy tej cieczy, wraz z wentylatorem dla przymuso¬ wego przeplywu powietrza przez chlodnice. rStosunkowo malo znane Konstrukcje ze swo¬ bodnie wirujacym cylindrem wykonane sa w ten sposób, ze cylinder obraca sie w zamknietej obudowie, co utrudnia swobodne przenikanie ciepla do otaczajacego powietrza.W wykonaniu wedlug wynalazku uzyskanie intensywnego chlodzenia powietrzem wirowej sprezarki (lub prózniowej pompy) mimeosiowej osiaga sie bez potrzeby instalowanie osobnego urzadzenia do chlodzenia.Istote wynalazku stanowi uklad chlodzenia sprezarki (lub prózniowej pompy) mimoosiowej o wirujacej obudowie, polegajacego na wyko¬ rzystaniu ruchu obrotowego obudowy w celu uzyskania wzmoisoaiego odprowadzania ciepla od obudowy (cylindra) do otaczajacego powietrza, dzieki ruchowi wzglednemu powietrza, kWry sprzyja wzmozonemu przejmowaniu i odprowa¬ dzaniu ciepla.Przyklady róznych rozwiazan konstrukcyjnych (róznych odmian) chlodzenia powierzchni zew¬ netrznej wirujacej obudowy sprezarki lub pom¬ py prózniowej, sa podane na rysunkach.Fig 1 i 2 przedstawiaja przekrój poprzeczny i podluzny sprezarki z gladka powierzchnia zewnetrzna obrotowej obudowy, fig. 3 i 4 przed¬ stawiaja poprzeczny i podluzny przekrój spre¬ zarki z obrotowa obudowa, zaopatrzona w obwo¬ dowe zebra, fig. 5 i 6 przedstawiaja poprzeczny i podluzny przekrój sprezarki z obrotowa obu¬ dowa, zaopatrzona w promieniowe zebra opasa¬ ne plaszczem ksztaltu obrotowego, a fig. 7 i 8 przedstawiaja poprzeczny przekrój i podluzny widok sprezarki z obrotowa obudowa zaopatrzo¬ na w srubowe zebra.Dla uproszczenia opisu przyjeto we wszyst¬ kich czterech przykladach jednakowa wewne¬ trzna budowe sprezarki z przesuwnymi lopatka¬ mi, jakkolwiek chlodzenie wedlug wynalazku moze byc zastosowane do róznych typów wiro¬ wych sprezarek (lub pomp prózniowych) mimo- osiowych z ruchomymi lopatkami oraz z piers¬ cieniem cieczowym, jednakze zawsze z wiruja¬ ca obudowa.Na wale 1, ulozyskowanym w bocznych po¬ krywach 2, zaopatrzonych w kanaly wlotowy 3 i wylotowy 4 sprezanego czynnika, jest osadzo¬ ny wirnik 5 z przesuwnymi lopatkami 6.Na bocznych pokrywach 2 sa osadzone lozy¬ ska 7, na których z kolei jest osadzona obudowa 8 o gladkim walcowo-obrotowym wnetrzu.W ten sposób jest umozliwiony ruch obrotowy obudowy dokola jej osi geometrycznej, równo¬ leglej do osi obrotu wirnika.Przy ruchu obrotowym, wirnika, w kierunku wskazanym strzalka na przekroju poprzecznym (fig. 1, 3, 5, 7), lopatki wirnika sa docisniete sila odsrodkowa do wewnetrznej powierzchni obu¬ dowy (cylindra), przez co nastepuje ssanie czyn¬ niku; przez otwory wlotowe 3 i wytlaczanie przez otwory wylotowe 4. Równoczesnie dzieki sile tarcia mie^y lopatkami wirnika a obudowa 8 zostaje ona wprawiona w ruch obrotowy o zgod¬ om kierunku z wirnikiem.Wykorzystanie ruchu obrotowego obudowy do powiekszania intensywnosci odprowadzania cie¬ pla do otaczajacego powietrza jest przedmiotem wynalazku.Przedstawiona na fig. 1 i 2 cylindryczna obu¬ dowa 8 o gladkiej powierzchni zewnetrznej wi¬ ruje nie oslonieta w otaczajacym ja powietrzu.Ruch wzgledny powietrza omywajacego obudo¬ we sprzyja intensywnemu przejmowaniu i od¬ prowadzaniu ciepla od cylindra do powietrza.Wzdluz zewnetrznej powierzchni walcowej obudowy (równolegle lub skosnie do jej osi obrotu) jest umieszczony jeden lub kilka nieru¬ chomych zgarniaczy, z których kazdy zaopa¬ trzony jest w jedno, dwa lub kilka ostrzy, któ¬ rych krawedzie sa liniami prostymi przebie¬ gajacymi wzdluz tworzacych zewnetrznej po¬ wierzchni obudowy lub stanowia linie srubowe o duzym (w stosunku do srednicy obudowy) skoku, albo inne linie (krzywe) przestrzenne przebiegajace wzdluz zewnetrznej powierzchni walcowej obudowy, skosnie lub stycznie do jej tworzacych, z zachowaniem minimalnego luzu, niezbednego dla unikniecia ocierania sie obudo¬ wy o zgarniacze. Czynna powierzchnia boczna zgarniacza powinna byc tak uksztaltowana, aby jedna jej strona (zaopatrzona w ostrze) ulatwia¬ la oddzielanie (zgarnianie) warstwy ogrzanego powietrza, poruszajacego sie wskutek lepkosci po obwodzie obudowy, a druga strona (zakonczo¬ na ostrzem) ulatwiala doplyw swiezego, chlod¬ nego powietrza do wirujacej obudowy, przez co zwieksza sie intensywnosc chlodzenia, Ol)ie stro¬ ny moga stanowic jedna czesc (jeden zgarniacz) lub dwie oddzielne czesci (np. wykonane z fla¬ chy).Wzajemne ustawienie obu stron (powierzchni czynnych) zgarniacza (lub zgarniaczy) oraz ich zabudowa powinny byc takie, aby uniemozliwic bezposrednio mieszanie sie ogrzanego powietrza z chlodnym powietrzem doplywajacym do obu¬ dowy. Istnieje mozliwosc zastapienia ostrzy szczotkami.\Zaopatrzenie cylindrycznej obudowy 8 w ob¬ wodowe zebra 10 (fig. 3 i 4) nie zmienia istot¬ nego charakteru chlodzenia obudowy wedlug fig. 1 i 2. Jednakze wskutek powiekszenia pola zewnetrznej powierzchni obudowy mozna spo¬ dziewac sie wiekszej intensywnosci chlodzenia.Dalsze powiekszanie intensywnosci chlodzenia mozna uzyskac przez zastosowanie jednego lub kilku nieruchomych zgarniaczy Xl na obwodzie obudowy. Dzialanie tego zgarniacza jest analo¬ giczne do zgarniacza 9 (fig. 1 i 2) stosowanego przy gladkiej obudowie. Zgarniacze 11 maja jed¬ nak ostrza grzebieniaste dostosowane do profi¬ lu podluznego przekroju uzebrowanej obu¬ dowy.Na fig. 5 i 6 jest przedstawiona obudowa obrotowa sprezarki zaopatrzona w poludnikowe zebra, opasane jednym, dwoma lub kilku plasz¬ czami 13 o ksztalcie obrotowym w ten spo¬ sób, aby na obwodzie obudowy powstaly kanaly otwarte z obu stron, przy czym jeden z konców kazdego kanalu (wlot) powinien znajdowac sie blizej osi obrotu cylindra, a drugi koniec (wy¬ lot) — dalej od osi obrotu. Dzieki temu w czasie obracania sie obudowy (wskutek dzialania sily odsrodkowej) zachodzi intensywny przeplyw powietrza w kierunku osiowo-odsrodkowym, za¬ znaczonym strzalkami na fig. 6, podobnie jak w wirniku wentylatora odsrodkowego.Przedstawiona na fig. 7 i 8 wirujaca obudowa sprezarki jest zaopatrzona w zebra srubowe 14 lub skosnie ustawione, odpowiednio oprofilowa¬ ne lopatki (smigla). W czasie obracania sie obu¬ dowy nastepuje przeplyw powietrza w kierunku osiowym, zgodnie ze strzalkami na fig. 8, podob¬ nie jak w wentylatorze smiglowym. Przez, do¬ danie cylindrycznej oslony 15 z lagodnie rozsze¬ rzonym wlotem (konfuzorem) uzyskuje sie bar¬ dziej regularny \ intensywny przeplyw po¬ wietrza, a przez to skuteczniejsze chlodzenie.W rozwiazaniach konstrukcyjnych, przedsta¬ wionych na fig. 5, 6, 7 i 8, uzyskuje sie inten¬ sywne chlodzenie, które zawdziecza sie inten¬ sywnemu i ustalonemu przeplywowi powietrza oraz dzieki powiekszeniu pola powierzchni omy¬ wanej przez powietrze w stosunku do gladkiej cylindrycznej obudowy (fig. 1 i 2).Przedstawione na fig. 1—8 przyklady wyko¬ rzystania ruchu obrotowego obudowy mimoosio- wej sprezarki lub pompy prózniowej nie ogra¬ niczaja falistego, lukowego i innych uksztalto¬ wac powierzchni zewnetrznej wirujacej obudo¬ wy, jej zeber lub kanalów oraz dodatkowych lo¬ patek, oslon i innych elementów polaczonych i poruszajacych sie wraz z obudowa lub nieru¬ chomych oslon, kierownic, kpnfuzorów i dyfuzo- rów, kolektorów i tym podobnych elementów, w celu powiekszenia skutecznosci chlodzenia, przez powiekszenie intensywnosci przeplywu powietrza oraz powiekszenie pola powierzchni wirujacej obudowy, omywanej przez otaczajace powietrze.Nie wylacza sie równiez przeplywów dwu¬ kierunkowych (fig. 5 i 6) wielokrotnych oraz przeplywów wielostopniowych, analogicznych do przeplywów w wielostopniowych wentyla¬ torach osiowych lub promieniowych.We wszystkich wyzej opisanych rozwiaza¬ niach konstrukcyjnych przewiduje sie mozli¬ wosc zastosowania przymusowego napedu wi¬ rujacej obudowy. PL