CH156533A - Rotationskompressor. - Google Patents

Description

  Rotationskompressor.    Die Erfindung     betrifft    einen Rotations  kompressor, insbesondere mit gelenkig mit  dem Rotor verbundenen Schaufeln, und be  zweckt, die Reibungsarbeit und die Abnützung  der Schaufeln herabzusetzen. Die Erfindung  besteht darin, dass das die äussere Begrenzung  des von den Schaufeln durchlaufenen Raumes  bestimmende Verdichtungsverhältnis zweier  aufeinanderfolgender Zellen so gewählt ist,  dass der aus der Fliehkraft einer Schaufel  und dem Druckunterschied vor und hinter  der Schaufel sich zusammensetzende     Anpres-          sungsdruck    der Schaufel an das Gehäuse  während der Verdichtungsperiode mindestens  annähernd gleichbleibend ist.

   Der     Anpressungs-          druck    wird     zweckmässigerweise    auch während  der Ansaugperiode annähernd gleich dem       Anpressungsdruck    während der Verdichtungs  periode gehalten, indem die während der  Ansaugperiode überschüssige Fliehkraft zur  Beschleunigung der Schaufeln verwendet wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs  gegenstandes ist auf der Zeichnung schema-         tisch    dargestellt.     Fig.    1 stellt einen Quer  schnitt,     Fig.    2 einen Längsschnitt nach der  Linie     II-II    in     Fig.    1 eines nach der Erfin  dung gebauten     Rotationskompressors    dar.       Fig.    3 zeigt in einem Diagramm den     Anpres-          sungsdruck    und     Fig.    4 den Verlauf der  Verdichtung während einer Umdrehung im  Vergleich mit bekannten Kompressoren.  



  Der Rotor 1 des Kompressors ist in einem  Gehäuse 2, in welches die Büchse 3     einge     setzt ist, eingebaut, und zwar so, dass seine  Drehachse mit der Achse des Gehäuses zu  sammenfällt. Das Gehäuse 2, sowie die seit  lichen Deckel 4 sind mit Kühlräumen 5     bezw.     6 versehen, welche von einem Kühlmittel,  z. B. Wasser, durchflossen werden. Der Rotor  1 wird von einer nicht gezeichneten Antriebs  maschine durch die Welle 7 im Sinne der  Pfeilrichtung angetrieben. Er weist ebenfalls  einen Kühlraum 8 auf, welchem das Kühl  mittel durch eine Leitung 9 zugeführt und  aus welchem es durch die Bohrung 10 wieder  abgeleitet wird. Die Schaufeln 11 sind mit      Hilfe von Einlagen 12, welche durch zwei  Ringe 13 zusammengehalten werden, gelenkig  mit dem Rotor 1 verbunden. Das zu verdich  tende Mittel, z. B.

   Luft, wird durch den  Stutzen 14 und die     Öffnungen        lfi    angesaugt  und in den durch die Schaufeln 11 gebildeten  Zellen 16 verdichtet. Das verdichtete Mittel  wird durch die Öffnungen 17 und durch den  Stutzen 18 ausgestossen. Die Innenfläche der  Büchse 3 ist nun nicht als kreiszylindrische  Bohrung ausgebildet, sondern stellt eine Zy  linderfläche mit der Leitkurve 19 dar. Diese  Leitkurve ist so ausgebildet, dass der An  pressungsdruck P der Schaufeln an die Büchse  mindestens während der Verdichtungsperiode  b mindestens annähernd konstant ist.

   Die  Form der Leitkurve erhält man, indem man  das Verdichtungsverhältnis zweier aufeinan  derfolgender Zellen so wählt, dass der aus  der Fliehkraft einer Schaufel und dem Druck  unterschied vor und hinter der Schaufel re  sultierende     Anpressungsdruck    P einen be  stimmten konstanten Wert erhält. Eine gute  Annäherung an den Idealfall ergibt sich be  reits, wenn der Druck in den aufeinander  folgenden Zellen nach einer arithmetischen  Reihe zunimmt. Während nun bei der Ver  dichtung der Druckunterschied auf eine Schau  fel der Fliehkraft entgegenwirkt, so wird  während der Übergangsperiode d vom Druck  raum zum     Saugraum    die Fliehkraft durch  den Druckunterschied noch unterstützt.

   Wäh  rend -dieser Periode ist also der     Anpressungs-          druck    P wesentlich grösser als während der  Verdichtungsperiode. Dadurch wird der Vor  teil erreicht, dass an den an diesem Teil des  Umfangs befindlichen Schaufeln eine gute  Abdichtung zwischen dem Druckraum und  dem Saugraum erzielt wird.  



  Während der Ansaugperiode a ist der  Druck auf beiden Seiten der Schaufeln gleich  gross und die überschüssige Fliehkraft wird  zur Beschleunigung der Schaufeln verwendet.  Die Ansaugperiode ist dabei so kurz gewählt,  dass die Schaufeln bei ihrer Bewegung nach  aussen gerade noch an der     innern    Fläche des  Gehäuses     bezw.    der Büchse 3 anliegen, ohne  dabei einen unnötig grossen     Anpressungsdruck       auszuüben. Praktisch wird sich die Ansaug  periode a höchstens über     '/4    des Umfanges  erstrecken.  



  Bei dem in der Zeichnung dargestellten  Ausführungsbeispiel ist die Leitkurve 19 so  ausgebildet, dass ihr     Krümmungsradius    wäh  rend der Verdichtungsperiode b im Sinne der  Drehrichtung ständig abnimmt. Entsprechend  der Vergrösserung der Krümmung     wachqen     auch die Fliehkräfte der Schaufeln, so dass  der     Anpressungsdruck    P einer Schaufel auch  bei Vergrösserung des Druckunterschiedes  zwischen zwei benachbarten Zellen während  der Verdichtung annähernd konstant bleibt.

    Zugleich mit dem     Krümmungsradius    nimmt  auch der Abstand t von der Innenfläche der  Büchse 3 bis zur Achse vom Ende der An  saugperiode a im Sinne der Drehrichtung bis  zum Ende der Ausstossperiode c ständig ab,  bleibt dann während der Übergangsperiode d  ungefähr konstant und nimmt während der  Ansaugperiode a wieder auf den ursprüng  lichen Wert zu.  



  In     Fig.    3 ist der     Anpressungsdruck        _a'    bei  bekannten Rotationskompressoren und P bei  einem nach der     Erfindung    gebauten Kom  pressor als Funktion des Umfanges aufgetra  gen, unter der Annahme, dass die Ausstoss  periode c und die Übergangsperiode d in bei  den Fällen denselben Teil - des Umfanges  einnehmen. Aus dem Diagramm geht hervor,  dass bei einem nach der Erfindung gebauten  Kompressor während der Ansaugperiode a  und während der Verdichtungsperiode b, also  während des grössten Teils des Umfanges  der     Anpressungsdruck    der Schaufeln ganz  wesentlich kleiner ist und folglich auch we  niger Reibungsarbeit zu leisten ist.  



  In     Fig.    4 ist der Verlauf des radialen  Zwischenraumes     t'        bezw.   <I>t</I>     (Fig:    1) zwischen  Rotor und Gehäuse für die vier Perioden a,  <I>b, c, d</I>     bezw.    a',<I>b', c', d'</I> bei einem bekann  ten Kompressor und bei einem gemäss der  Erfindung gebauten Kompressor dargestellt.  Während die Kurve t' in der Mitte ihren  höchsten Punkt besitzt und in bezug auf die  Mitte symmetrisch verläuft, steigt die Kurve  t während der Ansaugperiode a rasch an,      fällt während der Verdichtungsperiode b zu  nächst stärker und dann weniger stark ab,  um während der Ausstossperiode c wiederum  verhältnismässig rasch auf den ursprünglichen  Wert abzunehmen.  



  Ein weiterer Vorteil eines gemäss der  Zeichnung ausgebildeten Kompressors besteht  darin, dass infolge des grossen Winkels, wel  chen die Verdichtungsperiode b einnimmt,  nur geringe Verluste durch Rückströmen des  zu verdichtenden Mittels entstehen und über  dies eine wirksame Kühlung ermöglicht wird.  



  Selbstverständlich ist die Erfindung auch  auf Rotationskompressoren anwendbar, bei  welchen die Schaufeln in im Rotor vorge  sehenen Schlitzen geführt werden oder bei  welchen die Schaufeln elastisch sind und  dabei nicht gelenkig, sondern fest mit dem  Rotor 1 verbunden sind.  



  Infolge der konzentrischen Lage des Ro  tors 1 zum Gehäuse 3 fällt die Bearbeitung  der verschiedenen Teile verhältnismässig ein  fach und trotzdem genau aus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Rotationskompressor, insbesondere mit gelenkig mit dem Rotor verbundenen Schau feln, dadurch gekennzeichnet, dass das die äussere Begrenzung des von den Schaufeln durchlaufenen Raumes bestimmende Verdich tungsverhältnis zweier aufeinanderfolgender Zellen (16) so gewählt ist, dass der aus der Fliehkraft einer Schaufel und dem Druck unterschied vor und hinter der Schaufel sich zusammensetzende Anpressungsdruck (P) der Schaufel an das Gehäuse während der Ver dichtungsperiode (b) mindestens annähernd gleichbleibend ist, um die Reibungsarbeit und die Abnützung der Schaufeln herabzu setzen. UNTERANSPRtrCHE 1.

   Rotationskompressor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung des von den Schaufeln durch laufenen Raumes so geformt ist, dass der Anpressungsdruck auch während der An- saugperiode (a) annähernd gleich dem An pressungsdruck während der Verdichtungs periode (b) ist, um die während der An saugperiode überschüssige Fliehkraft zur Beschleunigung der Schaufeln verwenden zu können. 2.

   Rotationskompressor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung des von den Schaufeln durch laufenen Raumes während der Übergangs periode vom Druck- zum Saugraum eine Kreiszylinderfläche bildet, um während dieser Periode mittelst eines erhöhten An pressungsdruckes der Schaufeln auf das Gehäuse ein Überströmen des verdichteten Mittels vom Druckraum in den Saugraum zu verhindern. 3. Rotationskompressor nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die An saugperiode (a), während welcher der ra diale Zwischenraum (t) zwischen Rotor und Gehäuse vom Kleinstwert auf den Grösstwert zunimmt, sich über höchstens 1/4 des Umfanges erstreckt. 4.

   Rotationskompressor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung des von den Schaufeln durch laufenen Raumes so geformt ist, dass der Druck während der Verdichtungsperiode in den aufeinanderfolgenden Zellen nach einer arithmetischen Reihe zunimmt. 5. Rotationskompressor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet; dass der Krüm- mungsradius der äussern Begrenzung des von den Schaufeln durchlaufenen Raumes im Sinne der Drehrichtung während der Verdichtungsperiode (b) ständig abnimmt, zum Zweck, die Fliehkraft der Schaufeln mit wachsendem Druck des zu verdich tenden Mittels zu vergrössern. 6.

   Rotationskompressor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Begrenzung des von den Schaufeln durch laufenen Raumes durch eine in das Ge häuse eingesetzte Büchse (2) gebildet wird, deren Achse mit der Drebachse des Ro tors zusammenfällt, wobei der Abstand (S) von der Innenfläche der Büchse bis zur Achse vom Ende der Ansaugperiode (cs) bis zum Ende der Ausstossperiode (d) im Sinne der Drehrichtung ständig abnimmt und während der Ansaugperiode (a) wieder auf den ursprünglichen Wert zunimmt.