DK155542B - Horisontal kapslet drejestempelkompressor - Google Patents

Description

DK 155542 B

Opfindelsen angår en horisontal kapslet drejestempelkom-pressor af den art, som har et i et kompressorhus ekscen-trisk roterbart rullekompressionsstempel, som samvirker med den ene ende af en i kompressorhuset radialt forskyde-5 lig vinge, som er fjederbelastet og udgør stemplet i et forneden i kompressorhuset indrettet oliepumpekammer, og hvor der i sideplader, som danner kompressionskammerets og pumpekammerets endevægge er udformet således indrettede koniske smøreoliepassager, at der i den ene sideplade 10 findes en tilgangspassage, som med sin lille åbning kommunikerer direkte med pumpekammeret og med sin store åbning direkte med en i bunden af kompressorkapslen liggende oliesump, og der i den anden sideplade findes en afgangspassage, som med sin store åbning kommunikerer 15 direkte med pumpekammeret og med sin lille åbning direkte med en smøreoliekanal, som fører til kompressorens smøre-steder.

Der kendes kompressorer af denne art, som imidlertid har den ulempe, at smøreolien er tilbøjelig til at blive 20 suget retur gennem smørekanalen i oliepumpens indsugningstakt, således at der er fare for, at kompressorens smøre-steder ikke, som tilsigtet, bliver forsynet med den nødvendige smøreolie, og dette kan føre til en nedsat levetid og i givet fald et totalt sammenbrud af kompres-25 soren, der som følge af sin kapslede konstruktion kun vanskeligt lader sig reparere.

Det er derfor formålet med opfindelsen at anvise en kompressor af den indledningsvis nævnte art, som bedre end hidtil kendt er i stand til at tilføre kompressorens 30 smøresteder smøreolie i tilstrækkeligt omfang.

Dette opnås, idet kompressoren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der i hvert fald ved tilgangspassagens lille åbning er indskudt et rum, som har en større

DK 155542 B

2 diameter end den respektive åbning, og som er anbragt i en position, hvor den dels kommunikerer direkte med åbningen, dels for det til tilgangspassagen hørende rums vedkommende udmunder direkte i pumpekammeret, hvorhos 5 tilgangspassagens lille åbning har et mindre tværsnits-areal end afgangspassagens lille åbning. Strømningsmodstanden bliver derfor mindre i den retning, som smøreoliepassagerne spidser, men væsentligt større i modsat retning, og dette medfører, at olien let og uhindret 10 når frem til smørestederne, men kun vanskeligt er i stand til at løbe retur gennem oliepassagerne, således at det sikres, at kompressorens smøresteder vedvarende tilføres den nødvendige smøreoliemængde under drift.

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til 15 tegningen, hvor fig. 1 viser et vertikalt snit gennem en udførelsesform for en horisontal kapslet drejestempelkompressor ifølge opfindelsen, fig. 2 et vertikalt snit gennem en anden udførelsesform 20 for en horisontal kapslet drejestempelkompressor ifølge opfindelsen, fig. 3 i større målestok et vertikalt snit gennem de til den i fig. 2 viste kompressor hørende dele, som ligger i nærheden af pumpekammeret, og hvor smøreolie-25 strømmen er vist, når pumpekammerets volumen øges, fig. 4 samme, men uden noget ekstra rum ved tilgangspassagen, og hvor smøreoliestrømmen er vist, når pumpe-kammerets volumen formindskes, fig. 5 et billede set i retning efter pilen V i fig.

30 4,

DK 155542B

3 fig. 6 samme som i fig. 4, men hvor smøreoliestrømmen er vist, når pumpekammerets volumen formindskes, fig. 7 et billede set i retning efter pilen VII i fig.

6, og 5 fig. 8 en grafisk afbildning, der som eksempel på den virkning, der opnås ved hjælp af et ekstra rum i tilgangspassagen, viser den tilførte smøreoliemængde i afhængighed af oliens dynamiske viskositet, når der anvendes en kompressor ifølge opfindelsen.

10 Fig. 1 viser en konventionel horisontal drejestempelkom- pressor, som er indkapslet i en kapsel 1, som også fungerer som oliesump, og hvori der er anbragt en elmotor 22 og et kompressoraggregat 23.

Elmotoren 22 omfatter en stator 19 og en rotor 20, hvorpå 15 der er fastgjort en aksel 4, som har en ekscentrik 3 og en i den ene ende indrettet udboring 17.

Foruden akselen 4 omfatter kompressoraggregatet 23 et kompressorhus 2, sideplader 5 og 6, som er anbragt på hver sin side af dette, og som samtidigt tjener som 20 lejer for akselen 4 og sidevægge for kompressorhuset 2, bolte 21 til at spænde sidepladerne 5 og 6 sammen om kompressorhuset 2, et rullekompressionsstempel 7, som er anbragt således på ekscentrikken 3, at det føres i en ekscentrisk roterende bevægelse langs kompressor-25 husets 2 indre cylinderflade, en vinge 10, der samtidigt forskydes frem og tilbage i en føring i kompressorhuset 2, idet dens inderste ende holdes i berøring med det ekscentrisk roterende rullestempel 7 af en fjeder 9, som trykker mod vingens 10 modsatte ende, samt et pumpe-30 kammer 12, der afgrænses af vingens 10 yderste endeflade 11, føringen 8 i kompressorhuset 2 og sidepladerne 5, 6. I sidepladen 5 er der udformet en olietilgangspassage 4

DK 155542 B

14, hvorigennem den i kapslen 1 liggende smøreolie 13 suges ind i pumpekammeret 12. I sidepladen 6 er der udformet en afgangspassage 16, hvorigennem den i pumpe-kammeret 12 indsugede olie pumpes ind i en smøreoliekanal 5 15, som leder olien ind i den i akselens 7 ene ende indrettede udboring 17, hvorfra olien 13 tilføres smøre-stederne gennem åbninger 18.

I den således indrettede horisontale drejestempelkompres-sor forskydes vingen 10 under drift frem og tilbage 10 af fjederen 9 og rullestemplet 7, idet denne roterer sammen med akselen 4. Herved strømmer et kølemiddel gennem en ikke vist kølemiddeltilgangspassage ind i kompressoren og herfra videre ud igen gennem en ikke vist kølemiddelafgangspassage.

15 Stemplets 10 frem- og tilbagegående forskydning i kompressorhuset bevirker samtidigt, at pumpekammeret 12 udsættes for pumpende volumenændringer. Når kammerets 12 volumen forøges, suges der gennem olietilgangspassagen 14 smøreolie ind i kammeret 12. Når dettes volumen atter formind-20 skes, pumpes smøreolien via olieafgangspassagen 16 fra pumpekammeret 12 ind i smøreoliekanalen 15 og herfra videre ind i udboringen 17 og gennem åbningerne 18 til smørestederne.

Denne kendte kompressors konstruktion og virkemåde har 25 imidlertid en del ulemper.

Smøreolien i kapslen 1 suges, som ovenfor nævnt, ind i pumpekammeret 12 via tilgangspassagen 14, og samtidigt hermed suges smøreolien i smørekanalen 15 retur til pumpekammeret 12. Når dette volumen formindskes, pumpes 30 smøreolien gennem afgangspassagen 16 ind i smøreoliekanalen 15, og samtidigt hermed pumpes der via tilgangspassagen 14 også olie tilbage igen til kapslen 1.

5

DK 155542 B

Smøreolien vil især møde stor modstand ved afgangspassagen 16 som følge af strømningsmodstanden i smørekanalen 15 og det overtryk, som kræves, for at olien kan nå op til akselens 4 midterakse. I stedet for at nå denne 5 vil smøreolien være tilbøjelig til at strømme tilbage mod tilgangspassagen, således at det er vanskeligt at tilføre tilstrækkelig smøreolie til udboringen 17.

Dette undgås ved hjælp af kompressoren ifølge opfindelsen, som i en fordelagtig udførelsesform er vist i fig. 2, 10 hvor modsvarende dele har samme henvisningstal som i fig. 1. Kompressoren omfatter en kapsel 1, der samtidigt tjener som oliesump, og en elmotor 22 og kompressoraggregat 23A, der begge er anbragt i kapselen 1. Kompressor-aggregatet 23A omfatter et kompressorhus 2A, en aksel 15 4 med en ekscentrik 3, et rullekompressionsstempel 7, som er anbragt således på ekscentrikken 3, at det kan bringes til at rotere ekscentrisk langs kompressorhusets 2A indvendige cylinderflade, en vinge 10, der samtidigt bringes til at forskyde sig frem og tilbage i en føring 20 8 i kompressorhuset 2A, idet den holdes ind mod rullen 7 af en fjeder 9, en sideplade 5A, som er anbragt på den ene side af kompressorhuset 2A, og som indeholder en tilgangspassage 32 (der senere vil blive nærmere beskrevet) i form af en konisk passage, hvis lille åbning 25 kommunikerer direkte med et rum 35, samt en sideplade 6B, som er anbragt på den anden side af kompressorhuset 2A, og som indeholder en afgangspassage 34 i form af en konisk passage, hvis lille åbning kommunikerer direkte med et rum 37. På den ene side af sidepladen 6B er der 30 fastgjort et sidedæksel 24, som har en åbning 25 ind til akselens 4 udboring 17. Rummet 37 og sidedækslet 24’s åbning 25 er forbundet med en smøreoliekanal 33, som tjener til at føre smøreolien fra afgangspassagen 34 ind i udboringen 17. Kompressoraggregatet omfatter 35 endelig et pumpekammer 12, som afgrænses af vingens 10 yderste endeflade 11, føringen 8 i kompressorhuset 2A, 6

DK 155542 B

sidepladerne 5A og 6B samt af en pakning 31, som er anbragt forneden i et hul 30 til montering af fjederen.

Indretningen af tilgangspassagen 32 og afgangspassagen 34 fremgår nærmere af fig. 3. Tilgangspassagen 32 er 5 konisk udformet, og dens lille åbning kommunikerer via rummet 35 direkte med pumpekammeret 12, medens den store åbning kommunikerer direkte med oliesumpen i kapslen 1. Som det ses, er rummet 33 forbundet med tilgangspassagens 32 lille åbning. Afgangspassagen 34 er ligeledes 10 konisk udformet, og dens lille åbning kommunikerer via rummet 37 direkte med smørekanalen 33, medens den store åbning udmunder direkte i pumpekammeret 12. Som det ses, er rummet 37 forbundet med afgangspassagens 34 lille åbning. Det ses endvidere, at tilgangspassagens 15 32 lille åbning har en mindre diameter end afgangspassa gens 34 lille åbning.

Den således indrettede kompressor ifølge opfindelsen fungerer på følgende måde.

Når motoren 22 bringer akselen 4 til at rotere, trækkes 20 rullestemplet 7 samtidigt med rundt. Da vingens 10 forreste ende holdes ind imod rullestemplet 7 af fjederen 9, forskydes vingen 10 samtidigt frem og tilbage i kompressorhusets 2A føring 8. Som følge af rullestemplets 7 og vingens 10 samvirkende bevægelser suges et kølemiddel 25 via en ikke vist kølemiddeltilgangspassage ind i kompressorhuset 2A, hvor det komprimeres og dernæst atter trykkes __ ud i køleanlæggets kredsløb via en ikke vist kølemiddel afgangspassage.

Når pumpekammerets 12 volumen forøges under vingens 30 10 frem- og tilbagegående bevægelser, suges smøreolie fra oliesumpen i kapslen 1 ind i pumpekammeret 12, således som det er angivet med pile i fig. 3, og samtidig suges

DK 155542B

7 tilsvarende smøreolie tilbage gennem afgangspassagen 34, som ligeledes angivet med pile i fig. 3. Den udvidede oliestrøm i rummet 37 indsnævres imidlertid ved fladen 38, der afgrænser afgangspassagens 34 lille åbning, 3 og møder herved en meget stor modstand. Dette fænomen betegnes almindeligvis som blændeeffekten, og det bevirker, at der strømmer væsentligt mindre smøreolie retur via afgangspassagen 34 til pumpekammeret 12 i forhold til den mængde smøreolie, der ville strømme 10 retur, såfremt den koniske afgangspassage 34 ikke var forbundet med et rum 37, og den mængde smøreolie, som tilføres pumpekammeret 12, indsuges i det væsentlige gennem tilgangspassagen 32.

Når vingen 10 forskydes nedad og herved reducerer pumpe-15 kammerets 12 volumen, pumpes smøreolien via afgangspassagen 34 ud i smørekanalen 33, og samtidigt trykkes der også smøreolie via tilgangspassagen 32 ud i kapslen 1. Hvis den koniske tilgangspassages 32 lille åbning ikke herunder var direkte forbundet med rummet 35 på 20 den i fig. 4 og 5 viste måde, ville tilgangskanalens 32 lille åbning blive delvist spærret af vingen 10, og smøreolien ville strømme ud som angivet med pile i fig. 4, hvorved blændeeffekten ikke ville kunne fungere som tilsigtet. Imidlertid har kompressoren ifølge opfin-25 delsen et volumen 35, som er placeret således, at det kommunikerer direkte med tilgangspassagens 32 lille åbning. Herved tilvejebringes den tilsigtede blændeeffekt, da smøreoliestrømmen udvider sig i rummet 35, før den indsnævres ved den koniske tilgangspassages 32 åbning 30 26, og da vingen 10 og åbningen 26 befinder sig i væsent lig afstand fra hinanden, selv om vingens nedre del og åbningen 26's øvre ende delvist overlapper hinanden i mindre grad, og smøreolien kan derfor vanskeligt strømme retur til kapslen 1. Da tilgangspassagens 32 lille åbning 35 er mindre end afgangspassagens 34 lille åbning, opnås den

DK 155542B

8 yderligere virkning, at smøreoliens strømningsmodstand under passagen fra pumpekammeret 12 til kapslen 1 via tilgangspassagen 32 udelukkende består af strømnings-modstanden i tilgangskanalens 32 lille åbning, og jo 5 mindre denne er, desto større bliver den samlede strømningsmodstand. Når smøreolien imidlertid strømmer retur fra akselens 4 udboring 17 til pumpekammeret 12, består strømningsmodstanden ikke alene af strømningsmodstanden i afgangspassagens 34 lille åbning, idet strømningsmod-10 standen i smørekanalen 33 og trykdifferencen mellem afgangspassagen 34 og akselens 4 udboring 17 suppleres med strømningsmodstanden i tilgangspassagens 34 lille åbning. Som følge af, at tilgangspassagens 32 lille åbning er mindre end afgangspassagens 34 lille åbning, 15 er strømningsmodstanden fra pumpekammeret 12 til akselens 4 udboring 17 derfor mindre end strømningsmodstanden retur fra pumpekammeret 12 til kapslen 1. Dette medfører, at den smøreolie, som afgår fra pumpekammeret 12, tilføres næsten ubeskåret til smørekanalen 33 og herfra videre 20 til smørestederne via åbningerne 18 i udboringen 17.

\Ied den ovenfor beskrevne udførelses form for kompressoren ifølge opfindelsen er såvel tilgangspassagen 32 som afgangspassagen 34 koniske, og deres mindste åbninger er hver forsynet med rum henholdsvis 35 og 37. Hertil 25 kommer, at tilgangspassagens 32 lille åbning er mindre end afgangspassagens 34 lille åbning. Dette bevirker, at de dele af kompressoren, som kræver smøring, vedvarende tilføres den nødvendige smøreoliemængde under drift.

Den virkning, der opnås som følge af det ekstra rum 35's 30 tilstedeværelse i tilgangspassagen til pumpekammeret 12, beskrives nedenfor under henvisning til den i fig. 8 viste grafiske afbildning i afhængighed af smøremidlets dynamiske viskositetsændringer, som ændres ved skiftende driftforhold. Den med stiplet linie viste kurve 27 angiver 9

DK 155542 B

den smøremiddelmængde, der tilføres smørestederne, når kompressoren, som vist i fig. 4, ikke har et ekstra rum 35 indrettet i tilgangspassagen til pumpekammeret 12. Den med fuldt optrukket linie viste kurve 28 angiver 5 den smøreoliemængde, der tilføres smørestederne, når kompressoren, som vist i fig. 6, har et ekstra rum 35 indskudt i tilgangspassagen umiddelbart op til pumpekammeret 12 (således som det er tilfældet, for så vidt angår kompressoren ifølge opfindelsen). Som det tydeligt 10 fremgår af fig. 8, undergår den tilførte mængde smøremiddel en konstant ændring i afhængighed af smøremidlets viskositetsændringer i en kompressor, som er forsynet med et ekstra rum 35, medens den tilførte mængde smøremiddel i en kompressor, som ikke e?r fforsynet med et 15 sådant ekstra rum 35, falder brat ned til næsten nul, når smøremidlets kinematiske viskositet forøges. Dette skyldes, at den i fig. 8 viste pumpekarakteristik er sammensat af karakteristikken for vingens 10 pumpevirkning og karakteristikken for den centrifugale pumpevirkning 20 i akselen 4. Hvis smøreolien løftes op i niveau med akselen 4 af vingens 10 pumpevirkning, løftes smøreolien videre op af den centrifugale pumpevirkning, der tilvejebringes, når akselen 4 roterer, hvorved smøreolien kan tilføres stabilt. Uden det ekstra rum 35 ville den samlede 25 strømningsmodstand op til akselens 4 niveau imidlertid blive større, og efterhånden som smøreoliens kinematiske viskositet vokser, kan der opstå en returstrøm. Dette kan medføre, at smøreolien ikke når op i niveau med akselen 4, således at der, selv om akselen 4 roterer, ikke finder 30 nogen form for centrifugal pumpevirkning sted, hvorved den mængde smøremiddel, der tilføres smørestederne, bliver tilnærmelsesvis nul.

Med ovennævnte udførelsesform er den lille åbning i både tilgangspassagen 32 og afgangspassagen 34 umiddelbart for-35 bundet med de respektive ekstra rum 35 og 37. Dette udgør 10

DK 155542 B

imidlertid ikke nogen begrænsning for opfindelsens beskyttelsesomfang, og der kan således alene i tilknytning til tilgangspassagen 32 være indrettet et ekstra rum 33, selv om tilstedeværelsen af ekstra rum 35 og 37 5 i både tilgangs- og afgangspassagen forbedrer pumpens virkningsgrad og øger den mængde smøremiddel, som tilføres smørestederne.

Ved ovennævnte udførelsesform er tilgangs- og afgangspassagerne 32, 34 beskrevet som passager med cirkulært 10 tværsnit. Dette udgør imidlertid ikke nogen begrænsning for opfindelsens beskyttelsesomfang, og der kan opnås tilsvarende resultater, såfremt tilgangs- og afgangspassagerne har rektangulære tværsnit.

Ved ovennævnte udførelsesform har tilgangspassagens 15 32 lille åbning en mindre diameter end afgangspassagens 34 lille åbning. Dette udgør imidlertid ikke nogen begrænsning for opfindelsens beskyttelsesomfang, og den lille åbning i tilgangs- og afgangspassagerne 32, 34 kan være lige store, idet ovennævnte diameter forskel 20 mellem de små åbninger imidlertid er en faktor, som medvirker til at forøge pumpens virkningsgrad.

Som det fremgår af ovennævnte beskrivelse, kan der ved hjælp af den horisontale kapslede drejestempelkompressor ifølge opfindelsen tilføres den nødvendige smøreoliemængde 25 til de af kompressorens dele, som kræver smøring.

Claims (1)

1. DK 155542B Horisontal kapslet drejestempelkompressor af den art, som har et i et kompressorhus (2A) ekscentrisk roterbart rullekompressionsstempel (7), som samvirker med den ene ende af en i kompressorhuset (2A) radialt forskydelig 5 vinge (10), som er fjederbelastet og udgør stemplet (10) i et forneden i kompressorhuset (2A) indrettet oliepumpekammer (12), og hvor der i sideplader (5A, 6B), som danner kompressionskammerets og pumpekammerets (12) endevægge, er udformet således indrettede koniske 10 smøreoliepassager (32, 34), at der i den ene sideplade (5A) findes en tilgangspassage (32), som med sin lille åbning kommunikerer direkte med pumpekammeret (12) og med sin store åbning direkte med en i bunden af kompressorkapslen liggende oliesump (13), og der i den anden 13 sideplade (6B) findes en afgangspassage (34), som med sin store åbning kommunikerer direkte med pumpekammeret (12) og med sin lille åbning direkte med en smøreoliekanal (33), som fører til kompressorens smøresteder (18), kendetegnet ved, at der i hvert fald ved 20 tilgangspassagens (32) lille åbning er indskudt et ekstra rum (35), som har en større diameter end den respektive åbning, og som er anbragt i en position, hvor det dels kommunikerer direkte med åbningen, dels for det til tilgangspassagen (32) hørende ekstra rums (35) vedkommende 25 udmunder direkte i pumpekammeret (12), hvorhos tilgangs-passagens (32) lille åbning har et mindre tværsnitsareal end afgangspassagens (34) lille åbning.