SE428043B - Kompressor med radiellt inlopp till en skruvformig rotor - Google Patents

Description

8105471-0 Detta har den nackdelen, att rotorerna endast kan suga in medium vid en relativt låg periferihastighet hos rotor-erna. - vid högre periferihastighet kommer det medium, som sugits in vid ingreppsområdet att av oentrifizgal- kraften kastas ur spåren ut i inloppsporten och rotorernas förmåga att suga in nytt medium, fyllnadsgraden, försämras därigenom avsevärt.

I en del fall kan fyllnadsgzaden förbättras om man anordnar :Lnloppsporten vid rotorernas ändar för axiell tillförsel av mediet till rotorerna, såsom visas i fig. 9 i den nämnda US patentskriften nr 3' 241 744. Härvid komer mediet att tillföras till spåren i rotorerna på. en radie, som i medeltal är mindre än rotorenlas största radie, varför verkan av centrifugal- krafter, som vill kasta ut mediet igen genom inloppsporten kommer att bli mindre. Emellertid pâverkas fyllnadsgr-aden här negativt av de friktions- förluster som uppstår i spåren, när mediet strömmar genom dessa på. sin väg från spårens ena ändar vid den axielle. inloppsporten till spårens andra ändar vid ingreppsområdet, där ny volym för :Lnsugnixag av mediet i spåren ständigt bildas.

Ett rent axiellt inlopp tillåter emellertid endast en begränsad omslut- ningsvinkel hos spåren i rotorerna, varvid inloppet helt täcker en ände hos dessa. Vid större omslutningsvinkel måste mediet tillföras radiellt till rotorerna. Ändamålet med uppfinningen är att förbättra fyllnadsgraden hos den in- ledningsvis angivna kompressorn. \ Detta ändamål uppnås med kompressorn enligt uppfinningen genom att in- loppsporten är belägen intill ingreppsområdet, att en andra del av in- loppsportens nämnda kanter, som ansluter till den första delen, sträcker sig väsentligen parallellt med den första rotorns axel över ett flertal insugningskannnare i spåren i den första rotorn, varvid mediet under roto- rernas rotation sugs in i insugningskamrarna under den andra delen av inloppsportens nämnda kanter, och att inloppsporten uppvisar en area, som väsentligen överensstämmer med summan av tvärsnittsareonxa hos de spår, i vilka mediet sugs in under den andra. delen av inloppsportens nämnda kanter.

Härigenom kommer nytt medium att fyllas på. genom inloppsporten i insug- ningskamrarna endast i den del av dessa, där ny volym kontinuerligt 8105471-0 bildas, nämligen vid ingreppsomiådet, där centrifugalkrafter, som vill kasta tillbaka mediet igen genom inloppsporten ännu ej har utvecklats.

Från ingreppsområdet och inloppsporten medbringas mediet i insugnings- kamrarna av spåren in i kompressorn under den nämnda andra delen av in- loppsportens kanter utan att väsentligen röra sig i förhållande till spåren, varigenom friktionsförlusterna vid insugaingskamrarnas fyllning blir små. De centrifixgallcrafter som verkar genom rotorernas rotation på. mediet i insugningskamranaa utvecklas först sedan mediet har passerat in under den andra delen av inloppsportens kanter, varigenom mediet hindras att kastas ut i inloppsporten igen. Genom att inloppsporten har en area, som väsentligen överensstämmer med summan av tvärsnittsarean hos de spår, i vilka mediet sugs in under den andra delen av inloppsportens kanter, kommer mediet att strömma från inloppsporten till spåren med väsentligen oförändrad hastighet, varigenom mediet varken kommer att acoelereras eller retar-deras vid sitt inträde i insugningskamrarna, vilket innebär en från förlustsynpuxflct :rycket gynnsam inströmrnng i insugningskamrarna.

Genom fig. 9 i den nämnda US patentskriften nr 5 241 744 är för övrigt en kompressor känd, där insugningskammare hos ett par samverkande skruv- fonniga rotorer tillförs medium genom en .axiell inloppsport, som är belägen tätt intill rotorernas bommar. Innanför inloppsporten är den del av kompressorhusets inre mantelyta, som är belägen mitt för insugnitlgs- kamrama så länge dessa kommunicerar med inloppsporten, belägen på. ett väsentligen större radiellt avstånd från bommarna än inloppsporten. Häri- genom minskas friktionsförlusterna i denna del av kompressorn, där en smal tätningsspalt mellan bommarna och husets inre mantelyta ej är nödvändig för kompressor-ns funktion.

Denna lnmskap har med fördel visat sig kunna appliceras på. föreliggande uppfinning genom att, enligt en vidareutveckling av uppfinningen, den del av husets inre mantelyta, som är belägen mitt för insugningskamrarna så länge dessa kommunicerar med inloppsporten, är anordnad på. ett väsent- ligen större radiellt avstånd från bommarrxa än den andra delen av inlopps- portens kanter, vilken andra del är utformad som en mot bommarna ut- skjutande läpp .

Uppfimingen låter sig tillämpas vid kompressorer av så kallad lysholm-typ, 81--85471- Û exempelvis enligt den nämnda US patentskriften nr 5 241 744, där den andra rotorn är anordnad roterbar krizxg en axel, som är parallell med den första rotorns rotationsaxel och de utstående organen utgörs av bommar, som med mellanliggande spår sträcker sig väsentligen skruvlinjefonnigt och parallellt kring den andra rotorn och den andra rotorns spår också utgör insugoingskammare, vars ena ände bildas i ingreppsområdet av den första rotorns motsvarande bom, varvid en gemensam inloppsport är anordnad för tillförsel av medium till insugningskamrarna i spåren i båda rotorerna., genom att den andra delen av inloppsportens nämnda kanter är belägen på ömse sidor om ingreppsområdet.

Härigenom erhålls vid denna typ 'av kompressor en inloppsport enligt upp- finningen med enkel geometri för gemensam tillförsel av medium till spåren i båda rotorerna.

Uppfinningen låter sig även tillämpas vid kompressorer av så. kallad Zimmern-typ, exempelvis enligt US patentslcciften nr 3 804 564, där den andra rotorn har formen av en plan, tandad skiva, som är anordnad roterbar lccing en axel, som bildar rät vinkel med den första rotorns rotationsaxel och de utstående organen utgörs av skivans tänder, genom att inloppsportens kanter uppvisar en tredje del, som sträcker sig parallellt med skivans plan och den första rotorns axel tätt intill såväl skivan som bonnnama hos den första rotorn.

Härigenom erhålls även vid denna typ av kompressor en inloppsport enligt uppfinningen med enkel geometri, som lätt låter sig utformas i det roto- rer-na omgivande hus et.

Utföringsexempel på. två olika kompressorer enligt uppfinningen beskrivs nedan i anslutning till den bifogade ritningen, på vilken Fig. 1 visar en vy av en kompressor av Iysholm-typ med två. samverkande skruvformiga rotorer, Fig. 2 visar ett tvärsnitt av kompressorn enligt markeringen II-II i fig. 1, Fig. 3 visar ett snitt enligt markeringen III-III i íig. 2, Fig. 4 visar en detalj av vyn i fig. 1 med en inloppsport hos kompressorn, Fig. 5 visar ett snitt enligt markeringen V-V i fig. 4 av en del av den ena rotorn och en kant hos inloppsporten, Fig. 6 visar ett snitt enligt markeringen lll-VI i fíg. 4 av en del av den andra. rotorn och en motsatt kant hos in- loppsporten, Fig. 7 visar ett tvärsnitt av en kompressor av Zinmern-typ, 8105471-0 Fig. 8 i ett snitt enligt markeringen VIII-VIII i fig. 7 visar den ena halvan av huset till kompressor-n, Fig. 9 i ett snitt enligt markeringen IX-DC i fig. 7 visar kompressor-ns samtliga rotorer, Fig. 10 i en perspek- tivvy visar hur arbetsrummen i kompressor-n enligt fig. 7-9 arbetar, Fig. 11 i en vy visar, sett mot en rotor hos kompressorn, utformningen av en in- loppsport, och Fig. 12 visar ett snitt enligt markeringen XII-XII i fig. 11.

Med Iiänvisning till fig. 1-6 beteclmas med 1 ett hus, som innesluter två. rotorer 2, 3. Rotorn 2 uppvisar bommar 4 och spår 5 och rotorn 3 uppvisar bommar 6 och spår 7, vilka bonmar och spår sträcker sig skruvlinjeformigt och parallellt kring respektive rotor. Rotorerna är lagrade i huset för rotation kring parallella axlar 8, 9 i de med pilarna 10 och 11 visade rotationsriktningarraa, varvid rotorerna ingriper med varandra med sina 'sommar och spår i ett ingreppsomrâde 12.

Mitt för ingreppsområdet 12 är en inloppsport 13 anordnad för tillförsel av medium, som skall komprimeras av kompressorn. Från inloppsporten 13 sugs mediet mot ingreppsområdet 12, där ny volym kontinuerligt bildas i kompressorn, varifrån det dras in under kanter 14 hos ínloppsporten i in- sugningskammare 15, som bildas i spåren 5, 7 i rotorerna. Därefter rör sig insugningskamrarna in under en annan kant 16 hos inloppsporten, vilken kant 16 avskär insugnirigskamranzas kommunikation med inloppsporten, var- efter mediet komprimeras i spåren 5 och 7 genom att längden av arbets- kamrama i spåren på i sig känt sätt bringas att minska vid rotorernas rotation tills en utloppsport 17 i huset 1 frilägger arbetskamrama och släpper ut det komprimerade mediet.

Kanterna 14 och 16 är belägna tätt intill bommama 4, 6 för att insuget medium skall hindras att strömma tillbaka till inloppsporten 13. Kanterna 14 är parallella med varandra och med rotorernas axlar 8, 9. Inlopps- porten 13 har en area, sedd mot rotorerna som i fig. 4, som väsentligen överensstämmer med summan av tvärsnittsareonza A1 - A7 hos de spår 5, 7, i vilka mediet sugs in under kanten 14, varigenom mediet komer att strömma genom inloppsporten 13 och in i spåren 5, 7 utan att väsentligen ändra sin hastighet, varigenom strömníngsförlustenxa vid mediets införande i spåren blir minimala. a1os471-of I ändamål att minska friktionsförlusterna mellan bomnarna 4, 6 och kom- pressorhuset 1 i den del 18 av huset, där insugningskamrarna 15 fort- farande konnmmicerar med inloppsporten och bommarna således ej behöver täta mot huset, har här, innanför kanter 19 och 20, husets 1 inre mantel- yta 21 anordnats på ett väsentligen större radiellt avstånd från bommarna 4, 6 än det radiella avståndet mellan kanterna. 14 och bomnarna 4, 6. Varje kant 14 kommer härvid att utgöra en del av en mot respektive rotor ut- skjutande läpp 22, som hindrar medium att strömma från utrymnxet 18 till inloppsporten 15. 25 är en kanal, som sträcker sig från inloppsporten 15 ned ett stycke mellan rotorernas ena ände och motsvarande gavelvägg hos huset för att utjämna trycket i vissa fickor, som kan finnas i ingreppet mellan roto- rerna, innan dessa fickor öppnar sig radiellt mot inloppsporten. De ej hänvisningsbetechzande pilarna i fig. 1-5 visar för övrigt mediets ström- ningsriktning i kompressorn.

Kompressorn av Zimmem-iwp enligt fig. 7-12 uppvisar tre rotorer 51, 52, 55, som är roterbart lagrade krin¿ aflar 54, 55 respektive 56 i ett hus 57.

Rotom 51, som uppvisar skruvlinjeformiga spår 58 i en cirkulärcylindrisk mantelyta 59, samverkar med rotorerna 52 och 55, som har fonnen av skivor med tänder 40. Tänderna 40 hos rotorn 55 ingriper i spåren 58 i ett in- greppsområde 41, invid vilket en inloppsport 42 för insugrxirxg av mediet i insugnizxgskammare 45 i spåren 58 är anordnad. I-Iediet leds in i insug- ningskamrarna 45 under en kant 44 hos inloppsporten. Vid rotorns 51 rota- tion i den med pilar 45 visade rotationsriktningen avskär därefter en kant 46 hos inloppsporten kommunikationen mellan respektive insugningskamrnare 45 och inloppsporten, varefter komprimeringen av mediet sker genom att arbetskammaren i spåret trycks ihop mot tänderna 40 hos rotorn 52 tills arbetskamaren friläggs av en utloppsport 47, som släpper ut det kompri- merade mediet ur kompressorn. Det nu beskrivna arbetsför-loppet äger rum i den övre halvan av kompressorn i fig. 7. Den undre halvan av kompressorn är likadant beskaffad som den övre halvan och där äger ett likadant arbets- förlopp som det ovan beskrivna rum, varvid mediet sugs in genom en in- loppsport vid skivan 52 och komprineras mot tänderna 40 hos skivan 55.

Kanterna 44 och 46 är belägna tätt intill bonmarna 48 för att insuget medium skall hindras att strömma tillbaka till insugningsporten 42, som 8105471-0 har en area, sedd mot rotorn 51 som i fig. 11, som väsentligen överens- stäanmer med summan av tvärsnittsareonia IB., - B 4 hos de spår 58 i vilka mediet sugs in under kanten 44, varigenom mediet komer att strömma genom inloppsporten 42 och in i spåren 58 utan att väsentligen ändra sin hastig- het, varigenom strömningsförlusterraa vid mediets inför-arne i spåren blir minimala.

I ändamål att minska friktionsförlustenza mellan bonnnarna 48 och kompressor- huset 57 i den del 49 av huset, där insugningskamranza 45 fortfarande kommunicerar med inloppsporten och bommarna således ej behöver täta mot huset, har här, innanför kanter 50, 51 och 52, husets 57 inre mantelyta 55 anord- nats på ett väsentligen större radiellt avstånd från bommarna 48 än det raüella avståndet mellan kanten 44 och bommanza 48. Kanten 44 kommer härvid att utgöra. en del av en mot rotorn utskjutande läpp 54, som hindrar medium att strömma från utmmuet49 till inloppsporten 42.

Rotorema 52 och 55 roterar i de med 56 respektive 57 markerade rotations- riktningama. Övriga, ej hänvisningsbeteclumade pilar i fig. 7 och 10,visar mediets strömningsriktning i kompressorn.

Inloppsporten 42 begränsas dessutom av en kant 55, som sträcker sig parallellt med skivan 55 och rotorns 51 axel 54 tätt intill såväl skivan 55 som bommarna 48 hos rotorn 51.

De ovan beskrivna inloppsportax-rxa 15, 42 för radiellt införande av mediet i kompressorn kan även kombineras med en inloppsport för asclellt införande av mediet i kompressorn.

Claims (4)

8f1fB5471i~ 0 8 Patentkrav

1. Kompressor av rotationstyp innefattande minst två rotorer (2, 5; 51, 52, 55), som är inneslutna i ett hus (1; 57), av vilka rotorer en första rotor (2; 51) uppvisar ett flertal bommar (4; 48) medfmellanliggande spår (5; 58), som sträcker sig väsentligen skruvlinjefomigt och parallellt kring rotorn och i vilka spår utstående organ (6; 40) hos en andra :rotor (5; 55) in- griper i ett ingreppsområde (12; _41), vilka utstående organ (6; 40) utgör den ena änden av insugningskammare (15; 45), som bildas i respektive spår (5; 58) för insugning av medium som skall komprimeras i kompressorn och en irldppeperr (13; 42) ar anordnad radiellt utanför den företa rotorn (2; 51) med begräneningekarter, edm är belagda ratt intill herrarna, för tillförsel av mediet till insugningskamrarna, varvid en första del (16; 46) av nämnda kanter är anordnad att vid rotorernas rotation avskära. insug- ningskamrernas kommunikation med inloppsporten, k ä. n n e t e c k n a, d a v att srleppeperten 05; 42) 'ar belägen intill ingreppedmreder (12; 41), att en andra del (14; 44) av inloppsportens nämnda kanter, som ansluter till den företa delen (16; 46), sträcker sig väsentligen parallellt med den företa rater-re axel (e; 54) över ett flertal ineugririgekamare i spåren i den första rotorn, varvid mediet under rotoremas rotation sugs in i insugnirlgskamrarna under den andra delen (14; 44) av inloppsportens nämnda kanter, och att inloppsporten uppvisar en area, som väsentligen överensstämmer med sulmnan av tvärsnittsareol-rla (A1 - A7; 131 - 4) hos de spår, i vilka mediet sugs in under den andra delen (14; 44) av inlopps- portens nämnda kanter.

2. Kompressor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den del (21; 55) av husets (1; 57) inre mantelyta, som är belägen mitt för insug- ningskamrarna (15; 45) så länge dessa kommunicerar med inloppsporten (15; 42) ,_ är anordnad på ett väsentligen större radiellt avstånd från boxnmama än den andra delen (14; 44) av inloppsportens kanter, vilken andra del är utformad som en mot bommanla utskjutande läpp (22; 54).

3. 5. Kompressor enligt krav 1 eller 2, där den andra rotorn (5) är anordnad roterbar kring en axel (9), som är parallell med den första rotorns (2) rotationsaxel (8) och de utstående organen utgörs av bonnnar (6), som med mellanliggande spår (7) sträcker sig väsentligen skruvlinjeformigt och parallellt kring den andra. rotorn och den. andra rotorns spår också utgör 8105471-*0 insugningskaxnmare (15), vars ena. ände bildas i ingreppsomzcådet (12) av den första rotorns (2) motsvarande bom (4), varvid en gemensam inloppsport (15) är anordnad för tillförsel av medium till insugningskamrarna i spåren i bådarotorerna, kännet ecknad av att denandr-a. delen (14) av irüoppsportens nämnda. kanter är belägen på. ömse sidor om ingreppsområdet (12).

4. Kompressor enligt krav 1 eller 2, där den andra rotorn (55) har formen av en plan, tandad skiva., som är anordnad roterbar lccing en axel (56), som bildar rä: vinkel med aon första motorns (51) roeotionooxol (54) ooh ao utstående organen utgörs av skivans tänder (40), k ä n n e t e c k n a. d a, v att :inloppsportens kanter uppvisar en tredje del (55), som sträcker sig parallellt med skivans (55) plan ooh den första motorns (51) axel (54) tätt intill såväl skivan (55) som bommarno (48) hos aon första rotorn (51).