DE1236717B - Multi-cell rotary lobe compressor - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

Deutsche Kl.: 2/c-n/01 German class: 2 / cn / 01

Nummer: 1236 717Number: 1236 717

Aktenzeichen: Sch 296691 c/27 cFile number: Sch 296691 c / 27 c

Anmeldetag: 5. Mai 1961 Filing date: May 5, 1961

Auslegetag: 16. März 1967Open date: March 16, 1967

Die Erfindung betrifft einen Vielzellen-Drehkolbenverdichter mit einem sichelförmigen Arbeitsraum zwischen der Innenumfangswand eines zylindrischen Gehäusehohlraumes (Zylinders) und einem darin exzentrisch angeordneten zylindrischen Rotor, welcher mit radial beweglichen Arbeitsschiebern versehen ist, wobei zur Schmierung der gegeneinander beweglichen und sich berührenden Teile im Arbeitsraum in dessen Wand Wassereinspritzdüsen angeordnet sind und der Auslaß für das mit Wasser vermischte Fördergas aus dem Arbeitsraum durch eine parallel zu dessen Mantellinien sich erstreckende Reihe von parallelwandigen länglichen Querschlitzen gebildet wird, die in wenigstens angenähert senkrecht zur Drehachse des Gehäusehohlraumes liegenden Ebenen angeordnet sowie über die ganze Länge der Gehäuseinnenumfangswand verteilt sind und hinter denen sich ein Sammelkanal befindet.The invention relates to a multi-cell rotary piston compressor with a sickle-shaped working space between the inner peripheral wall of a cylindrical housing cavity (cylinder) and a in it eccentrically arranged cylindrical rotor, which is provided with radially movable working slides is, for the lubrication of the mutually moving and touching parts in the work area in the wall of which water injection nozzles are arranged and the outlet for the mixed with water Conveying gas from the working space through a parallel to its surface lines extending Series of parallel-walled elongated transverse slots is formed, which in at least approximately perpendicular to the axis of rotation of the housing cavity lying planes arranged and over the entire length the housing inner peripheral wall are distributed and behind which there is a collecting channel.

Es ist ein Vielzellen-Drehkolbenverdichter dieser Art bekanntgeworden (brit. Patentschrift 776097), bei welchem zur Schmierung und zur Kühlung in der Wand des Arbeitsraumes Düsen vorgesehen sind, durch welche Öl eingespritzt wird. Das öl wird dabei zusammen mit dem komprimierten Gas durch Austrittsschlitze abgeleitet, die parallel zueinander angeordnet und gleich lang sind und deren bezüglich der Rotordrehrichtung vorderen wie auch die hinteren Enden auf Geraden liegen, die zur Rotorachse parallel sind.A multi-cell rotary lobe compressor of this type has become known (British patent 776097), in which nozzles are provided in the wall of the work space for lubrication and cooling are through which oil is injected. The oil is combined with the compressed gas derived by outlet slots which are arranged parallel to one another and are of equal length and their with respect to the direction of rotation of the rotor, the front as well as the rear ends lie on straight lines leading to Rotor axis are parallel.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden (schweiz. Patentschrift 218 967), zur Verhinderung einer Verunreinigung des geförderten Gases bei Drehkolbenverdichtern dieser Art zur Schmierung und zur Kühlung anstatt öl Wasser einzuspritzen.It has also already been proposed (Swiss patent specification 218 967) to prevent contamination of the pumped gas in rotary lobe compressors of this type for lubrication and for Cooling instead of oil injecting water.

Da Wasser in größeren Mengen zur Verfügung steht, hat es sich als günstig erwiesen, das zur Kühlung und zur Schmierung derartiger Drehkolbenverdichter verwendete Wasser in größeren Mengen als öl einzuspritzen. Das hat den Vorteil, daß das komprimierte Gas auf direktem Wege auch während des Kompressionsvorganges abgekühlt wird. Auf diese Weise kommt eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrades derartiger Drehkolbenverdichter zustande.Since water is available in larger quantities, it has proven to be beneficial to use the Cooling and lubricating such rotary lobe compressors used water in large quantities to inject as oil. This has the advantage that the compressed gas can also be used during the compression process is cooled. In this way there is a significant increase in the Efficiency of such rotary lobe compressors.

Bei einer Zuführung von Wasser in großen Mengen bestehen jedoch bei den bekannten Ausführungen der Vielzellen-Drehkolbenverdichter Schwierigkeiten mit der Ableitung dieses Wassers. Es besteht hier eine erhöhte Gefahr des Wasserschlages. Es hat sich gezeigt, daß bei Maschinen mit ungestaffelten vorderen Schlitzenden eine starke Neigung zur Abnützung der Gehäusebohrung im Vielzellen-DrehkolbenverdichterWhen supplying water in large quantities, however, exist in the known designs the multi-cell rotary lobe compressor difficulties with the drainage of this water. There is an increased risk of water hammer here. It has been shown that with machines with unstaggered front slot ends have a strong tendency to wear the housing bore in the Multi-cell rotary lobe compressor

Anmelder:Applicant:

Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik, Winterthur (Schweiz)Swiss Locomotive and Machine Factory, Winterthur (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10Dipl.-Ing. R. Beetz, patent attorney,
Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 21. April 1961 (4741)Switzerland of April 21, 1961 (4741)

Bereich der Schlitzenden auftritt. Das kann dadurch erklärt werden, daß der plötzliche Übergang an sämtlichen Austrittsschlitzen eine schlagartige Bewegung der vorbeistreichenden Schieber zur Folge hat. Die wellenförmige Abnützung der Laufbahn hat einen lärmenden Gang und eine erhöhte weitere Abnützung der Maschine zur Folge.Occurs in the area of the slot ends. That can be explained by the fact that the sudden transition occurred a sudden movement of the sliding slides as a consequence of all outlet slots Has. The undulating wear of the running track has a noisy gait and increased further wear of the machine.

Die Erfindung hat zum Ziel, den erwähnten Nachteil zu beseitigen und einen ruhigen Gang der Maschine sowie eine geringe Abnützung der Gehäusebohrung auch bei Zuführung relativ großer Wassermengen zu gewährleisten.The invention aims to eliminate the disadvantage mentioned and a smooth walk of the Machine as well as a low wear of the housing bore even when feeding relatively large ones Ensure water quantities.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Querschlitze in abwechselnder Folge verschieden lang und ihre bezüglich der Rotordrehrichtung vorderen Endkanten gegeneinander gestaffelt bzw. versetzt sind.This is achieved according to the invention in that the transverse slots are different in an alternating sequence long and their front end edges with respect to the direction of rotation of the rotor staggered or staggered against each other. are offset.

Zusätzlich können zu diesem Zweck auch noch die bezüglich der Rotordrehrichtung hinteren Endkanten der Querschlitze am Auslaß gestaffelt ausgeführt werden, wodurch noch eine weitere Beruhigung des Laufes der Maschine erzielt wird.In addition, the rear end edges with respect to the direction of rotation of the rotor can also be used for this purpose the transverse slots at the outlet are staggered, which provides a further calming effect the running of the machine is achieved.

Es ist an sich auch schon bekannt, bei Drehkolbenverdichtern mit in Schlitzen eines zylindrischen Rotors radial beweglichen Arbeitsschiebern und einer in das Gehäuse eingesetzten, die Arbeitsraumumfangswand bildenden Zylinderbüchse als AuslaßöfEnungen aus diesem Arbeitsraum eineIt is already known per se in rotary lobe compressors with a cylindrical slot in the slots Rotors radially movable working slide and one inserted into the housing, the working space peripheral wall forming cylinder liner as outlet openings from this working space

709 519/454709 519/454

größere Anzahl von über die ganze Länge dieser Büchse und über eine bestimmte Breite in Umfangsrichtung verteilten und gegeneinander versetzten, verhältnismäßig kleinen Bohrungen oder eine geringere Anzahl von entsprechend größeren kreisrunden oder ovalen Öffnungen in dieser Zylinder büchse im Auslaßbereich anzuordnen. Damit werden sicherlich auch Geräusche, die bei der Anordnung von Auslaßöffnungen in Form von gleich langen Querschlitzen entstehen könnten, vermieden. Diese Ausführung hat jedoch außer ungünstigen Strömungsverhältnissen und einem verhältnismäßig hohen Strömungswiderstand auch fabrikatorische Nachteile. Die Bohrungen können nicht in der Förderraumumfangswand bzw. in einer Laufbuchse angebracht werden, wenn sich diese bereits im äußeren Gehäuse befindet. Dadurch ist z. B. ein Anpassen der Lage der Öffnungen an die Betriebsverhältnisse bei Verdichtern mit bereits fertigen Gehäusen nachträglich nicht mehr möglich.larger number of over the entire length of this sleeve and over a certain width in the circumferential direction distributed and offset from one another, relatively small holes or one Lesser number of correspondingly larger circular or oval openings in this cylinder sleeve to be arranged in the outlet area. This will certainly also make noises during the arrangement of outlet openings in the form of transverse slots of equal length could be avoided. These Execution has, however, except for unfavorable flow conditions and a proportionate high flow resistance also manufacturing disadvantages. The holes cannot be in the Conveying space circumferential wall or in a liner, if this is already in the outer housing is located. This z. B. an adjustment of the position of the openings to the operating conditions in compressors with already manufacture Subsequent housings are no longer possible.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Verdichter, zum Teil im Längsschnitt nach der Schnittlinie I-I der F i g. 2, zum Teil in Ansicht,Fig. 1 shows a compressor according to the invention, partly in a longitudinal section along the section line I-I of the F i g. 2, partly in view,

F i g. 2 denselben im Querschnitt nach der Schnittlinie II-II der Fig. 1,F i g. 2 the same in cross section along the section line II-II of FIG. 1,

F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Schnittlinie III-III der Fig. 2.F i g. 3 shows a partial section along the section line III-III in FIG. 2.

Das Mittelteil 1 des Verdichtergehäuses weist eine Längsbohrung bzw. einen zylindrischen Gehäusehohlraum 2, auch »Zylinder« genannt, auf, der vom Wasserkühlmantel 3 umgeben ist. An den beiden Stirnseiten des Gehäuseteils 1 sind die Lagerdeckel 4 befestigt, welche ebenfalls mit Kühlwasserräumen versehen sind. In den Gehäusedeckeln 4 ist die Welle 5 des Läufers oder Rotors 6 gelagert. Sie ist um den Betrag »e« (Exzentrizität) gegenüber der Achse der Bohrung 2 in horizontaler Richtung versetzt. Der Läufer 6 ist mit radialen Längsschlitzen versehen, in welchen sich die z. B. aus Kunststoff bestehenden Arbeitsschieber 7 in radialer Richtung bewegen können. Dadurch wird der sichelförmige Arbeitsraum 8 in einzelne Zellen unterteilt, die zufolge ihres zunehmenden und abnehmenden Volumens eine Verdichtung des Fördergases ermöglichen. Dieses tritt durch den Einlaßstutzen 9 und durch die beiden muschelförmigen Gaskanäle bzw. Einlaßbereiche 10 in den Arbeitsraum 8 ein und strömt dann, nachdem es verdichtet worden ist, durch den Auslaßstutzen 11 aus dem Verdichter heraus.The middle part 1 of the compressor housing has a longitudinal bore or a cylindrical housing cavity 2, also called a “cylinder”, which is surrounded by the water cooling jacket 3. The bearing caps 4, which are also provided with cooling water spaces, are attached to the two end faces of the housing part 1. The shaft 5 of the rotor or rotor 6 is mounted in the housing covers 4. It is offset by the amount "e" (eccentricity) relative to the axis of the hole 2 in the horizontal direction. The rotor 6 is provided with radial longitudinal slots in which the z. B. made of plastic working slide 7 can move in the radial direction. As a result, the sickle-shaped working space 8 is divided into individual cells which, due to their increasing and decreasing volume, enable the conveying gas to be compressed. This enters the working space 8 through the inlet connection 9 and through the two shell-shaped gas ducts or inlet areas 10 and then, after it has been compressed, flows out of the compressor through the outlet connection 11.

Zur Schmierung der im Arbeitsraum befindlichen Teile wird ausschließlich Wasser verwendet. Zu diesem Zweck sind in der oberen Seite des Verdichtergehäuses 1 fünf Wassereinspritzdüsen 12 über die ganze Länge des Arbeitsraumes 8 verteilt, wobei ihre Achsen in zur Drehachse senkrechten Ebenen liegen. Dabei befinden sich die beiden äußeren Düsen ungefähr vertikal über der Rotormitte; die beiden Zwischendüsen ragen in die Gaskanäle 10 hinein, während die mittlere Düse unmittelbar neben dem Eintrittsstutzen 9 angeordnet ist.Only water is used to lubricate the parts in the work area. to For this purpose, five water injection nozzles 12 are in the upper side of the compressor housing 1 distributed over the entire length of the working space 8, with its axes in planes perpendicular to the axis of rotation lie. The two outer nozzles are located approximately vertically above the center of the rotor; the the two intermediate nozzles protrude into the gas channels 10, while the middle nozzle is immediately next to it the inlet connection 9 is arranged.

Das auf der Oberseite des Arbeitsraumes eingedrungene Schmierwasser bewegt sich durch die Drehung des Rotors 6 nach der Unterseite hin und gelangt zusammen mit dem verdichteten Gas in den Auslaßweg aus dem Verdichtergehäuse. An der Austrittsseite des Arbeitsraumes 8 sind Austrittsschlitze 16 vorgesehen, die in senkrecht zur Drehachse des Gehäusehohlraumes liegenden Ebenen angeordnet und über die ganze Länge der Hohlraumwand verteilt sind. Die oberen bzw. in Drehrichtung vorderen Endkanten 17 der Austrittsschlitze 16 reichen unmittelbar an die engste Stelle des Arbeitsraumes heran. Überdies sind sie, wie auch die unteren bzw. in Rotordrehrichtung hinteren Endkanten 17 α der Auslaß- oder Querschjjjie i&^gegeneinander gestaffelt, wodurch eine A^stuj&iaglibeim Gleiten der Schieber 7 über die En^aniä» IM und 17 a und eine dementsprechende Ventjgndegpig des Betriebsgeräusches zustande kommt, mrfter den Querschlitzen 16, also außerhalb des eigentlichen Arbeitsraumes 8, ist im Gehäuse ein in Längsrichtung verlaufender Sammelkanal 15 angeordnet, in dem das durch die Schlitze 16 austretende, mit Wasser vermischte Fördergas gesammelt wird, bevor es durch den Auslaßstutzen 11 am Gehäusemittelteil 1 aus dem Verdichter ausströmt.The lubricating water that has penetrated on the upper side of the working space moves towards the lower side as a result of the rotation of the rotor 6 and, together with the compressed gas, reaches the outlet path from the compressor housing. On the outlet side of the working space 8, outlet slots 16 are provided which are arranged in planes perpendicular to the axis of rotation of the housing cavity and are distributed over the entire length of the cavity wall. The upper or front end edges 17 of the outlet slots 16 in the direction of rotation extend directly to the narrowest point of the working space. Moreover, they are, as well as the lower or in the rotor rotation direction rear end edges 17 α of the outlet or Querschjjjie i ^ against each other staggered, whereby A ^ stuj & iaglibeim sliding of the slider 7 via the En ^ aniä »IM and 17 a and a corresponding Ventjgndegpig of Operating noise comes about, more often the transverse slots 16, i.e. outside the actual working space 8, a longitudinal collecting duct 15 is arranged in the housing, in which the conveying gas exiting through the slots 16 and mixed with water is collected before it passes through the outlet nozzle 11 Housing middle part 1 flows out of the compressor.

Der so ausgebildete Drehkolbenverdichter hat einen ruhigen Lauf sowie eine geringe Abnützung der Gehäusebohrung auch bei Zuführung großer Wassermengen. Die im Gehäusehohlraum angebrachten Schlitze können auf einfache Weise durch Fräsen hergestellt werden, und zwar auch bei sonst vollständig fertigem Gehäuse. Dadurch wird es auch ermöglicht, Schlitze nachträglich zu bearbeiten bzw. deren Lage zu verändern, wenn es sich für den Betrieb als Vorteil erweisen sollte.The rotary lobe compressor designed in this way runs smoothly and has little wear the housing bore even when large amounts of water are supplied. The ones attached in the housing cavity Slots can easily be made by milling, even with other completely finished housing. This also makes it possible to subsequently edit or edit slots. to change their location if it should prove to be an advantage for the company.

Bei der gezeigten Anordnung der ungleich langen und gegeneinander gestaffelten Auslaßschütze 16 reichen mehrere dieser Schlitze mit ihren unteren Endkanten 17 α bis fast an die tiefste Stelle des Gehäusehohlraumes 2 bzw. Arbeitsraumes 8 (siehe Fig. 2). Dadurch und im Zusammenhang mit der gezeigten Exzentrizität zwischen dem Rotor 6 und dem Gehäusehohlraum 2 und der tiefen Anordnung des Auslaßstutzens 11 wird in der Ruhestellung des Rotors das Schmierwasser ganz aus der Maschine ablaufen, so daß auch kaum eine Möglichkeit zur Ablagerung von Unreinigkeiten im Arbeitsraum verbleibt. In the arrangement shown, the outlet gates 16 of unequal length and staggered relative to one another, several of these slots extend with their lower end edges 17 α almost to the deepest point of the housing cavity 2 or working space 8 (see FIG. 2). As a result, and in connection with the eccentricity shown between the rotor 6 and the housing cavity 2 and the deep arrangement of the outlet connection 11, the lubricating water will completely drain from the machine when the rotor is in rest position, so that there is hardly any possibility for impurities to be deposited in the working area .

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vielzellen-Drehkolbenverdichter mit einem sichelförmigen Arbeitsraum zwischen der Innenumfangswand eines zylindrischen Gehäusehohlraumes (Zylinders) und einem darin exzentrisch angeordneten zylindrischen Rotor, welcher mit radial beweglichen Arbeitsschiebern versehen ist, wobei zur Schmierung der gegeneinander beweglichen und sich berührenden Teile im Arbeitsraum in dessen Wand Wassereinspritzdüsen angeordnet sind und der Auslaß für das mit Wasser vermischte Fördergas aus dem Arbeitsraum durch eine parallel zu dessen Mantellinien sich erstreckende Reihe von parallelwandigen länglichen Querschlitzen gebildet wird, die in wenigstens angenähert senkrecht zur Drehachse des Gehäusehohlraumes liegenden Ebenen angeordnet sowie über die ganze Länge der Gehäuseinnenumfangswand verteilt sind und hinter denen sich ein Sammelkanal befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschlitze (16) in abwechselnder Folge verschieden lang und ihre bezüglich der Rotordrehrichtung vorderen End-1. Multi-cell rotary lobe compressor with a sickle-shaped working space between the inner peripheral wall a cylindrical housing cavity (cylinder) and a cylindrical rotor eccentrically arranged therein, which with radially movable working slide is provided, for lubrication of the mutually movable and touching parts in the working space in the wall of the water injection nozzles and the outlet for the conveying gas mixed with water from the working area through a series of parallel-walled elongated ones extending parallel to its surface lines Transverse slots is formed in at least approximately perpendicular to the axis of rotation of the housing cavity arranged lying levels and over the entire length of the housing inner peripheral wall are distributed and behind which there is a collecting duct, characterized in that that the transverse slots (16) in alternating sequence of different lengths and their relative the direction of rotation of the rotor front end i 236 717i 236 717 kanten (17) gegeneinander gestaffelt bzw. versetzt sind.edges (17) are staggered or offset from one another. 2. Vielzellen-Drehkolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Rotordrehrichtung hinteren Endkanten (17 a) der Querschlitze (16) am Auslaß ebenfalls gegeneinander gestaffelt bzw. versetzt sind.2. Multi-cell rotary piston compressor according to claim 1, characterized in that the relative the rear end edges (17 a) of the transverse slots (16) at the outlet are also staggered or offset from one another in the direction of rotor rotation are. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Schweizerische Patentschriften Nr. 133 890, 967,329 861;Swiss patent specifications No. 133 890, 967, 329 861; französische Patentschrift Nr. 733 731; britische Patentschriften Nr. 567670, 776 097; USA.-Patentschriften Nr. 1 736 105, 2 824 687, 905 376.French Patent No. 733,731; British Patent Nos. 567670, 776 097; U.S. Patent Nos. 1,736,105, 2,824,687, 905,376. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 7D9 519/454 3.67 © Bundesdruckerei Berlin7D9 519/454 3.67 © Bundesdruckerei Berlin