DE2512146A1

DE2512146A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die zufuehrung von mitteldruckgas zu einem kuehlkompressor des schraubentypes

Info

Publication number: DE2512146A1
Application number: DE19752512146
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Josephsson; Anders Dipl Ing Lundberg
Original assignee: Stal Refrigeration AB
Current assignee: Stal Refrigeration AB
Priority date: 1974-04-11
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1975-10-30
Also published as: GB1454979A; SE382663B; SE7404976L

Description

Patentanwälte
DlpL-lng. Helmut Misslino * Giessen ₁₈ 3.1975

^ ^{μ a} Bismarckstrasse 43

Dipl.-Ing. Richard Schlee Telefon: (0641) 71019

Dr.-lng. Joachim Boecker Mi/K 12.443

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STAL Refrigeration AB, Butängsgatan 14, S-602 23 M)RRKOPINGi, Schweden

Verfahren und Vorrichtung für die Zuführung von Mitteldruckgas zu einem Kühlkompressor des Schraubentypes

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit einem Schraubenkompressor, dessen Leistung mit Hilfe eines axial verschiebbaren Schieberventiles veränderbar ist. Ein derartiger Schraubenkompressor ist in dem schwedischen Patent 366 375 beschrieben. Der Schraubenkompressor gemäß der Erfindung soll in Verbindung mit einem Kühlsystem in einer sogenannten Ökonomie-Verttndung verwendet werden, in der teilweise expandiertes Gas von der Hochdruckseite des Kompressors zu einer Zwischenstufe in den Kompressor durch eine zusätzliche Einlaßöffnung zwischen der Einlaß- und Auslaßseite des Kompressors zurückgeführt wird. Ein System mit einem derartigen Kompressor ist in der US-PS 3 568 466 beschrieben.

Ein Machteil eines Kompressors gemäß der US-Patentschrift 3 568 466 mit veränderbarer Leistung entsprechend dem schwedischen Patent 366 375 besteht darin, daß der Druck innen an

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der zusätzlichen Einlaßöffnung im Kompressor sich mit der Stellung des Schieberventils verändert. Wird z.B. die Stellung der zusätzlichen Einlaßöffnung so gewählt, daß ein optimaler Wirkungsgrad bei voller Leistung vom Kompressor erhalten wird, dann erniedrigt sich der Druck in dem Arbeitsraum an der Innenseite der zusätzlichen Einlaßöffnung bei der Entladung des Kompressors. Bei einem gewissen Grad der Entladung wird der Druck innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung gleich dem Druck am normalen Einlaß, was bedeutet, daß der gewünschte Ökonomie-Effekt gemäß dem amerikanischen Patent bei der Entladung sich abschwächt oder möglicherweise ganz verschwindet.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Mitteldruckgas durch eine zusätzliche Einlaßöffnung zuzuführen, die in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles in dem Rotorgehäuse verschoben wird, wie es in den Patentansprüchen näher beschrieben wird. Auf diese Weise ist es möglich, den gewünschten Mitteldruck innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung zu erzeugen und somit den gewünschten Ökonomie-Effekt, ungeachtet der unterschiedlichen Leistung des Kompressors.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen :

Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Inneren eines Schraubenkompressors entsprechend dem genannten schwedischen Patent,

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. 1a einen Schnitt durch ein Schieberventil §pmäß der Erfindung und einen Teil des Kompressorgehäuses,

Pig. 2 die Druekverhältnisse innen an der zusätzlichen Einlaßöffnung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gemäß der Erfindung,

!ig. 4 die gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 herrschenden Druekverhältnisse und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den inneren unteren Teil eines zylindrischen Gehäuses eines Kompressors gemäß dem zuvor genannten schwedischen Patent. 1 und 2 bezeichnen hierbei die Deckplatten für die Enden der Einlaß- und Auslaßöffnungen. 3 und 4 bezeichnen die Rotorachsen, während des axial verschie"bliche Schieberventil mit 5 bezeichnet ist.

Dae Schieberventil ist etwas geöffnet, so daß eine Rückströmöffnung 8 sich auftut. Die Ränder 7 des SehieberT«ntiles 5 bestimmen dabei die Endschließstellung der Rotornuten, d.h. die Stelle, wo die Kompression des Grases in den Nuttn beginnt. Um

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ein präzisches Zusammenwirken zwischen dem Schieberventil und den Rotoren zu erhalten, folgen die Ränder 7 und damit die Öffnung 8 Schraubenlinien, die parallel zu Rotorvorsprüngen und Rotornuten liegen, wie dies gezeigt ist=

In Pig. 1 sind zusätzliche Einlaßöffnungen gemäß der Erfindung in Form von Öffnungen 6 gezeigt, die in das Schieberventil 5 gebohrt sind. Die Öffnungen sind längs Schraubenlinien angeordnet, die parallel zu den Rotornuten verlaufen. Aus Fig„ 1a_s die einen Schnitt durch das Schiebeventil 5 und einen Teil des Kompressorgehäuses 9 zeigt, ist zu ersehen, wie die Öffnungen 6 mit Hilfe einer Hut 10 und einer Bohrung 11 in dem Kompressorgehäuse mit einer äußeren Mitteläruckgasleitung für überschüssiges Gas von einem Vorkühler entsprechend dem amerikanischen Patent verbunden werden können.

In Fig. 2 sind die Druckverhältnisse auf der Innenseite der zusätzlichen Einlaßöffnung dargestellt, wobei die Kurve I die Druck· Veränderungen an einer fest angeordneten Einlaßöffnung in das Zylindergehäuse (nicht gezeigt) zeigt, wäehrend die Kurve II die Druckverhältnisse gemäß Fig. 1 angibt. Auf der Ordinate

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sind die Drucke auf der Innenseite der/sätzlichen Einlaßöffnungen dargestellt, während die Abzisse den Grad der Entladung des Kompressors oder die mögliche öffnung der Rückströmöffnung 8 zeigt.

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Angenommen, die zusätzliche Einlaßöffnung ist fest in dem stationären Zylindergehäuse angeordnet, so könnte eine Öffnung der Rückströmöffnung 8 im Hinblick auf den Druck, so angesehen werden, als ob die zusätzliche Einlaßöffnung schnell zu dem Ende der Einlaßöffnung 1 bewegt wird und die Rückströmöffnung 8 und die zusätzliche Einlaßöffnung übergreift, so daß der Druck an der zusätzlichen Einlaßöffnung in etwa der gleiche wird, wie am Ende der Einlaßöffnung 1. Man erhält dann eine Druckkurve entsprechend I, in der das linke Ende dem vollen Druck mit geschlossener Rückströmöffnung 8 entspricht, während der Druck schnell gegenüber dem Einlaßdruck abfällt, wenn die Rückströmöffnung 8 geöffnet wird.

Wenn die zusätzliche Einlaßöffnung 6 in dem Schieberventil 5 angeordnet ist, wie es Fig. 1 zeigt, so kann man sich eine Öffnung der Rückströmöffnung in erster Linie so vorstellen, als ob die zusätzliche Einlaßöffnung 6 etwas nach links verschoben wird, entsprechend dem Abstand zwischen 1 und 8. Danach jedoch ist 6 relativ zu der Rückströmöffnung 8 fixiert, die mit der Einlaßöffnung 6 verbunden ist, wodurch die Druckverminderung entsprechend der Kurve II geringer wird als jene entsprechend der Kurve I. Bei einer Vergrößerung der Rückströmöffnung 8 wird die zusätzliche Einlaßöffnung 6 näher zur Seite 2 der Auslaßöffnung verschoben, wodurch der Druck in 6 etwas ansteigt. Man erreicht dadurch gemäß Fig. 1, .daß der sogenannte Ökonomie-Effekt wenigstens teilweise trotz der Ent-

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ladung des Kompressors erhalten wird.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer zusätzlichen Einlaßöffnung gezeigt. Der Kompressor ist im Schnitt dargestellt und anstelle einer Reihe von Öffnungen in dem beweglichen Schieberventil, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, sind zwei Reihen von Öffnungen 16, 17 in dem stationären Gehäuse angeordnet. Diese Öffnungen sind gleichfalls entlang Schraubenlinien parallel zu den Rotornuten angeordnet. Die Öffnungen sind von Verteilermänteln 19 und 20 eingeschlossen, die über Rohrleitungen 12, mit Ventilen 13 und 15 bzw. mit einem Vorkühler 18 verbunden sind. Wie aus dem amerikanischen Patent bekannt, ist der Vorkühler über ein Rohr 21 mit einem Kondensor und über ein weiteres Rohr 22 mit einem Verdampfer verbunden. Bei der Öffnung einer der beiden Ventile 13 oder 15 bilden die Öffnungen 16 oder 17 in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles 5 in Fig. 1 die zusätzliche Einlaßöffnung, deren Stellung relativ zu dem Ende der Einlaßöffnung des Kompressors bewegt wird.

Für jede der Gruppen der Öffnungen 16 und 17 können Kurven III und IV erhalten werden, die beide der Kurve I in Fig. 2 entsprechen. Beim Umschalten vom Ventil 13 auf das Ventil 15 kommt man vor der Kurve III auf die Kurve IV und mit einer geeigneten Verteilung der Öffnungen, z.B. mit mehreren Öffnungsgruppen, kann man eine gewünschte Druckkurve erhalten. Die Anordnung ermöglicht es, daß bei Wahl einer unterschiedlichen

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Strömung durch die Öffnungen und Ventile die zusätzliche Einlaßöffnung von der Belastung abhängig gemacht werden kann.

In !ig. 5 ist eine wei-fere Ausführungsform gemäß Fig. 3 gezeigt, in der die Ventile 13 und 15 durch einen außen an dem Zylindergehäuse angeordneten Schieber ersetzt worden sind, der eine Öffnung 24 aufweist, der die eine oder die andere Reihe der Öffnungsgruppen 25 "bis 28 freigibt. Jede Lochgruppe ergibt eine Druckkurve entsprechend der Kurve III und IV und durch die Wahl einer Anzahl von Lochgruppen und Flächen kann man die gewünschte Druckkurve erhalten.

Die Anordnung gemäß Fig. 5 zeigt den Vorteil, daß bei einem geeigneten Getriebe, vorteilhaft einem nicht linearen Getriebe, zwischen dem Schieberventil 5 und dem Schieber 23 die Druckkurve den geforderten Arbeitsbedingungen angepaßt werden kann.

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Claims

2512U6 Patentansprüche ;

1.) Verfahren für die Zuführung von Mitteldruckgas zu einem —*

Schraubenkompressor mit zwei im Arbeitseingriff stehenden und in einem Gehäuse eingeschlossenen schraubenförmigen Rotoren, mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Gas und mit einem als axial verschiebbares Schieberventil ausgebildeten Teil des Gehäuses zwischen den Rotoren, wobei das Mitteldruckgas dem Kompressor über eine zusätzliche Einlaßöffnung zugeführt wird, die zwischen den Ein- und -Auslaßöffnungen angeordnet ist, für die Erzielung eines sogenannten Ökonomie-Effektes, dadurch gekennzeichnet, daß der Ort für die Zuführung des Mitteldruckgases veränderbar ist und im Verhältnis zu der Stellung des Schieberventiles so gewählt wird, daß der gewünschte Effekt bei unterschiedlichen Stellungen des Schieberventiles im wesentlichen erhalten wird.

2. Schraubenkompressor für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit zwei im Arbeitseingriff stehenden und in einem Gehäuse eingeschlossenen schraubenförmigen Rotoren, mit Ein- und Auslaßöffnungen für das Gas und mit einem als axial verschiebbares Schieberventil ausgebildeten Teil des Gehäuses zwischen den Rotoren, wobei das Mitteldruckgas dem Kompressor über eine zusätzliche Einlaßöffnung zugeführt wird, die zwischen den Ein- und Auslaßöffnungen angeordnet ist, für die Erzielung eines sogenannten Ökonomie-Effektes, dadurch gekennzeichnet,

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daß die zusätzliche Einlaßöffnung (5; 16, 17; 25, 26, 27, 28) so angeordnet und ausgebildet ist, daß die zusätzliche Einlaßöffnung in axialer Richtung in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles verschoben wird.

3. Schraubenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zusätzliche Einlaßöffnung (6) in dem S_chieberventil (5) ausgebildet ist.

4. Schraubenkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte zusätzliche Einlaßöffnung aus einer Anzahl in dem Gehäuse des Kompressors angebrachter durchgehender Bohrungen (16, 17) mit unterschiedlicher axialer Anordnung relativ zu den Rotoren besteht, und daß Mittel für das Öffnen und Schließen der durchgehenden Bohrungen in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventils vorgesehen sind.

5. Schraubenkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Bohrungen (16, 17) mit Hilfe von Ventilen (13» 15) geöffnet und geschlossen werden, die von dem Schieberventil (5) gesteuert werden.

6. Schraubenkompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Bohrungen (25, 26, 27, 28) von einem mit einer Öffnung (24) versehenen Schieber (23) geöffnet oder ver-

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-1 erschlossen werden, und daß der Schieber in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles verschoben wird.

7. Schraubenkompressor nach .Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der zusätzlichen Einlaßöffnung in Abhängigkeit der Stellung des Schieberventiles verändert wird.

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