DE3525933C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, in dem durch spiralförmige Nuten gebildete Förderkanäle ange­ ordnet sind, und mit einer mit in die Förderkanäle eintau­ chenden und gegen den Nutengrund der Förderkanäle anliegen­ den spiralförmigen, jeweils einen Umschlingungswinkel von 360° aufweisenden Verdrängern versehenen Verdränger­ scheibe. Die Verdrängerscheibe ist dabei so um eine Exen­ terachse drehbar gelagert, daß die Verdränger eine kreisen­ de, verdrehungsfreie Bewegung gegenüber den die Förder­ kanäle begrenzenden Wänden ausführen und sowohl die äußere als auch die innere, einen Förderkanal begrenzende Wand an je mindestens einer fortschreitenden Stelle berühren. Weiter sind mindestens zwei ineinandergreifende, mit dem Einlaß verbundene äußere Förderkanäle mit zugehörigen äußeren Verdrängern und mindestens ein innerer mit dem Auslaß verbun­ dener Förderkanal vorgesehen.

Bei einem bekannten Spiralverdichter dieser Art (DE-PS 26 03 462) sind vier ineinander geschachtelte äußere För­ derkanäle unmittelbar mit jeweils einem zugehörigen inneren Förderkanal verbunden. Die inneren Förderkanäle sind dabei außermittig in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabstän­ den voneinander angeordnet. Diese Anordnung läßt hinsicht­ lich des erreichbaren Verdichtungsverhältnisses zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spiralverdichter der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der bei kleiner Baugröße ein hohes Verdichtungs­ verhältnis und gegebenenfalls (bei Bedarf) eine stufenweise Änderung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorge­ schlagen, daß die äußeren Förderkanäle über einen einge­ schlossenen Verdichtungsraum gemeinsam mit dem inneren Förderkanal verbunden sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Einlaß mindestens eines äußeren Förderkanals absperr­ bar. Zweckmäßig ist im Einlaß mindestens eines äußeren Förderkanals ein Drosselventil angeordnet. Bei einem Spi­ ralverdichter mit einem 720°-Verdränger ist es zwar an sich bekannt (DE-OS 33 08 227), einen der beiden über getrennte Einlaßöffnungen beaufschlagten Förderräume des Verdichters absperrbar auszubilden. Als Absperrorgan ist dort ein in den betreffenden Förderraum eingreifender, unter Federdruck stehender Schieber vorgesehen, der mit seiner Stirnseite gegen die Außenfläche des Verdrängers anliegt. Der Absperrschieber wird dort also durch den kreisenden Verdränger hin- und herbewegt und führt auf der Verdrängeroberfläche eine Relativbewegung aus, der einen Verschleiß verursacht. Das erfindungsgemäße Absperr­ organ braucht dagegen wegen des Vorhandenseins von minde­ stens zwei äußeren Förderkanälen nicht gegen den Verdränger anzuliegen und mit diesem mitbewegt zu werden. Dadurch treten keine Verschleißerscheinungen auf.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gehen einer der äußeren Förderkanäle und der innere Förder­ kanal stetig ineinander über und bilden gemeinsam einen Umschlingungswinkel von insgesamt 720°, während der ein­ geschlossene Verdichtungsraum durch einen Verbindungskanal zwischen der 360°-Position der zusammenhängenden Förder­ kanäle mit dem dem Einlaß gegenüberliegenden Ende des äußeren Förderkanals gebildet ist.

Zweckmäßig weisen die Verdränger in den äußeren Förderkanä­ len und im inneren Förderkanal einen gemeinsamen Erzeuger­ pol auf, damit beim Abschalten einzelner Förderkanäle die abzufangenden Drehmomente so klein wie möglich gehalten werden können. Bei einem Spiralverdichter mit einem äußeren und einem inneren Förderkanal, deren Umschlingungswinkel jeweils etwa 720° betragen, ist es an sich bekannt (US-PS 41 41 677) die Verdränger so anzuordnen, daß sie annähernd gleiche Erzeugerpole aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mit einer Ölpumpe zusammengebauten Spiralverdichter entlang der Schnittlinie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen gegenüber Fig. 2 abgewan­ delten Spiralverdichter mit Drosselventil in einer Darstellung entsprechend Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Spiralverdichters in einer Darstellung entsprechend Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Spiralverdichter besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 1, dessen eine Stirnseite mit einem Deckel 2 abgeschlossen ist und an dessen anderer Stirnseite eine Ölpumpe mittels einer Lagerscheibe 21 angeflanscht ist. Gegen eine Ringschulter 22 des Gehäuses liegt die Verdrängerscheibe 5 an, deren senk­ recht abstehende, spiralförmig angeordnete Rippen 4 in die durch eine spiralförmige Nut gebildeten Förderkanäle A, B, C des Einsatzes 3 eingreifen. Die Verdrängerscheibe 5 weist an ihrer Unterseite einen Zapfen 6 auf, der in eine exzentrische stirnseitige Bohrung der Antriebswelle 9 eingreift und in einer Lagerbüchse 7 gelagert ist, an deren Außenumfang eine gummielastische Manschette 8 ange­ ordnet ist. Der Deckel 2 weist eine Bohrung 10 auf, durch die das zu komprimierende Gas in die Ringkammer 11 gesaugt wird. Aus der Ringkammer 11 gelangt das Gas durch Bohrungen 12 und 13 des Einsatzes 3 in die spiralförmigen Förderkanä­ le A und B. In den Förderkanälen wird das Gas mittels spiralförmiger Verdrängerrippen 4 verdichtet, wobei es aus dem Förderkanal A unmittelbar und aus dem Förderkanal B über den Zwischenbogen D in den inneren Förderkanal C gepreßt wird. Der Zwischenbogen D bildet dabei einen zwischen den äußeren Förderkanälen A und B einerseits und dem inneren Förderkanal C eingeschlossenen Verdich­ tungsraum. Vom inneren Förderkanal C tritt das Gas über eine Bohrung des Einsatzes 3 in die Auslaßkammer 14 und von dieser über eine weitere im Deckel 2 vorgesehene Boh­ rung 15 aus. Der Auslaßkammer 14 gegenüber ist die Ringkam­ mer 11 mittels eines O-Rings 18 abgedichtet, der in eine durch den Ringsteg 16 des Einsatzes 3 und den Ringsteg 17 des Deckels 2 gebildete Ringnut eingelegt ist. Der O-Ring 18 bewirkt, daß der im Gehäuse 1 axial verschiebbare Einsatz gegen die Verdrängerscheibe 5 gedrückt wird, die mit ihrer äußeren Ringzone gegen einen Ringsteg des Ein­ satzes 3 anliegt. Der Einsatz 3 ist im Gehäuse mittels einer Paßfeder 19 gegen Verdrehung gesichert. Ein Verdrehen des Einsatzes 3 gegenüber der translatorisch sich bewegen­ den Verdrängerscheibe 5 wird durch die Stifte 27 im Einsatz 3, die Rollringe 28 und die Stifte 29 in der Verdränger­ scheibe 5 verhindert.

Das Gegengewicht 20 kompensiert die Fliehkraft der Verdrän­ gerscheibe 5. In den Lagerflansch 21 ist die Ölpumpe mit Pumpengehäuse 30, Innenzahnrad 31, Außenzahnrad 32 und Pumpenplatte 33 eingesetzt. Das Innenzahnrad 31 wird von der Welle 9 über eine Paßfeder oder Mitnehmerkeile von der der Welle 9 angetrieben.

Das Öl wird aus dem Ölraum 23 über die Ansaugbohrung 24 in die Pumpe gesaugt und über die Bohrung 25 im Lager­ flansch 21 über die Ansaugbohrung 24 in die Pumpe gesaugt und über die Bohrung 25 im Lagerflansch 21 über die Lager­ stelle 33 der Bohrung 34 in der Welle 9 zugeführt. Vor­ her gelangt es über die Querbohrung 35 sowohl zur Lager­ büchse 7 des Zapfens 6 als auch zur Lagerstelle 36 der Welle 9, um über den Ringkanal 37, die Bohrungen 38 und 39 in die Ringnut 40 der Ringschulter 22 geleitet zu wer­ den. Über die Bohrungen 41 und 42 der Ringschulter 22 fließt das Öl in den Hohlraum 23 zurück. Am Wellenaustritt wird der Verdichter gegen Gas- und Ölverluste durch eine Gleitringdichtung 43 abgedichtet.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Gas durch die Ansaugbohrungen 12 und 13 des Einsatzes 3 in die Förderkanäle A und B gesaugt und durch die trans­ latorische Kreisbewegung der Verdrängerrippen 4 über den Verdichtungsraum D in den inneren Förderkanal C gepreßt und von diesem in die Auslaßkammer 14 gefördert.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Gas über die Einlässe 12 unde 13 in die äußeren Förder­ kanäle A und B gesaugt und über den einen eingeschlosse­ nen Verdichtungsraum bildenden Zwischenbogen D in den inneren Förderkanal C gepreßt und über dessen Auslaßniere in die Auslaßkammer 14 gefördert. Zur Reduzierung der Menge des in den Förderkanal A gesaugten Gases und damit zur stufenweisen Änderung des Verdichtungsverhältnisses des Spiralverdichters ist im Einlaß 13 ein Drosselventil 56 angeordnet.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel geht der äußere Förderkanal A stetig in den inneren Förderkanal C über, wobei beide Förderkanäle je einen Umschlingungswin­ kel von 360° aufweisen. Durch den äußeren Förderkanal B wird das Gas in den abgeschlossenen Raum E gefördert, aus dem es durch die Bohrung 47 über den Verbindungskanal 48 und durch die Bohrung 49 in den Übergangsbereich des äußeren Förderkanals A und von dort in den inneren Förder­ kanal C gefördert wird. Der Raum E und der Verbindungskanal 48 bilden hierbei wiederum einen abgeschlossenen Verdich­ tungsraum zwischen den beiden äußeren Förderkanälen A und B und dem inneren Förderkanal C.

Claims (5)

1. Spiralverdichter mit einem einen Einlaß und einen Auslaß aufweisenden Gehäuse, in dem durch spiralförmige Nuten gebildete Förderkanäle angeordnet sind, und mit einer mit in die Förderkanäle eintauchenden und gegen den Nutengrund der Förderkanäle anliegenden spiralförmigen, jeweils einen Umschlingungswinkel von 360° aufweisenden Verdrängern versehenen Ver­ drängerscheibe, wobei die Verdrängerscheibe so um eine Exzenterachse drehbar gelagert ist, daß die Ver­ dränger eine kreisende, verdrehungsfreie Bewegung gegenüber den die Förderkanäle begrenzenden Wänden ausführen und sowohl die äußere als auch die innere, einen Förderkanal begrenzende Wand an je mindestens einer fortschreitenden Stelle berühren, wobei min­ destens zwei ineinandergreifende, mit dem Einlaß ver­ bunde äußere Förderkanäle mit zugehörigen äußeren Verdrängern und mindestens ein innerer mit dem Auslaß verbundener Förderkanal vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Förderkanäle (A, B) über einen einge­ schlossenen Verdichtungsraum (D, E) gemeinsam mit dem inneren Förderkanal (C) verbunden sind.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Einlaß mindestens eines äußeren Förder­ kanals absperrbar ist.

3. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaß (13) mindestens eines äußeren Förderkanals (A) ein Drosselventil (56) angeordnet ist.

4. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß einer der äußeren Förderkanäle (A) und der innere Förderkanal (C) stetig ineinander übergehen und gemeinsam einen Umschlingungswinkel von insgesamt 720° bilden und daß der eingeschlossene Ver­ dichtungsraum (E) durch einen Verbindungskanal (48) zwischen der 360°-Position der zusammenhängenden Förder­ kanäle (A, C) mit dem dem Einlaß gegenüberliegenden Ende des äußeren Förderkanals (B) gebildet ist (Fig. 4).

5. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verdränger einen gemein­ samen Erzeugerpol aufweisen.