DE3878073T2 - Fluessigkeitsverdichter. - Google Patents
Fluessigkeitsverdichter.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strömungsmittel- bzw. Fluidverdichter, insbesondere einen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittelgases in z.B. einem Kältekreislauf.
- Es sind bereits verschiedene Verdichter(arten), einschließlich Hubkolbenverdichter, Kreiselverdichter usw. bekannt. Bei diesen Verdichtern besitzen jedoch der Verdichtungsabschnitt und die Antriebsteile, wie Kurbelwelle zum Übertragen einer Drehantriebskraft auf den Verdichtungsabschnitt, einen komplizierten Aufbau, d.h. einen Aufbau mit zahlreichen Bauteilen. Für eine höhere Verdichtungsleistung müssen diese herkömmlichen Verdichter zudem mit einem Rückschlagventil an ihrer Austragseite versehen sein. Die Druckdifferenz zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Rückschlagventils ist jedoch so groß, daß ohne weiteres Gas aus dem Ventil austreten kann. Die Verdichtungsleistung kann daher keine ausreichende Größe aufweisen. Zur Lösung dieser Probleme müssen die Maß- und Montagegenauigkeit der einzelnen Teile oder Bauelemente verbessert werden, was eine Erhöhung der Fertigungskosten bedingt.
- In der US-PS 2 401 189 ist eine Schrauben- oder Schneckenpumpe beschrieben. Bei dieser bisherigen Pumpe ist ein säulenförmiger Drehkörper, der in seiner Mantelfläche eine schraubenförmige Nut oder Wendelnut aufweist, in einer Hülse angeordnet. In die Nut ist ein wendelförmiger Flügelsteg eingesetzt. Bei der Drehung des Drehkörpers wird ein Fluid, das zwischen zwei benachbarten Windungen des Flügelstegs im Raum zwischen der Mantelfläche des Drehkörpers und der Innenumfangsflädhe der Hülse eingeschlossen ist, vom einen Ende der Uülse zum anderen gefördert.
- Die Schraubenpumpe dient dabei nur zum Fördern des Fluids, vermag dieses aber nicht zu verdichten. Bei der Förderung kann das Fluid nur dann (dicht) eingeschlossen sein, wenn sich die Mantelfläche des Flügelstegs ständig mit der Innenumfangsfläche der Hülse in Berührung bzw. Anlage befindet. Bei der Drehung des Drehkörpers kann sich jedoch der Flügelsteg aufgrund seiner Anfälligkeit für Verformung nicht ohne weiteres in der Nut zügig verschieben. Es ist daher schwierig, die Außenumfangsfläche des Flügelstegs ständig mit der Innenumfangsfläche der Hülse in inniger Anlage zu halten. Das Fluid kann daher nicht zufriedenstellend dicht eingeschlossen sein. Infolgedessen vermag die Schraubenpumpe dieser Ausgestaltung keine Verdichtungswirkung zu gewährleisten.
- Die US-A-3 274 944 beschreibt einen Verdichter mit einem Zylinder, einem Rotor und einer Hülse, wobei letztere im wesentlichen wendelförmige Nuten aufweist, die zur Mitte des Rotors und zu einer Austragöffnung der Pumpe bzw. des Verdichters hin konvergieren. Die Wendelnut sowie ein entsprechender, in der Nut angeordneter Flügel weisen jedoch nur 2 1/2 Umdrehungen bzw. Windungen auf. Der Wirkdruck zwischen dem Austragende und dem Ansaugende des Verdichters wirkt daher auf einen betreffenden Abschnitt des Stegs, wenn der Rotor bei einer Umdrehung eine bestimmte Stellung einnimmt. Da sich die Abdichtleistung des Flügels mit zunehmendem Wirkdruck an beiden Seiten des Flügels verringert, kann mit diesem bekannten Verdichter keine Verdichtung einer hohen Leistung oder eines hohen Wirkungsgrads erreicht werden.
- Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Gegebenheiten entwickelt worden; Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Fluidverdichters, der einen vergleichsweise einfachen Aufbau für verbesserte Abdichtleistung und Verdichtung mit hohem Wirkungsgrad aufweist und der eine einfachere Fertigung und Montage seiner Bauteile zuläßt.
- Diese Aufgabe wird durch einen Fluidverdichter nach Anspruch 1 gelöst.
- Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
- Fig. 1 bis 6D einen Fluidverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Umrisses des Verdichters; Fig.2 eine Seitenansicht einer drehbaren Walze; Fig. 3 eine Seitenansicht eines Flügelstegs; Fig. 4 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht des Verdichterabschnitts; Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4; und Fig. 6A bis 6D schematische Darstellungen von Verdichtungsvorgängen an einem Kältemittelgas; und
- Fig. 7 eine Schnittansicht eines Verdichters gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
- Fig. 1 veranschaulicht eine Ausführungsform bei welcher die vorliegende Erfindung auf einen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels in einem Kältekreislauf angewandt ist.
- Der Verdichter umfaßt ein geschlossenes Gehäuse 10, einen Elektromotorabschnitt 12 und einen Verdichtungsoder Verdichterabschnitt 14, wobei die Abschnitte 12 und 14 im Gehäuse angeordnet sind. Der Motorabschnitt 12 enthält einen im wesentlichen ringförmigen Stator 16, der an der Innenfläche des Gehäuses 10 befestigt ist, und einen im Inneren des Stators liegenden ringförmigen Rotor 18.
- Der Verdichterabschnitt 14 enthält einen Zylinder 20; der Rotor 18 ist koaxial an der Mantelfläche des Zylinders befestigt. Die beiden Enden des Zylinders 20 sind geschlossen und durch entsprechende Lager 22a und 22b, die an der Innenfläche des Gehäuses 10 befestigt sind, drehbar gelagert. Eine säulenförmige drehbare Walze 24, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 20, ist im Zylinder, sich längs dessen Achse erstreckend, untergebracht. Die Mittelachse A der Walze 24 ist mit einer Exzentrizität e von der Mittelachse B des Zylinders 20 angeordnet. Ein Teil der Mantelfläche der Walze 24 steht mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 in Berührung. Die beiden Endabschnitte der Walze 24 sind durch Lager 22a bzw. 22b drehbar gelagert. Gemäß den Fig. 1 und 4 ist in der Mantelfläche des rechten Endabschnitts der Walze 24 eine Eingreif-Nut 26 ausgebildet. Ein von der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 abstehender Mitnehmerstift 28 greift so in die Nut 26 ein, daß er in Radialrichtung des Zylinders verschiebbar ist. Wenn somit der Elektromotorabschnitt 12 aktiviert ist, um den Zylinder 20 einstückig mit dem Rotor 18 in Drehung zu versetzen, wird die Drehantriebskraft des Zylinders über den Stift 28 auf die Walze 24 übertragen. Infolgedessen dreht sich die Walze 24 innerhalb des Zylinders 20, während ihre Mantelfläche teilweise, d.h. mit einem Teil, an der Innenfläche des Zylinders anliegt.
- Gemäß den Fig. 1 bis 5 ist eine sich zwischen den beiden Endabschnitten der drehbaren Walze 24 erstreckende schraubenförmige Nut bzw. Wendelnut 30 in der Mantelfläche der Walze ausgebildet. Gemäß Fig. 2 ist die Nut 30, in welche der wendelförmige Flügelsteg 32 eingepaßt ist, so ausgebildet, daß ihre Steigungen sich mit zunehmendem Abstand vom rechten Ende des Zylinders 20, d.h. mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders allmählich verkleinern. Die Dicke t des Flügelstegs 32 entspricht praktisch der Breite der Nut 30, wobei jeder Abschnitt des Flügelstegs längs der Nut in Radialrichtung der Walze 24 verschiebbar ist. Die Außenumfangsfläche des Flügelstegs 32 gleitet auf der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 in inniger Berührung damit. Der Flügelsteg 32 besteht aus einem elastischen Werkstoff, z.B. einem Fluorkunststoff, und er kann unter Nutzung seiner Elastizität in die Nut 30 eingesetzt werden oder sein.
- Der Raum zwischen der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 und der Mantelfläche der Walze 24 ist durch den Flügelsteg 32 in eine Anzahl von Arbeitskammern 34 unterteilt. Jede Kammer 34, die zwischen je zwei benachbarten Windungen des Flügelstegs 32 festgelegt ist, liegt im wesentlichen in Form eines Kreiszweiecks vor, das sich längs des Flügelstegs von einem Berührungsabschnitt zwischen der Walze 24 und der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 zum nächsten Berührungsabschnitt erstreckt. Die Fassungsvermögen bzw. Volumina der Arbeitskammern 34 verkleinern sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders 20.
- Gemäß den Fig. 1 und 4 wird das Lager 22a von einer Ansaugbohrung 36 durchsetzt, die in Axialrichtung des Zylinders 20 verläuft. Das eine Ende der Bohrung 36 mündet in den Zylinder 20 ein, während ihr anderes Ende miteinem Ansaugrohr (einer Ansaugrohrleitung) 38 des Kältekreislaufs verbunden ist. Im Lager 22b ist eine Austragbohrung 40 ausgebildet. Das eine Ende der Bohrung 40 mündet in das austragseitige Ende des Zylinders 20 ein, während ihr anderes Ende im Innenraum des Gehäuses 10 mundet. Im Inneren der Walze 24 erstreckt sich ein Druckeinleitdurchgang 42 vom linken Ende aus bis in die Nähe des rechten Endes der Walze längs deren Mittelachse. Das linke Ende des Durchgangs 42 kommuniziert mit dem Inneren des Gehäuses 10, insbesondere dem unteren Abschnitt desselben, über einen Durchgang 44, der im Lager 22b ausgebildet ist. Das rechte Ende des Durchgangs 42 mündet an der Sohle der Nut 30 in der Walze 24. Im Boden des Gehäüses 10 ist Schmieröl 41 gespeichert. Wenn der Druck im Inneren des Gehäuses 10 ansteigt, wird somit das Öl 41 über die Durchgänge 44 und 42 in den Raum zwischen dem Flügelsteg 32 und der Sohle der Nut 30 eingeführt. Der Druckeinleitdurchgang 42 mündet in der Nut 30 in einem Abstand vom ansaugseitigen Ende der Nut, der etwas größer ist als eine Steigung der Nut.
- In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 46 ein Austragrohr bezeichnet, das mit dem Inneren des Gehäuses 10 kommuniziert.
- Im folgenden ist die Arbeitsweise des Verdichters mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert.
- Wenn der Elektromotorabschnitt 12 aktiviert ist, dreht sich der Rotor 18, wobei sich der Zylinder 20 einstückig mit ihm mitdreht. Gleichzeitig dreht sich auch die Walze 24, wobei ihre Mantelfläche in teilweise Berührung mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 steht. Diese relativen Drehbewegungen von Walze 24 und Zylinder 20 werden durch eine Reguliereinrichtung mit dem Stift 28 und der Eingreif-Nut 26 aufrechterhalten. Außerdem dreht sich auch der Flügelsteg 32 einheitlich mit der Walze 24 mit.
- Der Flügelsteg 32 rotiert in der Weise, daß seine Außenumfangsfläche an der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 anliegt. Infolgedessen wird jeder Teil des Flügelstegs 32 bei seiner Annäherung an jeden Berührungsabschnitt zwischen der Mantelfläche der Walze 24 und der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 in die Nut 30 hineingedrückt, um bei Wegbewegung vom Berührungsabschnitt aus der Nut auszutreten. Wenn der Verdichterabschnitt 14 betätigt ist, wird über das Ansaugrohr 38 und die Ansaugbohrung 36 Kältemittelgas in den Zylinder 20 eingesaugt. Dieses Gas wird in der am ansaugseitigen Ende befindlichen Arbeitskammer 34 eingeschlossen. Bei der Drehung der Walze 24, wie in den Fig. 6A bis 6D gezeigt, wird das Gas zur Arbeitskammer 34 an der Austragseite überführt, während es im Raum zwischen zwei benachbarten Windungen des Flügelstegs 32 eingeschlossen ist. Da sich die Volumina der Arbeitskammer 34 mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders 20 allmählich oder fortlaufend verkleinern, wird das Kältemittelgas bei seiner Überführung zur Austragseite fortlaufend verdichtet. Das verdichtete Kältemittelgas wird über die im Lager 22b ausgebildete Austragbohrung 40 in das Gehäuse 10 äusgetragen und sodann über das Austragrohr 46 zum Kältekreislauf zurückgeführt.
- Wenn der Druck im Inneren des Gehäuses 10 ansteigt, wird außerdem Schmieröl 41 über den Durchgang 46 und den Druckeinleitdurchgang 42 in den Raum zwischen dem Flügelsteg 32 und der Sohle der Nut 30 eingeleitet. Infelgedessen wird der Flügelsteg 32 ständig im Sinne eines Herausgedrücktwerdens aus der Nut 30, d.h. in Richtung auf die Innenumfangsfläche des Zylinders 20, durch einen Öldruck vorbelastet. Im Betrieb des Verdichterabschnitts 14 kann sich daher der Flügelsteg 32 ungehindert und zügig in Radialrichtung des Zylinders 20 verschieben, ohne durch die Nut 30 behindert zu werden. Die Außenumfangsfläche des Flügelstegs 32 kann damit ständig in inniger Berührung mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 gehalten werden. Auf diese Weise werden oder sind die Arbeitskammern 34 durch den Flügelsteg 32 sicher voneinander getrennt, so daß ein Gasaustritt zwischen den Arbeitskammern verhindert werden kann.
- Beim Verdichter mit oben beschriebenen Aufbau ist die Nut 30 in der Walze 24 so ausgebildet, daß sich ihre Steigungen mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders 20 allmählich verkleinern. Die Volumina der Arbeitskammern 34, die durch den Flügelsteg 32 voneinander getrennt sind, verkleinern sich mithin allmählich bzw. fortlaufend mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite. Infolgedessen kann das Kältemittelgas verdichtet werden, während es von der Ansaugseite des Zylinders 20 zur Austragseite überführt oder gefördert wird. Da das Kältemittelgas bei seiner Förderung und Verdichtung in der (betreffenden) Arbeitskammer 34 eingeschlossen ist, kann es mit hohem Wirkungsgrad verdichtet werden, auch wenn an der Austragseite des Verdichters kein Austragventil vorgesehen ist.
- Da keine Notwendigkeit für ein Austragventil besteht, kann die Zahl der Bauteile des Verdichters verkleinert sein, so daß der Verdichter selbst einen einfacheren Aufbau aufweisen kann. Weiterhin wird der Rotor 18 des Elektromotorabschnitts 12 vom Zylinder 20 des Verdichterabschnitts 14 getragen. Es ist daher unnötig, eine exklusiv zugeordnete drehbare Welle oder ein Lager für die Lagerung des Rotors vorzusehen. Die Zahl der erforderlichen Bauteile kann daher weiter verkleinert sein, so daß damit der Aufbau des Verdichters noch weiter vereinfacht sein kann.
- Im Betrieb des Verdichters wird darüber hinaus ein Öldruck in den Raum zwischen dem Flügelsteg 32 und der Sohle der Nut 30 eingeleitet, wodurch der Flügelsteg ständig an die Innenumfangsfläche des Zylinders 20 angedrückt wird. Dabei rotiert der Flügelsteg 32 in der Weise, daß seine Außenumfangsfläche ständig in inniger Berührung mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 20 steht. Benachbarte Arbeitskammern 34 können daher sicher voneinander getrennt sein, um einen Gasaustritt bzw. eine Gasleckage zwischen ihnen zu vermeiden. Infolgedessen kann das Gas wirksam oder mit hohem Wirkungsgrad verdichtet werden. Der an die Innenumfangsfläche des Zylinders 20 angedrückte Flügelsteg 32 kann sich darüber hinaus gleichmäßig oder zügig in der Nut 30 in Radialrichtung des Zylinders verschieben und dessen Innenumfangsfläche nachfolgen, auch wenn die Fertigungsgenauigkeit der Bauteile, z.B. Rechtwinkeligkeit des Flügelstegs, nicht sehr hoch ist. Auf diese Weise können Fertigung und Montage der Bauteile vereinfacht werden.
- Die Schmierung und Abdichtung zwischen der Innenumfangsfläche der Nut 30 und dem Flügelsteg 32 kann durch Zuspeisung von Hochdruck-Schmieröl in den Raum zwischen dem Flügelsteg und der Sohle der Nut 30 bewirkt werden. Da dieser Zwischenraum schraubenförmig oder wendelförmig längs der Nut 30 verläuft, wirkt er als Hydraulikpumpe, die das Schmieröl zu anderen gleitenden Abschnitten zuspeisen kann.
- Der Zylinder 20 und die drehbare Walze 24 stehen miteinander in Berührung, während sie in gleicher Richtung rotieren. Demzufolge ist die Reibung zwischen diesen beiden Elementen so klein, daß sie gleichmäßig bzw. zügig mit weniger Schwingung und weniger Geräuschentwicklung rotieren können.
- Die Förderleistung des Verdichters hängt von der ersten Steigung des Flügelstegs 32 ab, d.h. vom Volumen der Arbeitskammer 34, die sich am ansaugseitigen Ende des Zylinders 20 befindet. Bei der vorliegenden Ausführungsform verkleinern sich die Steigungen des Flügelstegs 32 mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders 20 fortlaufend. Wenn die Zahl der Windungen des Flügelstegs 32 festgelegt ist, kann daher die erste Steigung des Flügelstegs und damit die Förderleistung des Verdichters gemäß dieser Ausführungsform größer eingestellt werden als diejenige eines Verdichters, dessen Flügelsteg über die Gesamtlänge seiner drehbaren Walze hinweg regelmäßige Steigungen aufweist. Mit anderen Worten: es kann damit ein Hochleistungsverdichter realisiert werden.
- Wenn die Zahl der Windungen des Flügelstegs 32 vergrößert wird, verringert sich, obgleich dabei die Förderleistung reduziert ist, der Druckunterschied zwischen je zwei benachbarten Arbeitskammern im umgekehrten Verhältnis. Dabei wird die Größe des Gasaustritts zwischen den Arbeitskammern verkleinert, so daß infolgedessen der Verdichtungswirkungsgrad verbessert oder erhöht wird.
- Fig. 7 veranschaulicht einen Verdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- Bei dieser Ausführungsform sind ein Elektromotorabschnitt 12 und ein Verdichterabschnitt 14 im Gehäuse 10 waagerecht angeordnet. Im mittleren Abschnitt des Gehäuses 10 befindet sich ein Lager 22a, so daß der Innenraum des Gehäüses durch das Lager 22a luftdicht in zwei Kammern für die Abschnitte 12 und 14 unterteilt ist. Eine sich waagerecht erstreckende drehbare Welle 48 ist durch das Lager 22a drehbar gelagert. Ein Rotor 18 des Motorabschnitts 12 ist koaxial am rechten Endabschnitt der Welle 48 befestigt und im Inneren des Stators 16 angeordnet.
- Das rechte Ende der drehbaren Walze 24 ist koaxial am linken Ende der (drehbaren) Welle 48 befestigt. Das linke Ende der Walze 24 ist durch ein Lager 22b drehbar gelagert, das an der Innenfläche des Gehäuses 10 befestigt ist. Wie bei der ersten Ausführungsform ist die Walze 24 in ihrer Außenumfangsfläche bzw. Mantelfläche mit einer wendelförmigen Nut versehen, deren Steigungen sich mit zunehmendem Abstand vom rechten Ende der Walze allmählich oder fortlaufend verengen. In diese Nut ist ein schraubenförmiger oder wendelförmiger Flügelsteg 32 eingepaßt. An der Außenseite der Walze 24 erstreckt sich der Zylinder 20 längs deren Achse. Die beiden Enden des Zylinders 20 sind jeweils durch die Lager 22a und 22b drehbar gelagert. Die Mittelachse B des Zylinders 20 ist mit einer Exzentrizität e gegenüber der Mittelachse A der Walze 24 angeordnet.
- Im Lager 22a ist eine Ansaugbohrung 36 ausgebildet, die in den rechten oder ansaugseitigen Endabschnitt des Zylinders 20 einmündet. Bei dieser Ausführungsform ist die Austragbohrung 40 an bzw. im austragseitigen Endabschnitt des Zylinders 20 so geformt, daß sie die jeweiligen Innenräume des Zylinders und des Gehäuses 10 miteinander verbindet. Wenn der Druck im Inneren des Gehäuses 10 ansteigt, wird darin enthaltenes Hochdruckgas anstelle von Schmieröl unmittelbar in den Raum zwischen dem Flügelsteg 32 und der Sohle der Nut 30 über den Durchgang 44 und einen in der Walze 24 ausgebildeten Druckeinleitdurchgang eingeleitet.
- Die sonstige Ausgestaltung der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform, weshalb in allen Zeichnungen zur Vereinfachung der Darstellung gleiche Bezugsziffern für die Bezeichnung gleicher Abschnitte oder Bauteile benutzt werden.
- Aufgrund dieses Aufbaus kann der Verdichter gemäß der zweiten Ausführungsform, ebenso wie der Verdichter gemäß der ersten Ausführungsform, bei vereinfachter Ausgestaltung das Gas wirksam verdichten.
- Abgesehen von in Kühl- oder Kältekreisläufen verwendeten Verdichtern ist die Erfindung auch auf Verdichter verschiedener anderer Arten anwendbar. Außerdem sind die Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf den Typ beschränkt, bei dem ein Verdichterabschnitt und ein Elektromotorabschnitt in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet sind, vielmehr können diese Verdichter auch vom sogenannten offenen Typ sein, bei dem Rohrleitungen unmittelbar an eine Ansaugbohrung bzw. eine Austragbohrung angeschlossen sind.
Claims (1)
1. Fluidverdichter, umfassend:
einen Zylinder (20) mit einem ansaugseitigen und einem
austragseitigen Ende,
einen im Zylinder sich in dessen Axialrichtung und
exzentrisch dazu erstreckend angeordneten säulenförmigen
Drehkörper (24), der relativ zum Zylinder drehbar ist,
während ein Teil des Drehkörpers mit der
Innenumfangsfläche des Zylinders in Berührung steht, wobei der
Drehkörper an bzw. in seiner Mantelfläche eine wendelförmige Nut
(30) aufweist, deren Steigungen sich mit zunehmendem
Abstand vom ansaugseitigen Ende des Zylinders (20)
allmählich oder fortlaufend verkleinern,
einen in die Nut so eingepaßten schrauben- oder
wendelförmigen Flügelsteg (32), daß er im wesentlichen in der
Radialrichtung des Drehkörpers verschiebbar ist, wobei
der Flügelsteg eine mit der Innenumfangsfläche des
Zylinders in inniger Berührung stehende Außenumfangsfläche
aufweist und den Raum zwischen der Innenumfangsfläche
des Zylinders und der Mantelfläche des Drehkörpers in
eine Anzahl von Arbeitskammern (34) unterteilt, deren
Volumina sich mit zunehmendem Abstand vom ansaugseitigen
Ende des Zylinders (20) fortlaufend verkleinern, und
eine Antriebseinrichtung für eine Relativdrehung von
Zylinder und Drehkörper zum fortlaufenden Fördern eines
am ansaugseitigen Ende des Zylinders in diesen
eingeführten Fluids über die Arbeitskammern zum austragseitigen
Ende des Zylinders,
dadurch gekennzeichnet, daß
die wendelförmige Nut (30) und der Flügelsteg (32)
drei oder mehr Windungen aufweisen.
2. Verdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine Druckbeaufschlagungseinrichtung zum
Druckbeaufschlagen des Raums zwischen dem Flügelsteg (32) und
der Sohle der Nut (30) zum Andrücken des Flügelstegs
gegen die Innenumfangsfläche des Zylinders (20).
3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein
Mittel zum Zuspeisen von unter Druck stehendem Öl in
den Raum zwischen dem Flügelsteg (32) und der Sohle der
Nut (30) aufweist.
4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zuspeisemittel einen im Drehkörper (24)
ausgebildeten Öldruckeinleitdurchgang (42) und ein
Führungsmittel (44) zum Einführen des unter Druck stehenden
Öls in den Öldruckeinleitdurchgang umfaßt, wobei der
Öldruckeinleitdurchgang mit dem einen Ende am einen Ende
des Drehkörpers und mit dem anderen Ende an der Sohle
der Nut (30) mündet.
5. Verdichter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
ein die Antriebseinrichtung (12) und den Zylinder (20)
enthaltendes geschlossenes Gehäuse (10) und ein Mittel zum
Austragen des zum austragseitigen Ende des Zylinders
geförderten Fluids in das geschlossene Gehäuse, sowie
dadurch gekennzeichnet, daß das Zuspeisemittel in einem
unteren oder Bodenabschnitt des geschlossenen Gehäuses
(10) gespeichertes Schmieröl (41) aufweist und das
Führungsmittel einen Führungsdurchgang (44) aufweist,
dessen eines Ende mit dem Öldruckeinleitdurchgang (42)
kommuniziert, während sein anderes Ende in das
Schmieröl mündet.
16. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagungseinrichtung ein Mittel
zum Zuspeisen eines Hochdruckgases in den Raum zwischen
dem Flügelsteg und der Sohle der Nut aufweist.
7. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Zuspeisemittel einen im Drehkörper
(24) ausgebildeten Druckeinleitdurchgang (42) und ein
Führungsmittel zum Einführen eines Teils des zur
Arbeitskammer am austragseitigen Ende des Zylinders durch die
Antriebseinrichtung geförderten Fluids in den
Druckeinleitdurchgang aufweist, wobei der Druckeinleitdurchgang mit
dem einen Ende am einen Ende des Drehkörpers und mit
dem anderen Ende an der Sohle der Nut (30) mündet.
8. Verdichter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
ein geschlossenes Gehäuse (10), welches die
Antriebseinrichtung (12) und den Zylinder enthält, und ein Mittel zum
Austragen des zum austragseitigen Ende des Zylinders
geförderten Fluids in das geschlossene Gehäuse, sowie dadurch
gekennzeichnet, daß das Führungsmittel einen
Führungsdurchgang aufweist, dessen eines Ende mit dem einen Ende
des Druckeinleitdurchgangs (42) kommuniziert, während
sein anderes Ende in das geschlossene Gehäuse mündet, um
einen Teil des in das geschlossene Gehäuse ausgetragenen
Fluids in den Druckeinleitdurchgang einzuführen.
9. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen
Elektromotorabschnitt (12) zum Drehen des Zylinders (20) und eine
Einrichtung zum Übertragen der Drehantriebskraft des
Zylinders auf den Drehkörper (24), um den Drehkörper synchron
mit dem Zylinder zu drehen, umfaßt.
10. Verdichter nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Elektromotorabschnitt (12) einen an
der Mantelfläche des Zylinders (20) befestigten Rotor
(18) und einen an der Außenseite des Rotors angeordneten
Stator (16) umfaßt.
11. Verdichter nach Anspruch 10, gekennzeichnet
durch erste und zweite Lager (22a, 22b) zur drehbaren
Lagerung der ansaug- bzw. austragseitigen Enden des
Zylinders (20), sowie dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehkörper (24) zwei jeweils durch erstes bzw. zweites
Lager drehbar gelagerte Endabschnitte aufweist.
12. Verdichter nach Anspruch 11, gekennzeichnet
durch ein geschlossenes Gehäuse (10), welches den
Zylinder (20), den Elektromotorabschnitt (12) sowie die ersten
und zweiten Lager (22a, 22b) enthält, eine Ansaugbohrung
(36), deren eines Ende in das Innere des ansaugseitigen
Endabschnitts des Zylinders und deren anderes Ende zur
Außenseite des geschlossenen Gehäuses hin mündet, und
eine Austragbohrung (40), deren eines Ende in das Innere
des austragseitigen Endabschnitts des Zylinders und deren
anderes Ende in das Innere des geschlossenen Gehäuses
mündet.
13. Verdichter nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansaugbohrung (36) im ersten Lager (22a)
ausgebildet ist.
14. Verdichter nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Austragbohrung (40) im zweiten Lager
(22b) ausgebildet ist.
15. Verdichter nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Austragbohrung (40) im Zylinder (20)
ausgebildet ist.
16. Verdichter nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung eine in der
Mantelfläche des Drehkörpers (24) ausgebildete
Eingreif-Nut (26) und einen von der Innenumfangsfläche des
Zylinders (20) abstehenden und in die Eingreif-Nut
eingreifenden und dabei in der Radialrichtung des Zylinders
verschiebbaren Vorsprungabschnitt (28) aufweist.
17. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung eine koaxial mit
dem Drehkörper (24) gekoppelte drehbare Welle (48) und
einen Elektromotorabschnitt (12) zum Drehen der
drehbaren Welle umfaßt.
18. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die wendelförmige Nut (30) und der
Flügelsteg (32) vier oder mehr Windungen aufweisen.
19. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der wendelförmige Flügelsteg (32) aus
einem Fluorkunststoff geformt ist.
20. Fluidverdichter nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einspeisen von unter Druck
stehendem Fluid in den Raum zwischen dem Flügelsteg (32)
und der Sohle der Nut (30), um den Flügelsteg in
Richtung auf die Innenumfangsfläche des Zylinders (20) zu
drücken.
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