DE4426761C2 - Schraubenverdichter - Google Patents

Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung betrifft einen Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden schraubenförmigen Rotoren, die in einem Gehäuse gelagert sind, welches aus einer schraubenrotorenumschließenden Mantelwand und Endwänden besteht und mit einem Niederdruckeinlass und einem Hochdruckauslass ausgestaltet ist.

Nach dem Stand der Technik sind Schraubenverdichter bekannt, zum Beispiel aus der US-PS 3 241 744, bei denen die Einlassöffnung radial außerhalb der beiden Schraubenrotoren angeordnet ist und die durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildete Ansaugkammern vollständig überdeckt, so dass jeder Teil der zu füllenden Ansaugkammern, die durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildet werden, radial direkt mit der Einlassöffnung in Verbindung stehen, bis infolge der Rotation der Schraubenrotoren eine begrenzende Kante der Einlassöffnung die Verbindung zur jeweiligen Ansaugkammer des Rotors schließt. Die bei dieser Ausführung angeordnete Einlassöffnung überdeckt einen großen Teil der Schraubenrotoren in einem relativ großen Abstand von der Eingriffzone. Der Nachteil bei dieser Anordnung der Einlassöffnung besteht darin, dass eine relativ gute Füllung der Ansaugkammern des Rotorprofils nur bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten erfolgen kann. Bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten wird das angesaugte Medium infolge der auftretenden Zentrifugalkraft aus den Zahnlücken des Rotorprofils geschleudert, wodurch sich der Füllungsgrad, der durch die Zahnlücken gebildeten Ansaugkammer, erheblich verschlechtert.

Bei einer weiteren Ausführung nach DE 32 33 322 C2 sind im Bereich der radialen Einlassöffnung am Umfang der Einlassöffnung eng am Rotorprofil anliegende begrenzende Einlasskanten angeordnet. Diese Art der Ausführung verringert zwar die durch die Zentrifugalkraft auftretenden Füllungsverluste, aber die infolge der Verwirbelung des Ansaugmediums auftretende Reibungsverluste bleiben auch bei dieser Ausführung im vollem Umfang bestehen.

Bei der Ausführung nach US-PS 3 241 744 wird der Versuch unternommen, den Füllungsgrad der Ansaugkammern dadurch zu verbessern, dass man die Einlassöffnung des zu verdichtenden Mediums axial zu Rotoren vorsieht. Das zu verdichtende Medium wird den Zahnlücken der Schraubenrotoren auf einem Radius zugeführt, dessen Mittelwert kleiner ist als der größte Radius der Schraubenrotoren, so dass die Wirkung der Zentrifugalkraft, die das Medium weiter durch die Einlassöffnung herauszudrängen versucht, geringer wird. Durch diese Art der Zuführung ist durch die Einschnürung eine Reibungsverlusthürde angeordnet, die ein Füllen der Zahnlücken der Schraubenrotoren erheblich verschlechtert, insbesondere infolge der entstehenden Verwirbelung des Mediums bei hohen Umfangs­ geschwindigkeiten. Bei einer weiteren axial angeordneten Zuführung des zu verdichtenden Mediums zu den Schraubenrotoren nach DE 31 20 943 A1 wird eine durchgehende radiale Erweiterung des Füllungsbereiches der Schraubenrotoren aufnehmenden Bohrungen mit einer Erweiterung der axialen Einlassöffnung über den größten Radius der Schraubenrotoren hinaus, gekoppelt.

Unvermeidbar sind auch bei dieser Ausführung die Füllungsverluste durch die turbulente Strömung des zu komprimierenden Mediums und damit verbunden eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Maschine.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schraubenverdichter der angegebenen Art zu schaffen, der einen größeren Wirkungsgrad hat als der, der bei den eingangs beschriebenen Verdichtern erzielt worden ist. Daneben sollen Strömungsverluste verhindert werden und ein hoher Füllungsgrad, der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildeten Ansaugkammern, erreicht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im axialen Füllungsbereich der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren gebildeten Ansaugkammern in der Bohrungserweiterung der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand Strömungsleitrippen angeordnet sind.

Die Strömungsleitrippen erstrecken sich über das Schraubenrotorenansaugende hinaus in den Saugbereich des mediumzuführenden Gehäuseteils. Beginnend werden die Strömungsleitrippen am Anfang des Füllungsbereiches der Ansaugkammern annähernd rechtwinklig zu den äußeren Dichtleisten des Zahnkopfes der Schraubenrotoren gebildet. Sie werden weiter allmählich gekrümmt bis zum Ende des Füllungsbereiches der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand. Dort enden sie annähernd parallel zu den Schraubenrotorenachsen. Die Räume zwischen den Strömungsleitrippen sind mit einem spitzen und radial zur Zahnlücke der Rotoren verjüngenden Auslauf versehen. Diese im Füllungsbereich der Ansaugkammern der Schraubenrotoren in der Bohrungserweiterung des Gehäuses angeordneten Strömungsleitrippen wirken hemmend auf die Verwirbelung des angesaugten Mediums und mindern dadurch die Reibungsverluste, verbessern das Füllen der Ansaugkammern der Schraubenrotoren und leiten das angesaugte Medium in axialer Richtung in Richtung Hochdruckseite. Durch die Verminderung der inneren Reibungsverluste des angesaugten Mediums und infolge der Verbesserung der Füllung der durch die Zahnlücken gebildeten Ansaugkammern der Schraubenrotoren und durch die Führung des angesaugten Mediums Richtung Hochdruckseite des Schraubenverdichters ist zwangsweise ein erhöhter spezifischer Volumenstrom gegeben, was gleichzeitig eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Schraubenverdichters bedeutet.

Nachstehend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schraubenverdichters anhand von Figuren erläutert:

Die Fig. 1 zeigt in einem Gehäuselängsschnitt die Anordnung der Strömungsleitrippen im Schraubenverdichter.

Die Fig. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht die Anordnung der Strömungsleitrippen in der Bohrungserweiterung.

Die Fig. 3 zeigt den Verlauf der angeordneten Strömungsleitrippen in einer Abwicklung des schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteiles.

In einem nach Fig. 1 dargestellten Gehäuselängsschnittes sind die Schraubenrotoren 1 in den schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteil 2 angeordnet. Die Zuführung des zu verdichtenden Mediums erfolgt über das saugseitige Gehäuseteil 3 und über die Ansaugöffnung 9.

Anschließend an die Ansaugöffnung 9 ist in den schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteil 2 die Bohrungserweiterung 4 eingebracht. Die Strömungsleitrippen 5 sind im Bereich der Bohrungserweiterung 4 am Umfang (siehe Bild 2) verteilt und über das saugseitige Ende der Schraubenrotoren 1 hinaus in das saugseitige Gehäuseteil 3 hinein angeordnet. Der Verlauf der Strömungsleitrippen 5 in axialer Richtung ist aus der Fig. 3 ersichtlich. Die Strömungsleitrippen 5 haben am Anfang der Schraubenrotoren 1 eine annähernd rechtwinklige Anordnung zu den Dichtleisten des Zahnkopfes der Schraubenrotoren und nehmen zum Ende der Bohrungs­ erweiterung 4 einen zu der Rotordrehachse parallelen Verlauf an. Zum Ende der Bohrungserweiterung 4 im Gehäuseteil 2 werden die durch die Strömungsleitrippen 5 gebildeten Zwischenräume 10 mit einem spitzen, verjüngenden Auslauf 8 versehen. Das zu verdichtende Medium wird fortlaufend durch die von den Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7 permanent durch die Rotation der Schraubenrotoren 1 angesaugt und komprimiert. Die angeordneten Strömungs­ leitrippen 5 wirken weitestgehend verhindernd auf die Bildung von Verwirbelungen im angesaugten Medium im Füllungsbereich der Ansaugkammern 7. Das angesaugte Medium wird durch die Strömungsleitrippen 5 und durch das Zahnprofil der Schraubenrotoren 1 infolge der durch die Rotation entstehenden Saugwirkung in Richtung Druckseite bewegt. Weiterhin wird durch die Strömungsleitrippen 5 ein Zurückströmen des angesaugten Mediums im Füllungsbereich der Ansaugkammern 7 in der Bohrungserweiterung der schraubenrotorenumschließenden Mantelwand in Richtung Füllungsbeginn weitestgehend verhindert und damit Strömungs- und Reibungsverluste erheblich reduziert. Im Vergleich zu andern Ausführungen ist dadurch eine bessere Füllung der durch die Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7 gewährleistet, was zur Steigerung des Wirkungsgrades der Schraubenmaschine führt.

Claims (3)

1. Schraubenverdichter mit zwei ineinandergreifenden Schraubenrotoren, die in einem Gehäuse gelagert sind, welches aus einer schraubenrotorenumschließenden Mantelwand und zwei Endwänden besteht, mit einem Niederdruckeinlass und einem Hochdruckauslass versehen, gekennzeichnet dadurch, dass im Füllungsbereich der durch Zahnlücken der Schraubenrotoren 1 gebildeten Ansaugkammern 7, in der Bohrungserweiterung 4 des schraubenrotorenumschließenden Gehäuseteiles 2 des Schraubenverdichters, am Umfang der Bohrungserweiterung verteilt, mehrere Strömungsleitrippen 5 zur Verminderung der Verwirbelung des angesaugten zu verdichtenden Mediums angeordnet sind und die angeordneten Strömungsleitrippen am Anfang des Füllungsbereiches der Ansaugkammern 7 annähernd rechtwinklig zu den äußeren Dichtkanten des Zahnkopfes des Schraubenrotorprofiles verlaufen, fortlaufend gekrümmt sind und bis zum Ende des Füllungsbereiches der Ansaugkammern 7 annähernd parallel zur Rotationsachse der Schraubenrotoren 1 auslaufen.

2. Schraubenverdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die in den Ansaugkammern 7 der Schraubenrotoren 1 angeordneten Strömungsleitrippen vorzugsweise über das saugseitige Ende der Schraubenrotoren 1 hinaus in das saugseitige Gehäuseteil 3 des Niederdruckeinlasses fortlaufend in Richtung Ansaugöffnung 9 verlängert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, dass die am Ende der in der schraubenumschließenden Mantelwand, in der Bohrungserweiterung 4, angeordneten Zwischenräume 10 zwischen den benachbarten Strömungsleitrippen 5, durch eine Verbreiterung des Querschnittes der Strömungsleitrippen 5, mit einem spitzen, verjüngenden Auslauf 8 versehen sind.