DE4444535A1 - Lagerung der Rotoren von Schraubenverdichtern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Lagerung von Schraubenverdichterrotoren und deren Schmierung und ist insbesondere für Verdichter zum Verdichten von Wasserdampf geeignet.

Schraubenverdichter, die für die Verdichtung von Wasserdampf speziell ausgerüstet sind, sind bisher nicht bekannt.

Bekannt sind Schraubenverdichterrotoren für Kältemittel- und Prozeßverdichter, die als massive, das Rotorprofil tragende Zylinder ausgebildet sind. Die stirnseitigen Wellenstümp­ fe werden in stirnseitigen Gehäusedeckeln in Gleit- oder Wälzlagern gelagert. Solche Ver­ dichter arbeiten in hohen Druckbereichen.

Zur Kühlung, Schmierung und Spaltandichtung der Rotoren wird Öl oder Wasser in den Verdichtungsraum eingespritzt. Die Schmierung der Lager erfolgt meistens durch Drucköl über Ölkanäle. Die Schmierung der saugseitigen Lager bekannter Schraubenverdichter­ konstruktionen hat den Nachteil, daß das Schmieröl in den Saugraum gelangt, was beson­ ders bei Kältemittelverdichtern durch das ausdampfende Kältemittel den Wirkungsgrad der Maschine verschlechtert. Lager für Schraubenverdichterrotoren bisher bekannter Verdich­ terausführungen benötigen zur Aufnahme der Radial- und Axialkräfte eine nicht unerhebli­ che Baulänge der Wellenzapfen. Durch die Lagerkonstruktion wird die Baugröße des Ver­ dichters wesentlich bestimmt, wie beispielsweise in der DE-OS 31 11 834 dargestellt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lagerung der Rotoren von Schraubenverdichtern so zu gestalten, daß deren Baugröße verringert, eine kostengünstige Fertigung erreicht und da­ bei die Lebensdauer der Lager erhöht wird. Außerdem soll verhindert werden, daß durch Eintritt von Schmiermittel in den Saugraum eine Verschlechterung des Wirkungsgrades eintritt.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst. In den Unteransprüchen sind besonders günstige Ausgestaltungen beschrieben.

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Abbildung zeigt eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäß gelagerten Rotor eines Schrau­ benverdichters.

In dem Gehäuse 1 sind die Rotoren 2 so angeordnet, daß sich die Lagerung im Inneren der Rotoren 2 befindet, was zu einer erheblichen Verkürzung der Baulänge führt.

Die Lagerbuchsen 12 und 13 sind in den hohlen Rotor 2 eingepreßt. Die Lagerdeckel 3 und 4 besitzen zylinderförmige Lagerzapfen, die in den hohlen Rotor 2 hineinragen. Auf den Lagerzapfen sind die Lagerschalen 11 und 14 festsitzend angebracht. Die Lagerbuchsen können entfallen, wenn der Rotor aus einem Material hergestellt ist, das sich als Lagerma­ terial eignet. In diesem Fall können die Rotoren 2 direkt auf den Lagerschalen gleiten. Das Schmiermittel wird der Gleitpaarung über die Bohrung 7 und 15 und die Schmierspalte 6 und 17 zugeführt. Das aus den Schmierspalten austretende Schmiermittel sammelt sich im Rotorhohlraum 19, trägt zur Kühlung der Rotoren bei und verläßt den Schraubenverdichter über die Bohrung 8 und 16. Ein auf dem Lagerzapfen gegen Drehung gesicherter Gleitring 10 wird durch Federn 18 gegen die Lagerbuchse 12 gedrückt und dichtet die Lagerpaarung vom Saugraum 5 gegen Schmiermitteleintritt in radialer Richtung zuverlässig ab. In axialer Richtung wird die Abdichtung durch den Rundring 9 erreicht. Auf diese Weise wird verhin­ dert, daß gasvermischtes Öl bei der Kältemittelverdichtung oder Wasser bei der Luft- oder Wasserdampfverdichtung in den Ansaugraum gelangt und der Gasanteil bzw. das ver­ dampfende Wasser den Ansaugraum anfüllt und damit den Ansaugvolumenstrom vermin­ dert. Die Rotoren 2 sind in axialer Richtung frei beweglich und werden durch die Federn 18 und 20 fixiert. Federkraft und Bauteilabmessung sind so aufeinander abgestimmt, daß die Federn 18 der Axialkraft entgegenwirken, jedoch die axiale Bewegung des Rotors in Rich­ tung des druckseitigen Lagerdeckels durch die feststehende Lagerschale 11 begrenzt wird, so daß ein minimaler Stirnspalt 21 zwischen Rotor 2 und Lagerdeckel 3 erhalten bleibt. Überwiegen Axialkraft und die Kraft der Feder 20, bedingt durch die Betriebsparameter ge­ genüber der Kraft der Feder 18, wird die Rotorbewegung in Richtung saugseitigen Lager­ deckel 4 durch einen ringförmigen Absatz der Lagerbuchse 12 begrenzt. Durch die schwimmende Lagerung der Rotoren wird durch einfache Bauweise ein optimaler Axial­ kraftausgleich und eine hohe Lebensdauer der Gleislagerpaarung erreicht.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Rotor
3 Lagerdeckel
4 Lagerdeckel
5 Saugraum
6 Schmierspalt
7 Bohrung
8 Bohrung
9 Rundring
10 Gleitring
11 Lagerschale
12 Lagerbuchse
13 Lagerbuchse
14 Lagerschale
15 Bohrung
16 Bohrung
17 Schmierspalt
18 Feder
19 Rotorhohlraum
20 Feder
21 Stirnspalt

Claims (5)

1. Lagerung der Rotoren von Schraubenverdichtern, vorzugsweise für die Verdichtung von Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren (2) konzentrische Rotor­ hohlräume (19) besitzen, die stirnseitig mit eingepreßten Lagerbuchsen (12, 13) verse­ hen sind und daß die Lagerbuchsen (12, 13) auf an den Gehäusedeckeln (3, 4) befind­ lichen Lagerzapfen geführt werden und in den Gehäusedeckeln (3, 4) Bohrungen (7, 15) und Schmierspalte (6, 17) für die Schmiermittelzuführung angebracht sind und die konzentrischen Rotorhohlräume (19) als Schmiermittelsammelräume dienen.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugraum (5) zur Ver­ meidung des Eintritts von Schmiermittel durch einen Gleitring (10) abgedichtet ist, der durch Federn (18) gegen die Lagerbuchse (12) gedrückt wird.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Gehäusedeckeln (3, 4) Bohrungen (8, 16) zur Abführung des Schmiermittels aus dem Schmiermittel­ sammelraum befinden.

4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerbuchse (12) ei­ nen ringförmigen Absatz zur Aufnahme der Axialkräfte besitzt.

5. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Druckseite der Stirn­ spalt (21) durch Federn (20) fixiert wird.