专利名称：侧通道压缩机以及外壳罩和用于此的转轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及压缩机，尤其是侧通道压缩机和用于它的转轮。
例如由WO 00/68577 A1已知有按照独立权利要求的前序部分所述的侧通道压缩机、外壳罩和转轮。
在侧通道压缩机中外壳和转轮包围通道。在转轮上设置有叶片，它们伸入到通道里，但并不完全占满这通道。在转轮的旋转方向上看设有一个至通道的入口，后面有一个通道的出口。通道包括两个部段，也就是一个被转轮的叶片经过的部段，及不被叶片经过的侧通道。在入口和出口之间设有一个中断器，它将侧通道封闭。中断器的有效长度必须略长于叶片间距。在侧通道和通道的其余部分之间的界面往往是一个垂直于转轮旋转轴线的平面或者一个圆锥表面，其轴线与转轮的旋转轴线重合。
一种流体往往是气体，尤其是空气通过这入口流入通道里。一部分流体分子通过转轮在切线方向上被携带。由于离心力使所考察的流体分子也径向向外加速并因此从叶片里流出进入侧通道里。那里使它们在转轮的方向上转向并通过转轮而继续加速。因此使流体分子在一个环面状弯曲的螺旋槽上从入口输送到出口，其中流体里的压力升高。中断器应该使从出口拖带至入口的流体量最小化。
由DE 42 39 814 C2公开了一种降噪音的侧通道压缩机。通过如下方法实现降噪入口孔的通流断面既小于入口支管的断面也小于侧通道的断面，而且在不同横断面之间的过渡是连续的。该文献的
图1表示了一个外壳，其具有外筋板。
DE 26 10 273 C3涉及到使叶片室容积与叶片体积加上叶片室容积之和的比例最优化。这样减少了越过中断器的拖带的气体量并因此改善了效率。
DE 199 55955 A1同样也涉及到侧通道压缩机效率的改善。结构方面的变化只涉及到叶片。
要求DE19921785A1的优先权的WO 00/68577A1(＝EP1177384A1)同样也涉及到侧通道机效率的改善。为此目的公开了一系列的迷宫密封有于密封在转轮和外壳之间的间隙。
发明的任务是提出一种成本有利的侧通道压缩机。
此任务通过独立权利要求所述的方案来解决。
发明的优选实施形式见从属权利要求。
成本的节省尤其是通过一种构造来达到，在此构造中外壳可以由一个件，也就是外壳罩组成，它包含有侧通道。
一个相对于外壳罩密封的，作成平面的盖减少了通过外面环形密封位置的泄漏流，保护转轮防止接触并保护转轮被接触。
碟簧-螺母系统可以实现对两个环形密封位置的两个间隙尺寸的调整，从而在制造时可以以较高的公差工作并使间隙损失尽管如此仍保持在范围内。这尤其是在生产小的侧通道压缩机时重要的，这些压缩机必须比商业通用的侧通道压缩机提供较小的气流并因此预期其结构形式较小。
将碟形弹簧-螺母系统直接固定在电动机轴上就节省了在转轮和外壳罩之间的附加的支承。
例如借助于摆动盘通过弹簧和螺栓使电动机固定在外壳罩上可以与一种碟簧螺母系统相比实现对间隙尺寸的更加准确的调整设定。
侧通道压缩机的冷却可以按简单的方式通过将风扇轮固定在电动机轴的背离转轮的端部上来改善。
在侧通道压缩机的外壳罩上的蜂窝结构改善了外壳罩的刚性并当侧通道压缩机的蜂窝结构向上被装配时，可以附带起到冷却板的作用。除此之外蜂窝结构在给定的刚性下降低，外壳罩的重量并减少了加工外壳罩的材料消耗。
在功能叶片之间的中间叶片减少了噪音，而并不影响侧通道压缩机的输送能力。
以下参照附图对发明的一个优选的实施形式详细加以详明。所示为图1具有强制对流的一种侧通道压缩机的一个剖视图；图2图1所示的具有强制对流的侧通道压缩机的立体图；图3具有死体积腔室密封的一个通道；图4用于调整轴向间隙的一种碟簧-螺母-系统；图5碟簧螺母系统的第二实施形式；图6碟簧-螺母系统的第三实施形式；
图7具有摆动装置的侧通道压缩机的一个剖视图；图8图7所示摆动装置的细部图；图9具有一个外壳的侧通道压缩机，外壳具有一种稳定化的蜂窝结构；图10具有一个外壳的侧通道压缩机，外壳由一个挤压冷却体制成；图11具有辅助叶片的转轮。
图1表示了一个按照本发明的侧通道压缩机1的一个剖视图。通道位于转轮3和外壳罩2之间在Y部位里，其放大表示于图3中。电动机4的外壳可以直接固定在外壳罩2上。转轮3通过一个碟簧-螺母系统在Z部位里固定在电动机轴上。部位Z在图4中放大表示出。盖5用螺钉6固定在外壳罩2上并防止这以大于10000转/分钟旋转的转轮3被接触。
盖5相对于外壳罩2可以是密封的。这减少了外密封位置32的泄漏。在转轮3和盖5之间的空间里形成一个压力，它在入口处压力和出口处压力之间。若由此出发，即入口处压力大致对应于环境压力，那么盖5就减小了紧靠出口前的密封位置32上的压差，这相应减小了泄漏流。
为了使盖5可以是一种尽可能简单的构件，这个构件例如可以由板冲压或切割成，外壳罩2具有一个边缘10。外壳罩2具有通道、密封位置、冷却筋以及入口和出口，反正是一个复杂的构件。
外壳罩2设有冷却筋7用于导热。为了进一步改善导热性能可以在电动机轴的背离转轮3的一边设有一个风机轮9。接风管8用于使得由风机轮9所输送的空气尽可能完全地吹过冷却筋7。接风管8可以被固定夹紧在冷却筋7里的缺口14里，这可以使接风管8方便地安装和拆卸。在另一种实施形式中也可以使接风管8粘结固定住。
取代这图1所示的轴向风机转轮9也可以应用一种径向风机转轮。在一种径向风机转轮中通常在二个盘之间设有叶片，其中一个盘被驱动，另一个盘有一个中心孔，通过此孔来抽吸空气。被驱动的盘的外半径大致比通风管8的内半径小二个盘的间距。带孔盘的外半径并不显著地小于通风管8的内径，而通风管8长度至少够得到带孔的盘并在带孔盘和通风管8之间保留窄的间隙。带孔盘的半径并非关键的，但可以例如选择其大小，使在带孔盘里的孔的面积例如正如在被驱动的盘和通风管8之间的净面积那样大。
表2表示了图1所示侧通道压缩机1的一个立体图。箭头指明冷空气被风机轮9抽吸，经通风管8引向冷却筋7并接着通过冷却筋7近似径向地向外流入周围环境。图2还表示了用于被转轮3输送的空气的一个入口11和一个出口12以及表示有一个固定耳13。
图3放大表示了部位Y。在两个密封位置31和32处转轮3和外壳罩2靠得特别近。在位于里面的密封位置31上例如设有一种死体积腔室密封33。此密封的目的是使流过转轮3和外壳罩2之间的密封间隙的气流尽可能产生涡流并因此使密封间隙的流动阻力尽可能大。应该尽可能没有进入下一个节流位置的流线。
如图3箭头所示，通道中的空气成顺时针方向旋转。为了防止这种环绕的气流，在密封间隙扩展至死体积腔室33之前，密封位置31处的密封间隙从通道起向左下延伸。换句话说选择密封的取向，使最高的突起面对着空气分子的运动方向。
死体积腔室具有一种大致为圆形的断面，其中一个较小的圆形扇段由转轮3切割，一个较大的圆形扇段由外壳罩2切割。对应于密封间隙的延伸泄漏气流从右上方流入死体积腔室，流过这个腔室并在对面侧上到达外壳罩2上。因此以及通过转轮3相对外壳罩2的运动使空气形成涡流，这促进了死体积腔室的密封作用。
死体积腔室密封33例如只表示于在内密封位置31处。它备选地或附带地可以设于外密封位置32上，基本与大致圆形的通道断面的中点成点对称。
图4表示部位Z的第一个实施形式的放大图。可见有转轮座41，它例如粘结在电动机轴40上或借助于压配合固定住。碟形弹簧42夹紧在转轮座41的凸缘和转轮3之间。在其另一侧由附加盘44和螺母43将转轮3压向碟形弹簧42。通过使螺母43相对于转轮座41的拧紧或松开将碟形弹簧42或多或少地压紧并使转轮3和外壳罩2之间的密封间隙减小或者加大。转轮3的导向首先由转轮3和转轮座41之间配合的质量来确定。转轮座41和转轮3可以形状配合连接地相互嵌入。形状配合连接可以通过凸起或削平来产生。
图5表示了部位Z的第二种实施形式。在此实施形式中没有附加盘。附加设有一个背紧螺母46，用于在运行时阻止无意中螺母43松开。转轮45具有一个凹缺用于螺母43，因此转轮45可以在装配时用作为螺母扳子。这凹缺可以是六角型，以便使转矩最佳地传递到螺母43上。凹缺也可以是矩形的，其中短的矩形边对应于螺母的板子开口度，而且其中凹缺的作用与一种叉形板子类似。更重要的是在螺母43和转轮45之间的形状配合连接与背紧螺母46一起用于使电动机轴40通过转轮座41将转矩可靠地传递到转轮45上并因此防止了滑脱。即使在这种实施形式中也在转轮座41和转轮45之间设有配合。
图6表示了部位Z的第三种实施形式。在这种实施形式中转轮48里的中心孔在下面部位里设有一个配合50，在上面部位里具有一个螺纹49，它代替了螺母43。在另一种实施形式中螺纹49也可以伸展到转轮48中整个中心孔上。
为了简化密封间隙的调整，电机轴40的背离转轮3的伸出超过电机外壳或风机轮9的端部设计成方形的、无边形的总之不设计成圆的。
图7表示了一种按照发明的侧通道压缩机的另一种实施形式的一个剖视图。在图7所示的侧通道压缩机中没装配有风机轮9和接风管8。但冷却筋7具有缺口14，因此使通风管8可以容易地插上。电机轴也向下伸出电机外壳，因此也可以套插上一个风机轮9。图8放大表示了值得注意的部位X。
图8表示了借助于一个摆动盘61使电动机4固定在外壳罩2上。即使在这种实施形式中转轮3也借助于一个转轮座64、一个附加盘65以及一个螺母66固定在电机轴60上。碟形弹簧不是必需的，用因为间隙大小可以通过调整螺钉63来调节，但可以附带地安装。电机外壳例如借助于粘结剂或螺钉直接固定在摆动盘61上。弹簧62克服调整螺钉63顶压摆动盘61并因此抑制间隙。摆动盘61、弹簧62以及调整螺钉63可以称作为摆动装置。
在另外一种未示出的实施形式中可以没有摆动盘61。调整螺钉63的头部停在外壳罩2里的阶梯孔里。电机外壳具有螺纹孔用于调整螺钉。弹簧62将电机外壳和外壳罩2逆着调整螺钉63相互分开地顶压，以便用来张紧并消除间隙。为了简化这个调整过程，转轮3在调整螺钉之上具有通孔，通过孔可以够到调整螺钉的头部。
图9表示了图7所示侧通道压缩机的一个立体图。尤其表示出了蜂窝结构71，它使外壳罩获得了附加的强度并在规定的强度下可以节省材料。若蜂窝结构71朝向上面，如这在图9中所示那样，从而可以使加热的空气上升，那么蜂窝结构就有助于冷却筋7的作用。
图10中表示了侧通道压缩机的另一种实施形式，其中外壳罩81由一种挤压型材制成。
图11表示了一个转轮93，它具有功能叶片94和中间叶片95。在转轮93装入状态下功能叶片94不考虑密封间隙时一直够到中断器上。中间叶片95在装入状态下至中断器具有一个明显的间距。在一种实施形式中其高度为功能叶片高度的2/3。中间叶片用于降低噪声。
在另一种实施形式里中断器的出口侧的边尤其是相对于转轮的叶片倾斜布置。这同样也用于降低噪声。特别有利的是，选择在这条边和转轮的叶片之间的角度，使得这条边扫过(überstreichen)与两个相邻叶片的前边之间的空间交叠。中断器的出口侧边界也可以由多个边组成。若是两个边那么这个边界就是箭头形，若是多个边，这上边界是具有许多锯齿的锯齿形。保持在切向方向上边棱的一个叶片间距的特别有利的长度。
中断器的进口侧边棱正如出口侧边棱那样可以倾斜布置并由多个边棱组成。这里这在切向方向上优选的长度为一个叶片间距。
尽管上面已经认为按照本发明的侧通道压缩机首先用于输送空气，但也可以输送其它气体或者完全通常的流体。由于液体的可压缩性小因此这里不会有以下问题通过中断器而拖带的液体在入口部位里膨胀。
前面根据优选的实施形式已经对发明进行了详细说明。然而对于技术人员来说明显的是可以有各种不同的变型和修改，但并不偏离于发明的思想。因此通过以下的权利要求和其等同方案来规定保护范围。
附图标记列表1侧通道压缩机61摆动盘2外壳罩 62弹簧3转轮63调整螺钉4电动机 64转轮座5盖 65附加盘6螺钉66螺母7冷却筋 71蜂窝结构8接风管 81外壳罩9风机轮 93转轮10边缘 94功能叶片11入口 95中间叶片12出口 Z、Y、X部位13固定耳14缺口31，32密封位置33死体积腔室密封40电机轴41转轮座42碟形弹簧43螺母44附加盘45转轮46背紧螺母47凸台48转轮49螺纹50配合52外壳罩60电动机轴
权利要求
1.侧通道压缩机，具有外壳罩(2)；转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可转动的，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形的密封位置(31，32)，其特征在于，外壳罩(2)在第一和第二密封位置(31，32)之间整体制成，而外壳罩通过具有小的结构高度的盖(5)相对于周围环境密封，其中转轮(3，45，48)基本位于外壳罩里。
2.按权利要求1所述的侧通道压缩机，其特征在于，借助于碟形弹簧-螺母系统(42，43)来调整第一和第二密封位置(31，32)的间隙大小。
3.侧通道压缩机，具有外壳罩(2)；转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可转动的，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形的密封位置(31，32)，其特征在于，借助于碟形弹簧螺母系统(42，43)来调整第一和第二密封位置(31，32)的间隙大小。
4.按权利要求1或3所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述转轮(3，45，48)借助于碟形弹簧(42)和螺母(43)固定在转轮座(41)上，其中转轮座(41)具有用于拧上螺母(43)的螺纹，其中碟形弹簧(42)夹在转轮座(41)的凸缘和转轮(3，45，48)之间，从而使碟形弹簧(42)将转轮(3，45，48)压向螺母(43)，其中通过螺母(43)的拧紧或松开可以使转轮(3，45，48)轴向相对于转轮座(41)移动。
5.按权利要求4所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述转轮(45)具有凸台(47)，它与螺母(43)建立形状配合连接并使锁紧螺母(46)向螺母(43)拧紧，并因此确保了转矩从转轮座(41)传递到螺母(43)上。
6.按权利要求1或3所述的侧通道压缩机，其特征在于，借助于背紧螺母(46)使转轮(48)固定在转轮座(41)上，其中转轮具有螺纹(49)，其中转轮座(41)具有用于拧上转轮(48)和背紧螺母(43)的螺纹，其中背紧螺母(46)向着螺母(43)拧紧并因此确保将转矩从转轮座(41)传递到转轮(48)上。
7.按权利要求2至5中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，碟形弹簧-螺母系统(42，43)固定在电动机(4)的轴(40)上，其中电动机(4)的外壳固定在外壳罩(2)上。
8.按权利要求1至6中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于电动机(4)，在其轴(60)上固定了转轮(3，45，48)，其中电动机(4)的外壳借助于螺钉(63)和弹簧(62)固定在外壳罩(2)上，从而通过螺钉(63)的旋转使弹簧(62)或多或少地压缩并通过螺钉(63)的拧入深度规定了电动机(4)和转轮(3，45，48)相对于外壳罩(2)的位置和方向。
9.侧通道压缩机，具有外壳罩(2)；转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可以转动，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形密封位置(31，32)，其特征在于电动机(4)，在该电动机的轴(60)上固定了转轮(3，45，48)，其中电动机(4)的外壳借助于螺钉(63)和弹簧(62)固定在外壳罩(2)上，从而通过螺钉(63)的旋转使弹簧(62)或多或少地压缩并通过螺钉(63)的拧入深度规定了电动机(4)的转轮(3，45，48)相对于外壳罩(2)的位置和方向。
10.按权利要求8或9所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述电动机(4)的外壳与摆动盘(61)固定连接，摆动盘(61)又借助于螺钉(63)和弹簧(62)与外壳罩(2)相连。
11.按权利要求7至10中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，在电动机轴(40，60)的背离转轮(3，45，48)的端部上固定有风机轮(9)，而且外壳罩(2)具有冷却筋(7)，其中冷却筋(7)的设置和形状应使得由风机轮(9)所输送的空气吹过冷却筋(7)。
12.按上述权利要求之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述外壳罩(2)在其外侧上具有蜂窝结构(41)。
13.用于侧通道压缩机(1)的外壳罩(2)，其特征在于，所述外壳罩(2)在其外侧上具有蜂窝结构(41)。
14.具有按权利要求13所述的外壳罩(2)的侧通道压缩机，其特征在于转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可以旋转的，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形密封位置(31，32)。
15.按权利要求1至12和14中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，环形密封位置(31，32)至少其中一个具有死体积腔室(33)。
16.侧通道压缩机，具有外壳罩(2)；转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可以旋转的，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形的密封位置(31，32)，其特征在于，至少其中一个环形密封位置(31，32)具有死体积腔室(33)。
17.按权利要求1-12或14-16中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述外壳罩(2)是铸件或加工过的挤压型材。
18.用于侧通道压缩机的外壳罩(2)，其特征在于，所述外壳罩(2)是铸件或加工过的挤压型材，而且外壳罩(2)具有边缘(10)，该边缘围绕圆形的凹坑，该凹坑的深度使该凹坑可以接收用于侧通道压缩机的转轮(3，45，48)。
19.具有按权利要求18所述的外壳罩(2)的侧通道压缩机，其特征在于转轮(3，45，48)，该转轮相对于外壳罩(2)设置成可旋转的，从而在外壳罩(2)和转轮(3，45，48)之间有两个环形密封位置(31，32)。
20.按权利要求1至12，14至17和19中之一所述的侧通道压缩机，其特征在于，所述转轮(3，45，48)具有两种型式的叶片，也就是功能叶片(94)和中间叶片(95)。
21.用于侧通道压缩机的转轮，其特征在于，所述转轮(3，45，48)具有两种型式的叶片，也就是功能叶片(94)和中间叶片(95)，其中功能叶片略高于中间叶片，其中功能叶片高度的设计使功能叶片不考虑密封间隙的话一直够到侧通道压缩机的中断器上，如果转轮装入侧通道压缩机里的话，其中中间叶片高度的设计使在中间叶片和侧通道压缩机的中断器之间保持值显著的间隙，如果转轮装入侧通道压缩机里的话。
全文摘要
本发明涉及一种侧通道压缩机，具有一个外壳罩(2)和一个转轮(3，45；48)。转轮设置成相对于外壳罩可以旋转，因此在外壳罩和转轮之间有两个环形的密封位置(31，32)。外壳罩可以在第一和第二个密封位置之间整体制成。第一和第二密封位置的间隙大小可以借助于一个碟形弹簧－螺母－系统(42，43)或者一种摆动装置(61，62，63)来调整。转轮(9)可以固定在电机轴上，外壳罩可以具有冷却筋(7)，其中冷却筋(7)的设置和形状应使由风机轮(9)输送的空气吹过冷却筋(7)。一个环形密封位置(31，32)具有一个在体积腔室(33)。外壳罩可以是一个铸件或一种经加工的挤压型材。此外发明还涉及外壳罩和用于这样的侧通道压缩机的转轮。
文档编号F04D23/00GK101076670SQ200580042609
公开日2007年11月21日 申请日期2005年10月5日 优先权日2004年10月12日
发明者M·贝克, P·哈通, I·米勒 申请人:塞利昂有限责任公司