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Rotorkiihlanordnllng bei Vielzellendrehkolbenverdichtern.
Rotoren von Drehkolbenverdichtern werden normalerweise nicht gekühlt, weil die Ausführung wassergekühlter Rotoren grosse Schwierigkeiten macht. Der Nachteil der bisher bekannten Vorrichtungen besteht meist darin, dass die entstehende Verdichtungswärme auf der Druckseite des Verdichters vom Rotor aufgenommen und auf der Saugseite des Verdichters an das angesaugte
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verhältnisse handelt, die es ermöglichen, lediglich durch Gehäuse- und Gehäusedeckelkühlung Kom- pressionsexponente zu erreichen, die günstiger sind als der Kompressionsexponent bei adiabatischer Verdichtung.
Ändern sich jedoch die Betriebsverhältnisse und damit die Grössenverhältnisse und Abmessungen eines solchen Verdichters derart, dass die zur Verfügung stehenden Gehäuse-und Gehäusedeekelkühlfläehen nicht mehr ausreichen, um genügend Wärme abzuführen, so steigt der Kompressionsexponent bis zur Adiabate oder noch höher an.
Sobald der Exponent höher wird, als der Adiabate entspricht, verschlechtern sich die Wirkungsgrade eines solchen Verdichters so ausserordentlich, dass eine Anwendung des Vielzellenverdiehters gegenüber einem unter entsprechenden Verhältnissen günstiger arbeitenden Kolbenkompressor unwirtschaftlich wird.
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verdichters zu kühlen, u. zw. hat man durchweg in den Rotor zwischen den Schlitzen, die zur Aufnahme der Arbeitskolben dienen, Hohlräume eingegossen, die man mit aufgesehraubten oder andersartig auf dem Rotor befestigten Deckeln verschlossen hat. Auch hat man vorgeschlagen, die eingegossenen Hohlräume durch Gewindestopfen oder ähnliche Mittel zu verschliessen, um die Anwendung von Rotordeckeln zu vermeiden.
Alle Ausführungsformen haben den Nachteil, dass die Anzahl der Arbeitskolben mit Rücksicht auf die ausführbaren Mindestabmessungen der Giesskerne stark vermindert werden muss. Diese Verminderung der Anzahl der Arbeitskolben führte jedoch wieder zu ungünstigen Formen der Betriebsdiagramme, zur Verschlechterung des Wirkungsgrades, so dass also der mit der
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derartiger Anordnungen besteht darin, dass es nur mit grossen Schwierigkeiten möglich ist, einen solchen mit eingegossenen Hohlräumen versehenen Rotor einwandfrei auszuwuchten, weil die einseitige Wegnahme von Material bzw. das Einbringen von Ausgleichgewicht eine zeitraubende und sehr teuere Arbeit darstellt.
Durch die'vorliegende Erfindung ist es nun möglich geworden, diese grossen Nachteile zu beseitigen. Erfindungsgemäss werden die zum Zwecke der Wasserkühlung erforderlichen Hohlräume und Verbindungskanäle durch nachträgliche Bearbeitung in den Körper des Rotors eingebracht. Bei mechanischer Herstellung derartiger Hohlräume ist es möglich, diese in nahezu beliebiger Anzahl und Grösse herzustellen. Infolge des geringen Durchmessers der herstellbaren Kanäle ist es möglich, diese auch auf kleinerem Radius des Rotors zwischen den Kolbensehlitzen anzubringen, wodurch eine weitaus gleichmässigere Kühlung des ganzen Rotors als bisher ermöglicht wird.
Ferner ergibt sich durch die feineren Kanäle eine wesentlich grössere und damit wirksamere Kühlfläche, ohne dass dadurch die Festigkeit des Rotors Einbusse erleidet. Erfindungsgemäss werden die Öffnungen mit Stopfen
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zentral angeordneten Kühlwasserzuführung und-abführung versehen.
Selbstverständlich darf ein Rotor mit sehr engen und stark verzweigten Hohlräumen nicht mit Frischwasser gekühlt werden, weil dann die Gefahr besteht, dass sich die engen Bohrungen durch Ablagerung von Kalk, Sand, Kesselstein und sonstigen Ausscheidungen aus dem Kühlwasser mit der Zeit verengen oder verstopfen. Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass an Stelle der normalen Durchflusskühlung eine Umlaufkühlung angewendet wird, so dass immer das gleiche Wasser die Verdichtungswärme im Rotor selbst aufnimmt und in einem zweckmässigerweise wasser- oder luftgekühlten Wärmeaustauscher an das normale Kühlwasser wieder abgibt. Es empfiehlt sich dabei, zur Kühlung enthärtetes Wasser oder Kondensat zu verwenden.
Die Kühlwasserzu- oder - abführung erfolgt durch ein in die eigentliche Bohrung der Welle eingebrachtes Rohr, das erfindungsgemäss aus einem schlechten Wärmeleiter hergestellt wird.
Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den gesamten Verdichter, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 einen Rotor im Längsschnitt, Fig. 4 die Kühlwasserzu-und-abfiihrung, Fig. 5 den gleichen Rotor im Querschnitt, Fig. 6 das Schema der gesamten Kiihlwasserfühnung mit Wärmeaustauscher.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen zweistufigen Verdichter, wobei die beiden Stufen 1 und : Z Zu beiden Seiten eines Elektromotors 3 angeordnet sind, Den Querschnitt eines Verdichters
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ersten Stufe 28 durch Saugstutzen 30 angesaugte Luft wird durch das Verbindungsrohr 31 der Hoch- druckstufe 29 zugeführt. Das Kühlwasser wird von Pumpe : 32 Über Leitungen 83 und 34 den beiden
Verdichtern 28 und 29 in der in Fig. 3 und 4 dargestellten Weise den Rotoren zur Kühlung zugeführt.
Die Abführung erfolgt über Leitungen 35 und 36, durch welche die Kühlflüssigkeit einem Kühler 37 und von da aus wiederum der Pumpe 32 zugeleitet wird. Kühler : 37 ist mit einer unabhängig von der Umlaufkühlung der Rotoren angeordneten Frischwasserkühlung versehen, deren Abflusswasser noch zur Kühlung der bereits vorgepressten Luft in Leitung : 31 vermittels eines weiteren Kühlers. 3S benutzt wird. Das aus Kühler 38 abfliessende Wasser wird gemäss Fig. 6 über Leitungen 39 und 40 den beiden Verdichtern 28 und 29 zugeführt und in an sich bekannter Weise zur Kühlung der Rotorengehäuse benutzt.
Da es nicht möglich ist, den Rotor bei Ausführung nach vorliegender Erfindung durch einfaches Ablassen des Kühlwassers zu entleeren, so ist ein solcher Rotor bei Frostgefahr gefährdet.
Erfindungsgemäss wird diese Gefahr dadurch beseitigt, dass in der tiefsten Stelle der Kühlwasserumlaufleitung, also zweckmässig unmittelbar vor der Külwasserumwälzpumpe, geeignete Ventile 41 und 42 in die Kühlwasserleitung eingebaut werden, welche einmal die Kühlwasserzuführungsleitung zur Pumpe nach dem Freien 43 hin öffnet, das andere Mal die Verbindungsleitung zur Kühlwasserpumpe mit einer Pressluftleitung 44 verbindet, so dass es möglich ist, den Rotor selbst und die zugehörigen
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vom Kühlwasser zu befreien. Diese Pressluft wird zweckmässig hinter dem Zwischenkühler oder hinter einem Nachkühler entnommen, falls ein solcher vorhanden ist, damit dem Rotor Kaltluft zugefiihrt wird und die Entleerung noch während des Betriebes kurz vor dem Abstellen durchgeführt werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rotorkühlanordnung bei Vielzellendrehkolbenverdiehtern mit sichelförmigem Arbeitsraum. dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kiihlwasserfiihrung innerhalb des Rotorkörpers (10) dienenden
Kanäle (16, 17), Hohlräume od. dgl. durch mechanische Bearbeitung hergestellt werden, wobei ihre nach aussen führenden Öffnungen durch Gewindestopfen (21) eingepresste Verschlussstücke od. dgl. verschlossen werden.