AT204164B - Einrichtung an Kolbenmaschinen, insbesondere Kolbenverdichtern, zur Verminderung des Wärmeüberganges von heißen Bauteilen zum angesaugten Medium - Google Patents

Description

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  Einrichtung an Kolbenmaschinen, insbesondere Kolbenverdichtern, zur Verminderung des Wärmeüberganges von heissen Bauteilen zum angesaugten Medium 
Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenverdichter, sinngemäss auch auf Otto-und Dieselmotoren, und bezweckt eine Verminderung der Auiheizung des angesaugten Mediums durch Wärmefluss von Bauteilen höherer Temperatur. 



   Es ist bekannt, dass von der Druckseite zur Saugseite von Verdichtern ein Wärmefluss stattfindet, weil das während der Kompression erwärmte Medium beim Ausströmen das Druckventil, die Druckventilkammer und benachbarte Teile auf höhere Temperaturen bringt. indessen das angesaugte Medium zwar küh- 
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   Infolgedessen versuchten bereits viele Konstrukteure, hier Abhilfe zu schaffen. Das einfachste Mittel, nämlich möglichst grosse   räumliche Entfernung der"heissen"und"kalten"Bauteile   ist aus baulichen Gründen und wegen der Vergrösserung des schädlichen Raumes meist nicht gangbar. 



   Die Wahl besonders gut wärmeleitender Werkstoffe für die Ventilkörper una den Zylinderkopf bringt nur verhältnismässig bescheidenen oder gar keinen Gewinn, weil hiedurch sowohl der Wärmeabfluss nach aussen als Such der interne Wärmeaustausch gefördert wird. 



   Erfolgreicher ist die Verwendung von Flüssigkeitskühlung, die bei geeigneter Auslegung und nicht zu hohem Verdichtungsverhältnis einen Teil der entstehenden Wärme von den Saugkanälen abhält und so die eingangs geschilderten Nachteile in einigermassen tragbaren Grenzen hält. Oft sind aber auch hier Verbesserungen erwünscht. 



   Viel stärker ist dagegen der innere Wärmefluss bei Luftkühlung, insbesondere bei Verwendung soge-   nannter"Konzentrischer   Ventile", bei denen das innen liegende Saugventil vom aussen liegenden Druckventil umgeben ist oder umgekehrt. Deshalb wurden luftgekühlte Verdichter mit   Kühleinrichtungen   innerhalb des Verdichterraumes versehen oder auch mit Kühlkanälen im Zylinderkopf zwischen dem Saugund dem Druckteil. Abgesehen vom konstruktiven Aufwand und dem Leistungsbedarf für die Erzeugung der Kühlluft ist bei der erstgenannten Massnahme die Vergrösserung des schädlichen Raumes nachteilig, während bei der zweiten die Kühlwirkung, vor allem in der Nähe des Saugventiles, unzureichend ist. 



   Es ist nicht erforderlich, die Vor- und Nachteile der bisher bekanntgewordenen Massnahmen zur Verringerung der Aufheizung des angesaugten Mediums genauer zu erörtern, weil sich deren Wirksamkeit, falls erwünscht, durch die nachstehend beschriebene Erfindung ohne weiteres verbessern lässt. Es wird nämlich erfindungsgemäss vorgeschlagen,   den Wärmeübergang   von heissen Bauteilen zum angesaugten Medium bzw. zu den mit diesem in Berührung kommenden Bauteilen mittels zweckmässig angeordneter, thermisch isolierender Bauteile bzw. Schichten u. dgl. weitgehend zu vermindern. Diese Massnahmen betreffen naturgemäss in erster Linie den Zylinderkopf und unmittelbar damit zusammenhängende Bauteile, etwa Ansaugfilter, Ventile u. dgl.

   Falls die Ventile durchwegs oder teilweise im Zylindermantel untergebracht sind, bleibt auch dort die Erfindung ohne weiteres sinngemäss anwendbar. 



   Gegenstand der Erfindung ist also eine Kolbenmaschine, insbesondere ein Kolbenverdichter, mit Einrichtungen zur Beschränkung des Wärmeflusses zwischen   ein-und ausströmendem Medium,   bei dem 

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 eine Erwärmung des angesaugten Mediums an heissen Flächen durch den Einbau thermisch isolierender (in der   Folge"th. i.") Bauteile   bzw. Schichten vermindert ist. Die Eintrittsöffnung für das Medium ist mit der th. i. Schicht ausgekleidet ; die innen liegenden Teile der Ventile sind von den   aussen liegenden Teilen   durch th. i. Schichten bzw. Bauteile getrennt. 



   Diese Schichten bzw. Bauteile bestehen je nach der auftretenden Temperatur aus Gummi, Asbest, Polytetrafluoräthylen od. dgl. ; sie sind als anhaftende Schicht aufgestrichen, aufgespritzt oder durch ein sonstiges geeignetes Verfahren aufgebracht oder werden in Form eines selbsttragenden Körpers,   z. B.   eines Rohres oder mehrerer Rohrstücke bzw. plattenartiger, ebener Zwischenlagen, verwendet. Die   th ; i.   



  Schichten bzw. Bauteile können auch in Form von Granulat, Fäden, Bandagen, Schaumstoff od. dgl. Verwendung finden. Sofern die th. i. Stoffe nicht von festen Körpern eingeschlossen oder selbst genügend tragfähig sind, oder eine nicht genügend glatte Oberfläche aufweisen, sind sie zweckmässigerweise durch Bleche, Folien od. dgl. abgestützt. 



   Das Ansaugfilter ist ebenso wie das Absperrventil der Saugleitung aus einem th. i. Stoff gebildet. 



  Ebenso besteht das Verbindungsrohr zwischen Filter und Verdichter und die bei zwei   Zy1. índerseiten   oder mehreren Zylindern gegebenenfalls vorhandene gemeinsame Ansaugleitung aus th. i. Stoff oder ist mit einem solchen ausgekleidet, belegt bzw. umhüllt. Schliesslich besteht noch die Möglichkeit, den Saugventilsitz aus th. i. Stoff zu fertigen oder in diese Grundmasse Metallsitzleisten und/oder Verstärkungseinlagen einzubauen. 



   In der Zeichnung ist ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel gezeigt. Fig.   l   stellt ein konzentrisches Ventil im Mittelschnitt dar, Fig. 2 zeigt eine Einzelheit in   grosserem 1Iass :, tab.   



   Zwischen dem Kompressorzylinder und dem Zylinderkopf 2. die durch Spannschrauben 6 zusammengehalten werden, sind die einzelnen Teile des Ventilkörpers, u. zw. der Saugventilsitz 3a, der Saugventilfänger 3b, der   Druckvemilsitz   4a und der Druckventilfänger 4b, geklemmt. Die beiden Saugventilteile werden durch die Mittelschraube 5 zusammengehalten. Die Saugventilplatte 7 und die Druckventil- 
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 bracht. Das   Fördermittel   strömt durch den Saugstutzen 9 und das Saugventil in den Zylinder und   verlässt   ihn wieder über das Druckventil und die Austrittsöffnung 10. Den Wärmeübergang zwischen dem heissen Druckmedium und dem kühlen Saugmedium vermindert   eine Isolierschichte 11. Die   Verbindung zwischen Filter und Zylinderkopf erfolgt durch ein Rohr 12. 



   Die Erfindung ist wohl in erster Linie für die konzentrischen Ventile bei   luhjekuhlten   Verdichtern gedacht, doch keineswegs auf sie allein beschränkt. Sie kann bei alien   Kompressortypen   und allen Ventilformen Anwendung finden, bei denen eine   Wärmeisolierung   notwendig oder   wünschenswert   ist. 



   Auch bei jenen Teilen von Verbrennungskraftmaschinen, die mit der angesaugten Luft in Berührung kommen, also insbesondere bei Luftfilter, Verbindungsrohren, Zylinderkopf, Ventilkammer und Ventilen von Otto-und Dieselmotoren, kann die Erfindung sinngemäss Anwendung finden. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur einzelne der in der Bescnreibung und in den Ansprüchen genannten   1 eile   bzw. Oberflächen thermisch zu isolieren, wogegen die andern unisoliert bleiben. Ebenso ist es möglich oder wird es notwendig sein, die Isolation an verschiedenen Teilen auf verschiedene Weise zu bewerkstelligen : z. B. im Saugstutzen mittels Glaswolle und Stützrohr, im Filter durch Verwendung von Kunststoff als Filterbaumaterial, bei den Ventilkörpern mittels Aufspritzung von Isolierstoff usw.

   Es kann auch die Isolierung gleichartig, aber mit verschiedenen Schichtstärken an den verschiedenen Stellen ausgebildet sein. 



   Durch die erzielten Vorteile, wie   z. B. Kühlhaltung   der Saugluft führenden Teile bis zum Saugventil einschliesslich und damit Verbesserung der Zylinderfüllung und des Wirkungsgrades, sind die geringen Anschaffungskosten reichlich wettgemacht. Gegenüber nicht wärmeisolierten Verdichtern u. dgl. bedeutet der Erfindungsgegenstand einen erheblichen technischen Fortschritt. 



   PATENTANSPRÜCHE :   l.   Einrichtung an Kolbenmaschinen, insbesondere Kolbenverdichtern, zur Verminderung des Wärme- überganges von heissen Bauteilen zum angesaugten Medium, dadurch gekennzeichnet, dass   die Erwär-   mung des angesaugten Mediums an heissen Flächen durch eingebaute thermisch isolierende Bauteile bzw. 



  Schichten vermindert ist.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch isolierende Schicht die Eintrittsöffnung (9) für das angesaugte Medium auskleidet.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, unter Verwendung von eine bauliche Einheit bildenden, insbesondere konzentrisch angeordneten Saug- und Druckventilen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ven- <Desc/Clms Page number 3> tile die zur Ansaugung vorgesehenen Teile (3a, 3b) durch thermisch isolierende Schichten bzw. Bauteile von den Druckventilteilen (4a, 4b) getrennt sind.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch isolierenden Bauteilebzw. Schichten je nach der auftretenden Temperatur aus Gummi, Asbest, Polytetrafluor- äthylen od. dgl. bestehen.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Isolation aus einer an den Bauteilen anhaftenden, durch Aufstreichen, Aufspritzen od. dgl. aufgebrachten Schicht besteht.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass thermisch isolierende Bauteile bzw. Schichten in Form selbsttragender Körper, z. B. eines Rohres oder mehrerer Rohrstücke EMI3.1

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass thermisch isolieren de Bauteile bzw. Schichten in Form von Granulat, Fäden, Bandagen, Schaumstoff od. dgl. verwendetsind.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch isolierende Stoff, soferne er nicht von festen Körpern eingeschlossen, selbst nicht genügend tragfähig ist oder keine ninreichend EMI3.2 aus thermisch isolierendem Stoff besteht.

   10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gegebenenfalls vorhandene Absperrventil der Saugleitung aus einem thermisch isolierenden Stoff besteht.

   11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsrohr zwischen Filter und Ansaugöffnung der Maschine aus einem thermisch isolierenden Stoff besteht und/oder mit einem solchen ausgekleidet oder belegt bzw. umhüllt ist.

   12. Einrichtung nach Anspruch 1 an Maschinen mit doppeltwirkendem Zylinder oder mehreren Zylindern, dadurch gekennzeichnet, dass auch die gemeinsame Ansaugleitung aus einem thermisch isolierenden Stoff besteht bzw. mit einem solchen ausgekleidet, belegt oder umhüllt ist.

   13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugventilsitz aus einem thermisch isolierenden Stoff besteht, wobei gegebenenfalls Metallsitzleisten und/oder Verstärkungseinlagen eingebaut sind.