CH250726A - Motor compressor unit. - Google Patents

Motor compressor unit.

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CH250726A
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Diesel Aktiebolaget Atlas
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Atlas Diesel Ab
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04B25/00Multi-stage pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system

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Description

  

      Motorverdichteraggregat.            Verbrennungsmotorangetriebene    Verdich  ter sind früher oft derart ausgeführt worden,  dass zwei Motorzylinder und ein     Verdichter-          zylinder        in.    derselben Ebene angeordnet     sind          und    auf einen     gemeinsamen    Kurbelzapfen  arbeiten. Dabei hat man in den     meisten    Fäl  len die Motorzylinder     in    stehender     V-Stellung     und den     Verdichterzylinder    liegend angeord  net.

   Diese Anordnung gibt einen ziemlich     un-          vorteilhaften    Ausgleich der Druckkräfte und  eignet sich ausserdem nicht so gut für fahr  bare     Aggregate.     



  Bei fahrbaren Motorverdichtern hat man  oft     einen    Reihenmotor mit vertikalen Zylin  dern mit einem Kolbenverdichter mit den  Zylindern in Reihe oder in     V-Stellung    kom  biniert, welche beiden     Anordnungen    .jedoch  zu ziemlich langen     Aggregaten    mit teueren  Kurbelwellen,     Lagern.    und andern Einzel  teilen führen.  



  Die Erfindung     bezweckt    u. a., ein wirt  schaftliches und konzentriertes     Motorver-          dichteraggregat    mit vorteilhafterem Aus  gleich sowie einfachem     und    billigem Kurbel  getriebe zu schaffen.

   Das Motorverdichter  aggregat gemäss der     Erfindung    besteht aus       einem    Kolbenverdichter mit wenigstens  einem Zylinder und einem     zum    Antrieb des  Verdichters dienenden     Zweitaktverbrennungs-          kolbenmotor    mit zwei Zylindern     und    ist da  durch     gekennzeichnet,    dass die Motor-     und          Verdichterkolben    an einen     gemeinsamen     Kurbelzapfen der     Kurbelwelle    angeschlossen         sind,

      dass der Verdichter über der Kurbel  welle und die Motorzylinder zu beiden Seiten  des     Verdichters    angeordnet sind     und    dass der       Verdichter        mit    wenigstens zwei Verdichter  räumen     versehen    ist, von welchen der     eine          Spülluft    für den Motor     und    der andere       Druckmittel    zum Verbrauch ausserhalb des  Aggregates liefert.  



  Auf der     beigefügten    Zeichnung     sind    als       Beispiele    zwei Ausführungsformen von Mo  torverdichteraggregaten gemäss der Erfin  dung dargestellt.  



       Fig.    1 ist ein vertikaler Querschnitt eines       Motorverdichteraggregates,    dessen     Verdich-          terteil        einstufig    ausgeführt ist.  



       Fig.    2 ist ein vertikaler Längsschnitt  durch den     Ver        dichterteil    eines     mit    zwei  stufiger     Verdichtung    arbeitenden     Motorver-          dichteraggregates.     



  Das in     Fig.    1 gezeigte Motorverdichter  aggregat besitzt ein zentrales, kastenförmiges  Kurbelgehäuse 1, an dessen zwei     vertikalen     Seitenflächen zwei horizontale     Motorzylinder     2, 3 angebracht sind     und    an dessen Ober  seite ein vertikaler     Verdichterzylinder    4 an  geordnet     ist.    Die Motorzylinder bestehen aus  im Zweitakt     arbeitenden        Dieselmotorzylin-          dern,    die mit     Anordnungen    für     direkte          Brennstoffeinspritzung    versehen sind.  



  An der Oberseite der     Motorzylinder    sind       Zuleitungskanäle    5, 6 für Spülluft sowie       Auslasskanäle    7, 8 für die     Verbrennungsgase,     angeschlossen. Die     Zuleitungskanäle    5, 6 ver-      zweigen sich an jedem Motorzylinder, so dass  die Spülluft durch die in der     Unterhälfte    des       Zylinders    gelegenen     Eintrittsöffnungen    in  die Zylinder eingeführt wird. Die in den       Motorzylindern    angeordneten Kolben sind  durch Kurbelstangen 9, 10 mit einer Haupt  kurbelstange 11     verbunden,    die an einem  Kurbelzapfen der Kurbelwelle 12 gelagert  ist.

   Die Kurbelstange 11 ist mit einem in  einer vertikalen Führung 14 beweglichen  Querstück 13     verbunden,    welches durch eine  Kolbenstange 15 mit einem Kolben 16 ver  bunden. ist. Dem     Zylinderraum    an der     Unter-          seite    des Kolbens 16, d. h.

   dem     kurbelwellen-          seitigen    Zylinderraum, wird Luft über ein  Filter 17 und eine Kammer 18 zugeführt  und liefert Spülluft zu den Kanälen 5, 6  über selbsttätige     Ventile.    Im Zylinderraum  an der Oberseite des Kolbens 16 wird Luft       ebenfalls    über das     Filter    17 und die Kammer  18 zugeführt und wird nach der Verdichtung  durch eine     Lieferleitung    19 abgegeben.

   Der  in     Fig.    1     gezeigte        Motorverdichter    bildet ein  Aggregat, dessen     Kurbelwelle    eine einzige  Kurbel hat und in dem die auf die Kolben  ausgeübten Drücke relativ gleichmässig über  die ganze Umdrehung verteilt sind, so dass  verhältnismässig kleine     Schwungmassen    ge  nügen, um dem     Verdichter.    einen regel  mässigen und angenehmen Gang zu geben.

    Das in     Fig.    1 gezeigte Motorverdichter  aggregat ist wassergekühlt, und zwar sowohl  der Motorteil als der     Verdichterteil.    Zwei  oder mehrere     Aggregate    der in     Fig.    1 ge  zeigten Art können zu grösseren Einheiten  zusammengebaut werden, und wenn zwei  Aggregate zusammengebaut weiden, so kön  nen die Kurbeln der Kurbelwelle vorzugs  weise um 180  gegeneinander versetzt sein.  



  Bei der     Ausführungsform    gemäss     Fig.    2  ist der Motorteil und das Kurbelgehäuse des       Motorverdichteraggregates    genau wie in der  oben beschriebenen     Ausführungsform    ausge  führt und die     in    jener     Ausführungsform        vor-          kömmenden    Einzelteile sind,     sofern    in     Fig.    2  ersichtlich, mit denselben     Ziffern    wie in       Fig.    1 bezeichnet und nicht näher beschrie  ben.

   Der     Verdichterteil    des Aggregates ge-         mäss        Fig.    2 ist für zweistufige Verdichtung  ausgeführt und in seinem Zylinder 20 ist zu  diesem Zwecke ein Stufenkolben 21, 22 vor  gesehen. Der grosse Kolben 21, der mit der  Kolbenstange 15 verbunden ist, verdichtet an  seiner Unterseite Spülluft zur Spülung de=r  Motorzylinder, und in der Oberseite Luft, die  nach der Verdichtung dem     Arbeitsraum    des  kleinen Kolbens 22 zugeführt wird,     worin    sie  auf den Enddruck verdichtet wird, um dann  nach der     Verbrauchsstelle    geleitet zu werden.

    Zwischen den beiden     Verdichterstufen    kann  zweckmässig ein Zwischenkühler 23 angeord  net sein, der zum Beispiel durch Luft von  einem von der Kurbelwelle 12 angetriebenen  Ventilator 24 gekühlt wird. Der in     Fig.    2       gezeigte    Motorverdichter ist wassergekühlt,  aber er könnte auch luftgekühlt sein. Beson  ders     vorteilhaft    ist eine     Konstruktion,    in  welcher sowohl die Motorzylinder als der       Verdichterteil    luftgekühlt sind, da jede Was  serkühlung dabei wegfällt.  



  Die oben beschriebenen und auf der  Zeichnung gezeigten Ausführungsformen  sind nur als Beispiele zu betrachten und die  Erfindung kann in verschiedener     Weise    im  Rahmen des Patentanspruches     geändert    wer  den. Es kann z. B. jedes     Einheitsaggregal          aus    zwei gegenüberliegenden, mehr oder  weniger horizontalen     Zweitaktmotorzylindern     und zwei im obern Winkel     zwischen    den  Motorzylindern in stehender     V-Stellung    an  geordneten     Verdichterzylindern    bestehen.

    Diese     Verdichterzylinder    können dann even  tuell einfachwirkend sein, wobei der eine  Spülluft liefert, während der andere Druck  luft zum Verbrauch ausserhalb des     Verdich-          teraggregates    liefert.

   Das     Motorverdichter-          aggregat    nach der Erfindung kann zur Ver  dichtung von Luft oder anderer     Mittel    aus  geführt sein und die Zweitaktmotoren kön  nen luftgespülte Dieselmotoren mit direkter  Einspritzung     und    Kompressionszündung oder  andere Zweitaktmotoren sein, zum Beispiel  solche, die     mit    einer     Brennstoffluftmischung          gespült    und geladen werden und mit     elek-          Irischer    Zündung oder dergleichen versehen  sind.

   Die Motorzylinder können in     V-Stellung         und der     Verdichterzylinder    in der Halbie  rungslinie des Winkels zwischen den Motor  zylindern angeordnet sein.



      Motor compressor unit. Internal combustion engine-driven compressors have previously often been designed in such a way that two engine cylinders and one compressor cylinder are arranged in the same plane and work on a common crank pin. In most cases, the motor cylinders are in the upright V position and the compressor cylinder is lying angeord net.

   This arrangement gives a rather unfavorable compensation of the pressure forces and is also not so well suited for mobile units.



  In the case of mobile motor compressors, one often has an in-line engine with vertical Zylin countries with a piston compressor with the cylinders in series or in the V position, which two arrangements .jedoch form fairly long units with expensive crankshafts, bearings. and other individual parts.



  The invention aims u. a. to create an economical and concentrated motor-compressor unit with a more advantageous compensation and a simple and cheap crank mechanism.

   The motor-compressor unit according to the invention consists of a piston compressor with at least one cylinder and a two-stroke internal combustion piston engine with two cylinders, which is used to drive the compressor, and is characterized in that the motor and compressor pistons are connected to a common crank pin of the crankshaft,

      that the compressor is arranged above the crankshaft and the motor cylinder on both sides of the compressor and that the compressor is provided with at least two compressor spaces, one of which supplies scavenging air for the motor and the other pressure medium for consumption outside the unit.



  In the accompanying drawings, two embodiments of engine compressor units according to the invention are shown as examples.



       1 is a vertical cross section of a motor compressor unit, the compressor part of which is designed in one stage.



       2 is a vertical longitudinal section through the sealing part of a motor-compressor unit operating with two-stage compression.



  The motor-compressor unit shown in Fig. 1 has a central, box-shaped crankcase 1, on the two vertical side surfaces of which two horizontal motor cylinders 2, 3 are attached and on the upper side of which a vertical compressor cylinder 4 is arranged. The engine cylinders consist of two-stroke diesel engine cylinders that are equipped with arrangements for direct fuel injection.



  Supply ducts 5, 6 for scavenging air and outlet ducts 7, 8 for the combustion gases are connected to the top of the motor cylinder. The supply channels 5, 6 branch off at each engine cylinder so that the scavenging air is introduced into the cylinder through the inlet openings located in the lower half of the cylinder. The pistons arranged in the engine cylinders are connected by connecting rods 9, 10 to a main crank rod 11 which is mounted on a crank pin of the crankshaft 12.

   The connecting rod 11 is connected to a movable crosspiece 13 in a vertical guide 14, which is connected by a piston rod 15 with a piston 16 a related party. is. The cylinder space on the underside of the piston 16, i. H.

   the cylinder space on the crankshaft side is supplied with air via a filter 17 and a chamber 18 and supplies scavenging air to the ducts 5, 6 via automatic valves. In the cylinder space at the top of the piston 16, air is also supplied via the filter 17 and the chamber 18 and, after compression, is released through a supply line 19.

   The motor compressor shown in Fig. 1 forms an aggregate whose crankshaft has a single crank and in which the pressures exerted on the pistons are distributed relatively evenly over the entire revolution, so that relatively small centrifugal masses are sufficient for the compressor. to give a regular and comfortable gait.

    The motor-compressor unit shown in Fig. 1 is water-cooled, both the motor part and the compressor part. Two or more units of the type shown in Fig. 1 can be assembled into larger units, and if two units are assembled, the cranks of the crankshaft can be preferably offset by 180 degrees from each other.



  In the embodiment according to FIG. 2, the motor part and the crankcase of the motor / compressor unit are designed exactly as in the embodiment described above and the individual parts occurring in that embodiment are, if they can be seen in FIG. 2, with the same numbers as in FIG designated and not further described ben.

   The compressor part of the unit according to FIG. 2 is designed for two-stage compression and a stepped piston 21, 22 is seen in its cylinder 20 for this purpose. The large piston 21, which is connected to the piston rod 15, compresses scavenging air on its underside to flush the engine cylinder, and on the upper side air, which is fed to the working space of the small piston 22 after compression, where it is compressed to the final pressure to then be routed to the point of consumption.

    An intercooler 23, which is cooled, for example, by air from a fan 24 driven by the crankshaft 12, can expediently be arranged between the two compressor stages. The motor compressor shown in Fig. 2 is water-cooled, but it could also be air-cooled. Particularly advantageous is a design in which both the motor cylinder and the compressor part are air-cooled, since any water cooling is omitted.



  The embodiments described above and shown in the drawing are only to be regarded as examples and the invention can be changed in various ways within the scope of the claim who the. It can e.g. B. each unit unit consist of two opposite, more or less horizontal two-stroke engine cylinders and two in the upper angle between the engine cylinders in a standing V-position on ordered compressor cylinders.

    These compressor cylinders can then possibly be single-acting, with one supplying scavenging air while the other supplying compressed air for consumption outside the compressor unit.

   The motor compressor unit according to the invention can be designed to compress air or other means and the two-stroke engines can be air-scavenged diesel engines with direct injection and compression ignition or other two-stroke engines, for example those that are scavenged and charged with a fuel-air mixture and with electrical ignition or the like are provided.

   The engine cylinders can be arranged in the V position and the compressor cylinder in the bisection line of the angle between the engine cylinders.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Motorverdichteraggregat, bestehend aus einem Kolbenverdichter mit wenigstens einem Zylinder und einem zum Antrieb des Ver dichters dienenden Zweitaktverbrennungs- kolbenmotor mit zwei Zylindern, dadurch ge kennzeichnet, dass die Motor- und Verdichter kolben an einen gemeinsamen Kurbelzapfen der Kurbelwelle (12) angeschlossen sind, dass der Verdichter über der Kurbelwelle (12) und die Motorzylinder (2, 3) PATENT CLAIM: Motor compressor unit, consisting of a piston compressor with at least one cylinder and a two-stroke piston engine with two cylinders which is used to drive the compressor, characterized in that the motor and compressor pistons are connected to a common crank pin of the crankshaft (12), that the compressor is above the crankshaft (12) and the engine cylinders (2, 3) zu beiden Sei ten -des Verdichters angeordnet sind und dass der Verdichter mit wenigstens zwei Verdich- terräumen versehen ist, von welchen der eine Spülluft für den Motor und der andere Druck mittel zum Verbrauch ausserhalb des Aggre gates liefert. on both sides of the compressor are arranged and that the compressor is provided with at least two compressor rooms, one of which supplies scavenging air for the motor and the other pressure medium for consumption outside the unit. UNTERANSPRüCHE 1. Motorverdichteraggregat nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verdichterräume des Verdichters in einem doppelt wirkenden Verdichterzylinder (4 bezw. 20) vorgesehen sind, welcher auf recht im obern Winkel zwischen den. Motor zylindern (2, 3) angeordnet ist. SUBClaims 1. Motor compressor unit according to patent claim, characterized in that the two compressor chambers of the compressor are provided in a double-acting compressor cylinder (4 and 20), which is right in the upper angle between the. Engine cylinders (2, 3) is arranged. 2. Motorverdichteraggregat nach Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Verdichterraum im Verdichterzylin- der (20) vorgesehen ist, welcher zu diesem Zweck als Stufenzylinder ausgeführt und mit einem Differentialkolben (21, 22) versehen ist, mittels welchem das zum Verbrauch ausserhalb des Aggregates bestimmte Druck- mittel einer Stufenverdichtung in den vom Stufenzylinder gebildeten Verdichterräumen unterworfen wird. 3. 2. Motor compressor unit according to sub-claim 1, characterized in that a third compressor chamber in the compressor cylinder (20) is provided, which is designed for this purpose as a stepped cylinder and is provided with a differential piston (21, 22), by means of which the consumption outside of the unit is subjected to a stage compression in the compression chambers formed by the stage cylinder. 3. Motorverdichteraggregat nach Unter- anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenkühler (23) zwischen den beiden Stufenverdichtungsräumen vorgesehen ist. 4. Motorverdichteraggregat nach Unter anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkühler (23) luftgekühlt ist. Motor compressor unit according to dependent claim 2, characterized in that an intermediate cooler (23) is provided between the two stage compression chambers. 4. Motor compressor unit according to sub-claim 3, characterized in that the intercooler (23) is air-cooled. 5. Motorverdichteraggregat nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verdichtungsräume des Verdichters in zwei Verdichterzylindern vorgesehen sind, die in V-Stellung in dem obern Winkel zwi schen den Motorzylindern angeordnet sind. 6. Motorverdichteraggregat nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterraum, welcher Spülluft für den Motor liefert, durch eine mit Ventilorgan versehene Verbindung mit dem Motor ver bunden ist. 5. Motor compressor unit according to patent claim, characterized in that the two compression chambers of the compressor are provided in two compressor cylinders which are arranged in the V-position in the upper angle between tween the motor cylinders. 6. Motor compressor unit according to claim, characterized in that the compressor chamber, which supplies scavenging air for the engine, is connected to the engine by a connection provided with a valve member. 7. Motorverdichteraggregat nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdiehterraum, welcher Spülluft für den Motor liefert, an der Kurbelwellenseite des Verdichterkolbens (16 bezw. 21) angeordnet ist. B. Motorverdichteraggregat nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Spül luftzuleitungen (5, 6) und Verbrennungsgas- ableitungen (7, 8) an der Oberseite der lie genden Motorzylinder (2, 3) angeschlossen sind. 7. Motor compressor unit according to claim, characterized in that the Verdiehterraum, which supplies scavenging air for the engine, is arranged on the crankshaft side of the compressor piston (16 and 21 respectively). B. motor compressor unit according to claim, characterized in that flushing air supply lines (5, 6) and combustion gas discharge lines (7, 8) are connected to the top of the lying motor cylinder (2, 3).
CH250726D 1945-04-14 1946-03-22 Motor compressor unit. CH250726A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598553A2 (en) * 2004-05-21 2005-11-23 Hitachi Industries Co., Ltd. Two stage reciprocating compressor
WO2022008018A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Invenio Lab Aps Multi-stage compressor

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