Mehrstufiger Kolbenkompressor Bei mehrstufigen Kolbenkompressoren wer den in neuerer Zeit mehr und mehr Bauarten bevorzugt, bei denen jeder Zylinder einen eigenen Kreuzkopf und eine eigene Pleuel stange zum Antrieb besitzt, da diese Bauart bessere Zugänglichkeit und bei den heute ver wendeten höhreren Drehzahlen einen besseren 3lassenausgleieh ergibt als die früher übliche Tandemanordnung der Zylinder. Dabei haben sieh zwei grundsätzliche Bauarten herausge bildet, je nachdem, ob die Zylinder vertikal oder horizontal angeordnet werden.
In Fig.1 ist. im Crrundriss schematisch die vorwiegend in Europa übliche vertikale Bau art am Beispiel einer sechsstufigen Maschine dargestellt. Mit 1. bis 6 sind die doppelt wirkenden Zylinder der 1.. bis 6. Stufe be- 2.eiehnet und mit 7 der Elektromotor, der zum Antrieb dient. Da man Interesse daran hat. die Länge der Maschine und der Kurbel welle zu beschränken, wird den Zylindern im < < rundriss zweekmässigerweise die Form ab geflaehter Rechtecke gegeben.
Die gegenseiti gen Abstände a der Kurbeln können im all gemeinen bei den Hoehdruekzylindern der 3. bis 6. Stufe gleich gehalten werden. Der Abstand b zwischen dem Zylinder der 2. und der 3. Stufe muss vergrössert werden, und der Abstand c zwischen den Zylindern der 1.. und 2. Stufe wird nochmals grösser gemacht, da die Niederdruekzylinder grössere Durchmes ser haben. Diese Bauart ergibt eine verhältnismässig gedrängte und gut zugängliche Konstruktion der Maschine, deren Massenausgleich allen Anforderungen genügt.
Als nachteilig muss jedoch angesehen werden, dass bei den Nie- derdruekkurbeln die Abstände b und c v er- grössert werden müssen und dass bei den eng nebeneinandergestellten Zylindern nur >die Schmalseite für die Unterbringung der Ven tile zur Verfügung steht. Bei den Zylindern höheren Druckes ist hiefür erfahrungsgemäss genügend Platz vorhanden; jedoch bereitet es insbesondere bei hohen Drehzahlen Schwie rigkeiten, die Ventile der Niederdruekzylin- der in dem verfügbaren Platz unterzubringen.
In Fig. 2 ist, ebenfalls schematisch, die in Amerika vorherrschende horizontale Bauart dargestellt, bei der ebenfalls für jeden Zylin der 1 bis 6 ein eigener Kreuzkopf und eine eigene Pleuelstange angeordnet ist. Auch diese Bauart entspricht bezüglich Zugänglichkeit und Massenausgleich den gewünschten Anfor derungen. Da die Zylinder frei stehen, kann man die Ventile am ganzen Umfang ohne Be hinderung durch den Nachbarzylinder ein bauen, so dass reichlich Platz für die Unter bringung grosser Ventilquerschnitte vorhan den ist.
Nachteilig ist jedoch, dass zwischen den Zylindern genügend Platz für die De montage der Ventile vorgesehen werden muss, wodurch die Achsabstände d sehr gross wer den und die totale Länge der Maschine grösser wird wie bei der Bauart nach Fig.1. Da jede dieser beiden Lösungen ihre Vor und Nachteile hat, sind Bauarten bekannt geworden, bei denen horizontale und vertikale Zylinder kombiniert werden.
So hat man von der gleichen Kurbel aus zwei horizontale gegenüberliegende Zylinder und einen in der Mitte stehenden dritten Zy linder angetrieben. Nachteilig ist hierbei, dass keine Öffnungen für die Zugänglichkeit des Triebwerkes vorgesehen werden können, und dass aus diesem Grunde der Bau mehrkurb- liger Maschinen in dieser Form (die einem auf dem Kopfe stehenden T gleicht) nicht möglich ist.
Es sind auch Bauarten bekanntgeworden, bei denen von der gleichen Kurbelwelle aus eine Reihe liegender Zylinder und eine Reihe stehender Zylinder angetrieben werden, so dass der Aufriss die Form eines L erhält. Hier bei ist zwar die Zugänglichkeit des Triebwer kes gewährleistet; jedoch bleibt die Notwen digkeit bestehen, die Achsabstände zwischen. den. horizontalen Zylindern der Zugänglich keit wegen sehr gross zu machen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist eine Kombination von horizontalen und vertikalen Zylindern, die die Vorteile beider Bauarten wahrt und ihre Nachteile vermeidet.
In Fig.3 ist wiederum schematisch und im G-rundriss ein Ausführungsbeispiel der Er findung in Form eines sechsstufigen Kom- pressors dargestellt. Wiederum sind mit 1 bis 6 die Zylinder der 1. bis 6. Stufe bezeichnet und mit 7 die Antriebsmaschine.
Dabei werden von der 1. Kurbel zwei ein ander gegenüberliegende horizontale Zylin der angetrieben. Nach Fig.3 sind dies die Zylinder 1 und 2 der 1. und 2. Stufe. Sinn gemäss könnten es jedoch zwei Zylinder der 1. Stufe sein. Die Hochdruckzylinder 3 bis 6 sind vertikal angeordnet. Dadurch ergibt sich eine Maschine von ausserordentlich geringer Baulänge, gutem Massenausgleich und vor züglicher Zugänglichkeit. Die Abstände zwi schen den Kurbeln können sehr leicht überall das konstruktiv mögliche Mindestmass aufwei sen. Die Niederdruckzylinder liegen allseitig frei und bieten daher unbeschränkte Möglich- keit für die Unterbringung grosser Ventil querschnitte.
Die Zugänglichkeit zum Trieb werk ist ausgezeichnet, da die erste Kurbel nur zwei horizontale Zylinder antreibt, die folgenden Kurbeln jedoch nur vertikale Zy linder.
Es ist bei einer mehrstufigen Maschine auch möglich, die erste und die letzte Kurbel zum Antrieb der Kolben gegenüberliegender, horizontaler Zylinder zu verwenden, während alle dazwischenliegenden Kurbeln nur verti kale Zylinder antreiben.
Fig. 4 zeigt. einen Schnitt. durch die hori zontal liegenden Zylinder 1 und 2, und Fig. 5 einen.schnitt durch den vertikalen Zylinder 3. 12 ist das Kurbelgehäuse, das obere und seit liche Öffnungen besitzt. An den seitlichen Öffnungen sind Kreuzkopfführungen 13 an geschraubt, an welchen wiederum die horizon talen Zylinder 1 und 2 befestigt sind. Die zwischen den beiden seitlichen Öffnungen lie gende, obere Öffnung ist mit. einem Deckel 15 versehen, so dass die Zugänglichkeit zum Kur beltriebwerk gewährleistet ist.
Für die verti kalen Zylinder 3 bis 6 ist, je eine Kreuzkopf führung 16 an der entsprechenden obern Öff nung angeschraubt, während die beiden zuge hörigen seitlichen Öffnungen für die Zugäng lichkeit zum Kurbeltriebwerk durch je einen Deckel 17 verschlossen sind.
Eine andere Ausführung ist in Fig. 6 dar gestellt. Das Kurbelgehäuse besteht hier aus einer dtn untern Gehäuseteil bildenden Grundplatte 18 und einem damit verbunde nen, den obern Gehäuseteil bildenden Gestell 19, wobei die Fuge zwischen diesen beiden Teilen etwa auf der Höhe der Kurbelwellen achse liegt. Dieses Kurbelgehäuse könnte aber gewünschtenfalls auch aus einem einzigen Stück bestehen. Auf dem Gestell 19 sitzen in bekannter Weise die vertikalen Zylinder, wäh rend zum Antrieb der Kolben der horizontalen Zylinder 1 und 2 eine Kreuzkopfführung 20 an der Stirnwand des Kurbelgehäuses ange flanscht ist.
Die Kurbelwelle ist in diesem Falle nur im Gehäuse gelagert, und die erste Kur bel, die die Kolben der horizontalen Zylinder antreibt, ist eine frei fliegende Stirnkurbel.