DE10047087A1

DE10047087A1 - piston compressor

Info

Publication number: DE10047087A1
Application number: DE2000147087
Authority: DE
Inventors: Gerd W Cromm
Original assignee: Boge Kompressoren Otto Boge GmbH and Co KG
Current assignee: Boge Kompressoren Otto Boge GmbH and Co KG
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-11
Also published as: EP1191225A3; EP1191225A2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit Luftkühlung, mindestens einem Zylinder (11 bis 14), einem Lüfter (19) zur Erzeugung strömender Kühlluft und mit Elementen zur Führung der Kühlluft. Erfindungsgemäß ist eine zusätzliche Wasserkühlung für thermisch besonders beanspruchte Bauteile vorgesehen. Ein Kühler (31) der Wasserkühlung ist im Luftstrom der Luftkühlung angeordnet. Einer oder mehrere der Zylinder (11 bis 14) sind jeweils zumindest teilweise von einem Kühlwassergehäuse umgeben.The invention relates to a piston compressor with air cooling, at least one cylinder (11 to 14), a fan (19) for generating flowing cooling air and with elements for guiding the cooling air. According to the invention, additional water cooling is provided for components that are particularly thermally stressed. A cooler (31) of the water cooling is arranged in the air flow of the air cooling. One or more of the cylinders (11 to 14) are each at least partially surrounded by a cooling water housing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit Luftkühlung, mindestens einem Zylinder, einem Lüfter zur Erzeugung strömen der Kühlluft und insbesondere Elementen zur Führung der Kühl luft.The invention relates to a piston compressor with air cooling, flow at least one cylinder, a fan for generation the cooling air and in particular elements for guiding the cooling air.

Die Kühlung von Kolbenkompressoren richtet sich nach der Größe und Leistung derselben, ebenso die Zylinderzahl. Üblich sind luftgekühlte Kompressoren mit vorzugsweise zwei Zylindern für Antriebsleistungen bis zu 11 KW. Bei höheren Leistungen, etwa von 11 bis 38 KW, werden insbesondere drei bis vier Zylinder mit Luftkühlung eingesetzt. Oberhalb von 37 KW weisen Kolben kompressoren regelmäßig Wasserkühlung auf. Verbessert wird so der spezifische Leistungsbedarf, da die Aufheizung der ange saugten/verdichteten Luft niedriger ist. Die Lebensdauer der Kolben, Kolbenringe, Zylinder und Ventile wird verlängert. Allerdings sind wassergekühlte Kompressoren wesentlich teurer in den Herstellkosten wegen der Kühlmittelkanäle in den Guss teilen, etwa in den Zylindern oder Zylinderköpfen. Hohe Kühl wasserkosten fallen bei Frischwasser- oder Kühlturmkühlung an. Die Luftkühlung schlägt sich demgegenüber in niedrigeren Her stell- und Kühlmittelkosten nieder.The cooling of piston compressors depends on the size and their performance, as well as the number of cylinders. Are common air-cooled compressors with preferably two cylinders for Drive power up to 11 KW. At higher performances, for example from 11 to 38 KW, in particular three to four cylinders used with air cooling. Pistons above 37 KW compressors regularly water cooling. This is how it is improved the specific power requirement, since the heating of the sucked / compressed air is lower. The lifespan of the Pistons, piston rings, cylinders and valves are extended. Indeed water-cooled compressors are much more expensive the manufacturing costs because of the coolant channels in the casting share, for example in the cylinders or cylinder heads. High cooling water costs are incurred for fresh water or cooling tower cooling. Air cooling, on the other hand, has a lower impact and coolant costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolbenkompres sor zu schaffen, der die Vorteile einer Wasserkühlung nutzt, ohne die Vorteile der Luftkühlung aufzugeben und ohne die Nach teile der herkömmlichen Wasserkühlung in Kauf zu nehmen.The object of the present invention is a piston compress creating a system that takes advantage of water cooling, without giving up the benefits of air cooling and without the aftermath to accept parts of conventional water cooling.

Der erfindungsgemäße Kolbenkompressor ist gekennzeichnet durch eine zusätzliche Wasserkühlung für ausgewählte Bauteile. Das Prinzip der Luftkühlung wird beibehalten. Es werden insbeson dere die Bauteile an eine Wasserkühlung angeschlossen bzw. mit Mitteln für eine Wasserkühlung versehen, die thermisch beson ders belastet sind. Es handelt sich vorzugsweise um die Zylin der, Zylinderköpfe und Ventile. In erster Linie weisen die Zy linder eine Wasserkühlung auf. Besonders vorteilhaft ist ein geschlossener Kühlwasserkreislauf.The piston compressor according to the invention is characterized by additional water cooling for selected components. The The principle of air cooling is maintained. In particular the components connected to a water cooling or with Provide means for water cooling, the thermally special are burdened. It is preferably the Zylin the, cylinder heads and valves. The Zy relieve water cooling. A is particularly advantageous closed cooling water circuit.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei ölfreien Kol benkompressoren, die fahrbar oder stationär, horizontal oder vertikal angeordnet sind. Gleichwohl können auch Öl als Schmiermittel aufweisende Kolbenkompressoren in erfindungsge mäßer Weise gestaltet sein.The invention finds particular application in oil-free cols by compressors that are mobile or stationary, horizontal or are arranged vertically. Nevertheless, oil can also be considered Piston compressors containing lubricants in Invention be designed moderately.

Zur Anwendung kommt die erfindungsgemäße zusätzliche Wasserküh lung vorzugsweise bei Kompressoren mit einer Antriebsleistung von 11 bis 37 KW bzw. oberhalb 15 KW. Die Grenzen sind flie ßend. Der Einsatz der Erfindung außerhalb der angegebenen Werte ist deshalb nicht ausgeschlossen. Auch können statt Wasser an dere geeignete Kühlmittel oder Mischungen mit Wasser verwendet werden.The additional water cow according to the invention is used preferably for compressors with a drive power from 11 to 37 KW or above 15 KW. The boundaries are blurred ßend. Use of the invention outside the stated values is therefore not excluded. Also, instead of water suitable coolant or mixtures with water are used become.

Vorteilhafterweise ist ein Kühler der Wasserkühlung im Luft strom der Luftkühlung angeordnet. Ein zusätzlicher Lüfter für die Wasserkühlung wird dadurch vermieden. A cooler of the water cooling is advantageously in the air Arranged stream of air cooling. An additional fan for this avoids water cooling.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kolbenkom pressor von einer Luftführungshaube bzw. Schallhaube umgeben, die einen Lufteintritt und einen Luftaustritt aufweist, wobei der Kühler für die Wasserkühlung im Luftstrom in der Haube (15), insbesondere im Bereich des Luftaustritts angeordnet ist. Die strömende Luft streicht zunächst am Kompressor entlang und erreicht dann den Kühler für die Wasserkühlung.According to a further feature of the invention, the piston compressor is surrounded by an air guide hood or sound hood which has an air inlet and an air outlet, the cooler for the water cooling in the air flow being arranged in the hood ( 15 ), in particular in the region of the air outlet. The flowing air first sweeps along the compressor and then reaches the cooler for water cooling.

Vorzugsweise sind die Zylinder jeweils zumindest teilweise von einem Kühlwassergehäuse umgeben. So kann ein Kühlwassergehäuse spiralförmig oder hülsenartig um den jeweiligen Zylinder herum geführt sein. Gekühlt werden die den Zylinderlaufbahnen be nachbarten Wandungen, vorzugsweise auch die Ventile oder hieran angrenzende Bereiche, etwa Teile der Zylinderköpfe. Dort sind auch Kühlrippen für die strömende Kühlluft angeordnet.Preferably, the cylinders are each at least partially from surrounded by a cooling water housing. So can a cooling water housing spiral or sleeve-like around the respective cylinder be led. The cylinder liners are cooled neighboring walls, preferably also the valves or thereon adjacent areas, such as parts of the cylinder heads. There are cooling fins for the flowing cooling air are also arranged.

Vorteilhafterweise sind die Zylinder quer zur strömenden Kühl luft und in einer oder mehreren horizontalen Ebenen angeordnet. Die Kühlluft strömt in thermisch günstiger Weise aufwärts. Vor zugsweise sind bei einer Anordnung mit vier Zylindern je zwei Zylinder in derselben horizontalen Ebene angeordnet.The cylinders are advantageously transverse to the flowing cooling air and arranged in one or more horizontal levels. The cooling air flows upwards in a thermally favorable manner. before are preferably two in an arrangement with four cylinders Cylinder arranged in the same horizontal plane.

Unterhalb der Zylinder ist vorzugsweise der Lüfter zur Erzeu gung der aufwärts strömenden Kühlluft vorgesehen, so dass hier die Luft noch nicht erwärmt ist. Der Lüfter kann mit dem An trieb des Kompressors oder mit einem separaten Antrieb gekop pelt sein. Insbesondere ist ein Direktantrieb vorgesehen.The fan is preferably below the cylinders tion of the upward flowing cooling air is provided, so here the air has not yet warmed up. The fan can be connected to the on drive of the compressor or with a separate drive be pelt. In particular, a direct drive is provided.

Den Zylindern können Nachkühler und/oder Zwischenkühler zuge ordnet sein. Vorzugsweise ist ein Nachkühler für die erzeugte Druckluft vorgesehen, der im Luftstrom der Luftkühlung angeord net ist. Ebenfalls vorteilhaft ist ein Zwischenkühler zwischen zwei gebildeten Verdichterstufen, wobei der Zwischenkühler im Luftstrom der Luftkühlung liegt. Nachkühler und/oder Zwischen kühler sind vorzugsweise - in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen - vor den Zylindern angeordnet, so dass zunächst die genannten Kühler und dann die Zylinder von der Kühlluft um strömt werden. Aftercoolers and / or intercoolers can be added to the cylinders to be in order. An aftercooler is preferably used for the generated Compressed air is provided, which is arranged in the air flow of the air cooling is not. An intercooler between is also advantageous two compressor stages formed, the intercooler in Air flow of the air cooling is. Aftercooler and / or intermediate are preferably coolers - in the flow direction of the cooling air seen - arranged in front of the cylinders, so that first the called cooler and then the cylinders from the cooling air around be flocked.

Die Kühlwassergehäuse sind vorteilhafterweise durch mindestens eine Ringleitung miteinander verbunden, die vorzugsweise im Luftstrom der Kühlluft liegt. Die Ringleitung ist an den Kühler für die Wasserkühlung angeschlossen.The cooling water housing are advantageously by at least a ring line connected to each other, preferably in Air flow of the cooling air lies. The ring line is on the cooler connected for water cooling.

Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung mit zwei Ringleitungen, nämlich eine Ringleitung für zu kühlendes "warmes" Wasser und eine weitere Ringleitung für gekühltes "kaltes" Wasser, wobei die Kühlwassergehäuse durch die Ringleitungen miteinander ver bunden sind und wobei beide Ringleitungen an den Kühler für die Wasserkühlung angeschlossen sind.Training with two ring lines is also advantageous, namely a ring line for "warm" water to be cooled and another ring line for chilled "cold" water, whereby ver the cooling water housing through the ring lines are bound and both ring lines to the cooler for the Water cooling are connected.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschrei bung im Übrigen und aus den Ansprüchen.Further features of the invention result from the description exercise for the rest and from the claims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below explained by drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Kolbenkom pressors mit Luftführungshaube, letztere teilweise aufgeschnitten, Fig. 1 is a perspective view of a Kolbenkom pressors with air guide hood, the latter partially cut away,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kolbenkompressors gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a side view of the piston compressor according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kolbenkompressor mit schema tischer Darstellung von Kühlwasserleitungen, Umwälz pumpe, Ausdehnungsgefäß und Sicherheitsventil, Fig. 3 pump is a plan view of the piston compressor with a schematic representation of cooling water lines, circulation, expansion vessel and safety valve,

Fig. 4 bis 8 Schnittdarstellungen jeweils eines Zylinders mit Zy linderkopf, Ventilplatte und unterschiedlichen Kühl wasserführungen, Figures 4 to 8 are sectional views each showing a cylinder with Zy linder head., Water guides valve plate and different cooling,

Fig. 6a und 8a schematische Darstellung einer Reihenschaltung bzw. einer Parallelschaltung von Zylinder und Ventil platte im Kühlwasserkreislauf, Figs. 6a and 8a schematic representation of a series connection or a parallel connection of the cylinder and the valve plate in the cooling water circuit,

Fig. 9 und 10 radiale Schnitte durch einen Zylinder oberhalb der Ventilplatte (Fig. 9) und durch die Ventilplatte (Fig. 10). Figures 9 and 10 radial cuts. By a cylinder above the valve plate (FIG. 9) and through the valve plate (FIG. 10).

Ein ölfreier Kolbenkompressor 10 mit vier Zylindern 11, 12, 13, 14 ist gekapselt angeordnet, nämlich in einer Schallhaube 15, die zugleich die Funktion eines Gehäuses hat. Die Zylinder 11 bis 14 sind sternförmig angeordnet in zwei horizontalen Ebenen, nämlich die einander gegenüberliegenden Zylinder 12 und 14 in einer oberen horizontalen Ebene 16 und die Zylinder 11 und 13 in einer mit geringem Abstand darunterliegenden horizontalen Ebene 17, siehe insbesondere Fig. 2.An oil-free piston compressor 10 with four cylinders 11 , 12 , 13 , 14 is encapsulated, namely in a sound hood 15 , which also has the function of a housing. The cylinders 11 to 14 are arranged in a star shape in two horizontal planes, namely the cylinders 12 and 14 lying opposite one another in an upper horizontal plane 16 and the cylinders 11 and 13 in a horizontal plane 17 lying a short distance below, see in particular FIG. 2.

Eine Antriebsmotor 18 ist direkt mit einer nicht gezeigten, vertikal gerichteten Kurbelwelle gekoppelt und unterhalb der Zylinder 11 bis 14 angeordnet. Auf der ebenfalls nicht gezeig ten Welle des Antriebsmotors 18 ist ein Lüfterrad angeordnet, das die Kühlluft axial aufwärts ansaugt und in radialer Rich tung abgibt, siehe Fig. 2. Das Lüfterrad 19 schließt unten an den Antriebsmotor 18 an.A drive motor 18 is directly coupled to a vertically directed crankshaft, not shown, and is arranged below the cylinders 11 to 14 . On the shaft of the drive motor 18 , also not shown, a fan wheel is arranged which sucks the cooling air axially upwards and emits it in the radial direction, see FIG. 2. The fan wheel 19 connects to the drive motor 18 at the bottom.

Der Kolbenkompressor 10 ist mit Antriebsmotor 18 und Lüfterrad 19 innerhalb der Schallhaube 15 angeordnet. Diese weist im we sentlichen zwei Öffnungen auf, nämlich eine Lufteintrittsöff nung 20, etwa mittig im Bereich eines Bodens 21. Die Öffnung 20 weist eine aufwärtsgerichtete umlaufende Trichterwandung 22 auf. Deren Querschnitt ist an den Querschnitt einer Einlassöff nung 23 des Lüfterrades 19 angepasst. Nahe einer Oberwand 24 der Schallhaube 15 ist seitlich eine Auslassöffnung 25 vorge sehen und zwar am Ende eines horizontal gerichteten Auslass kanals 26, der oben begrenzt ist durch die Oberwand 24 und nach unten begrenzt ist durch eine horizontale Trennwand 27. Die Auslassöffnung 25 ist im Bereich einer Vorderwand 28 bzw. in deren oberem Bereich angeordnet. Eine gegenüberliegende Rückwand ist mit der Ziffer 29 versehen. Der Abstand zwischen der Vorderwand 28 und der Rückwand 29 wird als Tiefe bezeich net. Die Trennwand 27 erstreckt sich nicht über die volle Tiefe. Vielmehr ist zum Durchtritt der aufwärtsgerichteten Kühlluftströmung eine Überströmöffnung 30 zwischen der Rückwand 29 und der Trennwand 27 frei.The piston compressor 10 is arranged with the drive motor 18 and fan wheel 19 within the sound hood 15 . This has essentially two openings, namely an air inlet opening 20 , approximately centrally in the region of a base 21 . The opening 20 has an upwardly directed circumferential funnel wall 22 . Their cross section is adapted to the cross section of an inlet opening 23 of the fan wheel 19 . Near an upper wall 24 of the acoustic hood 15 , an outlet opening 25 is seen laterally, specifically at the end of a horizontally directed outlet channel 26 , which is delimited at the top by the upper wall 24 and at the bottom by a horizontal dividing wall 27 . The outlet opening 25 is arranged in the region of a front wall 28 or in the upper region thereof. An opposite rear wall is provided with the number 29 . The distance between the front wall 28 and the rear wall 29 is referred to as the depth. The partition wall 27 does not extend over the full depth. Rather, an overflow opening 30 between the rear wall 29 and the partition wall 27 is free for the passage of the upward cooling air flow.

Insgesamt verläuft die Kühlluftströmung durch die Öffnung 20, durch das Lüfterrad 19, aufwärts entlang dem Antriebsmotor 18, an den Zylindern 11 bis 14 und weiteren Teilen des Kolbenkom pressors 10 vorbei, durch die Überströmöffnung 30, entlang dem Auslasskanal 26 und schließlich aus der Auslassöffnung 25 hin aus. In letzterer ist ein Wasserkühler 31 angeordnet, der die Auslassöffnung 25 ganz oder teilweise ausfüllt und der von ei ner die Zylinder 11 bis 14 kühlenden Flüssigkeit durchströmt wird. Der genauere Aufbau des Kühlwasserkreislaufs wird nach folgend erläutert.Overall, the cooling air flow runs through the opening 20 , through the fan wheel 19 , upwards along the drive motor 18 , past the cylinders 11 to 14 and other parts of the piston compressor 10 , through the overflow opening 30 , along the outlet channel 26 and finally out of the outlet opening 25 out. In the latter, a water cooler 31 is arranged, which completely or partially fills the outlet opening 25 and through which the cylinder 11 to 14 coolant fluid flows. The more precise structure of the cooling water circuit is explained as follows.

Jeder der Zylinder 11 bis 14 ist ringförmig oder hülsenförmig von einem mit Kühlwasser oder anderer Kühlflüssigkeit gefüllten Kühlmantel 32 umgeben. Durch den Kühlmantel bedeckt sind insbe sondere zumindest teilweise Zylinderlaufbahnen (nicht gezeigt) und vorzugsweise auch Bereiche, in denen Einlassventile für die zu komprimierende Luft angeordnet sind (ebenfalls nicht ge zeigt). Die Ansaugluft für den Kolbenkompressor 10 gelangt über einen oben auf demselben angeordneten Luftfilter 33 in ein Kurbelgehäuse 34 und von dort in die einzelnen Zylinder 11 bis 14. Dabei wird die Ansaugluft der an den Zylindern vorbei strömenden Kühlluft entnommen.Each of the cylinders 11 to 14 is surrounded in a ring or sleeve shape by a cooling jacket 32 filled with cooling water or other cooling liquid. Covered by the cooling jacket are in particular at least partially special cylinder liners (not shown) and preferably also areas in which inlet valves for the air to be compressed are arranged (likewise not shown). The intake air for the piston compressor 10 passes through an air filter 33 arranged on top of it in a crankcase 34 and from there into the individual cylinders 11 to 14 . The intake air is taken from the cooling air flowing past the cylinders.

In besonderer Weise ist das Kühlwasser zwischen den Zylindern 11 bis 14 und dem Wasserkühler 31 geführt. Hierzu ist jeder Kühlmantel 32 an zwei Ringleitungen 35, 36 angeschlossen. Diese liegen in einer Ebene oberhalb der oberen Ebene 16 und zwar zu einander konzentrisch. Die innere Ringleitung 35 verteilt das vom Kühler 31 kommende gekühlte Wasser an die Zylinder 11 bis 14. Die äußere Ringleitung 36 nimmt das Kühlwasser aus den Kühlmänteln 32 auf und übergibt es an den Kühler 31. Die käl tere Leitung (Vorlauf) zwischen Kühler 31 und innerer Ringlei tung 35 ist mit der Ziffer 37 bezeichnet, während die wärmere Leitung (Rücklauf) zwischen der äußeren Ringleitung 36 und dem Kühler 31 die Ziffer 38 trägt. In der als Kühlwasservorlauf wirkenden Leitung 37 sind eine Umwälzpumpe 39, ein Ausdehnungs gefäß 40 und ein Sicherheitsventil 41 angeordnet. Von den Ringleitungen 35, 36 erstrecken sich kurze aufwärtsgerichtete Leitungsstücke 42, 43 zu den Kühlmänteln 32.The cooling water is guided in a special way between the cylinders 11 to 14 and the water cooler 31 . For this purpose, each cooling jacket 32 is connected to two ring lines 35 , 36 . These lie in a plane above the upper plane 16 , concentrically to one another. The inner ring line 35 distributes the cooled water coming from the cooler 31 to the cylinders 11 to 14 . The outer ring line 36 receives the cooling water from the cooling jackets 32 and transfers it to the cooler 31 . The colder line (flow) between the cooler 31 and inner ring 35 is designated by the number 37 , while the warmer line (return) between the outer ring line 36 and the cooler 31 bears the number 38 . In the line 37 acting as a cooling water supply, a circulation pump 39 , an expansion vessel 40 and a safety valve 41 are arranged. Short upward line sections 42 , 43 extend from the ring lines 35 , 36 to the cooling jackets 32 .

Die aus den Zylindern 11 bis 14 austretende Luft ist in beson derer Weise geführt. Der Kompressor ist zweistufig ausgelegt. Jede Stufe weist einen eigenen Druckluftkühler 44 auf. Die bei den Zylinder 12, 13 sind an den in Fig. 1 links gezeichneten Druckluftkühler 44 angeschlossen, während die beiden Zylinder 11, 14 mit dem in Fig. 1 rechts gezeichneten Druckluftkühler 44 verbunden sind. Die beiden Stufen können parallel geschaltet sein oder aber hintereinander. Im letzteren Falle hat ein Druckluftkühler die Funktion eines Zwischenkühlers und der an dere die Funktion eines Nachkühlers. Aus Gründen der Übersicht lichkeit ist ein Druckluftaustritt in den Figuren nicht einge zeichnet.The air emerging from the cylinders 11 to 14 is guided in a special way. The compressor is designed in two stages. Each stage has its own compressed air cooler 44 . The cylinders 12 , 13 are connected to the compressed air cooler 44 shown on the left in FIG. 1, while the two cylinders 11 , 14 are connected to the compressed air cooler 44 shown on the right in FIG. 1. The two stages can be connected in parallel or in series. In the latter case, an air cooler has the function of an intercooler and the other has the function of an aftercooler. For the sake of clarity, a compressed air outlet is not shown in the figures.

Die beiden Druckluftkühler 44 sind in einer gemeinsamen hori zontalen Ebene unterhalb der Zylinder 11 bis 14 und etwa auf der Höhe des Antriebsmotors 18 oder knapp darüber angeordnet und liegen in dem aufwärtsgerichteten Kühlluftstrom, der vom Lüfterrad 19 erzeugt wird - ebenso wie die Zylinder 11 bis 14 und die Ringleitungen 35, 36.The two compressed air coolers 44 are arranged in a common horizontal plane below the cylinders 11 to 14 and approximately at the level of the drive motor 18 or just above and lie in the upward cooling air flow generated by the fan wheel 19 - just like the cylinders 11 to 14 and the ring lines 35 , 36 .

Die Druckluftkühler 44 sind so angeordnet, dass neben oder zwi schen ihnen weiterer Raum für die aufsteigende Kühlluft vorhan den ist, so dass die in den Luftfilter 33 eintretende Luft bzw. die den Wasserkühler 31 passierende Luft nicht zwangsläufig die Druckluftkühler 44 durchquert hat. Die Wandungen der Schall haube 15 sind Führungselemente für die Kühlluft, ebenso die Trennwand 27.The compressed air cooler 44 are arranged such that, in addition to or between them, there is further space for the rising cooling air, so that the air entering the air filter 33 or the air passing through the water cooler 31 has not necessarily passed through the compressed air cooler 44 . The walls of the sound hood 15 are guide elements for the cooling air, as is the partition 27 .

In die Schallhaube 15 ist ein Tragrahmen 45 für den Kolbenkom pressor 10 integriert und zwar etwa auf halber Höhe der Schall haube 15. Der Kolbenkompressor 10 ist mit Antriebsmotor 18, Lüfterrad 19, Luftfilter 33, Ringleitungen 35, 36, Druckluft kühlern 44 und Wasserkühler 31 schwingungsfähig auf dem Tragrahmen 45 gelagert und zwar über vier radial abstehende Tragarme 46, an deren Enden Dämpfungselemente 47 angeordnet sind.In the sound hood 15 , a support frame 45 for the Kolbenkom pressor 10 is integrated, approximately halfway up the sound hood 15 . The piston compressor 10 with drive motor 18 , fan wheel 19 , air filter 33 , ring lines 35 , 36 , compressed air coolers 44 and water cooler 31 is mounted on the support frame 45 so that it can vibrate, namely via four radially projecting support arms 46 , at the ends of which damping elements 47 are arranged.

Zylinderköpfe 48 der einzelnen Zylinder 11 bis 14 sind vorzugs weise gerippt ausgeführt und deshalb nicht von den Kühlmänteln 32 umgeben.Cylinder heads 48 of the individual cylinders 11 to 14 are preferably ribbed and are therefore not surrounded by the cooling jackets 32 .

Einen Schnitt durch einen der Zylinder 11 bis 14 zeigen die Fig. 4 bis 8 mit jeweils geringen Änderungen. In dem Zylinder 11 ist ein Kolben 49 geführt. In dessen Bewegungsbereich ist der Zylinder 11 mit dem Kühlmantel 32 versehen, der einen spiralförmig umlaufenden Kühlkanal 50 aufweist, dessen einzelne Gänge in Bewegungsrichtung des Kolbens 49 nebeneinanderliegen und der an die kalte Leitung 37 als Vorlauf und die warme Lei tung 38 als Rücklauf angeschlossen ist. Durch den Kühlkanal wird vorzugsweise das für die Kompression der Luft verwendete Zylindervolumen gekühlt.A section through one of the cylinders 11 to 14 is shown in FIGS. 4 to 8, each with minor changes. A piston 49 is guided in the cylinder 11 . In its range of motion, the cylinder 11 is provided with the cooling jacket 32 , which has a spiral cooling channel 50 , the individual gears lying side by side in the direction of movement of the piston 49 and which is connected to the cold line 37 as a flow and the warm line 38 as a return. The cooling volume preferably cools the cylinder volume used for the compression of the air.

Zwischen Zylinder 11 und Zylinderkopf 48 ist eine Ventilplatte 51 angeordnet. Diese ist mit den erforderlichen Durchtrittsöffnungen und Ventilen versehen. Teil des Zylinderkopfes 48, benachbart zur Ventilplatte 51, ist eine umlaufende Druckkammer 52 sowie eine mittige Saugkammer 53. Die Druckkammer 52 ist seitlich (radial) mit einem Druck luftaustritt 54 versehen. Von hier aus gelangt die verdichtete Luft in den Druckluftkühler 44 als Zwischen- oder Nachkühler. Die Saugkammer 53 ist mit einer mittigen Lufteintrittsöffnung 55 versehen.A valve plate 51 is arranged between cylinder 11 and cylinder head 48 . This is provided with the necessary openings and valves. Part of the cylinder head 48 , adjacent to the valve plate 51 , is a circumferential pressure chamber 52 and a central suction chamber 53 . The pressure chamber 52 is laterally (radially) provided with a compressed air outlet 54 . From here, the compressed air reaches the compressed air cooler 44 as an intercooler or aftercooler. The suction chamber 53 is provided with a central air inlet opening 55 .

Die Ventilplatte 51 ist in der Ausführung gemäß Fig. 4 mit Saugventilen 56 (der Lufteintrittsöffnung 55 gegenüberliegend) und mit Druckventilen 57 (im Bereich der Druckkammer 52) ver sehen. Die Funktion von Druck- und Saugventilen ist grundsätz lich bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden.The valve plate 51 is shown in the embodiment of FIG. 4 with suction valves 56 (the air inlet opening 55 opposite), and with pressure relief valves 57 (in the region of the pressure chamber 52) ver. The function of pressure and suction valves is known in principle and need not be explained in more detail here.

Eine Besonderheit zeigt Fig. 5. Dort sind die Ventilplatte 51 und der Zylinderkopf 48 im Bereich der Saugkammer 53 mit eige nen Kühlkanälen 58, 59 versehen. Diese sind mit den Kühlkanälen 50 in Reihe angeordnet. Ebenfalls möglich ist eine parallele Anordnung.A special feature is shown in FIG. 5. There, the valve plate 51 and the cylinder head 48 are provided with their own cooling channels 58 , 59 in the area of the suction chamber 53 . These are arranged in series with the cooling channels 50 . A parallel arrangement is also possible.

Eine weitere Abwandlung zeigt Fig. 6. Hier sind zusätzliche Kühlkanäle 58 nur im Bereich der Ventilplatte 51 vorhanden. Außerdem ist ein regelbarer Bypass 60 zwischen den Kühlkanälen 50 des Zylinders 11 und der warmen Rücklaufleitung 38 angeord net. Dadurch kann für die Kühlkanäle 58 im Bereich der Ventil platte 51 ein geringerer Flüssigkeitsstrom eingestellt werden. Auch hier liegt vorzugsweise eine Reihenschaltung der Kühlkanäle 50 des Zylinders 11 und der Kühlkanäle 58 der Ventilplatte 51 vor. Fig. 6a gibt den Verlauf des Kühlwasserkreislaufs in schematischer Darstellung wieder. Die Pfeile 61 geben die Strömungsrichtung an. Jeweils benachbart angeordnete, entgegengesetzt Pfeile geben die alternativ mögliche Strömungsrichtung wieder.A further modification is shown in FIG. 6. Here, additional cooling channels 58 are only present in the area of the valve plate 51 . In addition, an adjustable bypass 60 is net angeord between the cooling channels 50 of the cylinder 11 and the warm return line 38 . As a result, a lower liquid flow can be set for the cooling channels 58 in the area of the valve plate 51 . Here, too, there is preferably a series connection of the cooling channels 50 of the cylinder 11 and the cooling channels 58 of the valve plate 51 . FIG. 6a shows the course of the cooling water circuit in a schematic representation. The arrows 61 indicate the direction of flow. Arrows which are arranged adjacent to each other and in the opposite direction show the alternatively possible flow direction.

Eine weitere alternative Führung von Kühlwasserkanälen zeigt Fig. 7. Dort sind ebenso wie in Fig. 6 zusätzliche Kühlwasser kanäle 58 im Bereich der Ventilplatte 51 vorgesehen sowie ein Bypass 60 zwischen Kühlkanälen 50 und Rücklaufleitung 38. Allerdings erstrecken sich die Kühlkanäle 58 zusätzlich in radialer Richtung nach innen und sind mit Kühlkanälen 62 im Zylinderkopf 48 am Umfang der Saugkammer 53 verbunden. Während demnach in der Ausführungsform gemäß Fig. 5 zusätzliche Kühlkanäle 59 am Außenumfang der umlaufenden Druckkammer vorgesehen sind, erstrecken sich die Kühlkanäle 62 in der Ausführungsform der Fig. 7 am Innenumfang der Druckkammer 52 und nahe der Ventilplatte 51.A further alternative routing of cooling water channels is shown in FIG. 7. There, as in FIG. 6, additional cooling water channels 58 are provided in the area of the valve plate 51 , and a bypass 60 between cooling channels 50 and return line 38 . However, the cooling channels 58 also extend inwards in the radial direction and are connected to cooling channels 62 in the cylinder head 48 on the circumference of the suction chamber 53 . Thus, while the circumferential pressure chamber are provided in the embodiment of FIG. 5 additional cooling channels 59 on the outer circumference, the cooling channels 62 of FIG extend in the embodiment. 7 on the inner periphery of the pressure chamber 52 and close to the valve plate 51.

Schließlich zeigt Fig. 8 eine Ausführungsform entsprechend Fig. 6, jedoch mit einer Parallelschaltung der Kühlkanäle 50 einer seits und 58 andererseits. Zur Realisierung derselben ist zu sätzlich eine Überbrückungsleitung 63 vorgesehen, die den größ ten Teil der spiralförmig umlaufenden Kühlkanäle 50 überbrückt.Finally, FIG. 8 shows an embodiment corresponding to FIG. 6, but with a parallel connection of the cooling channels 50 on the one hand and 58 on the other. To implement the same, a bridging line 63 is additionally provided, which bridges most of the spiral cooling channels 50 .

Die Fig. 9 und 10 zeigen Schnittansichten durch die Ventil platte 51 (Fig. 10) und durch den Zylinderkopf 48 (Fig. 9). Er kennbar sind die teilringförmige Anordnung der Saugventile 56 und die entlang eines imaginären Rings angeordneten Druckven tile 57. Außerdem gezeigt ist die Anordnung von zwei Kühlkanä len 58 in der Ventilplatte 51. Diese sind symmetrisch zueinan der angeordnet und umspülen jeweils vier Druckventile 57. Kühl wassereintritte 64 sind im unteren Bereich der Fig. 10 erkenn bar, Kühlwasseraustritte 65 im oberen Bereich. FIGS. 9 and 10 show sectional views through the valve plate 51 (Fig. 10) and by the cylinder head 48 (Fig. 9). It can be seen the partial ring-shaped arrangement of the suction valves 56 and the pressure valves 57 arranged along an imaginary ring. The arrangement of two cooling channels 58 in the valve plate 51 is also shown . These are arranged symmetrically to each other and each wash around four pressure valves 57 . Cooling water inlets 64 can be seen in the lower area of FIG. 10, cooling water outlets 65 in the upper area.

In Fig. 9 sind die Saugventile 57 in der Draufsicht erkennbar, ebenso die Saugventile 56. Geschnitten sind eine außen umlau fende Wandung 66 der Druckkammer 52 und eine innen umlaufende Wandung 67 der Saugkammer 52. Die innen umlaufende Wandung 67 begrenzt außerdem die Saugkammer 53.The suction valves 57 can be seen in plan view in FIG. 9, as can the suction valves 56 . An outer circumferential wall 66 of the pressure chamber 52 and an inner circumferential wall 67 of the suction chamber 52 are cut . The inner circumferential wall 67 also delimits the suction chamber 53 .

Innenseitig der Wandung 67 ist ein Rohr oder eine Hülse mit ei ner wärmedämmenden Wandung 68 eingesetzt. Das Volumen dieses Rohres definiert die Saugkammer 53.Inside the wall 67 , a tube or a sleeve with egg ner insulating wall 68 is used. The volume of this tube defines the suction chamber 53 .

Die Führung der Druckluft ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die aus dem Lüfterrad 19 nach außen bzw. oben austretende Luft inner halb der Schallhaube 15 gelangt über Luftfilter 69 und entspre chende Ansaugleitungen 70 in die einzelnen Zylinder 11 bis 14. Die komprimierte Luft tritt jeweils unten aus den Zylindern aus und gelangt über Druckluftleitungen 71 in die Druckluftkühler 44 und von dort bis zu einem gemeinsamen Druckluftaustritt 72, der außerhalb der Schallhaube 15 oder in einer Wandung derselben angeordnet ist.The guidance of the compressed air can be seen in FIG. 2. The air emerging from the fan wheel 19 outwards or upwards within the sound hood 15 passes via air filters 69 and corresponding suction lines 70 into the individual cylinders 11 to 14 . The compressed air emerges from the cylinders at the bottom and passes via compressed air lines 71 into the compressed air cooler 44 and from there to a common compressed air outlet 72 , which is arranged outside the sound hood 15 or in a wall thereof.

Alle in den Figuren dargestellten Strömungsrichtungen sind um kehrbar. Auch können in allen Ausführungsformen Reihenschaltung oder Parallelschaltung im Kühlwasserkreislauf vorgesehen sein. Schließlich sind die Schnittdarstellungen der Fig. 9 und 10 nicht nur auf Fig. 8 beziehbar, sondern in analoger Anwendung auch auf die anderen Zylinderschnitte (Fig. 4 bis 7). All flow directions shown in the figures are reversible. In all embodiments, series connection or parallel connection can also be provided in the cooling water circuit. Finally, the sectional representations of FIGS. 9 and 10 are not only referable to FIG. 8, but in an analogous application also to the other cylinder sections ( FIGS. 4 to 7).

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Kolbenkompressor
piston compressor

1111

Zylinder
cylinder

1212

Zylinder
cylinder

1313

Zylinder
cylinder

1414

Zylinder
cylinder

1515

Schallhaube
acoustic hood

1616

obere Ebene
upper level

1717

untere Ebene
lower level

1818

Antriebsmotor
drive motor

1919

Lüfterrad
fan

2020

Öffnung
opening

2121

Boden
ground

2222

Trichterwandung
funnel wall

2323

Einlassöffnung
inlet port

2424

Oberrand
upper edge

2525

Auslassöffnung
outlet

2626

Auslasskanal
exhaust port

2727

Trennwand
partition wall

2828

Vorderwand
front wall

2929

Rückwand
rear wall

3030

Überströmöffnung
overflow

3131

Wasserkühler
water cooler

3232

Kühlmantel
cooling jacket

3333

Luftfilter
air filter

3434

Kurbelgehäuse
crankcase

3535

innere Ringleitung (Vorlauf)
inner ring line (flow)

3636

äußere Ringleitung (Rücklauf)
outer ring line (return)

3737

Leitung (kalt)
Pipe (cold)

3838

Leitung (warm)
Pipe (warm)

3939

Umwälzpumpe
circulating pump

4040

Ausdehnungsgefäß
expansion tank

4141

Sicherheitsventil
safety valve

4242

Leitungsstück
line section

4343

Leitungsstück
line section

4444

Druckluftkühler
Compressed air cooler

4545

Tragrahmen
supporting frame

4646

Tragarme
carrying arms

4747

Dämpfungselemente
damping elements

4848

Zylinderköpfe
cylinder heads

4949

Kolben
piston

5050

Kühlkanäle
cooling channels

5151

Ventilplatte
valve plate

5252

Druckkammer
pressure chamber

5353

Saugkammer
suction chamber

5454

Druckluftaustritt
Compressed air outlet

5555

Lufteintrittsöffnung
Air inlet opening

5656

Saugventile
suction valves

5757

Druckventile
pressure valves

5858

Kühlkanäle Ventilplatte
Cooling channels valve plate

5959

Kühlkanäle Zylinderkopf außen
Cooling channels, cylinder head outside

6060

Bypass
bypass

6161

Pfeil
arrow

6262

Kühlkanäler Zylinderkopf innen
Cooling channel cylinder head inside

6363

Überbrückungsleitung
bypass line

6464

Kühlwassereintritte
Cooling water inlets

6565

Kühlwasseraustritte
Cooling water outlets

6666

Wandung
wall

6767

Wandung
wall

6868

Wandung
wall

6969

Luftfilter
air filter

7070

Leitungen
cables

7171

Druckluftleitungen
Compressed air lines

7272

Druckluftaustritt
Compressed air outlet

Claims

1. Piston compressor ( 10 ) with air cooling, at least one cylinder ( 11 to 14 ), a fan ( 19 ) for generating the cooling air and in particular elements for guiding the cooling air, characterized by additional water cooling for selected components.

2. Piston compressor according to claim 1, characterized in that a cooler ( 31 ) of the water cooling in the air flow of the air cooling is arranged.

3. Piston compressor according to claim 2, characterized by an air guide hood or sound hood ( 15 ) by which the Kol benkompressor is surrounded, and which has an opening ( 20 ) as an air inlet and an outlet opening ( 25 ) as an air outlet, the cooler ( 31 ) for water cooling in the air flow in the hood ( 15 ), in particular in the area of the air outlet.

4. Piston compressor according to claim 1 or one of the further claims, characterized in that one or more cylinders ( 11 to 14 ) are provided, each of which is at least partially surrounded by a cooling water housing as a cooling jacket ( 32 ).

5. Piston compressor according to claim 4, characterized in that the cooling jackets ( 32 ) or cooling water housing are interconnected by at least one ring line, which lies in the air flow of the cooling air, and that the ring line is connected to the cooler ( 31 ) for water cooling ,

6. Piston compressor according to claim 5, characterized in that the cooling jackets ( 32 ) or cooling water housing through a ring line ( 36 ) for cooling "warm" and a further ring line ( 35 ) for cooled "cold" water are connected to each other, and that both ring lines ( 35 , 36 ) are connected to the cooler ( 31 ) for water cooling.

7. Piston compressor according to claim 1 or one of the further claims, characterized in that one or more cylinders ( 11 to 14 ) are arranged transversely to the flowing cooling air and in one or more horizontal planes ( 16 , 17 ).

8. Piston compressor according to claim 7, characterized in that below the at least one cylinder ( 11 to 14 ) the fan ( 19 ) for generating the upward flowing cooling air is arranged.

9. Piston compressor according to claim 1 or one of the further claims, characterized in that the fan ( 19 ) is driven by a drive of the compressor ( 10 ).

10. Piston compressor according to claim 1 or one of the further claims, characterized in that the at least one cylinder ( 11 to 14 ) is assigned an aftercooler (compressed air cooler 44 ) for the compressed air generated, which lies in the air flow of the air cooling.

11. Piston compressor according to claim 10, characterized in that a plurality of cylinders ( 11 to 14 ) are coupled to form two or more compressor stages and that an intermediate cooler for the pressure generated air is arranged, which lies in the airflow of the air cooling ,

12. Piston compressor according to claim 4 or one of the further claims, characterized in that the cooling jacket ( 32 ) has cooling water channels ( 50 ) which surround the component to be cooled - the cylinder ( 11 ) - in a spiral.

13. Piston compressor according to claim 4 or one of the further claims, characterized in that the cooling jacket ( 32 ) has cooling water channels ( 58 , 59 ), the valves or a Ven tilplatte ( 51 ) between the respective cylinder ( 11 ) and the associated cylinder head ( 48 ) cool.

14. Piston compressor according to claim 4 or one of the further claims, characterized in that the cooling jacket ( 32 ) has cooling water channels ( 58 , 59 ) which cool the respective cylinder head ( 48 ) at least partially.