DE102006038002B4

DE102006038002B4 - Kolbenkompressor mit mehrstufiger Verdichtung

Info

Publication number: DE102006038002B4
Application number: DE102006038002.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Waldow; Nils Krafft; Wolfgang Sagroll
Original assignee: Hatlapa Uetersener Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: MacGregor Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-14
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2026-08-15
Also published as: DE102006038002A1

Abstract

Kolbenkompressor mit mehrstufiger Verdichtung, insbesondere zweistufiger Verdichtung, über in einem Kurbelgehäuse angeordnete getrennte Kolbenanordnungen mit angetriebener Kurbelwelle und Pleuelstangen sowie einer Luftzuführung und einem Druckluftaustritt, wobei im Kurbelgehäuse eine Kühlung über ein flüssiges Kühlmedium für eine Zwischenkühlung und Endkühlung durchführbar ist und den Verdichtungsstufen jeweils Kondensatableiter zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (1) eine integrierte Kanalführung für die Druckluft und eine Kühlwasserführung aufweist und die einzelnen Verdichtungsstufen an einer Stirnseite des Kurbelgehäuses (1) Öffnungen (7, 8, 9) als Druckluftaustritt (7, 8) der einzelnen Verdichtungsstufen und Zuführung (9) zur weiteren Verdichtungsstufe aufweisen, wobei in einen auf die Öffnungen (7, 8, 9) aufsetzbaren, korrespondierenden Deckel (10) integrierte Kanäle (11) zur Druckgasführung und einem Druckluftaustritt (20) angeordnet und mit den Kanälen (11) der Verdichtungsstufen Gehäuse (12, 13) zur Kondensatableitung als Teile des aufsetzbaren Deckels (10) verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenkompressor mit mehrstufiger Verdichtung, insbesondere zweistufiger Verdichtung, über in einem Kurbelgehäuse angeordnete getrennte Kolbenanordnungen mit angetriebener Kurbelwelle und Pleuelstangen sowie einer Luftzuführung und einem Druckluftaustritt, wobei im Kurbelgehäuse eine Kühlung über ein flüssiges Kühlmedium für eine Zwischenkühlung und Endkühlung durchführbar ist und den Verdichtungsstufen jeweils Kondensatableiter zugeordnet sind.
Kompressoren dieser Art sind unter anderem aus der DE1112245A , der US1905747A und der US1764753A bekannt. Bei größerem Gesamtdruckverhältnis muss hierbei die Verdichtung in mehreren Stufen erfolgen. Beim Kolbenverdichter bewegt eine Antriebsmaschine über eine Kurbelwelle und Pleuelstange einen Kolben in einem Arbeitszylinder, wobei im Abwärtsgang das Fördermittel angesaugt und im Auftakt verdichtet wird. Nach jeder Verdichtungsstufe muß das durch eine Verdichtung erwärmte Gas zurückgekühlt und das enthaltene Wasser über Kondensatabscheidungen ausgeschieden werden. Eine Aufteilung des Gesamtdruckverhältnisses auf mehrere Stufen bewirkt unter anderem eine niedrige Endtemperatur in den einzelnen Stufen und es wird der Verlauf der Verdichtung mehr an die isotherme Verdichtung angeglichen.
Durch diese Ausbildung besteht das Erfordernis, die einzelnen Kreisläufe über Verbindungen zu koppeln und eine entsprechende Verrohrung vorzunehmen, die relativ anfällig für Störungen und aufwendig herzustellen ist.
Luftkompressoren für den Industrieeinsatz oberhalb 25 bar, wie für Startvorrichtungen von Großdieselmotoren, sind dabei für rauhe Einsatzbedingungen auszulegen, so daß getrennte außenliegende Verrohrungen nachteilig sind und auch den Montageaufwand bei der Herstellung vergrößern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen baukastenförmigen Aufbau eines Kompressors zu schaffen, der aus kompakten Teilen zusammensetzbar ist und außenliegende Verrohrungen vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Kurbelgehäuse eine integrierte Kanalführung für die Druckluft und eine Kühlwasserführung aufweist und die einzelnen Verdichtungsstufen an einer Stirnseite des Kurbelgehäuses Öffnungen als Druckluftaustritt der einzelnen Verdichtungsstufe und Zuführung zur weiteren Verdichtungsstufen aufweisen, wobei in einen auf die Öffnungen aufsetzbaren, korrespondierenden Deckel integrierte Kanäle zur Druckgasführung und einem Druckluftaustritt angeordnet und mit den Kanälen der Verdichtungsstufen Gehäuse zur Kondensatableitung als Teile des aufsetzbaren Deckels verbunden sind. Hierdurch sind die Kühlmediumführung und die Druckgasführung im Kurbelgehäuse und im angeflanschten aufgesetzten Deckel enthalten, wobei die Montage vereinfacht und auch die Zugänglichkeit auf einfache Weise erzielbar ist.
Eine einfache Ausbildung besteht darin, daß der am Kurbelgehäuse aufsetzbare Deckel mit seinen Kanälen zur Druckgasführung und den Gehäusen für die Kondensatableiter als Gußteil ausgebildet ist.
Ferner wird vorgeschlagen, daß zwischen Kurbelgehäuse und aufsetzbarem Deckel eine Flachdichtung angeordnet ist und eine Verbindung über Schraubverbindungen herstellbar ist.
Um Armaturen und Anschlüsse hierfür auf einfache Weise, gegebenenfalls optional anzuordnen, wird vorgeschlagen, daß der aufsetzbare Deckel mit seinen Kanälen Anschlußbohrungen für Überwachungsgeräte und Sicherheitsventile aufweist sowie als Armaturenträger dient.
Eine funktionale Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß die Kondensatableiter als Zyklonabscheider ausgebildet sind.
Zur weiteren Optimierung einer baukastenförmigen Ausbildung ist vorgesehen, daß das Kurbelgehäuse eine Öffnung für einen aufsetzbaren Lagerdeckel zur Aufnahme der Kurbelwelle über ein Gleitlager aufweist, wobei im Lagerdeckel eine Ölpumpe mit einem Ölabsteuerventil integriert ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
1 ein Kurbelgehäuse ohne zugeordnete Teile;
2 ein Deckel zum Aufsetzen auf das Kurbelgehäuse;
3 eine vollständige Anordnung des montierten Kompressors mit Antrieb und
4 einen Lagerdeckel für eine Kurbelwellenaufnahme und Ölpumpe mit Vor- und Rückseite.
Es ist ein Kurbelgehäuse 1 für einen zweistufigen Kolbenkompressor als V-Form dargestellt, der zur Aufnahme eines Kolbens in einen Zylindermantel als Teil des Kurbelgehäuses 1 mit einem Sitz 2 der Laufbuchse einer ersten Stufe und eine gleiche Anordnung mit einem Sitz der Laufbuchse für eine zweite Stufe versehen ist. Hierbei sind gemäß 3 Ventildruckstücke 3 zum Fixieren der Ventile auf den Laufbuchsen angeordnet. Die nicht näher dargestellten Kolben werden durch einen Antrieb 4 über eine Kurbelwelle und Pleuelstangen entsprechend angetrieben.
Hierbei sind im Kurbelgehäuse 1 Kanäle für eine Kühlwasserführung mit einem Kühlwassereintritt 5 und einem Kühlwasseraustritt 6 vorgesehen, wobei auch die eingesetzten Zylinderlaufbuchsen umspült werden.
Die bei Druckgaskompressoren auftretende Wärme wird über im Kurbelgehäuse 1 in den einzelnen Stufen integrierte Wärmeübertrager abgeführt und der Kühlmantel, der die Rohrbündel trägt, ist mit dem Kurbelgehäuse 1 einteilig ausgeführt.
Zur Druckgasführung ist eine außenliegende Zuführung im Kurbelgehäuse 1 und eine integrierte Druckgasleitung vorgesehen, wobei die einzelnen Verdichtungsstufen über Öffnungen 7, 8 an eine Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 nach außen geführt sind, wobei an der Stirnseite auch eine Öffnung 9 als Zuführung für eine Verbindung der einzelnen Stufen angeordnet ist.
Auf die Stirnseite ist ein Deckel 10 als korrespondierendes Gehäuse über Schraubverbindungen aufflanschbar und in dem Deckel 1 sind Kanäle 11 zur Verbindung und Druckgasführung der einzelnen Verdichtungsstufen integriert. Gleichzeitig sind den einzelnen Verdichtungsstufen Gehäuse 12, 13 für Kondensatableiter zugeordnet, die am Deckel 10 angeordnet sind. Diese Gehäuse 12, 13 sind hierbei als Zyklonabscheider ausgebildet. In diesem Fall ist auch der Druckluftaustritt 20 ebenfalls am Deckel 10 angeordnet.
Die Öffnung 7 bildet den Austritt aus dem Kühler nach der 1. Verdichtungsstufe. Danach strömt die Luft durch den Zyklonabscheider 12 und weiter durch die Öffnung 9 in die 2. Verdichtungsstufe. Nach der Verdichtung in der 2. Stufe wird die Luft wiederum durch ein Rohrbündel geleitet, dieses endet in der Öffnung 8 und mündet wiederum im Deckel 10 und leitet die Luft durch den Zyklonabscheider 13 zum Druckluftaustritt 20.
Der an das Kurbelgehäuse 1 anflanschbare Deckel 10 besitzt entsprechend Anschlußbohrungen 21 für Überwachungsgeräte 22 und Sicherheitsventile 14 und dient somit auch als Armaturenträger.
Ferner ist das Kurbelgehäuse 1 mit einer Öffnung 15 versehen, die im Bereich einer Ölwanne angeordnet ist und auf die ein Lagerdeckel 16 für die Kurbelwelle aufflanschbar ist, der ein zugeordnetes Gleitlager 17 und einen Ölpumpensitz 18 für eine Ölpumpe mit einem Ölableiterventil 19 aufweist.

Claims

Kolbenkompressor mit mehrstufiger Verdichtung, insbesondere zweistufiger Verdichtung, über in einem Kurbelgehäuse angeordnete getrennte Kolbenanordnungen mit angetriebener Kurbelwelle und Pleuelstangen sowie einer Luftzuführung und einem Druckluftaustritt, wobei im Kurbelgehäuse eine Kühlung über ein flüssiges Kühlmedium für eine Zwischenkühlung und Endkühlung durchführbar ist und den Verdichtungsstufen jeweils Kondensatableiter zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (1) eine integrierte Kanalführung für die Druckluft und eine Kühlwasserführung aufweist und die einzelnen Verdichtungsstufen an einer Stirnseite des Kurbelgehäuses (1) Öffnungen (7, 8, 9) als Druckluftaustritt (7, 8) der einzelnen Verdichtungsstufen und Zuführung (9) zur weiteren Verdichtungsstufe aufweisen, wobei in einen auf die Öffnungen (7, 8, 9) aufsetzbaren, korrespondierenden Deckel (10) integrierte Kanäle (11) zur Druckgasführung und einem Druckluftaustritt (20) angeordnet und mit den Kanälen (11) der Verdichtungsstufen Gehäuse (12, 13) zur Kondensatableitung als Teile des aufsetzbaren Deckels (10) verbunden sind.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am Kurbelgehäuse (1) aufsetzbare Deckel (10) mit seinen Kanälen zur Druckgasführung und den Gehäusen (12, 13) für die Kondensatableiter als Gußteil ausgebildet ist.
Kolbenkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kurbelgehäuse (1) und aufsetzbarem Deckel (10) eine Flachdichtung angeordnet ist und eine Verbindung über Schraubverbindungen herstellbar ist.
Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aufsetzbare Deckel (10) mit seinen Kanälen (11) Anschlußbohrungen (21) für Überwachungsgeräte (22) und Sicherheitsventile (14) aufweist sowie als Armaturenträger dient.
Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatableiter als Zyklonabscheider ausgebildet sind.
Kolbenkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (1) eine Öffnung (15) für einen aufsetzbaren Lagerdeckel (16) zur Aufnahme der Kurbelwelle über ein Gleitlager (17) aufweist, wobei im Lagerdeckel (16) eine Ölpumpe (18) mit einem Ölabsteuerventil (19) integriert ist.