DE102009020925A1 - Compressor with piston dummy - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verdichter, aufweisend eine in dem Kolbenraum verschiebbare, als Kolben fungierende Flüssigkeit, beschrieben. Erfindungsgemäß ist in der Flüssigkeit (3) ein mit ihr verschiebbarer Kolbendummy (5) angeordnet. Dieser Kolbendummy (5) ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er bei Erreichen des oberen Totpunktes eine Beschleunigung der Flüssigkeit (3) in dem von ihm und der Kolbenraumwand definierten Ringspalt bewirkt.It is a compressor, comprising a displaceable in the piston chamber, acting as a piston liquid described. According to the invention, a piston dummy (5) which can be displaced with it is arranged in the liquid (3). This piston dummy (5) is preferably designed such that it causes an acceleration of the liquid (3) in the annular gap defined by it and the piston chamber wall when the top dead center is reached.
Description
Die Erfindung betrifft einen Verdichter, aufweisend eine in dem Kolbenraum verschiebbare, als Kolben fungierende Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitssäule.The The invention relates to a compressor, comprising one in the piston chamber displaceable, acting as a piston liquid or Liquid column.
Gattungsgemäße
Verdichter, die der Verdichtung von gasförmigen Medien,
wie beispielsweise Wasserstoff und Erdgas, bis zu Drücken
von 1000 bar dienen, werden auch als kolbenloser Verdichter bezeichnet,
da innerhalb des Kolbenraumes bzw. Zylinders kein herkömmlicher
Kolben, sondern eine Flüssigkeit bzw. Flüssigkeitssäule
verschiebbar angeordnet ist. Ein derartiger Verdichter ist beispielsweise
aus der
Die in derartigen Verdichtern verwendete Flüssigkeit ist vorzugsweise eine ionische Flüssigkeit, da sich diese zum einen in dem zu verdichtenden Medium nicht löst und zum anderen von dem zu verdichtenden Medium rückstandsfrei abgetrennt werden kann. Grundsätzlich können jedoch auch andere Flüssigkeiten zur Anwendung kommen, beispielsweise schwer siedende Hydrauliköle, Vakuumöle oder andere schwer siedende Flüssigkeiten mit niedriger Mediumslösung.The Liquid used in such compressors is preferred an ionic liquid, as this one in the does not dissolve to be compacted medium and on the other of be separated without residue to the medium to be compressed can. In principle, however, others can Liquids are used, such as heavy boiling hydraulic oils, vacuum oils or other heavy boiling liquids with low medium solution.
Die Kühlung gattungsgemäßer Verdichter erfolgt bisher durch die verwendete Hydraulikflüssigkeit selbst. Sollte durch sie keine ausreichende Kühlwirkung erreicht werden können, wird im Regelfall zusätzlich eine Außenkühlung, beispielsweise in Form eines Kühlmantels, realisiert.The Cooling generic compressor takes place previously by the hydraulic fluid used itself. Should not achieve sufficient cooling effect through them will usually be in addition to one External cooling, for example in the form of a cooling jacket, realized.
Um einen ungewollten Austritt der Flüssigkeit mit dem verdichteten Medium über das Druckventil und/oder eine möglichst gute Totraumoptimierung gewährleisten zu können, wird bisher danach getrachtet, die Oberfläche der Flüssigkeit möglichst glatt zu halten. Dadurch werden jedoch der Wärmeübergang und damit die Kühlwirkung auf die Oberflächenberührung reduziert. Dies hat zur Folge, dass der heißeste Teil des Verdichters – dies ist der Bereich des Kolbenraumes, in dem der obere Totpunkt liegt – am wenigsten gekühlt wird. Von Nachteil ist jedoch, dass insbesondere die Hitzeentwicklung im oberen Totpunkt des Verdichters den thermischen Wirkungsgrad des Verdichtungsprozesses verringert.Around an unwanted escape of the liquid with the compacted Medium via the pressure valve and / or a possible to ensure good dead space optimization, is so far sought after, the surface of the liquid keep as smooth as possible. This, however, the heat transfer and thus the cooling effect on the surface contact reduced. As a result, the hottest part of the Compressor - this is the area of the piston chamber, in the top dead center is - least cooled becomes. The disadvantage, however, is that in particular the heat in the top dead center of the compressor, the thermal efficiency the compression process is reduced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Verdichter anzugeben, bei dem die Kühlleistung bzw. -wirkung insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes verbessert und dadurch der Wirkungsgrad des Verdichters erhöht werden kann.task The present invention is a generic Specify compressor, in which the cooling capacity or effect improved especially in the area of top dead center and thereby the efficiency of the compressor can be increased.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßer Verdichter, aufweisend eine in dem Kolbenraum verschiebbare, als Kolben fungierende Flüssigkeit, vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Flüssigkeit ein mit ihr verschiebbarer Kolbendummy angeordnet ist.to Solution of this problem is a generic Compressor, having a displaceable in the piston chamber, as Piston acting liquid, proposed by the is characterized in that in the liquid with it slidable piston dummy is arranged.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verdichters, die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche darstellen, sind dadurch gekennzeichnet, dass
- – der Kolbendummy derart ausgebildet ist, dass er bei Erreichen des oberen Totpunktes eine Beschleunigung der Flüssigkeit in dem von ihm und der Kolbenraumwand definierten Ringspalt bewirkt,
- – die Unterseite des Kolbendummys derart ausgebildet ist, dass die Flüssigkeit im Bereich der Kolbendummy-Unterseite gehalten oder beschleunigt wird,
- – der Kolbendummy ein- oder mehrstückig ausgebildet ist und
- – die Flüssigkeit zumindest teilweise eine ionische Flüssigkeit ist.,
- - The piston dummy is designed such that it causes acceleration of the liquid in the annular gap defined by him and the piston chamber wall when reaching the top dead center,
- The underside of the piston dome is designed such that the fluid is held or accelerated in the region of the piston dummy underside,
- - The piston dummy one or more pieces is formed and
- - The liquid is at least partially an ionic liquid.,
Der
erfindungsgemäße Verdichter sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen desselben seien nachfolgend anhand des in den
Die
Der
erfindungsgemäße Verdichter weist einen Kolben
Erfindungsgemäß ist
nun innerhalb der Flüssigkeit
Während
eines Verdichtungstaktes, wie er in den
Im
Regelfall wird bei Erreichen des oberen Totpunktes ein Teil der
Flüssigkeit
Nach
dem Schließen des Druckventils
Im
Falle einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäß vorzusehenden
Kolbendummys
Es
ist offensichtlich, dass die Form des Kolbendummys
Mittels des erfindungsgemäßen Verdichterkonzeptes wird eine bessere Kühlung des Kolben- bzw. Zylinderkopfes, insbesondere im Bereich des oberen Totpunktes, erreicht. Dies hat eine Verringerung der Verdichtungstemperatur und damit der benötigten Verdichtungsenergie zur Folge. Somit erhöht sich der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verdichters im Vergleich zu einem ansonsten identischen Verdichter, bei dem auf den erfindungsgemäß vorzusehenden Kolbendummy verzichtet wird.through the compressor concept according to the invention is a better cooling of the piston or cylinder head, in particular in the area of top dead center. This has a reduction the compression temperature and thus the required compaction energy result. Thus, the efficiency of the compressor according to the invention increases compared to an otherwise identical compressor in which on the piston dummy to be provided according to the invention is waived.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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