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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kompressionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Kühlen eines mittels eines Kompressors verdichteten oder zu verdichtenden Kompressionsmediums gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.
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Kompressionsvorrichtungen und entsprechende Verfahren, wie sie die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform betrifft, kommen beispielsweise bei der Gasversorgung oder Gasspeicherung eines anderen Gases als Luft, beispielsweise Prozessgas oder Gas als Primärenergieträger für Heizzwecke zur Anwendung. Hierbei wird das Gas mittels eines Kompressors, der von einer Antriebseinrichtung angetrieben wird, verdichtet, um entweder gespeichert oder weitergeleitet zu werden. Auch bei der Speicherung eines Abgases, insbesondere CO2-haltigen Abgases, das mittels eines Kompressors verdichtet wird und in einem Speicher, insbesondere unterirdischem Speicher gespeichert wird, kann die vorliegende Erfindung gemäß einer Ausführungsform angewendet werden.
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Bei solchen Anwendungsfällen ist bekannt, dass des gasförmige Kompressionsmedium nach seiner Verdichtung eine hohe Temperatur aufweisen kann, die eine Kühlung des Kompressionsmediums erfordert. Diese Kühlung ist insbesondere bei der Verdichtung entzündlicher beziehungsweise entflammbarer Gase wichtig.
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Insbesondere bei mobilen Anlagen, bei welchen der Kompressor mittels eines Dieselmotors angetrieben wird, sieht eine besonders einfache Lösung vor, mittels des Dieselmotors zugleich ein Lüfterrad anzutreiben und dessen Kühlluftstrom zum Kühlen des Kompressionsmediums heranzuziehen. Problematisch hierbei ist, dass das Lüfterrad stets proportional zur Drehzahl des Dieselmotors umläuft und damit der erzeugte Kühlluftstrom nicht optimal an die tatsächliche Kühlleistung angepasst ist, da diese von verschiedenen Randbedingungen abhängt. Dies führt auf der einen Seite zu einem unnötig hohen Kraftstoffverbrauch des Dieselmotors, wenn nämlich das Lüfterrad einen unnötig großen Kühlluftstrom erzeugt, und birgt auf der anderen Seite die Gefahr einer unzureichenden Kühlung in Betriebszuständen mit einer vergleichsweise kleinen Drehzahl des Dieselmotors oder beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressionsvorrichtung und ein Verfahren zum Kühlen eines mittels eines Kompressors verdichteten oder zu verdichtenden Kompressionsmediums anzugeben, bei welchem die erzeugte Kühlleistung bedarfsgerecht angepasst ist. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich zugleich auch bei bestehenden Anlagen leicht nachrüsten lassen, einfach und zuverlässig im Aufbau sein und weitgehend auf neue externe Steuersysteme und Energiequellen verzichten.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Kompressionsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Kompressionsvorrichtung, die insbesondere als mobile Einrichtung ausgeführt ist, weist eine Antriebseinrichtung und einen von der Antriebseinrichtung angetriebenen Kompressor auf, der ein gasförmiges Kompressionsmedium verdichtet. Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise als Verbrennungsmotor, insbesondere als Dieselmotor ausgeführt. Bei dem gasförmigen Kompressionsmedium handelt es sich insbesondere um ein anderes Gas als Luft, beispielsweise Prozessgas oder Brenngas, insbesondere Methangas, ein Methangasgemisch, Erdgas oder Erdgasgemisch.
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Die erfindungsgemäße Kompressionsvorrichtung weist ferner eine Kühleinrichtung auf, umfassend wenigstens ein Lüfterrad, welche das Kompressionsmedium kühlt. In der Regel wird die Kühlung des Kompressionsmedium nach seiner Verdichtung, demnach auf der Druckseite des Kompressors stattfinden.
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Das Lüfterrad wird mittels einer Triebverbindung von der Antriebseinrichtung, welche auch den Kompressor antreibt, oder einer zusätzlich vorgesehenen zweiten Antriebseinrichtung drehend angetrieben, sodass es einen Kühlluftstrom erzeugt. Der Kühlluftstrom kühlt das Kompressionsmedium unmittelbar oder über ein mit dem Kompressionsmedium in wärmeübertragender Verbindung stehendes Bauteil, beispielsweise einen vom Kompressionsmedium durchströmten, mit dem Kühlluftstrom beaufschlagten Wärmetauscher.
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Erfindungsgemäß ist in der Triebverbindung zwischen der Antriebseinrichtung beziehungsweise der zweiten Antriebseinrichtung und dem Lüfterrad eine hydrodynamische Kupplung angeordnet, über welche das Lüfterrad hydrodynamisch angetrieben wird. Eine solche hydrodynamische Kupplung umfasst, wie dem Fachmann bekannt ist, ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die miteinander torusförmigen Arbeitsraum ausbilden, in welchen ein Arbeitsmedium einbringbar ist, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom Pumpenrad auf das Turbinenrad zu übertragen. Vorteilhaft ist die hydrodynamische Kupplung frei von einem Leitrad und weist ausschließlich ein einziges Pumpenrad und ein einziges Turbinenrad auf.
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Erfindungsgemäß ist nun die Antriebsleistungsübertragung der hydrodynamischen Kupplung und damit die Drehzahl des Lüfterrads dadurch im Betrieb der hydrodynamischen Kupplung veränderbar, dass die hydrodynamische Kupplung mit einem Steuerdruckmedium druckbeaufschlagt wird. Die Druckbeaufschlagung mit dem Steuerdruckmedium kann dabei ein mehr oder minder starkes Verdrängen von Arbeitsmedium in oder aus dem Arbeitsraum bewirken oder zusätzlich oder alternativ das mehr oder minder starke Einbringen eines Drosselelementes in die Kreislaufströmung des Arbeitsmediums im Arbeitsraum, um dadurch die Kreislaufströmung mehr oder minder zu stören, wobei die Verschiebung des Drosselelementes durch die Steuerdruckmediumbeaufschlagung bewirkt wird. Je weiter das Drosselelement in die Kreislaufströmung eingebracht ist, desto stärker wird die Kreislaufströmung im Arbeitsraum gestört und desto geringer ist die übertragene Antriebsleistung.
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Erfindungsgemäß ist nun das Kompressionsmedium zugleich das Steuerdruckmedium.
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Die Beaufschlagung der hydrodynamischen Kupplung mit dem Steuerdruckmedium, als welches das Kompressionsmedium herangezogen wird, erfolgt vorteilhaft derart temperaturabhängig, dass der Arbeitsraum umso stärker mit Arbeitsmedium befüllt wird beziehungsweise das Drosselelement zunehmend weiter aus der Kreislaufströmung im Arbeitsraum entfernt wird, je höher die Temperatur des Kompressionsmediums ist, sodass mit zunehmender Temperatur des Kompressionsmediums das Lüfterrad mit zunehmender Drehzahl umläuft und einen entsprechend zunehmend größeren Kühlluftstrom erzeugt. Hierzu kann vorgesehen sein, dass das Kompressionsmedium nur als Steuerdruckmediumdruckquelle verwendet wird und die tatsächliche Größe des auf die hydrodynamische Kupplung aufgebrachten Steuerdruckes durch ein Steuerventil oder Regelventil in einer Druckgasleitung von der Druckseite des Kompressors zu der hydrodynamischen Kupplung eingestellt wird. Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform ist in der Druckgasleitung kein Steuer- oder Regelorgan vorgesehen, und der auf die hydrodynamische Kupplung aufgebrachte Steuerdruck des Steuerdruckmediums ist proportional zu oder annähernd gleich dem Kompressionsmediumdruck im Kompressor beziehungsweise auf der Druckseite des Kompressors.
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Bevorzugt ist innerhalb der hydrodynamischen Kupplung oder außerhalb der hydrodynamischen Kupplung, dieser jedoch zugeordnet, ein Vorratsraum für Arbeitsmedium vorgesehen, welcher das nicht im Arbeitsraum befindliche Arbeitsmedium aufnimmt. Dieser Vorratsraum kann nun derart dimensioniert sein, dass er oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels des Arbeitsmediums, welches insbesondere Öl oder Wasser ist, einen Luftraum beziehungsweise Gasraum ausbildet. Dieser Gasraum kann nun mit dem Druck des Kompressionsmediums, beispielsweise über die genannte Druckgasleitung mit dem Steuerventil druckbeaufschlagt werden, entweder indem das Kompressionsmedium in diesen Gasraum, den Arbeitsmediumspiegel unmittelbar berührend, eingeleitet wird, oder indem eine Verdrängung in dem Vorratsraum, insbesondere dem Gasraum desselben, mittels des Kompressionsmediums erzeugt wird, das jedoch vom Arbeitsmedium beziehungsweise dem Gasraum oder einem Teil des Gasraums über ein gasdichtes verschiebbares und/oder flexibles Element, beispielsweise einen Kolben oder eine Membran, getrennt ist.
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Je stärker die Druckbeaufschlagung des Vorratsraumes mit dem Steuerdruckmedium beziehungsweise Kompressionsmedium ist, desto mehr Arbeitsmedium wird aus dem Vorratsraum in den Arbeitsraum verdrängt. Umgekehrt, wenn die Druckbeaufschlagung des Vorratsraums reduziert wird, kann Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum zurück in den Vorratsraum strömen und dadurch den Arbeitsraum zunehmend entleeren.
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Von Vorteil ist es, wenn die arbeitsmediumleitende Verbindung zwischen dem Vorratsraum und dem Arbeitsraum nicht direkt ausgeführt ist, sondern ein geschlossener (externer) Arbeitsmediumkrelslauf von einem Arbeitsraumaustritt, insbesondere über einen Kühler zu einem Arbeitsraumeintritt vorgesehen ist, in welchem das aus dem Arbeitsraum austretende Arbeitsmedium insbesondere über den Kühler zurück in den Arbeitsraum über den Arbeitsraumeintritt gepumpt wird, und der Vorratsraum außerhalb des Arbeitsraumes arbeitsmediumleitend am geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf, beispielsweise hinter dem Kühler mündend, angeschlossen ist. Somit findet kein Arbeitsmediumaustausch unmittelbar zwischen dem Arbeitsraum und dem Vorratsraum statt, sondern das Arbeitsmedium aus dem Vorratsraum wird in den geschlossenen (externen) Arbeitsmediumkreislauf außerhalb des Arbeitsraums eingeleitet und vorteilhaft an derselben Stelle auch abgezogen, sodass insbesondere nur eine einzige arbeitsmediumleitende Verbindung zwischen dem Vorratsraum und dem Arbeitsraum vorgesehen werden muss.
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Um eine erzwungene Strömung in dem geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf außerhalb des Arbeitsraumes aufrechtzuerhalten, kann die hydrodynamische Kupplung eine Staudruckpumpe umfassen, welche derart in den Arbeitsraum oder einen mit dem Arbeitsraum verbundenen Nebenraum der hydrodynamischen Kupplung, in welchen Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum strömt, hineinragt, dass vor der Mündung der Staudruckpumpe durch den Betrieb der hydrodynamischen Kupplung, insbesondere durch die Drehung der Schaufelräder, ein Staudruck erzeugt wird, mittels welchem das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum beziehungsweise dem Nebenraum heraus in den geschlossenen externen Arbeitsmediumkreislauf gepumpt wird.
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Der Vorratsraum kann beispielsweise ringförmig innerhalb der hydrodynamischen Kupplung außerhalb des Arbeitsraumes um diesen herum angeordnet sein. Gemäß einer ersten Ausführungsform läuft der Vorratsraum mit um. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Vorratsraum stationär ausgeführt ist, wohingegen die den Arbeitsraum ausbildenden Schaufelräder der hydrodynamischen Kupplung (Pumpenrad und Turbinenrad) radial innerhalb des Vorratsraumes umlaufen, vorteilhaft jedoch abgetrennt durch eine Wandung, sodass das im Vorratsraum befindliche Arbeitsmedium und insbesondere Kompressionsmedium nicht durch die umlaufenden Schaufelräder verwirbelt wird.
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Das Steuerventil, das vorteilhaft in der Druckgasleitung zwischen der Druckseite des Kompressors und dem Vorratsraum vorgesehen ist, ist vorteilhaft derart gestaltet, dass es eine Entlüftungsstellung aufweist, in welcher es die Druckgasleitung in Richtung des Kompressors druckdicht absperrt, sodass kein Druckgas aus dem Kompressor beziehungsweise einem diesem nachgeschalteten Druckgasspeicher entweichen kann, und die Druckgasleitung in Richtung des Vorratsraumes teilweise oder vollständig entlüftet, sodass der Druck im Vorratsraum entsprechend absinkt und Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum in den Vorratsraum zurückströmt, letzteres vorteilhaft über den beschriebenen geschlossenen externen Arbeitsmediumkreislauf. In einer zweiten Schaltstellung kann dann das Steuerventil die Entlüftung unterbrechen und das Kompressionsmedium als Steuerdruckmedium in Richtung des Vorratsraumes durchlassen.
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In Betracht kommt grundsätzlich auch, den Arbeitsraum selbst mit dem Steuerdruckmedium beziehungsweise dem Kompressionsmedium zu beaufschlagen – mit oder ohne verschiebbaren und/oder flexiblen Element der zuvor beschriebenen Art –, um Arbeitsmedium mit zunehmendem Druck aus dem Arbeitsraum zu verdrängen.
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Um eine besonders kompakte und gemäß einer Ausführungsform auch mobile Kompressionsvorrichtung zu erreichen, kann die Antriebseinrichtung, die dann insbesondere als Dieselmotor ausgeführt ist, einen Hauptabtrieb und einen Nebenabtrieb aufweisen, und der Kompressor kann in einer Triebverbindung am Hauptabtrieb angeschlossen sein, sodass er über diesen angetrieben wird, und das Lüfterrad kann in einer Triebverbindung am Nebenabtrieb angeschlossen sein, sodass es über diesen Nebenabtrieb angetrieben wird. Vorteilhaft beträgt die über den Hauptabtrieb abgegebene Leistung ein Vielfaches der über den Nebenabtrieb abgegebenen Leistung. Ferner kann beispielsweise der Hauptabtrieb auf einer Seite der Antriebseinrichtung, insbesondere auf einer Stirnseite des Verbrennungsmotors, und der Nebenabtrieb auf einer entgegengesetzten Seite der Antriebseinrichtung, insbesondere der zweiten Stirnseite des Verbrennungsmotors positioniert sein.
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Zwischen der Antriebseinrichtung und der hydrodynamischen Kupplung kann eine Getriebeübersetzung vorgesehen sein, sodass das Pumpenrad der hydrodynamischen Kupplung schneller oder langsamer als die Abtriebswelle der Antriebseinrichtung umläuft. Zusätzlich oder alternativ kann auch zwischen dem Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung und dem Lüfterrad eine Getriebeübersetzung vorgesehen sein, sodass des Lüfterrad schneller oder langsamer als des Turbinenrad umläuft. Eine oder beide Getriebeübersetzungen sind vorteilhaft als rein mechanische Verbindungen ausgeführt, beispielsweise durch elf Zahnradpaar, insbesondere eine Stirnradstufe.
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Um die Entstehung eines zündfähigen Gemisches in der hydrodynamischen Kupplung, insbesondere im Arbeitsraum derselben sicher auszuschließen, kann, wie dargestellt, das Kompressionsmedium druckdicht vom Arbeitsmedium abgetrennt sein, beispielsweise durch ein verschiebbares und/oder flexibles Element zwischen dem das Kompressionsmedium führenden Bereich und dem das Arbeitsmedium führenden Bereich, insbesondere im Vorratsraum. Alternativ oder zusätzlich können auch Maßnahmen vorgesehen sein, um die Konzentration des Kompressionsmediums in den arbeitsmediumführenden Bereichen, in die insbesondere auch Luft einströmen kann, zu verringern. Beispielsweise kann der Arbeitsraum ständig mit Luft, insbesondere Frischluft gespült werden, um möglicherweise eingedrungenes Kompressionsmedium auszuspülen. Alternativ ist es auch möglich, die Konzentration des Kompressionsmediums in der hydrodynamischen Kupplung, insbesondere im Arbeitsraum derselben, gezielt durch Einleiten des Kompressionsmediums zu erhöhen, um dadurch den Sauerstoffgehalt zu verringern. Auch hierdurch kann die Entstehung eines zündfähigen Gemisches verhindert werden, wobei zu beachten ist dass unter Umständen das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Kupplung, beispielsweise Öl, bei einer Berührung mit dem Kompressionsmedium dieses löst und in einen anderen Bereich transportiert, an dem es wieder freigesetzt wird.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren, das insbesondere mit der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Kompressionsvorrichtung ausgeführt wird, sieht vor, das Lüfterrad mittels der Antriebseinrichtung, die auch den Kompressor antreibt, oder mittels der zusätzlich vorgesehenen zweiten Antriebseinrichtung anzutreiben, sodass es in Umlauf versetzt wird und einen Kühlluftstrom erzeugt. Des Kompressionsmedium oder ein mit diesem in wärmeübertragender Verbindung stehendes Bauteil, beispielsweise ein Warmeüberträger, der von dem Kompressionsmedium durchströmt und von dem Kühlluftstrom umströmt wird oder umgekehrt, wird mit dem Kühlluftstrom beaufschlagt, um Wärme aus dem Kompressionsmedium abzuführen, wobei durch die Zwangsbeaufschlagung mit dem Kühlluftstrom in der Regel eine erzwungene Konvektion beispielsweise an der Oberfläche des Wärmeüberträgers stattfindet.
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Das Lüfterrad wird von der Antriebseinrichtung über eine hydrodynamische Kupplung angetrieben, und die Drehzahl des Lüfterrades wird durch eine die Leistungsübertragung der hydrodynamischen Kupplung bestimmende Steuerdruckmediumbeaufschlagung der hydrodynamischen Kupplung gesteuert oder geregelt, indem durch Ändern des Druckes des Steuerdruckmediums die Leistungsübertragung und damit die Drehzahl des Lüfterrades geändert wird.
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Erfindungsgemäß wird als Steuerdruckmedium das Kompressionsmedium verwendet und zu diesem Zweck der hydrodynamischen Kupplung, beispielsweise dem zuvor beschriebenen Vorratsraum, zugeführt.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch erläutert werden.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine Ausführungsform gemäß der 1 mit einer zusätzlich vorgesehenen permanenten Durchspülung der hydrodynamischen Kupplung mit Luft, um eine unzulässige Konzentration des Kompressionsmediums zu vermeiden;
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3 eine Ausführungsform ähnlich jener der 2, jedoch mit einer gezielten Konzentration von Kompressionsmedium in der hydrodynamischen Kupplung, um Luft und damit Sauerstoff aus dieser zu verdrängen.
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In der 1 ist schematisch eine erfindungsgemäß ausgeführte Kompressionsvorrichtung mit einer Antriebseinrichtung 1, beispielsweise in Form eines Dieselmotors, dargestellt. Die Antriebseinrichtung 1 treibt über einen Hauptabtrieb 6 einen Kompressor 2 und über einen Nebenabtrieb 7 ein Lüfterrad 3 an.
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Die drehantreibende Verbindung zwischen dem Nebenabtrieb 7 und dem Lüfterrad 3 wird durch eine Triebverbindung 4 gebildet, welche über eine hydrodynamische Kupplung 5 geführt ist. Vorliegend ist in der Triebverbindung 4 in Richtung des Antriebsleistungsflusses vor und hinter der hydrodynamischen Kupplung 5 jeweils eine Getriebestufe vorgesehen, im gezeigten Ausführungsbeispiel durch jeweils einen Riemenantrieb gebildet. Selbstverständlich kommen auch andere Getriebestufen oder eine Ausführungsform ohne Getriebestufen in Betracht.
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Durch die Wahl der Durchmesser der Riemenscheiben läuft im vorliegenden Ausführungsbeispiel die hydrodynamische Kupplung mit der Drehzahl des Nebenabtriebs 7 um, wohingegen das Lüfterrad 3 gegenüber der hydrodynamischen Kupplung 5 ins Langsame übersetzt ist.
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Die hydrodynamische Kupplung 5 weist ein Pumpenrad 8 und ein Turbinenrad 9 auf, die gemeinsam einen mit Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum 10 ausbilden. Ferner ist in der hydrodynamischen Kupplung 5 ein umlaufender Nebenraum 19 vorgesehen, dessen Füllungszustand mit dem Füllungszustand des Arbeitsraumes 10 korreliert. Der Nebenraum 19 kann beispielsweise, wie gezeigt, axial neben dem Arbeitsraum 10 positioniert sein.
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Radial außerhalb des Arbeitsraumes 10 und vorliegend auch radial außerhalb des Nebenraumes 19 ist ein Vorratsraum 11 mit einer Ringform positioniert. Der Vorratsraum 11 läuft nicht mit dem Pumpenrad 8 und dem Turbinenrad 9 um, sondern ist stationär in einem Gehäuse gehalten.
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Zur Kühlung des Arbeitsmediums ist ein externer geschlossener Arbeitsmediumkreislauf 12 vorgesehen, in welchem das Arbeitsmedium gekühlt wird. Hierzu tritt das Arbeitsmedium über einen Arbeitsraumaustritt 13 aus der hydrodynamischen Kupplung aus, durchströmt einen Kühler 14, anschließend eine Blende 18 und schließlich durch einen Arbeitsraumeintritt 15 zurück in den Arbeitsraum 10 der hydrodynamischen Kupplung 5. Der geschlossene Arbeitsmediumkreislauf 12 kann dabei vollständig aus der hydrodynamischen Kupplung 5 beziehungsweise der Kompressionsvorrichtung herausgeführt sein, wenn beispielsweise der Kühler 14 getrennt hiervon positioniert ist. Selbstverständlich ist jedoch auch ein Anbau oder Einbau des Kühlers 14 an der hydrodynamischen Kupplung 5 oder in der hydrodynamischen Kupplung 5 möglich, sodass dann entsprechend einige der genannten Leitungen oder alle Leitungen innerhalb der hydrodynamischen Kupplung 5 geführt werden.
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An der Druckseite des Kompressors 2 und an dem Vorratsraum 11 ist eine Druckgasleitung 18 angeschlossen, über welche das Kompressionsmedium in den Vorratsraum 11 druckbeaufschlagt eingebracht werden kann, um hierdurch mehr oder weniger Arbeitsmedium aus dem Vorratsraum 11 in den externen geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf 12 zu verdrängen, siehe die Verbindungsleitung, hier die einzige Verbindungsleitung 20 zwischen dem Vorratsraum 11 und dem Anschlusspunkt 21 an den geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf 12 zwischen dem Kühler 14 und der Blende 18. Die Verbindungsleitung 20 kann außerhalb oder innerhalb der hydrodynamischen Kupplung 5 vorgesehen sein, letzteres insbesondere in Form eines in der hydrodynamischen Kupplung 5 ausgebildeten Kanals.
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Zur Schmierung der Lager der hydrodynamischen Kupplung 5 ist ferner eine zweite Verbindungsleitung 22 vorgesehen, welche die Lager mit dem geschlossenen Arbeitsmediumkreislauf 12 hier über einen Anschlusspunkt 23 im Bereich des Anschlusspunktes 21 verbindet.
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In der Druckgasleitung 16 ist ein Steuerventil 17 vorgesehen, um den in den Vorratsraum 11 übertragenen Steuerdruck beziehungsweise den Druck des in den Vorratsraum 11 eingeleiteten Kompressionsmediums zu variieren. Das Steuerventil 17 ist beispielsweise als stetigregelndes Ventil ausgeführt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 17 als gesteuerter oder geregelter Wegschieber ausgeführt, mit einer ersten Stellung, in welcher die Entlüftungsleitung 24 von der Druckgasleitung 16 druckdicht getrennt ist und eine leitende Verbindung zwischen dem Kompressor 2 beziehungsweise dessen Druckseite und dem Vorratsraum 11 hergestellt ist, und einer zweiten Stellung, in welcher der Vorratsraum 11 druckdicht vom Kompressor 2 abgetrennt und eine strömungsleitende Verbindung zwischen der Entlüftungsleitung 24 und der Druckgasleitung 16 hergestellt ist.
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Im in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die hydrodynamische Kupplung 5 eine Staudruckpumpe 26 auf, vor deren Mündung sich im Betrieb der hydrodynamischen Kupplung 5 aufgrund der Drehung des Pumpenrades 8 und des Turbinenrades 9 ein Staudruck ausbildet, mittels welchem das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 10 beziehungsweise hier unmittelbar aus dem Nebenraum 19 in den und durch den externen geschlossenen Kreislauf 12 gepumpt wird. Das Ausführen einer solchen Staudruckpumpe ist nicht zwingend. Auch kann anstelle der Staudruckpumpe eine andere Pumpe vorgesehen sein.
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In der 2, welche einen Teilbereich der 1 schematisch vereinfacht darstellt, sind eine Zuluftleitung 27 und eine Abluftleitung 25 gezeigt. Mittels dieser beiden Leitungen 27, 25 wird ein andauernder Luftdurchsatz durch die hydrodynamische Kupplung 5 beziehungsweise deren Arbeitsraum 10 ermöglicht, um in die hydrodynamische Kupplung 5 beziehungsweise in den Arbeitsraum 10 transportiertes gasförmiges Kompressionsmedium, das beispielsweise ein Erdgas ist, auszuspülen und die Bildung eines zündfähigen Gemisches zu vermeiden. In der Zuluftleitung 27 und der Abluftleitung 25 können Luftfilter vorgesehen sein.
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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß der 1 ist gemäß der 2 der Anschlusspunkt 21 der Verbindungsleitung 20 zwischen dem Vorratsraum 11 und dem externen geschlossenen Kreislauf 12 in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums vor dem Kühler 14 positioniert, wohingegen der Anschlusspunkt 23 für die Verbindungsleitung 22 zur Schmierung der Lager der hydrodynamischen Kupplung 5 hinter dem Kühler 14 beibehalten wurde. Selbstverständlich könnte die Positionierung der Anschlusspunkte 21, 23 auch umgekehrt oder noch anders gestaltet sein.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß der 3 mündet die Entlüftungsleitung 24 abweichend von den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 nicht in der Umgebung, sondern in der hydrodynamischen Kupplung 5, insbesondere in deren Arbeitsraum 10. Hierdurch wird sauerstoffhaltige Luft durch Einbringen des Kompressionsmediums aus der hydrodynamischen Kupplung 5 beziehungsweise deren Arbeitsraum 10 verdrängt, um die Entstehung eines zündfähigen Gemisches zu verhindern. Selbstverständlich könnte auch von einer anderen Stelle aus Kompressionsmedium in die hydrodynamische Kupplung 5 beziehungsweise deren Arbeitsraum 10 zur Verdrängung von sauerstoffhaltiger Luft eingeführt werden.
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Die verdrängte sauerstoffhaltige Luft und eingebrachtes Kompressionsmedium können über die Abluftleitung 25 entweichen. Wenn in der Abluftleitung 25 ein Überdruckventil (nicht dargestellt), insbesondere in Form eines Rückschlagventils oder ein anderes Drosselorgan zur Erzeugung eines Überdrucks im entlüfteten Bereich der hydrodynamischen Kupplung 5 vorgesehen ist, kann durch diesen Überdruck wirkungsvoll verhindert werden, dass sauerstoffhaltige Luft über eine undichte Stelle, beispielsweise in einer Dichtung, oder über die Abluftleitung 25 in die hydrodynamische Kupplung 5 eindringt oder eindiffundiert, und die Gefahr des Bildends eines zündfähigen Gemisches wird vermindert.
