DE1040172B

DE1040172B - Air-cooled compressor with two or more cylinders

Info

Publication number: DE1040172B
Application number: DEE11068A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Franz Michael; Werner Weissinger
Original assignee: Elektron-Co Mbh; Elektron Co mbH
Current assignee: Elektron-Co Mbh; Elektron Co mbH
Priority date: 1955-07-30
Filing date: 1955-07-30
Publication date: 1958-10-02

Description

Luftgekühlter Kompressor mit zwei oder mehr Zylindern Die Erfindung betrifft einen luftgekühlten Kompressor mit zwei oder mehr Zylindern, dessen Kühlluftgebläse gleichachsig zur Antriebswelle des Kompressors derart angeordnet ist, daß unmittelbar hinter dem Gebläse die Zylinder und Kühler des Kompressors in V- oder Sternanordnung untergebracht sind.Air-cooled compressor with two or more cylinders. The invention relates to an air-cooled compressor with two or more cylinders, its cooling air fan is arranged coaxially to the drive shaft of the compressor in such a way that directly behind the fan are the cylinders and coolers of the compressor in a V or star arrangement are housed.

Bei derartigen Kompressoren, insbesondere bei solchen mit großer Leistung, kommt der Frage der Kühlluftzuführung eine entscheidende Bedeutung zu, weil bei ungenügender Ausnützung des Kühlluftstromes der Aufwand für die Kühllufterzeugung zu groß wird. Um eine wirtschaftliche Bauart luftgekühlter Kompressoren zu gewährleisten, ist daher die Aufgabe zu lösen, eine höchstmögliche Kühlleistung mit geringstem Gebläseaufwand bei gedrängter Bauart zu erreichen.With such compressors, especially with those with high performance, the question of the cooling air supply is of crucial importance because at Insufficient utilization of the cooling air flow, the effort for the cooling air generation gets too big. In order to ensure an economical design of air-cooled compressors, is therefore the task to be solved, the highest possible cooling performance with the lowest To achieve fan effort with compact design.

Daß zur Lösung dieser Aufgabe eine zwangsläufige Führung der Kühlluft, z. B. in besonderen, die zu kühlenden Teile umhüllenden Kanälen erforderlich ist, ist bekannt. Diese Maßnahme allein gewährleistet jedoch noch nicht die Erfüllung der erhobenen Forderungen. Es genügt auch nicht, gemäß einer bekannten Bauart eines mehrzylindrigen Kompressors, bei welchem ein als Radialgebläse mit Spiralgehäuse ausgebildetes Kühlluftgebläse gleichachsig zur Antriebswelle des Kompressors angeordnet ist, den vom Gebläse geförderten Kühlluftstrom durch Kanäle an die zu kühlenden Kompressorteile heranzuführen und entsprechend der Zahl dieser Bauteile in Einzelluftströme aufzuspalten, da hierbei eine einfache und gedrängte Bauart nicht möglich und außerdem eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Kühlluftstromes oder, anders ausgedrückt, die beste Ausnützung der aufgewendeten Gebläseleistung nicht erreicht ist.That in order to solve this problem an inevitable guidance of the cooling air, z. B. is required in special channels enveloping the parts to be cooled, is known. However, this measure alone does not guarantee compliance of the demands raised. It is also not sufficient, according to a known type of construction multi-cylinder compressor, in which a radial fan with a spiral housing designed cooling air fan arranged coaxially to the drive shaft of the compressor is, the cooling air flow conveyed by the fan through channels to the to be cooled Bring compressor parts and according to the number of these components in individual air streams to split up, since a simple and compact design is not possible and moreover uniform heating of the entire flow of cooling air or, in other words, the best use of the expended fan power has not been achieved.

Die zuletzt genannten Schwierigkeiten treten auch bei einer bekannten Kompressorbauart mit in V-Anordnung vorgesehenen Zylindern und Kühlern auf, bei der den einzelnen Zylinder- und Kühlergruppen je ein Axialventilator als Kühlluftgebläse zugeordnet ist. Hier ist zwar der Bauaufwand für verzweigte Kühlluftkanäle vermieden und es ist durch Anordnung der Kühlluftgebläse unmittelbar vor den Zylindern auch eine gefällige und gedrängte Bauart möglich, dafür sind aber mindestens zwei Kühlluftgebläse erforderlich.The last-mentioned difficulties also occur with a known one Compressor design with cylinders and coolers provided in a V arrangement the individual cylinder and cooler groups each have an axial fan as a cooling air fan assigned. The construction costs for branched cooling air ducts are avoided here and it is by placing the cooling air fan immediately in front of the cylinders too a pleasing and compact design is possible, but at least two cooling air fans are required necessary.

Erfindungsgemäß wird, unter Vermeidung der Schwierigkeiten der beschriebenen bekannten Kompressorbauarten, die Lösung der Aufgabe, eine höchstmögliche Kühlleistung mit geringstem Gebläseaufwand bei gedrängter Bauart zu erreichen, dadurch ermöglicht, daß man bei einem luftgekühlten Kompressor der eingangs beschriebenen Art das Gebläse als Radialgebläse mit Spiralgehäuse ausbildet und die Zylinder und die Kühler des Kompressors in einem zur Antriebswelle konzentrischen bogen- oder ringabschnittförmig ausgebildeten Kanal unterbringt, der von dem Spiralgehäuse durch eine Wand getrennt ist, welche er mit ihm gemeinsam hat und der sich an die Auslaßöffnung des Spiralgehäuses derart anschließt, daß der von Radialgebläse erzeugte Kühlluftstrom die Zylinder und Kühler nacheinander bestreicht.According to the invention, while avoiding the difficulties of the described known compressor designs, the solution to the task, the highest possible cooling performance can be achieved with the least amount of fan effort in a compact design, thereby enabling that in an air-cooled compressor of the type described above, the fan designed as a radial fan with a spiral casing and the cylinders and coolers of the Compressor in an arcuate or ring segment-shaped concentric to the drive shaft accommodates formed channel, which is separated from the volute by a wall is what he has in common with him and which is at the outlet opening of the volute connects in such a way that the flow of cooling air generated by the radial fan drives the cylinders and cooler one after the other.

Dabei kann man das Spiralgehäuse und den daran anschließenden Kanal so anordnen, daß die Kühlluft beim Übertritt in den Kanal um 180° umgelenkt wird, so daß sie in diesem in entgegengesetzter Richtung weiterströmt. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders gleichmäßige Kühlung der einzelnen Kompressorteile, weil sie es erlaubt, bereits vor der Auslaßöffnung des Spiralgehäuses in der Wand, die dieses mit dem Kanal gemeinsam hat, eine oder mehrere Durchtrittsöffnungen vorzusehen, durch welche ein Teil der geförderten Kühlluft unmittelbar in den Kanal übertreten kann.You can see the volute casing and the adjoining duct Arrange so that the cooling air is deflected by 180 ° when it passes into the duct, so that it continues to flow in the opposite direction. This embodiment enables particularly uniform cooling of the individual compressor parts because it allows it, already in front of the outlet opening of the spiral housing in the wall, the this has in common with the duct to provide one or more passage openings, through which part of the conveyed cooling air passes directly into the duct can.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man ferner an der Luft-Eintrittsöffnung des Spiralgehäuses und/oder am Austrittsende des die zu kühlenden Kompressorteile umschließenden Kanales Leitungsflansche vorsehen, an die eine Kühlluftzuleitung bzw. eine Kühlluftableitung derart anschließbar ist, daß die Kühlluft des Kompressors auch außerhalb des Aufstellungsraumes entnommen und/oder nach außerhalb abgeleitet werden kann. Dadurch ist es möglich, den bei Anwendung der Luftkühlung teilweise als unangenehm empfundenen Mangel einer unerwünschten Aufheizung des Aufstellungsraumes der Maschine zu vermeiden und die in der abströmenden Kühlluft enthaltene Wärme in erwünschter und gesteuerter Weise zu verwerten. Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind in der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele angegeben, welche in der Zeichnung in schematischer Darstellungsweise wiedergegeben sind.In a further embodiment of the invention, one can also use the air inlet opening of the spiral housing and / or at the outlet end of the compressor parts to be cooled Provide surrounding duct flanges to which a cooling air supply line or a cooling air discharge can be connected in such a way that the cooling air of the compressor also taken from outside the installation room and / or diverted to the outside can be. This makes it possible to partially reduce the air cooling when using air cooling as an unpleasant lack of undesired heating of the installation room the machine and the heat contained in the outflowing cooling air to utilize in a desired and controlled manner. Other features of the subject matter of the invention are in the description of two exemplary embodiments indicated, which are reproduced in the drawing in a schematic representation are.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kühlluftführung in Seitenansicht, wobei das Spiralgehäuse im Schnitt dargestellt ist.Fig. 1 shows an example of a cooling air duct according to the invention in side view, the volute casing is shown in section.

Fig.2 zeigt die Anordnung der Abb. 1 von oben gesehen. Geobei das Spiralgehäuse ebenfalls geschnitten dargestellt ist.Fig.2 shows the arrangement of Fig. 1 seen from above. Geobei that Volute casing is also shown in section.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Kühlluftführung in gleicher Darstellung wie Abb. 1.3 shows a further example of a cooling air duct according to the invention in the same representation as Fig. 1.

F ig. 4 zeigt die Anordnung der Abb. 3 von oben gesehen. wobei wiederum das Spiralgehäuse geschnitten ist.Fig. Fig. 4 shows the arrangement of Fig. 3 seen from above. being in turn the volute is cut.

In Fig. 1 und 2 schließt sich an das Spiralgehäuse 1 des Gebläselaufrades 2, dessen Nabenteil so dickwandig ausgebildet ist, daß es als Schwungrad wirkt, in gleicher Strömungsrichtung ein bogenförmig ausgebildeter Kanal 3 an, in dem die zu kühlenden Kompressorbauteile, nämlich ein Zylinder 4, ein Zylinder 5 und zwei Kühler 6 und 7 untergebracht sind. Der Kanal 3 finit den angeordneten Bauteilen erzwingt eine stark durchwirbelte Strömung, so daß der ganze Kühl Luftstrom zur Wärmeaufnahme herangezogen wird.In Fig. 1 and 2 connects to the spiral housing 1 of the fan impeller 2, the hub part of which is so thick-walled that it acts as a flywheel, in the same direction of flow an arcuate channel 3 in which the to be cooled compressor components, namely a cylinder 4, a cylinder 5 and two Coolers 6 and 7 are housed. The channel 3 finite the arranged components forces a strongly swirled flow, so that the whole cooling air flow to the Heat absorption is used.

Besondere Vorteile in der Raumausnützung des Kühlstromes und der gedrängten Bauart der Maschine bringt die in Strömungsrichtung gesehen abwechselnde Anordnung Zylinder - Kühler - Zylinder - Kühler.Special advantages in the space utilization of the cooling flow and the crowded The design of the machine results in the alternating arrangement seen in the direction of flow Cylinder - cooler - cylinder - cooler.

Beim Beispiel nach den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Verbesserung hinsichtlich gedrängter Bauart dadurch erreicht. daß der bogenförmig ausgebildete Kanal 3 nicht als Verlängerung des Spiralgehäuses 1 angeordnet ist. sondern direkt parallel hinter dem Spiralgchäuse liegt und von diesem durch eine gemeinsame Wand 8 getrennt ist, in welcher eine Auslaßöffnung 9 in den Kanal 3 derart vorgesehen ist, daß eine Umlenkung des Kühlluftstromes um 180° erfolgt, was eine weitere thermische Verbesserung bedeutet.In the example of FIGS. 3 and 4, there is a further improvement achieved in terms of compact design. that the arcuate Channel 3 is not arranged as an extension of the spiral housing 1. but directly parallel behind the spiral housing and from this through a common wall 8 is separated, in which an outlet opening 9 is provided in the channel 3 in such a way is that the cooling air flow is deflected by 180 °, which is another thermal Improvement means.

Um besonders stark zu kühlende Stellen der Kompressorbauteile direkt mit kalter Kühlluft zu beaufschlagen, sind in der Wand 8 außerdem zusätzliche Übertrittsöffnungen 10 angeordnet, durch die aus dem Spiralgehäuse 1 direkt Luft zur Kühlung des Zylin-<lers 4 und des Kühlers 7 abgezweigt wird, ehe der restliche Kühlluftstrom durch die Auslaßöffnuiig9 in den Kana13 übertritt.Directly to areas of the compressor components that require particularly strong cooling To apply cold cooling air, there are also additional transfer openings in the wall 8 10 arranged through the air for cooling the cylinder <lers directly from the spiral housing 1 4 and the cooler 7 is branched off before the rest of the cooling air flow through the outlet opening 9 into the Kana13.

Am Eintritt des Spiralgehäuses 1 und am Austritt des Kanals 3 sind bei diesem Beispiel ferner Leitungsflanschen 11 und 12 vorgesehen, an die besondere Kühlluftzu- bzw. Kühlluftableitungen angeschlossen sind, von denen je ein Zweig ins Freie und ein weiterer Zweig in den Raum führt. in welchem der Kompressor aufgestellt ist. Mit dieser Anordnung ist eine Regelung der Raumtemperatur in weitgehendem .%-laße möglich, im Winter können die erheblichen Wärmemengen der Kühlluft zu Heizzwecken ausgenützt werden. Verteilerklappen 13 und 14 in den Kühlluftzu- hzw. Kühlluftableitungen, die durch nicht dargestellte Temperaturregler gesteuert werden können, ermöglichen eine Aufteilung des Kühlluftstromes beim Ansaugen oder Ausstoßen zwischen der freien Atmosphäre und dem Aufstellungsraum, abhängig von der Belastung des Kompressors, der Raumtemperatur und der Außentemperatur. so daß eine Überhitzung des Maschinenraumes im Sommer leicht vermieden und im Winter die warme Kühlluft zu Heizzwecken ausgenützt werden kann.At the inlet of the spiral housing 1 and at the outlet of the channel 3 are in this example also pipe flanges 11 and 12 are provided to the particular Cooling air supply and cooling air discharge lines are connected, each of which has a branch into the open air and another branch into the room. in which the compressor is placed is. With this arrangement, regulation of the room temperature is largely possible possible, in winter the considerable amounts of heat in the cooling air can be used for heating purposes be exploited. Distributor flaps 13 and 14 in the cooling air supply hzw. Cooling air ducts, which can be controlled by temperature controllers, not shown, allow a division of the cooling air flow when sucking in or discharging between the free Atmosphere and the installation room, depending on the load on the compressor, the room temperature and the outside temperature. so that overheating of the engine room Easily avoided in summer and the warm cooling air used for heating purposes in winter can be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Air-cooled compressor with two or more cylinders, the cooling air fan of which is arranged coaxially to the drive shaft of the compressor in such a way that the cylinders and coolers of the compressor are accommodated in a V or star arrangement immediately behind the fan. characterized in that the fan is designed as a radial fan with a spiral housing (1), that the cylinders (4, 5) and the coolers (6, 7) of the compressor are accommodated in a channel (3) concentric to the drive shaft in the shape of an arc or ring segment , which is separated from the volute casing (1) by a wall (8) which it has in common with it and which connects to the outlet opening (9) of the volute casing (1) in such a way that the cooling air flow generated by the radial fan blows the cylinder and radiator coated one after the other.

2. Compressor according to claim 1, characterized in that that the cooling air before the passage from the spiral housing (1) into the channel (3) Is deflected 180 °.

3. Compressor according to claim 2, characterized in that the common wall (8) already in front of the outlet opening (9) of the spiral housing or has several transfer openings (10).

4. Compressor according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the cylinders (4, 5) and the cooler are in the channel (3) (6, 7) are arranged alternately one behind the other.

5. Compressor after one of the Claims 1 to 4, characterized in that the spiral housing (1) at the inlet and / or the duct (3) is provided with pipe flanges (11 or 12) at the outlet, to which a cooling air supply line or cooling air discharge line can be connected.

6. Compressor according to claim 5, characterized in that the cooling air supply line forked and equipped with a distributor flap (13) such that the cooling air Depending on the position of this flap, either entirely from the installation room or partly from the Can be taken from the installation room, partly from outside or entirely from outside.

7. Compressor according to claim 5, characterized in that the cooling air discharge forked and finitely equipped with a distributor flap (14), which makes it possible to the cooling air in the installation room, or partly in the installation room, partly to be discharged to the outside or entirely to the outside. B. Compressor according to claim 6 and 7, characterized. that the actuation of the flaps (13 or 14) in Depending on the temperature prevailing in the room where the compressor is installed takes place automatically in a manner known per se by a temperature controller. In Documents considered: German Patent No. 492 844; German patent application E 6926/27 b, (published February 11, 1954); British patent specification \ r. 544623: Swiss patent specification \ r. 114163.