DE1112245B

DE1112245B - Water-cooled intercooler for a multi-stage water-cooled step piston compressor

Info

Publication number: DE1112245B
Application number: DEF29709A
Authority: DE
Inventors: Philipp Roehmig; Dr-Ing Gerhard Chone; Wilhelm Ruoff
Original assignee: DEMAG DRUCKLUFTTECH; Frankfurter Maschinenbau AG
Current assignee: DEMAG DRUCKLUFTTECH; Frankfurter Maschinenbau AG
Priority date: 1959-10-27
Filing date: 1959-10-27
Publication date: 1961-08-03

Description

Wassergekühlter Zwischenkühler für einen mehrstufigen wassergekühlten Stufenkolbenverdichter Bei dem Erfindungsgegenstand handelt es sich um einen wassergekühlten Zwischenkühler für einen mehrstufigen wassergekühlten Stufenkolbenverdichter.Water-cooled intercooler for a multi-stage water-cooled Step piston compressor The subject of the invention is a water-cooled one Intercooler for a multi-stage, water-cooled step piston compressor.

Bekanntlich werden Verdichter für Luft und andere Gase, sofern ihr Druckverhältnis ein bestimmtes Maß übersteigt, mehrstufig ausgeführt. Hierdurch werden einerseits ein günstigerer Wirkungsgrad der Verdichtung und andererseits, durch die dabei angewandte Zwischenkühlung hinter den einzelnen Stufen, niedere Arbeitstemperaturen der betreffenden Gase erreicht.It is well known that compressors for air and other gases are provided Pressure ratio exceeds a certain level, executed in several stages. Through this on the one hand a more favorable efficiency of the compression and on the other hand, due to the intermediate cooling applied behind the individual stages, lower Working temperatures of the gases in question reached.

Bei der Konstruktion von Kolbenverdichtern macht erfahrungsgemäß die organische Anordnung des Zwischenkühlers am Maschinenkörper oftmals erhebliche Schwierigkeiten, zumal die erforderliche Kühlfläche -einen verhältnismäßig hohen Bauaufwand erfordert.In the construction of reciprocating compressors, experience shows that the organic arrangement of the intercooler on the machine body often considerable difficulties, especially since the required cooling surface requires a relatively high construction cost.

Die Problemstellung ist unterschiedlich, und es ist hierbei grundsätzlich zu beachten, ob Wasser- oder Luftkühlung anzuwenden ist. Bei der Wasserkühlung wird vornehmlich das Rohrkühlsystem angewendet, da die Erfahrung gelehrt hat, daß eine solche Kühlerkonstruktion gegen Druck am unempfindlichsten, d. h. am betriebssichersten ist.The problem is different, and here it is fundamental note whether water or air cooling is to be used. In the case of water cooling, mainly used the pipe cooling system, since experience has shown that a such cooler construction is most insensitive to pressure, d. H. most reliable is.

Unter Berücksichtigung bestimmter Gesichtspunkte sind bei der Ausbildung mehrstufiger Kolbenverdichter auch schon zwei Stufen in einem Zylinder zusammengefaßt worden. Dabei gelangte der bekannte Stufenkolben zur Anwendung, dessen abgesetzter Kolbenkörper verschiedene Durchmesser aufweist. Bei Verdichtern, die mit derartigen Kolben ausgerüstet sind und bei denen außerdem eine Zwischenkühlung des verdichteten Mediums erfolgen soll, ist die Anordnung des Zwischenkühlers an dem Verdichter mit mehr oder weniger großen Schwierigkeiten verbunden.Taking into account certain aspects are in the training multi-stage piston compressor already combined two stages in one cylinder been. The well-known stepped piston came into use, its stepped one Piston body has different diameters. For compressors with such Pistons are equipped and in which also an intermediate cooling of the compressed Medium is to take place, the arrangement of the intercooler on the compressor is with more or less associated with great difficulties.

Es sind zweistufige Hochdruckkompressoren mit Zwischen- und Nachkühler bekanntgeworden, bei denen jeweils eine Anzahl von senkrecht angeordneten Kühlrohren in einem am Zylinderteil mit angegossenen gemeinsamen Gehäuse eingesetzt sind, das durch mehrere besondere Verschlußdeckel verschlossen werden muß. Hierbei ist das Gußteil sehr kompliziert und sowohl durch die Arbeiten beim Einformen als auch bei der mechanischen Bearbeitung äußerst kostspielig.They are two-stage high pressure compressors with an intercooler and an aftercooler become known, each of which has a number of vertically arranged cooling tubes are used in a joint housing cast on the cylinder part, the must be closed by several special sealing caps. Here is that Casting very complicated and both by the work in molding and in the mechanical processing extremely expensive.

Ferner sind Anlaß-Luftkompressoren bekannt, die mit einem besonderen mit Kühlrohren ausgerüsteten, sehr umfangreichen Kühlersystem ausgerüstet sind, welches als Vorsatz an das Zylinderteil des Kompressors angesetzt und mit diesem verschraubt und durch Leitungen verbunden werden muß. Bei dieser Ausführung sind außer besonderen Rohrleitungen auch noch Flansche sowie weitere Spezialbauteile -erforderlich.Furthermore, starting air compressors are known with a special have a very extensive cooling system equipped with cooling pipes, which is attached as an attachment to the cylinder part of the compressor and with this must be screwed and connected by cables. In this version are In addition to special pipelines, there are also flanges and other special components -necessary.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Druckbehälter des Zwischenkühlers aus einer Haube besteht, die eine, die Zu- und Abflußöffnung für das Kühlwasser und die Zu- und Abströmöffnung für die Druckluft enthaltende ebene Aufsetzfläche aufweist, die auf einer ebenen Fläche des Zylinderblocks. angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daß sowohl die Haube als vor allem auch der Zylinderblock nur je eine bearbeitete Fläche aufweisen müssen, die auf einfache und billige Weise hergestellt werden können, keine Verbindungsleitungen erforderlich sind und schließlich der Zylinderblock ein einfach gestaltetes Gußstück ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Kühlelemente des Zwischenkühlers nach Bedarf zusammenstellbare, unter sich gleiche Teilblocks sind. Durch diese Ausbildung des Zwischenkühlers wird erreicht, daß sich das auf den Aufsetzflächen anzuordnende Kühlsystem aus baukastenartig zusammenfügbaren Kühlelementen zusammensetzt, so daß je nach der angestrebten Kühlwirkung eine oder auch mehrere solche Einheiten verwendet werden können.To avoid these difficulties, it is proposed according to the invention, that the pressure vessel of the intercooler consists of a hood, the one that Inflow and outflow opening for the cooling water and the inflow and outflow opening for the Compressed air containing flat contact surface on a flat surface of the cylinder block. is arranged. This ensures that both the hood as above all the cylinder block only needs to have one machined surface each, which can be made in a simple and cheap way, no connection lines are required and finally the cylinder block is a simply designed casting is. In a further embodiment of the invention it is proposed that the cooling elements of the intercooler as required and which are identical to each other are. This design of the intercooler ensures that the Cooling system to be arranged on the contact surfaces made of modular cooling elements that can be joined together composed, so that depending on the desired cooling effect one or more such units can be used.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Abb. 1 bis 3 dargestellt, und es bedeutet Abb. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch einen wassergekühlten Zylinderblock 1 mit auf der Fläehe la aufgesetztem Zylinderkopf lb und seitlich angebautem Zwischenkühler. Hierbei sind alle wichtigen Bauteile in die Schnittebene gerückt, und der je zur Hälfte in Ansicht gezeigte Stufenkolben des Verdichters (links von der Mittellinie) in Luftansaugstellung (untere Totlage) und (rechts von der Mittellinie) in Luftauslaßstellung (obere Totlage) gezeichnet, Abb. 2 einen Längsschnitt durch einen mit einem Kühlwasser-Röhrensystem 3 ausgestatteten und von Druckluft durchströmten Teilblock 2, Abb. 3 die Ansicht gegen das Kühlsystem von Abb. 2 in PfeilrichtungA.The subject of the invention is shown in Figs. 1 to 3, and it means Fig. 1 a partial longitudinal section through a water-cooled cylinder block 1 with on the surface la attached cylinder head lb and on the side attached intercooler. Here all important components are in the cutting plane moved, and the stepped piston of the compressor, half of which is shown in the view (to the left of the center line) in the air intake position (bottom dead center) and (to the right of the center line) drawn in the air outlet position (top dead center), Fig. 2 a Longitudinal section through one equipped with a cooling water pipe system 3 and Partial block 2 through which compressed air flows, Fig. 3, the view towards the cooling system of Fig. 2 in the direction of arrow A.

Die eigentlichen zu Teilblocks 2 aufgeteilten Kühlsysteme bestehen aus einem wasserdurchströmten Röhrensystem 3, welches an der » Druckluftseite « (Abb. 1) eine verhältnismäßig große indirekte Kühlfläche besitzt. Dadurch kann das Bauvolumen der zu verwendenden Kühlereinheiten, bezogen auf die Wärmeleistung, verhältnismäßig klein gehalten werden.The actual cooling systems divided into sub-blocks 2 exist from a pipe system 3 through which water flows, which is located on the »compressed air side« (Fig. 1) has a relatively large indirect cooling surface. This can do that The overall volume of the cooler units to be used, based on the thermal output, is proportionate can be kept small.

Der bzw. die angeschlossenen und durch eine Trennwand 5 in zwei Durchgangszonen 6 und 7 getrennte Teilblocks 2 werden während des Laufes des Verdichters von Druckluft umgeben bzw. durchströmt und von der Außenatmosphäre durch eine glockenförmige Haube 4 getrennt, die infolge ihrer kräftig gehaltenen konstruktiven Ausgestaltung geeignet ist, den Druck des verdichteten Mediums aufzunehmen. Die Haube 4 weist eine, die Zu- und Abfiußöffnung 8, 8 a für das Kühlwasser und die Zu-und Abströmöfnung 9, 9a für die Druckluft enthaltende ebene Aufsetzfläche4a auf, die auf einer ebenen Fläche des Zylinderblocks l angeordnet ist.The connected and connected by a partition 5 in two passage zones 6 and 7 separate sub-blocks 2 are compressed air while the compressor is running surrounded or flowed through and by the outside atmosphere through a bell-shaped hood 4 separated, which are suitable due to their strong structural design is to absorb the pressure of the compressed medium. The hood 4 has one that Inflow and outflow opening 8, 8 a for the cooling water and the inflow and outflow opening 9, 9a for the flat contact surface 4a containing compressed air, which is on a flat Surface of the cylinder block l is arranged.

Claims

CLAIMS: 1. Water-cooled intercooler for a multi-stage water-cooled stage piston compressor, characterized in that the pressure vessel of the intermediate cooler consists of a cover (4), the one that inlet and outlet opening (8, 8a) for the cooling water and the supply and discharge opening (9, 9 a) for the flat contact surface (4 a) containing compressed air, which is arranged on a flat surface of the cylinder block (1).

2. Water-cooled intercooler according to claim 1, characterized in that its cooling elements can be assembled as required, are the same sub-blocks (2). Publications considered: German Patent Nos. 832,317, 486,773; German utility model No. 1686 215; »Engine technology Zeitschrift «, 1958, p. 221, image 2.