DE282580C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

M 282580 KLASSE 27b. GRUPPE

Wärmeaustauschvorrichtung für Kompressoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. September 1913 ab.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wärmeaustauschvorrichtung, welche insbesondere bei Kompressoren, Kälteerzeugern, Heißluft- und Dampfmaschinen Anwendung finden kann. Bei Kompressoren erhitzt sich bekanntlich das zu komprimierende Gas, beispielsweise die Luft, und diese Erhitzung bedeutet einen Arbeitsverlust. Man hat sich bemüht, diese Nachteile zu vermeiden, beispielsweise bei den Naßkompressoren, doch werden diese wegen ihrer sonstigen Nachteile nur in beschränkter Weise angewendet. Eine Mantelkühlung oder die Zufuhr von Kühlflüssigkeit zum-Innern des Kolbens bleibt so gut wie unwirksam, da die Hauptmasse der Luft mit dem Kolben bzw. dem Zylindermantel gar nicht in Berührung kommt. Um ähnliche Gesichtspunkte kann es sich bei dem Kompressionszylinder der Heißluftmaschinen handeln,

ao während es bei Dampfmaschinen häufig wünschenswert ist, dem Inhalt des Zylinders weitere Wärme zuzuführen, um die Expansion besser auszunutzen. Bei Kältemaschinen handelt es sich darum, dem Mittel Wärme zu entziehen. Für alle diese Fälle, in denen es sich entweder um Wärmezufuhr zu dem im Zylinder befindlichen Mittel oder um Wärmeabführung handelt, kann die neue Erfindung Verwendung finden.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß an dem Kolben und Zylinderdeckel Ansätze vorhanden sind, die in das Innere des Zylinders hineinragen und möglichst wenig Zwischenraum zwischen sich lassen. Diese Ansätze können sämtlich oder zum Teil von einem Mittel durchströmt werden, welches wärmeaufnahmefähig ist.

Der Gedanke einer Kühlung solcher Maschinen durch Kühleinrichtungen, welche sich zwischen Kolben und Zylinderdeckel befinden Und die den Zweck haben, die Kompressionswärme während des ganzen Kolbenhubs aus dem Zylinder abzuführen oder auch Wärme zuzuführen, ist nicht neu.

Dagegen ist die besondere Form der Wärmeaustauscher neu, nämlich die Ausbildung der Ansätze in Ringform, welche einen besonders guten Wärmeaustausch ermöglichen.

Für einen Kompressor ergibt sich hierdurch folgendes: Wird der Inhalt komprimiert, so wird die dabei entstehende Wärme sofort abgeführt, weil der ganze Luftinhalt des Kompressors in innige Berührung mit diesen Ansätzen kommt.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zur Darstellung gebracht.

α stellt den Zylinder eines Kompressors vor, dessen Kolben c ist. Bei 5 ist schematisch der eine Deckel angedeutet.

Der Kolben c besitzt eine Anzahl ringzylindrischer Ansätze, die möglichst dicht ineinandergreifen. Die Kolbenstange ist hohl ausgeführt und besitzt zwei Kanäle q und r. Sie ist ferner von einem Rohrteil s umschlossen, dessen Enden abdichtend ausgebildet sind, und welcher mit einem Zuflußrohr e sowie einem Abflußrohr f ausgestattet ist. Der zylindrische Teil s ist ferner so ausgebildet, z. B. durch in der Längsrichtung streichende Ansätze, daß

die Flüssigkeit vom Zufluß e aus nicht direkt zum Abfluß f überströmen kann. Sie nimmt vielmehr folgenden Lauf:

Von β aus tritt sie in den rechten freien Teil des Zylinders a, geht durch die Öffnung q der Kolbenstange in die Aussparungen i des Kolbens und tritt von hier aus, wie die Pfeile zeigen, in Röhrchen k hinein. Diese Röhrchen ragen in die Teile m hinein und sind mit

ίο Öffnungen versehen, aus denen die Kühlflüssigkeit ausspritzt, so daß sie die Ringzylinder m anfüllt.

Von hier aus fließt sie durch eine zweite Aussparung η des Kolbens in die zweite Öffnung r der Kolbenstange, in die linke Kammer des zylindrischen Ansatzes s und alsdann in das Abflußrohr f.

Auf diese Weise findet ein stetiges Bespülen der Innenflächen der Ringzylinder m statt, so daß diese ständig die Wärme des komprimierten Gases abführen können.

Die Ausbildung im Deckel ist ähnlich getroffen. Die Kühlflüssigkeit geht durch das Rohr g, die Aussparung des Deckels c zu den Röhren k', tritt alsdann in die Ringzylinder w! und strömt aus einer zweiten Aussparung p des Deckels zum Rohr h und zum Abflußrohr f.

Statt der Aussparungen im Deckel könnten natürlich auch Röhrchen ο. dgl. angeordnet sein. Man kann dafür sorgen, daß die Ringzylinder m und m' sich möglichst dicht umschließen, so daß auf diese Weise schädliche Räume vermieden werden; daß die komprimierten Gase mit den gekühlten Flächen überall in vorzüglicher Weise zusammentreffen, ist aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich.

: Für andere Maschinen, beispielsweise Heißluftmaschinen, könnte die Ausbildung in ähn-Iieher Weise getroffen sein. Unter Umständen kann es genügen, daß nur ein Teil der Ringzylinder, z. B. die am Deckel oder die am Kolben befindlichen, von einem Mittel durchströmt werden.

Bei Kompressoren kann man die Ventile in üblicher Weise anordnen, beispielsweise im Deckel oder auch am Zylinder. Die Zuführungsröhrchen k bzw. k' können vorteilhaft so ausgebildet werden, wie die Fig. 3 und 4 dies in Seitenansicht und Oberansicht für die Röhrchen k' darstellen; danach führt das Röhrchen k', an der einen Stelle in den Ringzylinder m' hinein und geht oben in Form eines Kreises u an dem Boden entlang. Dieser Teil u ist mit feinen Löchern versehen, aus denen beispielsweise das Kühlwasser austritt. Die Konstruktion an dem Kolbenteil kann entsprechend ausgebildet sein. Kältemaschinen ergeben sich durch Umkehrung des Prozesses der Heißluftmaschinen. Bei der Riedermaschine z. B. werden beide Kolben und Zylinderböden nach dieser Patentschrift eingerichtet. Nun wird im bisherigen Heißluftzylindermantel, im Kolben und in dem Röhrensystem Kühlwasser in Umlauf versetzt, um die Kompressionswärme abzuleiten. Im bisherigen Kaltluftzylinder wird im Mantel, Kolben und Röhrensystem die zu kühlende Flüssigkeit oder das zu verflüssigende Gas in Umlauf versetzt und diesen durchströmenden Mitteln durch die Expansion der kalt komprimierten Luft intensiv Wärme entzogen.

Diese Erfindung soll auch da Anwendung finden, wo es sich, wie bei Gasmotoren, Dieselmaschinen o. dgl., darum handelt, Kolben und andere Metallmassen gleichmäßig mit Kühlflüssigkeit zu bespülen, so daß sich dadurch Materialspannungen vermeiden lassen. Durch die hier beschriebene Wasserzuführung durch Röhren ist man imstande, vorzugsweise dahin die Wasserzuführung vorzunehmen, wo die größte Hitze auftritt.

Claims (1)

1. Pate nt-An spruch:

   Wärmeaustauschvorrichtung für Kompressoren, Kälteerzeuger, Heißluftmaschinen usw., dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit konzentrischen ringförmigen Zylindern (m) ausgestattet ist, in deren Zwischenräumen entsprechend gestaltete " Gebilde (m') des Deckels hineintreten, wobei eine Gruppe oder beide Gruppen dieser Gebilde von einem wärmeaufnahmefähigen Mittel oder von einem Mittel durchströmt werden, dem Wärme zu entziehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,