DE572618C

DE572618C - Air cooling machine

Info

Publication number: DE572618C
Application number: DEF71221D
Authority: DE
Original assignee: Demag AG; Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG; Gutehoffnungshutte Oberhausen AG
Priority date: 1931-06-14
Filing date: 1931-06-14
Publication date: 1933-03-18

Description

Luftkühlmaschine In den bekannten Kältemaschinen werden Ammoniak, schweflige -Säure oder andere Gase abwechselnd verflüssigt und verdampft. Ihre Anwendung ist jedoch mit Rücksicht auf die Eigenschaften der benutzen Gase nicht überall möglich.Air cooling machine In the known cooling machines, ammonia, Sulphurous acid or other gases alternately liquefied and evaporated. Your application However, with regard to the properties of the gases used, this is not possible everywhere.

Ein ungefährliches Gas ist atmosphärische Luft; ihre Verflüssigung und Verdampfung ist aber so kostspielig, daß aus wirtschaftlichen Gründen .dieser Weg zur Kälteerzeugung nicht benutzt werden kann.Atmospheric air is a harmless gas; their liquefaction and evaporation is so expensive that for economic reasons .this Path to refrigeration cannot be used.

Es ist dagegen bekannt, Kälte durch arbeitleistende Entspannung von Druckluft zu erzeugen. Wird. eine Pumpe, ein anderes Hebe--,verk oder eine Dynamomaschine durch eine druckluftbetrieberne Kraftmaschine angetrieben, die mit Expansion arbeitet, so ist die auspuffende entspannte Luft kälter als beim Eintritt in die Kraftmaschine.On the other hand, it is known to relieve coldness by performing work Generate compressed air. Will. a pump, another lifting, Verk or a dynamo machine driven by a compressed air powered engine that works with expansion, so the exhausted relaxed air is colder than when entering the engine.

Bei einem anderen hekanntgewordenen Verfahren zur Kälteerzeugung mit Luft als Kälteträger wird das gleiche Prinzip angewandt; es werden nur Verdichter und Entspanner zu einem Aggregat vereinigt. Ein Elektromotor treibt ein Luftverdichter an, der mit einer Entspannungsmaschine direkt gekuppelt ist. Die im Verdichter erzeugte Druckluft erwärmt sich, sie wird in einem Kühler ungefähr auf die Anfangstemperatur abgekühlt und dann während der Entspannung unterkühlt. Die dabei geleistete Arbeit vermindert den Energiebedarf des Elektromotors. Die vorliegende Erfindung ist eine Vereinigung der beiden vorgenannten Verfahren unter gewissem Verhältnissen, durch die sich erfindungsgemäß mehrere bedeutungsvolle Vorteile ergeben. Zum Antrieb eines Verdichters mit bewußt niedrig gehaltenem Luftdruck wird eine Entspannungsmaschine benutzt; die erforderliche Druckluft wird einem vorhandenen Druckluftnetz mit dem üblichen Luftdruck von etwa 5 atü entnommen. Die erzeugte Druckluft niedrigerer Spannung wird gekühlt und an einer passenden Stufe der Entspannungsmaschine zugeführt, so daß sich teilweise entspannte, fremde Druckluft und in der Kühlmaschine erzeugte Druckluft mischen, bevor die endgültige Entspannung bis auf Atmosphärendruck erfolgt.In another process that has become known for cold generation with The same principle is used as a coolant; there will only be compressors and expander combined into one unit. An electric motor drives an air compressor which is directly coupled to a relaxation machine. The one generated in the compressor Compressed air heats up; in a cooler it is approximately at the initial temperature cooled down and then hypothermic during relaxation. The work done reduces the energy requirement of the electric motor. The present invention is one Combination of the two aforementioned procedures under certain circumstances which result in several significant advantages in accordance with the invention. To drive one Compressor with consciously kept low air pressure becomes a relaxation machine used; the required compressed air is an existing compressed air network with the normal air pressure of about 5 atmospheres. The compressed air generated is lower Voltage is cooled and fed to the relaxation machine at a suitable stage, so that partially relaxed, foreign compressed air and generated in the cooling machine Mix compressed air before the final release to atmospheric pressure takes place.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel mit rotierendem Verdichter und rotieiender Entspannungsmaschine, mit Kreiselverdichter und Luftturbine. Durch den Saugstutzen d wird atmosphärische Luft von normaler Raumtemperatur'angesaugt und in dem Kreisel b verdichtet, beispielsweise von i,o auf 1,5 ata. Die Temperatur steigt dabei von 30° Anfangstemperatur auf etwa ioo° C. In dem Kühler c wird diese Verdichtungswärme in bekannter Weise abgeleitet, die Druckluft von 1,5 ata wird etwa bis auf die Anfangstemperatur von 3o° C rückgekühlt. Der Antrieb des Kreiselverdichters erfolgt durch eine Zweidruckluftturbine, in deren Gehäuse d die beiden: Luftturbinen e und f vereinigt sind. Die zweckmäßig teilweise - beaufschlagte Hochdruckturbine e wird durch fremde Druckluft von etwa 5 atü angetrieben, die durch den Stutzen g aus einem vorhandenen Druckluftnetz zuströmt. In der Hochdruckturbine wird diese Druckluft nur bis auf den Druck entspannt, mit dem die rückgekühlte Luft aus dem angetriebenen Kreiselverdichter b durch den Kühler c und den Stutzen .k in die Zweidruckturbine einströmt. Nach Mischung der beiden.Luftmengen werden sie in der Niederdruckturbine f arbeitleistend bis auf Atmosphärendruck entspannt, kühlen sich weiter ab und strömen durch den Stutzen i ihrem Verwendungszweck zu.The drawing shows an embodiment with a rotating compressor and rotating expansion machine, with centrifugal compressor and air turbine. By Atmospheric air at normal room temperature is sucked into the suction nozzle d and compressed in the top b, for example from i, o to 1.5 ata. The temperature rises from the initial temperature of 30 ° to about 100 ° C. In the cooler c this becomes Heat of compression derived in a known manner, the compressed air of 1.5 ata is Cooled back to about the initial temperature of 30 ° C. The drive of the centrifugal compressor takes place by a two-pressure air turbine, in whose housing d the two: air turbines e and f are united. The appropriate partially - acted upon High-pressure turbine e is driven by external compressed air of about 5 atü, which by the nozzle g flows from an existing compressed air network. In the high pressure turbine this compressed air is only expanded down to the pressure with which the recooled air from the driven centrifugal compressor b through the cooler c and the nozzle .k flows into the two-pressure turbine. After mixing the two quantities of air, they become in the low-pressure turbine f, while performing work, relaxes and cools down to atmospheric pressure further away and flow through the nozzle i to their intended use.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist mehrfach.The advantage of the present invention is multiple.

Zunächst fällt die gekühlte Luftmenge um den Luftverbrauch der Antriebsturbine größer aus als bei Antrieb des Verdichters durch einen Elektromotor. Weiter ist bei geringeren Druck des Kreiselverdichters ein größerer Anteil der Verdichtungsarbeit rückgewinnbar als bei höherem Druck, so daß der fremde Energieaufwand geringer wird.First of all, the amount of cooled air falls by the amount of air consumed by the drive turbine larger than when the compressor is driven by an electric motor. Next is at lower pressure of the centrifugal compressor, a larger proportion of the compression work recoverable than at higher pressure, so that the external energy consumption is lower.

Je niedriger der Druck, um so größer ist also der rückgewinnbare Anteil der Verdichtungsarbeit, um so weniger Energie ist aufzuwenden.The lower the pressure, the greater the amount that can be recovered the compression work, the less energy has to be expended.

Ferner treten in der Entspannurngsmaschine Vereisungserscheinungen auf, wenn das Druckverhältnis zu hoch wird. Durch niedrigen Luftdruck im Kreiselverdichter 1cönnen aber Temperaturen unter o°, die im Dauerbetrieb infolge des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft zu Störungen führen würden, vermieden werden.Furthermore, icing phenomena occur in the relaxation machine when the print ratio becomes too high. Due to the low air pressure in the centrifugal compressor However, temperatures below 0 ° can occur in continuous operation due to the moisture content the air would lead to disturbances should be avoided.

Die gleiche Gefahr liegt im Hochdruckteil der Zweidruckturbine vor, die mit Druckluft aus dem Netz von etwa 5 atü betrieben wird, wenn man nicht einen Teil ihrer Energie vor dem Eintritt in die Entspannungsmaschine nutzlos abdrosseln will. Durch die beschriebene Bauart der Zweidruckmaschine findet aber eine Entspannung nur bis auf den Kreiselverdichter statt.The same risk exists in the high-pressure part of the dual-pressure turbine, which is operated with compressed air from the network of about 5 atü if you don't have one Cut off part of their energy uselessly before entering the relaxation machine want. However, there is relaxation due to the described design of the two-pressure machine only held up on the centrifugal compressor.

Um trotz der unter Null liegenden Entspannungstemperatur im Hochdruckteil die Vereisung zu vermeiden, ist die Zweidruckturbine so gebaut, daß der nur teilweise beaufschlagte Hochdzuckteil von der wärmeren Verdich,terluft -aus dem Rückkühler umspült wird. Dadurch findet schon vor dem Ausströmen der Druckluft aus der Hochdruckturbine eine Wiedererwärmung der sich abkühlenden Luft statt, so daß der ArbeitsTückgewinn steigt und' die Temperatur über dem Gefrierpunkt des Wassers bleibt. Der Druck im Verdichter wird so gewählt, daß auch nach der Mischung der beiden Luftmengen und nach ihrer vollendeten Entspannung im Niederdrruckteil der Zweidruckturbine die Endtemperatur der ausströmenden Luft nicht unter Null sinkt.To despite the below zero expansion temperature in the high pressure part To avoid icing, the two-pressure turbine is built so that the only partial The high-pressure part acted upon by the warmer compression air - from the dry cooler is washed around. This takes place before the compressed air flows out of the high-pressure turbine a reheating of the cooling air takes place, so that the work recovery rises and 'the temperature remains above the freezing point of the water. The pressure in Compressor is chosen so that even after mixing the two amounts of air and after their complete relaxation in the low-pressure part of the two-pressure turbine The final temperature of the outflowing air does not drop below zero.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Air cooling machine in which atmospheric air is brought to low pressure in a compressor, recooled in a cooler and expanded in an engine, thereby. characterized in that the shortfall in work output is generated by compressed air from an existing compressed air network in a high-pressure expansion machine.

2. Air cooling machine according to claim i, characterized in that a centrifugal compressor is used as a compressor and an expansion machine is used a high pressure and a Misrh: pressure turbine are used, all on one common shaft are arranged.

3. Luftkühlmascbinen according to claim 2, characterized characterized thatthe two air turbines have different initial pressures in one single housing can be designed as a two-pressure turbine. q ..

Air cooling machine after Claim.3, characterized in that to avoid icing phenomena the compressed air of lower pressure from the compressor in the drive compressed air turbine the high-pressure part of the twin-pressure turbine washes around before the two mix Air volumes takes place.

5. Air cooling machine according to claim "characterized in that that in the compressor only such a high air pressure is generated that with the common Relaxation of the mixture from the exhaust air of the Druekluftkraftmasehine and the Compressed air from the compressor, the final temperature even with a relatively low air intake and compressed air temperature remains above 0 ° C, so that even at ioo v. H. relative Moisture content of the intake air, no ice formation occurs.