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Drehkolbenverdichter mit luftgekühltem Gehäuse Bei Kältemaschinen,
deren Kondensator aus einer langen, engen Rohrschlange besteht oder aus zwei teils
glatten, teils mit eingepreßten schraubenförmigen Rillen versehenen und so ebenfalls
einen langen, engen S@chraubenkanal zwischen sich einschließenden Blechmänteln besteht,
ist es bekannt, den Kondensator auf den Kühlrippen eines den Kompressor für das
Kältemittel und dessen Antriebsmotor enthaltenden Gehäuses anzuordnen. Ferner ist
in Verbindung mit Kältemaschinen ein Kondensator in Form eines mit glatten Wänden
versehenen doppelwandigen Blechmantels bekannt. Dieser Kondensator umschließt gehäuseartig
den Kompressor und seinen Antriebsmotor. Dabei ist jedoch der Kühlmantel allseitig
im Abstand von dem Kompressor und dem Motor, die beide auf einer besonderen Tragplatte
stehen, angeordnet. Das Kältemittel wird in Längsrichtung des Kühlmantels durch
diesen hindurchgeleitet, und der Kühlmantel ist mit dem Kompressor durch eine enge
Rohrleitung verbunden. Die Kondensatoren dienen bekanntlich zur Verflüssigung des
Kältemittels. Es kommt bei ihnen weder auf einen schnellen Durchfluß der zu der
zu kondensierenden Dämpfe noch darauf an, Druckverluste zu vermeiden.
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Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf einen zur Erzeugung eines
fortlaufenden, gekühlten Preßluftstromes dienenden Drehkolbenverdichter mit luftgekühltem
Gehäuse. Derartige Verdichter werden beispielsweise bei Flugzeugen zur Erzeugung
der für die Steuerung benötigten Preßluft benutzt, die durch Schläuche nach den
Steuerstellen geleitet wird. Die Kühlung geschieht mittels des Fahrwindes, der durch
ein Rohr auf das mit Kühlrippen versehene Gehäuse des Verdichters geleitet wird.
Die Luftkühlung des Gehäuses allein. reicht in der Regel nicht aus, um die Temperatur
der verdichteten Luft auf das für die Luftschläuche zulässige Maß herabzudrücken,
vielmehr ist die Preßluft trotz der Kühlung des Gehäuses noch so heiß, daß die SCllläuche
davon angegriffen und zerstört werden. Ferner führt die Preßluft das Schmieröl des
Verdichters mit und führt dieses in die Steuerung, was unerwünscht ist. Es sind
deshalb zusätzliche Einrichtungen zum Abkühlen der Preßluft und zum Abführen. des
Öls notwendig. Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter mit luftgekühltem
Gehäuse, bei welchem eine gute Kühlung der Preßluft -und ein wirksames Abführen
des öls vor dem Eintritt der Preßluft in die zur Steuerung führenden Schläuche mit
einfachen Mitteln und ohne wesentliche Vergrößerung der Abmessungen des Verdichters
erreicht wird. Die Erfindung besteht im wesentlichen in der Übertragung von bei
Kältemaschinen, also auf einem anderen Gebiet der Technik, bekannten Maßnahmen,
nämlich der Anordnung eines Wärmeaustauschers auf den Kühlrippen einer Maschine
und der Ausbildung des Wärmeaustauschers als doppelwandiger Blechmantel, auf einen
zur
Erzeugung von Preßluft dienenden Drehkolbenverdichter, sowie in der Vereinigung
dieser beiden je für sich bekannten Maßnahmen miteinander und einer neuen Maßnahme,
die darin besteht, daß der doppelwandige Blechmantel eine längs durchlaufende Wand...
enthält, auf deren entgegengesetzten Seiten der Einlaß und der Auslaß für die Preßluft
vorgesehen sind. Gemäß der Erfindung ist nämlich um die Kühlrippen des Gehäuses
herum ein innen und außen von der Kühlluft (dem Fahrwind) bestrichener doppelwandiger
Kühlmantel für die verdichtete Luft angeordnet, dessen an den Stirnenden geschlossener
Ringraum auf einer Seite einer in ihm angeordneten Längswand mit dem Luftauslaß
des Verdichters und auf der anderen Seite dieser Wand mit dem Anschlußstutzen nach
der Preßluftleitung in Verbindung steht. Durch diese Einrichtung wird eine überaus
wirksame Kühlung der Preßluft erreicht. Dieser Erfolg beruht darauf, daß einerseits
die verdichtete Luft gezwungen ist, in der Umfangsrichtung des Gehäuses durch den
ganzen Kühlmantel zu fließen, bevor sie in den Anschlußstutzen für die Schlauchleitung-gelangt,
und daß anderseits sowohl der Innen- als auch der Außenmantel des doppelwandigen
Kühlmantels auf der vollen Ausdehnung von Kühlmittel, dem Fahrwind, bestrichen werden,
so daß sehr große Kühlflächen zur Verfügung stehen. Wie die Praxis gezeigt hat,
tritt eine Abkühlung der den Verdichter mit i3o° C verlassenden Druckluft auf etwa
65 bis 70° C ein, so daß die Gefahr einer Beschädigung der Schläuche durch heiße
Luft vollständig beseitigt ist. Gleichzeitig wird das von der Druckluft mitgerissene
Schmieröl im Kühlmantel niedergeschlagen, die Luft also entölt. Das niedergeschlagene
Öl, das sich unten im Kühlmantel sammelt, kann von Zeit zu Zeit durch. eine gewöhnlich
verschlossene öffnung entfernt werden. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin,
daß der Kühlmantel wegen der großen zur Verfügung stehenden Kühlflächen ohne Beeinträchtigung
der Kühlwirkung einen verhältnismäßig weiten Querschnitt erhalten kann, wodurch
der bei anderen Kühlern, insbesondere labyrinthartigen Kühlern, zu beobachtende
Mangel, daß wegen der hohen Strömungswiderstände Druckverhiste auftreten, vermieden
ist. Die neue Einrichtung ist überaus .einfach in der Bauart, da sie im wesentlichen
nur aus zwei ,an den Stirnenden miteinander verbundenen Zylindermänteln und einer
dazwischen angeordneten geraden Längswand besteht. Sie zeichnet sich ferner durch
geringe Raumbeanspruchung aus, da dadurch, daß der Kühlmantel ringförmig um den
J-anzen. Verdichter herumgeht, eine: sehr vorteilhafte Raumausnutzung erreicht ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß zur Verbindung des Kompressors mit dem Kühlmantel
;keine Rohrleitungen .erforderlich sind, da die Einlaßöffnung des Kühlmantels unmittelbar
bei dem Auslaßstutzen des Kompressors liegen kann.
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Der neue Kühlmantel kann nebenher noch einem anderen Zwecke dienstbar
gemacht werden, und zwar kann er in den Fällen, wo der Verdichter nicht angeflanscht,
sondern mittels eines Spannbandes in einem Lagerstuhl festgespannt wird, als Mantelgehäuse
dienen. Zu dem Zwecke ist der Kühlmantel exzentrisch zum Verdichtergehäuse, aber
gleichachsig zu dem im Gehäuse umlaufenden Läufer angeordnet. Entsprechend der Exzentrizität
des Kühlmantels zum Verdichtergehäuse sind die Kühlrippen des Verdichtergehäuses
auf der einen Seite des Gehäuses länger als auf der anderen Seite.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Dabei zeigen; Abb. i .eine Seitenansicht des Verdichters mit Längsschnitt durch
den doppelwandigen Kühlmantel, Abb. a einen Querschnitt durch Gehäuse und Kühlmantel,
Abb.3 eine Seitenansicht des Kühlmantel, allein mit teilweisem Schnitt.
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Im zylindrischen Verdichtergehäuse a läuft eine exzentrisch dazu gelagerte
Walze (Läufer) um, die in radialen oder annähernd rädialen Schlitzen sich bewegende
Kolbenschieber .enthält. Der Läufer mit den Kolbenschiebern ist auf der Zeichnung
der Einfachheit halber' weggelassen. Das Gehäuse a weist auf der einen Längsseite
einen Lufteinlaßstutzen b und auf der anderen Seite einen Auslaßstutzen c für die
Preßluft auf. Außerdem ist es mit eitler Anzahl von im wesentlichen radial stehenden
Kühlrippend versehen, die sich über die ganze Gehäuselänge erstrecken. Diese Rippen
haben an den verschiedenen Stellen des Gehäuses verschiedene Höhe, und zwar ist
ihre Höhe so gewählt, daß die Außenränder der Kühlrippend auf einem Kreise liegen,
der exzentrisch zur Gehäuseachse x, aber konzentrisch zur Achse y des Läufers angeordnet
ist. Über die Kühlrippen d .des Gehäuses a ist ein doppelwandiger
Mantel f, g geschoben, der zur Kühlung der aus dem Gehäuse a austretenden Preßluft
dient und aus zwei im Abstand voneinander angeordneten zylindrischen Blechwänden
f und ä besteht. Der Ringraum zwischen den beiden Wänden/, ä ist an den Stirnenden
geschlossen, und zwar entweder durch eingeschweißte Blechringe oder, wie gezeichnet,
in besonders einfacher Weise dadurch, daß die Ränder der inneren Mantel-
Wandung
f nach außen gebogen und mit den Rändern der äußeren Wandung g verschweißt sind.
Der von den beiden Blechwänden f und g umschlossene Ringraum enthält dort, wo sich
am Verdichter der Luftauslaßstutzen c befindet, eine längs verlaufende Wand h, die
bis zu den Stirnenden durchgeht und mit den Blechwänden f, g verschweißt ist. In
der Mitte dieser Wand ist ein zum Gehäusestutzen c konzentrischer Ring i eingeschweißt,
der auf jeder Seite der Wand 1i. mehrere radiale Öffnungen h, h' enthält. Die beiden.
Wände f, g des Kühlmantels weisen dabei je eine zum Ring i konzentrische Öffnung
auf, deren Weite der lichten Weite des Ringes entspricht. Durch diese öffnunZen
ist ein im Rin-! schließend passendes Rohr o, o' hindurchgeführt, das mit seinem
inneren Ende o' in den Austrittsstutzen c des-Verdichters eingeschraubt ist. Das
Rohr o, o' trägt auf seinem ,außen liegenden Teil o einen Dichtungsring, z. B. einen
Kupferasb:estring in und einen zum Anpressen des letzteren dienenden Metallring,it,
der an seiner inneren Stirnfläche der Krümmung des Kühlmantels entsprechend hohl
gewölbt ist. Der Ring n wird durch .eine auf das äußere Ende .o des Rohres aufgeschraubte
überwurfmutter p gegen die äußere Wand u des doppelwandigen Kühlmantels gedrückt.
Die überwurfmutter p dient gleichzeitig zum Anschluß einer Preßluftleitung, zu welchem
Zwecke sie beispielsweise mit einem Gewindeansatz p' versehen, ist. Das Rohr o,
o' enthält in seinem den Ringraum des Kühlmantels f, g durchdringenden Teil eine
Querwand g. Diese ist mit zwei Gruppen von schrägen Bohrungen r, r' versehen, die
durch die Rohrwandung hindurchgehen. Die beiden Gruppen von Querbohrungen r und
r' liegen auf entgegengesetzten Seiten der Querwand g, wobei die Bohrungen r in
die Löcher h, die Bohrungen r' dagegen in die Löcher h' des im Kühlmantel bei der
Längswand lt eingeschweißten Ringes i münden. Die Bohrungen r' und die Löcher h'
verbinden infolgedessen den Ringraum des Kühlmantels f, g auf der einen Seite der
Längswand h mit dem Austrittsstutzen c des Verdichters, während die Bohrungen r
und die Löcher k den Ringraum auf der anderen Seite der Wand /t mit dem vom äußeren
Teil des Rohres o, o' und der überwurfmutter p, p' gebildeten Anschlußstutzen für
die Preßluftleitung verbinden. Die aus dem Verdichter austretende Preßluff ist also
gezwungen, zunächst den Kühlmantel f, g in dessen Umfangsrichtung zu durchströmen,
bevor sie in die Preßluftleittnmg eintreten kann. Auf diesem Wege wird die Preßluft
durch den Fahrwind, der sowohl auf der Innenseite des Mantels f, g, nämlich zwischen
Mantelwand f, Gehäusea und Kühlrippend hindurchströmt, als auch den Mantel außen
umspült, wirksam gekühlt. Gleichzeitig findet im Mantel f, g das Niederschlagen
des von der Preßluft mitgerissenen Öls statt. Um das Öl von Zeit zu Zeit ablassen
zu können, ist der Kühlmantel f, g an seiner tiefsten Stelle mit einem gewöhnlich
abgeschlossenen Ölauslaß versehen. Und zwar ist im Beispiel an einem Stirnende des
Mantels f, g ein kleiner Stutzens (Abb. i) angeordnet, der durch eine Schraube verschlossen
ist.
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Der doppelwandige Kühlmantel f, g muß natürlich an der Stelle, wo
sich am Gehäuse a der Lufteinlaßstutzen b befindet, mit einem Durchlaß versehen
sein. Zu dem Zwecke sind die beiden Mantelwände f, g beim Einlaßstutzen b mit übereinstimmenden
kreisrunden Öffnungen versehen, und es ist hier zwischen den beiden Wänden ein Metallring
u angeordnet, der mit den Rändern der beiden Öffnungen verschweißt ist. Durch den
Ring u greift ein in den Gehäusestutzen b eingeschraubter Anschlußstutzen v für
die Saugleitung hindurch. Dieser Stutzen kann natürlich fehlen, wenn unmittelbar
aus der freien Atmosphäre angesaugt werden soll.
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Dadurch, daß der Kühlmantel f, g konzentrisch zur Achse y des Rotors
angeordnet ist, kann er, wie ohne weiteres ersichtlich, gleichzeitig als Mantelgehäuse
dienen, wenn der Verdichter, wie @es bei Flugzeugen vielfach der Fall ist, mittels
eines Spannbandes in einem Lagerstuhl festgespannt werden soll.
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Der Fahrwind kann in der bekannten Weise durch ein Rohr auf das Verdichtergehäuse
a und den Kühlmantel f, g geleitet werden. Gegebenenfalls kann dem Verdichter
auch ein Ventilator zugeordnet werden, der die Kühlluft über Gehäuse und Kühlmantel
bewegt. Diese Anordnung ist dann erforderlich, wenn der Verdichter statt bei Flugzeugen
an anderen Stellen, nämlich dort angewendet wird, wo kein Fahrwind oder kein anderer
natürlicher Luftzug zur Verfügung steht. Ein Ventilator kann aber auch bei Anordnung
des Verdichters an einem Flugzeug angewendet werden, und zwar vornehmlich dann,
wenn es aus räumlichen Gründen nicht möglich ist, den Fahrwind durch ein Rohr auf
das Verdichtergehäuse zu leiten.
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Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das dargestellte
Beispiel, vielmehr sind mancherlei Abänderungen sowie andere Ausführungen möglich.
So könnte das Rohr o, o' statt der mit Schrägbohrungen versehenen Wand g' eine schräg
stehende Querwand .enthalten, wobei die Bohrungen r und r', die gegebenenfalls auch
durch zwei Schlitze ersetzt werden können, sich in der zylindrischen Wand des Rohres
ö, o' befinden.