DE69826381T2 - Gaskompressor mit wassergekühltem Zylinderkopf - Google Patents

Gaskompressor mit wassergekühltem Zylinderkopf Download PDF

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DE69826381T2 DE1998626381 DE69826381T DE69826381T2 DE 69826381 T2 DE69826381 T2 DE 69826381T2 DE 1998626381 DE1998626381 DE 1998626381 DE 69826381 T DE69826381 T DE 69826381T DE 69826381 T2 DE69826381 T2 DE 69826381T2
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Jeremy James Longwell Green Bristol Durrant
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Gaskompressoren und insbesondere bezieht sie sich auf einen Kompressor bestehend aus Kolben und Zylinder.
  • Aus Kolben und Zylinder bestehende Kompressoren sind bekannt, welche eine Ventilplatte aufweisen, die sich zwischen einem Zylinder und einem Zylinderkopf befindet, sowie eine Ventilplatte, die Einlasskanäle und Auslasskanäle mit entsprechenden Ventilen besitzt, welche so betätigbar sind, dass sie während der Ansaugtakte des Kolbens den Auslasskanal schließen und während der Gasauslasshübe den Ansaugkanal schließen, wobei der Kompressor eine erste Dichtungseinrichtung umfasst, welche für die Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder sorgt, sowie eine zweite Dichtungseinrichtung, welche zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf für die Abdichtung sorgt.
  • In der deutschen Patentschrift DE 19 535 079 wird ein Gaskompressor mit hin- und her gehendem Kolben beschrieben, welcher einen Zylinder und einen Zylinderkopf mit Einlass- und Auslassöffnungen aufweist. Eine Ventilplatte mit einer Öffnung ist zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf so angeordnet, dass sie zwei Kammern bildet, die über die Öffnung, durch welche das verdichtete Gas zur Auslassöffnung strömt, in Strömungsverbindung steht. Diese Öffnung ist gegenüber der Auslassöffnung so versetzt, dass sie für einen geringfügig verlängerten Strömungsweg für das Gas sorgt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Gaskompressor mit Kolben und Zylinder vorgesehen, der eine Ventilplatte aufweist, die zwischen einem Zylinder und einem Zylinderkopf angeordnet ist, wobei der Zylinderkopf eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist und die Ventilplatte Ansaug- und Auslasskanäle mit einer jeweiligen Ansaug- und Auslass-Ventileinrichtung besitzt, die so betätig bar ist, dass sie während der Gasansaughübe des Kolbens den Auslasskanal schließt und während der Gasauslasshübe den Ansaugkanal schließt, wobei der Kompressor eine erste Dichtungseinrichtung besitzt, welche für die Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder sorgt, sowie eine zweite Dichtungseinrichtung, welche für die Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf sorgt, wobei sich der Gaskompressor dadurch auszeichnet, dass in die zweite Dichtungseinrichtung Führungsmittel einbezogen sind, welche einen verlängerten Strömungsweg für die Strömung des verdichteten Gases vom Auslasskanal ganz allgemein entlang der Ventilplatte zwischen den Führungsmitteln und der Ventilplatte bilden, ehe dieser in den Zylinderkopf strömt, und ganz allgemein entlang des Zylinderkopfes zwischen den Führungsmitteln und dem Zylinderkopf zur Auslassöffnung, und dass die Führungsmittel so ausgelegt sind, dass die Strömungswege zu beiden Seiten der Führungsmittel einem Umlaufströmungsweg folgen.
  • Zum besseren Verständnis und zur problemlosen praktischen Umsetzung wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen noch weiter beschrieben, in welchen:
  • 1 eine schematisierte fragmentarische Schnittansicht eines luftgekühlten Kompressors mit Doppelzylinder darstellt;
  • 2 einen Zylinderkopf und die Elemente der Ventilplatte bei einem flüssigkeitsgekühlten Kompressor mit Doppelzylinder in dreidimensionaler Darstellung zeigt;
  • 3 eine Ansicht der Unterseite der Ventilplatte aus 2 darstellt,
  • 3a eine Draufsicht auf eine Einlassventilzunge zeigt;
  • 4 eine auseinander gezogene Ansicht der Teile bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines Kompressors mit Einzelzylinder ist, und
  • 5 Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kompressors mit Einzelzylinder in auseinander gezogener Ansicht darstellt.
  • Es wird nun auf 1 Bezug genommen, nach welcher ein Luftkompressor bzw. Luftverdichter ein Kurbelgehäuse und einen Zylinderkorpus 1 mit zwei Zylinderbohrungen 2 und 3 aufweist, in welchen jeweilige Kolben 21, 22 durch eine (hier nicht dargestellte) Kurbelwelle so angetrieben werden können, dass zyklisch Luft, die in die Verdichtungskammern 4 und 5 eingesaugt wird, eingeleitet und verdichtet wird. Das obere Ende des Zylinderkorpus wird unter Abdichtung durch eine Ventilplatte und eine erste Dichtungseinrichtung verschlossen, welche ein Dichtungselement 7 umfasst. Die Ventilplatte 7 trägt (hier nicht dargestellte) Einlass-Zungenventile für beide Zylinder. Eine Vertiefung 22 auf der Oberseite der Ventilplatte nimmt Auslass-Zungenventile 8 und 9 auf, welche mit 8a und 9a bezeichnete Haltebrücken aufweisen, welche Auslasskanäle 10 und 11 abdecken, die von den jeweiligen Zylindern aus für eine Luftströmung in die Auslassluftkammer 12 und die gemeinsame Auslassöffnung 13 im Zylinderkopf 14 verlaufen. Der Zylinderkopf 14 besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das bzw. die einen guten Wärmeleiter darstellt und innen liegende Luftkühlrippen 15 und diesen benachbarte Strömungsgalerien 16 aufweist, um Wärme vom Kopf weg abzuführen. Zwischen dem Zylinderkopf 14 und der Ventilplatte weist eine zweite Dichtungseinrichtung zwei Dichtungselemente 17 und 18 zusammen mit einer zusätzlichen Platte 19 zwischen diesen auf, und ferner eine Öffnung 20 an einer von der Auslassöffnung 13 entfernten Position.
  • Während des Kompressorbetriebs bewegen sich die Kolben 21 und 22 hin und her, um Ansaugluft in den Kammern 4 und 5 abwechselnd zu verdichten, und wegen der zusätzlichen Platte 19 und deren Öffnung 20 wird verdichtete Luft durch die Unterseite der Platte 19, durch die Öffnung 20 über die Zungenventile 8 und 9 angesaugt und zusätzlich mittels der Rippen 15 abgekühlt, ehe sie die Auslassöffnung 13 erreicht. Die an der Öffnung abgegebene verdichtete Luft ist deshalb kühler als sie in dem Fall wäre, in dem die zweite Dichtungseinrichtung mit den Elementen 17, 18 und 19 es zuließe, dass solche Luft noch direkter von den Auslass-Zungenventilen zur Auslassöffnung abgegeben wird.
  • Es wird nun auf 2 Bezug genommen, nach welcher Teile des darin dreidimensional dargestellten Kompressors einen wassergekühlten Zylinderkopf 1 eines Kompressors mit Doppelzylinder, ein Zylinderkopfdichtungselement 42 und eine Ventilplatte 43 umfassen. Der Zylinderkopf 41 und die Ventilplatte 43 sind als Aluminiumgussteile hergestellt und das Dichtungselement 42 aus einem Eisenmetall mit entsprechender Elastomerbeschichtung besteht. Eine Draufsicht auf die Unterseite der Ventilplatte ist in 3 dargestellt, aus welcher erkennbar ist, dass die Ventilplatte sechs Bolzenlöcher 45 für Bolzen zum Festklemmen des Zylinderkopfes, vier mit Ventilen bestückte Lufteinströmkanäle 46 für jeden Zylinder m Kompressor und drei Luftausströmkanäle 47 aufweist, sowie drei Luftauslass-Strömungskanäle 47. Jeweilige flache Einlassventilzungen 47 aus elastischem Metall, von denen eine in 3a dargestellt ist, sind in Vertiefungen 47 mit Sicherungsstiften 47a eingesetzt, wobei die Auslegung ähnlich der in der Beschreibung der britischen Patentanmeldung Nr. UK 9715741.6 (K-621) erläuterten Anordnung ist. Des Weiteren weisen diese jeweiligen Zungen auch Öffnungen auf, welche für eine direkte Strömungsverbindung von Löchern 48 der Ventilplatte aus, in denen (nicht dargestellte) Abgabeventile untergebracht sind, für die jeweiligen Zylinder des Kompressors sorgen, wie dies besonders in der Beschreibung des europäischen Patents Nr. 0240278 beschrieben wird.
  • Es wird nun wieder auf 2 verwiesen, wonach die Oberseite der Ventilplatte eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist. Die jeweiligen Auslass-Zungenventile sind unter Zungenbrücken 49a unverlierbar angebracht, wobei diese Zungen eine Luftströmung in einer Richtung in einen U-förmigen Auslass-Strömungsweg 50 ermöglicht, der von einer Vertiefung gebildet wird, die angrenzende Bereiche zu Beiden Seiten des Einlass-Strömungswegs 51 über den Öffnungen 46 aufweist. Die Ventilplatte besitzt außerdem vier getrennte Kanäle 52, die von Vertiefungen gebildet werden, durch welche ein Kühlmittel vom Zylinderkopf aus über das Dichtungselement 42 strömt.
  • Das Dichtungselement 42 ist mit einander gegenüber liegenden Dichtungsflächen zur Abdichtung in einer an sich bekannten Weise zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf versehen und weist Öffnungen auf, die nicht nur dazu dienen das Ansaugen und Abgeben des Luftstroms direkt zu oder von den jeweiligen Zungenventilen zu ermöglichen, sondern das Dichtungselement ist mit selektiv positionierten Öffnungen versehen, welche zu verlängerten Strömungswegen für die abgegebene verdichtete Luft führen. Solche verlängerten Strömungswege sind auch für den Strom von Kühlwasser durch den Zylinderkopf und die Ventilplatte 43 vorgesehen.
  • Es wird nun auf den Zylinderkopf 41 verwiesen, bei dem eine im Wesentlichen mittig positionierte langgestreckte Kammer 51a eine (hier nicht dargestellte) Einlassöffnung aufweist und sich über das Ventilelement 42 an die Kammer 51 der Ventilplatte 43 anschließt. Ausströmventilöffnungen wie zum Beispiel die Öffnung 48a stehen im Betrieb auch mit der Kammer 51a in Strömungsverbindung. In gleicher Weise wie das Strömungselement 50 der Ventilplatte ist oberhalb der Kammer 50 der Ventilplatte eine im Wesentlichen U-förmige Luftauslasskammer 50a definiert, die für eine Strömungsverbindung zwischen 50 und 50a sorgt und dabei so verengt wird, dass sie über eine Öffnung 54 des Dichtungselements strömt. Die Kammer 50a weist eine Vielzahl von nach unten ragenden und innen liegenden Kühlrippen wie zum Beispiel die Rippe 55 auf, über welche die abgegebene Luft strömt, ehe sie die Auslassöffnung 56 erreicht.
  • Beim Betrieb des Kompressors wird Luft während des jeweiligen Einlasshubs in die betreffenden Zylinder eingesaugt, wiederum über die Zungen des Einlassventils in der Einlasskammer 50 und wieder über die Auslasszungenventile, an den Brücken 49a vorbei, nach außen ausgetrieben. Der Strömungsweg für diese Luft im komprimierten Zustand wird durch das Dichtungselement 42 so eingeengt, dass sie einem verlängerten Strömungsweg von den Auslassventilen aus folgt, wie dies durch die gestrichelte Linie angegeben und mit den Buchstaben A, B, C, D, E, F bezeichnet ist. Diese strömt von den Auslassventilen bei A durch den im Wesentlichen U-förmigen Weg in der Kammer 50, und zwar unterhalb des Dichtungselements 42, von wo aus sie über die darin ausgebildete Öffnung 54 strömt und dann entlang des im Wesentlichen U-förmigen Weges zurückfließt, der in der Kammer 51 ausgebildet ist, und zwar über dem Dichtungselement, und an den Rippen 55 vorbei zum Punkt F an der Auslassöffnung 56. Dadurch wird die Abkühlung der ausströmenden Luft durch den so verlängerten Auslass-Strömungsweg mit im Wesentlichen U-förmiger Ausbildung sowohl unterhalb als auch ober halb der zweiten Kühleinrichtung optimiert, welche das Dichtungselement 42 aufweist.
  • Die Abkühlung des Zylinderkopfes ist ebenfalls in vorteilhafter Weise mit Verbesserung durch ein gepumptes Kühlmittel vorgesehen, das vorzugsweise Wasser mit Frostschutz und Frostschutzmittel ist, welches an der Kühlmitteleinlassöffnung 57 in den Kopf eintritt und einem mit den Pfeilen a, b, c, d, e, f, g, h, i, j angegebenen Strömungsweg zu der (hier nicht dargestellten) Kühlmittelauslassöffnung folgt. Durch selektive Anordnung der Öffnungen für die Kühlmittelströmung in dem Dichtungselement und einzelner Kanäle bzw. Vertiefungen 52 in der Ventilplatte wird das Kühlmittel auch zum Durchströmen eines so gewundenen Strömungsweges gezwungen, durch welchen Abkürzungen vermieden werden und die Wärmeübertragung vom Zylinderkopf pro Liter Strömungsgeschwindigkeit optimiert wird.
  • Bei den Ausführungsbeispielen der luftgekühlten oder wassergekühlten Gaskompressoren, die vorstehend anhand von 1 und 2 beschrieben wurden, sind in den Vertiefungen die Ventilzungen beim Gasauslassventil in Vertiefungen untergebracht, die in der Oberfläche einer Ventilplatte vorgesehen sind, wodurch die zweite Dichtungseinrichtung, nämlich die zweite Dichtungseinrichtung, zwischen der Ventilplatte so ausgelegt ist, dass die Strömung der ausströmenden Luft bzw. des ausströmenden Kühlwassers einschränkt, und zwar in der Weise, dass sie die jeweiligen Strömungswege verlängert. Wenn solche Vertiefungen in der Tiefe verringert oder nicht vorgesehen sind, so dass an der Grenze die Ventilplatte eine völlig flache Oberfläche aufweist, kann die zweite Kühleinrichtung mit nach oben vorstehenden Bereichen ausgebildet werden, welche sich ausreichend weit in den Zylinderkopf hinein erstrecken, um die bzw. jede Baugruppe mit Auslassventilzungen aufzunehmen und außerdem günstige verlängerte Strömungswege für den Auslass des Strömungsmittels bildet. Die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kompressoren mit Einzelzylinder gemäß 4 und 5 arbeiten nach diesem Konzept.
  • Es wird nun auf 4 verwiesen, wonach der mit dem Bezugszeichen 61 angegebene Zylinder Kühlrippen 63 und eine Oberseite 64 aufweist, welche unter Ab dichtung eine Ventilplatte 65 aufnimmt, wobei die Abdichtung gegenüber der Oberfläche 64 mittels einer wärmestabilen Dichtung in Form eines O-Rings bewerkstelligt wird, die in eine Nut 66 eingesetzt ist. Die Ventilplatte 65 besitzt eine Vertiefung 67 von geringer Dichte, in welche eine nach unten auslenkbare planare Ventilzunge 68 aus Federmetall eingesetzt ist, welche vier Ansaug-Durchlässe 69 abdeckt. Die Zunge 68 besitzt ein Ende 70, das zwischen der Ventilplatte 65 und der oberen Endfläche 65 des Zylinders 64 fest eingesetzt ist und seitlich mittels (hier nicht dargestellter) Hartmetallstifte in Löchern 71 sicher befestigt ist. Die Ventilplatte weist ebenfalls Auslassdurchlässe 72 auf, die sich zu beiden Seiten der Ansaugdurchlässe befinden, welche durch jeweilige auslenkbare planare Auslassventilzungen aus Metall – wie die Zunge 73 zum Beispiel – abgedeckt sind, die mittels Sicherungselementen – wie zum Beispiel das Element 74 – fest montiert und an der Oberfläche der Ventilplatte 65 angebracht sind.
  • Der Kompressor weist einen Zylinderkopf 75 auf, welcher Trennwandungen und eine Ansaugluft-Einlassöffnung 76 sowie eine Auslassluft-Auslassöffnung 77 aufweist. In dem Kopf sind auch Wasserkühlkanäle 78 und 70 sowie einstückig ausgebildete Kühlrippen 80 im Strömungsweg der Auslassluft ausgebildet. Der Zylinderkopf 65 ist mit Hilfe eines mit Gummi beschichteten metallenen Dichtungselements 71 unter Abdichtung mit Bolzen an der Ventilplatte 65 befestigt. Bei diesem Beispiel erstrecken sich (hier nicht dargestellte) lange Bolzen durch den Zylinderkopf, das Dichtungselement, die Ventilplatte und in den Zylinder 61 in das (hier nicht dargestellte) Kurbelgehäuse des Kompressors.
  • Gemäß der Erfindung ist das Dichtungselement 81 nicht völlig planar, da sie mit dreidimensional geformten Bereichen 82 und 83 ausgebildet ist, die sich nach oben in Kammern bzw. Vertiefungen im Zylinderkopf 75 hinein erstrecken, welche in den Strömungswegen der Auslassluft von den Auslassventilen zur Auslassöffnung 77 liegen.
  • Entsprechend der Darstellung sind die geformten Bereiche 82 und 83 des Dichtungselements 81 am Punkt 84 mit einander verbunden und bei 82 ist eine Öffnung 85 in die jeweilige Auslassluft-Vertiefung im Zylinderkopf ausgebildet. Die geformten Bereiche des Dichtungselements liegen sehr nahe an den nach unten ragenden und innen liegenden Kühlrippen, die einstückig mit dem Zylinderkopf so ausgebildet sind, dass sie die Verteilung der Auslassluftströmung zwischen den Kühlflächen der Rippen unterstützen.
  • Im Betrieb arbeitet der Kompressor in hauptsächlich herkömmlicher Weise, indem er während der Ansaughübe über die Öffnung 76, durch den Ansaugkanal an der nach unten ausgelenkten Ventilzunge 8 vorbei Luft einzieht und während der Verdichtungstakte die druckbeaufschlagte Luft aus der Verdichtungskammer durch die Auslasskanäle und an den nicht auf ihrem Sitz aufliegenden Auslass-Ventilzungen 73 in die geformten Bereiche 82 und 83 auf der Unterseite des Dichtungselements 81 strömt. Diese auf diese Weise gebildeten Bereiche sorgen für ein verlängertes Stück Strömungsweg für die Auslassluft, wie dies durch die Pfeile dargestellt wird. Aufgrund dieser verlängerten Strömungswege und wegen der Verteilung zwischen den Kühlrippen hat Luft, die sich beim Austreten aus dem Auslass-Zungenventil auf einer vergleichsweise hohen Temperatur befindet, noch bessere Möglichkeiten, die Wärme an die wassergekühlten Wandungen und die innen liegenden Rippen im Zylinderkopf abzugeben, ehe sie die Vorrichtung verlässt. Eine solche verbesserte Kühlmöglichkeit ist dabei ohne erhebliche Mengen an zusätzlicher Masse oder ohne Vergrößerung der Abmessungen bei einem Kompressor gegeben.
  • Wenn der anhand von 4 beschriebene Kompressor mit Flüssigkeit gekühlt wird, kann das Dichtungselement mit selektiv angeordneten und nach oben vorstehenden Bereichen und Öffnungen ausgelegt werden, welche den Strömungsweg des flüssigen Kühlmittels auf einen verlängerten Weg einschränken, in ähnlicher Weise wie bei der Anordnung, die in Einzelheiten im Zusammenhang mit dem Kompressor mit Doppelzylinder aus 2 beschrieben wurde, wobei die nach oben ragenden Vorsprünge ähnliche Funktionen wie die Vertiefungen 52 aus 2 erfüllen. Alternativ können Vertiefungen – wie zum Beispiel die Vertiefung 52 – mit welchen Öffnungen im Dichtungselement zusammenwirken, bei Bedarf vorgesehen werden.
  • Die Erfindung kann selbstverständlich bei Bedarf in der Weise eingesetzt werden, dass verlängerte Strömungswege ausschließlich für das flüssige Kühlmittel des flüssigkeitsgekühlten Kompressors vorgesehen werden.
  • Es wird nun auf 5 der Zeichnungen verwiesen, wonach ein Gaskompressor mit Einzelzylinder ein Kurbelgehäuse, einen Kolben und einen Zylinder aufweist, die von herkömmlicher Art sind und deshalb nicht dargestellt werden. Der vorliegende Kompressor besitzt eine Ventilplatte, die mit dem Bezugszeichen 91 angegeben ist und eine ringförmige Nut 92 zur Aufnahme eines O-Rings 93 zur Abdichtung zwischen der Unterseite der Ventilplatte und der anliegenden oberen Endfläche des (hier nicht dargestellten) Zylinders besitzt. Die Ventilplatte weist Ansaug-Luftkanäle 94 in einem vertieften Bereich 95 auf, in welchem eine elastische flache Ansaugventilzunge 96 aus Metallschichten eingesetzt ist, wie vorstehend anhand von 3a beschrieben wurde. Die Zunge 96 lässt sich zwischen der Platte 91 und der Endfläche des Zylinders in ihrer Position abstützen und wird in ihrer Position relativ zur Ventilplatte mittels (nicht dargestellter) Metallstifte gesichert, welche in Öffnungen 97 eingesetzt sind. Die Ventilplatte besitzt außerdem Auslasskanäle 98, welche mit einer einzigen Baugruppe mit Auslass-Zungenventil 99 in Strömungsverbindung steht, die an der Oberseite der Ventilplatte 91 angebracht ist. Die Ventilplatte ist unter Abdichtung an dem Zylinder mittels (nicht dargestellter) Bolzen befestigt, welche den flüssigkeitsgekühlten Zylinderkopf 00 sichert, während die zweite Dichtungseinrichtung, die zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf vorgesehen ist, eine dazwischen liegende flüssigkeitsgekühlte Kühlplatte 101 mit jeweiligen Dichtungselementen 102 und 103 aufweist. Die Kühlplatte 101 besitzt in der Mitte eine Öffnung 100a für die Strömung der Ansaugluft zu den Öffnungen 94. Die Platte 101 besitzt außerdem eine ausreichende Stärke, um die Baugruppe mit dem Auslass-Zungenventil 99 in dem vertieften Bereich 104 an seiner Unterseite aufzunehmen. Diese Vertiefung steht mit einem weiteren vertieften Bereich 105 in Strömungsverbindung, welcher Kühlrippen 106 umfasst, über welche Auslassluft zu einer Öffnung 107 und zu einem Aufnahmebereich 108 für den Zylinderkopf strömen kann, welcher mit einem weiteren Aufnahmebereich 109 in Strömungsverbindung steht, wobei jeder Aufnahmebereich Kühlrippen im Strömungsweg der Auslassluft zu der Luftauslassöffnung 51 des Zylinderkopfes hin besitzt.
  • Beim Betrieb des Kompressors nach 5 wird bei einem nach unten gerichteten Ansaughub des Kolbens im Zylinder Luft über die Ansaugöffnung 112 des Zylinderkopfes 39 und durch die in der Mitte ausgebildete Öffnung 40a und die Kanäle 94 der sich nach unten auslenkenden Ansaugventilzunge 96 in den Zylinder strömt. Während eines solchen Ansaughubs ist selbstverständlich das Auslass-Zungenventil 99 geschlossen, doch öffnet es sich wieder während des nächsten Verdichtungstakts, wenn Luft unter Druck über die Auslassleitungen 98 getrieben wird. Die ausströmende Luft fließt von dem Auslass-Zungenventil über die Vertiefungen 104 und 105 der Ventilplatte und auf seinem Weg zur Auslassöffnung 110 dann nach oben über die Öffnung 107 nach einander zu den mit einander verbundenen Aufnahmevertiefungen 108 und 109, wie dies durch die Pfeile im oberen Dichtungselement angegeben ist.
  • Aufgrund der vorstehend beschriebenen Anordnung gemäß 5, bei welcher die gesamte Auslassluft über innen liegende Kühlflächen des Kompressors über einen längeren Zeitraum strömt, wird eine wirksame Abkühlung ohne die beträchtlichen zusätzlichen Kosten und den zusätzlichen Raum erzielt, die bei externen Kühleinrichtungen für die abgegebene verdichtete Luft erforderlich sind.
  • Weitere Ausführungsbeispiele und Modifizierungen der erfindungsgemäßen Kompressoren, bei denen Dichtungseinrichtungen zwischen einer Ventilplatte und einem Zylinderkopf für einen verlängerten Strömungsweg für die ausströmende Luft und/oder das ausströmende flüssige Kühlmittel sorgen, können vom Fachmann vorgesehen werden.

Claims (9)

  1. Gaskompressor bestehend aus Kolben und Zylinder, welcher eine Ventilplatte (6; 43; 65; 91) aufweist, die zwischen einem Zylinder (1; 41; 75; 100) und einem Zylinderkopf angeordnet ist, wobei der Zylinderkopf eine Einlassöffnung (13; 76; 112) und eine Auslassöffnung (13; 77; 110) aufweist und die Ventilplatte Ansaug- und Auslasskanäle mit einer jeweiligen Ansaug- und Auslass-Ventileinrichtung besitzt, die so betätigbar ist, dass sie während der Gasansaughübe des Kolbens den Auslasskanal schließen und während der Gasauslasshübe den Ansaugkanal schließen, wobei der Kompressor eine erste Dichtungseinrichtung (7) besitzt, welche für die Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinder sorgt, sowie eine zweite Dichtungseinrichtung, welche für die Abdichtung zwischen der Ventilplatte und dem Zylinderkopf sorgt, dadurch gekennzeichnet, dass in die zweite Dichtungseinrichtung Führungsmittel (19; 20; 42; 81; 101) einbezogen sind, welche einen verlängerten Strömungsweg für die Strömung des verdichteten Gases vom Auslasskanal ganz allgemein entlang der Ventilplatte zwischen den Führungsmitteln und der Ventilplatte bilden, ehe dieser in den Zylinderkopf strömt, und ganz allgemein entlang des Zylinderkopfes zwischen den Führungsmitteln und dem Zylinderkopf zur Auslassöffnung, und dass die Führungsmittel so ausgelegt sind, dass die Strömungswege zu beiden Seiten der Führungsmittel einem Umlaufströmungsweg folgen.
  2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement (42; 81) umfasst, welches ausströmende Luft dazu zwingt, ganz allgemein entlang der Ventilplatte unterhalb des Dichtungselements zu strömen, ehe sie über eine Öffnung im Dichtungselement in den Zylinderkopf fließt.
  3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg sich ganz allgemein entlang des Zylinderkopfes oberhalb des Dichtungselements fortsetzt, ehe er die Auslassöffnung erreicht.
  4. Kompressor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg oberhalb und/oder unterhalb des Dichtungselements (42; 81) ein im Wesentlichen U-förmiger Strömungsweg ist.
  5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich Bereiche des U-förmigen Strömungswegs entlang einander gegenüber liegender Seiten eines Qnsauggasströmungsbereichs (51; 69) erstrecken.
  6. Kompressor nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtungseinrichtung ein flaches Dichtungselement aufweist und die Auslassventileinrichtungen in einer Vertiefung (22) in der Ventilplatte (61) aufgenommen sind.
  7. Kompressor nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement (81) mit einem dreidimensional geformten Bereich (82, 83) umfasst, welcher sich in einen Auslassbereich des Zylinderkopfes (75) hinein erstreckt.
  8. Flüssigkeitsgekühlter Kompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement (42) aufweist und dass in der Ventilplatte Vertiefungen ausgebildet sind, welche mit Öffnungen (52) in der Dichtung zusammenwirken, um einen verlängerten Strömungsweg für die Kühlmittel-Flüssigkeit zu bilden.
  9. Flüssigkeitsgekühlter Gaskompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement mit einem dreidimensional geformten Bereich ist, der sich in einen Strömungsbereich für das Kühlmittel im Zylinderkopf hinein erstreckt, welcher mit diesem zusammenwirkt, um einen verlängerten Strömungskanal für die Kühlmittel-Flüssigkeit zu bilden.
DE1998626381 1997-07-26 1998-07-23 Gaskompressor mit wassergekühltem Zylinderkopf Expired - Lifetime DE69826381T2 (de)

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GB9715741 1997-07-26
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