DE8211316U1 - COOLER FOR A MULTI-STAGE TRANSMISSION RADIAL COMPRESSOR - Google Patents

COOLER FOR A MULTI-STAGE TRANSMISSION RADIAL COMPRESSOR

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DE8211316U1 DE19828211316 DE8211316U DE8211316U1 DE 8211316 U1 DE8211316 U1 DE 8211316U1 DE 19828211316 DE19828211316 DE 19828211316 DE 8211316 U DE8211316 U DE 8211316U DE 8211316 U1 DE8211316 U1 DE 8211316U1
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11.11th 5.5. 19831983
- 3 -- 3 - 1593815938

Die Neuerung betrifft einen Kühler für einen mehrstufigen Getriebe-Radialverdichter, mit einem gemeinsamen übersetzungsgetriebe für die Laufräder, welchen jeweils eine Umlenkkammer zur Umleitung des verdichteten Arbeitsmittels in die nachfolgende Stufe zugeordnet ist, mit axialer Zuführung des zu verdichtenden Arbeltsmittels zu jeder einzelnen Stufe durch ein Saugrohr, das von einem Kühler kre1sr1ngförm1gen Querschnitts umgeben 1st, der an der Umlenkkammer angeschlossen 1st und 1n welchen ein Wärmeaustausch zwischen dem erwärmten Arbeltsmittel und Kühlwasser stattfindet.The innovation relates to a cooler for a multi-stage geared radial compressor, with a common transmission gear for the impellers, each of which is assigned a deflection chamber for diverting the compressed working medium to the next stage, with the axial supply of the working medium to be compressed to each individual stage a suction pipe surrounded by a cooler with a circular cross-section 1st, which is connected to the deflection chamber 1st and 1n in which a heat exchange takes place between the heated working medium and cooling water.

Die Getriebe-Radialverdichter (auch "Mehrwellen-Verd1chter"genannt) haben gegenüber den Üblichen mehrstufigen Radial kompressoren mit auf einer gemeinsamen Welle angebrachten Laufrädern neben geringeren Abmessungen der Anlage noch den Vorteil, daß jedem Laufrad durch das Getriebe die optimale Drehzahl erteilt wird.The geared radial compressors (also called "multi-shaft compressors") have compared to the usual multistage radial compressors with on one Common shaft attached impellers in addition to smaller dimensions of the system still have the advantage that each impeller is optimally due to the gearbox Speed is given.

Bei einem bekannten Getriebe-Turbokompressor (DE-PS 21 54 267) sind an dem Verdichtergshäuse Kühler angeflanscht* Dia der zweiten, dritten und vierten Verdichterstufe zugeordneten Kühlgehäuse weisen einander ähnlichen Aufbau auf; demgegenüber ist das der ersten Verdichterstufe zugeordnete Kühlerqehäuse etwas unterschiedlich aufgebaut. In jedem der Kühlergehäuse 1st je ein Saugrohr zentral angeordnet, durch welches das Arbeitsmittel der Verdichterstufe zugeführt wird. Jeweils 1m Kühler-Innenraum kreisringfönniqen Querschnitts zwischen dem Saugrohr und dem Kühlergehäusemantel ist parallel zur Kühlerachse je ein Kühl rohrbündel angeordnet. Die Kühlrohre sind jeweils an Wasserkammern angeschlossen, die mit einem Kühlkreislauf in Verbindung stehen. Die Kühler zwischen den einzelen Stufen arbeiten als Zwischenkühler, während der Kühler der letzten Stufe die Funktion des Nachkühlers hat. Nach der letzten Stufe gelangt das gekühlte verdichtete Arbeitsmittel in die Druckleitung. Bekannt ist ferner ein Kühler für einen mehrstufigen Verdichtei (DE-AS 25 41 715), bei dem der Innenraum durch in Achsrichtung radial angeordnete Trennwände in eine Mehrzahl von achsparallel nebeneinander liegenden, horizontal verlaufenden Kühlkammern unterteilt ist.In a known gear turbo compressor (DE-PS 21 54 267) are on the Compressor housing flanged cooler * Slide the second, third and fourth Cooling housings assigned to the compressor stage have a construction similar to one another; In contrast, the cooler housing assigned to the first compressor stage is constructed somewhat differently. There is one in each of the cooler housings Centrally arranged suction pipe through which the working fluid is fed to the compressor stage. Each 1m cooler interior with a circular ring shape cross-section between the intake manifold and the cooler housing jacket is parallel to the Radiator axis each arranged a cooling tube bundle. The cooling pipes are each connected to water chambers that are connected to a cooling circuit. The coolers between the individual stages work as intercoolers, while the last stage cooler has the function of aftercooler. After the last stage, the cooled, compressed working fluid enters the Pressure line. A cooler for a multi-stage compressor is also known (DE-AS 25 41 715), in which the interior space is divided into a plurality of axially parallel side by side by means of partitions arranged radially in the axial direction, horizontally extending cooling chambers is divided.

15938 - C /Un. - 4 - 11. 5. 198315938 - C / Un. - 4 - May 11, 1983

Der Aufbau der bekannten Kühler für mehrstufige Verdichter macht es nicht möglich, die vom Arbeitsmittel an das Kühlmittel abgegebene Wärme rationell zu nutzen. Um ausreichende Wärmemengen für Heizwasser zu ereichen, müßte die Wärmeaustauschfläche der "ühler erheblich vergrößert werden; eine solche Vergrößerung wäre jedoch aus räumlichen sowie wirtschaftlichen Gründen nicht vertretbar.The structure of the known coolers for multi-stage compressors does not do it possible to efficiently use the heat given off by the working fluid to the coolant. In order to achieve sufficient amounts of heat for heating water, the The heat exchange surface of the "cooler" can be increased considerably; such However, there would be no enlargement for spatial or economic reasons justifiable.

Es ist daher Aufgabe der Neuerung„ einen Kühler für einen mehrstufigen Turboverdichter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine rationelle Nutzung der vom Arbeitsmittel an das Kühlmittel abgegebenen Wärme ermöglicht wird, ohne das der Kühler vergrößert werden muß und die Kühlung des Arbeitsmittels beeinträchtigt wird.It is therefore the task of the innovation “a cooler for a multi-stage Design turbo compressor of the type mentioned so that a efficient use of the heat given off by the working fluid to the coolant is made possible without having to enlarge the cooler and the cooling of the work equipment is impaired.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 erfüllt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 enthalten.According to the innovation, this object is achieved by the features of claim 1 Fulfills. Advantageous developments of the invention are in the claims 2 and 3 included.

Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Kühlwasserkammern quer zur Strömungsrichtung des Arbeitsmittels wird die Wärmeaustauschfläche erheblich vergrößert, ohne das der Kühler vergrößert werden muß. Damit ist es möglich, mit dem auf eine wirtschaftlich nutzbare Temperatur gebrachten Wasser Verbraucher zu versorgen. Durch die relativ großen Mengen des durch das Kühsystem geführten Wassers wird auch eine ausreichende Kühlung des Arbeitsmittels erzielt. Eine weitere Kühlung des Arbeitsmittels erfolgt in den Kühl rohrbündel η der Zwischenkühler bzw. des Nachkühlers, wobei das Kühlwasser im Kreislauf geleitet wird, denn die Zuführung von Frischwasser würde eine erhöhte Kalkausscheidunq zur Folge haben.By arranging a plurality of cooling water chambers transversely to the direction of flow of the working medium, the heat exchange surface becomes considerable enlarged without having to enlarge the cooler. This makes it possible to use the water brought to an economically usable temperature Supply consumers. The relatively large amounts of water passed through the cooling system also ensure sufficient cooling of the Work equipment achieved. The working fluid is further cooled in the cooling tube bundle η of the intercooler or the aftercooler, where the Cooling water is circulated because the supply of fresh water would result in increased calcium excretion.

Der zusätzliche Wärmeaustauscher ist nach Bedarf abschaltbar.The additional heat exchanger can be switched off as required.

Die Anordnung der Trennwände, in denen die öffnungen zueinander versetzt sind, bewirkt, daß das Heizwasser die einzelnen Wärmeaustauschkammern in Richtung quer zur Wärmetauschachse durchströmt, so daß der Obergang der Wärme von dem durch die Wärmeaustauschrohre strömenden erwärmten Arbeitsmittel auf das Heizwasser intensiver wird.The arrangement of the partitions in which the openings are offset from one another causes the heating water to flow through the individual heat exchange chambers in the direction transverse to the heat exchange axis, so that the transition of the Heat from the heated working medium flowing through the heat exchange pipes to the heating water becomes more intense.

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Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erklärt.An embodiment of the innovation is based on the accompanying drawing explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt die Kühler der ersten und der vierten Stufe eines vierstufigen Turbokompressors im Axialschnitt.The drawing shows the coolers of the first and fourth stage of a four-stage turbo compressor in axial section.

Die Kühler 1 und 2 sind an einem Verdichtergehäuse 3 angeflanscht. In diesem Gehäuse ist ein für alle Laufräder des vierstufigen Verdichters (von denen nur die Laufräder 4 und 5 abgebildet sind) gemeinsames Obersetzungsgetriebe 6 sowie jeder Verdichterstufe zugeordnete UmIenkkammerη 7 und das Druckumsetzungsgehäuse 8 untergebracht.The coolers 1 and 2 are flanged to a compressor housing 3. In this The housing is a common reduction gear for all impellers of the four-stage compressor (of which only impellers 4 and 5 are shown) 6 and UmIenkkammerη 7 assigned to each compressor stage and the Pressure conversion housing 8 housed.

In der Längsachse jedem KUhler 1st ein zentrales Saugrohr 9 angeordnet,durch welches der jeweiligen Verdichterstufe das Arbeltsmittel zugeführt wird.A central suction pipe 9 is arranged in the longitudinal axis of each cooler which of the respective compressor stage the working medium is supplied.

Zwischen dem Saugrohr 9 und dem Kühlermantel 10 bzw. 11 erstreckt sich der Kühler-Innenraum 23 kreisringförmigen Querschnitts, durch den das zu kühlende Arbeitsmittel strömt. In diesem Raum, in dem Rohrbündel 12 eines Nachkühlers bzw. Rohrbündel 13 eines Zwischenkühlers vorgesehen sind, strömt das zu kühlende Arbeitsmittel an der Oberfläche der Kühlwasserrohre vorbei. An den Kühler ist ein zusätzlicher Wärmeaustauscher 14 anaeschlossen. der zur Nutzunq aus Abwärme von dem zukühl enden Arbeitsmittel, nämlich zur Erzeuqunq von Heizwasser, dient. Der Innenraum des Wärmeaustauschers 14 1st durch senkrecht zu seiner Länasachse anqeordnete Stirnplatten 15, 16 sowie einen Wärmeaustauschmantel 24 und das durchlaufende zentrale Saugrohr 9 begrenzt. Die Stirnplatten 15, 16 sind jewels an ihrem Umfang mit der Innenseite des Wärmeaustauschmantels 24 durch Schweißen verbunden. Parallel zu den Stirnplatten 15. 16 sind im Innenraum des Wärmeaustauschers 12 Trennwände 17 angeordnet, die ebenfalls bis zu dem Wärmeaustauschmantel 24 reichen. Die Trennwände 17 unterteilen den Innenraum des Wärmeaustauschers 14 in eine Mehrzahl von Wärmeaustausch-Kammern 22. von denen die von der Arbeitsmittel-UmIenkkammer 7 entfernteste Kammer 22a an die Zuleitunq und die der Umlenkkammer 4 nächst!ieqende Kammer 22b an die Ableitung 17 des Heizwassers angeschlossen 1st. Die Innenräume der Kammern 22 sind durch öffnunaen in den Trennwänden 17 mit einander verbunden. In ieder Trennwand 17 ist inThe extends between the intake manifold 9 and the radiator jacket 10 and 11, respectively Cooler interior 23 circular cross-section through which the to be cooled Work equipment flows. In this space, in which tube bundles 12 of an aftercooler or tube bundle 13 of an intercooler are provided, the flows working fluid to be cooled past the surface of the cooling water pipes. An additional heat exchanger 14 is connected to the cooler. the for Utilization from waste heat from the working fluid to be cooled, namely for generating of heating water. The interior of the heat exchanger 14 is provided by end plates 15, 16 and one arranged perpendicular to its longitudinal axis Heat exchange jacket 24 and the continuous central suction pipe 9 limited. The end plates 15, 16 are each connected on their periphery to the inside of the heat exchange jacket 24 by welding. In the interior of the heat exchanger 12, partition walls 17 are parallel to the end plates 15, 16 arranged, which also extend to the heat exchange jacket 24. the Partition walls 17 subdivide the interior of the heat exchanger 14 into a plurality of heat exchange chambers 22, of which the working medium UmIenkkammer 7 the most distant chamber 22a to the supply line and the chamber 22b closest to the deflection chamber 4 to the discharge line 17 of the heating water connected 1st. The interiors of the chambers 22 are through openings in the partitions 17 connected to one another. In each partition 17 is in

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ihrem Umfangsbereich eine einzige Öffnung 25 vorgesehen, wobei die öffnungen in zwei benachbarten Trennwänden zueinander versetzt angeordnet sind. Die Kammern 22 sind durch beidseitig offene Wärmeaustauschrohre 21 durchdrisnaen. Die Rohre 21, die die Arbeitsmittel-Umlenkkammer 7 mit dem Kühler-Innenraum 23 verbinden und durch die das erwärmte Arbeltsmittel st.rttmt. ς-tnd mit. Ihren Enden 1n den St.1rnnlat.tftn 1?A single opening 25 is provided on its circumferential area, the openings are arranged offset from one another in two adjacent partition walls. the Chambers 22 are penetrated by heat exchange tubes 21 which are open on both sides. The tubes 21, which the working fluid deflection chamber 7 with the cooler interior 23 and through which the heated working material st.rttmt. ς-tnd with. Their Ends 1n den St.1rnnlat.tftn 1?

D1e Kammern 22 werden SUkzessivp vom Hp1Rwa*<;pr HiirchsirHmt.. wnhpi Ηργ Wärmeaustausch 7w1 sehen dem prwärmt.pn. dnrrh die· Rnhrp ?1 <?trnmpnripn Arbeitonittel und dem durch die Kammern ?? füpRpndpn Hpi7wa«^pr stattfindet.The chambers 22 become SUkcessivp from the Hp1Rwa * <; pr HiirchsirHmt .. wnhpi Ηργ heat exchange 7w1 see the prwärmt.pn. dnrrh the · Rnhrp? 1 <? trnmpnripn Arbeitsonittel and through the chambers ?? füpRpndpn Hpi7wa «^ pr takes place.

Der zusätzliche wärmetauscher kann auch innerhalb des Kühlers angeordnet sein, wobei sein Mantel durch einen Teil des Kühlermantels gebildet wird.The additional heat exchanger can also be arranged inside the cooler his jacket being formed by part of the radiator jacket.

Claims (3)

Mannesmann Aktiengesellschaft 11. Mai 1983 Mannesmannufer 2 15938 - C /Un. 4000 Düsseldorf Aktenzeichen: 6 82 11 316.5 Kühler für einen mehrstufiaen SchutransDrücheMannesmann Aktiengesellschaft May 11, 1983 Mannesmannufer 2 15938 - C / Un. 4000 Düsseldorf file number: 6 82 11 316.5 cooler for a multi-stage SchutransDrüche 1. Kühler für einen mehrstufiqen Getriebe-Radialverdichter, mit einem gemeinsamen Obersetzungsgetriebe für die Laufräder, welchen jeweils eine UmIenkkammer zur Umleitung des verdichteten Arbeitsmittels in die nachfolgende Verdichterstufe zugeordnet ist, mit axialer Zuführung des zu verdichtenden Arbeitsmittels zu jeder einzelnen Stufe durch ein Saugrohr, das von einem an der Umlenkkammer angeschlossenen Kühler kreisringförmigen Querschnitts umgeber ist, in welchem ein Wärmeaustausch zwischen dem erwärmten Arbeitsmittel und Kühlwasser stattfindet, dadurch gekennzeichnet,1. Cooler for a multistage radial gear compressor, with a common transmission for the wheels, each of which one Diverting chamber for diverting the compressed working medium into the following one Compressor stage is assigned, with axial supply of the working medium to be compressed to each individual stage through a suction pipe, the from a cooler connected to the deflection chamber circular ring-shaped The cross-section is encircled, in which there is an exchange of heat between the heated working fluid and the cooling water, characterized, daß jeweils zwischen der Umlenkkammer (7) und dem Kühler (1, 2) ein zusätzlicher, mit dem Kühler (1, 2) gleichachsig angeordneter, das Saugrohr (9) umgebender Wärmeaustauscher (14) vorgesehen ist, dessen durch senkrecht zu seiner Längsachse angeordnete Stirnplatten (15, 16) sowie einen Mantel (24) und das Saugrohr (9) begrenzter Innenraum durch parallel zu den Stirnplatten (15, 16) verlaufende Trennwände (17) in eine Mehrzahl von durch öffnungen in den Trennwänden (17) miteinander verbundenen Kühlwasserkammern (22) unterteilt ist, von denen die von der Arbeitsmittel-UmIenkkammer (7) entfernteste Kühlkammer (22a) an den Einlaufstutzen (16) und die der Umlenkkammer (7)that between the deflection chamber (7) and the cooler (1, 2) an additional, with the cooler (1, 2) arranged coaxially, the suction pipe (9) surrounding heat exchanger (14) is provided, whose through perpendicular to its longitudinal axis arranged end plates (15, 16) and a jacket (24) and the suction pipe (9) delimited interior space parallel to the end plates (15, 16) extending partition walls (17) into a plurality of through openings in the partition walls (17) interconnected cooling water chambers (22) divided is, of which the most distant from the working medium UmIenkkammer (7) Cooling chamber (22a) on the inlet nozzle (16) and that of the deflection chamber (7) £ nächstliegende Kammer (22b) an den Auslaufstutzen (17) einer Heizwasser-£ closest chamber (22b) to the outlet connection (17) of a heating water leitung (20) angeschlossen ist,und die Kammern (22) durch zu der Kühler-line (20) is connected, and the chambers (22) through to the cooler f Längsachse parallel verlaufende, beidseitig offene, mit ihren Enden in denf Longitudinal axis running parallel, open on both sides, with their ends in the Stirnplatten (15), (16) festgelegte Wärmeaustauschrohre (21) durchdrungen sind, welche die Arbeitsmittel-UmIenkkammer (7) mit dem Kühler-Innenraum (23) verbinden.End plates (15), (16) fixed heat exchange tubes (21) penetrated are, which the Arbeitsmittel-UmIenkkammer (7) with the cooler interior (23) connect. 15938 - C /Un. - 2 - 11. 5. 198315938 - C / Un. - 2 - May 11, 1983 2. Kühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
2. cooler according to claim 1,
characterized,
daß der zusätzliche Wärmetauscher (14) innerhalb des Kühlers (1, 2) angeordnet ist, wobei sein Mantel (24) durch einen Teil des Kühlermantels (10, 11) gebildet wird.that the additional heat exchanger (14) is arranged within the cooler (1, 2) is, its jacket (24) through part of the radiator jacket (10, 11) is formed.
3. Kühler nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
3. cooler according to claims 1 and 2,
characterized,
daß im Umfangbereich jeder Trennwand (17), eine einzige öffnung (25) vorgesehen ist, wobei die Offnungen (25) in zwsi jeweils benachbarten Trennwänden (17) zueinander versetzt angeordnet sind.that in the circumferential area of each partition (17), a single opening (25) is provided, the openings (25) in two adjacent Partition walls (17) are arranged offset from one another.
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