DE944453C - Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell design - Google Patents
Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell designInfo
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Description
Zweistufiger luftgekühlter Umlaufverdichter der Vielzellenbauart Es ist bekannt, daß bei Umlaufverdichtern in, folge der je nach dem Verdichtungsverhältnis recht erheblichen Temperaturunterschiede zwischen. Saug-und Druckseite an dem Gehäuse im Betrieb unterschiedliche Längendehnungen auftreten, die eine Krümmung des Gehäuses und damit eine Schrägstellung der Stirnwände zur Folge hahen. Dies tritt besonders stark bei luftgekühlten Maschinen in Erscheinung. Bei wassergekühlten Maschinen. ist der Wärmedurchgang von der Zylinderwand an. das Kühlwasser bei gleicher Kühlfläche etwa dreißigmal so groß wie bei Verwendung von Kühlluft. Es entsteht daher bei luftgekühlten Maschinen an. der Warmseite der Zylinderwand eine erhebliche Wärmestauung. Da die Arbeitsschieber und die Läufer auch im betriebswarmen Zustand gerade bleiben, ist die Anlage der Schie be@rkanten an der Lauffläche auf die ganze Gehäuselänge nicht mehr gewährleistet, und es entstehen zwischen den Läuferkanten der Schieber und der Lauffläche des Gehäuses Lücken, durch die das Arbeitsmittel von den Kammern höheren Druckes nach den Kammern niederen Druckes abströmen kann. Das bedeutet eine recht erhehliche Herabsetzung des Wirkungsgrades der Maschine. Außerdem vergrößern sich die spezifischen Anlagedrücke, so daß Anfressungen auftreten können. Diesen durch das Verziehen des Gehäuses bedingten, Mißstän.den, ist schon durch verschiedene Maßnahmen entgegengetreten worden.Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell design Es is known that in rotary compressors in, follow the depending on the compression ratio quite significant temperature differences between. Suction and pressure side on the housing Different length expansions occur during operation, which cause a curvature of the housing and thus result in an inclined position of the end walls. This occurs especially strongly evident in air-cooled machines. With water-cooled machines. is the heat transfer from the cylinder wall. the cooling water with the same cooling surface about thirty times larger than when using cooling air. It therefore arises with air-cooled Machines on. the warm side of the cylinder wall causes considerable heat build-up. Since the The working slide and the runners stay straight even when they are at operating temperature the contact of the sliding edges on the running surface over the entire length of the housing is not more guaranteed, and there arise between the runner edges of the slide and the running surface of the housing gaps through which the working fluid from the chambers higher pressure can flow off to the chambers of lower pressure. That means one quite considerable reduction in the efficiency of the machine. Also enlarge the specific contact pressures, so that corrosion can occur. This one Defects caused by the warping of the housing is already due to various Measures have been countered.
Die Erfindung bezieht sich nun auf einen zweistufigen, luftgekühlten Umlaufverdichter derjenigen Bauart, bei der die beiden Verdichterzehäuse durch ein Zwischenstück wärmeleitend und starr miteinander verbunden! sind, Bei dieser Bauart liegen die Verhältnisse besonders ungünstig insofern, als auch am Zwischenstück die Krümmung - auftritt und daher die ganze aus den beidem Verdichtergehäusen und dem Zwischenstück bestehende starre Einheit sich krümmt. Um dem Rechnung zu tragen, hat man für die beiden Läufer getrennte Wellen vorgesehen und diese im Zwischenstück durch eine elastische Kupplung miteinander verbunden. Auf diese Weise kann sich jeder Läufer in seinem Gehäuse so einstellen, daß die Krümmung des Zwischenstückes sich nicht nachteilig auswirken kann. Die elastische Kupplung der beiden. Läufer bedingt aber eine recht erhebliche Vergrößerung der Baulänge des Zwischenstückes und damit der ganzen Maschine.The invention now relates to a two-stage, air-cooled Recirculating compressor of the type in which the two compressor housings through a Intermediate piece thermally conductive and rigidly connected to each other! are, with this design are the conditions particularly unfavorable insofar as the intermediate piece the curvature - occurs and therefore the whole of the two compressor housings and the intermediate piece existing rigid unit bends. To take this into account separate shafts have been provided for the two runners and these in the intermediate piece connected to each other by an elastic coupling. That way you can Adjust each runner in its housing so that the curvature of the intermediate piece cannot have a detrimental effect. The elastic coupling of the two. runner but requires a considerable increase in the overall length of the intermediate piece and with it the whole machine.
Die Erfindung besteht nun, in der Erkenntnis, daß die zu einem Verziehen des Gehäuses führenden ungleichen Wärmedehnungen praktisch ausgeschaltet werden können, wenn man die Sichelräume der beiden Verdichterteile um etwa r8o° gegeneinander versetzt anordnet. Dann, liegt auf jeder Seite der Maschine ein Saugstutzen und. ein Druckstutzen,, also im Betrieb eine Warmseite und eine Kaltseite. Zwischen. den beiden Gehäusen kann dann infolge der wärmeleitenden Verbindung über das Zwischenstück ein Wärmeaustausch stattfinden. Auf diese Weise werden die Temperaturunterschiede an den Gehäusen zwischen Saug- und Druckseite fast ganz ausgeschaltet und damit auch die ungleichen Wärmedehnungen, die das. Verziehen, des Gehäuses hervorrufen. Jetzt ist es ohne nachteilige Folgen möglich,, die beiden Läufer starr miteinander zu verbinden, z. B. sie auf einer gemeinsamen. ungeteilten Welle anzuordnen oder getrennte Wellen durch eine starre Kupplung zu kuppeln. Dadurch wird die Baulänge des Zwischenstückes und damit der ganzen Maschine gegenüber der bekannten Bauart wesentlich verkürzt. Die Verkürzung des Zwischenstückes begünstigt gleichzeitig auch den Wärmeaustausch zwischen den beiden Verdichtergehäusen.The invention now consists in the knowledge that this leads to a warping of the housing leading to unequal thermal expansions can be practically eliminated can, if the sickle spaces of the two compressor parts by about r8o ° against each other staggered. Then there is a suction nozzle on each side of the machine. a pressure port, i.e. a hot side and a cold side during operation. Between. the two housings can then as a result of the thermally conductive connection via the intermediate piece a heat exchange take place. This way the temperature differences will be on the housings between the suction and pressure side almost completely switched off and thus also the unequal thermal expansions that cause the housing to warp. Now it is possible without adverse consequences, the two runners rigidly with each other to connect, e.g. B. them on a common. to arrange undivided shaft or to couple separate shafts by a rigid coupling. This will increase the overall length of the intermediate piece and thus the entire machine compared to the known design significantly shortened. The shortening of the intermediate piece is beneficial at the same time also the heat exchange between the two compressor housings.
Die Versetzung der Sichelräume um 18o° ist bei .einem mehrstufigen Umlaufverdichter mit Flüssigkeitskühlung bereits vorgesehen worden. Diese Versetzung ergibt sich bei dem bekannten Verdichter zwangläufig dazu, daß das Arbeitsmittel von einer Stufe zur nächsten unmittelbar durch Ausehmungen in scheibenartigen Wänden, die die Stufen voneinander trennen,, überströmt. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem, welches luftgekühlte Verdichter der eingangs beschriebenen Art betrifft, liegt bei der vorbekannten flüssigkeitsgekühltem, Maschine, nicht vor.The offset of the sickle spaces by 180 ° is a multi-level Recirculating compressors with liquid cooling have already been provided. This transfer it results in the known compressor inevitably that the working fluid from one step to the next directly through recesses in disk-like walls, which separate the stages from each other, overflows. That underlying the invention Problem which affects air-cooled compressors of the type described above, is not available in the previously known liquid-cooled machine.
Die Erfindung geht überdies von einer Bauart aus, bei der der Übertritt des Arbeitsmittels von einer Stufe zur nächsten nicht durch Ausnehmungen in dem vorhandenen kastenförmigen Zwischenstück, sondern über Gehäusestutzen: vor sich geht.The invention is also based on a design in which the transfer of the work equipment from one stage to the next not through recesses in the existing box-shaped intermediate piece, but via the housing socket: in front of you goes.
Die ausgleichende Wirkung des Erfindungsvorschlages kann. noch erhöht werden, wenn. die Wandstärke der Gehäuse auf der jeweiligen Warmseite vergrößert wird, so daß für den Wärmefluß nach der Kaltseite, sowohl in Umfangsrichtung des Gehäuses als auch in Längsrichtung nach der Kaltseite des anderen. Gehäuses, ein großer Querschnitt zur Verfügung steht. Bei luftgekühlten. Verdichtern. mit an die Kühlrippen der Gehäuseteile angegossenen Mantelteile zur Leitung der Kühlluft können auch diese Mantelteile auf der jeweiligen Warmseite verstärkt werden. In diesem Falle werden. zweckmäßig auch die Kühlrippen, auf der Warmseite verstärkt, um den Wärmefluß von der Gehäusewand nach dem äußeren Mantel zu begünstigen.The balancing effect of the inventive proposal can. still increased be when. the wall thickness of the housing is increased on the respective warm side is, so that for the heat flow to the cold side, both in the circumferential direction of the Housing as well as in the longitudinal direction towards the cold side of the other. Housing, a large cross-section is available. With air-cooled. Compressors. with to the Can cooling fins of the housing parts cast shell parts for guiding the cooling air these jacket parts are also reinforced on the respective warm side. In this Become a trap. also expediently the cooling fins, reinforced on the warm side, around the To favor heat flow from the housing wall to the outer jacket.
An Hand der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
In der Abb. z ist schematisch der Querschnitt eines Umlaufverdichters dargestellt. Hierbei ist das Gehäuse mit A und der Läufer mit B bezeichnet. Am Umfang des Gehäuses ist eine Gradeinteilung eingezeichnet. Der Abschnitt von 270 über rSo bis 9o° ist bei der durch Pfeil angedeuteten Umlaufrichtung des Läufers B die Saugseite und der Abschnittvon 9o über o bzw. 36o bis 27o° die Druckseite. Die Verdichtung beginnt bei 9o'''. Die Gastemperatur erreicht zwischen o bzw. 36o und 27o° etwa im Bereich der Linie e-f den Höchstwert, der bis 27v° ungefähr erhalten bleibt. Beim Übergang zur Saugseite geht die Temperatur nach kurzer Expansion auf die Außentemperatur zurück. Der Temperaturverlauf ist in Abb. r a am Umfang des Gehäuses durch eine schraffierte Fläche dargestellt.In Fig. Z, the cross section of a rotary compressor is shown schematically. The housing is designated with A and the rotor with B. A graduation is drawn on the circumference of the housing. In the direction of rotation of rotor B indicated by the arrow, the section from 270 over rSo to 90 ° is the suction side and the section from 9o over o or 36o to 27o ° is the pressure side. Compression starts at 9o '''. The gas temperature reaches its maximum value between o or 36o and 27o °, approximately in the area of the line ef, which remains approximately up to 27o °. At the transition to the suction side, the temperature goes back to the outside temperature after a short expansion. The temperature profile is shown in Fig. Ra on the circumference of the housing by a hatched area.
Die Abb. 2 zeigt den Schnitt eines zweistufigen, luftgekühlten. Umlaufverdichters, dessen. beide Gehäuse A1 und A2 durch ein Zwischenstück Z miteinander wärmeleitend verbunden, sind. Die beiden Läufer Bi und B2 sind starr miteinander verbunden. In den; Abb-. 2 c und 5 ist diese starre Verbindung durch eine gemeinsame ungeteilte Welle C dargestellt. In den Abb. 2 und 3 sind für beide Läufer getrennte, jedoch durch eine starre Kupplung D gekuppelte Wellen C vorgesehen. Zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe ist eine Stopfbüchse F angeordnet. Der. Schnitt ist entsprechend der Linie e-f der Abb. z geführt, und zwar liegt in der Zeichenebene die Warmseite unten und die Kaltseite oben. Durch Pfeile ist der Wärmefluß auf der Warmseite angedeutet. In den Abb. 2 a und 2 b ist der Temperaturverlauf längs der wärmsten und längs. der kältesten Mantellinie dargestellt. Auf der Warmseite ist die Längung des Gehäuses im Betrieb beträchlich größer als auf der Kaltseite: Das hat zur Folge, daß das Gehäuse eine Krümmung annimmt, die in der schematischen Abb. 2 c durch strichpunktierte Linien angedeutet ist.Fig. 2 shows the section of a two-stage, air-cooled. Rotary compressor, whose. Both housings A1 and A2 are thermally conductive to one another through an intermediate piece Z. are connected. The two runners Bi and B2 are rigidly connected to one another. In the; Fig-. 2 c and 5 is this rigid connection by a common undivided Wave C shown. In Figs. 2 and 3 are separate, however, for both runners Shafts C coupled by a rigid coupling D are provided. Between the high pressure stage and a stuffing box F is arranged in the low-pressure stage. Of the. Cut is accordingly the line e-f in Fig. z, namely the warm side lies in the plane of the drawing below and the cold side above. The heat flow on the warm side is indicated by arrows. In Figs. 2 a and 2 b, the temperature profile is along the warmest and longitudinal. the coldest surface line shown. On the warm side is the elongation of the housing considerably larger in operation than on the cold side: This means that the Housing assumes a curvature, which is shown in the schematic Fig. 2 c by dash-dotted lines Lines is indicated.
Nach der Erfindung sind nun die Sichelräume der beiden Verdichtergehäuse A1 und A2 um etwa i8ca° gegeneinander versetzt. Dementsprechend versetzt liegen auch die Saug- und Druckstutzen der beiden, Gehäuseteile A1 und A2. Der Schnitt e-f ergibt dann etwa das in der Abb. 3 gezeigte Bild. Jetzt ist beispielsweise in der Zeichenebene. am Gehäuse Al die Warmseite unten und am Gehäuse A2 oben. Die Wärme kann jetzt von der jeweiligen Warmseite an dem einen Gehäuse über das Zwischenstück Z nach der Kaltseite des anderen Gehäuses fließen. Dieser Wärmefluß ist wiederum durch Pfeile angedeutet. Dadurch ergibt sich längs der durch den. Schnitt e-f erzeugten Mantellinien ein Temperaturausgleich. Der ungefähre Temperaturverlauf auf den. beiden Maschinenseiten ist in den. Abb, 3 a und 3 b dargestellt. Die Temperaturunterschiede an den einzelnen Stellen des Gehäuses sind jetzt auf ein kleines Maß zurückgeführt, so daß die Gehäuseverformung, wie sie in der Abb. 2 c angedeutet ist, praktisch nicht mehr zustandekommen kann.According to the invention, the sickle spaces of the two compressor housings are now A1 and A2 offset from one another by about 18ca °. Correspondingly offset also the suction and pressure ports of the two housing parts A1 and A2. The cut e-f then results in the image shown in Fig. 3. For example, now is in the drawing plane. on housing Al the warm side below and on housing A2 above. the Heat can now from the respective warm side on the one housing Flow via the intermediate piece Z to the cold side of the other housing. This Heat flow is again indicated by arrows. This results along the through the. Section e-f generated surface lines a temperature compensation. The approximate course of the temperature on the. both machine sides is in the. Fig, 3 a and 3 b shown. The temperature differences at the individual points of the housing are now reduced to a small dimension, so that the deformation of the housing, as indicated in Fig. 2c, is practical can no longer come about.
Die Versetzung der Sichelräume der beiden Verdichterteile bedingt eine Mittenversetzung der beiden, Gehäuse A1 und A2, so daß im Bereich des Zwischenstückes Z eine Kröpfung entsteht, die auch, wie die Abb. 3 zeigt, außen in Erscheinung tritt. Die Kröpfung an der Außenseite des Gehäuses kann auch vermieden werden, so daß also das Gesamtgehäuse außen zylindrisch ist, indem die Gehäusebohrungen. exzentrisch angebracht werden, und zwar derart, daß am Scheitel des Sichelraumes die kleinste und gegenüberliegend die größte Wandstärke vorhanden ist. Diese Ausführung zeigen die Abb. 4 und 5. Das Zwischenstück ist so gestaltet, daß der Übergang von der großen Wandstärke des einen Gehäuses zur kleinen Wandstärke des anderen Gehäuses ohne Sprung erfolgt, so d.aß der Wärmefluß nicht gestaut wird. Bei dieser Ausführung ergibt sich. auch zwangläufig auf der jeweils heißen Seite eine Wandverstärkung, die den Wärmefluß nach den kalten Stellen sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung begünstigt. Eine Wandverstärkung auf der warmen Seite mit allmählichem Übergang zur kalten Seite kann natürlich auch auf andere Art erzeugt werden.. Dann weicht eben. die Außenfläche der Gehäuse von der Kreiszylinderform etwas ab.The offset of the sickle spaces of the two compressor parts is necessary a center offset of the two, housing A1 and A2, so that in the area of the intermediate piece Z a crank occurs, which, as Fig. 3 shows, also appears on the outside. The bend on the outside of the housing can also be avoided, so that the entire housing is cylindrical on the outside by the housing bores. eccentric be attached, in such a way that at the apex of the sickle space the smallest and the greatest wall thickness is on the opposite side. Show this execution Fig. 4 and 5. The intermediate piece is designed so that the transition from the large Wall thickness of one housing to the small wall thickness of the other housing without a jump takes place so that the heat flow is not dammed up. With this execution results themselves. also inevitably a wall reinforcement on the hot side, which the Heat flow to the cold spots both in the circumferential direction and in the longitudinal direction favored. A wall reinforcement on the warm side with a gradual transition to the cold side can of course also be generated in other ways .. Then give way just. the outer surface of the housing from the circular cylinder shape slightly.
In dem Ausführungsbeispiel nach .den Abb.4 und 5 ist auch der Fall berücksichtigt, daß die Gehäuse, das Zwischenstück und die Gehäusedeckel von zur Leitung der Kühlluft dienenden. Mantelschüssen umgeben sind., die an die Kühlrippen angegossen sind. Auch an den Außenmantelteilen kann die Wandverstärkung an der Warmseite vorgesehen werden. Desgleichen können die Kühlrippen auf der jeweiligen Warmseite zur besseren Abführung der Wärme nach dem Außenmantel stärker gemacht werden als auf der Kaltseite.In the embodiment according to .den Fig.4 and 5 is also the case takes into account that the housing, the intermediate piece and the housing cover of the Line of cooling air serving. Sheath shots are surrounded. That attach to the cooling fins are cast on. The wall reinforcement on the warm side can also be used on the outer jacket parts are provided. The cooling fins on the respective warm side can also do the same for better dissipation of heat to the outer jacket are made stronger than on the cold side.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED4013D DE944453C (en) | 1943-09-18 | 1943-09-18 | Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell design |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED4013D DE944453C (en) | 1943-09-18 | 1943-09-18 | Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell design |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE944453C true DE944453C (en) | 1956-06-14 |
Family
ID=7030798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DED4013D Expired DE944453C (en) | 1943-09-18 | 1943-09-18 | Two-stage air-cooled circulation compressor of the multi-cell design |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE944453C (en) |
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- 1943-09-18 DE DED4013D patent/DE944453C/en not_active Expired
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