DE1728150A1 - Compressor system with cooler and combustion engine drive - Google Patents
Compressor system with cooler and combustion engine driveInfo
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Description
DEMAG Aktiengesellschaft, 27.8.1968DEMAG Aktiengesellschaft, August 27, 1968
41 Duisburg, Wolfgang-Reuter-Platz -5390-41 Duisburg, Wolfgang-Reuter-Platz -5390-
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Verdichteranlage mit Kühler und Verbrennungsmotorantrieb Compressor system with cooler and internal combustion engine drive
Die Erfindung bezieht sich auf verbrennungsmotorisch betriebene Verdichteranlagen für die Luft- bzw. Gasverdichtung.The invention relates to internal combustion engine-operated compressor systems for the air or Gas compression.
Es sind zum einen rotierende Verdichter in ein- oder mehrstufiger Bauart, z.B. Vielzellenverdichter oder Schraubenverdichter mit Flüssigkeitseinspritzung, vorzugsweise Oeleinspritzung, während des Verdichtungsvorganges On the one hand, there are rotating compressors in single or multi-stage design, e.g. multi-cell compressors or Screw compressor with liquid injection, preferably oil injection, during the compression process
und zum anderen Kolben- oder Rotationsverdichter in mehrstufiger Bauart mit Zwischenkühlung des zu verdichtenden Mediums zwischen den Verdichtungsstufen bekannt.and on the other hand piston or rotary compressor in multi-stage design with intermediate cooling of the compressor to be compressed Medium known between the compression stages.
Die zuerst genannte Bauart erlaubt infolge einer verhältnismäßig guten Wärmeabfuhr und einer verhältnismäßig guten Dichtung der vorhandenen Spalte während des Verdichtungsvorganges höhere Druckverhältnisse Je Verdichtungsstufe als ein Verdichter mit einer normalen Schmierung.The first-mentioned design allows due to a relatively good heat dissipation and a relatively good sealing of the existing gap during the compression process higher pressure conditions For each compression stage as one compressor with normal lubrication.
Trotz eines geringfügig ungünstigeren Gesamtwirkungsgrades dieser Verdichterbauart wird sie für kleine Anlagen mit Verdichtungsenddrücken bis ca. 10 atü in einstufiger Ausführung häufig verwendet, weil sie gegenüber einer mehrstufigen Bauart mitDespite a slightly less favorable overall efficiency of this type of compressor, it is used for small systems with final compression pressures of up to approx. 10 atm in a single-stage design are often used, because they have a multi-stage design with
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Zwischenkühlung gering bauaufwendiger ist. Ungünstig ist lediglich die zusätzlich vorzusehende Kühlung und Abscheidung der Einspritzflüssigkeit.Intercooling is slightly more expensive to build. The only thing that is unfavorable is that which is to be provided additionally Cooling and separation of the injection liquid.
Die weiter genannte Bauart weist bei vergleichbarer Liefermenge einen geringfügig günstigeren Gesamtwirkungsgrad auf, ungünstig ist hierbei jedoch der etwas umfangreichere Bauaufwand für die eine oder mehrere weitere Stufen und den oder die erforderlichen Zwischenkühler mit Gebläse.The further-mentioned design has a slightly more favorable one with a comparable delivery quantity Overall efficiency, however, the somewhat more extensive construction effort for the is unfavorable here one or more further stages and the required intercooler with fan.
Die zum Antrieb der vorgenannten Verdichter vorgesehenen Verbrennungsmotore sind Großserienfabrikate, die in erster Linie für den Einbau in Fahrzeuge oder in Baumaschinen gedacht sind. Biese Verbrennungsmotoren sind von vorneherein mit einem Kühlluftgebläse ausgestattet.The internal combustion engines provided to drive the aforementioned compressors are mass-produced products, which are primarily intended for installation in vehicles or construction machinery. These internal combustion engines are equipped with a cooling air fan from the start.
Fahrzeuge und Baumaschinen benötigen in der Regel eine Hydraulikanlage. Daher werden die Verbrennungsmotore von vorneherein mit AnschluBmöglichkeiten für Aggregate einer solchen Hydraulikanlage, wie z.B. Hydraulikpumpen oder Hydraulikkühlern, versehen» Diese Hydraulikkühler, die auf wünsch des Kunden sofort in dem Motor eingebaut sind, werden durch einen Luftstrom gekühlt, der von dem Gesamtluftstrom des vorhandenen Kühlluftgebläses für die Zylinder- und Oelkühlung des Motors abgezweigt wird.Vehicles and construction machines usually require a hydraulic system. Therefore, the internal combustion engines are equipped with connection options from the outset for aggregates of such a hydraulic system, such as hydraulic pumps or hydraulic coolers, provided » These hydraulic coolers, which are installed immediately in the engine at the request of the customer, are by an air flow cooled by the total air flow of the existing cooling air fan for the Cylinder and oil cooling of the engine is branched off.
Derartige mit dem Verbrennungsmotor verknüpfte Kühlluftgebläse sind von vorneherein so ausgelegt,Such cooling air fans linked to the internal combustion engine are designed from the outset in such a way that
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daß die Gebläseleistung, Luftförderstrom und Luftdruck auch noch für den gewünschten zusätzlich eingebauten Hydraulikkühler ausreicht.that the fan power, air flow rate and air pressure are also built-in for the desired additional Hydraulic cooler is sufficient.
Werden nun keine Hydraulikkühler benötigt, wie z.B. bei Verdichteranlagen, so steht an der Kupplung des Antriebsverbrennungsmotors dennoch keine höhere Antriebsleistung zur Verfugung, obwohl auf die zusätzliche Kühlgebläeeleistung verzichtet wird.If no hydraulic cooler is required, as is the case with compressor systems, for example, the Internal combustion engine still does not have any higher drive power available, although on the additional Cooling fan power is waived.
Das an den Verbrennungsmotor angeschloseene Kühlluftgebläse weist also eine Leistungsreeerve auf, die nicht mechanisch als Antriebsleistung sondern nur als Kühlleistung zu nutzen ist.So that angeschloseene to the engine cooling fan has a Leistungsreeerve that is not mechanically to use as a driving power but only as cooling capacity.
Es wurde nun gefunden, daß der Gesamtwirkungsgrad der bekannten Verdichteranlage, die verbrennungsmotorisch angetrieben wird und bei der entweder eine Einspritzflüasigkeitskühlung oder eine Zwischenkühlung für das zu verdichtende Medium vorgesehen ist, zu verbessern ist bei gleichzeitig verringertem Bauaufwand.It has now been found that the overall efficiency of the known compressor system, the internal combustion engine is driven and in which either injection liquid cooling or intermediate cooling for the medium to be compressed is intended to be improved while at the same time reduced Construction costs.
Nach dem allgemeinen Erfindungsgedanken wird die vorhandene, jedoch für den ursprünglich vorgesehenen Zweck ungenutste Kühlleistungsreserve aur Lösung von Kühlproblemen bei einer Verdichteranlage der beanspruchten Gattungen verwendet.According to the general idea of the invention, the existing, but unsuitable cooling capacity reserve for the originally intended purpose as a solution used by cooling problems in a compressor system of the types claimed.
Erfindungsgemäß wird die Kühlleistungsreserve zum einen zum Kühlen der Verdichtereinspritzflüssigkeit und zum anderen zum Zwischenkühlen des zu verdichtenden Mediums verwendet.According to the invention, the cooling capacity reserve is ichtereinspritzflüssigkeit to a de for cooling Dilute r and used on the other to the intermediate cooling medium to be compressed.
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Die Vorteile dieeer Lösungen sind: Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Anlage, weil auf zusätzliche, vom Verbrennungsmotor angetriebene Kühlgebläse für die Verdichtereinspritzflüssigkeit bzw. für den Zwischenkühler verzichtet wird.The advantages of these solutions are: Improvement of the overall efficiency of the plant, because there is no additional cooling fan driven by the internal combustion engine for the compressor injection fluid or for the intercooler will.
Wegen des bewußt vorgesehenen Verzichts auf diese sonst üblichen zusätzlichen Aggregate verringert eich der Bauaufwand und damit auch das Bauvolumen der Verdichteranlage um die Kühlgebläse. Dies ist insbesondere für eine fahrbare Verdichteranlage von großem Wert.Reduced because of the deliberately intended waiver of these otherwise usual additional units The construction costs and thus also the construction volume of the compressor system around the cooling fan are calibrated. This is of great value especially for a mobile compressor system.
Für den Verdichter selbst steht nun eine um die Gebläseleistung höhere Antriebsleistung zur Verfügung.For the compressor itself, a drive power that is higher than the blower output is now available.
Für den Fall, daß an dem Verbrennungsmotor bereits serienmäßig angeschlossene Hydraulikanlagenkühler, sogenannte "Vandlerkühler", vorgesehen sind, können diese ohne weiteres zum Kühlen der Verdichtereinsprit zflüssigkeit bzw. sum Zwischenkühlen des zu verdichtenden Mediums angewendet werden.In the event that hydraulic system coolers already connected as standard to the internal combustion engine, So-called "Vandler cooler" are provided, they can easily be used to cool the compressor injection liquid or sum intermediate cooling of the compressing medium are applied.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung in einer Gegenüberstellung mit den bekannten Bauarten schematisch dargestellt.Embodiments of the invention are in Drawing shown schematically in a comparison with the known types.
Es zeigtIt shows
Flüssigkeitseinspritzung, Kühlung und separatem Kühlgeblfise,Liquid injection, cooling and separate cooling fan,
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Fig. 2 eine vergleichbare Verdichteranlage, wie nach Fig. 1, jedoch mit Kühlung der Einspritzflüssigkeit durch einen Wandlerkühler, FIG. 2 shows a compressor system comparable to that of FIG. 1, but with cooling of the injection liquid through a converter cooler,
Fig. 3 eine bekannte Verdichteranlage mit Zwischenkühlung und separatem Kühlgebläse,3 shows a known compressor system with intermediate cooling and separate cooling fan,
Fig. 4 eine vergleichbare Verdichteranlage, wie die nach Fig. 3, «jedoch mit einem Wandlerkühler als Zwischenkühl-Aggregat.4 shows a compressor system comparable to that of FIG. 3, but with a converter cooler as an intermediate cooling unit.
Fig. 1 zeigt einen Verbrennungsantriebsmotor 1, der durch einen Kühlluftstrom eines (nicht dargestellten) Kühlgebläses gekühlt wird.Fig. 1 shows an internal combustion engine 1, which is driven by a cooling air flow of a (not shown) Cooling fan is cooled.
Dieser Motor treibt einen Verdichter 2 an, bei dem eine Flüssigkeitseinspritzung vorgesehen ist. Die Flüssigkeitsleitung ist mit 4 und die Gas- bzw. Druckluftleitung ist mit 5 bezeichnet.This motor drives a compressor 2 in which liquid injection is provided. the The liquid line is denoted by 4 and the gas or compressed air line is denoted by 5.
Bei dieser bekannten Verdichteranlage ist ein Kühler 6 für die Einspritzflüssigkeit vorgesehen und dieser Kühler wird durch den Luftstrom des Gebläses 7 gekühlt. Die für Verdichter 2 und Kühlergebläse 7 gemeinsame Antriebswelle ist mit 3 bezeichnet. In this known compressor system, a cooler 6 is provided for the injection liquid and this cooler is cooled by the air flow from the fan 7. The one for compressor 2 and cooler fan 7 common drive shaft is denoted by 3.
Fig.2 zeigt einen Verbrennungsantriebsmotor 1 in der gleichen Ausführung wie nach Fig. 1, jedoch mit einem angebauten, van (nicht dargestellten) Verbrennungsmotorkühlgebläse mitgekühlten Wandlerkühler 8.FIG. 2 shows an internal combustion engine 1 in the same design as in FIG. 1, but with an attached, van (not shown) internal combustion engine cooling fan co-cooled converter cooler 8th.
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Der Motor 1 treibt lediglich über die Welle 3 den Verdichter 2 an. Die Flüssigkeitsleitung ist mit 41 bezeichnet, sie verläuft bei dieser Anlage durch den Wandlerkühler 8. Die Gas- bzw. Druckluftleitung ist mit 5 bezeichnet.The motor 1 drives the compressor 2 only via the shaft 3. The liquid line is denoted by 4 1 ; in this system it runs through the converter cooler 8. The gas or compressed air line is denoted by 5.
Bei dieser Ausführung ist auf das sonst übliche zusätzliche Kühlgebläse für den Flüssigkeitskühler verzichtet worden. Aufgrund dieser Maßnahme ist die abgegebene Motorantriebsleistung in vollem Umfang als Verdichterantriebsleistung auszunutzen.In this design, the additional cooling fan for the liquid cooler, which is otherwise usual, is required been waived. Due to this measure, the output motor drive power is in full to be used as compressor drive power.
Fig. 3 zeigt einen Verbrennungsantriebsmotor in der gleichen Ausführung wie nach Fig. 1. Er treibt einen zweistufigen Verdichter 9 mit den Verdichtunge stufen 10 und 11 an. Zwischen den Verdichtungsstufen ist ein Zwischenkühler 12 für das in die Gasbzw. Druckluftleitung 13 geförderte und weiter zu verdichtende Medium vorgesehen. Dieser Zwischenkühler wird vom eigens für diesen Kühler vorgesehenen Gebläse 14 luftgekühlt. Die für Verdichter 9 und Gebläse 14 gemeinsame Antriebswelle ist mit 3 bezeichnet.Fig. 3 shows an internal combustion engine in the same design as in FIG. 1. It drives a two-stage compressor 9 with the compressions grade 10 and 11. Between the compression stages is an intercooler 12 for the gas or gas. Compressed air line 13 promoted and further to compressing medium provided. This intercooler is air-cooled by the fan 14 specially provided for this cooler. The one for compressors 9 and fan 14 common drive shaft is with 3 designated.
Fig. 4 zeigt einen Verbrennungsantriebsmotor 1 in der gleichen Ausführung wie Fig· 1.Er ist ebenso, wie Ausführung Fig. 2 zeigt, mit einem serienmäßig angebauten, vom (nicht dargestellten) Verbrennungsmotorkühlgebläee mitgekühlten Wandlerkühler 8 ausgestattet.Fig. 4 shows an internal combustion engine 1 in of the same design as Fig. 1. It is also, as Fig. 2 shows, with one as standard built-on converter cooler 8, which is also cooled by the internal combustion engine cooling fan (not shown).
Der Motor treibt lediglich über die Welle 3 die Verdichterstufen 10 und 11 des zweistufigenThe motor only drives the compressor stages 10 and 11 of the two-stage via the shaft 3
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Verdichters 9 an. Der vorgesehene Wandlerkühler 8 übernimmt hierbei die Funktion des sonst üblichen getrennten Zwischenkühlers, d.h. das in der Leitung 13 geförderte zu verdichtende Medium wird nun im Wandlerkühler 8 rückgekühlt.Compressor 9 on. The converter cooler 8 provided here takes on the function of the otherwise usual one separate intercooler, i.e. the medium to be compressed conveyed in line 13 is now in the Converter cooler 8 recooled.
Anstelle der in den Ausführungsbeispielen Fig. 2 und 4 genannten Wandlerkühler können auch Luftbzw. Gaszwischenkühler oder Einspritzflüssigkeitskühler verwendet werden, die von dem Kühlluftstrom des Verbrennungsmotorgebläses mitgekühlt werden, d.h. daß die Kühlleistungsreserve zum Kühlen der Einspritzflüssigkeit oder zum Zwischenkühlen des zu verdichtenden Mediums ausgenutzt wird.Instead of the converter coolers mentioned in the exemplary embodiments FIGS. Gas intercooler or injection liquid cooler are used that are also cooled by the cooling air flow of the combustion engine fan, i.e. that the cooling capacity reserve for cooling the injection liquid or for intermediate cooling of the medium to be compressed is used.
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