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Dokumentenidentifikation DE2805015C2 12.10.1989
Titel Kompressoranlage
Anmelder ECOAIR Drucklufttechnik GmbH, 4690 Herne, DE
Erfinder Hofmann, Rudolf, Ing.(grad.), 6239 Diedenbergen, DE
Vertreter Zumstein, F., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Klingseisen, F., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 06.02.1978
DE-Aktenzeichen 2805015
Offenlegungstag 09.08.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.1989
IPC-Hauptklasse F04C 29/06
IPC-Nebenklasse F04C 29/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kompressoranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Kompressoranlage dieser Art ist aus der US-PS 33 72 863 bekannt, wobei das Gehäuse durch eine Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist. In einer Kammer befindet sich der Antriebsmotor und in der anderen der Kompressor, während das Lüfterrad in einer Durchtrittsöffnung in der Trennwand angeordnet ist. Vom Lüfterrad wird Kühlluft zunächst durch die erste Kammer angesaugt, so daß der Antriebsmotor im Kühlluftstrom liegt, worauf die Kühlluft vom Lüfterrad durch die zweite Kammer gedrückt wird, in der sich der Kompressor befindet. Diese Anordnung ist hinsichtlich Schalldämpfung insofern nicht günstig, als der Kompressor unmittelbar vor der Luftaustrittsöffnung des Gehäuses liegt und neben dem Lüfterrad den zweitstärksten Lärmerzeuger bildet.

Eine ähnliche Anordnung des Lüfterrades zwischen Antriebsmotor und Kompressor ist aus dem DE-GM 18 04 022 bekannt, wobei dieser Aufbau von einem als Rohrkessel ausgebildeten Druckluftkessel umgeben ist. Hierbei ergeben sich die gleichen Probleme hinsichtlich Schalldämpfung wie bei der zuvor beschriebenen bekannten Ausführungsform.

Schließlich ist es aus dem DE-GM 75 14 003 bekannt, die Kühlluft durch eine Umlenkung stirnseitig in ein Gehäuse einzuleiten, wobei im Kühlluftstrom vor dem Lüfterrald Öl- und Nachkühler angeordnet sind und der Antriebsmotor mit dem Kompressor im Strömungsweg der Kühlluft hinter dem Lüfterrad angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompressoranlage der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß bei kompakter Bauweise die Geräuschübertragung aus dem Gehäuse vermindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Anordnung befindet sich der ölgekühlte Kompressor in einem von der Kühlluft nicht durchströmten Totraum des Gehäuses, das in diesem Bereich gegen Schallemission isoliert werden kann. Der Kompressor kann praktisch eingekapselt werden, wodurch weniger Schall nach außen treten kann. Die Luftzutrittsöffnung im Gehäuse liegt zwar unmittelbar am Lüfterrad, das den stärksten Lärm erzeugt, jedoch wird durch Ansetzen eines Kühlluftschachtes auf der Außenseite des Gehäuses und durch die Anordnung von Zusatzaggregaten in dieser Luftzutrittsöffnung der Schallweg vom Lüfterrad nach außen verlängert und der Schallaustritt durch die Zusatzaggregate zusätzlich behindert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Schraubenkompressoranlage, wobei die in dem Gehäuse angeordneten Aggregate wiedergegeben sind und

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch die Kompressoranlage nach Fig. 1 mit Darstellung des Kühlluftstromes.

In einem langgestreckten, im Querschnitt rechteckigen Gehäuse 1 sind hintereinander ein Schraubenkompressor 2, ein Lüfterrad 3, ein elektrischer Antriebsmotor 4 und ein Ölkühler 5 angeordnet. Das Lüfterrad 3, das unmittelbar am Motor 4 auf dessen Antriebswelle angeordnet ist, befindet sich in einem Abstand von dem Schraubenkompressor 2, wie die Fig. 2 deutlich zeigt. In diesem Bereich ist zwischen Schraubenkompressor 2 und Lüfterrad 3 eine Luftzutrittsöffnung 6 ausgebildet, die das Innere des Gehäuses 1 mit einem als Sockel ausgebildeten Kühlluftschacht 7 verbindet. In dieser Luftzutrittsöffnung 6 ist ein Nachkühler 8 für die vom Kompressor gelieferte Druckluft und ein Ölabscheider 9 angeordnet, wobei der Nachkühler 8 etwa in der Ebene dieser Luftzutrittsöffnung 6 liegt, während der Ölabscheider 9 sich quer durch diese Öffnung erstreckt und im wesentlichen die Höhenabmessung zwischen Sockel und Gehäuse 1 einnimmt.

Auf der Seite des Kompressors 2 ist die Stirnseite des Gehäuses 1 geschlossen, während auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine Austrittsöfnung 10 für die vom Lüfterrad 3 angesaugte Kühlluft ausgebildet ist. Die Kühlluft wird vom Lüfterrad 3 durch den an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten offenen Sockel eingesaugt, wie die Fig. 2 zeigt. Die in Längsrichtung des Gehäuses auf gegenüberliegenden Seiten des Sockels eintretende Kühlluft strömt durch die offenen Abschnitte der Luftzutrittsöffnung 6 und durch den Nachkühler 8 radial zum Lüfterrad 3 in das Gehäuse 1 ein, wobei sie durch das Lüfterrad 3 umgelenkt wird, den Motor 4 überstreicht und durch den Ölkühler 5 bei 10 austritt.

Bei einer solchen Kompressoranlage mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 ist der Hauptlärmerzeuger das Lüfterrad 3, das bei dieser Ausgestaltung etwa in der Mitte des Strömungsweges der Kühlluft angeordnet ist, so daß vor und hinter dem Lüfterrad 3 zwischen den Einlaßöffnungen 11 im Kühlluftschacht 7 und der Auslaßöffnungen 10 im Gehäuse 1 eine lange Dämpfungsstrecke für die vom Lüfterrad erzeugten Schallwellen vorhanden ist. Im Einsaugbereich wird neben der Länge des Strömungsweges zwischen Einlaßöffnungen 11 und Lüfterrad 3 durch die Umlenkung der Kühlluft und die in der Luftzutrittsöffnung 6 angeordneten Bauteile, wie Ölabscheider 9 und Nachkühler 8, eine weitere Dämpfung der Schallwellen erreicht, während im Austrittsbereich neben dem langen Strömungsweg zwischen Lüfterrad 3 und Austrittsöffnung 10 auch die im Gehäuse angeordneten Bauteile, wie Motor 4 und vor allem Ölkühler 5, zu einer Schalldämpfung beitragen.

Da im Austrittsbereich durch die austretende Kühlluft die Schallübertragung begünstigt wird, wird zweckmäßigerweise die Austrittsöffnung 10 im Gehäuse 1 in einem Abstand vom Ölkühler 5 angeordnet, so daß sich hierdurch eine Verlängerung des Strömungswegs der Kühlluft ergibt und dazwischen noch eine Schallumlenkwand 12 im Gehäuse 1 angeordnet werden kann, die zur weiteren Schalldämpfung beiträgt.

Der Schraubenkompressor 2, der bei einer solchen Kompressoranlage als zweitstärkster Lärmerzeuger anzusehen ist, wird in dem von der Kühlluft nicht durchströmten Totraum 13 des Gehäuses 1 angeordnet. Dies trägt weiter zur Schalldämpfung bei.

Der Kompressor 2 wird durch das über einen Schlauch 14 eingespritzte Öl gekühlt, das mit der komprimierten Luft durch eine Leitung 15 in den Ölabscheider strömt, in dem es von der Druckluft getrennt und über einen Schlauch 16 in den Ölkühler 5 geleitet wird, von dem aus das Öl wieder zurück zum Kompressor 2 strömt. Mit 17 ist ein am Ölkühler 5 angeschraubtes Durchflußregelventil mit Ölfilter bezeichnet. Die zu komprimierende Luft wird vom Kompressor 2 über eine in den als Sockel ausgebildeten Kühlluftschacht 7 mündende Ansaugleitung 18 angesaugt. Mit 19 ist ein Luftfilter bezeichnet. Vom Ölabscheider 9 strömt die vom Öl gereinigte Druckluft zum Nachkühler 8, der mit einem im Sockel angeordneten Luftentnahmestutzen 20 versehen ist (Fig. 2).

An der geschlossenen Stirnseite des Gehäuses 1 ist ein Kasten 21 mit den für die Bedienung der Kompressoranlage erforderlichen Einrichtungen angeordnet. Die Querschnittsfläche des Gehäuses 1 wird im wesentlichen durch die Abmessungen des Ölkühlers 5 bestimmt. Die Höhe des Sockels ergibt sich durch die Höhenabmessung des Ölabscheiders 9, der sich über dem Gehäusequerschnitt und dem Querschnitt des Kühlluftschachtes 7 erstreckt. Auf diese Weise wird eine sehr kompakte Bauweise der Kompressoranlage erzielt.

Das Gehäuse 1 wird durch einen Rahmen 22 gebildet, der auf der Oberseite und den beiden Seitenflächen mit abnehmbaren Wandelementen versehen ist, wie sie in Fig. 1 bei 23 angedeutet sind. Diese Wandelemente können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Durch Abnahme dieser Wandelemente kann die gesamte Kompressoranlage für Wartungszwecke freigelegt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Kompressor 2 und der Motor 4 unabhängig voneinander im Gehäuse 1 gelagert, so daß sie auch unabhängig voneinander Schwingungen ausführen. Zur Kompensation dieser Schwingungen sind der Kompressor und der Motor durch eine elastisch nachgiebige Welle oder eine Gelenkwelle miteinander verbunden, die auch Montagefehler ausgleicht.

Durch die beschriebene Hintereinanderanordnung von Nachkühler 8, Motor 4 und Ölkühler 5 ergibt sich eine günstige Ausnutzung der vom Lüfterrad 3 angesaugten Kühlluft. Gegenüber einer Nebeneinanderanordnung der beiden Kühler ergibt sich dabei ein geringerer Luftbedarf. Je nach Auslegung des Nachkühlers 8 verbleibt in der Luftzutrittsöffnung 6 eine mehr oder weniger große freie Querschnittsfläche für die einströmende Kühlluft. Das Lüfterrad 3 ist in einer Trennwand 27 angeordnet, welche die Fläche zwischen Umfang des Lüfterrades und Innenumfang des Gehäuses 1 abdeckt.

Durch die beschriebene Ausgestaltung einer Kompressoreinheit wird bei kleinstmöglicher Bauweise eine maximale Schalldämpfung erzielt. Diese Schalldämpfung ergibt sich einerseits durch die zentrale Anordnung des Lüfterrads im Gehäuse der Kompressoranlage, so daß vor und hinter dem Lüfterrad lange Dämpfungsstrecken vorhanden sind. Zum anderen wird durch die in der Strömungsbahn der Kühlluft angeordneten Dämpfungselemente, wie Nach- und Ölkühler, eine wirksame Schalldämpfung erreicht. Hinzu kommt die Umlenkung der angesaugten Kühlluft im Kühlluftschacht 7 bzw. Sockel. Zur Schalldämpfung im Ansaugbereich trägt es auch bei, daß der Sockel gegenüber dem Gehäuse 1 verkürzt ausgebildet ist, so daß die Einlaßöffnungen 11 auf der Oberseite durch das überstehende Gehäuse abgedeckt sind.

Neben dieser durch die Anordnung der einzelnen Elemente der Kompressoranlage und die Ausbildung des Strömungsweges der Kühlluft erzielten Schalldämpfung können weitere Schalldämpfungseinrichtungen vorgesehen werden. Üblicherweise wird das Gehäuse 1 auf der Innenseite mit einem schallschluckenden Material ausgekleidet. Wie im Bereich der Austrittsöffnung 10 können auch im Kühlluftschacht 7 Umlenkbleche für die Kühlluft vorgesehen werden. Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Umlenkwand 12 vor der Auslaßöffnung 10 einerseits am Ölkühler 5 und andererseits über ein etwa senkrecht zur Umlenkwand 12 liegendes Blech am Rahmen 22 abgestützt. Zur Erzielung einer schalldämpfenden Umlenkung der Kühlluft ist die Höhenabmessung der Umlenkwand 12 größer ausgebildet als die der Austrittsöffnung 10. Seitlich kann die Umlenkwand 12 an den Seitenwänden des Gehäuses anliegen.

Wegen der niedrigen Bauweise der Kompressoranlage sind die für die Überwachung erforderlichen Geräte, wie Manometer, Betriebsstundenzähler und dergl., auf der Oberseite des Gehäuses bei 28 angeordnet.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Totraum 13 im Gehäuse, in dem der Kompressor 2 angeordnet ist, gegenüber dem übrigen Innenraum des Gehäuses offen. Um die vom Kompressor ausgehenden Schallwellen zu dämpfen, kann dieser Totraum 13 durch eine nicht dargestellte Trennwand gegenüber dem übrigen Gehäuseinnenraum getrennt bzw. abgekapselt werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Querschnitt des Gehäuses 1 durch die Abmessungen von Öl- und Nachkühler bestimmt werden, die nebeneinander angeordnet werden können.

Anstelle eines Kompressors 2 kann ebenso eine Vakuumpumpe oder eine Hydraulikpumpe vorgesehen werden. Auch in diesem Falle wird die Pumpe durch Öleinspritzungen gekühlt, so daß sie nicht von der Kühlluft umströmt zu werden braucht. Bei einer solchen Anlage mit einer Vakuum- oder Hydraulikpumpe entfällt gegenüber der beschriebenen Kompressoranlage der Nachkühler für die Druckluft.

Der Kühlluftschacht 7 bzw. Sockel kann sich auch über die gesamte Gehäuselänge erstrecken. Er kann auch schmäler als die Gehäusebreite ausgebildet sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Kompressoranlage mit einem Gehäuse, in dem ein Antriebsmotor, insbesondere ein elektrischer Antriebsmotor, mit einem Lüfterrad und ein ölgekühlter Kompressor mit Zusatzaggregaten, insbesondere ein Schraubenkompressor mit Öleinspritzung, angeordnet und in dem wenigstens eine Luftzutritts- und -austrittsöffnung für die vom Lüfterrad angesaugte Kühlluft ausgebildet sind, wobei das Lüfterrad etwa in der Mitte des Strömungsweges der Kühlluft zwischen Luftzutritts- und -austrittsöffnung im Gehäuse sowie zwischen Antriebsmotor und Kompressor angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzutrittsöffnung (6) im Gehäuse (1) etwa in der Mitte eines auf der Außenseite des Gehäuses (1) angeordneten Kühlluftschachtes (7) mündet, der sich etwa parallel zur Gehäuselängsachse erstreckt und auf beiden Stirnseiten Einlaßöffnungen (11) für den Luftzutritt aufweist, daß die Luftaustrittsöffnung (10) an einer nahe dem Antriebsmotor (4) liegenden Stirnseite des Gehäuses (1) angeordnet ist, und daß im Strömungsweg der Kühlluft durch den Kühlluftschacht (7) und die Luftzutrittsöffnung (6) ein Nachkühler (8) und ein Ölabscheider (9) angeordnet sind.
  2. 2. Kompressoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlluftschacht (7) als Sockel für das Gehäuse (1) ausgebildet ist.
  3. 3. Kompressoranlage nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebsmotor (4) und der Luftaustrittsöffnung (10) ein Ölkühler (5) in einem Abstand von der Luftaustrittsöffnung (10) angeordnet und zwischen dieser und dem Ölkühler eine Umlenkwand (12) für die Kühlluft angeordnet ist.
  4. 4. Kompressoranlage nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Gehäuses (1) durch die Abmessungen des Ölkühlers (5) und die Höhe des Gehäuses mit Sockel durch die Höhenabmessung des Ölabscheiders (9) bestimmt ist, der sich durch die Luftzutrittsöffnung (6) und den Mittelabschnitt des Kühlluftschachtes (7) erstreckt.






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