DE102007019126B4 - Sound-enclosed compressor arrangement - Google Patents
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Abstract
Schallgekapselte Kompressoranordnung, umfassend eine Verdichtereinheit (1) zum Komprimieren von Umgebungsluft, an der eine Antriebseinheit (2) zur Erzeugung einer Drehbewegung angeflanscht ist, wobei die Verdichtereinheit (1) und die Antriebseinheit (2) in einem schallschluckenden Einbauraum (6) mit Lüftungsöffnungen (7 bis 9) untergebracht sind, denen Lüftermittel zur Erzeugung eines Kühlluftstromes zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftermittel mindestens zwei Lüftereinheiten (10, 20) umfassen, von denen eine erste Lüftereinheit (10) zur Zuführung frischer Kühlluft als ein Axiallüfter ausgebildet ist, und eine koaxial oder achsparallel hierzu angeordnete zweite Lüftereinheit (20) zur Abführung verbrauchter Kühlluft als ein Radiallüfter ausgebildet ist, um den Kühlluftstrom im Einbauraum (6) umzulenken.Sound-encapsulated compressor arrangement, comprising a compressor unit (1) for compressing ambient air to which a drive unit (2) is flanged for generating a rotary movement, wherein the compressor unit (1) and the drive unit (2) in a sound-absorbing installation space (6) with ventilation openings ( 7 to 9) are housed, which are associated with fan means for generating a cooling air flow, characterized in that the fan means comprise at least two fan units (10, 20), of which a first fan unit (10) for supplying fresh cooling air is designed as an axial fan, and a coaxially or axially parallel thereto arranged second fan unit (20) for discharging spent cooling air is designed as a radial fan to redirect the cooling air flow in the installation space (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine schallgekapselte Kompressoranordnung, insbesondere für Schienenfahrzeuge, umfassend eine Verdichtereinheit zum Komprimieren von Umgebungsluft, an der eine Antriebseinheit zur Erzeugung einer Drehbewegung angeflanscht ist, wobei die Verdichtereinheit und die Antriebseinheit in einem schallschluckenden Einbauraum mit Lüftungsöffnungen untergebracht sind, denen Lüftermittel zur Erzeugung eines Kühlluftstroms zugeordnet sind.The The present invention relates to a sound-proofed compressor assembly, in particular for rail vehicles, comprising a compressor unit for compressing ambient air, flanged to a drive unit for generating a rotational movement is, wherein the compressor unit and the drive unit in a sound-absorbing installation space with ventilation openings are housed, which fan means for generating a cooling air flow assigned.
Das Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf den Fahrzeugbau, insbesondere Schienenfahrzeugbau. Hier werden Systemmodule, bestehend aus Verdichtereinheit mit angeflanschter Antriebseinheit in einem zumindest teilweise geschlossenen Raum, innerhalb des Fahrzeugs untergebracht. Bei derartigen Anwendungsfällen ist es erforderlich, die Kompressoranordnung aus Umweltschutzgründen schallgekapselt zu montieren. Im Bereich der Personenbeförderung herrschen besonders hohe Anforderungen in Bezug auf die maximal zulässige Schallabstrahlung. Andererseits wird von einer schallgekapselten Kompressoranordnung während des Betriebs ständig Energie auch in Wärme umgesetzt. Da einerseits Energie aus dem Prozessgas abgeführt werden muss, andererseits die maximal zulässigen Bauteiltemperaturen eingehalten werden müssen, gestaltet sich die insoweit erforderliche Wärmeabfuhr gekapselter Kompressoranordnungen konstruktiv schwierig.The Field of application of the present invention extends primarily on vehicle construction, in particular rail vehicle construction. Be here System modules, consisting of compressor unit with flanged Drive unit in an at least partially closed space, housed inside the vehicle. In such applications is It required the compressor assembly soundproofed for environmental reasons to assemble. In the field of passenger transport prevail particularly high requirements with regard to the maximum permissible sound radiation. on the other hand is controlled by a soundproof compressor assembly during the Operating constantly Energy also in heat implemented. On the one hand, energy is removed from the process gas On the other hand, the maximum permissible component temperatures must be complied with Need to become, designed so far required heat dissipation encapsulated compressor arrangements structurally difficult.
Immer steigendere Anforderungen bezüglich Lärmschutz, insbesondere bei Schienenfahrzeugen, welche in Wohngebieten fahren oder abgestellt und in Betriebsbereitschaft gehalten werden müssen, erfordern einen immer höheren Aufwand zur Schalloptimierung der Kompressoranordnungen. Insbesondere im Schienenfahrzeugbau kommen in jüngster Zeit vermehrt ölfreie Kolbenverdichter zur Anwendung, welche gegenüber in der Vergangenheit üblichen ölgeschmierten Kolben- oder Schraubenkompressoren eine höhere Wärmeemission aufweisen. Denn es steht bei ölfreien Kolbenverdichtern nicht ein Ölkreislauf zur Ableitung überschüssiger Wärme zur Verfügung.always increasing demands regarding noise protection, especially in rail vehicles, which drive in residential areas or parked and kept in working order require a higher and higher Effort for Schalloptimierung the compressor arrangements. Especially In rail vehicle construction, oil-free reciprocating compressors have been increasingly used in recent years to the application, which opposite in the past usual oil-lubricated Piston or screw compressors have a higher heat emission. Because it stands with oil-free Piston compressors not an oil circuit to dissipate excess heat to Available.
Es ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, insbesondere in Schienefahrzeugen Schallkapseln in der Regel für Rotationsverdichter einzusetzen, bei denen ein zwischen Antriebseinheit und Verdichtereinheit angebrachter Radiallüfter Kühlluft durch einen Prozessgas und/oder Ölkühler aus dem schallschluckenden Einbauraum ins Freie bläst. Eine Umsetzung dieses Prinzips für größere, insbesondere ölfreie Verdichtereinheiten hätte jedoch einen recht geringen Wirkungsgrad der Kühlung zur Folge.It is known from the general state of the art, in particular usually use sound capsules for rotary compressors in rail vehicles, in which an attached between the drive unit and compressor unit radial fans cooling air by a process gas and / or oil cooler from the sound-absorbing installation space blows into the open air. An implementation of this principle for larger, in particular oil-free compressor units but would have a very low efficiency of cooling result.
Aus
der
Aus
der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schallgekapselte Kompressoranordnung zu schaffen, welche trotz kompaktbauendem und schallschluckendem Einbauraum eine wirksame Kühlung der hierin integrierten Kompressoranordnung gewährleistet.It is therefore the object of the present invention, a sound-encapsulated Compressor arrangement to create, which despite kompaktbauendem and sound-absorbing installation space effective cooling of the integrated therein Ensures compressor arrangement.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer schallgekapselten Kompressoranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.The task is based on a sound-insulated compressor assembly according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features.
Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The subsequent dependent Give claims advantageous developments of the invention again.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Lüftermittel einer schallgekapselten Kompressoranordnung mindestens zwei Lüftereinheiten umfassen, von denen eine erste Lüftereinheit zur Zuführung frischer Kühlluft als ein Axiallüfter ausgebildet ist und eine koaxial oder achsparallel hierzu angeordnete zweite Lüftereinheit zur Abführung verbrauchter Kühlluft als ein Radiallüfter ausgebildet ist, um den Kühlluftstrom im Einbauraum umzulenken.The Invention includes the technical teaching that the fan means a sound-insulated compressor assembly at least two fan units include, of which a first fan unit for feed fresh cooling air as an axial fan is formed and arranged coaxially or axially parallel thereto second fan unit to the exhaustion used cooling air as a radial fan is formed to the cooling air flow to divert in the installation space.
Der Vorteil einer effizienten Kühlwirkung der erfindungsgemäßen Lösung resultiert insbesondere aus der Kombination der speziellen Lüftereinheiten. Die hiermit bewirkte Umlenkung des Kühlluftstromes innerhalb des Einbauraums vermeidet wirkungsvoll lokale Überhitzungszonen, wie Versuche ergeben haben. Ausschlaggebend hierfür ist insbesondere die zweite, als Radiallüfter ausgebildete Lüftereinheit, welche den durch den Einbauraum fließenden Kühlluftstrom zusätzlich beschleunigt. Die Abfuhr verbrauchter Kühlluft hängt somit nicht allein von dem durch eine für die Zuführung frischer Kühlluft sorgende Lüftereinheit und den von dieser im Einbauraum erzeugten Überdruck ab. Da die erfindungsgemäße Lösung einen hohen Wirkungsgrad für die Kühlung bewirkt, kann der schallschluckende Einbauraum für die Kompressoranordnung recht kleinbauend bemessen werden, was der Kompaktheit der schallgekapselten Kompressoranordnung zu Gute kommt.Of the Advantage of an efficient cooling effect the solution according to the invention results in particular from the combination of special fan units. The hereby effected deflection of the cooling air flow within the installation space effectively avoids local overheating zones, such as experiments have resulted. The decisive factor here is in particular the second, as a radial fan trained fan unit, which the flowing through the installation space Cooling air flow additionally accelerated. The removal of used cooling air thus does not depend solely on by a for the feeder fresh cooling air caring fan unit and the pressure generated by this in the installation space. Since the solution according to the invention a high efficiency for the cooling causes the sound-absorbing installation space for the compressor assembly right be dimensioned small, what the compactness of the sound-proofed Compressor arrangement benefits.
Vorzugsweise ist die erste Lüftereinheit derart anzuordnen, dass diese eine benachbart hierzu angeordnete und mit der Verdichtereinheit gekoppelte Kühlereinheit durchsaugt. Da diese Anordnung der Lüftereinheit zwischen Kühlereinheit und Verdichtereinheit bei Kompressoranordnungen zum Schutz der Lüftereinheit recht gebräuchlich ist, kann hierauf vorteilhafterweise ohne konstruktiven Änderungsaufwand auch bei der Erfindung Gebrauch gemacht werden.Preferably is the first fan unit to arrange such that this one adjacent thereto and sucked with the compressor unit coupled radiator unit. There this arrangement of the fan unit between cooler unit and compressor unit in compressor arrangements for protecting the fan unit quite common is, can advantageously without any constructive change effort also be used in the invention use.
Hinsichtlich der zweiten Lüftereinheit wird vorgeschlagen, diesen vorzugsweise benachbart zu einer Kühlereinheit der Verdichtereinheit derart angeordnet wird, dass die zweite Lüftereinheit diese Kühlereinheit durchbläst. Hierdurch kann die im verbrauchten Kühlluftstrom enthaltene Restkühlwirkung noch für die Kühlereinheiten oder eine weitere Kühlereinheit nutzbar gemacht werden.Regarding the second fan unit is proposed, this preferably adjacent to a radiator unit the compressor unit is arranged such that the second fan unit this cooler unit by blows. As a result, the residual cooling effect contained in the consumed cooling air flow can still for the cooler units or another cooler unit be made usable.
Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die Kompressorordnung, bestehend aus Verdichtereinheit und Antriebseinheit ein Systemmodul bildet, d. h. als Baueinheit vormontiert ist. Dieses Systemmodul lässt sich anschließend auf einfache Weise über elastische Lagermittel im kastenförmigen Einbauraum zwecks Schallkapselung montieren. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Einbauraum für die Kompressoranordnung direkt durch einen Teil des Fahrzeuginnenraums gebildet wird. Bei dieser Variante entfällt eine weitere, den Einbauraum bildende Baueinheit. Alternativ hierzu ist es jedoch auch denkbar, die Kompressoranordnung innerhalb des Einbauraums fest – also nicht elastisch – zu montieren und den eine Art Kasten darstellenden Einbauraum seinerseits über eine elastische Lagerung mit einer Trägerkonstruktion zu verbinden, beispielsweise der Chassis eines Fahrzeuges.According to one further measure improving the invention is proposed that the compressor order, consisting of compressor unit and Drive unit forms a system module, d. H. pre-assembled as a unit is. This system module leaves afterwards in a simple way about elastic Storage means in the box-shaped Install installation space for sound insulation. It is, however conceivable that the installation space for the compressor assembly directly through a portion of the vehicle interior is formed. In this variant eliminates another, the installation space forming unit. Alternatively, it is also conceivable the compressor assembly within the installation space - so not elastic - too mount and the kind of box representing installation space in turn via a elastic storage with a support structure connect, for example, the chassis of a vehicle.
Für die Kompressoranordnung lässt sich als Verdichtereinheit vorzugsweise ein Kolbenverdichter oder auch ein Schraubenverdichter einsetzen. Die hiermit gekoppelte Antriebseinheit ist vorzugsweise ein Elektromotor. Es ist jedoch auch denkbar, einen Verbrennungsmotor als Antriebseinheit einzusetzen oder den Verbrennungsmotor des Fahrzeuges über eine Welle als Antriebseinheit für die Verdichtereinheit nutzbar zu machen.For the compressor arrangement let yourself as a compressor unit preferably a reciprocating compressor or else insert a screw compressor. The hereby coupled drive unit is preferably an electric motor. However, it is also conceivable, an internal combustion engine be used as a drive unit or the internal combustion engine of the vehicle via a Shaft as drive unit for to make the compressor unit usable.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Lüftereinheit zum Antrieb an die eingangsseitige Welle der Verdichtereinheit angekoppelt. Die zweite Lüftereinheit wird dagegen von der ausgangsseitigen Welle der Antriebseinheit angetrieben. Die zweite, als Radiallüfter ausgebildete Lüftereinheit kann zwischen der Verdichtereinheit und der Antriebseinheit platziert sein. Insbesondere bei dieser Anordnung kann seitens des stirnseitigen Endes der Antriebseinheit eine weitere Lüftereinheit vorgesehen werden, beispielsweise der Axiallüfter eines Elektromotors, welcher sowieso Bestandteil einer solchen Baueinheit ist.According to one preferred embodiment of Invention is the first fan unit coupled to the drive to the input-side shaft of the compressor unit. The second fan unit on the other hand, it is driven by the output shaft of the drive unit. The second, as a radial fan trained fan unit can be placed between the compressor unit and the drive unit be. In particular, in this arrangement can on the part of the front end the drive unit is provided with a further fan unit, for example, the axial fan an electric motor, which anyway part of such a unit is.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further, the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the figures shown in more detail. It shows:
Gemäß
Die
aus Verdichtereinheit
Gemäß
Der
Einbauraum
Darüber hinaus
ist der Einbauraum
Die Erfindung ist in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschrieben. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, anstelle des Elektromotors einen Verbrennungsmotor oder dergleichen als Antriebseinheit zu nutzen. Weiterhin kann alternativ zu der als Kolbenverdichter ausgeführten Verdichtereinheit auch ein Schraubenverdichter zum Einsatz kommen. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der Lüftermittel auch variabel sein kann. Es sind mindestens zwei Lüftereinheiten vorzusehen, um den erfindungsgemäßen Effekt einer aktiven Kühlstromumleitung im Einbauraum einer schallgekapselten Kompressoranordnung zu bewirken.The Invention is in its execution not to the preferred embodiment described above described. On the contrary, modifications of this are conceivable, which are covered by the scope of the following claims. That's the way it is for example, also possible instead of the electric motor, an internal combustion engine or the like to be used as a drive unit. Furthermore, as an alternative to the designed as a piston compressor Compressor unit and a screw compressor are used. After all it should be noted that the number of fan means also be variable can. There are at least two fan units to provide the effect of the invention an active cooling flow bypass to effect in the installation space of a sound-insulated compressor assembly.
- 11
- Verdichtereinheitcompressor unit
- 22
- Antriebseinheitdrive unit
- 33
- Kühlereinheitcooler unit
- 44
- Filtereinheitfilter unit
- 55
- Lagermittelbearing means
- 66
- Einbaurauminstallation space
- 77
- erste Lüftungsöffnungfirst vent
- 88th
- zweite Lüftungsöffnungsecond vent
- 99
- dritte Lüftungsöffnungthird vent
- 1010
- erste Lüftereinheitfirst fan unit
- 2020
- zweite Lüftereinheitsecond fan unit
Claims (10)
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