DE1956532A1 - Compressor or pump with a plurality of independent cylindrical compression chambers within a block - Google Patents
Compressor or pump with a plurality of independent cylindrical compression chambers within a blockInfo
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Description
Takahiro Ueno, 5-1I1 4-Bancho, Wakayama City (Japan)Takahiro Ueno, 5-1I 1 4-Bancho, Wakayama City (Japan)
Kompressor oder Pumpe mit einer Mehrzahl von unabhängigen zylindrischen Verdichtungskammern innerhalb eines BxocksCompressor or pump with a plurality of independent cylindrical compression chambers within a block
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor oder eine Pumpe mit einer Mehrzahl von unabhängigen, zylindrischen .Verdichtungskammern innerhalb eines Blocks, wobei jede der Verdichtungskammern einen Einlaß und einen Aulaß aufweist, von denen jede mit einem Ventil und einem Kolben'zur Verdichtung der in die Verdichtungskammer eingesaugten .uuft besitzt, wobei die Kolben durch eine Kurbelwelle angetrieben werden, welche ihrerseits durch eine entsprechende Energiequelle antreibbar ist.The invention relates to a compressor or a pump with a plurality of independent, cylindrical .Compression chambers within a block, each of the compression chambers having an inlet and an outlet, each of which has a valve and a piston for compression the .uuft sucked into the compression chamber with the pistons driven by a crankshaft which in turn can be driven by an appropriate energy source.
Die Verdichtungszeitfolge in jeder der Verdichtu::^s lam ist leicht unterschiedlich, so daß während des c.its_.:· sehenden Umlaufs der Kurbelwelle ein Verdichtungsvor.jang in jeder der Verdichtungskammern vollzogen wird. In Verbixwang The compression time sequence in each of the compression :: ^ s lam is slightly different, so that during the c.its_.:· seeing A compression process is carried out in each of the compression chambers around the crankshaft. In Verbixwang
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damit kann die Kurbelwelle leicht gedreht werden, ohne einer unausgewuchteten Belastung und Schwingung unterworfen zu werden, wobei hoch verdichtete Luft mit kleiner Kraftquelle erreicht wird aufgrund des Vorteils einer Vielzahl der unabhängigen Verdichtungskammern.so that the crankshaft can be rotated easily without being subjected to an unbalanced load and vibration, with highly compressed air being smaller Power source is achieved due to the advantage of a plurality of independent compression chambers.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftverdichter oder dgl. zu schaffen, mit welchem Luft mit gutem Wirkungsgrad mit Hilfe einer relativ kleinen Energiequelle verdichtet v/erden kann. Im einzelnen ist es Aufgabe der Erfindung, einen Luftverdichter zu schaffen, bei dem das Drehmoment, welches auf die Kurbelwelle während eines Umlaufs derselben ausgeübt wird, nämlich während einer Betätigungsfolge, sehr gleichförmig ist und die Kurbelwelle gegen Verdrehung oder unausgeglichene Belastung geschützt ist und wobei der Luftverdichter weiter fähig ist, wirksam verdichtete Luft mit kleinen Kompressionshüben und relativ geringem"Energiebedarf zu liefern.The object of the invention is to create an air compressor or the like, with which air with good efficiency can be compressed with the help of a relatively small energy source. In detail, it is the object of the invention to create an air compressor in which the torque which is applied to the crankshaft during one revolution of the same is exercised, namely during a sequence of operations, is very uniform and the crankshaft is protected against twisting or unbalanced loading and the Air compressor is further capable of effectively compressing air with small compression strokes and relatively low energy consumption to deliver.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verdichtungszeitfolgen der Verdichtungskammern derart zueinander versetzt sind, daß während eines Umlaufs der Kurbelwelle der Verdichtungsvorgang in jeder Verdichtungskammer vollzogen wird.This object is achieved according to the invention in that the compression time sequences of the compression chambers in relation to one another are offset that during one revolution of the crankshaft the compression process is carried out in each compression chamber.
Eine Wasserpumpe oder dgl. kann dieselben Merkmale und Vorteile wie der Luftkompressor aufweisen, wobei die nähere Erklärung in Bezug auf die Pumpe entfallen kann.A water pump or the like. Can have the same features and advantages as the air compressor, the more detailed Explanation regarding the pump can be omitted.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Zeich- · nung näher beschrieben.
Hierbei zeigen:Embodiments of the invention are described in more detail with reference to the drawing.
Here show:
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Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines Luftverdichters, Fig. 1 is a schematic plan view of an air compressor,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt des Luftverdichters,Fig. 2 is a vertical section of the air compressor,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Verdichtungskaminer in dem Luftverdichter,3 shows a section through a compression chamber in FIG the air compressor,
Fig. 4· eine schematische Draufsicht eines anderen Luftverdichters, 4 a schematic plan view of another air compressor,
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch einen Luftverdichter, wie er in Fig. M- dargestellt ist, undFig. 5 is a schematic cross section through an air compressor, as shown in Fig. M-, and
Fig. 6 ein Diagramm der Zeitfolge des öffnens und Schließens der Einlaß-Und Auslaßventile.Fig. 6 is a diagram showing the timing of the opening and closing of the intake and exhaust valves.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausfüh'rungsbeispiel eines Luftverdichters mit sechs Verdichtungszylindern, die IA, IB, 1C, 1D, 1S und 1F in einem Block 5 parallel angeordnet sind. In den Verdichtungszylindern sind jeweils Kolben 2A, 2B, 20, 2D, 2E und 2F zur Verdichtung der Luft vorgesehen, welche in de Verdichtungskammern eingesaugt wurde.1 and 2 show an exemplary embodiment of an air compressor with six compression cylinders, the IA, IB, 1C, 1D, 1S and 1F are arranged in a block 5 in parallel. Pistons 2A, 2B, 20, 2D, 2E and 2F intended to compress the air that was sucked into the compression chambers.
Jeder der Kolben besitzt ein Pleuel 7, welches aurch eine Kurbel 6 einer Kurbelwelle 5 angetrieben wird, welche mit einer entsprechenden Energiequelle 4· verbunden ist. Obgleich nicht deutlich gezeigt, sind die Kolben 2A bis 2F in den Verdichtungszylindern 1A bis 1F so angeordnet, daß die Verdichtungszeitfolge in jeder Kammer leicht verändert ist; im einzelnen ist die Stellung der Kurbeln 6 der Kurbelwelle so abgestimmt, daß kurz nachdem die Verdichturg in dem ersten Verdichtungssylinder 1A bewirkt ist, nachfolgend Verdichtung in dem nächsten Verdichtungszylinder 1B stattfinden kann und in entsprechender Weise die Verdichtung aufeinanderfolgend in den nächsten Verdichtungszylindern 1C, 1D und 1E be-.wirkt werden kann, bis die letzte Verdichtung in dem letztenEach of the pistons has a connecting rod 7, which aurch Crank 6 of a crankshaft 5 is driven, which is connected to a corresponding energy source 4 ·. Although not clearly shown, the pistons 2A to 2F are arranged in the compression cylinders 1A to 1F so that the compression timing is slightly changed in each chamber; in detail is the position of the cranks 6 of the crankshaft so tuned that shortly after the Verdichturg in the first Compression cylinder 1A is effected, subsequently compression can take place in the next compression cylinder 1B and in a corresponding manner the compression successively in the next compression cylinders 1C, 1D and 1E can be until the last compression in the last
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BADBATH
Zylinder 1Ϊ1 vollzogen ist, wenn die Kurbelwelle 5 eine volle Umdrehung, vollendet hat. Im Falle dieser Ausführung, in welcher sechs Kurbeln vorgesehen sind, ist jede der Kurbeln 6 in einem Unterschied in der Stellung von 60 ° um die Welle herum angeordnet.Cylinder 1Ϊ 1 is completed when the crankshaft 5 has completed a full revolution. In the case of this embodiment, in which six cranks are provided, each of the cranks 6 is arranged around the shaft with a difference in the position of 60 °.
Entsprechend ist die Kurbelwelle frei von unausgeglichener starker Belastung, es ist vielmehr ein sanfter Umlauf unter konstant gleicher Belastung gesichert, so daß während der Betätigung die Mechanik der Einrichtung geschützt ist gegen mögliche Schäden. Weiter kann aufgrund des Vorteils einer Vielzahl von Verdichtungskammern, welche relativ klein und unabhängig voneinander sind, hochverdichtete Luft mit kleinen Verdichtungshüben erreicht werden. Durch Addieren des Gesamtbetrags der verdichteten Luft, welche durch diese Verdichtungskammern erzeugt wird, steht ein großes Volumen verdichteter Luft in einer bestimmten Zeit zur Verfügung.Accordingly, the crankshaft is free from unbalanced heavy load, it is rather a smooth rotation secured under constant load, so that the mechanism of the device is protected during operation is against possible damage. Furthermore, due to the advantage of a large number of compression chambers, which are relatively small and independent of one another, highly compressed Air can be achieved with small compression strokes. By adding the total amount of the compressed Air generated by these compression chambers is a large volume of compressed air in a given one Time available.
Weiter sind, wie in ITig. 3 dargestellt, im oberen Teil jedes VerdichtungsZylinders ein Einlaß 10 und ein Auslaß vorgesehen, welche entsprechende Ventile 8 und 9 besitzen. Das Ventil 8 besteht aus einem Ventilkopf 33 zum öffnen und Schließen des Einlasses 10 und einem V ent ils ChAfJt ^Wk9 welcher mit diesem Kopf 33 verbunden ist.Next are, as in ITig. 3, an inlet 10 and an outlet are provided in the upper part of each compression cylinder, which valves 8 and 9 have respectively. The valve 8 consists of a valve head 33 for opening and closing the inlet 10 and a V ent ils ChAfJt ^ Wk 9 which is connected to this head 33.
Zwischen einem Paar von auf einem Rahmen befestigten Lagern 36 ist durch einen Bolzen 38 ein Kipphebel 37 abgelenkt, wobei ein erstes Nockenrad (in der~Zei-chnung nicht dargestellt) an der Kurbelwelle 5 befestigt ist. Ein zwei-, tes mit dem ersten Nockenrad in Eingriff stehendes Nockenrad 40 ist an einer Nockenwelle 39 befestigt. Eine durchA rocker arm 37 is deflected by a bolt 38 between a pair of bearings 36 fixed on a frame, where a first cam wheel (not in the ~ drawing shown) is attached to the crankshaft 5. A two-, tes with the first cam wheel in engagement cam wheel 40 is attached to a camshaft 39. One through
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einen an der Nockenwelle 39 befestigten Nocken 41 auf- und abwärtsbewegliche Stoßstange 42 ist in einer Führung 4-3 vorgesehen. Ein Endteil des Ventilschaftes. 34-, an..welchem eine Feder 44 vorgesehen ist, steht in-Verbindung- mit dem Kipphebel 37» wobei ein Endteil der Stoßstange 42 in^ Verbindung mit dem anderen Endteil des Kipphebels -37 steht, wodurch der Ventilkopf geöffnet und geschlossen wird. Das Ventil 9 ist mit der gleichen Anordnung versehen, wie das Ventil 8. Die Ventile 8 und 9 wirken, wie in Fig. 6 gezeigt, zwangsläufig mit dem Kolben zusammen.a cam 41 attached to the camshaft 39 and downwardly movable bumper 42 is in a guide 4-3 provided. An end portion of the valve stem. 34-, to..which a spring 44 is provided is in communication with the rocker arm 37 »with an end portion of the push rod 42 in ^ Connection with the other end part of the rocker arm -37 is, whereby the valve head is opened and closed. That Valve 9 is provided with the same arrangement as that Valve 8. Valves 8 and 9 act as shown in Fig. 6 necessarily together with the piston.
1.) Das Einlaßventil 8 beginnt bei Punkt A zu schließen · und erreicht seine volle öffnung bei Punkt B.1.) The inlet valve 8 begins to close at point A. and reaches its full opening at point B.
2.) Der Kolben bewegt sich nach abwärts zum Punkt B (obere Stellung) bis zum Punkt C (untere Stellung). Wie dargestellt, beginnt der Ansaugschritt bei Punkt B und endet bei Punkt C.2.) The piston moves downwards to point B (upper position) to point C (lower position). As shown, the suction step begins at point B and ends at point C.
3.) Das Einlaßventil 8 beginnt zu schließen bei Punkt G und ist bei Punkt D vollkommen geschlossen.3.) The inlet valve 8 begins to close at point G. and is completely closed at point D.
4.) Der Kolben beginnt zu verdichten von Punkt D und beendet die Verdichtung bei Punkt E.4.) The piston begins to compress from point D and ends the compression at point E.
5·) Das Auslaßventil 9 öffnet sich bei Punkt E bis zum Punkt F, während es schließt vom Punkt F bis zum Punkt5 ·) The outlet valve 9 opens at point E to Point F while it closes from point F to point
E. .E.
Wenn sich der Kolben nach abwärts bewegt, so öffnet sich das Ventil 8, während das Auslaßventil 9 schließt, wobei die Luft in den Zylinder eingesaugt wird.When the piston moves down, it opens the valve 8, while the exhaust valve 9 closes, the air being sucked into the cylinder.
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Andererseits sind beide Ventile 8 und 9 geschlossen, wenn sich der Kolben aufwärts bewegt, d. h. bei der Verdichtung. Dann, wenn die Luft in dem genannten Verdichtungshub genügend verdichtet ist, öffnet sich das Auslaßventil 9> wobei die verdichtete Luft aus dem Zylinder ausgestoßen wird durch den Auslaß 11. Da eine Einrichtung, wie sie allgemein bekannt ist bei Diesel-Motoren oder dgl., zur Betätigung der Ventile verwendet wird, erübrigt sich eine ins Einzelne gehende Darstellung.On the other hand, both valves 8 and 9 are closed when the piston moves up, i.e. when the piston is moving upwards. H. in compression. Then, when the air is sufficiently compressed in the said compression stroke, the outlet valve 9> opens the compressed air being expelled from the cylinder through the outlet 11. As a device as generally is known in diesel engines or the like. Is used to actuate the valves, one is not necessary in detail walking representation.
Wie im einzelnen aus Fig. 1 hervorgeht, wird die vom Lufteinlaß 12 einströmende Luft durch eine gewöhnliche Zuleitung 13 und Leitungen 13A, 1JBi 13C und. 13D zu den Verdichtungszylindern 1A, 1B, 1G und 1D geführt,welche erste Verdichtung skammern sind. Nachdem die Luft in diesen Verdichtungskammern verdichtet ist, wird sie aus entsprechenden Auslässen in eine Leitung 14- geleitet. Von der Leitung 14 wird Luft durch weitere Leitungen 14-E und 14-IP in zweite Verdichtungszylinder 1E und 1F geleitet, um hierin weiter verdichtet zu werden. Die hochverdichtete Luft wird dann in einen Behälter T durch Auslaßführungen 15Ξ und 15F und eine übliche Führung 16 geführt. Da die Luft auf diese Weise in zwei Schritten verdichtet wird, kann hochverdichtete Luft mit einer verhältnismäßig kleinen Kraftquelle erzeugt v/erden. As can be seen in detail from Fig. 1, the air flowing in from the air inlet 12 is through an ordinary supply line 13 and lines 13A, 1JBi 13C and. 13D to the compression cylinders 1A, 1B, 1G and 1D led, which first compression chambers are. After the air is compressed in these compression chambers, it is made from appropriate Outlets in a line 14- directed. From the line 14, air is passed through further lines 14-E and 14-IP into the second Compression cylinders 1E and 1F passed to continue herein to be condensed. The highly compressed air is then into a container T through outlet guides 15Ξ and 15F and a usual guide 16 out. Since the air is compressed in this way in two steps, highly compressed air can be produced generated with a relatively small power source.
In der vorbeschriebenen Ausführung ist in dem Block 3 eine innere Wasserkammer 26 vorgesehen, welche mit einem Abstrahler 27 verbunden ist, welcher am Vorderteil des Blocks angeordnet ist, um diesen zu kühlen. Ebenso dient zur Verstärkung der Abstrahlung durch den Strahler 27 ein Lüfter 28, welcher durch die Kurbelwelle 5 angetrieben wird.In the embodiment described above, an inner water chamber 26 is provided in the block 3, which is connected to a radiator 27 which is arranged on the front part of the block in order to cool it. A fan 28, which is driven by the crankshaft 5, is also used to increase the radiation from the radiator 27.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der Erfindungsgegenstand mit Hilfe eines aus zweiter Hand stammenden Automotors oder dgl. gebildet werden kann, d. h., daß die Einrichtung wirtschaftlich zu äußerst niedrigen Kosten erstellt werden kann.From the foregoing description it is apparent that the subject of the invention with the help of a second hand originating automobile engine or the like. Can be formed, d. that is, that the facility is too extremely economical low cost can be created.
Die Nocken zum öffnen und Schließen der Einlaß-und Auslaßventile sind auf einer Nockenwelle vorgesehen, welche durch die Kurbelwelle betätigt wird, so daß die Einlaß- und Auslaßventile exakt in enger Verbindung mit den Bewegungen der Kolben betätigt werden. Mit den Bewegungen des Kolbens sind beide Ventile zwangsweise betätigt, so daß jegliches Schwingen oder Hängenbleiben, welches während der mit gleicher Geschwindigkeit erfolgenden Drehung verursacht werden kann, mit Sicherheit verhindert wird. Die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle kann sehr hoch gehalten werden.The cams for opening and closing the intake and exhaust valves are provided on a camshaft which is actuated by the crankshaft so that the intake and exhaust valves are actuated precisely in close association with the movements of the pistons. With the movements of the Piston, both valves are forcibly operated so that any swinging or sticking which occurs during which can be caused to rotate at the same speed is surely prevented. the The rotational speed of the crankshaft can be kept very high.
Demzufolge kann erfindungsgemäß ein Luftverdichter von kleinem Ausmaß und großer Wirkung gebildet werden.Accordingly, according to the invention, an air compressor of small scale and large impact.
In den Fig. 4- und 5 ist ein anderer Luftverdichter nach der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführung sind drei VerdichtunGskamiaern 17 in dem Körper 18 vorgesehen, wobei jede der Verdichtungskammern im Querschnitt annähernd kreisförmig ausgebildet ist und einen annähernd dreieckig exzentrischen Läufer enthält. Der exzentrische Läufer 19 wird mit der inneren Umfangsoberfläche der Verdichtungskammer 17 slit entsprechenden Kanten 2OA, 2OB und 2OC mit einer Umfangsflache derselben in Berührung gehalten und ist mittels einer Welle 22 drehbar, welche ihrerseits durch eine Kraftquelle 21 über ein Getriebe 23 angetrieben wird. .Die Verdichtungskammer ist im Querschnitt so ausgebildet,In Figs. 4 and 5, another air compressor is shown of the invention shown. In this embodiment, three compression chambers 17 are provided in the body 18, with each of the compression chambers is approximately circular in cross section and one approximately triangular Includes eccentric runner. The eccentric rotor 19 is slit with the inner peripheral surface of the compression chamber 17 with corresponding edges 20A, 20B and 20C a peripheral surface of the same held in contact and is rotatable by means of a shaft 22, which in turn is driven by a power source 21 via a gear 23. .The compression chamber is designed in cross section so that
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daß "bei dem Antrieb des Läufers in Richtung des Pfeiles in Fig. 5 ci-is Räume a und b, welche zwischen den Kanten 2OA und 2OB oder zwischen 2OA und 200 entstehen, verkleinert werden, sobald sie sich den Auslassen 24-a und 24b nähern. Die durch die Einlasse 25a und 25t> angesaugte Luft, wird entsprechend verdichtet, soweit sich die Räume a und b verringern durch die Drehung des Läufers 19· Nachdem die Räume a und b mit den Auslassen 24a'und 24b in Verbindung . stehen, wird die Luft von den Auslässen abgeführt.that "when driving the rotor in the direction of the arrow in Fig. 5 ci-is spaces a and b, which between the edges 2OA and 2OB or between 2OA and 200 are made smaller as soon as they are connected to the outlets 24-a and 24b approach. The through inlets 25a and 25t> sucked in air is compressed accordingly, as far as the spaces a and b are reduced by the rotation of the rotor 19 · After the Spaces a and b in connection with the outlets 24a 'and 24b. stand, the air is discharged from the outlets.
Genau wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Verdichtungsvorgänge, welche entsprechend in den drei Verdi chtungskaiamern 17 dieses Ausführungsbeispieles durchgeführt werden, so ausgeführt, daß die Vorgänge zeitlich zueinander versetzt stattfinden, d. h., die Einrichtung ist derart, daß, wenn ein Umlauf der Welle erfolgt ist, eine Reihe von Verdichtungsvorgängen in den drei Verdichtungskammern nacheinander bewirkt wird, so daß, wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel gezeigt, die Welle in gleichförmige Drehung ohne Schwingung gebracht werden kann.Exactly as in the previous embodiment, the compression processes, which are correspondingly in the three Verdi gtungskaiamern 17 carried out this embodiment are carried out in such a way that the processes take place staggered in time, d. i.e., the facility is such that, when the shaft has been rotated, a series of compression processes is effected in the three compression chambers one after the other, so that, as in the previous one Embodiment shown, the shaft in uniform Rotation can be brought about without oscillation.
Aus Fig. 4- geht hervor, daß nach diesem Ausführungsbeispiel die erste Verdichtung zuerst in Verdichtungskammer 17A und I7B ausgeführt wird. Die verdichtete Luft, welche daraufhin aus der Kammer austritt, wird, wie durch Pfeil angegeben, in eine zweite Verdichtungskammer 17O durch Leitungen 29, 30 und 31 eingeführt, um weiter verdichtet zu werden, worauf sie in einen Behälter T' durch eine Auslaßleitung 32 geschickt wird.From Fig. 4- it can be seen that according to this embodiment the first compression first in compression chamber 17A and I7B is running. The compressed air, which then exits the chamber, is, as indicated by the arrow, into a second compression chamber 17O through lines 29, 30 and 31 introduced to be further compressed, whereupon them into a container T 'through an outlet conduit 32 is sent.
Der gleiche Vorteil, wie bei der vorangegangenen Ausführung, wird auch bei vorliegendem Ausführungsbeispiel erreicht.The same advantage as in the previous embodiment is also achieved in the present exemplary embodiment.
- Patentansprüche 09843/1188 - Claims 09843/1188
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1971
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US3744934A (en) | 1973-07-10 |
GB1279473A (en) | 1972-06-28 |
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Legal Events
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OHW | Rejection |