Innenkühlung der Kolbenstange von trockenlaufenden Kolbenverdichtern

Für Hubkolbenverdichter ist die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer der Dichtelemente vor allem bei trockenlaufenden, doppeltwirkenden Bauweisen von besonderer Bedeutung. Da das Öl als Schmierstoff und als wärmeabführendes Medium fehlt, werden zwischen der Kolbenstange und den Kolbenstangendichtelementen hohe Temperaturen infolge höherer Reibleistung an den Reibstellen erreicht. Die Auswirkungen dieser Temperaturerhöhung sind erhöhter Verschleiß und eine Reduzierung der Lebensdauer der Dichtelemente.

In der vorliegenden Arbeit wird das Konzept der internen Kühlung der Kolbenstange sowohl experimentell als auch rechnerisch analysiert. Das Konzept der internen Kühlung der Kolbenstange von oszillierenden Maschinen basiert auf dem Prinzip des Wärmerohrs. Die Funktionsfähigkeit der internen Kühlung der Kolbenstange wird an drei unterschiedlichen Versuchsanlagen experimentell nachgewiesen. Mit Hilfe einer zweidimensionalen, rotationssymmetrischen, stationären Temperaturfeldberechnung ist die Ermittlung der Größenordnung des Wärmeübergangskoeffizienten des Kühlmediums im Inneren der oszillierenden Kolbenstange ermöglicht.

Mit der internen Kühlung der Kolbenstange von trockenlaufenden Kolbenkompressoren ist eine Temperaturreduzierung im Packungsbereich möglich, die sich positiv auf die Standzeit der Dichtungselemente auswirkt.