DE3541838A1 - Kompressor-anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kompressoranlage mit einem Kom­ pressor mit mindestens zwei Verdichterstufen.

Eine derartige Kompressoranlage weist einen Kompressor mit mehreren Verdichterstufen auf. Die Luft tritt in eine Kom­ pressorstufe ein, wird zunächst in dieser vorverdichtet, tritt dann in eine weitere Kompressorstufe über, in der sie weiter bis beispielsweise auf 20 bar verdichtet wird und, und schließ­ lich bei hochverdichtenden Kompressoren in eine dritte Stufe, in der sie bis auf Werte von über 40 bar verdichtet wird. Die Verdichtung der Luft ist zwangsläufig mit einer Temperatur­ erhöhung verbunden, wobei die Temperatur in den einzelnen Kompressorstufen im wesentlichen von der Eintrittstemperatur der Luft in die erste Kompressorstufe abhängt. Derartige hoch­ verdichtende Kompressoren sind auf die üblichen Verhältnisse in Länder in gemäßigten oder kalten Zonen derart ausgelegt, daß die Luft in der letzten Kompressorstufe nicht die soge­ nannte Break-Point-Temperatur erreicht, bei der aufgrund der Lufttemperatur sich die Lamellen oder Schraubenflügel des Kompressors über die vorgegebenen Toleranzen ausdehnen würden, so daß bewegliche und feststehende Teile einander berühren würden, was zu einer Zerstörung des Kompressors bzw. der Ver­ dichterstufe führt. Dieser Break-Point liegt etwa bei 110 Grad. Um auch im Störfalle ein Erreichen dieses Break-Points zu ver­ hindern, sind Sicherheitseinrichtungen, wie Temperaturfühler vorgesehen, die einen derartigen hochverdichteten Kompressor bei maximal 105 Grad abschalten. Bei regelmäßig erhöhter Luft­ temperatur, wie sie in tropischen und subtropische Zonen ge­ geben ist, würde die Abschalttemperatur regelmäßig erreicht, so daß ein solcher hochverdichtender Kompressor in Ländern mit hohen Lufttemperaturen nicht einsetzbar ist und bis heute auch nicht eingesetzt wird. Es werden heute in diesen Ländern nur Kompressoren mit zwei Verdichterstufen eingesetzt, die dabei Luftdrücke in der Größenordnung von 20 bis 25 bar er­ reichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kom­ pressoranlage der eingangs genannten Art dahingehend weiter­ zubilden, daß auch bei gegenüber gemäßigten Zonen erhöhten Lufteintrittstemperaturen eine Höchstverdichtung erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Kompressor­ anlage der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß zumindest zwischen zwei Verdichterstufen wenigstens ein Luftkühler ange­ ordnet ist, dem ein Kondensatfänger nachgeordnet ist. Die Er­ findung sieht mit anderen Worten vor, daß neben der Anordnung eines Luftkühlers in der Luftführung zwischen zwei Verdichter­ stufen ein Kondensatfänger zugeordnet ist. Die hochverdichtete Luft weist in der Regel - insbesondere in Ländern mit hoher Luftfeuchtigkeit mit ca. 75% rel Feuchte - eine erhebliche Feuchtigkeit auf, kann auch feuchtigkeitsgesättigt sein. Bei Abkühlung der Luft kondensiert die Feuchtigkeit. Wenn derart kondensierte Luft in die weitere Verdichterstufe geführt würde, so kann dies zu Beschädigungen durch Korrosion etc. führen. Es ist daher erforderlich, die kondensierte Flüssigkeit aus der verdichtenden Luft auszuscheiden, was in vorteilhafter Weise durch einen Abscheider in Form eines Zyklonabscheiders erfolgt. Der Kühler der verdichteten Luft kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, beispielsweise auch als Kondensationskühler. Es hat sich aber als optimal herausgestellt, einen Luft-Luft- Kühler mit einem angetriebenen Ventilator zu verwenden. Zur Ver­ besserung der Kühlung kann vorgesehen sein, daß nicht nur ein Kühler vorgesehen ist, sondern daß der Luftweg geteilt wird und die Luft durch parallel zueinander geordnete Kühler geführt wird. Hierdurch kann bei minimalsten Reibunsverlusten eine hohe Kühlungs­ leistung der Luft erreicht werden.

Bei einem öleingespritzen Kompressor ist es sinnvoll, wenn die Luft aus diesem aufgrund der Kühlung ohnehin zwischen zwei Stufen herausgeführt wird, in der Luftführungsleitung einen Zwischendruck-Ölbehälter und ein diesem nachgeordnetes Entöl­ element in Form eines Ölabscheiders vorzusehen. In diesem Falle befindet sich in der Luft ebenfalls Öl, daß teilweise schon durch hindurchtreten der Luft durch das Öl im Ölbehälter, in großem Umfange aber im Ölabscheider aus der Luft abge­ schieden werden kann, so daß die verdichtete Luft auch weit­ gehend vom Öl gereinigt wird. Zur weiteren Reinigung ist in der Leitung ein Schmutzfänger vorgesehen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kompressoranlage wird auch noch bei einer Lufteintrittstemperatur von über 30 Grad die Temperatur der Luft soweit erniedrigt, daß die Luft auch bei einer Verdichtung auf etwa 40 bar beim regelmäßigen Betrieb nicht die Break-Point-Temperatur erreicht, sondern weit unter dieser bleibt. Die erfindungsgemäße Kompressoran­ lage kann daher vorteilhaft in Ländern mit hohen Außentempera­ turen eingesetzt werden und dort einerseits hochverdichtete Luft zur Verfügung stellen, ohne daß andererseits Ausfälle oder geringe Lebensdauer der Anlage zu befürchten sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompressoran­ lage unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der wesentlichen Merkmale der Kompressoranlage; und

Fig. 2 eine Detaildarstellung der wesentlichen erfindungs­ gemäßen Merkmale.

Die erfindungsgemäße Kompressoranlage weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst einen Schraubenkompressor 1 in einem Gehäuse mit drei Stufen auf. Die zu verdichtende Luft wird dem Kompressor 1 über Luftfilter 2 und eine Saugdrossel­ regelung 3 zugeführt, wobei die Luft zunächst in die erste Stufe 4 gelangt. Von dort gelangt sie in die zweite Ver­ dichtungsstufe 6 und tritt aus dieser über einen Auslaß 7 aus. Es ist weiterhin eine dritte Verdichtungsstufe 8 mit einem Einlaß 9 und einem Auslaß 11 vorgesehen. Erfindungsqemäß wird die in der ersten und der zweiten Stufe 4, 6 verdichtete Luft nach dem Austritt aus dem Auslaß 7 über ein Rückschlagventil 13 einem Zwischenölbehälter 14 zugeführt. Da es sich bei dem Kompressor 1 um eine öleingespritzte Maschine handelt, be­ findet sich in der verdichteten Luft Öl, das durch das Hin­ durchtreten durch Öl im Zwischenölbehälter 14 zum Teil zurück­ gehalten wird und damit aus der Luft zum Teil ausgeschieden wird. Der Zwischenölbehälter 14 ist in üblicher Weise mit einem Sicherheitsventil 15 versehen. Die durch die Verdichtung in zwei Stufen in beträchtlichem Maße aufqewärmte Luft gelangt aus dem Zwischenölbehälter 14 zu einem Luft-Luft-Kühler 16, der mit einem Ventilator versehen ist, welche durch einen Elek­ tromotor 7 angetrieben wird. In dem Kühler wird die Luft bis auf ca. 10 Grad C über der Umgebungstemperatur abgekühlt. Vor dem Kühler 16 ist ein Entölelement 18 in Form eines Ölab­ scheiders in der Luftleitung angeordnet, um weiteres Öl abzu­ scheiden. Das abgeschiedene Öl wird über eine Leitung 19 erst wieder vor der dritten Stufe in die Druckluftleitung 20 zurück­ geleitet, so daß fast ölfreie Druckluft in den Zwischenkühler 16 gelangt. Zur Abtrennung der durch die im Kühler 16 erfolgte Luftabkühlung kondensierten Feuchtigkeit ist dem Kühler 16 ein Zyklonabscheider 19 nachgeordnet, aus dem die Luft aus und über einen Schmutzfänger 21 - der eventuelle Verunreinigungen der Druckluft zurückhält - in den Einlaß 9 der dritten Stufe 11 des Schraubenverdichters 1 einritt. Ein Rückschlagventil 25 zwischen Zu- und Ableitung 20, 26 der letzten Verdichterstufe 11 verhindert während des Kompressorbetriebs, daß der Saug­ druck in dieser Stufe 11 den Enddruck übersteigt. Vom Auslaß 8 der dritten Stufe 11 des Schraubenverdichters 1 gelangt die hochverdichtete Luft in üblicher Weise über ein Rückschlagven­ til 22 zur Ölabscheidung in einen Enddruckölbehälter 23 mit einem Entölelement, das ebenso wie der Zwischenölbehälter 14 einen Öleinlaß 24, einen Ölablaß 26 sowie ein Sicherheitsventil 15 aufweist, so daß hochverdichtete und fast ölfreie Druck­ luft zu einem Entnahmeventil (nicht gezeigt) gelangt. Druck und Temperatur werden an verschiedenen Stellen jeweils gemessen und dementsprechend der Betrieb der Anlage derart geregelt, daß bei einer Verdichtung nach der dritten Stufe 11 auf bis zu über 40 bar die Luft dennoch in der dritten Stufe die "Break-Point"-Temperatur von ca. 110 Grad im normalen Betrieb nicht erreicht, sondern durch die Kühlung des Kühlers 16, aus­ reichend unterhalb dieses Werts gehalten wird.

Claims (7)

1. Kompressoranlage mit einem Kompressor mit mindestens zwei Verdichterstufen, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest zwischen zwei Verdichterstufen (6, 11) wenig­ stens ein Luftkühler (16) angeordnet ist, dem ein Kondensatfänger (19) nachgeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkühler als Luft-Luft-Kühler (16) mit einem Ventilator (17) ausgebildet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensatfänger (19) ein Abscheider (19) zuge­ ordnet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider als Zyklonabscheider (19) ausgebildet ist.

5. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem öleingespritzten Kom­ pressor (1) zwischen den zwei Verdichterstufen (7, 9) ein Zwischendruck-Ölbehälter (14) in die Luftleitung ge­ schaltet ist, dem ein Entölelement (18) nachgeordnet ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Entölelement (18) vor dem Kühler (16) angedeutet ist und eine Ölleitung vor der weiteren Verdichterstufe (9) zur Druckluftleitung geführt ist.

7. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Luftkühler (16) im Luft­ leitungsweg der vorkompremierten Luft parallel zueinander angeordnet sind.