DE19739279A1 - Kompressor-Anlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompressor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Kompressor-Anlage.

Üblicherweise werden Verdichter-Anlagen mit ihren verschiedenen Baueinheiten wie Schraubenverdichter und Flüssigkeitsabscheider separat in einem die gesamte Anordnung umgebenden Blechgehäuse angeordnet und durch Leitungen miteinander verbunden. Diese Bauweise hat den Nachteil, daß diese Verdichter-Anlagen großvolumig sind und zu hohen Montagekosten führt.

Ein Kompressor ist auch aus der DE 35 21 977 A1 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt eine Verdichter-Anlage mit einem Schraubenrotoren-Gehäuse und einem Ölabscheide-Behälter. Die verdichtete Luft gelangt von den Schraubenrotoren über eine Drossel in eine im oberen Bereich und innerhalb des Öl-Abscheide-Behälters gelegene Filter-Einrichtung, durch die eine zykonenartige Vorabscheidung von Öltröpfchen erfolgt. Zusätzlich erfolgt eine Feinstabscheidung durch einen Ringfilter. Das abgeschiedene Öl gelangt in einen Ölsumpf, während die von Öl befreite Luft aus dem Kompressor abgeführt wird.

Dieser Kompressor hat den Nachteil, daß er aufwendig konstruiert ist. Die Filter-Einrichtung in ein eigenes Bauteil, das in den Abscheide-Behälter eingesetzt werden muß. Zur Abdichtung derselben sind Dichtungen vorzusehen.

Außerdem ist wegen der Anordnung der Filter-Vorrichtung innerhalb des Abscheide-Behälters ein großer Montage- und damit Wartungsaufwand erforderlich, wenn die Filter getauscht werden müssen.

In der DE 35 21 977 A1 wird die DE 29 38 557 A1 als Stand der Technik zitiert. Diese Druckschrift offenbart einen Kompressor, bei dem das Schraubenrotor- Gehäuse zusammen mit dem Ölabscheide-Behälter als ein integriertes Teil hergestellt ist. Das Kompressor-Gehäuse besteht jedoch aus mehreren Teilen und ist dadurch ebenfalls aufwendig konstruiert. Der Feinstabscheider ist wie bei der DE 35 21 977 A1 im Kompressor-Gehäuse integriert, so daß ebenfalls ein verhältnismäßig großer Wartungsaufwand bei der Auswechselung desselben besteht. Auch erfolgt die Ölabscheidung durch mehrere Umlenkungen der Luft, wobei dazu konstruktiv aufwendige Maßnahmen zu treffen sind und außerdem diese Abscheidung physikalisch nicht effektiv ist.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Kompressor bereitzustellen, der eine wirksame Ölabscheidung mit konstruktiv einfachen Mitteln erreicht.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, den Artungsaufwand beim Austausch von Filtern möglichst gering zu halten.

Diese Aufgaben werden mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche geben weitere Ausführungsformen an.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß der Kompressor einfach herzustellen ist, da sein Gehäuse als zweiteiliges Gußteil gestaltet ist.

Durch die Anordnung des Feinstabscheiders an der Oberseite des Kompressor-Gehäuses wird zum einen eine besonders effektive Ölabscheidung wegen der nach der Fliehkraft-Abscheidung zusätzlichen Gewichtskraft-Abscheidung erreicht, und zum anderen der Wartungsaufwand sehr gering gehalten, da der Filter von außerhalb des Kompressor-Gehäuses ohne weitere Handgriffe erreichbar ist.

Die Kugelform des Abscheide-Behälters hat den Vorteil, daß das Kompressor- Gehäuse mit geringem konstruktivem Aufwand auch für hohe Drücke geeignet ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Kompressor-Anlage,

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompresseor- Anlage in der Seitenansicht,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt der Kompressor-Anlage der Fig. 2,

Fig. 4 einen ersten Vertikalschnitt durch das Verdichter-Gehäuse, der in der Fig. 5 mit der Schnittlinie 4-4 bezeichnet ist und

Fig. 5 einen zweiten Vertikalschnitt durch das Verdichter-Gehäuse, der in der Fig. 4 mit der Schnittlinie 5-5 bezeichnet ist.

Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Kompressoranlage 1 mit einem Ventilator 5 an einem ersten Ende der Kompressor-Anlage 1, einer Motoreinheit 7, einem an dem ersten Ende der Kompressor-Anlage 1 vorgesehenen Rahmen 8, einem Kompressor 9, einer Hebe- und Schiebehaube 11, einem Kühler 13 an einem zweiten Ende der Kompressor- Anlage 1. sowie zwei parallel verlaufenden Trägern 15 (in Fig. 1 nicht dargestellt).

Der Kompressor 9 ist mittels drei Auflagestellen 21, 23, 25 gelagert (siehe Fig. 2 und 3). Die Lagerstelle 21 befindet sich an der Oberseite eines rechteckförmigen, in axialer Richtung verlaufenden Hohlprofils 27, während die Lagerstelle 53 auf der Oberseite eines in y-Richtung, also quer zum Hohlprofil 27 verlaufenden , ebenfalls rechteckförmigen Hohlprofils 28 gelegen ist. Die Hohlprofile 27, 28 sind mittels Pufferelementen 29 auf Trägern 15 befestigt. Wie in der Fig. 3 gezeigt kann das quer verlaufende Hohlprofil 28 auch nur an einem ersten Ende mittels eines Pufferelements 29 auf dem Träger 15 befestigt sein, während sein zweites Ende an dem längs verlaufenden Hohlprofil 27 beispielsweise mittels einer Schweißverbindung befestigt ist. Die Lagerstellen 21, 23 liegen in Längsrichtung gesehen auf gleicher Höhe, das heißt sie haben dieselbe z-Koordinate. Die Lagerstelle 21 ist auf dem längs verlaufenden Hohlprofil 27 gelegen, während sich die Lagerstellen 23, 25 auf einer nicht dargestellten Platte befinden, die auf dem quer verlaufenden Hohlprofil 28 gelegen ist, wobei die Lagerstellen 23, 25 jeweils seitlich des Hohlprofils 28 angeordnet sind. Weiterhin besitzen die Lagerstellen 21, 23 verschiedene Höhen- oder z-Positionen. Dies kann dadurch bewerkstelligt sein, daß die Hohlprofile 27, 28 verschiedene Querschnitts-Abmessungen haben (siehe Fig. 3). Die Lagerstelle 25 befindet sich auf der dem Boden zugewandten Seitenfläche des längs verlaufenden Hohlprofils 27, so daß diese Lagerstelle die am tiefsten gelegene der drei genannten Lagerstellen ist, sie kann jedoch auch auf der Höhe einer der beiden erstgenannten Lagerstellen gelegen sein. Wesentlich ist, daß die an derselben axialen Position gelegenen Lagerstellen verschiedene Höhenlagen aufweisen, um eine günstige Aufnahme der im Betrieb entstehenden Drehmomente zu gewährleisten. Durch die beschriebene Drei-Punkt-Lagerung des Kompressors 9 auf den Hohlprofilen 27, 28 wird beispielsweise im Vergleich zu einer Lagerung auf U-Profilen oder Winkelprofilen eine größere Steifigkeit, insbesondere eine größere Verwindungs- und Torsionssteifigkeit der Lagerstellen und damit eine vibrationsärmere Lagerung des Kompressors erreicht. Die Pufferelemente 29 bewirken unter anderem einen geräusch-ärmeren Betrieb des Kompressors 9.

Die Motoreinheit 7 treibt auf der einen Seite den Ventilator 5 und auf der diesem abgewandten Seite über das Getriebe 17 die Kompressor-Schrauben oder den Haupt- 51 und Nebenläufer 52 des Kompressors 9 an. Das Getriebe 17 ist dabei vorzugsweise als Riemenantrieb nach dem Stand der Technik gestaltet.

Die Kompressor-Schrauben 51, 52 sind in einem Schrauben-Gehäuse 53 gelegen. Das Schrauben-Gehäuse 53 weist ein erstes Ende 54, an dem die zu verdichtende Luft in das Schrauben-Gehäuse 53 eingeführt wird, und ein dem ersten Ende 54 gegenüberliegendes zweites Ende 55 mit einem Auslaß 56 auf, durch den die durch die Kompressor-Schrauben 51, 52 verdichtete Luft aus dem Schrauben-Gehäuse 53 abgeführt wird.

An den Auslaß 56 schließt sich ein bogenförmig verlaufender Druckstutzen 61, über den die verdichtete Luft von dem Schrauben-Gehäuse 53 in den Abscheidebehälter 63 gelangt. Der bogenförmige Verlauf des Druckstutzens 61 ist derart gestaltet, daß sein dem Abscheidebehälter 63 zugewandtes Ende 65 in der Nähe der Wand des Abscheidebehälters 63 gelegen sowie im wesentlichen horizontal und in Umfangsrichtung derselben ausgerichtet ist. Der Abscheidebehälter 63 hat zumindest in seinem unteren Bereich eine kugelförmige Gestalt, wobei der untere Bereich im wesentlichen eine Halbkugel bildet. Das Ende 65 des Druckstutzens 61 ist in einer Höhe über dem tiefsten Boden 68 des Abscheidebehälters 63 angeordnet, die in etwa dem Radius der Halbkugel entspricht. Die verdichtete Luft strömt also horizontal und in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters 64 sowie entlang und im Bereich des größten horizontalen Durchmessers der Wand des Abscheidebehälters 63 in denselben ein. Von dem Ende 65 des Druckstutzens 61 weg verläuft in der Wand des Abscheidebehälters 63 eine Vertiefung oder Bahn 67, die kontinuierlich abwärts bis zu einer vorbestimmten Höhe über dem tiefsten Boden 68 des Abscheidebehälters 63 führen. Vorzugsweise vollführt die Bahn von ihrem ersten Ende, der am Ende 65 des Druckstutzens liegt, bis zu ihrem zweiten Ende in etwa eine 360°-Drehung.

Der Abscheidebehälter 63, der Druckstutzen 61 und das Schraubengehäuse 53 sind integraler Bestandteil eines zweiteiligen Kompressor-Gehäuses, dessen erster Teil 70a den Druckstutzen 61 und im wesentlichen eine Hälfte des Abscheidebehälters 63 enthält, und dessen zweiter Teil 70b die andere Hälfte des Abscheidebehälters 63 und das Schraubengehäuse 53 umfaßt. Das Kompressor-Gehäuse wird vorzugsweise als zweiteiliges Gußteil ausgeführt.

Im Abscheidebehälter 63 befindet sich ein Ölsumpf 71, der aus dem Öl gebildet wird, das zur Druckluft-Kühlung und zur Schmierung der Lager der Kompressor-Schrauben 51, 52 dient. Das Öl wird durch einen Einfüllstutzen eingefüllt, wenn der Kompressor 9 nicht in Betrieb ist; Im Betrieb steht das Öl unter Druck und gelangt durch nicht gezeigte Bohrungen in das Schraubengehäuse 53. Dort vermischt es sich mit der Druckluft und gelangt als Öl-Luft-Gemisch in den Druckstutzen. Durch die nachfolgend beschriebene Abscheidung des Öls aus dem Wasser sinkt das Öl zum Boden 68 des Abscheidebehälters 63 und dient dort teilweise auch zur Abdichtung des Abscheidebehälters 63.

An der Oberseite 80 des Kompressor-Gehäuses 53 ist ein Feinstabscheider 81 mit Abscheidefilter 83 angebracht, um die Druckluft von Öl zu reinigen. Der Feinstabscheider 81 weist Öffnungen 84 zum Innenraum des Abscheidebehälters 63 auf. Die Öffnungen stehen mit einem äußeren Bereich 85 des Feinstabscheiders 81 in Verbindung, der durch den Abscheidefilter 83 von einem inneren Bereich 86 getrennt ist. Von dem inneren Bereich 86 geht ein Kanal 87 ab, der zu einem Luftauslaß 89 führt, der wiederum mit dem Kühler 13 in Verbindung steht. An dem Feinstabscheider 81 sind weiterhin Leitungen (nicht dargestellt) angeschlossen, mittels derer herausgefiltertes Öl abgesaugt und über einen Ölfilter 90 wieder dem Ölsumpf 71 zugeführt wird.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Kompressor- Anlage beschrieben:

Im Betrieb treibt die Motoreinheit 7 die Kompressor-Schrauben 51, 52 an. Die Kompressor-Schrauben 51, 52 saugen Umgebungsluft an und verdichten diese entlang ihrer Längsachse. Die verdichtete Luft wird über den Druckstutzen 61 in die Bahnen oder Vertiefungen 67 geleitet.

Auf ihrem Weg durch das Schraube-Gehäuse 53 hat die Luft Öl aufgenommen, das durch Bohrungen in das Schrauben-Gehäuse 53 gelangt ist und das zur Druckluft-Kühlung und zur Schmierung der Lagerung der Kompressor- Schrauben 51, 52 verwendet wird. Außerdem gelangt die Luft mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in den Druckstutzen 61. Der Druckstutzen 61 bewirkt, daß die Luft im wesentlichen in die Bahnen oder Vertiefungen 67 geleitet und außerdem kontinuierlich verlangsamt wird. Der Verlauf der Bahnen 67 bewirkt eine Fliehkraft-Abscheidung des Öls von der Luft. Dazu wird die Luft in den Bahnen 67 aufgrund der Wandreibung verlangsamt, währendessen in entsprechendem Maße der Radius der Umlaufbahn abnimmt. Während also die Luft im Abscheidebehälter 63 in Richtung zum Ölsumpf 71 geleitet wird, verlangsamt sich die Luft und wird die Luft zugleich teilweise von Öl befreit. Das Öl wird an der Wand abgespült.

Über dem Ölsumpf befindet sich aufgrund der restlichen, noch in der Luft befindlichen Öltröpfchen ein Ölnebel. Solange sie sich über dem Ölsumpf 71 befinden, setzen sie sich aufgrund der Gewichtskraft-Abscheidung von der Luft nach unten ab und fallen in den Ölsumpf. Es besteht also kontinuierlich ein Luftanteil über dem Ölsumpf 71, der jeweils verhältnismäßig stärker von Öl befreit ist, als der diesen umgebende Luftanteil, so daß der erstgenannte Luftanteil nach oben zum Feinstabscheider 81 hin aufsteigt. Die Luft strömt durch die Öffnungen 84 in den äußeren Bereich 85 des Feinstabscheiders 81. Die Luft wandert weiter durch den Abscheidefilter 83, wodurch die Luft weitgehend bzw. soweit wie für die Anwendung erforderlich vom Öl befreit wird. Die Luft wandert weiter in den inneren Bereich 86 des Feinstabscheiders 81 und gelangt von dort über den Kanal 87 in den Luftauslaß 89. Anschließend wird die Luft mittels nicht dargestellter Leitungen zum Kühler 13 und von dort zu einem Kältetrockner geführt, um Kondensat zu entfernen. Von dort gelangt die Luft zum Druckspeicher. Alternativ kann die Luft bei bestimmten Anwendungsfällen direkt zum Druckspeicher geleitet werden.

Im folgenden werden alternative Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kompressor-Anlage 1 beschrieben:

Die Kompressor-Anlage 1 kann auch mit einer Haube versehen sein, die anders als die beschriebene Haube ist. Es kann auch ganz von einer Haube abgesehen werden.

Die Lagerung des Kompressors kann auch anders als auf Hohlprofilen vorgesehen sein, jedoch handelt es sich vorzugsweise um eine Dreipunkt- Lagerung. Auch können statt der genannten Pufferelemente 29 andere übliche Dämpfungselemente vorgesehen sein. Unter besonderen Umständen, beispielsweise wenn der erfindungsgemäße Kompressor oder die Kompressor- Anlage auf einem fahrbaren Wagen, der selbst wiederum gedämpft ist, angeordnet ist, kann die Lagerung mittels Pufferelementen 29 ganz entfallen.

Neben der einen Bahn 67 in der Wand des Abscheidebehälters 63 kann auch eine weitere Bahn oder können weitere Bahnen in der Wand des Abscheidebehälters 63 vorgesehen sein, in deren Anfang bzw. in deren Anfänge jeweils ein von dem Schraubengehäuse 53 abgehender Druckstutzen 61 mündet.

Der Abscheidebehälter 63 kann statt der beschriebenen Halbkugelform auch eine Zylinderform aufweisen oder eine andere rotationssymmetrische Gestalt haben.

Claims (8)

1. Kompressor zur Erzeugung von Druckluft

• - mit in einem Schrauben-Gehäuse (53) angeordneten Kompressor- Schrauben (51, 52),
• - mit einem Abscheidebehälter (63),
• - mit einem Feinstabscheider (81) und
• - mit einem Luftauslaß (89) zum Luftkühler und zum Druckspeicher,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - ein Druckstutzen (61) vorgesehen ist, der die durch die Kompressor- Schrauben (51, 52) verdichtete Luft dem Abscheidebehälter (63) zuführt,
• - der Abscheidebehälter (63) im Bereich unterhalb des dem Abscheidebehälter (63) zugewandten Endes (65) des Druckstutzens (61) rotationssymmetrisch gebildet ist, und
• - das dem Abscheidebehälter (63) zugewandte Ende (65) derart ausgerichtet ist, daß die Luft in Umfangsrichtung des Abscheidebehälters (63) und horizontal an die Wand des Abscheidebehälters (63) geführt wird,
• - wobei die Bahn des Druckstutzens (61) bogenförmig gekrümmt ist, um die Luft bis zum Eintritt in den Abscheidebehälter (63) kontinuierlich zu verlangsamen.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (63) Bahnen (67) aufweist, die entlang der Umfangsfläche des Abscheidebehälters (61) vom Ende (65) des Druckstutzens (61) in Richtung zum Boden (68) des Abscheidebehälters (63) führen, um eine Fliehkraft-Abscheidung von Öl aus der verdichteten Luft zu bewirken.

3. Kompressor nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (63) unterhalb des Endes (65) des Druckstutzens (61) eine Halbkugelform aufweist.

4. Kompressor nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheidebehälter (63) unterhalb des Endes (65) des Druckstutzens (61) eine Zylinderform aufweist.

5. Kompressor nach dem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (67) eine 360°-Drehung vollführt.

6. Kompressor nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gehäuseoberseite des Kompressors (9) ein Feinstabscheider (81) vorgesehen ist, der aus der vom Abscheidebehälter (63) nach oben steigenden Luft feine Ölbestandteilen entfernt.

7. Kompressor nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Kompressors (9) als zweiteiliges Guß-Gehäuse (70a, 70b) vorgesehen ist, das das Schrauben- Gehäuse (53), den Druckstutzen (61) und den Abscheidebehälter (63) umfaßt.

8. Kompressor-Anlage mit einer Motoreinheit (7), einem Kompressor (9) mit einem Abscheidebehälter (63), einem Kühler (7) und einem Druckspeicher, wobei der Kompressor nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüchen gestaltet ist.