DE2306436A1

DE2306436A1 - IMPROVEMENTS TO ROTARY COMPRESSORS WITH LIQUID INJECTION

Info

Publication number: DE2306436A1
Application number: DE19732306436
Authority: DE
Inventors: Bernard Dr Zimmern
Original assignee: OMPHALE SA
Current assignee: OMPHALE SA
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1973-02-09
Publication date: 1973-08-23
Also published as: JPS4889405A; FR2171653A5; JPS5527233B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Rotationsverdichter, bei denen die Dichtheit zwischen dem Rotor und dem Gehäuse durch Einspritzung von Flüssigkeit gewährleistet wird.The invention relates to rotary compressors, in which the tightness between the rotor and the housing by injection of Liquid is guaranteed.

Es sind, insbesondere aus den französischen Patentschriften 1 331 und 1 586 832, Rotationsverdichter zur Verdichtung von Luft bekannt, die mit Einspritzung von Öl arbeiten. Dabei dient das Öl gleichzeitig zur Gewährleistung der Dichtheit, der Kühlung und der Schmierung des Verdichters.There are, in particular from French patents 1,331 and 1 586 832, known rotary compressors for compressing air, which work with injection of oil. The oil also serves to ensure tightness, cooling and lubrication of the compressor.

Allerdings bringt die Verwendung von Öl mehrere Nachteile mit sich, insbesondere für Luftverdichter, da die abgegebene Luft, sofern nicht sehr kostspielige Reinigungseinrichtungen angeschlossen werden, für zahlreiche Anwendungsfälle unbrauchbar· ist, in denen nichtHowever, the use of oil has several disadvantages, in particular for air compressors, since the released air, unless very expensive cleaning equipment is connected, is unusable for numerous applications in which not

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verunreinigte Druckluft benötigt wird, etwa für Farbspritzverfahren, für die Nahrungsmittelindustrie oder die Druckbelüftung von. geschlossenen Bäumen, in denen Menschen atmen müssen.contaminated compressed air is required, e.g. for paint spraying processes, for the food industry or pressure ventilation from. closed trees in which people have to breathe.

Die mechanischen Eigenschaften der eingangs genannten Verdichter schließen die Verwendung einer Flüssigkeit, die Schmier ei genschaften besitzt, nicht aus, und es ist durchaus möglich, eine Flüssigkeit wie Wasser zu verwenden, das die Druckluft nicht verunreinigt, da das Wasser schon in der angesaugten Luft in Form von Wasserdampf enthalten ist_o The mechanical properties of the compressors mentioned above do not rule out the use of a liquid that has lubricating properties, and it is entirely possible to use a liquid such as water that does not contaminate the compressed air, since the water is already in the air that is sucked in Form of water vapor is contained _o

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Wasser besitzt allerdings den erheblichen Fachteil, in Dampfform von der verdichteten Luft mitgerissen zu werden. Daher ist es notwendig, das Wasser häufig zu erneuern, und es besteht, sofern nicht bestimmte Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, die Gefahr, daß der Kreislauf allmählich von jeglicher Flüssigkeit entleert und der Verdichter infolgedessen zerstört wird. ·However, water has the considerable specialist part, in the form of steam to be carried away by the compressed air. Therefore it is necessary to renew the water frequently, and it persists unless it is Certain precautions are taken to reduce the risk of the The circuit is gradually emptied of any liquid and the compressor as a result is destroyed. ·

Ziel der Erfindung ist es, einen Rotationsverdichter zur Verdichtung von Luft so auszugestalten, daß Wasser als Dichtungsflüssigkeit verwendet werden kann.The aim of the invention is to provide a rotary compressor for compression of air so that water is used as a sealing liquid can be used.

Dieses Ziel wird bei einem Luftverdichtersatz mit einem Rotationsverdichter, einem Antriebsmotor für den Verdichter, einem mit dem Druckstutzen des Verdichters verbundenen und zumindest teilweise mit V/asser gefüllten Speicher und einem Wasserumlauf, der den Speicher mit mindestens einer an dem Verdichter angeordneten Einspritzöffnung verbindet und mindestens einen Wärmeaustauscher zur Kühlung aufweist, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Wärmeaustauscher· durch die Umgebungsluft gekühlt ist und einen -Temperaturunterschied zwischen der Umgebungsluft und dem Wasser am Einlaß des Wärmeaustauschers gewährleistet, der bei maximalem Wasserdurchsatz durch den Wärmeaustauscher zwischen 16 und 4O°C liegt, und daß der Verdichtersatz Einrichtungen aufweist, die den Luftförderdruck des _f · Verdichters auf einen Wert von mindestens 6 Bar regeln und ein thermisches Gleichgewicht zwischen der Druckluft am Auslaß des Kompres-This goal is achieved in the case of an air compressor set with a rotary compressor, a drive motor for the compressor, a reservoir connected to the pressure port of the compressor and at least partially filled with water and a water circuit that connects the reservoir to at least one injection opening arranged on the compressor and at least has a heat exchanger for cooling, achieved according to the invention in that the heat exchanger is cooled by the ambient air and ensures a temperature difference between the ambient air and the water at the inlet of the heat exchanger, which is between 16 and 40 ° C at maximum water throughput through the heat exchanger, and that the compressor unit comprises means that regulate the discharge pressure of the air compressor · _f to a value of at least 6 bar and a thermal balance between the compressed air at the outlet of the compressors

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sors und dem in ihr enthaltenen Wasser gewährleisten.sors and the water it contains.

Es ist festgestellt worden, daß unter den in den meisten Teilen der Erde vorliegenden Luftfeuchtigkeitsverhältnissen, d_oh_o bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als 40$, eine über der angesaugten Wasserdampf menge liegende, mit der Zeit zum Verschwinden des Wassers und zur Zerstörung des Verdichters führende Mitnahme von Wasserdampf in der Druckluft vermieden wirdoIt has been found that under the conditions present in most parts of the earth humidity conditions, d _o h _o at a relative humidity of more than $ 40, an opposite amount to the sucked steam, with the time to disappearance of water and the destruction of the The entrainment of water vapor in the compressed air leading to the compressor is avoided o

Dies ist vor allem auf die Tatsache zurückzuführen, daß sich die Druckluft, obwohl sie bei der Verdichtung theoretisch Temperaturen von mehreren hundert Grad erreichen und beträchtliche Mengen an Wasser mitnehmen müßte, mit dem fast unmittelbar am Auslaß des Verdichters eingespritzten V/asser im thermischen Gleichgewicht befindet, indem sie ihre Wärme an das Wasser abgibt, ohne daß sich daraus eine wesentliche Erhöhung der Temperatur des Wassers ergibt. Dies ist auf die Mengenverhältnisse von Luft und Wasser ( die im übrigen aufgrund der mechanischen Arbeitsweise dieser Vorrichtungen erforderlich sind ) und darauf zurückzuführen, daß Wasser eine höhere spezifische Wärme als Luft besitzt.This is mainly due to the fact that the compressed air, although it is theoretically temperatures during compression of several hundred degrees and would have to take with it considerable amounts of water, with the one almost immediately at the outlet of the compressor injected water is in thermal equilibrium by releasing its heat to the water without releasing it results in a substantial increase in the temperature of the water. This is due to the proportions of air and water (which are in the rest due to the mechanical operation of these devices are required) and due to the fact that water has a higher has specific heat than air.

Daher befindet sich die Druckluft, nachdem sie nur einige Dezimeter in den Auslaßleitungen des Verdichters zurückgelegt hat, praktisch auf der Temperatur des Wassers, und die Menge an gesättigtem Wasserdampf, die von der Luft mitgenommen v/erden kann, ist gering.Hence the compressed air after it is only a few decimeters in the discharge lines of the compressor, practical on the temperature of the water, and the amount of saturated water vapor that can be carried away by the air is small.

Ein weiterer Vorteil ist, daß der Temperaturunterschied zwischen der Luft - oder dem Wasser - nach der Verdichtung und der Umgebungstemperatur hinsichtlich der empfoalenen Druckverhältnisse genügend hoch bleibt, um die Aogabe der durch die Verdichtung erzeugten Wärme beim Durchlauf durch einen Wärmeaustauscher zu ermöglichen, dessen Abmessungen in vernünftigen Grenzen bleiben und höchstens doppelt so groß sind wie diejenigen von Wärmeaustauschern für mit öl arbeitenden VerdichterncAnother advantage is that the temperature difference between the Air - or the water - after compression and the ambient temperature are sufficiently high with regard to the recommended pressure conditions remains to take in the heat generated by the compression To allow passage through a heat exchanger, the dimensions of which remain within reasonable limits and at most twice as much large as those of heat exchangers for oil-working Compressor c

Ein v/eiterer Vorteil besteht, bei Verwendung eines mit der Umgebungs-There is a further advantage when using a

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luft arbeitenden Kühlears als Wärmeaustauscher, darin, daß es möglich wird, die Temperatur der Druckluft mit der Umgebungstemperatur selbsttätig steigen, also die Menge an mitgenommenem Wasserdampf anwachsen zu lassen. Gleichzeitig steigt aber die Menge des bei konstanter relativer Luftfeuchtigkeit angesaugten Wasserdampfes, so daß sich durch diese Art der Kühlung eine Selbstanpassung der absoluten Feuchtigkeit der verdichteten Luft an die absolute Feuchtigkeit der angesaugten Luft" ergibt, die eine Konstanz der im Umlauf befindlichen Wassermenge gewährleistet, ohne daß -Zugaben oder Entnahmen von Wasser notwendig sind.air working Kühlears as a heat exchanger, in that it is possible becomes, the temperature of the compressed air with the ambient temperature increase automatically, i.e. the amount of water vapor carried along to grow. At the same time, however, the amount of water vapor sucked in at constant relative humidity increases, so that this type of cooling results in a self-adaptation of the absolute Humidity of the compressed air to the absolute humidity of the sucked air "results, which a constancy of the circulation Guaranteed amount of water located without adding or withdrawing of water are necessary.

Ein'weiterer Vorteil liegt darin, daß es durch einfache Mittel wie · etwa ein Schwimmerventil möglich ist, diese Menge auch dann konstant zu halten, wenn sich der Förderdruck oder die relative Luftfeuchtigkeit ändern. ■ -,Another advantage is that it can be achieved by simple means such as for example a float valve is possible, this amount is then constant to be maintained if the delivery pressure or the relative humidity change. ■ -,

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten, beispielsweisen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschriebene Es,zeigt .. - -.-"-.The invention is illustrated below with the aid of preferred examples Embodiments described in more detail with reference to the drawing shows .. - -.- "-.

Fig« 1 den Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen Verdichtersatzes,1 shows the overall structure of a compressor set according to the invention,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des dem Flüssigkeitsvorrat dienenden Speichers des Verdichtersatzes nach Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view of a first embodiment of the dem Liquid reservoir serving memory of the compressor set according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansieht einer zweiten· Ausführungsform des Speichers nach Fig. 2,3 is a sectional view of a second embodiment of the Memory according to Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der· Linie XX* in Fig. 3.FIG. 4 shows a section along line XX * in FIG. 3.

Fig. 1 zeigt einen Motor 1, der in denr vorliegenden Beispiel ein Elektromotor ist, jedoch ebenso gut von irgendeiner anderen Bauart sein kann: ein Benzinmotor, ein Dieselmotor, usw. Mit dem Motor ist ein Rotationskompressor 2 verbunden, der teilweise durch einen Speicher verdeckt ist·, welcher durch einen an der Seite des Verdichters angeordneten und vor der Zeichenebene liegenden Druckbehälter 3 gebildet ist. Der Verdichter 2 kann ein Zeilenradverdichter, ein Parallelschraubenverdichter in LyshoIm-Bauart oder ein Globoidschrauben-Fig. 1 shows an engine 1 used in the present example Electric motor is, however, of some other type as well can be: a gasoline engine, a diesel engine, etc. With the engine is a rotary compressor 2 connected, partly by a memory is covered, which is formed by a pressure vessel 3 arranged on the side of the compressor and lying in front of the plane of the drawing is. The compressor 2 can be a line wheel compressor, a parallel screw compressor in LyshoIm design or a globoid screw

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verdichter sein, entsprechend den französischen Patentschriften 1 331 998 und 1 586 832.be a compressor, according to French patents 1,331,998 and 1,586,832.

Der Verdichter saugt die Luft über einen mit einem Filter versehenen Einlaß 4 an, und die verdichtete Luft tritt über eine mit dem Druckbehälter 3 verbundene Leitung 5 aus. Der Druckbehälter 3 ist mit einer Luftauslaßleitung 6 und mit einem Ventil 7 versehen, das einen Mindestdruck in dem Druckbehälter gewährleisten soll. Der Druckbehälter 3 weist einen Vorsprung 8 auf, von dem eine Leitung 9 ausgeht, die mit dem Einlaß eines Wärmeaustauschers verbunden ist, der durch einen Kühler 10 gebildet ist, dessen Auslaß über eine andere Leitung 11 mit dem Vorsprung 8 verbunden ist. Mittels einer auf der Welle des Motors 1 befestigten Luftschraube 12 wird Luft durch den Kühler gesaugt.The compressor sucks the air through a filter equipped with a filter Inlet 4 on, and the compressed air enters via one with the pressure vessel 3 connected line 5. The pressure vessel 3 is provided with an air outlet line 6 and with a valve 7, the one Is to ensure minimum pressure in the pressure vessel. The pressure vessel 3 has a projection 8 from which a line 9 extends, which is connected to the inlet of a heat exchanger formed by a cooler 10, the outlet of which via another Line 11 is connected to the projection 8. By means of a propeller 12 attached to the shaft of the motor 1, air is passed through the Cooler sucked.

Der Vorsprung trägt außerdem eine Leitung 13» die einerseits mit der Einspritzöffnung des Verdichters und andererseits über einen in dem Vorsprung 8 vorhandenen Kanal 24 mit der Leitung 11 verbunden ist.The projection also carries a line 13 on the one hand the injection opening of the compressor and, on the other hand, connected to the line 11 via a channel 24 present in the projection 8 is.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Druckbenälters und seines Vorsprungs 8 sowie der Leitungen 5» 9, 11 und 13. Der Druckbehälter enthält einen Filter 14, der die in der Druckluft suspendierten Flüssigkeitströpfchen zurückhalten soll, eine bestimmte y/assermenge 15, wobei das Wasser bestimmte Zusätze wie Frostschutzmittel oder Feststoffschmiermittel, beispielsweise Mo-Iybdänbisulfid in Suspension, enthalten kann, und einen Schwimmer 16, der über eine Stange 17 einen Hebel 18 betätigt, der seinerseits einen Hahn 19 steuert, in welchem ein Ansatzteil 20 angeordnet ist.Fig. 2 shows an enlarged sectional view of the pressure vessel and its projection 8 and the lines 5 »9, 11 and 13. The pressure vessel contains a filter 14, which is in the compressed air suspended liquid droplets should hold back a certain amount of water 15, with the water certain additives such as Antifreeze or solid lubricants, such as Mo-Iybdenum bisulfid in suspension, and a float 16 which, via a rod 17, actuates a lever 18, which in turn controls a cock 19 in which an attachment part 20 is arranged.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.The device works as follows.

Die über die Leitung 5 in den Druckbehälter eintretende Druckluft üot auf das Wasser 15 einen Druck aus. Über die hohle Achse des Hanns 19 tritt das Wasser in denselben ein, verläßt ihn über dasThe compressed air entering the pressure vessel via the line 5 exerts a pressure on the water 15. About the hollow axis of the Hanns 19 the water enters it, leaves it via the

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Ansatzteil 20, fließt in der Leitung 9 in Richtung des Pfeiles 21 bis zum Kühler 10 und kehrt, dem Pfeil 22 folgend, über die Leitung 11 zum Vorsprung 8 zurück, in welchem es durch den Kanal 24 zur Leitung 15 gelangt, von der aus es zu der Einspritzung oder den Einspritzungen des Verdichters kommt. Das Wasser wird in dem Verdichter mit der angesaugten Luft mitgerissen, über die Leitung 5 zurück befördert und trennt sich von der Druckluft zum großen Teil allein aufgrund der Schwerkraft, zum anderen aufgrund des Filters 14«Attachment part 20 flows in line 9 in the direction of arrow 21 to the cooler 10 and returns, following the arrow 22, over the line 11 to the projection 8 back, in which it is through the channel 24 to the line 15, from which it goes to the injection or injections of the compressor comes. The water is in the compressor entrained with the sucked in air, conveyed back via line 5 and separates itself from the compressed air largely due to gravity alone, and partly due to the filter 14 "

Wenn der Schwimmer 16 die untere, in durchgehenden Linien dargestellte Läge einnimmt, befindet sich die Öffnung 20 gegenüber dem Anfang der Leitung 21, und der Wasserdurchsatz wird durch den Hahn 19 nicht behindert. 'When the float 16 is the lower, shown in solid lines Läge occupies the opening 20 is opposite the beginning of the line 21, and the water flow is through the tap 19 not disabled. '

Wenn sich hingegen der Schwimmer in der oberen, gestrichelt eingezeichneten Lage befindet, hat sich der Hahn gedreht, und das Ansatzteil 20 ist durch die Bohrung, in der es sich verschwenkt, teilweise verschlossen. Die durch die Leitung 21 fließende Wassermenge ist daher erheblich verminderteIf, on the other hand, the swimmer is in the upper, dashed line Position, the tap has turned and the attachment part 20 is partially through the hole in which it pivots locked. The amount of water flowing through the line 21 is therefore considerably reduced

Das Mindestdruckventil 7 ist so eingestellt, daß es die Luft nur bei einem Druck von mehr als 6 Bar durchströmen läßt. Es sei angemerkt, da,ß andere herkömmliche Einrichtungen als die dargestellte Einrichtung verwendet werden können, um diesen Mindestdruck zu gewährleisten. ' . ' ·The minimum pressure valve 7 is set so that there is only the air can flow through at a pressure of more than 6 bar. It should be noted there, ß other conventional devices than the one shown Facility can be used to ensure this minimum pressure. '. '·

Der V/ärmeaustauscher 10 ist in Abhängigkeit von der Größe des .Verdichters ausgelegt, um.die von dem Verdichter aufgenommene Leistung mit einem Temperaturunterschied zwischen dem sich am Einlaß des Wärmeaustauschers befindenden Wassers und der Umgebungsluft abzuführen, der 16. ois 40⁰C, vorzugsweise 20 bis 25⁰C, beträgt, wenn sich der Schwimmer 16 in der unteren Lage befindet und das Ansatzteil 20 vollständig geöffnet i,st.The V / ärmeaustauscher 10 is designed depending on the size of the .Verdichters, um.die from the compressor power absorbed with a temperature difference between which dissipate at the inlet of the heat exchanger that are available water and the ambient air, the 16th ois 40 ⁰ C, preferably 20 to 25 ^° C. when the float 16 is in the lower position and the attachment part 20 is fully open i, st.

Der Durchsatz an Flüssigkeit,der unter diesen Verüältnissen in denThe throughput of liquid that under these conditions in the

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Verdichter eingespritzt wird, ist gleich oder mehr als 1$ des von dem Verdichter erzeugten Volumenstroms. Dieser Durchsatz kann mit herkömmlichen Maßnahmen erreicht werden, beispielsweise durch Dimensionierung der Einspritzöffnungen für einen Druck von 6 Bar oder durch eine volumetrische Pumpe, die von der Welle des Verdichters angetrieben wird.Compressor injected is equal to or more than 1 $ des volume flow generated by the compressor. This throughput can be achieved with conventional measures, for example by Sizing of the injection openings for a pressure of 6 bar or by a volumetric pump driven by the shaft of the compressor is driven.

Wenn das Ansatzteil 20 geöffnet ist, liegt der maximale Durchsatz vor_o When the attachment part 20 is open, the maximum throughput is _o

Bei den in den meisten Ländern vorherrschenden Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsverhältnissen kann keine Verminderung der in dem Druckbehälter vorhandenen Wassermenge stattfinden und keine Gefahr bestehen, daß diese Menge durch Mitnahme in der Druckluft verschwindet und somit durch Mangel an Einspritzflüssigkeit der Verdichter zerstört wird_o With the temperature and humidity conditions prevailing in most countries, there can be no reduction in the amount of water present in the pressure vessel and there is no risk that this amount disappears when entrained in the compressed air and thus the compressor is destroyed due to a lack of injection liquid, _etc.

Die Leitung 5 ist so dimensioniert, daß die von dem Verdichter geförderte Luft in der Leitung 5 durch Abgabe ihrer Wärme an die Flüssigkeit praktisch die Temperatur derselben annimmt.The line 5 is dimensioned so that the conveyed by the compressor Air in the line 5 practically assumes the temperature of the same by releasing its heat to the liquid.

IUr Flüssigkeitsdurchsätze, die volumenmäßig 1$ oder mehr des Fördervolumenbereichs des Verdichters ausmachen, bleibt die Temperaturerhöhung des Wassers infolge seiner hohen spezifischen Wärme gering und unterhalb von 10⁰C, wobei der- Färmeaustauscher die Wirkung hat, die Temperatur derselben Wassermenge nachher herabzusetzen.For liquid throughputs which make up $ 1 or more of the delivery volume range of the compressor, the temperature increase of the water remains low and below 10 ⁰ C due to its high specific heat, the heat exchanger having the effect of subsequently lowering the temperature of the same amount of water.

Betrachtet man beispieisweise Luft, die bei O⁰C angesaugt wird und eine relative Feuchtigkeit von 50$ besitzt, so enthält diese Luft bei Atmosphärendruck 2,4 Gramm Wasser in Dampfform pro Kubikmeter Luft.If one considers, for example, air that is ^{sucked in at 0} ° C. and has a relative humidity of 50 $, this air contains 2.4 grams of water in vapor form per cubic meter of air at atmospheric pressure.

Ist ein Wärmeaustauscher gewählt worden, der dafür sorgt, daß das' V/asser am Auslaß des Verdichters gegenüber der Umgeoungsluft einen Temperaturunterschied von 20°C besitzt, so befindet sich die geförderte Druckluft Deim Eintritt in den Speicher auf der TemperaturHas a heat exchanger been selected that ensures that the ' V / ater at the outlet of the compressor opposite the ambient air Has a temperature difference of 20 ° C, so is the funded Compressed air Deim entering the storage tank on the temperature

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der Flüssigkeit nach der Verdichtung, die also etwa 20 C. beträgt. Diese Luft ist gesättigt -und enthält etwa 17 bis 19 Gramm Wasser pro Kubikmeter, allerdings bei einem. Druck "von mindestens- 6 Bar,' d.ho wenn sie entspannt wäre, würde sie etwa 7mal weniger Wasser pro Kubikmeter mitreißen, also 2,4-, Gramm.of the liquid after compression, which is about 20 C. This air is saturated - and contains around 17 to 19 grams of water per cubic meter, but at one. Pressure of at least 6 bar, ' i.e. if she were relaxed she would have about 7 times less water carry away per cubic meter, i.e. 2.4 grams.

Es besteht also unter diesen Verhältnissen ein Gleichgewicht zwischen dem in die Vorrichtung eintretenden Wasserdampf-und.dem austretenden Wasserdampf.So there is a balance between the water vapor entering the device and the water vapor exiting Steam.

Es ist darauf hinzuweisen, daß sich für Drücke, die unter 6 Bar liegen, ein solches Gleichgewicht praktisch nicht mehr einstellen kann. So wäre es beispielsweise-bei einem Druck von 3 Bar notwendig, daß das Wasser mit einer Temperatur in den Kühler eintritt, die nur 1O°C über der Umgebungstemperatur liegt, was aufgrund der Höhe der Temperatur des Wassers in dem Verdichter nicht möglich ist und einen unendlich großen Wärmeaustauscher erfordern würde.It should be pointed out that such an equilibrium is practically no longer established for pressures below 6 bar can. For example, at a pressure of 3 bar, it would be necessary that the water enters the cooler at a temperature that is only 10 ° C above the ambient temperature, which is due to the height of the Temperature of the water in the compressor is not possible and one would require infinitely large heat exchangers.

Bei konstantem Förderdruck und konstanter relativer Luftfeuchtigkeit bleibt dieses Gleichgewicht jedoch bestehen, wenn sich die Außentemperatur erhöhte,At constant delivery pressure and constant relative humidity However, this equilibrium remains when the outside temperature increases,

Da der Kühler mit Luft arbeitet, bleibt der Temperaturunterschied zwiscnen dem Wasser und der Umgebungsluft konstant, und die Temperatur des Wassers und mithin die Temperatur der Druckluft erhöhen sich in gleichem Maße. .Since the cooler works with air, the temperature difference between the water and the ambient air remains constant, as does the temperature of the water and therefore the temperature of the compressed air increase to the same extent. .

So beträgt bei einer Luftfeuchtigkeit von 50%; einem Druck von 6 Bar-, einer Umgeboiigsluft von 30 G die Menge an angesaugtem Dampf etwa' 15 Gramm pro Kubikmeter Luft bei Atmosphärendruck„ Die Druckluft besitzt allerdings eine Temperatur von 50⁰C und enthält 83 Gramm pro Kubikmeter Luft bei einem Druck von 6 Bär, also 12 Gramm pro Kubikmeter, wenn die Luft entspannt wäre.,.So at a humidity of 50%; a pressure of 6 bar, an ambient air of 30 G the amount of steam sucked in about 15 grams per cubic meter of air at atmospheric pressure. “The compressed air, however, has a temperature of 50 ⁰ C and contains 83 grams per cubic meter of air at a pressure of 6 bar , i.e. 12 grams per cubic meter if the air were relaxed.,.

Demnach findet nur eine Teilkondensation von etwa 3 Gramm statt, also von vernachlässigoarer Größe. 'Accordingly, only a partial condensation of about 3 grams takes place, that is of negligible size. '

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Wenn die Feuchtigkeit der Luft bei O⁰C auf 40$ abfällt, ist ebenfallß festzustellen, daß sich das Gleichgewicht einstellt, wenn die Temperatur des Wassers am Eintritt in den Wärmeaustauscher· etwa 16°C beträgt.When the humidity of the air at ⁰ ° C. falls to 40 ° C., it can also be established that equilibrium is established when the temperature of the water at the inlet to the heat exchanger is about 16 ° C.

Nimmt man bei diesen Verhältnissen an, daß die Vorrichtung mit dem Schwimmer nicht vorhanden ist. und der Hahn 19 ständig geöffnet bleibt, so besteht Gewißheit, daß niemals Wasser mitgerissen wird, sondern im Gegenteil eine Kondensation stattfindet, da die luftfeuchtigkeit praktisch immer mehr als 40$ beträgt. Bs wäre also nicht schwierig, gewünschtenfalls herkömmliche selbsttätige Entleerungseinrichtungen anzubringen, um das überschüssige kondensierte Wasser anzulassen und eine Überflutung des Filters 14 zu vermeiden,» If one assumes under these conditions that the device with the There is no float. and the tap 19 remains open all the time, there is certainty that water will never be carried away, On the contrary, condensation takes place, since the humidity is practically always more than $ 40. So Bs would be not difficult, if desired conventional automatic emptying devices to be attached to let the excess condensed water and to avoid flooding of the filter 14, »

In Abhängigkeit von den örtlichen klimatischen Bedingungen und den angewandten Druckverhältnissen ist es in bestimmten Fällen möglich, mit höheren Wassertemperaturen am Eintritt in den Wärmeaustauscher zu arbeiten, also mit einem Wärmeaustauscher von geringeren Abmessungeno So stellt sich bei einem Förderdruck von 12 Bar und einer stets über 60$ bleibenden Luftfeuchtigkeit sowie einer Umgebungst.emperatur von mehr als 20°C, wie dies in tropischen Breiten der Fall ist, das Gleichgewicht bei einer Wassertemperatur von 6O⁰C am Eintritt in den Wärmeaustauscher ein, also bei einer um 40° über der Umgebungstemperatur liegenden TemperatureDepending on the local climatic conditions and the pressure conditions used, it is possible in certain cases to work with higher water temperatures at the inlet to the heat exchanger, i.e. with a heat exchanger of smaller dimensions $ constant humidity and a Umgebungst.emperatur of more than 20 ° C, as is the case in tropical latitudes, the balance at a water temperature of 6O ⁰ C at the inlet of the heat exchanger one, so at a 40 ° above ambient temperature Temperature

Somit kann man eine sichere Auslegung des Wärmeaustauschers vornehmen, damit, entsprechend den klimatischen Bedingungen und den verwendeten Förderdrucken, am Einlaß in den Wärmeaustauscher eine Wassertemperatur vorhanden ist, die zwischen 16⁰C und 4O⁰C ober>halb der UmgeDungstemperatur liegt, um ein Gleichgewicht oder eine Kondensation zu erhalten und das Entweichen von Wasser zu vermeiden, was die Gefahr der Entleerung des Druckbehälters zur Folge hätte.,Thus, a reliable design of the heat exchanger can be made so that, according to the climatic conditions and the delivery pressures used, a water temperature is present at the inlet to the heat exchanger that is between 16 ⁰ C and 40 ⁰ C above the ambient temperature, in order to achieve equilibrium or to maintain condensation and avoid the escape of water, which would result in the risk of the pressure vessel being emptied.,

Bei der vorstehend faesehrieoenen bevorzugten Anordnung sind außerdem die bereits erwähnten Entleerungseinrichtungen nicht notwendig.,In the preferred arrangement described above, there are also the emptying devices already mentioned are not necessary.,

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- ίο -- ίο -

Wenn es zu einer Kondensation kommt, da entweder der Förderdruck allmählich auf mehr als 6 Bar ansteigt oder sich die Luftfeuchtigrkeit erhöht und sogar 1.00$ erreicht, so steigt der Wasserspiegel in dem Druckbehälter 3 und hebt den Schwimmer an, der den Hahn 19 teilweise versperrt. If condensation occurs, as either the delivery pressure gradually rises to more than 6 bar or the humidity rises and even reaches $ 1.00, the water level in the pressure vessel 3 rises and raises the float, which partially blocks the tap 19.

Der Was s er durchs atz durch den Verdichter nimmt ab, und die Wassertemperatur am Ausgang des Verdichters steigt„The water flow through the compressor decreases, and so does the water temperature at the outlet of the compressor "

Als Ausgleichseffekt für.den sich vermindernden Durchsatz durch den Wärmeaustauscher steigt der Temperaturabfall in dem Kühler_o As a compensating effect for the decreasing throughput through the heat exchanger, the temperature drop in the cooler _{or the like increases}

Dennoch erhöht sich die Wassertemperatur am Auslaß des Verdichters, Wenn sich der Wasserdurchsatz auf ein Drittel seines ursprünglichen Wertes'verringert, also auf 0,33$ des Förderstroms des Verdichters,, so stellt sich bei demselben Kühler der Temperaturabfall zwischen dem Wasser bei seinem Eintritt in den Wärmeaustauscher und der "Umgebungsluft etwa bei 35°C einο -Nevertheless, the water temperature at the outlet of the compressor increases, When the water flow drops to a third of its original Value 'reduced, i.e. to 0.33 $ of the flow rate of the compressor, so, with the same cooler, the temperature drop is between the water as it enters the heat exchanger and the "ambient air" at around 35 ° C o -

Diese Spanne reicht aus, damit die Druckluft eine Menge an gesättigtem Dampf mitreißt, die der des eintretenden Dampfes gleich ist, wenn die Umgebungsluft zwischen O⁰C und 30⁰C eine Feuchtigkeit, von 100$ besitzt und auf einen Druck verdichtet wird, der zwischen 6 und 7 Bar liegt. ' .This range is sufficient for the compressed air to entrain an amount of saturated steam which is equal to that of the steam entering when the ambient ^{air has a humidity of between 0} ° C. and 30 ^° C. and is compressed to a pressure between 6 and 7 bars. '.

Die Figo 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Es ist ein Schnitt durch den Vorsprung 8 des Druckbehälters 3' dargestellt. Der Hebel 18 betätigt den Hahn 19, der jedoch ein Zweiwegehahn ist, durch den der Einlaß 27 über die Durchlässe 25 und 26 mit den Kanälen 9 und 24 verbunden werden kann. ■FIGS. 3 and 4 show a further embodiment of the invention. A section through the projection 8 of the pressure vessel 3 'is shown. The lever 18 actuates the cock 19, which is, however, a two-way cock, through which the inlet 27 via the passages 25 and 26 can be connected to channels 9 and 24. ■

Fig. 4 zeigt, daß diese Durchlässe im Winkelabstand so gegeneinander versetzt sind, daß der Durchlaß 25 mindestens teilweise geschlossen ist, wenn sich der Durchlaß 26 gegenüber dem Kanal 24 befindet. Diese Position entspricht der oberen Lage des Schwimmers,, Wenn sich der Schwimmer absenkt, bewirkt er eine Drehung des Zweiwegehahns,Fig. 4 shows that these passages are angularly spaced from one another are offset that the passage 25 is at least partially closed is when the passage 26 is opposite the channel 24. These Position corresponds to the upper position of the swimmer, if the float lowers, it causes the two-way tap to turn,

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so daß dieser den Durchlaß 26 allmählich schließt und den Durchlaß 25 allmählich öffnet„so that this gradually closes the passage 26 and the passage 25 gradually opens "

Infolgedessen wird der aus dem Druckbehälter austretende Wasserstrom auf die beiden Abschnitte des Kreises verteilt, von denen der eine durch den direkten Weg von 27 nach 24- und der andere durch die Leitungen 9 und 11 sowie den Wärmeaustauscher gebildet wird» Je höher die lage des Schwimmers ist, umso weniger Flüssigkeit tritt, in den Wärmeaustauscher ein und umso mehr ungekühlte Flüssigkeit kommt direkt zur Einspritzung.As a result, the flow of water exiting the pressure vessel distributed between the two sections of the circle, one of which by the direct route from 27 to 24- and the other through the lines 9 and 11 as well as the heat exchanger is formed »The higher the position of the float, the less liquid enters, into the heat exchanger and the more uncooled liquid is directly injected.

Dies hat selbsttätig einen Wiederanstieg der Temperatur des Wassers und der Druckluft, also eine verstärkte Mitnahme von gesättigtem Wasserdampf zur Folge.This automatically causes the temperature of the water to rise again and the compressed air, so an increased entrainment of saturated water vapor result.

Wenn sich infolge einer Änderung der Druck- oder Fördermengenverhältnisse in der Vorrichtung eine Neigung zur Kondensation einstellt, so erhöht die vorstehend beschriebene Vorrichtung selbsttätig die Temperatur des Kreises und beendet die Kondensation.If, as a result of a change in the pressure or flow rate ratios adjusts a tendency to condensation in the device, the device described above increases automatically the temperature of the circuit and ends the condensation.

Somit liegt eine selbsttätige Stabilisation des Spiegels zwischen den beiden Extremlagen des Schwimmers vor.Thus there is an automatic stabilization of the level between the two extreme positions of the swimmer.

Die Vorrichtungen sind von besonderem Interesse, wenn das Wasser Zusätze wie etwa Frostschutzmittel enthält, deren Konzentration konstant bleiben muß, und keine Entleerungen verträgt, die die Konzentration dieser Mittel herabsetzen wurden oder dazu zwingen wurden, sie in bestimmten Abständen immer wieder zu ergänzen.The devices are of particular interest when the water contains additives such as antifreeze, their concentration must remain constant and cannot tolerate evacuations that would reduce the concentration of these agents or would force them to do so, to add them again and again at certain intervals.

Es ist möglich, die Durcnlässe 25 und 26 so anzuordnen, daß bei der Drehung die Menge, die durch den den Kühler enthaltenden Teil des Kreises fließt, auf die Hälfte oder auf ein Drittel herabgesetzt wird, bevor sich der Durchlaß 26 zu öffnen beginnt, und auf diese · Weise die Vorteile der Ausführungsform nach Fig. 2 mit denen der Ausführungsform nach Fig. 3 zu verbinden.It is possible to arrange the passages 25 and 26 so that the Rotation reduces the amount flowing through the part of the circle containing the cooler to half or a third before the passage 26 begins to open, and in this way the advantages of the embodiment according to FIG. 2 with those of the Embodiment of FIG. 3 to connect.

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32s ist aucli möglich., weitere gleichwertige Anordnungen zu treffen, beispielsweise den Zwelwegehalm zwischen dem Brück behält er, der ti ei· tung 24 und der Leitung 11 abzuordnen, so daß die Leitung 9 däiin ständig mit dem Druckbehälter verbunden ist* . ·32s is also possible to make other equivalent arrangements, For example, he keeps the Zwelwegehalm between the bridge, the ti ei device 24 and the line 11 to be assigned so that the line 9 däiin is constantly connected to the pressure vessel *. ·

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Claims

Patent claims

(1 ο J air compressor set with a rotary compressor, a drive motor for the compressor, a storage tank connected to the pressure port of the compressor and at least partially filled with water and a water circuit that connects the storage tank with at least one injection opening arranged on the compressor and at least one heat exchanger for Having cooling, characterized in that the heat exchanger is cooled by the ambient air and ensures a temperature difference between the ambient air and the water at the inlet of the heat exchanger, which is between 16 and 40 C at maximum water throughput through the heat exchanger, and that the- Compressor replacement has devices that regulate the air delivery pressure of the compressor to a value of at least 6 bar and ensure a thermal balance between the compressed air at the outlet of the compressor and the water contained in it.

2. Air compressor set according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ensures a temperature difference between the ambient air and the water at the inlet of the heat exchanger, which is between 20 and 25 ⁰ C oei maximum water throughput through the heat exchanger.

3. Air compressor set according to claim 1, characterized by devices, which regulate the amount of water injected into the compressor to more than 0.3 vol .- $ of the air flow rate of the compressor.

4. Air compressor set according to claim 1, characterized in that sicn in the memory there is a swimmer which actuates a tap arranged in the water circulation circuit in such a way that the tap is fully open when the float is in its lower position and partially closed when the Float was in its upper position

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-H-

Air compressor set according to claim 1, characterized in that the water circulation circuit has a first section, which is the memory connects directly to the injection port of the compressor, and a second section which is arranged parallel to the first section and comprises the heat exchanger and a two-way tap has, whose .erster passage the memory with the first section of the circle connects and the second passage connects the memory with the second section of the circle., and that there is a float in the memory that controls the two-way cock operated so that the second passage is at least partially closed when the float is in its upper position, and is fully open when the float is in its lower position. ......

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