DE4330228A1

DE4330228A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten eines gasförmigen Mediums

Info

Publication number: DE4330228A1
Application number: DE19934330228
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Wenzel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Compair Drucklufttechnik Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1993-09-01
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2013-09-02
Also published as: DE4330228C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Bei allen flüssigkeitseingespritzten Verdichtern wird zur Kühlung, Abdichtung und Schmierung eine Flüssigkeit, üblicherweise Öl eingespritzt. Während des Betriebes wird die erforderliche Flüssigkeitsmenge durch die Druckdifferenz zwischen Abscheider- bzw. Druckbehälter und Einspritzstelle zugeführt. Damit kann die ansonsten erforderliche zusätzliche Förderpumpe entfallen. Bei diesem Verfahren ohne Pumpe ist die eingespritzte Menge nur abhängig von den internen Betriebsdaten, d. h. Systemdruck, Flüssigkeitseinspritzdruck sowie den geometrischen Abmessungen der eingebauten Blende bzw. der Verbindungsleitung zwischen Abscheidebehälter und Verdichter. Im Regelfall wird die Flüssigkeitsmenge durch die Geometrie der Blende bzw. die Größe der Einspritzbohrung bestimmt. An dieser Blende bzw. Einspritzbohrung wird der überschüssige Druck, der nicht für die Rückführung benötigt wird, abgebaut und in Form von Wärme an die Flüssigkeit abgegeben (Drosselung).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums anzugeben, bei dem die verlustbringende Drosselung des überschüssigen Druckes für die Rückführung der abgeschiedenen Flüssigkeit minimiert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die überschüssige Energie einer Nutzmaschine zugeführt wird. Vorrichtungsmäßig kann man dies in der Weise erreichen, daß in der Rückführleitung für die Kühl- und Schmierflüssigkeit eine Flüssigkeitsturbine angeordnet wird. Die Nutzseite dieser Flüssigkeitsturbine kann beispielsweise mit dem Lüfterrad eines Lüfters verbunden sein, der für die Kühlung des Verdichters erforderlich ist.

Bei entsprechender Antriebsleistung einer Verdichteranlage in der Größenordnung von mehr als 100 kW lassen sich bei einer Nutzungsdauer von mehreren Jahren beachtliche Betriebskosten damit einsparen.

Eine andere Nutzung der Flüssigkeitsturbine besteht darin, die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine zu- und abschaltbar mit der Antriebsseite, d. h. mit der Verdichterantriebswelle oder Motorantriebswelle, beispielsweise über einen Riementrieb zu verbinden. Beim Start der Verdichteranlage ist der Druck im Abscheider bzw. im Kessel noch gering, so daß der Differenzdruck zwischen Kessel und Einspritzstelle oft nicht ausreicht, um den Verdichter genügend mit Kühl und Schmierflüssigkeit zu versorgen. Durch die zuvor erwähnte Verbindung zwischen Flüssigkeitsturbine und Antriebsseite des Verdichters ist es möglich beim Starten der Verdichteranlage die Turbine als Pumpe zu betreiben und dadurch die erforderliche Kühl- und Schmierflüssigkeit in den Arbeitsraum des Verdichters zu fördern. Ist der Differenzdruck dann groß genug, kann die Wirkungsweise des Aggregates von Pump - auf Turbinenbetrieb wieder geändert werden.

Anhand eines Prinzipfließbildes (einzige Fig.) eines Ausführungsbeispieles wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Kernstück der Anlage ist ein flüssigkeitsgeschmierter Verdichter 40, der von einem Motor 20 angetrieben wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Motor 20 ein Verbrennungsmotor. Es sind aber auch andere Arten von Antriebsaggregaten möglich, soweit sie zum Antrieb eines Verdichters geeignet sind. Das zu verdichtende Medium, üblicherweise Luft, wird über einen Filter 10 durch den Verdichter 40 angesaugt. Das verdichtete Medium-Flüssigkeitsgemisch gelangt über eine Leitung 12 in einen Abscheidebehälter 50, in dem die Flüssigkeit von dem verdichteten Gas getrennt wird.

Die abgeschiedene Flüssigkeit wird dann über Verbindungsleitungen 15, 16, 17, 18 sowie über einen Filter 60 und einen Kühler 61 wieder in den Verdichter 40 geleitet. Das Gas gelangt aus dem Abscheidebehälter 50 über eine Verbindungsleitung 13, ein Druckhalte-Rückschlagventil 51 und eine Verbindungsleitung 14 zu Entnahmestellen 52.

In der Leitung 17, 18 ist eine Flüssigkeitsturbine 30 angeordnet, die durch die Druckdifferenz zwischen dem Abscheidebehälter 50 und der Einspritzstelle im Verdichter angetrieben wird.

Die ansonsten übliche Blende zum Abbau des überschüssigen Druckes entfällt hier. Die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine 30 kann mit verschiedenen Aggregaten verbunden werden, beispielsweise, wie hier dargestellt, mit einem Lüfterrad 31 zur Kühlung des Verdichters 40.

Claims

1. Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, bei dem die im verdichteten Medium enthaltene Schmierflüssigkeit zur Kühlung und Schmierung eines flüssigkeitseingespritzten Verdichters zuerst abgeschieden und dann durch Ausnutzung eines eingestellten Druckgefälles zwischen Abscheide- und Einspritzstelle am Verdichter wieder zugeführt und der überschüssige Druck abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Energie einer Nutzmaschine zugeführt wird.

2. Verdichteranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem flüssigkeitseingespritzten Verdichter, einem Abscheider, Kühler und Filter, Regelventilen sowie die einzelnen Bauteile verbindenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Rückführung der Kühl- bzw. Schmierflüssigkeit dienenden Leitung (17, 18) eine Flüssigkeitsturbine (30) angeordnet ist.

3. Verdichteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine (30) mit einem Lüfterrad (31) verbunden ist.

4. Verdichteranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine (30) zu- und abschaltbar mit der Antriebsseite des Verdichters (40) verbunden ist.