DE4330228C2 - Flüssigkeitseingespritzter Verdichter zum Verdichten eines gasförmigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen flüssigkeitseingespritzten Verdichter 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).

Aus der DE 37 15 697 A1 ist eine Einrichtung mit einem geschlossenen Kreislauf bekannt, bei dem die Verlustleistung durch einen Kompressor ständig erneuert wird. Insbesondere wird dieses System für eine Kältemaschine angewandt, bei dem das Kältemittel seinen Ag­ gregatzustand während des Umlaufes ändert und die Hilfsmaschinen, beispielsweise in Form von Ventilatoren die Aufgabe haben, die Effektivität des Wärmeaustausches sowohl auf der Kondensator- als auch auf der Verdampfungsseite zu steigern. Die Antriebsenergie für die Hilfsmaschinen muß vom Kompressor aufgebracht werden und steht nicht als über­ schüssige Energie zur Verfügung. Der Vorteil der vorgeschlagenen Anordnung ist darin zu sehen, daß aus sicherheits- und steuerungstechnischen Gründen auf einen Einbau einer fremdgespeisten Antriebsmaschine, z. B. Elektromotor verzichtet werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flüssigkeitsgespritzten Verdichter zum Verdichten eines gasförmigen Mediums anzugeben, bei dem die verlustbringende Drosselung des überschüs­ sigen Druckes für die Rückführung der abgeschiedenen Flüssigkeit minimiert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer der Rückführung der Kühl- bzw. Schmier­ flüssigkeit dienenden Leitung eine Flüssigkeitsturbine angeordnet ist.

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 Figur) eines Ausführungsbeispieles wird der erfindungsgemäße flüssigkeitseingespritzte Verdichter 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 (3)

1. Flüssigkeitseingespritzter Verdichter zum Verdichten eines gasförmigen Mediums, mit einem Abscheider, Kühler und Filter, Regelventilen sowie die einzelnen Bauteile verbindenden Leitungen, bei dem die im verdichteten Medium enthaltene Schmierflüssigkeit zur Kühlung und Schmierung des Verdichters zuerst abgeschieden und dann durch Ausnutzung eines eingestellten Druckgefälles zwischen Abscheide- und Einspritzstelle dem Verdichter wieder zugeführt und der überschüssige Druck dadurch abgebaut wird, daß in einer der Rückführung der Kühl- bzw. Schmierflüssigkeit dienenden Leitung (17, 18) eine Flüssigkeitsturbine (30) angeordnet ist.

2. Verdichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine (30) mit einem Lüfterrad (31) verbunden ist.

3. Verdichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzseite der Flüssigkeitsturbine (30) zu- und abschaltbar mit der Antriebsseite des Verdichters (40) verbunden ist.