DE4445972A1 - Kompressoranlage zum Erzeugen trockener Druckluft - Google Patents
Kompressoranlage zum Erzeugen trockener DruckluftInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kompressoranlage zum Erzeugen
trockener Druckluft mit einem Luftkompressor, dessen beweg
liche Teile im Betrieb mit Hilfe von Wasser geschmiert und
gekühlt werden, mit Trocknungseinrichtungen zum Entfernen von
Wasser aus der von dem Kompressor erzeugten Druckluft, mit
einem Wassertank zur Aufnahme von mit Hilfe der Trocknungs
einrichtungen aus der Druckluft gewonnenem Wasser und mit
Rückführeinrichtungen zum Zuführen von Wasser aus dem Wasser
tank zu dem Luftkompressor.
Ein System bzw. eine Anlage zum Erzeugen trockener Druckluft
wird bei einer Maschine, wie z. B. einem Luftstrahl-Webstuhl,
verwendet, bei der bzw. bei dem entfeuchtete Druckluft benö
tigt wird.
Ein bekanntes System zum Erzeugen trockener Druckluft umfaßt
dabei einen Luftkompressor, in dem aus der Atmosphäre ange
saugte Luft komprimiert wird, wobei die so erhaltene Druck
luft dann einem Trocknerbereich zum Entfeuchten der Druckluft
zugeführt wird. Der Trocknerbereich enthält eine Masse eines
hydroskopischen Mittels, durch welches die Druckluft hin
durchgeleitet wird, um sie zu trocknen. Wenn das hydroskopi
sche Mittel mit absorbierter Feuchtigkeit gesättigt ist, wird
es regeneriert, indem man trockene Druckluft in entgegenge
setzter Richtung hindurchleitet oder indem man es mittels
einer geeigneten Heizvorrichtung erhitzt. Während des Regene
rierens der Masse des hydroskopischen Mittels muß dabei der
Betrieb des Systems unterbrochen werden.
Ein Luftkompressor, der einen Bestandteil einer Anlage zur
Erzeugung trockener Druckluft bildet, umfaßt mehrere beweg
liche Teile, welche ausreichend geschmiert werden müssen, um
ein Fressen der beweglichen Teile zu vermeiden, und welche
gekühlt werden müssen, da sich die beweglichen Teile aufgrund
der adiabatischen Kompression der Luft und aufgrund der ther
mischen Energie erwärmen, die wegen der Reibung zwischen den
beweglichen Teilen entsteht. Bei einem bekannten System zum
Erzeugen trockener Druckluft, welches in der
JP-OS-60(1985)-35196 beschrieben ist, wird zum Schmieren und
Kühlen der beweglichen Teile eines zu dem System gehörenden
Kompressors Öl verwendet, und die Druckluft vom Auslaß des
Kompressors wird durch einen Ölabscheider geleitet, in dem
Öltröpfchen aus der Druckluft entfernt werden. Trotzdem ent
hält die Luft hinter dem Ölseparator unvermeidlich etwas Öl
in Form eines feinen Ölnebels. Druckluft, welche Öl enthält,
ist jedoch in bestimmten Maschinen, wie z. B. einem Luftstrahl-
Webstuhl, unbrauchbar.
Das JP-GM 61(1958)-36798 offenbart ein System zum Erzeugen
trockener Druckluft, welches einen Luftkompressor umfaßt, bei
dem Wasser als Kühl- und Schmiermittel für bewegliche Teile
des Luftkompressors verwendet wird. In diesem System enthält
die Druckluft vom Auslaß des Kompressors kleine Wassertröpf
chen, die von der Luft mitgerissen werden. Die Druckluft mit
den Wassertröpfchen wird einem Lufttank mit einem Wasserab
scheider zugeführt, durch den die Wassertröpfchen aus der
Druckluft entfernt werden. Die Druckluft aus dem Lufttank ist
dabei jedoch nicht notwendigerweise entfeuchtet; vielmehr ist
sie sehr feucht, da sie mit Wasserdampf gesättigt ist. Ande
rerseits werden die Wassertropfen, die aus der Druckluft ent
fernt werden, in dem Lufttank gesammelt, und ein Teil des ge
sammelten Wassers wird anschließend als Schmier- und Kühlmit
tel für die beweglichen Teile des Luftkompressors zu diesem
zurückgeführt. Dabei muß dem System jedoch periodisch eine
gewisse Wassermenge von außen zugeführt werden, da ein Teil
des zunächst in der Luft enthaltenen Wassers das System in
Form von Wasserdampf in der Druckluft verläßt, die aus dem
Lufttank austritt.
Ausgehend vom Stande der Technik und der vorstehend aufge
zeigten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun
de, eine Kompressoranlage zum Erzeugen trockener Druckluft
anzugeben, bei der die Druckluft einerseits hinreichend ent
feuchtet werden kann und andererseits keine Notwendigkeit be
steht, der Anlage von außen zusätzliches Wasser zuzuführen.
Diese Aufgabe wird bei einer Kompressoranlage der eingangs
angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Trocknungseinrichtungen einen als Kühlaggregat ausgebildeten
Trockner zum Entfeuchten von wasserdampfhaltiger Druckluft
vom Auslaß des Kompressors umfassen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung um
faßt eine Kompressoranlage zum Erzeugen trockener Druckluft
also einen Luftkompressor, bei dem für die Schmierung und
Kühlung der beweglichen Teile Wasser verwendet wird, einen
als Kühlaggregat ausgebildeten Trockner zum Entfeuchten von
Druckluft, die mit Hilfe des Luftkompressors erzeugt wird,
einen Wassertank zum Aufnehmen des Wassers, welches bei der
Entfeuchtung der Druckluft gewonnen wird, und Rückführein
richtungen zum Zurückführen eines Teils des in dem Wassertank
aufgefangenen Wassers zu dem Luftkompressor. Die Rückführein
richtungen können dabei Leitungseinrichtungen zwischen dem
Wassertank und dem Luftkompressor umfassen, wobei ein oberer
Teil des Wassertanks mit diesen Leitungseinrichtungen
kommuniziert, um auf diese Weise einen Anstieg des Luftdrucks
im oberen Teil des Wassertanks zu vermeiden. Vorzugsweise ist
dabei in den Leitungseinrichtungen eine Engstelle bzw. eine
Drossel vorgesehen. Ferner sind vorzugsweise Leitungseinrich
tungen vorgesehen, die sich zwischen dem Trockner und dem
Wassertank erstrecken, um Wasser aus dem Trockner zu dem Was
sertank zurückzuführen, wobei auch in diesen Leitungseinrich
tungen eine Drossel vorgesehen ist. Weiterhin kann der Was
sertank bevorzugt mit automatischen Ablaßeinrichtungen verse
hen sein, die verhindern, daß der Wasserstand in dem Wasser
tank einen vorgegebenen Pegel übersteigt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er
findung ist ein System zur Erzeugung trockener Druckluft vor
gesehen, welches umfaßt: Einen Luftkompressor, dessen beweg
liche Teile mit Hilfe von Wasser geschmiert und gekühlt wer
den, einen Wärmetauscher oder Radiator zum teilweisen Abküh
len der von dem Luftkompressor erhaltenen Druckluft, einen
Wasserabscheider zum Entfernen von Wassertröpfchen aus der
vom Auslaß des Radiators erhaltenen Druckluft, einen als
Kühlaggregat ausgebildeten Trockner zum Entfeuchten der
Druckluft vom Ausgang des Wasserabscheiders, einen Wassertank
zur Aufnahme des Wassers, welches durch Entfernen von Feuch
tigkeit aus der Druckluft gewonnen wird, und zwar mit Hilfe
des Wasserabscheiders und des ihm nachgeschalteten, als Kühl
aggregat ausgebildeten Trockners, sowie Rückführeinrichtungen
zum Zurückführen eines Teils des Wassers aus dem Wassertank
zum dem Luftkompressor. Die Rückführeinrichtungen können Lei
tungseinrichtungen zwischen dem Wassertank und dem Luftkom
pressor umfassen, wobei ein oberer Teil des Wassertanks in
Verbindung mit den Leitungseinrichtungen steht, um einen An
stieg des Luftdrucks im oberen Teil des Wassertanks zu ver
hindern. Vorzugsweise enthalten die Leitungseinrichtungen da
bei eine Drossel bzw. eine Engstelle. Weiterhin ist vor
zugsweise zwischen dem Wassertank und dem Wasserabscheider
eine Leitung vorgesehen, um Wasser aus dem Wasserabscheider
in den Tank zu leiten, wobei diese Leitung wieder eine Dros
sel enthalten kann. Weitere Leitungseinrichtungen erstrecken
sich zwischen dem als Kühlaggregat ausgebildeten Trockner und
dem Wassertank, um dem Wassertank das in dem Trockner anfal
lende Wasser zuzuführen, wobei auch diese Leitungseinrich
tungen vorzugsweise wieder eine Drossel enthalten. Der Was
sertank kann mit einem automatischen Drainagesystem versehen
sein, um zu verhindern, daß der Wasserstand in dem Wassertank
einen vorgegebenen Pegel überschreitet. Vorzugsweise ist fer
ner ein Wärmetauscher bzw. Radiator mit einem zugeordneten
Lüfter vorgesehen, der eine Luftströmung für den Radiator er
zeugt, wobei die von dem Lüfter erzeugte Luftströmung nach
Passieren des Radiators vorzugsweise gegen einen Auslaß des
Wassertanks gerichtet wird, aus dem Wasser aus dem Tank
heraustropft, so daß das durch die Überlaufeinrichtung ab
fließende überschüssige Wasser schnell in die Atmosphäre ver
dampft werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nach
stehend anhand einer Zeichnung in Verbindung mit einem bevor
zugten Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockdiagramm eines
erfindungsgemäßen Systems zur Erzeugung trockener Druckluft.
Wie die Zeichnung zeigt, ist ein Luftkompressor, bei dem es
sich um einen Spiralkompressor handeln kann und der in An
triebsverbindung mit einem Antriebsaggregat, wie z. B. einem
Elektromotor (nicht gezeigt), steht, über eine Ansaugleitung
14 mit einem Luftfilter 12 verbunden, und die zu
komprimierende Luft wird aus der Umgebung über das Filter 12
und die Leitung 14 in den Kompressor (10) gesaugt. Mit der
Leitung 14 ist eine Wasser-Speiseleitung 16 verbunden, über
die Wasser in den Luftstrom eingespeist wird, welcher die An
saugleitung 14 durchströmt, so daß dieses Wasser zusammen mit
der angesaugten Luft in den Kompressor 10 gelangt.
Eine Auslaßleitung 18 erstreckt sich von dem Kompressor 10 zu
einem Wärmetauscher bzw. Radiator 20, dem die von dem Kom
pressor 10 erzeugte Druckluft über die Auslaßleitung 18 zuge
führt wird. Die Druckluft hat aufgrund der adiabatischen Kom
pression der angesaugten Umgebungsluft sowie aufgrund der
Reibungswärme, die zwischen den beweglichen Teilen des Kom
pressors 10 erzeugt wird, eine relativ hohe Temperatur, wird
jedoch mit Hilfe des Radiators 20 in geeigneter Weise abge
kühlt. Wie die Zeichnung zeigt, ist dem Radiator 20 vorzugs
weise ein der Kühlung dienender Lüfter 22 zugeordnet, so daß
die Wärme von dem Radiator 20 wirksam abgeführt werden kann.
Die mit Hilfe des Radiators 20 abgekühlte Druckluft wird dann
in bekannter Weise einem Wasserabscheider 24 zugeführt, in
dem aus der Druckluft mitgerissene Wassertröpfchen entfernt
werden. Trotzdem ist die Druckluft, aus der die Wassertröpf
chen entfernt sind, sehr feucht, da sie mit Wasserdampf ge
sättigt ist. Die aus der Druckluft entfernten Wassertröpfchen
werden von dem Wasserabscheider 24 über eine Leitung 28 einem
Wassertank 26 zugeführt und darin gesammelt.
Die Druckluft, aus der die Wassertröpfchen entfernt sind,
wird dann über eine Leitung 32 einem als Kühlaggregat ausge
bildeten Trockner 30 zugeführt. Der Trockner 30 umfaßt ver
schiedene wohlbekannte Elemente zum Ausführen eines Kühl
zyklus, und diese Elemente umfassen einen Kompressor, einen
Kondensator, ein Expansionsventil und einen Verdampfer.
Die dem Trockner 30 zugeführte Druckluft passiert eine Kühl
zone, welche von dem Verdampfer gebildet und definiert wird,
und wird folglich schnell gekühlt bzw. abgeschreckt, derart,
daß der in ihr enthaltene gesättigte Wasserdampf in Form von
Wassertropfen kondensiert wird, wodurch die Druckluft aus
reichend entfeuchtet werden kann. Der Trockner 30 besitzt
eine Auslaßleitung 34, die mit einer Maschine, beispielsweise
einem Luftstrahl-Webstuhl 36, verbunden ist. Dem Luftstrahl-
Webstuhl kann also von dem Trockner 30 über die Auslaßleitung
34 desselben komprimierte und entfeuchtete Luft zugeführt
werden. Andererseits werden die in der Kühlzone des Trockners
30 durch Kondensation erhaltenen Tropfen dem Wassertank 26
über eine Leitung 38 zugeführt und in diesem gesammelt. Dabei
ist zu beachten, daß die Kapazität bzw. Kälteleistung des
Trockners 30 relativ klein sein kann, da die Druckluft mit
Hilfe des Wasserabscheiders 24 bereits teilweise entfeuchtet
wurde.
Wie die Zeichnung zeigt, führt vom Boden des Wassertanks 26
eine Leitung 40 zu einem Magnetventil 42. Von dem Magnetven
til 42 führt dann eine Leitung 44 zu einem Filter 46, welches
auslaßseitig mit der Wasserzuführleitung 16 verbunden ist.
Das Magnetventil 42 ist elektrisch mit einer Zeitsteuerung 48
verbunden, mit deren Hilfe das Magnetventil 42 periodisch ge
öffnet wird. Ein Teil des in dem Wassertank 26 gesammelten
Wassers wird also periodisch zu dem Kompressor 10 zurückge
führt.
In den Leitungen 28 und 38 ist jeweils eine Drossel bzw.
Engstelle 50 bzw. 52 vorgesehen, und der Luftraum im oberen
Teil des Wassertanks 26 steht über eine Leitung 54, in der
eine Verengung 56 vorgesehen ist, mit der Leitung 44 in
Verbindung. Auf diese Weise wird ein Anstieg des Luftdrucks
im oberen Teil des Wassertanks 26 unterdrückt, so daß ein
Zurückfließen der feuchten Luft aus dem oberen Teil des Was
sertanks in den Wasserabscheider 24 und den Trockner 30 ver
hindert werden kann.
Die aus der Atmosphäre in den Kompressor 10 angesaugte Luft
enthält Wasser in Form von Wasserdampf, und dieser Wasseran
teil wird aus der Druckluft ebenfalls mit Hilfe des Trockners
30 entfernt, so daß die Menge des in dem Wassertank 26 gesam
melten Wassers allmählich zunimmt. Aus diesem Grund ist der
Wassertank 26 in wohlbekannter Weise mit einer automatischen
Ablaßeinrichtung 56 ausgestattet, so daß der Wasserstand in
dem Wassertank 26 einen vorgegebenen Pegel nicht überschrei
ten kann. Vorzugsweise wird der von dem Lüfter 22 erzeugte
Luftstrom, welcher den Radiator passiert bzw. an diesem ent
lang streicht, wie dies durch strichpunktierte Linien ange
deutet ist, gegen das aus dem Wassertank 26 heraustropfende
Wasser gerichtet, so daß das überschüssige Wasser schnell in
die Umgebung verdampft werden kann. In diesem Fall sind na
türlich Rohrverbindungen für das aus dem Wassertank 26
heraustropfende Wasser nicht erforderlich. Außerdem kann die
Größe des Wassertanks 26 wegen des Vorhandenseins der automa
tischen Ablaßeinrichtung 58 relativ gering sein.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist die
von dem erfindungsgemäßen System erzeugte Druckluft mit Hilfe
des als Kühlaggregat ausgebildeten Trockners 30 ausreichend
entfeuchtet, so daß das Austreten von Wasser bzw. Feuchtig
keit am Druckluftauslaß des Systems im wesentlichen verhin
dert wird. Das erfindungsgemäße System kann ferner unabhängig
von einem Wasseranschluß installiert werden. Im Gegensatz da
zu muß ein konventionelles System, wie es beispielsweise in
dem JP-GM 61(1958)-36798 beschrieben ist, an einem Wasseran
schluß installiert werden, da dem System periodisch eine ge
eignete Wassermenge zugeführt werden muß.
Aus der vorstehenden Beschreibung wird ferner deutlich, daß
vorstehend lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung beschrieben wurde und daß dem Fachmann, ausgehend
von diesem Ausführungsbeispiel, zahlreiche Möglichkeiten für
Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne daß er
dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.
Claims (8)
1. Kompressoranlage zum Erzeugen trockener Druckluft mit
einem Luftkompressor, dessen bewegliche Teile im Betrieb
mit Hilfe von Wasser geschmiert und gekühlt werden, mit
Trocknungseinrichtungen zum Entfernen von Wasser aus der
von dem Kompressor erzeugten Druckluft, mit einem Wasser
tank zur Aufnahme von mit Hilfe der Trocknungseinrich
tungen aus der Druckluft gewonnenem Wasser und mit Rück
führeinrichtungen zum Zuführen von Wasser aus dem Wasser
tank zu dem Luftkompressor,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtungen
einen als Kühlaggregat ausgebildeten Trockner (30) zum
Entfeuchten von wasserdampfhaltiger Druckluft vom Auslaß
des Kompressors (10) umfassen.
2. Kompressoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführeinrichtungen Leitungseinrichtungen (54,
56) umfassen, die zur Vermeidung eines Druckanstiegs in
einem oberen Teil des Wassertanks (26) mit Leitungsein
richtungen (44, 46, 16) zum Zurückführen von Wasser aus
dem Wassertank (26) zu dem Kompressor (10) in Verbindung
stehen.
3. Kompressoranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit dem oberen Teil des Wassertanks (26) verbun
denen Leitungseinrichtungen (54, 56) eine Engstelle (56)
aufweisen.
4. Kompressoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem als Kühlaggregat ausgebildeten Trockner
(30) und dem Wassertank (26) zum Zuführen von Wasser aus
dem Trockner (30) zu dem Tank (26) Leitungseinrichtungen
(38) mit einer Engstelle (52) vorgesehen sind.
5. Kompressoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wassertank (26) mit einer automatischen Wasserab
laßeinrichtung (58) versehen ist, die verhindert, daß der
Wasserstand in dem Wassertank (26) einen vorgegebenen Pe
gel überschreitet.
6. Kompressoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Radiator (20) zum Abkühlen von Druckluft vom Aus
laß des Luftkompressors (10) vorgesehen ist und daß ein
Wasserabscheider (24) vorgesehen ist, um Wassertröpfchen
aus der Druckluft vom Auslaß des Radiators (20) abzu
scheiden, und daß Leitungseinrichtungen (28, 50) vorgese
hen sind, um das von dem Wasserabscheider (24) aus der
Druckluft abgeschiedene Wasser dem Wassertank (26) zuzu
führen.
7. Kompressoranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die von dem Wasserabscheider (24) zu dem Wassertank
(26) führenden Leitungseinrichtungen (28, 50) eine Eng
stelle (50) umfassen.
8. Kompressoranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Radiator (20) ein Gebläse (22) zur Erzeugung
einer Kühlluftströmung für den Radiator (20) zugeordnet
ist und daß die Kühlluftströmung nach Passieren des Ra
diators (20) derart gegen einen Überlauf des Wassertanks
(26) gerichtet ist, daß dort austretendes Wasser rasch in
die Atmosphäre verdampft wird.
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