WO2003011435A1 - Device and method for the production of dried compressed air from ambient air - Google Patents

Device and method for the production of dried compressed air from ambient air Download PDF

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WO2003011435A1
WO2003011435A1 PCT/EP2002/006617 EP0206617W WO03011435A1 WO 2003011435 A1 WO2003011435 A1 WO 2003011435A1 EP 0206617 W EP0206617 W EP 0206617W WO 03011435 A1 WO03011435 A1 WO 03011435A1
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air
compressed air
inlet
purge
compressor
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PCT/EP2002/006617
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Inventor
Berthold Koch
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Beko Technologies Gmbh
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/10—Specific supply elements

Definitions

  • the invention relates to a device for producing dried compressed air by drawing in, compressing and drying ambient air, with a compressor which has a suction inlet and a pressure outlet and with a dryer for compressed air with a housing which has a compressed air inlet for moist compressed air has, which is connected to the pressure outlet of the compressor, which has a compressed air outlet for dried compressed air, which has a purge air inlet and a purge air outlet and in which a membrane filter, preferably a bundle of hollow fiber membranes, is arranged, which is selectively permeable to water vapor and the interior of the Divides the housing into two compartments, with the compressed air sweeping between the compressed air inlet and the compressed air outlet in one compartment and sweeping purge air between the purge air inlet and the purge air outlet in the other compartment, in particular in the opposite direction to the compressed air, and corresponding to one real procedure.
  • the purge air requirement is disadvantageous.
  • the scavenging air is branched off directly from the dried compressed air, that is to say taken from the compressed air outlet of the dryer. Part of the compressed air produced is therefore permanently lost for purging.
  • energy that is inserted into the scavenging air and is needed for the compression is uselessly lost, because the branched-off partial stream of compressed air must first be expanded before it can be passed to the scavenging air inlet.
  • this object is achieved in terms of the device in that the inlet of the compressor is connected to the purge air outlet, that the purge air inlet is open for the suction of ambient air, so that at least a part, preferably 100%, of the compressor air drawn in from the environment flows through the purge air inlet and that a separator, which is preferably cooled, and / or a heat exchanger is located between the pressure outlet of the compressor and the compressed air inlet of the dryer.
  • this object is achieved in process terms by essentially, preferably completely, sucking in ambient air through the purge air inlet, and in that the ambient air through the purge air inlet via the purge air outlet into the suction inlet of the compressor flows in, and that a separation of condensate is carried out.
  • the invention shifts the purge air flow into the intake line of the compressor. At least a part, preferably 100%, of the air flowing into the suction inlet of the compressor first passes through the partial chamber of the housing which is provided for purge air. As a result, the compressor sucks in the intake air via an obstacle, namely the purge air section of the dryer, and there is a pressure loss on the suction side, but this is a comparatively low price that you pay for paying all the compressed air generated for consumers can use, so no longer branch off part of the compressed air generated for purge air got to. The resulting condensate is drained off, preferably through a separator, which is arranged between the compressor and dryer.
  • Purge air consumption during a standstill of the compressed air compressor is also avoided. It is also no longer necessary to regulate the purge air flow as a function of the compressed air flow actually used, as is known, for example, from US Pat. No. 5,002,590 and the WO 98/45025 mentioned at the outset.
  • the invention makes it possible to generate compressed air with a humidity that corresponds to the humidity of the ambient air. In many applications, this degree of dryness is sufficient so that the device and the method according to the invention can play out their economic advantage.
  • Adsorption dryers are also operated with a purge air loss, for example. Refrigeration dryers require additional electrical energy to operate the refrigeration compressor.
  • a sensible area for operating the method according to the invention and using the device is heavily dependent on the individual secondary conditions such as the size of the system, climatic conditions, etc.
  • the range is typically at an ambient humidity of up to 100%, preferably below 90%.
  • the suction inlet of the compressor is additionally connected to a suction line which is open to the environment and in which a throttle means, in particular an adjustable throttle, is provided.
  • a throttle means in particular an adjustable throttle
  • Mixed operation can be carried out in this way, so the compressor can draw in ambient air both via the purge air path and via the separate suction line.
  • the proportions can preferably be varied continuously by adjusting the throttle, if this is adjustable.
  • valve in the purge air path which can be set as desired between 100% direct air from the environment and 100% suction only through the purge air path.
  • a sensor for ambient humidity is additionally provided and that the method is operated as follows depending on the signal from this sensor: a) Low air humidity, for example below about 20 to 30 %: Ambient air is sucked in directly at the inlet of the compressor, no purge air is supplied to the purge air inlet; b) Normal air humidity: The intake of compressed air takes place at least partially, preferably 100% via the purge air inlet and c) High air humidity, e.g.
  • Ambient air is drawn in directly at the suction inlet of the compressor, A partial flow of the previously relaxed air available at the compressed air outlet is fed to the purge air inlet, the purge air outlet is open to the surroundings, and the purge air flows out of the purge air outlet to the outside.
  • the device can be operated economically over the entire range of air humidity.
  • FIG. 1 A basic representation of the device for the production of dried compressed air with a compressor, with a downstream heat exchanger and separator with drain and with a dryer, the entire intake air also serving as purge air,
  • FIG. 2 a representation like FIG. 1, but with additional features, in particular an additional supply of intake air without passing through the purge air area of the dryer and
  • FIG. 3 an illustration of a device with a moisture sensor, a control unit and three-way valves, otherwise similar to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a compressor 20 which has a suction inlet 22 and a pressure outlet 24.
  • the pressure outlet 24 is connected via a line to a compressed air inlet 26 of a dryer 28.
  • a heat exchanger 56 for lowering the compression temperature
  • a separator 58 with an associated drain for removing condensed water vapor, which the compressed air can no longer hold.
  • the dryer 28 is a membrane dryer, such dryers are known per se and do not have to be described here separately, reference is made to US Pat. No. 5,002,590 or GB 1,440,963 A only by way of example.
  • the dryer 28 has a housing 30, which is shown only schematically here; it is divided into two sub-spaces 32, 34 by a membrane arranged in the interior of the housing.
  • the upper part 32 in the figure is supplied with compressed air, and compressed air flowing in through the compressed air inlet 26 exits at the compressed air outlet 36. It strokes the membrane.
  • the lower part 34 in the figure serves the purge air.
  • Purge air enters through a purge air inlet 38, flows along the membrane and exits again at a purge air outlet 40.
  • the scavenging stream flows in countercurrent to the compressed air, which is indicated by arrows that are located in the subspaces 32, 34.
  • the purge air inlet 38 is open to the environment.
  • An arrow 42 is drawn in the open position and is intended to symbolize the inflow of ambient air.
  • the entire air flow that is sucked in by the compressor 20 flows in at 42 at the purge air inlet 38. It flows through the purge air outlet 40 through a line 44 connected to it, which connects the purge air outlet 40 to the suction inlet 22.
  • a consumer can be connected to the compressed air outlet 36.
  • FIG. 2 shows in principle the same device, but additional features. Essentially, these additional features are described below:
  • a check valve 46 is connected to the compressed air outlet 36.
  • a start relief valve 48 is provided at the compressed air outlet 36. Both enable the air compressor 20 to start easily in the absence of back pressure.
  • a suction filter 50 is provided in the suction path, which prevents dirt from the ambient air from getting into the device.
  • the outlet of the announcement filter 50 is not only connected to the purge air inlet 38, but is also connected to an intake line 52 in which there is a throttle 54, which is preferably adjustable. After the throttle 54, the suction line 52 opens into the line 44. From there, purge air and air sucked in directly via the throttle 54 together through the line 44.
  • a heat exchanger 56 is provided in the line between the compressor 20 and the compressed air inlet 26, which is in contact with the ambient air. As a result, the hot-compressed air is cooled, and it releases part of its thermal energy to the environment. Furthermore, a separator 58 is provided at this point behind the heat exchanger 56, by means of which the condensed water vapor components formed during cooling are separated off. It can advantageously be cooled, so that the deposition effect is increased.
  • a filter for the compressed air can also be provided behind the separator 58, it is not shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 finally shows a device according to FIG. 1, but which is now designed for operation in different areas of atmospheric humidity.
  • a first three-way valve 60 is inserted in line 44, which has a third inlet 62 that is open to the environment.
  • This first three-way valve 60 can optionally direct more or less ambient air be introduced into the compressor 20 from the surroundings, that is to say without passing through the purge air path.
  • a second three-way valve 64 is arranged between the purge air outlet 40 and line 44. It enables the exiting purge air to be discharged either into line 44 or directly into the environment.
  • this three-way valve 64 also has a connection 66 which is open to the surroundings.
  • a third three-way valve 68 is provided, which is arranged at the purge air inlet 38 and one valve path of which is connected to the compressed air outlet 36 via a line, while the other valve path is open to the environment.
  • a relaxation device is also shown.
  • a moisture sensor 70 is provided, which measures the air humidity. Its signal is applied to a control unit 72, which actuates the three three-way valves 60, 64 and 68.
  • the following states are set:
  • the first three-way valve 60 is only open to the inlet 62. Air is now drawn in by the compressor 20 only via the inlet 62 and not via the line 44.
  • the position of the second three-way valve 64 is immaterial since the dryer is not used.
  • the position of the third three-way valve 68 is selected such that no portion of the compressed air generated at the compressed air outlet 36 can flow to the purge air inlet 38.
  • Normal air humidity for example 50%: An operation as in FIG. 1 is carried out.
  • the first three-way valve 60 is set in such a way that suction does not take place via the inlet 62, but rather only via the line 44.
  • the second three-way valve 64 is set such that air only flows into the line 44 but does not flow out of the connection 66 can.
  • the third three-way valve 68 is set such that only via the arrow 42 Air is sucked in, but no portion of the compressed air at the compressed air outlet 36 can reach the purge air inlet 38.
  • Air humidity above about 60-80% The suction takes place exclusively via the inlet 62, the first three-way valve 60 is thus set such that no suction can take place through the line 44.
  • the second three-way valve 64 is set such that the purge air flows out exclusively via the connection 66, but cannot flow into the line 44.
  • the third three-way valve 68 is finally set so that no air from the environment can flow in the direction of arrows 42, rather only dried compressed air is used for flushing.
  • Abrupt switchovers can occur in the transition areas between the three described states; in this case, a mixed function of the three-way valves is not necessary. Preferably, however, there will be smooth transitions between the neighboring states. In this case, there are mixed states in the switchover range; three-way valves designed as mixing valves are suitable for this.
  • each three-way valve can be replaced by two individual valves.

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Abstract

The invention relates to a device for the production of dried compressed air by means of intake, compression and drying of ambient air, using a compressor with a suction inlet and a pressure outlet and a dryer for compressed air with a housing having a compressed air inlet for damp compressed air, connected to the pressure outlet of the compressor, a compressed air outlet for dried compressed air, a flushing air inlet and a flushing air outlet and within which a membrane filter is arranged, preferably a bundle of hollow fibre membranes. The above is selectively permeable to water vapour and divides the interior of the housing into two partial chambers, whereby in one partial chamber the compressed air flows between the compressed air inlet and the compressed air outlet and, in the other partial chamber, flushing air flows between the flushing air inlet and the flushing air outlet, in particular as a counter-current flow to the compressed air. The inlet of the compressor is connected to the flushing air outlet and the flushing air inlet is open for intake of ambient air.

Description

Bezeichnung: Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft aus UmgebungsluftDescription: Device and method for the production of dried compressed air from ambient air
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft, mit einem Kompressor, der einen Saugeinlass und einen Druck- auslass aufweist und mit einem Trockner für Druckluft mit einem Gehäuse, das einen Drucklufteingang für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass des Kompressors verbunden ist, das einen Druckluftausgang für getrocknete Druckluft aufweist, das einen Spüllufteingang und einen Spülluftausgang hat und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses in zwei Teilräume aufteilt, wobei in einem Teilraum die Druckluft zwischen dem Drucklufteingang und dem Druckluftausgang entlang streicht und in dem anderen Teilraum Spülluft zwischen Spüllufteingang und Spülluftausgang entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft, sowie auf ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a device for producing dried compressed air by drawing in, compressing and drying ambient air, with a compressor which has a suction inlet and a pressure outlet and with a dryer for compressed air with a housing which has a compressed air inlet for moist compressed air has, which is connected to the pressure outlet of the compressor, which has a compressed air outlet for dried compressed air, which has a purge air inlet and a purge air outlet and in which a membrane filter, preferably a bundle of hollow fiber membranes, is arranged, which is selectively permeable to water vapor and the interior of the Divides the housing into two compartments, with the compressed air sweeping between the compressed air inlet and the compressed air outlet in one compartment and sweeping purge air between the purge air inlet and the purge air outlet in the other compartment, in particular in the opposite direction to the compressed air, and corresponding to one real procedure.
Eine derartige Vorrichtung nach dem Stand der Technik und das entsprechende Verfahren erhält man, wenn man einen Trockner für Druckluft nach der WO 98/45025 hinter einen Kompressor schaltet, also den Druckauslass des Kompressors mit dem Drucklufteingang des Trockners verbindet. Weiterhin zeigen US 5,259,869 und GB 1 440 963 A derartige Vorrichtungen.Such a device according to the prior art and the corresponding method are obtained if a dryer for compressed air according to WO 98/45025 is connected behind a compressor, that is to say connects the pressure outlet of the compressor to the compressed air inlet of the dryer. Furthermore, US 5,259,869 and GB 1,440,963 A show such devices.
Beim Einsatz von Druckluft, beispielsweise in der Industrietechnik, für medizinische Anlagen, bei Werkstätten, usw. ist Feuchtigkeit im Leitungsnetz und an den Verbrauchsstellen ein Qualitätsproblem. Eine wichtige Aufgabe ist daher immer die Trocknung der erzeugten Druckluft. Für die Trocknung werden Membranfilter eingesetzt, die selektiv durchlässig sind für Wasserdampf. In dem Filtergehäuse ist ein Bündel hochselektiver Hohlfasermembranen angeordnet, durch die feuchte Druckluft strömt. Diese ist vorzugsweise zuvor gefiltert, damit noch in ihr enthaltene Schmutzpartikel, Öl, Nebel und Kondensat etc. zurückgehalten werden, also die Hohlfasermembranen nicht verstopfen. Durch die Hohlfasermembranen diffundiert Wasserdampf nach außen. Die Spülluft wird im Gegenstrom zur Druckluft über die Außenseite der Hohlfasern geführt. Die Spülluft muss trockener sein als die zu trocknende Druckluft. Aufgrund des Unterschiedes in der Wasserdampfkonzentration wird eine ständige Wanderung von Wassermolekülen aus der Druckluft in die Spülluft erreicht. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab. Die Spülluft trocknet ständig die eintretende, feuchte Druckluft. Nur Wassermoleküle können die Membranen der Hohlfasern durchdringen. Die Zusammensetzung der getrockneten Druckluft bleibt unverändert. Als Ergebnis hat man reine, getrocknete Druckluft.When using compressed air, for example in industrial technology, for medical systems, in workshops, etc., moisture in the supply network and at the points of use is a quality problem. An important task is therefore always to dry the compressed air generated. Membrane filters that are selectively permeable to water vapor are used for drying. A bundle of highly selective hollow fiber membranes is arranged in the filter housing, through which moist compressed air flows. This is preferably filtered beforehand so that dirt particles, oil, mist and condensate etc. still contained therein are retained, so that the hollow fiber membranes do not become blocked. Water vapor diffuses to the outside through the hollow fiber membranes. The purge air is conducted in counterflow to the compressed air via the outside of the hollow fibers. The purge air must be drier than the compressed air to be dried. Due to the difference in the water vapor concentration, a constant migration of water molecules from the compressed air into the purge air is achieved. This process runs continuously. The purge air constantly dries the incoming, moist compressed air. Only water molecules can penetrate the membranes of the hollow fibers. The composition of the dried compressed air remains unchanged. The result is pure, dried compressed air.
Nachteilig ist aber der Spülluftbedarf. Die Spülluft wird nach dem Stand der Technik unmittelbar aus der getrockneten Druckluft abgezweigt, also am Druckluftausgang des Trockners entnommen. Ein Teil der produzierten Druckluft geht damit ständig für die Spülung verloren. Insbesondere geht in die Spülluft hineingesteckte, für die Kompression benötigte Energie nutzlos verloren, denn der abgezweigte Teilstrom der Druckluft muss zunächst expandiert werden, bevor er dem Spüllufteingang zugeleitet werden kann.However, the purge air requirement is disadvantageous. According to the state of the art, the scavenging air is branched off directly from the dried compressed air, that is to say taken from the compressed air outlet of the dryer. Part of the compressed air produced is therefore permanently lost for purging. In particular, energy that is inserted into the scavenging air and is needed for the compression is uselessly lost, because the branched-off partial stream of compressed air must first be expanded before it can be passed to the scavenging air inlet.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, bei der Druckluft wirtschaftlicher produziert wird und weniger, vorzugsweise kein Anteil der produzierten Druckluft für Spülzwecke verwendet werden muss. Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe vorrichtungsmässig dadurch gelöst, dass der Eingang des Kompressors mit dem Spülluftausgang verbunden ist, dass der Spüllufteingang für das Ansaugen von Umgebungsluft offen ist, sodass zumindest ein Teil, vorzugsweise 100 %, der vom Kompressor aus der Umgebung angesaugten Luft durch den Spüllufteingang strömt und dass sich zwischen Druckauslass des Kompressors und Drucklufteingang des Trockners ein Abscheider, der vorzugsweise gekühlt ist, und/ oder ein Wärmetauscher befindet. Damit nimmt sie Wasserdampf von der Druckluft auf und wird in dem anschließenden Kompressor komprimiert. Im Austritt des Kompressors, zumindest aber in einem anschließenden Wärmetauscher fällt der Wasserdampf als Kondensat an, da die Druckluft nicht soviel Wasserdampf halten kann. In einem nachfolgenden Abscheider mit Abieiter wird das Kondensat dem System entzogen.This is where the invention begins. It has set itself the task of specifying a device for producing dried compressed air from ambient air and a corresponding method in which compressed air is produced more economically and less, preferably no part of the compressed air produced has to be used for flushing purposes. Starting from the device of the type mentioned at the outset, this object is achieved in terms of the device in that the inlet of the compressor is connected to the purge air outlet, that the purge air inlet is open for the suction of ambient air, so that at least a part, preferably 100%, of the compressor air drawn in from the environment flows through the purge air inlet and that a separator, which is preferably cooled, and / or a heat exchanger is located between the pressure outlet of the compressor and the compressed air inlet of the dryer. It absorbs water vapor from the compressed air and is compressed in the subsequent compressor. At the outlet of the compressor, or at least in a subsequent heat exchanger, the water vapor accumulates as condensate, since the compressed air cannot hold as much water vapor. The condensate is withdrawn from the system in a downstream separator with drain.
Ausgehend von dem Verfahren zur Produktion getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe verfahrens- mässig dadurch gelöst, dass das Ansaugen von Umgebungsluft im wesentlichen, vorzugsweise vollständig durch den Spüllufteingang erfolgt, dass die Umgebungsluft durch den Spüllufteingang über den Spülluftausgang in den Saugeinlass des Kompressors einströmt, und dass ein Abscheiden von Kondensat durchgeführt wird.Proceeding from the process for producing dried compressed air from ambient air of the type mentioned at the outset, this object is achieved in process terms by essentially, preferably completely, sucking in ambient air through the purge air inlet, and in that the ambient air through the purge air inlet via the purge air outlet into the suction inlet of the compressor flows in, and that a separation of condensate is carried out.
Die Erfindung verlagert den Spülluftstrom in die Ansaugleitung des Kompressors. Zumindest ein Teil, vorzugsweise 100 %, der in den Saugeinlass des Kompressors einströmenden Luft durchläuft zuvor die Teilkammer des Gehäuses, die für Spülluft vorgesehen ist. Dadurch saugt der Kompressor zwar die Ansaugluft über ein Hindernis, nämlich die Spülluftstrecke des Trockners, ein und es ist dadurch ein Druckverlust auf der Saugseite gegeben, dies ist aber ein vergleichbar geringer Preis, den man dafür bezahlt, dass man die gesamte erzeugte Druckluft für Verbraucher nutzen kann, also nicht mehr einen Teil der erzeugten Druckluft für Spülluftzwecke abzweigen muss. Enstehendes Kondensat wird abgeleitet, vorzugsweise durch einen Abscheider, der zwischen Kompressor und Trockner angeordnet ist.The invention shifts the purge air flow into the intake line of the compressor. At least a part, preferably 100%, of the air flowing into the suction inlet of the compressor first passes through the partial chamber of the housing which is provided for purge air. As a result, the compressor sucks in the intake air via an obstacle, namely the purge air section of the dryer, and there is a pressure loss on the suction side, but this is a comparatively low price that you pay for paying all the compressed air generated for consumers can use, so no longer branch off part of the compressed air generated for purge air got to. The resulting condensate is drained off, preferably through a separator, which is arranged between the compressor and dryer.
Auch ein Spülluftverbrauch während eines Stillstands des Druckluftkompressors, wie er bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auftritt, wird vermieden. Es ist auch nicht mehr notwendig, den Spülluftstrom in Abhängigkeit vom tatsächlich verbrauchten Druckluftstrom zu regeln, wie dies beispielsweise aus US 5,002,590 und der eingangs genannten WO 98/45025 bekannt ist.Purge air consumption during a standstill of the compressed air compressor, as occurs in devices according to the prior art, is also avoided. It is also no longer necessary to regulate the purge air flow as a function of the compressed air flow actually used, as is known, for example, from US Pat. No. 5,002,590 and the WO 98/45025 mentioned at the outset.
Die Erfindung ermöglicht es, Druckluft mit einer Feuchtigkeit zu erzeugen, die der Feuchte der Umgebungsluft entspricht. Bei vielen Anwendungsfällen reicht dieser Trocknungsgrad aus, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren ihren wirtschaftlichen Vorteil ausspielen können. Dies gilt in besonderem Maße für kleine, ölfrei betriebene Druckluftkompressoren und -pumpen sowie Gebläsen, für die übliche Trocknungsvorrichtungen der Bauart Membrantrockner aufgrund der Investitions- und Energiekosten nicht wirtschaftlich sind. Beispiele hierfür sind Anlagen bei Zahnärzten. Auch gegenüber anderen üblichen Bauarten von Trocknungsvorrichtungen ergeben sich ähnliche Vorteile. Adsorptionstrockner werden beispielsweise ebenfalls mit einem Spülluftverlust betrieben. Kälte trockner benötigen zusätzliche elektrische Energie zum Betrieb des Kältekompressors.The invention makes it possible to generate compressed air with a humidity that corresponds to the humidity of the ambient air. In many applications, this degree of dryness is sufficient so that the device and the method according to the invention can play out their economic advantage. This applies in particular to small, oil-free compressed air compressors and pumps as well as blowers, for which conventional drying devices of the membrane dryer type are not economical due to the investment and energy costs. Examples of this are systems at dentists. Similar advantages result over other conventional types of drying devices. Adsorption dryers are also operated with a purge air loss, for example. Refrigeration dryers require additional electrical energy to operate the refrigeration compressor.
Ein sinnvoller Bereich, das erfindungsgemäße Verfahren zu betreiben und die Vorrichtung zu nutzen, ist stark von den einzelnen Nebenbedingungen wie Größe der Anlage, klimatische Bedingungen usw. abhängig. Typischerweise liegt der Bereich bei einer Umgebungsfeuchte von bis zu 100%, vorzugsweise unter 90%.A sensible area for operating the method according to the invention and using the device is heavily dependent on the individual secondary conditions such as the size of the system, climatic conditions, etc. The range is typically at an ambient humidity of up to 100%, preferably below 90%.
Nun ist es zwar beispielsweise aus EP 0 397 204 oder EP 0 547 355 bekannt, dass ein Kompressor nicht unmittelbar aus der Umgebungsluft an- saugt, vielmehr durch einen Teilraum eines Membranfilters. Dabei handelt es sich aber um Anlagen zur Luftzerlegung, beispielsweise Sauerstoff- oder Stickstoffgewinnung. Die Membranen sind also nicht für Wasserdampf selektiv durchlässig, sondern für Gase und es erfolgt ein Aufschaukeln des Gehalts an einem speziellen, gewünschten Gases, das am Ausgang entnommen wird.Now it is known, for example from EP 0 397 204 or EP 0 547 355, that a compressor does not come directly from the ambient air. sucks, rather through a subspace of a membrane filter. However, these are plants for air separation, for example oxygen or nitrogen extraction. The membranes are therefore not selectively permeable to water vapor, but to gases, and the content of a special, desired gas is rocked up and is taken off at the outlet.
In einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Saugeinlass des Kompressors zusätzlich mit einer Ansaugleitung verbunden ist, die zur Umgebung hin offen ist und in der ein Drosselmittel, insbesondere eine einstellbare Drossel, vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein Mischbetrieb durchgeführt werden, der Kompressor kann also sowohl über den Spülluftweg, als auch über die separate Ansaugleitung Umgebungsluft Ansaugen. Die Anteile können durch Einstellen der Drossel, falls diese einstellbar ist, vorzugsweise stufenlos variiert werden.In a preferred development of the invention it is proposed that the suction inlet of the compressor is additionally connected to a suction line which is open to the environment and in which a throttle means, in particular an adjustable throttle, is provided. Mixed operation can be carried out in this way, so the compressor can draw in ambient air both via the purge air path and via the separate suction line. The proportions can preferably be varied continuously by adjusting the throttle, if this is adjustable.
In einer Weiterbildung ist es auch möglich, im Spülluftweg ein Ventil vorzusehen, das zwischen 100 % Direktluft aus der Umgebung und 100 % Ansaugen nur durch den Spülluftweg beliebig eingestellt werden kann.In a further development, it is also possible to provide a valve in the purge air path which can be set as desired between 100% direct air from the environment and 100% suction only through the purge air path.
Schließlich ist es in einer Weiterbildung der Erfindung möglich, das Verfahren so zu betreiben, dass zusätzlich ein Sensor für Umgebungsfeuchte vorgesehen ist und dass das Verfahren in Abhängigkeit vom Signal dieses Sensors wie folgt betrieben wird: a) Geringe Luftfeuchtigkeit, z.B. unter etwa 20 bis 30 %: Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Einlass des Kompressors, dem Spüllufteingang wird keine Spülluft zugeführt; b) Normale Luftfeuchtigkeit: Das Ansaugen von Druckluft erfolgt zumindest teilweise, vorzugsweise 100 % über den Spüllufteingang und c) Hohe Luftfeuchtigkeit, z.B. über etwa 60, 70, oder 80 %: Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Saugeinlass des Kompressors, dem Spüllufteingang wird ein Teilstrom der am Druckluftausgang verfügbaren, zuvor entspannten Luft zugeleitet, der Spülluftausgang ist zur Umgebung hin offen, die Spülluft strömt aus dem Spülluftausgang ins Freie.Finally, in a further development of the invention it is possible to operate the method in such a way that a sensor for ambient humidity is additionally provided and that the method is operated as follows depending on the signal from this sensor: a) Low air humidity, for example below about 20 to 30 %: Ambient air is sucked in directly at the inlet of the compressor, no purge air is supplied to the purge air inlet; b) Normal air humidity: The intake of compressed air takes place at least partially, preferably 100% via the purge air inlet and c) High air humidity, e.g. above about 60, 70 or 80%: Ambient air is drawn in directly at the suction inlet of the compressor, A partial flow of the previously relaxed air available at the compressed air outlet is fed to the purge air inlet, the purge air outlet is open to the surroundings, and the purge air flows out of the purge air outlet to the outside.
Bei dieser Verfahrensweise kann über den gesamten Bereich der Luftfeuchtigkeit die Vorrichtung wirtschaftlich betrieben werden.With this procedure, the device can be operated economically over the entire range of air humidity.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeige:Further advantages and features of the invention result from the remaining claims and the following description of non-restrictive exemplary embodiments of the invention, which are explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing show:
FIG. 1 : Eine prinzipielle Darstellung der Vorrichtung zur Produktion getrockneter Druckluft mit einem Kompressor, mit nachgeschaltetem Wärmetauscher und Abscheider mit Abieiter und mit einem Trockner, wobei die gesamte Ansaugluft zugleich als Spülluft dient,FIG. 1: A basic representation of the device for the production of dried compressed air with a compressor, with a downstream heat exchanger and separator with drain and with a dryer, the entire intake air also serving as purge air,
FIG. 2: eine Darstellung wie Figur 1, jedoch mit zusätzlichen Merkmalen, insbesondere einer zusätzlichen Zuleitung von Ansaugluft ohne Durchlauf durch den Spülluftbereich des Trockners undFIG. 2: a representation like FIG. 1, but with additional features, in particular an additional supply of intake air without passing through the purge air area of the dryer and
FIG. 3: eine Darstellung einer Vorrichtung mit einem Feuchtesensor, einer Steuereinheit und Dreiwegeventilen, ansonsten ähnlich Figur 2.FIG. 3: an illustration of a device with a moisture sensor, a control unit and three-way valves, otherwise similar to FIG. 2.
Aus Figur 1 ist ein Kompressor 20 ersichtlich, der einen Saugeinlass 22 und einen Druckauslass 24 hat. Der Druckauslass 24 ist über eine Leitung mit einem Drucklufteingang 26 eines Trockners 28 verbunden. Dazwischen sind ein Wärmetauscher 56 zur Absenkung der Verdichtungstemperatur und ein Abscheider 58 mit zugeordnetem Abieiter zur Abführung kondensierter Wasserdampfanteile, die die Druckluft nicht mehr halten kann, angeordnet. Der Trockner 28 ist ein Membrantrockner, derartige Trockner sind an sich bekannt und müssen hier nicht separat beschrieben werden, nur beispielhaft wird auf US 5, 002,590 oder GB 1 440 963 A verwiesen. Der Trockner 28 hat ein Gehäuse 30, das hier nur schematisch dargestellt ist, es wird durch eine in seinem Gehäuseinneren angeordnete Membran in zwei Teilräume 32, 34 unterteilt. Der in der Figur obere Teilraum 32 wird mit Druckluft beschickt, durch den Drucklufteingang 26 einströmende Druckluft tritt am Druckluftausgang 36 aus. Sie streicht dabei an der Membran entlang.1 shows a compressor 20 which has a suction inlet 22 and a pressure outlet 24. The pressure outlet 24 is connected via a line to a compressed air inlet 26 of a dryer 28. In between are a heat exchanger 56 for lowering the compression temperature and a separator 58 with an associated drain for removing condensed water vapor, which the compressed air can no longer hold. The dryer 28 is a membrane dryer, such dryers are known per se and do not have to be described here separately, reference is made to US Pat. No. 5,002,590 or GB 1,440,963 A only by way of example. The dryer 28 has a housing 30, which is shown only schematically here; it is divided into two sub-spaces 32, 34 by a membrane arranged in the interior of the housing. The upper part 32 in the figure is supplied with compressed air, and compressed air flowing in through the compressed air inlet 26 exits at the compressed air outlet 36. It strokes the membrane.
Der in der Figur untere Teilraum 34 dient der Spülluft. Spülluft tritt durch einen Spüllufteingang 38 ein, strömt an der Membran entlang und tritt an einem Spülluftausgang 40 wieder aus. In bekannter Weise strömt die Spülruft im Gegenstrom zur Druckluft, was durch Pfeile, die sich in den Teilräumen 32, 34 befinden, angedeutet ist.The lower part 34 in the figure serves the purge air. Purge air enters through a purge air inlet 38, flows along the membrane and exits again at a purge air outlet 40. In a known manner, the scavenging stream flows in countercurrent to the compressed air, which is indicated by arrows that are located in the subspaces 32, 34.
Der Spüllufteingang 38 ist zur Umgebung hin offen. An der offenen Stelle ist ein Pfeil 42 eingezeichnet, der das Einströmen von Umgebungsluft symbolisieren soll. Der gesamte Luftstrom, der vom Kompressor 20 angesaugt wird, strömt bei 42 am Spüllufteingang 38 ein. Er strömt durch den Spülluftausgang 40 durch eine daran angeschlossene Leitung 44, die den Spülluftaus- gang 40 mit dem Saugeinlass 22 verbindet.The purge air inlet 38 is open to the environment. An arrow 42 is drawn in the open position and is intended to symbolize the inflow of ambient air. The entire air flow that is sucked in by the compressor 20 flows in at 42 at the purge air inlet 38. It flows through the purge air outlet 40 through a line 44 connected to it, which connects the purge air outlet 40 to the suction inlet 22.
Am Druckluftausgang 36 kann ein Verbraucher angeschlossen werden.A consumer can be connected to the compressed air outlet 36.
Figur 2 zeigt prinzipiell dieselbe Vorrichtung, jedoch zusätzlich weitere Merkmale. Es werden im wesentlichen diese zusätzlichen Merkmale im folgenden beschrieben: Am Druckluftausgang 36 ist ein Rückschlagventil 46 angeschlossen. Weiterhin ist ein Anlaufentlastungsventil 48 am Druckluftausgang 36 vorgesehen. Beide ermöglichen einen Leichtanlauf des Druckluftkompressors 20 bei fehlendem Gegendruck.Figure 2 shows in principle the same device, but additional features. Essentially, these additional features are described below: A check valve 46 is connected to the compressed air outlet 36. Furthermore, a start relief valve 48 is provided at the compressed air outlet 36. Both enable the air compressor 20 to start easily in the absence of back pressure.
Weiterhin ist im Einsaugweg ein Ansaugfilter 50 vorgesehen, der es vermeidet, dass Schmutz aus der Umgebungsluft in die Vorrichtung gelangt. Der Auslass des Ansagfilters 50 ist nicht nur mit dem Spüllufteingang 38 verbunden, vielmehr ist er auch mit einer Ansaugleitung 52 verbunden, in der sich eine Drossel 54, die vorzugsweise einstellbar ist, befindet. Hinter der Drossel 54 mündet die Ansaugleitung 52 in die Leitung 44. Von dort ab strömen Spülluft und direkt über die Drossel 54 angesaugte Luft zusammen durch die Leitung 44.Furthermore, a suction filter 50 is provided in the suction path, which prevents dirt from the ambient air from getting into the device. The outlet of the announcement filter 50 is not only connected to the purge air inlet 38, but is also connected to an intake line 52 in which there is a throttle 54, which is preferably adjustable. After the throttle 54, the suction line 52 opens into the line 44. From there, purge air and air sucked in directly via the throttle 54 together through the line 44.
Wiederum ist in der Leitung zwischen Kompressor 20 und Drucklufteingang 26 ein Wärmetauscher 56 vorgesehen, der mit der Umgebungsluft in Kontakt steht, dadurch wird die heisskomprimierte Druckluft gekühlt, sie gibt einen Teil ihrer Wärmeenergie an die Umgebung ab. Weiterhin ist an dieser Stelle ein Abscheider 58 hinter dem Wärmetauscher 56 vorgesehen, über den die beim Abkühlen entstehenden, kondensierten Wasserdampfanteile abgeschieden werden. Er kann vorteilhafterweise gekühlt sein, so dass der Ab- scheidungseffekt noch vergrößert ist.Again, a heat exchanger 56 is provided in the line between the compressor 20 and the compressed air inlet 26, which is in contact with the ambient air. As a result, the hot-compressed air is cooled, and it releases part of its thermal energy to the environment. Furthermore, a separator 58 is provided at this point behind the heat exchanger 56, by means of which the condensed water vapor components formed during cooling are separated off. It can advantageously be cooled, so that the deposition effect is increased.
Hinter dem Abscheider 58 kann auch ein Filter für die Druckluft vorgesehen sein, es ist in Figur 2 nicht eingezeichnet.A filter for the compressed air can also be provided behind the separator 58, it is not shown in FIG. 2.
Figur 3 schließlich zeigt eine Vorrichtung gemäß Figur 1, die nun aber ausgebildet ist für einen Betrieb in verschiedenen Bereichen der Luftfeuchtigkeit. Hierzu ist in der Leitung 44 ein erstes Dreiwegeventil 60 eingefügt, das einen dritten, zur Umgebung hin offenen Eingang 62 hat. Über dieses erste Dreiwegeventil 60 kann wahlweise mehr oder weniger Umgebungsluft direkt aus der Umgebung, also ohne Passieren des Spülluftweges, in den Kompressor 20 eingeleitet werden. Weiterhin ist ein zweites Dreiwegeventil 64 zwischen Spülluftausgang 40 und Leitung 44 angeordnet. Es ermöglicht, dass die austretende Spülluft wahlweise in die Leitung 44 oder direkt in die Umgebung abgegeben wird. Hierzu hat auch dieses Dreiwegeventil 64 einen An- schluss 66, der zur Umgebung hin offen ist. Schließlich ist ein drittes Dreiwegeventil 68 vorgesehen, das am Spüllufteingang 38 angeordnet ist und dessen einer Ventilweg über eine Leitung mit dem Druckluftausgang 36 verbunden ist, während der andere Ventilweg zur Umgebung hin offen ist. Im ersten Ventilweg ist noch eine eingezeichnete Entspannvorrichtung vorgesehen. Durch das dritte Dreiwegeventil 68 kann die Spülluft nur aus der Umgebung, nur aus der getrockneten Druckluft oder in Mischung beider Zustände bezogen werden.FIG. 3 finally shows a device according to FIG. 1, but which is now designed for operation in different areas of atmospheric humidity. For this purpose, a first three-way valve 60 is inserted in line 44, which has a third inlet 62 that is open to the environment. This first three-way valve 60 can optionally direct more or less ambient air be introduced into the compressor 20 from the surroundings, that is to say without passing through the purge air path. Furthermore, a second three-way valve 64 is arranged between the purge air outlet 40 and line 44. It enables the exiting purge air to be discharged either into line 44 or directly into the environment. For this purpose, this three-way valve 64 also has a connection 66 which is open to the surroundings. Finally, a third three-way valve 68 is provided, which is arranged at the purge air inlet 38 and one valve path of which is connected to the compressed air outlet 36 via a line, while the other valve path is open to the environment. In the first valve path, a relaxation device is also shown. By means of the third three-way valve 68, the purge air can only be drawn from the environment, only from the dried compressed air or in a mixture of both states.
Es ist ein Feuchtesensor 70 vorgesehen, der die Luftfeuchtigkeit misst. Sein Signal liegt an einer Steuereinheit 72 an, die die drei Dreiwegeventile 60, 64 und 68 betätigt. Es werden folgende Zustände eingestellt:A moisture sensor 70 is provided, which measures the air humidity. Its signal is applied to a control unit 72, which actuates the three three-way valves 60, 64 and 68. The following states are set:
Luftfeuchtigkeit deutlich unterhalb etwa 20-30 %: Das erste Dreiwegeventil 60 ist nur zum Eingang 62 offen. Das Ansaugen von Luft durch den Kompressor 20 erfolgt nun nur über den Eingang 62 und nicht über die Leitung 44. Die Stellung des zweiten Dreiwegeventils 64 ist unerheblich, da der Trockner nicht benutzt wird. Die Stellung des dritten Dreiwegeventils 68 wird so gewählt, dass kein Anteil der erzeugten Druckluft am Druckluftausgang 36 zum Spüllufteingang 38 hinströmen kann.Humidity well below about 20-30%: The first three-way valve 60 is only open to the inlet 62. Air is now drawn in by the compressor 20 only via the inlet 62 and not via the line 44. The position of the second three-way valve 64 is immaterial since the dryer is not used. The position of the third three-way valve 68 is selected such that no portion of the compressed air generated at the compressed air outlet 36 can flow to the purge air inlet 38.
Normale Luftfeuchtigkeit, beispielsweise 50 %: Es wird ein Betrieb wie gemäß Figur 1 durchgeführt. Hierzu ist das erste Dreiwegeventil 60 so gestellt, dass ein Ansaugen über den Eingang 62 nicht erfolgt, vielmehr nur über die Leitung 44. Das zweite Dreiwegeventil 64 ist so gestellt, dass Luft nur in die Leitung 44 einströmt, nicht aber aus dem Anschluss 66 ausströmen kann. Das dritte Dreiwegeventil 68 ist so gestellt, dass lediglich über den Pfeil 42 Luft eingesaugt wird, aber kein Anteil der Druckluft am Druckluftausgang 36 in den Spüllufteingang 38 gelangen kann.Normal air humidity, for example 50%: An operation as in FIG. 1 is carried out. For this purpose, the first three-way valve 60 is set in such a way that suction does not take place via the inlet 62, but rather only via the line 44. The second three-way valve 64 is set such that air only flows into the line 44 but does not flow out of the connection 66 can. The third three-way valve 68 is set such that only via the arrow 42 Air is sucked in, but no portion of the compressed air at the compressed air outlet 36 can reach the purge air inlet 38.
Luftfeuchtigkeit über etwa 60-80 %: Das Ansaugen erfolgt ausschließlich über den Eingang 62, das erste Dreiwegeventil 60 ist also so gestellt, dass durch die Leitung 44 kein Ansaugen erfolgen kann. Das zweite Dreiwegeventil 64 ist so gestellt, dass die Spülluft ausschließlich über den Anschluss 66 ausströmt, nicht aber in die Leitung 44 einströmen kann. Das dritte Dreiwegeventil 68 ist schließlich so gestellt, dass keine Luft aus der Umgebung im Sinne des Pfeile 42 einströmen kann, vielmehr nur getrocknete Druckluft für die Spülung verwendet wird.Air humidity above about 60-80%: The suction takes place exclusively via the inlet 62, the first three-way valve 60 is thus set such that no suction can take place through the line 44. The second three-way valve 64 is set such that the purge air flows out exclusively via the connection 66, but cannot flow into the line 44. The third three-way valve 68 is finally set so that no air from the environment can flow in the direction of arrows 42, rather only dried compressed air is used for flushing.
In den Übergangsbereichen zwischen den drei beschriebenen Zuständen können abrupte Umschaltungen erfolgen, in diesem Fall ist eine Mischfunktion der Dreiwegeventile nicht notwendig. Vorzugsweise werden aber gleitende Übergänge zwischen den benachbarten Zuständen erfolgen. In diesem Fall liegen im Umschaltbereich Mischzustände vor, hierfür sind als Mischventile ausgebildete Dreiwegeventile geeignet.Abrupt switchovers can occur in the transition areas between the three described states; in this case, a mixed function of the three-way valves is not necessary. Preferably, however, there will be smooth transitions between the neighboring states. In this case, there are mixed states in the switchover range; three-way valves designed as mixing valves are suitable for this.
In bekannter Weise kann jedes Dreiwegeventil durch zwei einzelne Ventile ersetzt werden. In a known manner, each three-way valve can be replaced by two individual valves.

Claims

Bezeichnung: Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft aus UmgebungsluftPatentansprüche Description: Device and method for the production of dried compressed air from ambient air
Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft, mitDevice for the production of dried compressed air by suction, compression and drying of ambient air, with
- einem Kompressor (20), der einen Saugeinlass (22) und einen Druckauslass (24) aufweist und- A compressor (20) having a suction inlet (22) and a pressure outlet (24) and
- mit einem Trockner (28) für Druckluft mit einem Gehäuse (30), a) das einen Drucklufteingang (26) für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass (24) des Kompressors (20) verbunden ist, b) das einen Druckluftausgang (36) für getrocknete Druckluft aufweist, c) das einen Spüllufteingang (38) und d) einen Spülluftausgang (40) hat, e) und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses (30) in zwei Teilräume (32, 34) aufteilt, wobei in einem Teilraum (32) die Druckluft zwischen dem Drucklufteingang (26) und dem Druckluftausgang (36) entlang streicht und in dem anderen Teilraum (34) Spülluft zwischen Spüllufteingang (38) und Spülluftausgang (40) entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Kompressors (20) mit dem Spülluftausgang (40) verbunden ist, dass der Spüllufteingang (38) für das Ansaugen von Umgebungsluft offen ist, sodass zumindest ein Teil, vorzugsweise 100 %, der vom Kompressor (20) aus der Umgebung angesaugten Luft durch den Spüllufteingang (38) strömt, und dass sich zwischen Druckauslass (24) des Kompressors (20) und Drucklufteingang (26) des Trockners (28) ein Abscheider (58), der vorzugsweise gekühlt ist, und/ oder ein Wärmetauscher (56) befindet.- With a dryer (28) for compressed air with a housing (30), a) which has a compressed air inlet (26) for moist compressed air, which is connected to the pressure outlet (24) of the compressor (20), b) which has a compressed air outlet ( 36) for dried compressed air, c) which has a purge air inlet (38) and d) a purge air outlet (40), e) and in which a membrane filter, preferably a bundle of hollow fiber membranes, is arranged, which is selectively permeable to water vapor and the interior divides the housing (30) into two subspaces (32, 34), in which the compressed air between the compressed air inlet (26) and the compressed air outlet (36) sweeps along and in the other subspace (34) purge air between the purge air inlet ( 38) and the purge air outlet (40) along, in particular in the opposite direction to the compressed air, characterized in that the input of the compressor (20) is connected to the purge air outlet (40), that the purge air inlet (38) for the Sucking in ambient air is open, so that at least part, preferably 100%, of the air sucked in by the compressor (20) from the environment flows through the purge air inlet (38), and that there is between the pressure outlet (24) of the compressor (20) and the compressed air inlet ( 26) of the dryer (28) is a separator (58), which is preferably cooled, and / or a heat exchanger (56).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugeinlass (22) des Kompressors (20) zusätzlich mit einer Ansaugleitung (52) verbunden ist, die eine zur Umgebungsluft offene Ansaugseite und eine Drosseleinrichtung, vorzugsweise eine einstellbare Drossel (54), aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the suction inlet (22) of the compressor (20) is additionally connected to a suction line (52) which has a suction side open to the ambient air and a throttle device, preferably an adjustable throttle (54) ,
3. Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft, bei welchem Verfahren3. Process for the production of dried compressed air by suction, compression and drying of ambient air, in which process
- das Ansaugen und Verdichten mittels eines Kompressors (20) erfolgt, der einen Saugeinlass (22) und einen Druckauslass (24) aufweist und- The suction and compression takes place by means of a compressor (20) which has a suction inlet (22) and a pressure outlet (24) and
- das Trocknen der Druckluft mittels eines Trockners (28) für Druckluft erfolgt, der ein Gehäuse (30) aufweist, a) das einen Drucklufteingang (26) für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass (24) des Kompressors (20) verbunden ist, b) das einen Druckluftausgang (36) für getrocknete Druckluft aufweist, c) das einen Spüllufteingang (38) und d) einen Spülluftausgang (40) hat, e) und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses (30) in zwei Teilräume (32, 34) aufteilt, wobei in einem Teilraum (32) auf einer Filterseite die Druckluft zwischen den Drucklufteingang (26) und dem Druckluftausgang (36) entlang streicht und in dem anderen Teilraum (34) auf der anderen Fil- terseite Spülluft zwischen Spüllufteingang (38) und Spülluftausgang (40) entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugen von Umgebungsluft im wesentlichen, vorzugsweise vollständig durch den Spüllufteingang (38) erfolgt, dass die Umgebungsluft durch den Spüllufteingang (38) über den Spülluftausgang (40) in den Saugeinlass (22) des Kompressors (20) ein strömt und dass ein Abscheiden von Kondensat durchgeführt wird.- The compressed air is dried by means of a dryer (28) for compressed air, which has a housing (30), a) which has a compressed air inlet (26) for moist compressed air, which is connected to the pressure outlet (24) of the compressor (20) , b) which has a compressed air outlet (36) for dried compressed air, c) which has a purge air inlet (38) and d) a purge air outlet (40), e) and in which a membrane filter, preferably a bundle of hollow fiber membranes, is arranged, which is selective is permeable to water vapor and the interior of the housing (30) divided into two sub-rooms (32, 34), in a sub-room (32) on a filter side the compressed air between the compressed air inlet (26) and the compressed air outlet (36) sweeps along and in the other subspace (34) on the other fil- The purge air on the side sweeps between the purge air inlet (38) and the purge air outlet (40), in particular in the opposite direction to the compressed air, characterized in that ambient air is drawn in essentially, preferably completely, through the purge air inlet (38), that the ambient air passes through the purge air inlet (38 ) flows through the purge air outlet (40) into the suction inlet (22) of the compressor (20) and that condensate is separated.
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Sensor (70) für Umgebungsfeuchte vorgesehen ist und dass das Verfahren in Abhängigkeit vom Signal dieses Sensors (70) wie folgt betrieben wird: d) Geringe Luftfeuchtigkeit, z.B. unter etwa 20 oder 30 %: Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Einlass des Kompressors (20), dem Spüllufteingang (38) wird keine Spülluft zugeführt; e) Normale Luftfeuchtigkeit: Das Ansaugen von Druckluft erfolgt zumindest teilweise, vorzugsweise 100 % über den Spüllufteingang (38) und f) Hohe Luftfeuchtigkeit, z.B. über etwa 60, 70 oder 80 %: Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Saugeinlass (22) des Kompressors (20), dem Spüllufteingang (38) wird ein Teilstrom der am Druckluftaus- gang (36) verfügbaren, zuvor entspannten Luft zugeleitet, der Spülluftausgang (40) ist zur Umgebung hin offen, die Spülluft strömt aus dem Spülluftausgang (40) ins Freie.4. The method according to claim 4, characterized in that a sensor (70) for ambient humidity is additionally provided and that the method is operated as a function of the signal of this sensor (70) as follows: d) Low air humidity, e.g. below about 20 or 30%: ambient air is sucked in directly at the inlet of the compressor (20); no purge air is fed to the purge air inlet (38); e) Normal air humidity: The intake of compressed air takes place at least partially, preferably 100% via the purge air inlet (38) and f) High air humidity, e.g. About 60, 70 or 80%: Ambient air is sucked in directly at the suction inlet (22) of the compressor (20), the purge air inlet (38) is fed a partial flow of the previously relaxed air available at the compressed air outlet (36), which Purge air outlet (40) is open to the environment, the purge air flows out of the purge air outlet (40) to the outside.
5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Be- triebszustände a) bis c) so betrieben werden, dass in den Übergangsbereichen zwischen a) und b) sowie zwischen b) und c) Mischzustände auftreten, also jeweils a) und b) bzw. b) und c) teilweise durchgeführt werden. 5. The method according to claim 5, characterized in that the three operating states a) to c) are operated such that mixed states occur in the transition regions between a) and b) and between b) and c), that is to say a) and b) or b) and c) are partially carried out.
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