DE4029372A1 - Verdichteranlage zur erzeugung von druckluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdichteranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der Praxis ist es bekannt, einem Verdichter zur Reinigung der Ansaugluft einen Luftfilter vorzuschalten.

Aus der DE-PS 29 50 131 ist es bekannt, einem Verdichter eine Kälteanlage vorzuschalten, um die Ansaugluft des Verdichters auf ca. -20 Grad Celsius abzukühlen, wodurch bei der Erzeugung der Druckluft der Energieaufwand verringert sein soll, ohne daß eine aufwendige Nachtrocknung der komprimierten Luft erforderlich wäre.

Hierbei hat sich nun gezeigt, daß es sehr wichtig ist, daß die bei der Abkühlung der Luft entstehenden Kondensattröpfchen bzw. Eiskristalle vor der Verdichtung der Luft annähernd vollständig entzogen werden müssen, um die genannten Vorteile, wie insbesondere auch eine Senkung des Drucktaupunktes, zu erreichen. In vielen Anwendungsfällen wird die durch die Vorkühlung der Luft ermöglichte Energieeinsparung erst erreicht, wenn die Nachkühlung der Druckluft entbehrlich wird.

Eine durch die Umlenkung des Luftstromes bewirkte Abscheidung der Eiskristalle, wie üblicherweise vorgenommen, reicht nicht aus. Ebenso ist eine Abscheidung der Eiskristalle allein durch Zyklone ungenügend.

Zur Verdeutlichung wird folgendes ausgeführt: Bei einer angenommenen Ansauglufttemperatur von 25 Grad Celsius und einer relativen Feuchtigkeit von 70% beträgt der Wassergehalt der Ansaugluft 0,70×23 g= 16 g Wasser/m³ Luft. Bei einer beispielhaften Abkühlung der Luft vor der Verdichtung auf -30 Grad Celsius beträgt der Wasserdampfanteil noch 0,3 g Wasser/m³ Luft und der Rest von 15,7 g Wasser/m³ Luft ist als Eiskristall vorhanden.

Vergleicht man nun unter Vernachlässigung des Wasserdampfanteils eine Abscheidung bezüglich der Eiskristalle von 80% zu einer fast vollständigen Abscheidung (99%), so ergibt sich bei der 80% Abscheidung immer noch ein Wassergehalt von 0,2×15,7=3,1 g Wasser/m³ Luft; d. h. zusammen mit dem Wasserdampfanteil also bei 80% Abscheidung 0,3+3,1=3,4 g Wasser/m³. Bei einem Abscheidungsgrad von 99% ergibt sich ein Wassergehalt von 0,01×15,7 g Wasser/m³ Luft in Form von Eiskristallen. Zusammen mit dem Wasserdampfanteil ergibt sich bei 99% Abscheidung der Eiskristalle ein Wassergehalt von (0,3+0,01×15,7)= 0,45 g Wasser/m³ Luft.

Nach der Verdichtung der Luft auf beispielsweise 11 bar (a) würde sich der Wassergehalt auf das Elffache erhöhen, d. h. bei 80% Abscheidung auf 5,5 g Wasser/m³ Luft und bei 99% Abscheidung auf 5,5 g Wasser/m³ Luft, wodurch sich bei 80% Abscheidung ein Drucktaupunkt von 34 Grad Celsius und bei 99% Abscheidung ein Drucktaupunkt von nur 2 Grad Celsius ergäbe. Das angeführte Beispiel ist in Diagrammform in Fig. 1 und 2 dargestellt.

Aus diesen Absolutwerten ist zu entnehmen, daß bei einer 80% Abscheidung der Eiskristalle trotz der vorgesehenen Ansaugluftkühlung eine Lufttrocknung nach dem Verdichter notwendig wird, bei einer 99% Abscheidung jedoch nicht.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt das Problem der Erfindung darin, eine Verdichteranlage zu schaffen, bei der dem Verdichter gekühlte Ansaugluft zugeführt wird, die annähernd frei ist von Wasser in Flüssig- oder Festzustand.

Gelöst wird dieses Problem mit einer Verdichteranlage mit den Merkmalen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Weitere Ausgestaltungen nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen einen an sich bekannten Luftfilter, der für den vorgesehenen Verdichter eine ausreichende Filterfläche aufweist, zwischen einer an sich bekannten Kälteanlage und einem üblichen Verdichter anzuordnen, so daß eine Abscheidung der in der Kälteanlage angefallenen Eiskristalle zu annähernd 100% erfolgt.

Vorzugsweise werden dabei einer Kälteanlage zwei Filtersysteme nachgeschaltet, wobei das eine enteist werden kann, während das andere den Betrieb aufrecht erhält.

Weiterhin können bei Verwendung von mehreren Kälteanlagen jeder Kälteanlage mindestens ein getrenntes Filtersystem nachgeschaltet sein, wobei zusätzlich jedem Filter zur Vorabscheidung noch ein Zyklonfilter zugeordnet sein kann. Die Enteisung der Filter kann gleichzeitig mit der Enteisung der ihnen zugeordneten Kälteanlage erfolgen.

Ein zusätzlicher, der Kälteanlage vorgeschalteter Luftfilter zur Staubfilterung ist im allgemeinen nicht erforderlich, da diese hiergegen normalerweise nicht empfindlich ist.

Claims (3)

1. Verdichteranlage zur Erzeugung von Druckluft, bestehend aus einem Luftfilter bzw. einer Zyklon- Filterkombination, mindestens einer Kälteanlage und einem Verdichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter bzw. die Zyklon-Filterkombination, zwischen Kälteanlage und Verdichter geschaltet ist.

2. Verdichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftfilter zwei unabhängig voneinander arbeitende Filtersysteme vorgesehen sind, wobei jedes Filtersystem aus einem Luftfilter bzw. einer Zyklon-Filterkombination bestehen kann.

3. Verdichteranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kälteanlage mindestens ein Filtersystem zugeordnet ist.