DE4201486A1

DE4201486A1 - Oelfreie schraubenkompressoranlage

Info

Publication number: DE4201486A1
Application number: DE4201486A
Authority: DE
Inventors: Akira Suzuki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-01-24
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1992-07-30
Also published as: US5413467A; JPH04252887A

Description

Die Erfindung betrifft eine ölfreie Schraubenkompressor anlage und insbesondere eine Anlage, welche eine Kombina tion aus einem ölfreien Schraubenkompressor und einem Turbolader zur Erzeugung von reiner komprimierter Luft aufweist, die frei von Ölnebel ist.

Ein ölfrei arbeitender Schraubenkompressor ist ein Schrau benverdichter, der einen männlichen Rotor und einen weibli chen Rotor, die gedreht werden und dabei miteinander eine kontaktfreie Eingriffsbeziehung aufrechterhalten, d. h. es wird dauernd ein geringes Spiel zwischen dem männlichen Rotor und dem weiblichen Rotor während der Drehung auf rechterhalten, sowie ein einen Kompressionsraum bildendes Gehäuse aufweist, in welchem der männliche Rotor und der weibliche Rotor aufgenommen sind, wobei dauernd ein gerin ges Spiel zwischen den Rotoren und dem Gehäuse aufrecht erhalten wird. Der Schraubenkompressor ist so gestaltet, daß kein Öl in den Kompressionsraum für Schmier-, Kühl- und Abdichtungszwecke zugeführt wird. Ein solcher Schraubenkom pressor in ölfreier Bauweise wird zweckmäßigerweise zur Erzeugung von reiner komprimierter Luft eingesetzt, die frei von Ölnebel ist.

Die Erfindung ist nicht auf den Aufbau des ölfreien Schrau benkompressors selbst gerichtet. Zum Verständis der Erfin dung wird jedoch der Aufbau des ölfreien Schraubenkompres sors erläutert, ehe die Erfindung als solche beschrieben wird.

In Schraubenkompressoren der ölfreien Bauweise wird dem Kompressionsraum, in welchem die Rotoren aufgenommen sind, kein Öl zugeführt. Es besteht jedoch die Gefahr, daß das Öl zum Schmieren der Lager, in denen die Rotoren gelagert sind, in den Kompressionsraum eintritt. Das Öl möchte in den Kompressionsraum durch die freien Räume zwischen den Wellen, die mit den Rotoren verbunden sind, und der Wand des Gehäuses eintreten, welches die Wellen umschließt. Es war deshalb bisher übliche Praxis, Ölabschirmeinrichtungen zwischen den Wellen und dem Kompressionsraum vorzusehen.

Anhand von Zeichnungen wird der Stand der Technik näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt einen ölfreien Schraubenkompressor nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1,

Fig. 3 im Axialschnitt den ansaugseitigen Wellenabschnitt von Fig. 1

Fig. 4 im Axialschnitt den schwimmenden Schraubendichtungs ring von Fig. 3,

Fig. 5 im Axialschnitt den förderseitigen Wellenabschnitt von Fig. 1

Fig. 6 im Axialschnitt den stationären Schraubendich tungsring von Fig. 5 und

Fig. 7 eine konventionelle einstufige ölfreie Schraubenkom pressoranlage.

Der in Fig. 1 bis 6 gezeigte einstufige ölfreie Schrauben kompressor ist in der US-A-44 87 563 beschrieben. Bei diesem Schraubenkompressor sind in einem Kompressionsraum, der von einem Gehäuse begrenzt wird, ein männlicher Rotor 1 mit einer zahnförmigen Wendel 1a und Wellenabschnitten 12a und 12c sowie ein weiblicher Rotor 2 mit einer zahnförmigen Wendel 2a und Wellenabschnitten 12b und 12d angeordnet, wobei sie in einem kämmenden Eingriff miteinander gehalten sind.

Das Gehäuse hat ein Hauptgehäuse 3, ein ansaugseitiges Gehäuse 4, das mit dem Hauptgehäuse 3 durch Bolzen ver bunden ist und einen stirnseitigen Deckel 5, der ebenfalls mit dem Hauptgehäuse 3 durch Bolzen verbunden ist, wobei das Hauptgehäuse 3 den Kompressionsraum in der Form von zwei zylindrischen Bohrungen bildet, die einander schnei den.

Die Wellenabschnitte 12a und 12c des männlichen Rotors 1 und die Wellenabschnitte 12b und 12d des weiblichen Rotors 2 durchdringen das Gehäuse. An den Wellenabschnitten 12a, 12b, 12c und 12d sind jeweils Wellendichtungseinrichtungen 8a, 8b, 8c und 8d an Stellen angebracht, wo sie das Gehäuse durchdringen. Die Wellendichtungseinrichtungen 8a, 8b, 8c und 8d befinden sich nahe bei den Rotoren, um die Wellen abzudichten und um zu verhindern, daß verdichtetes Gas (verdichtete Luft) nach außen aus dem Kompressionsraum im Leckstrom abfließt und um Öl zum Schmieren der Lager davon abzuhalten, in den Kompressionsraum von den Lagern aus einzutreten.

Die beiden Rotoren 1 und 2 sind in dem Gehäuse über Radial lager 6a, 6b, 6c und 6d für die Aufnahme von radialen Belastungen und durch Axiallager 7a, 7b, 7c und 7d für die Aufnahme von Axialbelastungen gelagert.

An den vorderseitigen Wellenschnitten der Rotoren 1 und 2 ist ein Paar von ineinander greifenden Steuerzahnrädern 9 und 10 angebracht, wodurch sich die Rotoren 1 und 2 drehen können, obwohl sie keinen Kontakt miteinander haben. An dem Ende des saugseitigen Wellenabschnitts 12a des männlichen Rotors 1 ist ein Ritzel 11 angebracht, das von einem nicht gezeigten Zugzahnrad angetrieben wird. Wenn von einer Antriebsquelle eine Treibkraft auf das Ritzel 11 übertragen wird, werden der männliche Rotor 1 und der weibliche Rotor 2, die ein Paar bilden, synchron miteinander über die Steuerzahnräder 10 in Drehung versetzt, während sie über einen kleinen freien Raum im Abstand voneinander angeordnet sind. Als Folge wird ein Gas (Luft) durch Ansaugung über einen Ansaugkanal 31 und eine nicht gezeigte Ansaugöffnung in eine Kompressionskammer gesaugt, die zwischen den Schraubenwendeln 1a und 2a der Rotoren 1 und 2 begrenzt sind. Wenn sich die Rotoren 1 und 2 drehen, wird die Ver bindung zwischen der Kompressionskammer und der Ansaugöff nung unterbrochen und die Kompressionskammer verkleinert allmählich ihr Volumen, so daß das Gas (Luft) in der Kom pressionskammer verdichtet und durch eine nicht gezeigte Förderöffnung abgeführt und für verschiedene Zwecke ver wendet wird. In dem Gehäuse 3 ist ein Kühlmantel 32 so ausgebildet, daß er den Kompressionsraum umgibt. Von außen wird ein Kühlmittel, wie Wasser, zugeführt und durch den Kühlmantel 32 umgewälzt.

Fig. 3 zeigt im einzelnen den Wellenabschnitt 12b des weiblichen Rotors 2 auf seiner Ansaugseite. Die Rotoren 1 und 2 sind im wesentlichen gleich gebaut, so daß die Be schreibung des Wellenabschnitts 12a des männlichen Rotors 1 auf seiner Ansaugseite entfallen kann. Eine Dichtungsein richtung 13 in kontaktfreier Bauweise zum Abdichten der Wellenabschnitte gegenüber dem Gas (Luft) hat Ringe, die aus Kohlenstoff oder Harz, wie Polytetrafluoräthylen gebil det werden und nebeneinander angeordnet sind. Dem Radial rollenlager 6b wird Schmiermittel zugeführt, das in Strah len abgegeben wird, und zwar über eine Ölzuführleitung 28 und eine Öffnung 30, die in einem Lagergehäuse 29 ausgebil det sind. Nach dem Durchgang durch das Lager 6b wird der Hauptteil des Schmiermittels über eine Ölabführleitung 26 abgeführt. Der Kompressionsraum, in welchem die Rotoren 1 und 2 angeordnet sind, hat ein Ansaugende 24, in welchem dauernd ein Unterdruck herrscht, der im unbelasteten Be trieb steigt. Dadurch wird dauernd Luft in einen Raum 55 durch Ansaugung über eine Verbindungsleitung 16 mit der Atmosphäre und eine Vielzahl von Öffnungen 15, die in einem Laternenring 14 ausgebildet sind, geführt, so daß der Raum 55, der zwischen dem Laternenring 14 und dem Wellenab schnitt 12b ausgebildet ist, sich dauernd auf einem Unter druck befindet, der während des nichtbelasteten Betriebs zunimmt. Dadurch ist es erforderlich, ein Ölabschirmein richtung mit hoher Dichtungsfähigkeit vorzusehen, um zu verhindern, daß das von dem Lager 6b abgeführte Öl in den Kompressionsraum gesaugt wird. Für diesen Zweck wird eine Schraubendichtungseinrichtung verwendet, die in der Lage ist, eine ausreichende Dichtungsfunktion über eine Pumpwir kung auszuführen, wenn sich die Wellen drehen. Die Schrau bendichtung hat eine Dichtungsfähigkeit, die im wesentli chen umgekehrt proportional zum radialen Spielraum zwischen der Welle und der Schraubendichtung ist, so daß ein Schrau bendichtungsring 25 in schwimmender Bauweise eingesetzt wird, um das radiale Spiel auf ein Minimum zu reduzieren.

Der Schraubendichtungsring 21 ist auf seiner Innenfläche mit einem wendelförmigen Schraubengang 23 und einer Gang fußnut 22 versehen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn sich der Schaftabschnitt 12b in der durch eine Pfeil in Fig. 3 gekennzeichneten Richtung dreht, wird das Gas (Luft) in der Gangfußnut 22 aufgrund seiner Viskosität gezogen und strömt durch den Raum 55 in die Richtung des Lagers 6b, wobei eine Pumpwirkung erfolgt, um das Öl in Richtung des Lagers abzuführen. Der Schraubendichtungsring 21 ist durch eine Wellenfeder oder eine Schraubenfeder 20 gegen den Laternenring 14 so gedrückt, daß sie stirnseitigen Kontakt miteinander haben. Daß der Dichtungsring 21 radial beweg lich ist, kann verhindert werden, daß der Dichtungsring 21 in Kontakt mit dem Wellenabschnitt 12b kommt, wenn der Spielraum zwischen dem Dichtungsring 21 und dem Wellen abschnitt 12b etwas größer als der radiale Spielraum des Lagers 6b ist, wodurch der Dichtungsring 21 eine hohe Dich tungfähigkeit erhält. Ferner ist ein Ring 18 vorgesehen, der eine Ölabführöffnung 25 aufweist. Zwischen dem Later nenring 14 und dem Ring 18 ist ein O-Ring 17 angeordnet, der verhindert, daß Öl im Leckstrom zu einem Außenumfang des Laternenrings 14 fließt.

Fig. 5 zeigt im einzelnen den Schaftabschnitt 12d des weiblichen Rotors 2 auf dessen Förderseite. Da die Rotoren 1 und 2 im wesentlichen gleich aufgebaut sind, erübrigt sich eine Beschreibung des Wellenabschnitts 12c des männ lichen Rotors 1 auf dessen Förderseite. Zur Abdichtung der Wellenabschnitte gegen ein Gas (Luft) ist eine Dichtungs einrichtung 40 in kontaktfreier Bauweise vorgesehen, die genauso aufgebaut ist wie die bereits beschriebene Dich tungseinrichtung 13. Dem radialen Rollenlager 6d und dem axialen Rollenlager 7d wird Schmiermittel zugeführt, daß in Form von Strahlen abgegeben wird, und zwar über eine Ölzu führleitung 49 und kleine Öffnungen 51 und 52 die in einem Ölzuführungsring 50 vorgesehen sind. Nach dem Durchgang durch das Lager 6d wird der Hauptteil des Schmiermittels durch eine Ölabführleitung 48 abgeführt. Das förderseitige Ende 56 des Kompressionsraums befindet sich dauernd auf einem Überdruck, der höher ist als der Atmosphärendruck, so daß ein Teil des Gases (der Luft) an die Atmosphäre durch die Gasdichtungseinrichtung 40 aus einer Verbindungsleitung 46 mit der Atmosphäre freigesetzt wird. Somit herrscht in dem Raum 57 dauernd ein Überdruck. Es besteht deshalb keine Gefahr, daß Öl durch Ansaugung in den Kompressionsraum gelangt. Es ist jedoch erforderlich, Einrichtungen vor zusehen, die verhindern, daß Öl im Leckstrom nach außen über die Verbindungsleitung 46 mit der Atmosphäre nach dem Durchgang durch die Lager 6d abfließt. Die Dichtungsring einrichtung für die Wellenabschnitte auf der Vorderseite brauchen keine hohe Dichtungsfähigkeit haben, so daß ein Schraubendichtungsring 42 in radial stationärer Bauweise mit einem relativ großen radialen Spiel verwendet werden kann. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Schraubendich tungsring 42 auf seiner Innenfläche mit einem wendelförmi gen Schraubengang 44 und einer Schraubennut 45 versehen. Wenn sich der Wellenabschnitt 12d in Richtung des in Fig. 5 gezeigten Teils dreht, erfüllt der Dichtungsring 42 seine Dichtungsfunktion durch seine Pumpwirkung. An einem Außen umfang des Schraubendichtungsrings 42 ist ein O-Ring 53 angebracht, der verhindert, daß Öl nach außen im Leckstrom durch den Spielraum zwischen dem Gehäuse 3 und der äußeren Umfangsfläche des Dichtungsrings 42 abströmt. Der Schrau bendichtungsring 42 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 43 für die Freigabe von Gas (Luft) an die Atmosphäre versehen. Die Wellendichtungseinrichtung 40 und der Schraubendich tungsring 42 sind durch eine Wellenfeder 41 gegen einen Schnappring 47 gedrückt.

Dies zeigt, daß bei dem ölfreien Schraubenkompressor das Eintreten von Schmieröl aus den Lagern in den Kompressions raum unterbunden wird, um ölfreie Luft mit hohem Druck zu erzeugen.

Der herkömmliche ölfreie Schraubenkompressor in einstufiger Bauweise ist so angeordnet, daß er die Luft direkt aus der Atmosphäre in den Kompressor ansaugt, wie dies in JP-A-1 44 917 oder in der US-A-44 87 563 gezeigt ist.

Fig. 7 zeigt eine Anlage zur Erzeugung von komprimierter Luft unter Verwendung eines ölfreien Schraubenkompressors in einstufiger Bauweise. Der ölfreie Schraubenkompressor 101 saugt dabei Atmosphärenluft durch seine Einlaßöffnung 101a an, komprimiert die Luft auf einen vorgegebenen Mano meterdruck von gewöhnlich 7 bar und führt die komprimierte Luft über seine Auslaßöffnung 101b ab, wo sie über ein Förderrohr 102 zu einem Vorkühler 103 geführt wird, in dem die komprimierte Luft gekühlt wird. Die vom Vorkühler 103 gekühlte komprimierte Luft wird dann über ein Rückschlag ventil 104 in einen Nachkühler 105 geführt, wo sie weiter abgekühlt wird. Dann wird sie über ein Auslaßrohr 108 zur Nutzungsstelle befördert. Zum Kühlen des Öls, das zu den Rotorwellenlagern und anderen zu schmierenden Abschnitten in dem Kompressor 101 geführt wird, dient ein in Fig. 1 gezeigter Ölkühler 106. Ferner ist ein Kühler zum Kühlen des Kühlmittels vorgesehen, das in den Kühlmantel 32 von Fig. 1 und 2 des Kompressors 101 transportiert wird. Zum Kühlen der Kühler dient ein Kühlgebläse 109. Die Luft des Gebläses 109 wird durch eine Luftauslaßöffnung 110 abge führt.

Gewöhnlich möchte man reine und ölfreie komprimierte Luft mit einem Manometerdurck in der Größenordnung von etwa 7 bar erzeugen. Andererseits macht es der ölfreie Schrauben kompressor erforderlich, eine beträchtliche Temperatur steigerung bei der Luftkompression in Betracht zu ziehen, da sich kein Schmiermittel in dem Kompressionsraum befindet und demzufolge keine Kühlwirkung durch Schmieröl erreicht werden kann.

Bei dem konventionellen einstufigen ölfreien Schraubenkom pressor wird in der einzigen Stufe der Druck auf einen Manometerdruck von etwa 7 bar erhöht, so daß die Temperatur der geförderten Luft auf eine Höhe von 320°C bis 380°C angehoben wird. Es ist deshalb erforderlich, den freien Raum zwischen den Rotoren zu vergrößern, um zu verhindern, daß die Rotoren aufgrund ihrer Wärmeausdehnung miteinander in Kontakt kommen, was zur Folge hat, daß der gesamte adiabatische Wirkungsgrad des Kompressors auf 50 bis 55% sinkt, was eine Verringerung der Kompressorleistung bedeu tet. Außerdem ist die Temperatur der geförderten Luft sehr hoch, so daß die Maschinentoleranz gering und das Maschi nenmaterial begrenzt sind, wodurch folglich die Maschinen betriebssicherheit verschlechtert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die erläuterten Nachteile des herkömmlichen ölfreien Schraubenkompressors auszuschließen und eine ölfreie Schraubenkompressoranlage zur Bereitstellung von ölfreier komprimierter Luft zu schaffen, in welcher ein erforderli ches Verdichtungsverhältnis des ölfreien Schraubenkompres sors so abgesenkt wird, daß die Temperatur der geförderten Luft verringert wird, womit der freie Raum zwischen den Rotoren des Kompressors sowie die Begrenzung des verwende ten Materials verringert werden kann, um als Folge die Betriebssicherheit und Leistung des ölfreien Schraubenkom pressors zu steigern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine ölfreie Schraubenkompressoranlage zur Erzeugung von komprimierter Luft aus der Atmosphäre gelöst, die einen ölfreien Schrau benkompressor mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Förder öffnung für die komprimierte Luft sowie einen Turbolader zum Ansaugen von Luft aus der Atmosphäre und zur Erhöhung des Drucks der angesaugten Luft aufweist, wobei der Turbo lader eine Förderöffnung hat, die mit der Lufteinlaßöffnung des ölfreien Schraubenkompressors verbunden ist.

Erfindungsgemäß wird ferner eine ölfreie Schraubenkompres soranlage zur Erzeugung von komprimierter Luft aus der Atmosphäre vorgesehen, die einen ölfreien Schraubenkom pressor mit einer Lufteinlaßöffnung und einer Förderöffnung für die komprimierte Luft, einen Turbolader zum Ansaugen von Luft aus der Atmosphäre und zum Steigern des Drucks der angesaugten Luft, wobei der Turbolader eine Luftförderöff nung hat, und einen Zwischenkühler aufweist, der zwischen die Luftförderöffnung des Turboladers und die Lufteinlaß öffnung des ölfreien Schraubenkompressors geschaltet ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine ölfreie Schraubenkompressoranlage der beschriebe nen Art bereitgestellt, bei welcher der Druck der aus der Atmosphäre angesaugten Luft mit Hilfe des Turboladers auf 2·10⁴ bis 5·10⁴ Pa (2000-5000 mmWS) erhöht wird.

Bei der erfindungsgemäßen ölfreien Schraubenkompressor anlage wird der Druck der Luft aus der Atmosphäre durch die Einwirkung des Turboladers erhöht und dann durch den öl freien Schraubenkompressor auf einen geforderten Druck verdichtet, wodurch man Druckluft mit hohem Druck erhält, die aus dem Kompressor abgeführt wird. Somit kann das Verdichtungsverhältnis des ölfreien Schraubenkompressors, das erforderlich ist, um den gewünschten Druck der Druck luft zu erhalten, verringert werden, während die Temperatur der Förderluft erniedrigt werden kann. Bei der Bauweise, bei welcher die Luft durch den erwähnten Zwischenkühler geführt wird, wird die von dem Turbolader abgeführte Luft durch den Zwischenkühler gekühlt und dann in den ölfreien Schraubenkompressor eingeführt, so daß die Temperatur der von dem Kompressor geförderten Luft weiter abgesenkt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Anlage läßt sich reine kompri mierte Luft herstellen, die frei von Ölnebel ist. Ferner kann die Temperatur der Förderluft aus dem ölfreien Schrau benkompressor beträchtlich auf 250°C bis 310°C abgesenkt werden. Als Folge kann der freie Raum zwischen dem männ lichen Rotor und dem weiblichen Rotor bzw. der freie Raum zwischen diesen Rotoren und dem Gehäuse auf ein Minimum reduziert werden. Die Begrenzung hinsichtlich des verwende ten Materials wird kleiner, so daß die Auslegungstoleranz gesteigert und die Betriebssicherheit des ölfreien Schrau benkompressors merklich erhöht werden kann.

Der Spielraum zwischen dem männlichen Rotor und dem weibli chen Rotor des ölfreien Schraubenkompressors kann um 20 bis 40 µm verringert werden. Das Verdichtungsverhältnis des Kompressors kann auf 5,24 bis 6,515 reduziert werden, was zur Folge hat, daß ein Luftleckstrom durch den Spielraum zwischen den Rotoren merklich reduziert werden kann. Somit wird die Leistung des ölfreien Schraubenkompressors verbes sert und die Temperatur der Förderluft kann abhängig von der Absenkung des Kompressionsverhältnisses verringert werden.

Die ölfreie Schraubenkompressoranlage ist günstig in der Herstellung, ermöglicht die Bereitstellung von Förderluft mit niedriger Temperatur und hat eine hohe Leistung.

Die Erfindung wird weiter anhand von Fig. 8 erläutert, in der schematisch einen ölfreie Schraubenkompressoranlage dargestellt ist.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Anlage kann ein ölfreier Schraubenkompressor 101 der Bauweise der US-A-44 87 563 verwendet werden. Bei der Anlage ist ein Turbolader 111 - über einen Zwischenkühler 112 mit der Ansaugseite des ölfreien Schraubenkompressors 101 verbunden.

Der Turbolader 111 hat ein Gehäuse 111b mit einer Ansaug öffnung 111a und einen Laufrad 111d, das für die Rotation in dem Gehäuse 111b angeordnet ist. Das Laufrad 111d hat Schaufeln 111c und eine Welle 111e. Die Welle 111e ist drehbar in einem nicht gezeigten ölgeschmierten Lager abgestützt, das in einer vorgegebenen Position angeordnet ist, die bezüglich des Gehäuses 111b zu linken Seite von Fig. 8 hin festgelegt ist. An dem Teil des Gehäuses 111b, wo die Welle 111e hindurchgeht, ist eine Dichtungseinrich tung angeordnet, die keinen Kontakt mit der Welle hat und bewirkt, daß eine Viskositätspumpenfunktion bewirkt wird, wie dies beispielsweise die Dichtungseinrichtung 21 von Fig. 4 tut. Dafür kann eine Labyrinthdichtung verwendet werden. Die Dichtungseinrichtung dient dazu, zu verhindern, daß Öl in das Gehäuse 111b eintritt.

Das Laufrad 111d des Turboladers 111 dreht sich mit 20 000 bis 50 000 Upm und wirkt so, daß Luft aus der Atmosphäre durch die Einlaßöffnung 111a angesaugt wird und daß der Druck der Luft auf 2·10⁴ bis 5·10⁴ Pa (2000 bis 5000 mmWS), also auf einen Manometerdruck von 0,2 bis 0,5 bar gesteigert wird. Die Temperatur der Luft wird aufgrund des Druckanstiegs erhöht. Die Luft mit hoher Temperatur wird über eine Auslaßöffnung 111f abgeführt und strömt dann durch einen Zwischenkühler 112. Der Zwischenkühler 112 ist ein luftgekühlter oder wassergekühlter Wärmeaustauscher. Wenn ein luftgekühlter Wärmeaustauscher verwendet wird, wird die aus dem Turbolader 111 abgeführte Luft auf eine Temperatur abgekühlt, die etwa um 3°C bis 5°C höher als die Temperatur der Atmosphäre ist. Im Falle eines wasser gekühlten Wärmeaustauschers wird die Luft auf eine Tempera tur abgekühlt, die etwa um 5°C höher als die des Kühl wassers ist.

Die Luft, deren Druck erhöht worden ist und die durch den Zwischenkühler 112 abgekühlt worden ist, wird dann durch eine Einlaßöffnung 101a in den ölfreien Schraubenkompressor 101 angesaugt, wo der Druck der Luft auf einen vorgegebenen Druck, gewöhnlich einen Manometerdruck von 7 bar, erhöht wird. Die Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck wird durch eine Förderöffnung 101b zu einem Rohr 102 und dann zu einem Vorkühler 103 geführt, der dazu dient, die Luft auf etwa 120°C abzukühlen. Die so abgekühlte Luft wird durch ein Rückschlagventil 104 zu einem Nachkühler 105 geführt, der die Luft weiter auf etwa 55°C abkühlt. Die abgekühlte Luft mit hohem Druck wird über eine Förderleitung 101 zur Benutzungsstelle transportiert. Zum Kühlen des Vorkühlers 103 und des Nachkühlers 105 wird ein Gebläse 109 verwendet. Das Gebläse 109 kühlt auch in einem Ölkühler 106 das Öl, das zum Schmieren der Rotorwellen des ölfreien Schrauben kompressors 101, nämlich der Lager 6a, 6b, 6c und 6d von Fig. 1 verwendet wird, sowie zum Kühlen des Kühlmittels eines Kühlers 107, das durch den Kühlmantel 32 von Fig. 1 des ölfreien Schraubenkompressors 101 geführt wird.

Durch die Kombination aus Turbolader 111 und ölfreiem Schraubenkompressor 101 kann reine komprimierte Luft er zeugt werden, die frei von Ölnebel ist. Das Verdichtungs verhältnis des ölfreien Schraubenkompressors 101 kann beträchtlich verringert werden, nämlich auf 5,240 bis 6,515, verglichen mit dem des herkömmlichen einstufigen ölfreien Schraubenkompressors, das etwa 7,786 beträgt. Als Folge kann die Temperatur der von dem ölfreien Schrauben kompressor 101 geförderten Luft auf etwa 250°C bis 310°C verringert werden, was 40°C bis 70°C weniger als bei dem herkömmlichen einstufigen ölfreien Schraubenkompressor ist. Dementsprechend kann der freie Raum zwischen den Rotoren des ölfreien Schraubenkompressors um etwa 20 bis 40 µm verringert werden, wodurch die Leistung des ölfreien Schraubenkompressors verbessert und die Temperatur der Förderluft verringert werden kann.

Der in Fig. 8 gezeigte Zwischenkühler 112 kann weggelassen werden. In diesem Fall dient der Turbolader 111 zur Ver ringerung des Kompressionsverhältnisses des ölfreien Schraubenkompressors 101 und zur Verringerung der Tempera tur der Förderluft.

Claims

1. Ölfreie Schraubenkompressoranlage zur Erzeugung von komprimierter Luft aus der Atmosphäre, gekenn zeichnet durch einen ölfreien Schraubenkom pressor (101) mit einer Lufteinlaßöffnung (101a) und einer Förderöffnung (101b) für verdichtete Luft und mit einem Turbolader (111) zum Ansaugen von Luft aus der Atmoshäre und zur Erhöhung des Drucks der ange saugten Luft, wobei der Turbolader (111) eine Luftför deröffnung (111f) aufweist, die mit der Lufteinlaßöff nung (101a) des ölfreien Schraubenkompressors (101) verbunden ist.

2. Ölfreie Schraubenkompressoranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zwischenküh ler (112), der zwischen die Förderöffnung (111f) des Turboladers (111) und die Lufteinlaßöffnung (101a) des ölfreien Schraubenkompressors (101) geschaltet ist.

3. Ölfreie Schraubenkompressoranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbolader (111) den Druck der aus der Atmosphäre angesaugten Luft um 2·10⁴ bis 5·10⁴ Pa (2000 bis 5000 mmWs) erhöht.