DE8601519U1

DE8601519U1 - Luftgekühlter, insbesondere fahrbarer Kompressor

Info

Publication number: DE8601519U1
Application number: DE19868601519
Authority: DE
Original assignee: Pressluft-Frantz 6000 Frankfurt De GmbH
Current assignee: Pressluft-Frantz 6000 Frankfurt De GmbH
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1986-01-22
Publication date: 1987-10-01

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen luftgekühlten, insbesondere fahrbaren Kompressor mit integrierter Druckluftaufbereitung, mit einem verdienter, insbesondere einem Schrauben- ,· verdichter , und mit einem Antriebsaggregat, insbesondere einem j Dieselmotor, für den Verdichter. '

Bei derartigen, beispielsweise im Baugewerbe eingesetzten | luftgekühlten Kompressoren ist die Druckluftqualität hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes als zu naß zu bezeichnen. Infolgedessen können sich beim Betrieb von Druckluftwerkzeugen durch das anfallende Kondensat bedingte Funktionsstörungen ergeben. So fallen beispielsweise bei einer 1O-cbm-Schraubenverdichteranlage pro Tag, je nach herrschender Luftfeuchtigkeit, rund 30 1 Wasser an. Bereits ab 10° C Ansaugtemperatur kann es durch den Temperaturabfall der sich entspannenden Luft zu einer Vereisung der Werkzeuge kommen. Das Wasser behindert .·.■ in den Werkzeugen auch die notwendige Schmierung. Erhöhter Verschleiß und Materialdefekte sind die Folge. ^;

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen luftgekühlten Kompressor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Druckluft hinsichtlich des Feuchtigkeitsgehaltes verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein luftgekühlter, mit einem Kondensatabscheider versehener Nachkühler im Druckluftstrom angeordnet ist, um die verdichtete Luft von der Verdichtungstemperatur am Nachkühlereintritt auf eine Temperatur von etwa 10° C über Ansaugtemperatur abzukühlen, und daß im Nachkühler ein Wärmetauscher zum Nachwärmen der Druckluft vorgesehen ist, der auf der Ablauftseite im Abgasbereich des Antriebsaggregats angeordnet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird also ein luftgekühlter, insbesondere fahrbarer Kompressor mit integrierter Druckluftaufbereitung vorgeschlagen, bei dem die durch die Komprimierung erwärmte Luft, bei einem modernen Schraubenverdichter auf etwa 60° C über Ansaugtemperatur, mit einem überdimensionierten Nachkühler auf eine Temperatur abgekühlt wird, die etwa 10° C über der Ansaugtemperatur liegt. Hierbei konden-

B siert ein erheblicher Teil des in der Luft vorhandenen Wasser- Sf dampfes aus und kann durch den Kondensatabscheider ausgeschieden werden. Mit dieser Maßnahme erfolgt eine Kondensatausscheidung von etwa 80 %; noch 20 % Wasserdampf befinden sich in der Druckluft, die bei weiterer Reduzierung der Druckluft- | temperatur kondensieren und zu Betriebsstörungen führen könnten. Um dies zu vermeiden sieht die Erfindung die weitere Maßnahme vor, wonach dem Nachkühler ein Wärmetauscher zum Nachwärmen der Druckluft nachgeordnet ist, der auf der Abluftseite im Abgaskanal des Antriebsaggregates liegt. Hierdurch wird der Wärmeinhalt des Abgases des Antriebsaggregates un-

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mittelbar ausgenutzt. Die Druckluft wird dabei in dem Wärmetauscher wieder auf etwa 60° C über Ansaugtemperatur erwärmt und folglich die relative Luftfeuchtigkeit erheblich, beispielsweise von etwa 70 % auf etwa 10 %, reduziert, Berücksichtigt man beispielsweise, daß ein 3/4 Zoll-Schlauch ein burchsatzvermögen von 3 m³/min_r einen Tempersturverlust von 0,5° C/min, bezogen auf 20° C Außentemperatur, aufgrund von Abstrahlungswäre besitzt, so fallt bei einer Schlauchlänge von etwa 60 m kein Kondensat aus, so daß auch über diese Länge von dem erfindungsgemäßen Baukompressor "trockene" Luft geliefert werden kann. Mit dieser weiteren erfindungsgemäßen Maßnahme wird also vermieden, daß die in der Druckluft zunächst verbleibende Restluftfeuchte von 20 bis 25 % durch weiteren Wärmeverlust (wie er in Schlauchleitungen bzw. Druckbehältern auftreten kann) kondensiert. Durch das erfindungsgemäße Nachwärmen der Druckluft unter Ausnutzung de· Wärme des Abgases des Antriebsgases ist es möglich, auf äußerst wirtschaftliche Weise relativ trockene Luft (abhängig vom Schlauchdurchmesser und der Schlauchlänge) zu erzeugen und Schäden innerhalb der Verbraucher zu vermeiden. Außerdem eignet sich ein erfindungsgemäßer Kompressor dadurch auch auf hervorragende Weise für den Winterbetrieb.

Kompressoren der erfindungsgemäßen Art verfügen, bedingt durch die notwendigen Schalldämpfungsmaßnahmen, insbesondere wenn sie dieselgetrieben sind, über relativ große Kühlluftmengen, die den jeweiligen Maschinenteilen, insbesondere dem Antriebsaggregat, z.B. dem Dieselmotor, und/oder dem Verdichter zugeführt werden. Dieser Kompressor ist. daher ausreichend mit Zuluft- und Abluftschächten versehen. Bei einem erfindungsgemäßen luftgekühlten Kompressor mit einer Kühlluftführung für das Antriebsaggregat und/oder den Verdichter, welcher eine

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Zuluft- und eine Abluftseite aufweist, besteht daher ein weiteres Erfindungsmerkmal darin, daß der luftgekühlte Nachkühler in einem Kühlluftschacht der Zuluftseite angeordnet ist. Hierdurch wird die Wirtschaftlichkeit des Kompressors noch weiter wesentlich erhöht. Durch leichte Veränderung der Verkleidung des Kompressors gegenüber herkömmlichen Kofflpres-

soren kann der lüftgekühlte Nachkühler samt Konndensatabscheider in dem ohnehin vorhandenen Kühlluftschacht untergebracht werden.

Bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kondensatabscheider Luftleitbleche (, aufweist, die insbesondere in einem Kopfteil angebracht sind, um den Druckluftstrom in eine rotierende Bewegung zu versetzen. Aufgrund der verschiedenen spezifischen Gewichte sammeln sich die Wasser- bzw. Kondensattropfen an der Innenwand des Abscheiders und fließen von dort nach unten in einen Kondensatsammler, der zweckmäßig mit einer automatischen Schwimmerschaltung versehen ist, die, je nach Kondensatstand, öffnet und über eine Schlauchleitung das Kondensat nach außen abführt.

Ferner kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein zusätzliches, insbesondere federbelastetes Ventil vorgesehen sein, das bei jedem Regelvorgang des Verdichters öffnet, um anstehendes Kondensat im Kühler- bzw. Rohrleitungssystem auszublasen. Hierdurch wird ein Einfrieren verhindert.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß direkt nach - dem Nachkühler bzw. dem Kondensatabscheider ein Anschlußhahn ·■ für einen Atemluftschlauch angeordnet ist. Diese Maßnahme ist

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insbesondere von Bedeutung, wenn der Kompressor für das Sandstrahlen od. dgl. staubbildende Arbeiten eingesetzt wird, wobei der Arbeiter eine Atemschutzmaske trägt. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme erhält der Arbeiter saubere und gekühlte Luft. Ein Aktivkohlefilter kann leicht angebracht werden, um die ohnehin geringen Ölspuren, maximal 10 mg/m³ , gänzliche auszufiltern.

Der Wärmetauscher ist bei der Erfindung vorteilhafterweise als Rohrbündelwärmetauscher ausgeführt.

Um die Staubanteile in der angesaugten Luft möglichst gering zu halten, wird zweckmäßig die Verdichtungs- und Verbrennungsluft der Atmosphäre entnommen und nicht dem Innenraum der Kompressoranlage. Dazu ist es vorteilhaft, den Ansaugfilter vom Innenraum der Anlage möglichst weit nach oben zu verlegen.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegendpn Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen luftgekühlten fahrbaren Kompressor in Schrägansi :., und

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Fig. 2 schematisch den Aufbau eines die Erfindung aufweisenden Kompressors.

Fig. 1 zeigt einen luftgekühlten, fahrbaren, superr.challgedämpften Schraubenkompressor, welcher von einem Dieselmotor als Antriebsaggregat angetrieben wird. Der fahrbare Kompressor ist auf einem einachsigen Fahrgestell 32 angeordnet. Auf dem Fahrgestell 32 befindet sich ein kastenförmiger Aufbau 34, welcher einen luftgekühlten Dieselmotor und einen ölgekühlten Schraubenverdichter aufnimmt. Der vordere Teil des Aufbaus 34 bildet einen Zuluftschacht, in welchem ein luftgekühlter Nachkühler 24 samt Kondensatabscheider und automatischem Kondensatablaß angeordnet ist. Gleichfalls im vorderen Bereich des Aufbaus 34 ist soweit wie möglich oben außerhalb des Aufbaus 34 ein Ansaugfilter 36 angeordnet. Durch diese spezielle Anordnung außerhalb des Innenraums der Anlage wird die Verdichtungs- und Verbrennungsluft der Atmosphäre entnommen und nicht dem Innenraum. Die Verdichtungs- und Verbrennungstemperaturen sind dadurch um etwa 5° C niedriger und der Kühlluftstrom ist größer. Auch ergeben sich geringere Staubanteile der atmosphärischen Luft, weil der Ansaugort nach oben verlegt ist. Der Druckluftstrom wird durch Luftleitbleche, die im Kopfteil des Kondensatabscheiders angebracht sind, in eine rotierende Bewegung gebracht. Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte sammeln sich die Kondensattropfen an der Innenwand des Kondensatabscheiders und fließen von dort nach unten in eiiien Kondensatsammler, der je nach Kondensatstand durch eine automatische Schwimmerschaltung öffnet und über eine Schlauchleitung das Kondensat nach außen abführt. Ein zusätzliches federbelastetes Auslaßventil öffnet bei jedem Regelvorgang des Verdichters, um anstehendes Kondensat im Kühler bzw. Rohrleitungssystem auszulassen. Direkt nach dem Nachkühler- und

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Ausscheidesystem ist ein Anschlußhahn für einen Atemluftschlauch vorgesehen, mit welchem einem Arbeiter, z.B. beim Sandstrahlen, saubere und gekühlte Atemluft zugeführt werden kann.. Die Druckluft wird dann ".ber einen Wärmetauscher geführt, der im Abgasbereich des Antriebsaggregats, insbesondere eines Dieselmotors, angeordnet ist. Die Druckluft wird in dem beispielsweise als Rohrbündelwärmetauscher ausgebildeten Wärmetauscher z.B. auf etwa 60° C über Ausgangstemperatur erwärmt. Die relative Luftfeuchtigkeit wird damit von etwa 70 % auf etwa 10 % reduziert. Es ergeben sich dadurch folgender Zustandsgrößen der Luft:

Vor dem Ansaugfilter:
Außentemperatur + 20° C
Barometerrtand 760 mmHg
relative Luftfeuchtigkeit 70 %
absolute Feuchte 17 g/m³

am Entnahmehahn
Drucklufttemperatur + 80° C,
Betriebsdruck 7 bar
relative Luftfeuchtigkeit 10,3 %
absolute Feuchte 3,4 g/m³ .

Aus dem Schema der Fig. 2 in Verbindung mit der nachfolgenden Bezugszeichenliste ergibt sich dei konkrete Aufbau eines erfindungsgemäßen luftgekühlten Kompressors. Die Luft wird über ej&eegr; Luftfilter 1 angesaugt und dem Verdichter 3 zugeführt. In der Verbindungsleitung zwischen Luftfilter 1 und Verdichter 3 befindet sich emc Drosselklappe 2 mit Stellzylinder 13. In der ÖlLuft-Leitung 21 zwischen Verdichter 3 und Ölbehälter 5 mit ölfeinabscheider 6 befindet sich ein Rückschlagventil 4₄

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Die Luftleitung 19, an welche ein Druckbegrenzungsventil 8 angeschlossen ist, führt von dem Ölfeinabscheider 6 über ein Rückschlag- und Druckhalteventil 7 zu dem Nachkühler 24. Dem Nachkühler 24 folgt der Kondensatabscheider 29. An der untersten Stelle der Verbindungsleitung beider Aggregate 74, 29 ist ein Regel-Auslaßventil 25 und ein Aussetz-Abblaseventil 26 angeordnet, die jeweils bei Regelung des Verdichte ■ .5 3 bzw. beim Aussetzen öffnen und für ein Ablassen des Kondensats sorgen, um Einfrierungen zu vermeiden. Das sich aufgrund des Kondensatabscheiders 29 sammelnde kondensat wird nach unten über einen automatischen Kondensatablaß 27 abgelassen. Unmittelbar nach dem Kondensatabscheider 29 ist an die Druckluftleitung ein Atemluft-Anschlußhahn 28 angeschlossen. Die Druckluftleitung selbst führt durch einen Wärmetauscher 30 zu dem Anschlußhahn 31 für den Anschluß des druckluftbetriebenen Werkzeugs od. dgl. An den Ölbehälter 5 ist ein Sicherheitsventil 9 angeschlossen. Das für die Kühlung des Verdichters 3 bestimmte Öl des Ölbehälters 5 wird über die Ölleitung 20 und einen Ölfilter 14 durch einen Ölkühler 16 geführt, welcher von einem Lüfter 18 beaufschlagt wird. In einem Bypass zum Ölkühler 16 liegt ein von einem Thermostat 15 gesteuertes Regelventil. In der Ölleitung 20 zwischen Ölkühler 16 und Verdichter 3 liegt ein Öldruckhalteventil 17, welches über eine Steuerleitung 23 angesteuert wird, welche von der Verbindungsleitung zwischen Verdichter 3 und Rückschlagventil 4 abzweigt. Die Steuerleitung 23 führt auch zu einem Abblaseventil 10 in der Luftleitung 19 unmittelbar nach dem Ölfeinabscheider 6. Von dem Ölfeinabscheider 6 führt ferner eine Stcuerleitung 23 über einen Filter und Wasserabscheider 11 und ein Regelventil 12 zu dem Stelizy1inder 13. Der öifeinabscheider 6 ist ferner über eine Ölabsaugieitung 22 mit dem Verdichter 3 Verbunden»

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Bezugszeichenliste:

1	Luftfilter
2	Drosselklappe
3	Verdichter
A &tgr;	RÜckschl äyv&ij ti i
5	Ölbehälter
6	Ölfeinabscheider
7	Rückschlag- und Druckhalteventil
8	Druckbegrenzungsventil
9	Sicherheitsventil
10	Abblaseventil
&Idigr;1	Filter und Wasserabscheider
12	Regelventil
13	Stellzylinder
14	Ölfilter
15	Thermostat
16	Ölkühler
1 7	Ölrückhalteventil
18	Lüfter
19	Luftleitung
20	Ölleitung
21	Öl-Luft-Leitung
22	Ölabsaugleitung
23	Steuerleitung
24	Nachkühler
25	Regel-Auslaßventil
26	Aussetz-Abblaseventil
27	automatischer Kondensatablaß
28	Atemluft-Anschlußhahn
29	Kondensatabscheider
30	Wärmetauscher
31	Anschlußhahn
32	Fahrgestell
34	Aufbau
36	Ansaugfilter ·,,■ ;,, · ': ; " &iacgr; :
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I Pressluft-Frantz GmbH
I Flinschstraße 45

&Idigr; 6000 Frankfurt am Main 60

I Luftgekühlter, insbesondere fahrbarer Kompressor

Sch'utzansprüche:

I 1. Luftgekühlter, insbesondere fahrbarer Kompressor mit inte-

I grierter Druckluftaufbereitung, mit einem Verdichter (3),

I insbesondere einem Schraubenverdichter, und mit einem An-

1 triebsaggregat , insbesondere einem Dieselmotor, für den Ver-

I dichter (3), dadurch gekennzeichnet, daß ein luftgekühlter,

I mit einem Kondensatabscheider (29) versehener Nachkühler (24)

jj im Druckluftstrom angeordnet ist und daß dem NachkühiPr (24)

I ein Wärmetauscher (30) zum Nachwärmen der Druckluft nachgeord-

I net ist, der auf der Abluftseite im Abgasbereich des Antriebs-

f aggregates liegt.

\ 2. Luftgekühlter Kompressor nach Anspruch 1, mit einer Kühl-I luftführung für das Antriebsaggregat und/oder den Verdichter, welche eine Zuluft- und eine Abluftseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der luftgekühlte Nachkühler (24) in einem Kühlluftschacht der Zuluftseite angeordnet ist.

3. Luftgekühlter Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachkühler i24) ein Kreuzstrom-Kühler ist.

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4. Luftgekühlter Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatabscheider (29) Luftleitbleche aufweist, die insbesondere in einem Kopfteil angeordnet sind, um den Druckluftstrom in eine rotierende Bewegung zu versetzen.

5. Luftgekühlter Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatabscheider '29) einen automatischen Kondensatablaß (27) aufweist.

6. Luftgekühlter Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatabscheider (29) ein Kondensatablaß-Ventil (25) aufweist.

7. Luftgekühlter Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Nachkühler (24) bzw. dem Kondensatabscheider (29) ein Anschlußhahn (28) für einen Atemluftschlauch angeordnet ist.

8. Luftgekühlter Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (30) ein Rohrbündelwärmetauscher ist.

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