DE4207189C2 - Ölfreier Schraubenkompressor mit Flüssigkeitseinspritzung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen ölfreien Schraubenkompressor mit Flüssigkeitseinspritzung, der einen Durchlaß zum Einspritzen von Flüssigkeit an einer Einlaßöffnung eines Kompressors aufweist, wobei der Flüssigkeitsdurchfluß mit Hilfe eines Durchfluß-Steuerventils gesteuert wird.

Es ist aus dem Dokument US 42 89 461 ein Schraubenkompressor mit einem Durchflußsteuerventil und einer Temperatursensorik bekannt, mit dem die Auslaßgastemperatur bzw. die Temperaturdifferenz zwischen Einlaß- und Auslaßseite durch Variieren der Einspritzmenge einer Flüssigkeit durch das Durchflußsteuerventil gesteuert wird. Weiter ist aus der EP 01 72 430 B1 ein ölfreier Schraubenkompressor bekannt, bei dem die Flüssigkeitseinspeisung durch Ventile gesteuert wird, in Abhängigkeit der Temperatur des Fördermediums in der Auslaßleitung, die durch dort angeordnete Temperaturschalter festgestellt wird.

Darüber hinaus ist ein ölfreier Schraubenkompressor gemäß Fig. 2 bekannt, in dem ein Durchlaß 4 zum Einspritzen von Flüssigkeit an einer Ein­ laßöffnung 3 eines Kompressors 2 vorgesehen ist, wobei der Flüssigkeitsdurchfluß mit Hilfe eines Durchfluß-Steuerventils 1 gesteuert wird. Weiterhin ist ein Temperaturregler 6 vorgesehen, der die Gastemperatur in einem Auslaß 5 des Kompressors 2 erfassen und den Öffnungsgrad des Durchfluß- Steuerventils 1 steuern und die eingespritzte Flüssigkeitsmenge an der Einlaßöffnung 3 regeln kann, um die vorstehend beschriebene Temperatur auf der Gassättigungstemperatur zu halten.

In manchen Gasen, die mit einem Kompressor verarbeitet werden, wie beispielsweise Abgase oder Entlüftungsgase für Styrol-Monomer, entstehen Feststoffe wie Polymer aufgrund der Veränderung der Ge­ gebenheiten durch die Kompression. Die Erzeugung von Polymer wird besonders häufig durch die Temperaturerhöhung infolge der Kompres­ sion hervorgerufen. Um die Temperatur des komprimierten Gases so zu steuern, daß sie unter der Temperatur liegt, bei der Polymer entstehen kann, wird an der Einlaßöffnung 3 eine Flüssigkeit ein­ gespritzt, um die Temperatur eines komprimierten Gases auf einem bestimmten Wert zu halten, indem die gebundene Wärme der Flüssig­ keit genutzt wird. Genauer gesagt wird die Gastemperatur an dem Auslaß annähernd auf der Gassättigungstemperatur gehalten.

Wie vorstehend beschrieben, wird bei der herkömmlichen Vorrichtung die eingespritzte Flüssigkeitsmenge so bestimmt, daß die Gastemperatur an dem Auslaß 5 annähernd auf der Gassättigungs­ temperatur gehalten wird. In einigen Teilen des Kompressors 2 wird jedoch beobachtet, daß die Gastemperatur höher ist als die Gassättigungstemperatur, und dadurch war es unmöglich, die Entstehung von Polymer als Feststoff zu verhindern. Folglich neigt dieses Polymer dazu, an den (nicht gezeigten) Schraubenschaufeln im Kompressor zu haften und dabei zu Störungen zu führen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen ölfreien Schraubenkompressor zu schaffen, der es ermöglicht, die Erzeugung von Polymer in jedem beliebigen inneren Teil des Kompressors zu verhindern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schraubenkompressor mit den im Patentanspruch aufgeführten Merkmalen gelöst.

Mit dieser Konstruktion wird die Temperatur in jedem Teil im Inneren des Kompressors unter der Temperatur gehalten, bei der Polymer erzeugt wird, und Verunreinigungen werden von einem die Sättigungsmenge überschreitenden Teil der Flüssigkeit entfernt, so daß die Erzeugung von an den Schraubenschaufeln haftenden Fremdbestandteilen ausgeschaltet ist, wodurch mechanisch der Betrieb des Kompressors in einem Übergangszustand, wie bei­ spielsweise im Start- und Stop-Betrieb, stabilisiert wird. Weiter­ hin ist der Betrieb während einer Schaltperiode von einem Über­ gangszustand in einen normalen Betriebszustand und umgekehrt durch allmähliches Vergrößern oder Verkleinern der Menge der Einspritzflüssigkeit, das heißt durch Steuern der Änderungsrate der einge­ spritzten Flüssigkeitsmenge stabilisiert und auch die Dichtungs­ funktion zwischen den Schraubenschaufeln verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Blockdarstellung eines erfindungsgemäßen ölfreien Schraubenkompressors.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung eines herkömmlichen ölfreien Schraubenkompressors.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen ölfreien Schraubenkompres­ sor, der im wesentlichen dem in Fig. 2 gezeigten Kompressor gleicht, außer, daß zusätzlich ein Durchflußregler 11 und ein Wählschalter 12 vorgesehen sind, wobei dieselben Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet sind und deren Erklärung weggelassen ist.

Der Durchflußregler 11 reguliert den Öffnungsgrad des Durchfluß- Steuerventils, um allmählich den Flüssigkeitsdurchfluß von der an der Einlaßöffnung 3 eingespritzten Flüssigkeitsmenge zum Halten der Gastemperatur an der Auslaßstelle 5 auf der Gas­ sättigungstemperatur auf die Flüssigkeitsmenge zu vergrößern, bei der die Konzentration der Flüssigkeitskomponente an der Einlaßöffnung 3 einen vorbestimmten Wert, vorzugsweise 300 ppm, erreicht, oder umgekehrt, um den Flüssigkeitsdurchfluß von dem vorstehend genannten, vorbestimmten Wert allmählich auf die vor­ stehend genannte eingespritzte Flüssigkeitsmenge zu senken. Der Wählschalter 12 schaltet die Steuerfunktion zur Steuerung des Öffnungsgrades des Durchfluß-Steuerventils 1 vom oder auf den Tem­ peraturregler 6, der in einem Übergangszustand arbeitet wie bei­ spielsweise im Start- und Stop-Betrieb des Kompressors 2, auf den oder vom Durchflußregler 11, der im normalen Betriebszustand außerhalb dieses Übergangszustandes arbeitet.

Im Einzelnen wird das Durchfluß-Steuerventil 1 in einem Über­ gangszustand, bei dem die Ansaugleistung klein ist, durch den Temperaturregler 6 zum Halten der Gastemperatur in dem Auslaß unter der Gassättigungstemperatur so gesteuert, daß kein Flüssig­ keitsdruck im Kompressor 2 entsteht. Wenn andererseits der Zustand des Kompressors auf normalen Betriebszustand geschal­ tet wird, tritt keine Flüssigkeitskompression auf, obwohl die Flüssigkeitsmenge etwas mehr wird als die Menge, die man zum Halten der Gastemperatur bei Gassättigungstemperatur innerhalb der Auslaßstelle 5 benötigt und die Steuerung wird auf die Steuerung durch den Durchflußregler 11 geschaltet, der die Flüssigkeits­ menge so regelt, daß sie ein wenig mehr ist als die vorstehend ge­ nannte eingespritzte Flüssigkeitsmenge.

Das Umstellen vom Übergangszustand auf den Normalbetriebszustand und umgekehrt kann aus der Drehzahl des rotierenden Bauteils des Kompressors 2 oder aus der Druckveränderung oder der­ gleichen, des Gases in dem Auslaß 5 ermittelt werden.

In der vorstehend beschriebenen Schaltperiode kann durch das allmähliche Vergrößern oder Verringern der eingespritzten Flüssig­ keitsmenge, das heißt durch Steuern der Änderungsrate der einge­ spritzten Flüssigkeitsmenge, das Auftreten einer abnormalen Vibration des Kompressors 2 verhindert werden und der Betrieb des Kompressors ist mechanisch stabilisiert.

Mit Hilfe dieser Anordnung wird die Temperatur in jedem Teil innerhalb des Kompressors unter der Temperatur gehalten, bei der Polymer erzeugt wird, und Fremdkörper, die an den Schneckenschaufeln haften, werden durch Flüssigkeit beseitigt, die über die Sättigungsmenge hinausgeht. Dadurch werden Störungen an der Vorrichtung verhindert, die durch Anhaften von Fremdkörpern hervorgerufen werden.

In einer Schaltperiode von einem Übergangs- in einen Normalbetriebszustand und umgekehrt ist mechanische Stabilität durch allmähliches Vergrößern oder Verkleinern der Flüssigkeits­ menge, das heißt durch Steuern der Änderungsrate der eingespritzten Flüssigkeitsmenge, gewährleistet. Darüberhinaus entsteht ein anderer Effekt, insofern als die Dichtung zwischen den Schaufeln verbessert ist.

Claims (1)

1. Ölfreier Schraubenkompressor, der einen Durchlaß zum Einspritzen von Flüssigkeit an dem Einlaß des Kompressors unter Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses durch ein Durchfluß-Steuerventil und
   einen Temperaturregler aufweist, der die Gastemperatur an dem Auslaß des Kompressors erfaßt und den Öffnungsgrad des Durchfluß-Steuerventils so steuert, daß die eingespritzte Flüssigkeitsmenge an der Einlaßöffnung die Gastemperatur an dem Auslaß auf einer Sättigungstemperatur hält, gekennzeichnet durch
   einen Durchflußregler (11), der den Öffnungsgrad des Durch­ fluß-Steuerventils (1) so steuert, daß der Flüssigkeitsdurchfluß allmählich von der für das Erreichen der Sättigungstemperatur eingespritzten Flüssigkeitsmenge auf eine Flüssigkeitsmenge vergrößert wird, bei der die Konzentration der Flüssigkeitskomponente an dem Einlaß (3) einen vorbestimmten Wert erreicht, oder von dem vorbestimmten Wert auf die für das Erreichen der Sättigungstemperatur eingespritzte Flüssigkeitsmenge verringert wird, und
   einen Wählschalter (12), der die Steuerfunktion des Öffnungsgrades des Durchfluß-Steuerventils (1) in einem Übergangszustand wie dem Start- und Stop-Betrieb des Kompressors (2) auf den Temperaturregler (6) umschaltet und im normalen Betriebszustand des Kompressors (2) auf den Durchflußregler (11) umschaltet.