DE2241920A1

DE2241920A1 - Verfahren zur minimierung des leistungsverbrauchs eines oelgeschmierten rotationskompressors und entsprechender kompressor

Info

Publication number: DE2241920A1
Application number: DE19722241920
Authority: DE
Inventors: Goro Sato
Original assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd
Current assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd
Priority date: 1971-08-25
Filing date: 1972-08-25
Publication date: 1973-03-01
Also published as: IT964237B; MY7500255A; GB1383569A; FR2151406A5

Description

uipl.-lng. A. Grü-Kcher ■ ·

D.'.-imj. H. Kin'- !r ,/ 2$. »n

ρ 5020 · ·

HOKUETSU KOGYO CO., LTD. No. 113-1, Ohtake stunden-, Oaza, Bunsui-cho, Ni shikan"bara-gun, Niigata-ken, Japan

Verfahren zur Minimierung des Leistungsverbrauchs eines ölgeschmierten Rotationskompressors und entsprechender Kompressor

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Minimierung des Leistungsverbrauchs eines ölgeschmierten Rotationskompressors, bei dem wenigstens ein Rotor ohne Eintritt von Ansaugluft gedreht wird.

Sie betrifft insbesondere ein Verfahren dieser Art für einen Kompressor, bei dem im lastfreien Betrieb ein Rotor oder Rotoren innerhalb einer entsprechenden Druckkammer oder Druckkammern gedreht werden, ohne daß Ansaugluft eintritt.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen ölgeschmierten Rotationskompressor zur Durchführung des obigen Verfahrens mit einer Ansaugkammer, einem Leerlaufmechanismus, der es gestattet, während des Arbeitsbetriebs,des Kompressors Ansaugluft in die Ansaugkammer einzuleiten und die Einleitung der Ansaugluft während

309809/091 1

OR»AL INSPECTED

des lastfreien Betriebs des Kompressors zu blockieren, mit wenigstens einer Druckkammer, die mit der Ansaugkammer in Verbindung steht, mit wenigstens einem entsprechenden Rotor, der in der Druckkammer angeordnet ist und durch einen Antrieb zum Komprimieren der eingeleiteten Luft und zum Abgeben der komprimierten Luft aus der Druckkammer angetrieben wird, mit Abtasteinrichtungen zum Abtasten der Arbeitsbedingungen des Kompressors und zur Erzeugung von zwei Signalen, die den Lastbetrieb und den lastfreien Betrieb steuern, mit Betätigungseinrichtungen, die auf diese beiden Signale ansprechen und den Leerlaufmechanismus im Sinne einer öffnung oder Blockierung steuern, mit einer Austrittskammer, die mit der letzten Druckkammer und mit einem Luftbehälter in Verbindung steht, mit Ölumwälzeinrichtungen zum Umwälzen des Schmieröls zwischen dem Luftbehälter und der wenigstens einen Druckkammer durch die Austrittskammer zur Sicherung einer gleichmäßigen Drehung des wenigstens einen Rotors und zum Kühlen der komprimierten Luft, und mit einem ersten Rückschlagventil, das die abgegebene Luft und das Schmieröl in der Austrittskammer in den Luftbehälter eintreten läßt, wenn der Druck in der Austrittskammer über demjenigen in dem Luftbehälter liegt, jedoch den Durchgang der abgegebenen Luft und des Schmieröls blockiert, wenn das Druckverhältnis umgekehrt ist.

Es gibt zwei Typen von Leerlaufeinrichtungen, die für Rotationskompressoren wie für Schrauben- oder Flügelkompressoren verwendet werden. Leerlauf- oder Entlastungseinrichtungen werden in weitem Umfange zur Steuerung des Strömungsdurchsatzes der Ansaugluft verwendet und im allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt, deren eine die Ansaugdrosseln und deren andere die Ansaugdurchlaß-Schieber umfaßt.

Kompressoren mit Ansaugdurchlaß-Schieberorganen erfordern eine sehr hohe Genauigkeit der Abmessungen ihrer Verschiebeteile, da diese Teile gegebenenfalls direkt mit den Schraubenrotoren oder Blättern in Berührung kommen, die mit sehr hoher Drehgeschwindigkeit umlaufen» Außerdem sind ihr Aufbau und ihr System so kompliziert, daß die Herstellungskosten hoch sind« Daher wird

3098Ü9/0911

dieser Typ der Leerlaufmechanismen für Kompressoren für eine allgemeine Anwendung, die unter verschiedenen Bedingungen arbeiten müssen, kaum verwendet. .

Andererseits dagegen ermöglichen Ansaugdrossel-Leerlauf organe die Herstellung eines Kompressors und Kompressorsystems, die einfach und haltbar aufgebaut sind^ und die Herstellungskosten sind wesentlich geringer. Darüber hinaus ist ein Leerlauforgan dieser Art für nahezu alle Arbeitsbedingungen geeignet. Aus diesen Gründen sind für die Mehrzahl der Rotationskompressoren derartige Leerlauforgane vorgesehen. Sie haben jedoch den erheblichen Nachteil, daß der Leistungsverbrauch im lastfreien Betrieb des Kompressors nicht unterhalb von 50 bis 70$ desjenigen des nor_r malen oder Vollastbetriebes absinkt.

Die Erfindung ist daher vor allem darauf gerichtet, ein Verfahren und ein System für einen ölgeschmierten Rotationskompressor mit Ansaugdrossel zu schaffen, bei dem der Leistungsverbrauch des Kompressors im lastfreien Betrieb auf ein-Minimum gebracht wird. Insbesondere sollen die Ursachen ausgeschaltet werden, aufgrund deren ein Rotationskompressor unnötige Antriebsleistung verbraucht.

Die Erfindung baut auf der erfindungsgemäßen Peststellung auf, daß der Hauptgrund eines unnötigen Leistungsverbrauches im lastfreien Betrieb auf dem Gegendruck beruht, der auf einen Rotor oder auf Rotoren durch das Schmieröl und die komprimierte oder abgegebene Luft ausgeübt wird, die in'der letzten Kompressionskammer und Austrittskammer des Kompressors verbleiben. Aufgrund dieses Gegendruckes werden das Schmieröl und die komprimierte Luft wiederholt angesaugt und abgegeben und rufen dadurch ungünstige Wirkungen wie übermäßigen Leistungsverbrauch, Öl-Schlagwirkung und Verschleiß von beweglichen Teilen hervor. Diese ungünstigen Erscheinungen wirken sich nicht ernsthaft nachteilig auf den Leistungsverbrauch von Kompressoren aus, die klein sind und durch eine Brennkraftmaschine angetrieben werden. Das liegt daran, daß die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine leicht durch Steuerung des Brennstoff-Eintrittsdurchsatzes gesteuert werden

3098Ü9/Ü911

kann. Das Problem des Leistungsverbrauches gewinnt jedoch an Bedeutung, wenn die Antriebsquelle ein Wechselstrommotor ist, der sich mit konstanter Drehzahl bei Last- und Leerlaufbetrieb dreht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch ein zwangsweises Absaugen des Schmieröls und der abgegebenen Luft, die in der Austrittskammer des Kompressors während des Leerlauf-"betriebes verblieben sind, und damit ein Aufheben des Gegendrucks in der Austrittskammer und der letzten Druckkammer des Kompressors unabhängig von der Drehzahl des Kompressors.

Der erfindungsgemäße Kompressor der obengenannten Art ist gekennzeichnet durch eine Leitung zum Verbinden der Austrittskammer mit dem Luftbehälter, durch Absaugorgane innerhalb dieser Leitung zum zwangsweisen Absaugen der in der Austrittskammer im Leerlaufbetrieb verbliebenen, abgegebenen Luft und des dort verbliebenen Schmieröls und durch Ventilorgange in der Leitung, die auf zwei Signale der Abtasteinrichtungen ansprechen und die Leitung im Leerlaufbetrieb öffnen und im Lastbetrieb schließen.

Entsprechend einem ersten Merkmal der Erfindung wird daher eine große Menge von Schmieröl und komprimierter Luft, die beide in der letzten Druckkammer und der Austrittskammer geblieben sind, zwangsweise ohne besondere Einrichtung entfernt, so daß unabhängig von der Drehzahl des Kompressors ein Gegendruck auf den Rotor oder die Rotoren aufgehoben wird. Diese zwangsweise Absaugung der Mischung aus öl und Luft wird durchgeführt, indem die Mischung in einen Luftbehälter gepumpt wird, in dem der ölgehalt von der Mischung abgetrennt und die abgetrennte saubere luft gespeichert wird.

Andererseits reicht die Zufuhr der verringerten ölmenge für die Schmierung der beweglichen Teile des Kompressors im Leerlaufbetrieb aus. Da der Kompressor während dieses Betriebes im Leerlauf läuft und keine Ansaugluft eintritt, erzeugen seine beweglichen Teile keine nennenswerte Wärme. Insbesondere braucht der Kompressor kein Öl zum Kühlen der komprimierten Luft, sondern

3G98Ü9/U9 11

lediglich zur Schmierung. Durch Reduzierung der in den Kompressor eingeleiteten Ölmenge im Leerlaufbetrieb kann daher ein beträchtlicher Teil der Leistung eingespart werden, der anderweitig zum Antreiben einer Ölumwälζeinrichtung* oder Ölpumpe oder. zum Bewegen überschüssigen Öles verwendet werden kann. Die vorbestimmte Menge der Ölzufuhr kann vorzugsweise bei weniger als 50$ der Menge des normalen Lastbetriebes liegen.

Wenn der Entlastungsmechanismus in Betrieb ist, ist es nicht notwendig, den Ölgehalt von der Luft in dem Luftbehälter zu trennen, da keine Luft abgegeben wird, und es ist ebenfalls unnötig, das Öl zurückzugewinnen, das durch ein Öl-Trennorgan austritt, da die Menge des abgetrennten Öles erheblich reduziert wird, weil die Menge des eingeleiteten Öles angesichts der vorstehenden Ausführungsformen verringert wird. Zu Zwecken der Leistungsersparnis ist es daher vorteilhaft, die Ölrückführung des in einem Ölsumpf gesammelten Öles zu unterbrechen.

Die vorstehend erwähnten Merkmale und Vorteile beziehen sich auf die Leistungsersparnis während des Leerlaufbetriebes, während die folgenden Gesichtspunkte die Leistungsersparnis während des Lastbetriebes betreffen, wie nunmehr genauer erläutert werden soll.

Bei einem ölgeschmierten Kompressor, der die obigen Merkmale aufweist, ist es während des Vollastbetriebes nicht notwendig, das Schmieröl und die abgegebene Luft aus der Aus.trittskammer abzusaugen, und daher ist es zur Leistungsersparnis zweckmäßig und vorteilhaft, die Einlaß- und Auslaßströme der Ölrückgewinnungspumpe während dieser Betriebssituation zu unterbrechen. Daher wird ein Gegendruck, der andernfalls auf die Rückgewinnungspumpe ausgeübt werden könnte, im wesentlichen ausgeschaltet, und zugleich kann die zum Antrieb der Pumpe verbrauchte Leistung im Vollastbetrieb reduziert werden«

Weiterhin kann die Ölumwälzeinrichtung oder Ölpumpe, die das Schmieröl während des Vollastbetriebes den beweglichen Teilen zuführt, ebenfalls zum Abziehen oder Rückgewinnen der Mischung aus Öl und abgegebener Luft., die in der Austrittskammer ver-

309809/091 1

bleibt, in den luftbehälter während des Leerlaufbetriebes verwendet werden. Eine weitere ölrückgewinnungspumpe ist daher nicht erforderlich, da das Schmieröl in den Kompressor durch die Differenz zwischen dem hohen Druck in dem Luftbehälter und dem verringerten Druck in der Kompressionskammer oder den Kammern gesaugt werden kann.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung·

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung zur Minimierung des Leistungsverbrauches eines ölgeschmierten Zweistufen-Rotationsschraubenkompressors mit einem Ansaugdrossel-Entlastungsmechanismus;

Fig. 2 entspricht Fig. 1, zeigt jedoch eine andere Ausführungsform der Erfindung.

Zur Vereinfachung der Beschreibung sollen der Aufbau des leistungssparenden Systems 10 der vorliegenden Erfindung und der ölgeschmierte Rotationskompressor 11, der mit diesem System 10 ausgerüstet ist, zusammen mit ihrer Arbeitsweise beschrieben werden.

Im Normal- oder Vollastbetrieb des Kompressors 11 wird das Arbeitsfluid oder die Luft auf herkömmliche Art durch einen Luftreiniger 12 und einen Ansaugeinlaß 13 in eine Ansaugkammer 14 gesaugt, wenn ein Entlastungsmechanismus oder ein Ansaugdrosselventil 15 geöffnet ist. Diese Ansaugluft wird sodann in eine erste Druckkammer 16 für die erste Verdichtungsstufe geleitet, innerhalb deren ein erster schraubenförmiger Rotor 17 angeordnet ist. Der Rotor 17 wird durch einen Antrieb oder Wechselstrommotor 18 gedreht, so daß die eingeleitete Ansaugluft komprimiert und die komprimierte Luft ausgestoßen wird. Diese komprimierte Luft wird weiterhin in einer zweiten Druckkammer 19 komprimiert, innerhalb der ein zweiter Rotor 21 gleicher Art angeordnet ist, der sich zusammen mit dem ersten Rotor 17 dreht. Die in dieser Reihenfolge in zwei Stufen komprimierte Luft wird in die Austrittskammer

309809/091 1

abgegeben und kann in einen Luftbehälter 23 über ein Rückschlagventil 24 strömen, wenn das Rückschlagventil 24 aufgrund des Fehlens einer Druckdifferenz zwischen der Austrittskammer 22 und dem Luftbehälter 23 offen ist.

Zugleich wird das Schmieröl durch eine Ölumwälzeinrichtung oder Ölpumpe 25 zwischen dem Boden des Luftbehälters 23 und den beiden Druckkammern 16 und 19 umgewälzt,, so daß sichergestellt wird, daß die beiden miteinander gekuppelten Rotoren 17 und 21 gleichmäßig umlaufen und die komprimierte und abgegebene Luft gekühlt wird. Das Schmieröl wird ebenfalls den anderen beweglichen Teilen des Rotationskompressors 11 zugeleitet, jedoch soll diese Schmierung hier nicht beschrieben werden. Die Ölpumpe 25 kann vorzugsweise durch den Wechselstrommotor 18 in koaxialer Verbindung mit den Rotoren 17 und 21 angetrieben werden. Das Öl wird auf diese Art durch die Ölpumpe 25 in die Druckkammern 16 und 19 eingeleitet und mit der komprimierten Luft vermischt. Bach Durchführung der Schmierung und Kühlung gelangt das Schmieröl in Form von Tropfen in Mischung mit der komprimierten Luft durch die Austrittskammer 22 in den Luftbehälter 23. In diesem Luftbehälter 23 fallen die größeren Öltropfen nach unten auf den Boden 26, während die kleineren Tropfen über eine Trennwand 27 hinweggehen und durch eine Öltrennvorrichtung 28 abgeschieden werden. Auf diese Art wird der Ölgehalt in der Mischung aus der Luft abgeschieden und am Boden 26 und in einem Ölsumpf 29 gesammelt. Andererseits wird die abgetrennt Luft in dem Luftbehälter 23 für eine weitere Verwendung über das Ventil 31 gespeichert.

Während dieses Normal- oder Vollastbetriebes erzeugt die Abtasteinrichtung 32 zum Abtasten der Arbeitsbedingungen des Rotationskompressors 11 ein Lastsignal, das den Lastbetrieb steuert. Das Abtasten der Arbeitsbedingungen kann durchgeführt werden durch Messungen des-Druckes der abgegebenen oder der angesaugten Luft. Zu diesem Zweck kann die Abtasteinrichtung mit einem Einlaß 32a an dem Luftbehälter 23 oder an der Ansaugkammer 14 versehen sein. Bei dieser Ausführungsform ist der Einlaß 32a an dem Luftbehälter 23 angebracht. Das Lastsignal,

309809/0 911

-O-

'das ein pneumatisches, elektrisches oder mechanisches Signal sein kann, gelangt über eine Leitung 33 zu einem Betätigungsorgan 34, durch das das Ansaug-Drosselventil 15 pneumatisch, elektromagnetisch oder mechanisch offengehalten wird. Wenn dieses Drosselventil während des Lastbetriebes offengehalten wird, wird die Ansaugluft kontinuierlich in die Druckkammern 16 und eingeleitet, wie oben beschrieben worden ist.

Das Lastsignal gelangt ebenfalls über eine Leitung 35 zu einem Ventil 36, das eine Pluidleitung 37 öffnet. Wenn die Fluidleitung 37 auf diese Art im Vollastbetrieb offengehalten wird, wird das Schmieröl, das in dem ölsumpf 29 angesammelt worden ist, in die Ansaugkammer 14 und folglich in die Druckkammern 16 und 19 durch den Unterschied zwischen dem hohen Druck in dem Luftbehälter 23 und dem negativen Druck in der Ansaugkammer 14 zurückgeleitet. Das Ventil 36 kann ebenfalls pneumatisch, elektromagnetisch oder mechanisch sein. Sein Aufbau ist im einzelnen bekannt.

In der ölumwälzleitung der ölpumpe 25, die mit 38 bezeichnet ist, ist ein Steuerorgan oder -ventil 39 vorgesehen, das ebenfalls über eine Leitung 41· auf das Lastsignal anspricht und voll offengehalten wird. Dieses Öl-Steuerventil 39 kann ein senkrecht Öffnendes oder gleitendes Schieberventil sein. Es wird entsprechend dem Lastsignal geöffnet und gestattet eine ölschmierung mit einer gesteuerten Normalmenge, die in die Druckkammern 16 und 19 eingespritzt wird. Dieses Ventil ist als pneumatisches Ventil dargestellt, kann jedoch auch ein elektromagnetisches oder mechanisches Ventil sein. In der ölumwälzleitung 38 kann vorzugsweise ein Ölkühler 42 vorgesehen sein, der das durchlaufende Schmieröl kühlt.

Wenn andererseits der Druck in dem Luftbehälter 23 infolge der Arbeit des Rotationskompressors 11 ansteigt und eine vorbestimmte Höhe überschreitet, beendet die Abtasteinrichtung 32 die Erzeugung des Lastsignals und beginnt mit der Erzeugung des Leerlaufsignals, das den Leelaufbetrieb steuert. Dieses Leerlaufsignal wird über die Leitung 33 an das Betätigungsorgan 34 geleitet,

3098U9/091 1

bo daß das Drosselventil 15 geschlossen wird» In diesem Augenblick wird das Drosselventil 15 nach links (Fig.1) bewegt und verschließt den Ansaugeinlaß 13. Folglich wird der Eintritt der Ansaugluft gesperrt, so daß die Rotoren 17 und 21 ohne Eintritt von Ansaugluft umlaufen.

Während des so bewirkten Leerlaufbetriebes wird der Gegendruck, der auf die Rotoren 17 und 21 ausgeübt werden könnte, zwangsweise aus der letzten oder zweiten Druckkammer 19 und der Austrittskammer 22 entsprechend dem Hauptmerkmal der Erfindung abgenommen. Zu diesem Zweck umfaßt das System 10 eine Leitung 43, die eine Fluidverbindung zwischen der Austrittskammer 22 und dem Luftbehälter 23 schafft, Abzugs einrichtungen oder eine O'lrückführ-Pumpe 44, die in der Leitung 43 angeordnet ist und eine Ventilanordnung, die sich ebenfalls in der Leitung 43 befindet und zwei Rückschlagventile 45 und 46 umfaßt. Die Pumpe 44 wird durch den Wechselstrommotor 18 in koaxialer Verbindung mit der Ölpumpe 25 gedreht und leitet die Mischung aus abgegebener Luft und Schmieröl, die in der Austrittskammer 22 verblieben ist, zwangsweise in den Luftbehälter 23. Dieser Absaugvorgang wird jedoch nur durchgeführt, wenn die beiden Rückschlagventile 45 und 46 aufgrund des Leerlaufsignals über die Leitungen 47 und 48 freigegeben werden. Nur zum Zwecke der Erläuterung ist die Abtasteinrichtung 32 in der Figur auf der rechten Seite getrennt dargestellt. Während des Vollastbetriebes dagegen werden die Rückschlagventile 45 und 46 pneumatisch, elektromagnetisch oder mechanisch durch das Lastsignal geschlossen und schließen so einen anderen Gegendruck aus, der ebenfalls auf die Pumpe über ihren Einlaß 44a und ihren Auslaß 44b ausgeübt werden könnte. Polglich führt die Drehung der Pumpe 44 nicht zu einem unnötigen Verbrauch des Wechselstrommotors 18» Zusammen mit der zwangsweisen Entnahme der Mischung aus Luft und Öl wird das Rückschlagventil 24 aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Austrittskammer 22 und dem Luftbehälter 23 geschlossen.

Das Leerlaufsignal wird ebenfalls dem Steuerventil 39 zugeleitet , indem der Strömungsdurchsatz des einzuspritzenden Schmieröles auf einen vorbestimmten Wort, vorzugsweise unterhalb 50"/o

3098 0 9-/09 11

desjenigen des Lastbetriebes reduziert wird. Auf diese Art können übermäßige Leistung der Pumpe und unnötiges öl erspart werden, und der Rotationskompressor 11 muß keine unnötige Leistung verbrauchen, um das überschüssige Öl zu bewegen und umzuwälzen, selbst wenn die Drehzahl des Kompressors konstant ist, wie es bei der Verwendung eines Wechselstrommotors 18 der Pail ist.

Das Leerlaufsignal wird weiterhin an das Ventil 36 geleitet, so daß die Pluidleitung 37 geschlossen wird und damit die Rückführung des Schmieröls in dem ölsumpf 29 gesperrt wird. Dies trägt ebenfalls zur Reduzierung des Leistungsbedarfs während des Leerlaufbetriebes bei.

Unter Bezugnahme auf Pig. 2 soll eine genaue Beschreibung von Teilen, die mit denjenigen der Pig.1 übereinstimmen, unterlassen werden. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist keine Ölrückführungspumpe wie die Pumpe 44 gemäß Pig. 1 vorgesehen, und die ölpumpe 25' arbeitet im Hinblick auf zwei Aufgaben, das heißt, zur Umwälzung des Schmieröls im Lastbetrieb und zur Rückführung der Mischung aus öl und Luft aus der Austrittskammer 22 im Leerlaufbetrieb. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß alle Bauteile und Arbeitsweisen des Systems 10* - ausgenommen die im folgenden beschriebenen - mit denjenigen der Pig. 1 übereinstimmen und folglich nicht erneut erläutert werden.

Wenn der Rotationskompressor 11 im Normal- oder Vollastbetrieb arbeitet, sind die Ventile 51 und 52 aufgrund des Lastsignals, das durch die Leitungen 54 und 48' zugeführt wird, geöffnet. Zugleich werden die anderen Ventile 45, 46 und 53 aufgrund des über die Leitungen 47·, 48' und 54 zugeleiteten Signals geschlossen gehalten. Polglich wird das Schmieröl durch die gemeinsame ölpumpe 25' den beweglichen Teilen des Rotationskompressors 11 vom Boden 26 des Luftbehälters 23 über den ölkühler 42, die Ventile 51 und 52 und die Ölumwälzleitung 38 zugeführt.

Wenn andererseits der Leerlaufbetrieb eintritt, werden die Ventile 45, 46 und 53 durch dar. Leerlauf signal geöffnet, während die Ventile 51 und 52 geschlossen werden. In diesem Falle wird

3098Ü9/0911

- 11 - 2241^20

das Schmieröl zum Schmieren und Kühlen in die Druckkammern 16 und 19 über eine nicht "bezifferte Beipaßleitung, die das Ventil 53 einschließt, eingeleitet. Diese Einleitung des Schmieröles wird automatisch durchgeführt, das heißt, sie erfolgt aμfgrund des Unterschiedes zwischen dem hohen Druck in dem Luftbehälter 23 und dem negativen Druck in den Druckkammern 16 und 19· Das beruht darauf, daß ein negativer Druck durch zwangsweises Rückführen des Gegendruckes, der sich in der Austrittskammer 22 ohne die Öl- und Luftrückführleitung mit den Ventilen 45 und 46 und der Ölpumpe 25· bilden würde, erzeugt wird.

Bei dieser Ausführungsform kann das Steuerventil 39, das in der Ölumwälzleitung verwendet wird, ebenso wie das Ventil der ersten Ausführungsform gemäß Pig. 1 ausgebildet sein, kann jedoch gewünscht enf alls durch eine andere Dosierungseinrichtung ersetzt werden· Eine derartige Dosierungs- oder Beschränkungseinrichtung ist beispielsweise eine Öffnung 39'» die in der Leitung 43 vorgesehen ist, oder die Leitung 43 selbst, wenn sie mit einem eingeschränkten Durchlaß versehen sein kann.

Auf diese Art kann der Leistungsbedarf des Kompressors im Leerlauf ebenfalls dadurch auf ein Minimum gebracht werden, daß eine einzige, gemeinsame Ölpumpe verwendet wird. Die Ventile 51, 52 und 53 können ebenfalls pneumatisch, elektromagnetisch oder mechanisch ausgeführt sein.

Wie im einzelnen erläutert worden ist, sind die erfindungsgemäßen Systeme 10 und 10· in der Lage, den Leistungsverbrauch einer ölgeschmierten Rotationspumpe durch zwangweisen Abzug der abgegebenen Luft und des Schmieröls, die in der letzten Druckkammer und in der Austrittskammer verblieben sind, auf ein Minimum zu reduzieren. Eine weitere Reduzierung des Leistungsbedarfs während des Leerlaufbetriebes erfolgt dadurch, daß die Menge des den beweglichen Teilen des Kompressors zugeführten Öles reduziert und daß die Rückführung des in dem Ölsumpf angesammelten Öles unterbrochen wird. Durch beide Maßnahmen wird vermieden, daß überschüssiges Öl in die Druckkammer oder die Druckkammern gelangt.

3 098Ü9/091 1

Zusätzlich zu den oben erwähnten Wirkungen wird der Leistungsbedarf während des Normal- oder Vollastbetriebes ebenfalls reduziert, indem der Gegendruck auf eine ölrückführpumpe aufgehoben wird, und die Leistungs- und Herstellungskosten werden reduziert, indem eine gemeinsame ölpumpe für zwei Aufgaben verwendet wird, so daß die Rückführpumpe eingespart werden kann.

Im Falle eines Einstufenkompressors beträgt der Leistungsbedarf im Leerlaufbetrieb bei Kompressoren ohne das erfindungsgemäße System 70$ des Leistungsbedarfs bei Vollastbetrieb, dagegen 18$ bei Kompressoren mit dem erfindungsgemäßen System. Im Falle von Zweistufenkompressoren dagegen betragen die entsprechenden Werte 50$ für Kompressoren ohne dieses System und 18$ für Kompressoren mit diesem System·

309809/091 1

Claims

Pat.entansprüche

* 1.) Verfahren zur Minimierung des Leistungsverbrauch.es eines ölgeschmierten Rotationskömpressors, bei dem wenigstens ein Rotor ohne Eintritt von Ansaugluft gedreht wird, gekennzeichnet durch ein zwangsweises Absaugen des Schmieröls und der abgegebenen Luft, die in der Austrittskammer des Kompressors während des Leerlaufbetriebes verblieben sind und damit ein Aufheben des Gegendruckes in der. Austrittskammer und der letzten Druckkammer des Kompressors unabhängig von der Drehzahl des Kompressors.
2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabbau in der letzten Druckkammer und der Austrittskammer dadurch erfolgt, daß das Schmieröl . und die abgegebene Luft in einen Luftbehälter geleitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennz e i c hnet, daß zugleich der Strömungsdurchsatz des Schmieröles, das zwischen dem Luftbehälter und wenigstens einer entsprechenden Druckkammer des Kompressors über die Austrittskammer im Leerlauf umgewälzt wird, auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird.
4. "Verfahren nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß der yorbestimmte Wert unterhalb von 50$ des Strömungsdurchsatzes im Lastbetrieb des Kompressors liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn-

♦ zeichnet, daß die Reduzierung durch einen gesteuerten Pumpenbetrieb erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Luftbehälter und der Austrittskammer

309809/09 11

bewirkt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich die Einleitung einer getrennten ölmenge aus einem ölsumpf des Luftbehälters in die Ansaugkammer des Kompressors im Leerlaufbetrieb unterbrochen wird.
8. ölgeschmierter Rotationskompressor zur Durchführung des obigen Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Ansaugkammer, einem Leerlaufmechanismus, der es gestattet, während des Arbeitsbetriebes des Kompressors Ansaugluft in die Ansaugkammer einzuleiten und die Einleitung der Ansaugluft während des lastfreien Betriebes des Kompressors zu blockieren, mit wenigstens einer Druckkammer, die mit der Ansaugkammer in Verbindung steht, mit wenigstens einem entsprechenden Rotor, der in der Druckkammer angeordnet ist und durch einen Antrieb zum Komprimieren der eingeleiteten Luft und zum Abgeben der komprimierten Luft aus der Druckkammer angetrieben wird, mit Abtasteinrichtungen zum Abtasten der Arbeitsbedingungen des Kompressors und zur Erzeugung von zwei Signalen, die den Lastbetrieb und den lastfreien Betrieb steuern, mit Betätigungseinrichtungen, die auf diese beiden Signale ansprechen und den Leerlaufmechanismus im Sinne einer öffnung oder Blockierung steuern, mit einer Austrittskammer, die mit der letzten Druckkammer und mit einem Luftbehälter in Verbindung steht,mit Ölumwälzeinrichtungen zum Umwälzen des Schmieröles zwischen dem Luftbehälter und der wenigstens einen Druckkammer durch die Austrittskammer zur Sicherung einer gleichmäßigen Drehung des wenigstens einen Rotors und zum Kühlen der komprimierten Luft, und mit einem ersten Rückschlagventil, das die abgegebene Luft und das Schmieröl in der Austrittskammer in den Luftbehälter eintreten läßt, wenn der Druck in der Austrittskammer über demjenigen in dem Luftbehälter liegt, jedoch den Durchgang der abgegebenen Luft und des Schmieröles blockiert, wenn das Druckverhältnis umgekehrt ist, gekennzeichnet durch eine Leitung (43) zum Verbinden der Austrittskammer (22) mit dem

309809/091 1

- 13 -

Luftb ehält er (23)» durch. Absaugorgane (44; 25) innerhalb dieser Leitung zum zwangsweisen Absaugen der in der Austrittskammer im Leerlaufbetrieb verbliebenen abgegebenen Luft und des dort verbliebenen Schmieröles und durch Ventilorgane (45, 46) in der Leitung, die auf zwei Signale der Abtasteinrichtung (32) ansprechen und die Leitung im Leerlaufbetrieb öffnen und im Lastbetrieb schließen.
9· Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung eine Ölabzugspumpe (44) umfaßt, die durch den Antrieb (18) koaxial mit der Ölumwälzeinrichtung (25) angetrieben wird.
10. Kompressor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung zweite und dritte Rückschlagventile (45, 46) umfaßt, die zwischen der Austrittskammer (22) und dem Einlaß der Abzugseinrichtung (44; 25) und zwischen dem Luftbehälter (23) und dem Auslaß der Abzugs einrichtung vorgesehen sind und diesen Einlaß und Auslaß im Lastbetrieb schließen und so einen Gegendruck auf die Abzugs einrichtung verhindern.
11. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung Ventileinrichtungen (39) umfaßt, die auf die beiden Signale der Abtasteinrichtung (32) ansprechen und im Lastbetrieb eine Ölumwälzung gestatten und diese im Leerlaufbetrieb blockieren und damit wahlweise eine Leitung zwischen dem Luftbehälter (23) und der wenigstens einen Druckkammer (16, 19) schaffen.
12. Kompressor nach Anspruch 11, g ekennz ei ohne t

, durch eine Öffnung in der Leitung (38) zum Beschränken des vorbestimmten Strömungsdurchsatzes des Schmieröles in dieser Leitung.
13. Kompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Menge unterhalb 50$ des Strömungsdurchsatzes des Lastbetriebes liegt.

309809/0911
14· Kompressor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Steuereinrichtungen in der Umwälzleitung der Ölumwälzeinrichtung, die auf zwei Signale der Abtasteinrichtungen (32) ansprechen und den Strömungedurchsatz des Schmieröles im Leerlauf beschränken.
15· Kompressor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Menge auf weniger als 50% des Strömungsdurchsatzes im Lastbetrieb beschränkt wird.
16. Kompressor nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichne t,daß die Abtasteinrichtung (32) einen Einlaß (32a) aufweist, der mit dem Luftbehälter (23) in Verbindung steht und die Arbeitsbedingungen des Kompressors in Form des Druckes der abgegebenen Luft abtastet.
17. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (32) einen Einlaß aufweist, der gegenüber der Ansaugkammer (14) offen ist und die Arbeitsbedingungen des Kompressors in Form des Druckes in der angesaugten Luft abtastet.
18. Kompressor nach Anspruch 8,gekennzeichnet durch eine öltrennvorrichtung (28) in dem Luftbehälter (23) zum Abtrennen des Schmieröles von der Mischung aus abgegebener Luft und Schmieröl, die in den Luftbehälter abgegeben wird, einen Ölsumpf (29) in dem Luftbehälter (23) zum Aufnehmen des abgetrennten Schmieröles, eine zweite Fluidleitung (37), die mit der Ansaugkammer (14) und dem ölßumpf (29) in Verbindung steht, und ein zweites Ventil (36), das in dieser zweiten Leitung angeordnet ist und auf die beiden Signale der Abtasteinrichtung (32) anspricht und die zweite Leitung im Lastbetrieb zur Einleitung weiteren Schmieröles in die Ansaugkammer öffnet und die zweite Leitung im Leerlaufbetrieb schließt und die Einleitung von Schmieröl blockiert.

309809/091 1