Kompressor: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 30. April 2011, 10:57 Uhr

Kompressor (Verdichter)

Verkleinert man das Volumen eines Gases, so spricht man von Verdichten bzw. Komprimieren. Entsprechende Geräte heißen Verdichter oder Kompressoren. Bei Verdichtungsvorgängen wird ein vorhandenes Ansaugvolumen V1 mit dem Betriebsdruck p1 zu einem kleineren Volumen V2 zusammengepresst. In dem kleineren Volumen V2 herrscht ein erhöhter Druck p2, und das Gas erwärmt sich.

Für Verdichtungsvorgänge gilt bei konstant bleibender Temperatur das Boyle-Mariottesche Gesetz. Bei der Anwendung dieses Gesetzes ist darauf zu achten, dass p1 und p2 absolute Drücke sind. Alle Druckangaben bei pneumatischen Anlagen beziehen sich jedoch auf den Überdruck Pe gegenüber dem atmosphärischen Druck. Andernfalls werden Druckangaben besonders gekennzeichnet.

Druckangaben in der Pneumatik beziehen sich auf Überdruck

Druckmessgeräte in der Pneumatik sind auf Überdruck eingestellt

Bauformen / Bauarten

Es werden grundsätzlich zwei Funktionsweisen unterschieden. Zum einen die Turboverdichter für große Volumenströme bei kleinen Verdichtungsenddrücken, zum anderen die Verdrängerverdichter bei kleinem Durchsatz und großen Verdichtungsenddrücken. Die verschiedenen Kompressorbauarten unterteilen sich in ölgeschmierte und ölfreie Kompressoren.

Flüssigkeitsringverdichter

ionischer Verdichter (ionic compressor )

Lamellenverdichter

Rotationsverdichter

Taumelscheibenverdichter (Wobble-Plate)

Labyrinth-Kolben-Verdichter

Schraubenverdichter

Roots-Gebläse

Schiefscheibenverdichter (Swash-Plate)

Scrollverdichter („VW G-Lader“)

Junkers-Freikolbenverdichter

Membranverdichter

Hubkolbenverdichter

Kolbenversdichter

Bei Kolbenverdichtern, die nach dem Verdrängerprinzip arbeiten, wird das Gas in einem Volumen gekapselt, verdichtet und wieder ausgestoßen. Diese Verdichter arbeiten zyklisch, haben geringe Volumenströme und hohe Druckverhältnisse.

Schraubenverdichter

Der Schraubenverdichter gehört zu den rotierenden, zweiwelligen Verdrängerverdichtern mit innerer Verdichtung. Er ist einfach aufgebaut, hat kleine Abmessungen, eine geringe Masse, gleichmäßige, pulsationsfreie Förderung und einen ruhigen Lauf, weil ihm oszillierende Massen und Steuerorgane fehlen. Er erreicht bis zu 30 bar Überdruck.

Schraubenverdichter gehören zu der Gruppe der Rotationsverdichter.

Geschichte

Die Idee zum Bau eines Schraubenverdichters entstand schon im Jahre 1878, die Geometrie der Oberflächen konnte aber wegen technischer Schwierigkeiten nicht hergestellt werden. Etwa ein halbes Jahrhundert später, im Jahre 1930, hatte man dann die fertigungstechnischen Voraussetzungen dafür, um die komplizierte Schraubengeometrie herzustellen. Einem schwedischen Ingenieur namens Alfred Lysholm gelang es, den ersten Schraubenkompressor der Welt herzustellen und erfolgreich einzusetzen. Anfänglich konnte sich der Kompressor jedoch gegenüber dem gängigen Kolbenkompressor nicht durchsetzen. Die internen Verluste an den Schrauben waren zu groß, um von einem effektiven Kompressor und vor allem von einer Alternative zum Kolbenkompressor zu sprechen. Noch einmal 40 Jahre mussten vergehen, bis dann endlich der entscheidende Punkt in der Verbesserung des Wirkungsgrades gefunden wurde. Eine Öleinspritzung in die Kompressorstufe senkt die Verlustrate erheblich und dient dem Kompressorblock gleichzeitig als Kühlung. Außerdem konnten dann Wälzlager verwendet werden, anstelle der bis dahin gängigen Gleitlager. Insgesamt führte diese Erkenntnis zu sehr einfach gebauten, aber dennoch robusten Verdichtern. Schraubenverdichter haben sich inzwischen bewährt - etwa die Hälfte aller derzeit eingesetzten Kompressoren sind Schraubenverdichter.