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DE10227447A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft

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Publication number
DE10227447A1
DE10227447A1 DE10227447A DE10227447A DE10227447A1 DE 10227447 A1 DE10227447 A1 DE 10227447A1 DE 10227447 A DE10227447 A DE 10227447A DE 10227447 A DE10227447 A DE 10227447A DE 10227447 A1 DE10227447 A1 DE 10227447A1
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DE
Germany
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compressed air
air
inlet
purge
compressor
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Withdrawn
Application number
DE10227447A
Other languages
English (en)
Inventor
Berthold Koch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beko Technologies GmbH
Original Assignee
Beko Technologies GmbH
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Publication date
Application filed by Beko Technologies GmbH filed Critical Beko Technologies GmbH
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Publication of DE10227447A1 publication Critical patent/DE10227447A1/de
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01DSEPARATION
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungslust, mit einem Kompressor, der einen Saugeinlass und einen Druckauslass aufweist und mit einem Trockner für Druckluft mit einem Gehäuse (30), das einen Drucklufteingang für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass des Kompressors verbunden ist, das einen Druckluftausgang für getrocknete Druckluft aufweist, das einen Spüllufteingang und einen Spülluftausgang hat, und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses in zwei Teilräume aufteile, wobei in einem Teilraum die Druckluft zwischen dem Drucklufteingang und dem Druckluftausgang entlang streicht und in dem anderen Teilraum Spülluft zwischen Spüllufteingang und Spülluftausgang entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft. Der Eingang des Kompressors ist mit dem Spülluftausgang verbunden, der Spüllufteingang ist für das Ansaugen von Umgebungsluft offen, sodass zumindest ein Teil, vorzugsweise 100%, der vom Kompressor aus der Umgebung angesaugten Luft durch den Spüllufteingang strömt, und dass sich zwischen Druckauslass des Kompressors und Drucklufteingang des Trockners ein Abscheider, der vorzugsweise gekühlt ist, und/oder ein Wärmetauscher befindet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft, mit einem Kompressor, der einen Saugeinlass und einen Druckauslass aufweist und mit einem Trockner für Druckluft mit einem Gehäuse, das einen Drucklufteingang für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass des Kompressors verbunden ist, das einen Druckluftausgang für getrocknete Druckluft aufweist, das einen Spüllufteingang und einen Spülluftausgang hat und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses in zwei Teilräume aufteilt, wobei in einem Teilraum die Druckluft zwischen dem Drucklufteingang und dem Druckluftausgang entlang streicht und in dem anderen Teilraum Spülluft zwischen Spüllufteingang und Spülluftausgang entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft, sowie auf ein entsprechendes Verfahren.
  • Eine derartige Vorrichtung nach dem Stand der Technik und das entsprechende Verfahren erhält man, wenn man einen Trockner für Druckluft nach der WO 98/45025 hinter einen Kompressor schaltet, also den Druckauslass des Kompressors mit dem Drucklufteingang des Trockners verbindet. Weiterhin zeigen US 5,259,869 und GB 1 440 963 A derartige Vorrichtungen.
  • Beim Einsatz von Druckluft, beispielsweise in der Industrietechnik, für medizinische Anlagen, bei Werkstätten, usw. ist Feuchtigkeit im Leitungsnetz und an den Verbrauchsstellen ein Qualitätsproblem. Eine wichtige Aufgabe ist daher immer die Trocknung der erzeugten Druckluft.
  • Für die Trocknung werden Membranfilter eingesetzt, die selektiv durchlässig sind für Wasserdampf. In dem Filtergehäuse ist ein Bündel hochselektiver Hohlfasermembranen angeordnet, durch die feuchte Druckluft strömt. Diese ist vorzugsweise zuvor gefiltert, damit noch in ihr enthaltene Schmutzpartikel, Öl, Nebel und Kondensat ete. zurückgehalten werden, also die Hohlfasermembranen nicht verstopfen. Durch die Hohlfasermembranen diffundiert Wasserdampf nach außen. Die Spülluft wird im Gegenstrom zur Druckluft über die Außenseite der Hohlfasern geführt. Die Spülluft muss trockener sein als die zu trocknende Druckluft. Aufgrund des Unterschiedes in der Wasserdampfkonzentration wird eine ständige Wanderung von Wassermolekülen aus der Druckluft in die Spülluft erreicht. Dieser Vorgang läuft kontinuierlich ab. Die Spülluft trocknet ständig die eintretende, feuchte Druckluft. Nur Wassermoleküle können die Membranen der Hohlfasern durchdringen. Die Zusammensetzung der getrockneten Druckluft bleibt unverändert. Als Ergebnis hat man reine, getrocknete Druckluft.
  • Nachteilig ist aber der Spülluftbedarf. Die Spülluft wird nach dem Stand der Technik unmittelbar aus der getrockneten Druckluft abgezweigt, also am Druckluftausgang des Trockners entnommen. Ein Teil der produzierten Druckluft geht damit ständig für die Spülung verloren. Insbesondere geht in die Spülluft hineingesteckte, für die Kompression benötigte Energie nutzlos verloren, denn der abgezweigte Teilstrom der Druckluft muss zunächst expandiert werden, bevor er dem Spüllufteingang zugeleitet werden kann.
  • Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft und ein entsprechendes Verfahren anzugeben, bei der Druckluft wirtschaftlicher produziert wird und weniger, vorzugsweise kein Anteil der produzierten Druckluft für Spülzwecke verwendet werden muss.
  • Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, dass der Eingang des Kompressors mit dem Spülluftausgang verbunden ist, dass der Spüllufteingang für das Ansaugen von Umgebungsluft offen ist, sodass zumindest ein Teil, vorzugsweise 100%, der vom Kompressor aus der Umgebung angesaugten Luft durch den Spüllufteingang strömt und dass sich zwischen Druckauslass des Kompressors und Drucklufteingang des Trockners ein Abscheider, der vorzugsweise gekühlt ist, und/oder ein Wärmetauscher befindet. Damit nimmt sie Wasserdampf von der Druckluft auf und wird in dem anschließenden Kompressor komprimiert. Im Austritt des Kompressors, zumindest aber in einem anschließenden Wärmetauscher fällt der Wasserdampf als Kondensat an, da die Druckluft nicht soviel Wasserdampf halten kann. In einem nachfolgenden Abscheider mit Ableiter wird das Kondensat dem System entzogen. Ausgehend von dem Verfahren zur Produktion getrockneter Druckluft aus Umgebungsluft der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass das Ansaugen von Umgebungsluft im wesentlichen, vorzugsweise vollständig durch den Spüllufteingang erfolgt, dass die Umgebungsluft durch den Spüllufteingang über den Spülluftausgang in den Saugeinlass des Kompressors einströmt, und dass ein Abscheiden von Kondensat durchgeführt wird.
  • Die Erfindung verlagert den Spülluftstrom in die Ansaugleitung des Kompressors. Zumindest ein Teil, vorzugsweise 100%, der in den Saugeinlass des Kompressors einströmenden Luft durchläuft zuvor die Teilkammer des Gehäuses, die für Spülluft vorgesehen ist. Dadurch saugt der Kompressor zwar die Ansaugluft über ein Hindernis, nämlich die Spülluftstrecke des Trockners, ein und es dadurch ein Druckverlust auf der Saugseite gegeben, dies ist aber ein vergleichbar geringer Preis, den man dafür bezahlt, dass man die gesamte erzeugte Druckluft für Verbraucher nutzen kann, also nicht mehr einen Teil der erzeugten Druckluft für Spülluftzwecke abzweigen muss. Entstehendes Kondensat wird abgeleitet, vorzugsweise durch einen Abscheider, der zwischen Kompressor und Trockner angeordnet ist.
  • Auch ein Spülluftverbrauch während eines Stillstands des Druckluftkompressors, wie er bei Vorrichtungen nach dem Stand der Technik auftritt, wird vermieden. Es ist auch nicht mehr notwendig, den Spülluftstrom in Abhängigkeit vom tatsächlich verbrauchten Druckluftstrom zu regeln, wie dies beispielsweise aus US 5,002,590 und der eingangs genannten WO 98/45025 bekannt ist.
  • Die Erfindung ermöglicht es, Druckluft mit einer Feuchtigkeit zu erzeugen, die der Feuchte der Umgebungsluft entspricht. Bei vielen Anwendungsfällen reicht dieser Trocknungsgrad aus, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren ihren wirtschaftlichen Vorteil ausspielen können. Dies gilt in besonderem Maße für kleine, ölfrei betriebene Druckluftkompressoren und -pumpen sowie Gebläsen, für die übliche Trocknungsvorrichtungen der Bauart Membrantrockner aufgrund der Investitions- und Energiekosten nicht wirtschaftlich sind. Beispiele hierfür sind Anlagen bei Zahnärzten. Auch gegenüber anderen üblichen Bauarten von Trocknungsvorrichtungen ergeben sich ähnliche Vorteile. Adsorptionstrockner werden beispielsweise ebenfalls mit einem Spülluftverlust betrieben. Kältetrockner benötigen zusätzliche elektrische Energie zum Betrieb des Kältekompressors.
  • Ein sinnvoller Bereich, das erfindungsgemäße Verfahren zu betreiben und die Vorrichtung zu nutzen, ist stark von den einzelnen Nebenbedingungen wie Größe der Anlage, klimatische Bedingungen usw. abhängig. Typischerweise liegt der Bereich bei einer Umgebungsfeuchte von bis zu 100%, vorzugsweise unter 90%.
  • Nun ist es zwar beispielsweise aus EP 0 397 204 oder EP 0 547 355 bekannt, dass ein Kompressor nicht unmittelbar aus der Umgebungsluft ansaugt, vielmehr durch einen Teilraum eines Membranfilters. Dabei handelt es sich aber um Anlagen zur Luftzerlegung, beispielsweise Sauerstoff oder Stickstoffgewinnung. Die Membranen sind also nicht für Wasserdampf selektiv durchlässig, sondern für Gase und es erfolgt ein Aufschaukeln des Gehalts an einem speziellen, gewünschten Gases, das am Ausgang entnommen wird.
  • In einer vorzugsweisen Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Saugeinlass des Kompressors zusätzlich mit einer Ansaugleitung verbunden ist, die zur Umgebung hin offen ist und in der ein Drosselmittel, insbesondere eine einstellbare Drossel, vorgesehen ist. Auf diese Weise kann ein Mischbetrieb durchgeführt werden, der Kompressor kann also sowohl über den Spülluftweg, als auch über die separate Ansaugleitung Umgebungsluft Ansaugen. Die Anteile können durch Einstellen der Drossel, falls diese einstellbar ist, vorzugsweise stufenlos variiert werden.
  • In einer Weiterbildung ist es auch möglich, im Spülluftweg ein Ventil vorzusehen, das zwischen 100% Direktluft aus der Umgebung und 100% Ansaugen nur durch den Spülluftweg beliebig eingestellt werden kann.
  • Schließlich ist es in einer Weiterbildung der Erfindung möglich, das Verfahren so zu betreiben, dass zusätzlich ein Sensor für Umgebungsfeuchte vorgesehen ist und dass das Verfahren in Abhängigkeit vom Signal dieses Sensors wie folgt betrieben wird:
    • a) Geringe Luftfeuchtigkeit, z. B. unter etwa 20 bis 30%:
      Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Einlass des Kompressors, dem Spüllufteingang wird keine Spülluft zugeführt;
    • b) Normale Luftfeuchtigkeit:
      Das Ansaugen von Druckluft erfolgt zumindest teilweise, vorzugsweise 100% über den Spüllufteingang und
    • c) Hohe Luftfeuchtigkeit, z. B. über etwa 60, 70, oder 80%:
      Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Saugeinlass des Kompressors, dem Spüllufteingang wird ein Teilstrom der am Druckluftausgang verfügbaren, zuvor entspannten Luft zugeleitet, der Spülluftausgang ist zur Umgebung hin offen, die Spülluft strömt aus dem Spülluftausgang ins Freie.
  • Bei dieser Verfahrensweise kann über den gesamten Bereich der Luftfeuchtigkeit die Vorrichtung wirtschaftlich betrieben werden.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung der Vorrichtung zur Produktion getrockneter Druckluft mit einem Kompressor, mit nachgeschaltetem Wärmetauscher und Abscheider mit Ableiter und mit einem Trockner, wobei die gesamte Ansaugluft zugleich als Spülluft dient,
  • Fig. 2 eine Darstellung wie Fig. 1, jedoch mit zusätzlichen Merkmalen, insbesondere einer zusätzlichen Zuleitung von Ansaugluft ohne Durchlauf durch den Spülluftbereich des Trockners und
  • Fig. 3 eine Darstellung einer Vorrichtung mit einem Feuchtesensor, einer Steuereinheit und Dreiwegeventilen, ansonsten ähnlich Fig. 2.
  • Aus Fig. 1 ist ein Kompressor 20 ersichtlich, der einen Saugeinlass 22 und einen Druckauslass 24 hat. Der Druckauslass 24 ist über eine Leitung mit einem Drucklufteingang 26 eines Trockners 28 verbunden. Dazwischen sind ein Wärmetauscher 56 zur Absenkung der Verdichtungstemperatur und ein Abscheider 58 mit zugeordnetem Ableiter zur Abführung kondensierter Wasserdampfanteile, die die Druckluft nicht mehr halten kann, angeordnet. Der Trockner 28 ist ein Membrantrockner, derartige Trockner sind an sich bekannt und müssen hier nicht separat beschrieben werden, nur beispielhaft wird auf US 5,002,590 oder GB 1 440 963 A verwiesen. Der Trockner 28 hat ein Gehäuse 30, das hier nur schematisch dargestellt ist, es wird durch eine in seinem Gehäuseinneren angeordnete Membran in zwei Teilräume 32, 34 unterteilt. Der in der Figur obere Teilraum 32 wird mit Druckluft beschickt, durch den Drucklufteingang 26 einströmende Druckluft tritt am Druckluftausgang 36 aus. Sie streicht dabei an der Membran entlang.
  • Der in der Figur untere Teilraum 34 dient der Spülluft. Spülluft tritt durch einen Spüllufteingang 38 ein, strömt an der Membran entlang und tritt an einem Spülluftausgang 40 wieder aus. In bekannter Weise strömt die Spülluft im Gegenstrom zur Druckluft, was durch Pfeile, die sich in den Teilräumen 32, 34 befinden, angedeutet ist.
  • Der Spüllufteingang 38 ist zur Umgebung hin offen. An der offenen Stelle ist ein Pfeil 42 eingezeichnet, der das Einströmen von Umgebungsluft symbolisieren soll. Der gesamte Luftstrom, der vom Kompressor 20 angesaugt wird, strömt bei 42 am Spüllufteingang 38 ein. Er strömt durch den Spülluftausgang 40 durch eine daran angeschlossene Leitung 44, die den Spülluftausgang 40 mit dem Saugeinlass 22 verbindet.
  • Am Druckluftausgang 36 kann ein Verbraucher angeschlossen werden.
  • Fig. 2 zeigt prinzipiell dieselbe Vorrichtung, jedoch zusätzlich weitere Merkmale. Es werden im wesentlichen diese zusätzlichen Merkmale im folgenden beschrieben:
  • Am Druckluftausgang 36 ist ein Rückschlagventil 46 angeschlossen. Weiterhin ist ein Anlaufentlastungsventil 48 am Druckluftausgang 36 vorgesehen. Beide ermöglichen einen Leichtanlauf des Druckluftkompressors 20 bei fehlendem Gegendruck.
  • Weiterhin ist im Einsaugweg ein Ansaugfilter 50 vorgesehen, der es vermeidet, dass Schmutz aus der Umgebungsluft in die Vorrichtung gelangt. Der Auslass des Ansaugfilters 50 ist nicht nur mit dem Spüllufteingang 38 verbunden, vielmehr ist er auch mit einer Ansaugleitung 52 verbunden, in der sich eine Drossel 54, die vorzugsweise einstellbar ist, befindet. Hinter der Drossel 54 mündet die Ansaugleitung 52 in die Leitung 44. Von dort ab strömen Spülluft und direkt über die Drossel 54 angesaugte Luft zusammen durch die Leitung 44.
  • Wiederum ist in der Leitung zwischen Kompressor 20 und Drucklufteingang 26 ein Wärmetauscher 56 vorgesehen, der mit der Umgebungsluft in Kontakt steht, dadurch wird die heißkomprimierte Druckluft gekühlt, sie gibt einen Teil ihrer Wärmeenergie an die Umgebung ab. Weiterhin ist an dieser Stelle ein Abscheider 58 hinter dem Wärmetauscher 56 vorgesehen, über den die beim Abkühlen entstehenden, kondensierten Wasserdampfanteile abgeschieden werden. Er kann vorteilhafterweise gekühlt sein, so dass der Abscheidungseffekt noch vergrößert ist.
  • Hinter dem Abscheider 58 kann auch ein Filter für die Druckluft vorgesehen sein, es ist in Fig. 2 nicht eingezeichnet.
  • Fig. 3 schließlich zeigt eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, die nun aber ausgebildet ist für einen Betrieb in verschiedenen Bereichen der Luftfeuchtigkeit. Hierzu ist in der Leitung 44 ein erstes Dreiwegeventil 60 eingefügt, das einen dritten, zur Umgebung hin offenen Eingang 62 hat. Über dieses erste Dreiwegeventil 60 kann wahlweise mehr oder weniger Umgebungsluft direkt aus der Umgebung, also ohne Passieren des Spülluftweges, in den Kompressor 20 eingeleitet werden. Weiterhin ist ein zweites Dreiwegeventil 64 zwischen Spülluftausgang 40 und Leitung 44 angeordnet. Es ermöglicht, dass die austretende Spülluft wahlweise in die Leitung 44 oder direkt in die Umgebung abgegeben wird. Hierzu hat auch dieses Dreiwegeventil 64 einen Anschluss 66, der zur Umgebung hin offen ist. Schließlich ist ein drittes Dreiwegeventil 68 vorgesehen, das am Spüllufteingang 38 angeordnet ist und dessen einer Ventilweg über eine Leitung mit dem Druckluftausgang 36 verbunden ist, während der andere Ventilweg zur Umgebung hin offen ist. Im ersten Ventilweg ist noch eine eingezeichnete Entspannvorrichtung vorgesehen. Durch das dritte Dreiwegeventil 68 kann die Spülluft nur aus der Umgebung, nur aus der getrockneten Druckluft oder in Mischung beider Zustände bezogen werden.
  • Es ist ein Feuchtesensor 70 vorgesehen, der die Luftfeuchtigkeit misst. Sein Signal liegt an einer Steuereinheit 72 an, die die drei Dreiwegeventile 60, 64 und 68 betätigt. Es werden folgende Zustände eingestellt:
    Luftfeuchtigkeit deutlich unterhalb etwa 20-30%:
    Das erste Dreiwegeventil 60 ist nur zum Eingang 62 offen. Das Ansaugen von Luft durch den Kompressor 20 erfolgt nun nur über den Eingang 62 und nicht über die Leitung 44. Die Stellung des zweiten Dreiwegeventils 64 ist unerheblich, da der Trockner nicht benutzt wird. Die Stellung des dritten Dreiwegeventils 68 wird so gewählt, dass kein Anteil der erzeugten Druckluft am Druckluftausgang 36 zum Spüllufteingang 38 hinströmen kann.
    Normale Luftfeuchtigkeit, beispielsweise 50%:
    Es wird ein Betrieb wie gemäß Fig. 1 durchgeführt. Hierzu ist das erste Dreiwegeventil 60 so gestellt, dass ein Ansaugen über den Eingang 62 nicht erfolgt, vielmehr nur über die Leitung 44. Das zweite Dreiwegeventil 64 ist so gestellt, dass Luft nur in die Leitung 44 einströmt, nicht aber aus dem Anschluss 66 ausströmen kann. Das dritte Dreiwegeventil 68 ist so gestellt, dass lediglich über den Pfeil 42 Luft eingesaugt wird, aber kein Anteil der Druckluft am Druckluftausgang 36 in den Spüllufteingang 38 gelangen kann.
    Luftfeuchtigkeit über etwa 60-80%:
    Das Ansaugen erfolgt ausschließlich über den Eingang 62, das erste Dreiwegeventil 60 ist also so gestellt, dass durch die Leitung 44 kein Ansaugen erfolgen kann. Das zweite Dreiwegeventil 64 ist so gestellt, dass die Spülluft ausschließlich über den Anschluss 66 ausströmt, nicht aber in die Leitung 44 einströmen kann. Das dritte Dreiwegeventil 68 ist schließlich so gestellt, dass keine Luft aus der Umgebung im Sinne des Pfeile 42 einströmen kann, vielmehr nur getrocknete Druckluft für die Spülung verwendet wird.
  • In den Übergangsbereichen zwischen den drei beschriebenen Zuständen können abrupte Umschaltungen erfolgen, in diesem Fall ist eine Mischfunktion der Dreiwegeventile nicht notwendig. Vorzugsweise werden aber gleitende Übergänge zwischen den benachbarten Zuständen erfolgen. In diesem Fall liegen im Umschaltbereich Mischzustände vor, hierfür sind als Mischventile ausgebildete Dreiwegeventile geeignet.
  • In bekannter Weise kann jedes Dreiwegeventil durch zwei einzelne Ventile ersetzt werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft,
mit einem Kompressor (20), der einen Saugeinlass (22) und einen Druckauslass (24) aufweist und
mit einem Trockner (28) für Druckluft mit einem Gehäuse (30),
a) das einen Drucklufteingang (26) für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass (24) des Kompressors (20) verbunden ist,
b) das einen Druckluftausgang (36) für getrocknete Druckluft aufweist,
c) das einen Spüllufteingang (38) und
d) einen Spülluftausgang (40) hat,
e) und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses (30) in zwei Teilräume (32, 34) aufteilt, wobei in einem Teilraum (32) die Druckluft zwischen dem Drucklufteingang (26) und dem Druckluftausgang (36) entlang streicht und in dem anderen Teilraum (34) Spülluft zwischen Spüllufteingang (38) und Spülluftausgang (40) entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft,
dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Kompressors (20) mit dem Spülluftausgang (40) verbunden ist, dass der Spüllufteingang (38) für das Ansaugen von Umgebungsluft offen ist, sodass zumindest ein Teil, vorzugsweise 100%, der vom Kompressor (20) aus der Umgebung angesaugten Luft durch den Spüllufteingang (38) strömt, und dass sich zwischen Druckauslass (24) des Kompressors (20) und Drucklufteingang (26) des Trockners (28) ein Abscheider (58), der vorzugsweise gekühlt ist, und/oder ein Wärmetauscher (56) befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugeinlass (22) des Kompressors (20) zusätzlich mit einer Ansaugleitung (52) verbunden ist, die eine zur Umgebungsluft offene Ansaugseite und eine Drosseleinrichtung, vorzugsweise eine einstellbare Drossel (54), aufweist.
3. Verfahren zur Produktion von getrockneter Druckluft durch Ansaugen, Verdichten und Trocknen von Umgebungsluft, bei welchem Verfahren
das Ansaugen und Verdichten mittels eines Kompressors (20) erfolgt, der einen Saugeinlass (22) und einen Druckauslass (24) aufweist und
das Trocknen der Druckluft mittels eines Trockners (28) für Druckluft erfolgt, der ein Gehäuse (30) aufweist,
a) das einen Drucklufteingang (26) für feuchte Druckluft aufweist, der mit dem Druckauslass (24) des Kompressors (20) verbunden ist,
b) das einen Druckluftausgang (36) für getrocknete Druckluft aufweist,
c) das einen Spüllufteingang (38) und
d) einen Spülluftausgang (40) hat,
e) und in dem ein Membranfilter, vorzugsweise ein Bündel Hohlfasermembranen, angeordnet ist, das selektiv durchlässig ist für Wasserdampf und den Innenraum des Gehäuses (30) in zwei Teilräume (32, 34) aufteilt, wobei in einem Teilraum (32) auf einer Filterseite die Druckluft zwischen den Drucklufteingang (26) und dem Druckluftausgang (36) entlang streicht und in dem anderen Teilraum (34) auf der anderen Filterseite Spülluft zwischen Spüllufteingang (38) und Spülluftausgang (40) entlang streicht, insbesondere in Gegenrichtung zur Druckluft,
dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugen von Umgebungsluft im wesentlichen, vorzugsweise vollständig durch den Spüllufteingang (38) erfolgt, dass die Umgebungsluft durch den Spüllufteingang (38) über den Spülluftausgang (40) in den Saugeinlass (22) des Kompressors (20) ein strömt und dass ein Abscheiden von Kondensat durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Sensor (70) für Umgebungsfeuchte vorgesehen ist und dass das Verfahren in Abhängigkeit vom Signal dieses Sensors (70) wie folgt betrieben wird:
a) Geringe Luftfeuchtigkeit, z. B. unter etwa 20 oder 30%:
Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am JEinlass des Kompressors (20), dem Spüllufteingang (38) wird keine Spülluft zugeführt;
b) Normale Luftfeuchtigkeit:
Das Ansaugen von Druckluft erfolgt zumindest teilweise, vorzugsweise 100% über den Spüllufteingang (38) und
c) Hohe Luftfeuchtigkeit, z. B. über etwa 60, 70 oder 80%:
Das Ansaugen von Umgebungsluft erfolgt direkt am Saugeinlass (22) des Kompressors (20), dem Spüllufteingang (38) wird ein Teilstrom der am Druckluftausgang (36) verfügbaren, zuvor entspannten Luft zugeleitet, der Spülluftausgang (40) ist zur Umgebung hin offen, die Spülluft strömt aus dem Spülluftausgang (40) ins Freie.
5. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Betriebszustände a) bis c) so betrieben werden, dass in den Übergangsbereichen zwischen a) und b) sowie zwischen b) und c) Mischzustände auftreten, also jeweils a) und b) bzw. b) und. c) teilweise durchgeführt werden.
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