Verdichter, Gebläse, Kompressoren – sie bringen Luft in den Betrieb!

13.08.2014 |  Von  |  Maschinen
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Verdichter, Gebläse, Kompressoren – sie bringen Luft in den Betrieb!
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Verdichtete Luft ist ein technisches Erzeugnis, welches an vielen Stellen im Betrieb eingesetzt wird. Die nötige Menge an Luft entscheidet dabei über die Bauform und die Baugrösse der für diesen Zweck eingesetzten Maschinen, genannt „Verdichter“, „Gebläse“ oder „Kompressoren“. Obwohl die Bezeichnungen im Grunde immer das Gleiche bedeuten, hat sich dennoch eine Unterscheidung im normalen Sprachgebrauch durchgesetzt.

Gebläse für die Be- und Entlüftung von Hallen



Gebläse sind einfache Propeller, die an einem Elektromotor angeschraubt sind. Je nach Ausführung sind sie mit Gehäuse lieferbar. Gebläse dienen hauptsächlich zur Be- und Entlüftung von Hallen und anderen Räumen. Eine andere Bezeichnung für Gebläse ist „Lüfter“ oder „Ventilator“. Technisch sind diese Geräte unkompliziert, aber nichtsdestoweniger vielerorts von lebenswichtiger Bedeutung: Tunnels und Bergwerke könnten ohne leistungsstarke Gebläse überhaupt nicht betreten werden. Aber auch in Klima- und Absauganlagen sind diese Maschinen zu finden.

Kompressoren für die meisten Druckluft erzeugenden Maschinen in der Industrie

Das Gros der Druckluft erzeugenden Maschinen im industriellen Kontext weist Kompressoren auf. Kompressoren erzeugen Pressluft in hohen Drücken. Diese wird für viele technische Anwendungen gebraucht.

In Lackierereien und Strahlanlagen ist die Druckluft das Transportmedium, welches das Material vom Tank auf die Oberfläche des Werkstücks befördert. Dazu wird die Luft über einen Vorrat des Materials geführt, wobei sie Teile davon mit sich reisst. Alternativ dazu haben diese Anlagen Mischkammern, in denen dem Luftstrom immer kontrolliert eine Menge an Arbeitsmaterial beigefügt wird. Das Ergebnis ist ein Partikelstrom, der auf der Oberfläche des bestrahlten Werkstücks einen gleichförmigen Auftrag garantiert. Das ist zum Lackieren wie zum Entlacken eines Produktes gleichermassen wichtig.





In Lackierereien und Strahlanlagen ist die Druckluft das Transportmedium, welches das Material vom Tank auf die Oberfläche des Werkstücks befördert. . (Bild: Dmitry Kalinovsky / Shutterstock.com)

In Lackierereien und Strahlanlagen ist die Druckluft das Transportmedium, welches das Material vom Tank auf die Oberfläche des Werkstücks befördert. . (Bild: Dmitry Kalinovsky / Shutterstock.com)




Um pneumatische Anlagen zu betreiben, ist ebenfalls ein gleichförmiger Luftstrom nötig. Die Druck- und Schiebezylinder, Ventile, Klappen und anderen Bauteile einer pneumatischen Einrichtung benötigen einen absolut gleichbleibenden Druck in der Pressluft, da Schwankungen den Rhythmus der Maschinen durcheinanderbringen würden, mit der Folge, dass in einer Serienfertigung grosse Schäden durch ausfallende Kompressoren entstehen können.

Schliesslich werden auch viele Baumaschinen mit Pressluft angetrieben. Am bekanntesten ist der Presslufthammer. Dieses kräftige Werkzeug wird zum Aufbrechen harter Oberflächen wie Beton, Asphalt oder Mauerwerk eingesetzt. Zu seinem Betrieb dienen dezentrale Baustellenkompressoren.

Ein Presslufthammer ist stets völlig kalt

Wer einmal mit einem Presslufthammer gearbeitet hat, der wird sich vielleicht gewundert haben, warum sich hinter dem Meissel stets Kondenswasser sammelt. Berührt man einen Presslufthammer an dieser Stelle, dann wird man feststellen, dass der Presslufthammer dort auch im Hochsommer und bei vollem Betrieb völlig kalt ist. Die Ursache liegt in der Maschine begründet: Der Hammer in Presslufthämmern ist ein hin- und herfliegender Kolben, welcher seinen Impuls durch die Pressluft bekommt. Dabei verändert die Kammer, in der sich der Kolben bewegt, ständig ihr Volumen. Nach einer Kompression folgt im schnellen Wechsel eine Expansion. Da eine Verdichtung von Luft eine Temperatursteigerung zur Folge hat, bewirkt eine Expansion von Volumen das Gegenteil: Es wird kalt.

Dieser Effekt wird ebenfalls technisch genutzt, wofür hauptsächlich Kompressoren eingesetzt werden. Jeder hat bei sich zu Hause schon einmal seinen Kühlschrank brummen hören. Das ist der Kompressor, wenn er die Temperatur im Innern des Kühlschranks herunterregelt. Für Kühlhäuser können diese Kompressoren grosse Dimensionen annehmen. Ein ungünstig platzierter Kompressor, der eigentlich zur Erzeugung von Druckluft eingesetzt wird, kann bei kalter Witterung völlig zufrieren.



Kolbenkompressor und Schraubenkompressor

Für Kompressoren, die für technisch nutzbare Druckluft sorgen sollen, haben sich zwei Bauarten etabliert: Man unterscheidet zwischen Kolbenkompressoren und Schraubenkompressoren. Kolbenkompressoren sind konstruktiv den Viertaktmotoren sehr ähnlich. Die Luft wird eingesaugt und durch einen Hubkolben in einem Zylinder verdichtet. Daraufhin wird die erzeugte Druckluft in einen Tank abgegeben. Bei Schraubenkompressoren sind es zwei ineinanderkämmende Schrauben, welche bei ihrer Rotation einen immer enger werdenden Luftspalt einschliessen. Damit kann ebenso Luft komprimiert werden, die in einen Tank abgegeben wird.

Betrieben werden Kolben- und Schraubenkompressoren mithilfe eines Elektromotors. Kolbenkompressoren sind aber technisch wesentlich komplexer und störanfälliger als Schraubenkompressoren. Ausserdem sind sie sehr laut, was bei im Freien verwendeten Kompressoren aufwendige Kapselungen notwendig macht. Durch die vielen beweglichen Teile erfordern Kolbenkompressoren einen hohen Wartungsaufwand. Sie müssen gewissenhaft gepflegt werden, sonst ist ihre Lebensdauer nur sehr begrenzt. Dennoch sind sie aufgrund ihrer ausgereiften Technik noch weit verbreitet. Schraubenkompressoren haben dagegen nur zwei bewegliche Teile. Sie sind leiser, energiesparender und weniger wartungsintensiv als Kolbenkompressoren. Man erwartet, dass sich dieses Prinzip allmählich durchsetzen wird.

Insgesamt gehört Druckluft zum Betrieb einer Fertigung genauso wie elektrischer Strom oder Licht. Mit der Wahl der geeigneten Maschine kann jede industrielle Produktion ihre Effizienz halten und steigern.

Verdichter für Klärbecken

Um ein Klärbecken mit Frischluft zu versorgen oder um Sauerstoff in eine Stahlschmelze einzublasen, reichen Kolben- oder Schraubenkompressoren nicht mehr aus. Sie müssten zu diesem Zweck gewaltige Dimensionen annehmen. Darum werden bei sehr hohen Bedarfen an Luftstrom andere Maschinen eingesetzt. Dies sind die Verdichter. Eine andere Bezeichnung dafür ist „Turbogebläse“.

Turbogebläse bestehen aus einem schaufelradförmigen Rotor, welcher Luft in einen spiralförmigen Kanal einsaugt. Die Saugleistung des Rotors und die Geometrie des Kanals sorgen für einen gleichmässigen Dauerstrom. Das kann zwar keine hohen Drücke annehmen, liegt aber in Bezug auf die emittierte Luftmenge weit über der Leistung, wie sie von den Kolben- oder Schraubenkompressoren kommen kann. Das technische Prinzip von Turbogebläsen ist sehr einfach. Dennoch ist die Umsetzung als Maschine hochkomplex, da sehr viel Aufwand für Kühlung und Schmierung aufgebracht werden muss.



 

Oberstes Bild: © Anteromite – Shutterstock.com


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