Schraubenverdichter-Element: Aufbau, Funktion und die Aufgabe des Öls

Posted by Marie Kaiser on 09.08.2022 11:00:00

In unserem heutigen Blogartikel legen wir unseren Fokus auf das Schraubenverdichter-Element und gehen dabei auf folgende Punkte genauer ein: Was ist das Schraubenverdichter-Element, Welche Aufgabe hat das Schraubenverdichter-Element und warum wird es als Herzstück des Schraubenkompressors bezeichnet? Diese und weitere Fragen klären wir jetzt für Sie!

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Wie bereits vorweg genommen geht es heute um das Herzstück eines Kompressors. Genauer genommen um das eigentliche Herzstück eines öleingespritzen Schraubenverdichters: Das Schraubenverdichter-Element. Begleitet werden wir dabei von unserem Druckluftexperten Herrn Jörg Jursik, der gemeinsam mit uns die YouTube-Reihe „Kompressoren Professoren“ ins Leben gerufen hat und wöchentlich neues Druckluftfachwissen mit uns teilt (Youtube-Reihe jetzt ansehen).

Schraubenverdichter-Element: Aufbau kurz und knapp erklärt

Fangen wir von vorne an. Das Schraubenverdichter-Element besteht aus zwei Bauteilen: Hauptläufer und Nebenläufer. In der Praxis wird der Nebenläufer von dem Hauptläufer angetrieben, der wiederum mithilfe eines Motors angetrieben wird. Dabei laufen der Haupt- und Nebenläufer synchron zueinander und sorgen für eine kontinuierliche Verkleinerung des angesaugten Luftvolumen bis zum Austritt. Um Ihnen dies ein wenig näher zu bringen, haben wir Ihnen das Kompressoren-Professoren Video zum Thema Schraubenverdichter-Element beigefügt, indem Ihnen Herr Jörg Jursik das Schraubenverdichter-Element physisch zeigt.

 

Welche Funktion hat das Schraubenverdichter-Element?

Und damit sind wir schon bei der Funktion des Schraubenverdichter-Elements. Im ersten Schritt saugt der Schraubenverdichter die Umgebungsluft an, die das Schraubenverdichter-Element im zweiten Schritt komprimiert. Doch wie funktioniert der Verdichtungsprozess? Wie bereits im Video gezeigt, gibt es eine Ansaugseite und Verdichtungsseite des Schraubenverdichter-Elements. Auf der Ansaugseite gelangt die Umgebungsluft in das Verdichter-Element. Betrachtet man das Schraubenverdichter-Element von der anderen Seite, fällt auf, dass der Raum zwischen dem Haupt- und Nebenläufer immer kleiner wird und die Luft zum anderen Ende gedrückt wird.

Je weiter die Umgebungsluft also durch das Schraubenverdichter-Element gedreht bzw. gedrückt wird, desto kleiner wird der Verdichtungsraum der Luft. Am Ende des Schraubenverdichter-Elements befindet sich der sogenannte Austritt, wo die Luft zum Abschluss des Verdichtungsprozesses, ausgestoßen wird.

Wie Sie vielleicht beim Lesen bemerkt haben, ist es gar nicht mal so leicht das Schraubenverdichter-Element zu erklären, sofern man noch keins in der Hand gehalten oder gesehen hat. 

Mit einfachen Worten kann man den Verdichtungsprozess wie folgt umschreiben: (1) Umgebungsluft wird angesaugt, (2) durch das Schraubenverdichter-Element komprimiert, (3) um am Austritt des Elements als Druckluft wieder freigegeben zu werden. Diesen Prozess haben wir nachfolgend nochmal grafisch aufgezeichnet:

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Dabei spielt das Schraubenverdichter-Element-Gehäuse eine wichtige Rolle, aber darauf gehen wir zu einem späteren Zeitpunkt nochmal näher ein.

Wie schütze ich meinen Kompressor vor dem Überhitzen?

Nachdem wir den Aufbau und die Funktion geklärt haben, und verstanden haben, wie aus der einfachen Umgebungsluft des Kompressors Druckluft entsteht. Schauen wir uns im nächsten Schritt die Wärme an. Sie fragen sich jetzt bestimmt, welche Rolle wohl Wärme im Bezug auf den Verdichtungsprozess spielt. Wir haben die Antwort für Sie.

Während des Verdichtungsprozess entsteht Wärme – physikalisch gesehen immer da, wo Energie umgewandelt wird – also auch bei unserer Druckluft. Nicht ohne Grund spricht man immer wieder von der teuersten Energie: Der Druckluft. Um zu verhindern, dass der Schraubenverdichter zu viel Energie in Wärme umsetzt, muss das Schraubenverdichter-Element herunter gekühlt werden. Hier kommt das Kompressor-Öl ins Spiel, denn Öl schmiert nicht nur, sondern kühlt gleichzeitig das Schraubenverdichter Element, sodass der Kompressor seine eingesetzte Energie gezielt zur Druckerhöhung und nicht zur Temperaturerhöhung einsetzt. Also achten Sie auf die richtig Füllmenge und ausreichend Öl, um unnötige Energiekosten und kostenspielige Schäden an Ihrer Druckluftanlage zu vermeiden.

Im nächsten Abschnitt lesen Sie, wie viel Öl in ein Schraubenverdichter-Element gespritzt wird und welche weiteren positiven Nebeneffekte Öl tatsächlich auf den Verdichtungsprozess Ihrer Druckluft hat.

Wie viel Öl wird in ein Schraubenverdichter-Element gespritzt?

Kompressoröl

Natürlich könnten wir die Wärmemenge die durch das Öl aus dem System gezogen wird, anhand der spezifischen Wärmekapazität von Öl, der Temperaturerhöhung sowie der eingespritzten Ölmenge mathematisch berechnen aber eine relativ einfache Faustregel besagt, dass pro erzeugtem m³ Druckluft ca. sieben Liter Öl eingespritzt werden.

Beziehen wir diese Faustregel auf einen Schraubenverdichter mit ca. 30 kW, der ungefähr 5 m³ Luft pro Minute bei 7,5 bar erzeugt, bedeutet das im Umkehrschluss, dass ca. 35 l Öl pro Minute in das Element eingespritzt werden.

Das Öl hat dabei gleich mehrere Funktionen. Natürlich brauchen wir das Öl, um Reibungen innerhalb der Maschine zu minimieren. Darüber hinaus ist das Öl aber auch für die Kühlung, Schmierung des Elementes zuständig und dichtet die sich drehenden Bauteile des Schraubenverdichter-Elementes während des Verdichtungsprozesses ab. 

Welche Schmiermittel/Kompressoröle gibt es?

Spricht man von Schmiermitteln beziehungsweise Kompressorölen, dann unterscheiden man grundlegend zwischen Mineralöl und Syntheseöl bei den Kompressorölen:

Mineralisches Kompressoröl

Der grundlegende Unterschied zwischen mineralischen Kompressorölen und Syntheseölen ist neben dem Ausgangsprodukt aus denen diese Öle hergestellt werden, ihre Lebensdauer. Wenn wir uns die Öl-lebensdauer genau ansehen, können wir sehen, dass mineralische Kompressoröle für eine Lebensdauer von ca. 2 Stunden bis maximal 4.000 Stunden ausgelegt sind.

Wir empfehlen folgende mineralische Kompressorenöle aus unserem Portfolio: 

Synthetisches Kompressoröl

Syntheseöle werden, wie der Name schon andeutet, synthetisch hergestellt. Dies ist insbesondere gegenüber mineralischen Kompressorölen ein großer Vorteil, da Syntheseöle viel besser an die Anforderungen Ihrer Druckluftstation angepasst werden können. Diese Art von Kompressoröl hat in der Regel eine längere Lebensdauer und ist für extreme Bedingungen ausgelegt. Als Basis für diese Öle können Erdöle aber auch Kohle, Erdgas, Pflanzenöle und andere „Grundwerkstoffe“ zu Einsatz kommen. Haben Sie Kompressoren, die extremen Bedingungen ausgesetzt sind? Dann empfehlen wir folgende Kompressoröle:

Zusammengefasst:
  • Ein Schraubenverdichter-Element besteht aus zwei Bauteilen: Haupt- und Nebenläufer, die die Luft ansaugen und komprimieren, indem sie die Umgebungsluft durch einen immer kleiner werdenden Raum nach vorne drücken. Bis am Ende des Elements Druckluft ausgestoßen wird.

  • Öl hat im Bezug auf das Schraubenverdichter-Element drei Funktionen: Öl kühlt das Element, Öl schmiert die Lager und Öl dichtet gleichzeitig ab.

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Topics: Kompressortechnik, öleingespritzte Kompressoren, Kompressor-Teile, Druckluftfachwissen

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