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Title:
COMPRESSOR UNIT AND METHOD FOR OPERATING THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/026781
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention initially relates to a method for operating a compressor for compressing air which is driven by an internal combustion engine (01). The invention furthermore relates to a compressor which is suitable for carrying out the method according to the invention. A first turbocharger (07) is arranged in an exhaust gas flow (06) of the internal combustion engine (01) for guiding pre-compressed air to the internal combustion engine (01). In addition, a second turbocharger (08) is arranged in the exhaust gas flow (06) of the internal combustion engine (01) for pre-compressing the air to be compressed by the compressor. The method according to the invention initially comprises a step in which a pressure of the pre-compressed air, which is generated by the first turbocharger (07), is monitored during an operating state of the compressor. In a further method step, the operating state is ended as soon as the monitored pressure falls below a previously determined value.

Inventors:
DENNER, Andreas (Oberstraße 16, Kisselbach, 56291, DE)
Application Number:
EP2015/068754
Publication Date:
February 25, 2016
Filing Date:
August 14, 2015
Export Citation:
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Assignee:
GARDNER DENVER DEUTSCHLAND GMBH (Industriestraße 26, Bad Neustadt, 97616, DE)
International Classes:
F02B37/00; F02B39/16; F02B63/06; F02D29/04; F04D25/16
Foreign References:
US20110154892A12011-06-30
US5385449A1995-01-31
DE102004051486A12006-01-26
JP2005083275A2005-03-31
US6726457B22004-04-27
Attorney, Agent or Firm:
ENGEL, Christoph K. (Marktplatz 6, Suhl, 98527, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Steuern des Betriebs einer Gas- oder Luft- Kompressoreinheit, umfassend einen Verbrennungsmotor (Ol), einen ersten Turbolader (07) zur Erzeugung von verdichteter Luft für den Verbrennungsmotor (01) und einen zweiten

Turbolader (08) zur Erzeugung von verdichteter Luft, wobei der erste Turbolader (07) und der zweite Turbolader (08) in einem Abgasstromweg (06) des Verbrennungsmotors (01) angeordnet sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst :

- Überwachen eines vom ersten Turbolader (07) erzeugten

Druckes der verdichteten Luft während eines Betriebs¬ zustandes der Kompressoreinheit; und

- Ändern des Betriebszustandes der Kompressoreinheit, wenn der überwachte Druck unter einen vorab festgelegten Wert fällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im überwachten Betriebszustand die vom zweiten Turbolader (08) verdichtete Luft zu einem vom Verbrennungsmotor (01) angetriebenen Hauptverdichter (17) geleitet wird, welcher die verdichtete Luft komprimiert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Änderns des Betriebszustandes weiterhin ein Schließen einer Zuführung (14) von Ansaugluft zum Hauptverdichter (17) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Änderns des Betriebszustands weiterhin ein Ansteuern eines Ansaugreglers (14) umfasst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom zweiten Turbolader (08) mit

verdichteter Luft beaufschlagtes Volumen durch Öffnen einer Abblasevorrichtung (16) geöffnet werden kann, wobei das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst:

- Steuern der Abblasevorrichtung (16) über einen Druckregler (36) ;

- Überwachen eines vom Druckregler (36) bewirkten Steuerdruckes; und

- Ändern des Betriebszustandes, wenn der Steuerdruck im

Betriebszustand über einen vorab festgelegten Maximalwert steigt .

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorab festgelegte Wert abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (01) ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Betriebszustandes ein

Absenken einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (01) von einer Betriebsdrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl des

Verbrennungsmotors (01) umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Betriebszustandes weiterhin ein Abschalten des Verbrennungsmotors (01) umfasst.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom (06) des Verbrennungsmotors (01) zuerst den ersten Turbolader (07) und anschließend den zweiten Turbolader (08) durchströmt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom zweiten Turbolader (08) erzeugter Druck nicht gemessen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch

gekennzeichnet, dass Messwerte des vom ersten Turbolader (07) erzeugten Druckes Überwachungsdaten darstellen, die an ein übergeordnetes Kompressorleitsystem übertragen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsdaten eine Ist-Charakteristik bilden, die im übergeordneten Kompressorleitsystem mit einer vordefinierten Soll-Charakteristik verglichen wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ändern des Betriebszustandes der Kompressoreinheit dann erfolgt, wenn die Ist-Charakteristik um mehr als einen vordefinierten Wert von der Soll-Charakteristik abweicht.

14. Kompressoreinheit zum Komprimieren von Luft oder Gas,

folgende Komponenten umfassend:

- einen Verbrennungsmotor (01);

- einen in einem Abgasstromweg (06) des Verbrennungsmotors (01) angeordneten ersten Turbolader (07), der einen Luft- auslass in Strömungsverbindung mit dem Verbrennungsmotor (01) hat;

- einen im Abgasstromweg (06) des Verbrennungsmotors (01) angeordneten zweiten Turbolader (08) mit einem Luftaus- lass zur Erzeugung verdichteter Luft;

- einen Drucksensor, der an einen Strömungsweg der vom

ersten Turbolader (07) erzeugten verdichteten Luft gekoppelt ist; und - eine an den Drucksensor angeschlossene Ansteuereinheit , die konfiguriert ist, um einen Betriebszustand der Kompressoreinheit zu ändern, wenn der vom Drucksensor überwachte Druck unter einen vorab festgelegten Wert fällt.

Description:
Kompressoreinheit und Verfahren zu deren Betrieb

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Steuern des Betriebs einer mit einem Verbrennungsmotor

angetriebenen Kompressoreinheit zum Verdichten oder

Komprimieren von Luft oder Gas. Das Verfahren ist insbesondere zur Behandlung eines Fehlerfalles ausgebildet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kompressoreinheit, welcher zur Aus ¬ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Die DE 40 32 451 AI lehrt eine Einrichtung zur Ladedruckregelung einer Brennkraftmaschine. Die Einrichtung umfasst einen Ladedrucksensor auf der Hochdruckseite.

Aus der WO 00/32916 AI ist eine Einrichtung zur Erzeugung von Pressluft mit mindestens zwei turbinengetriebenen Kompressoreinheiten bekannt.

Die US 4,496,291 zeigt ein Turboladersystem für einen Verbrennungsmotor mit mehreren in Reihe geschalteten Turbinenkomponenten .

Die GB 1 441 498 beschreibt einen Kompressor, welcher mit einem Turbolader ausgestattet ist.

Aus der DE 10 2012 019 896 AI ist eine Brennkraftmaschine mit zwei Turboladern und mit einem Regler zum Regeln des ersten und/oder zweiten Turboladers bekannt.

Die DE 10 2008 061 399 AI zeigt eine Brennkraftmaschine mit zwei in Reihe geschalteten Abgasturboladern. Die Abgasturbo- lader umfassen jeweils eine Abgasturbine in einer Abgasleitung und einen Verdichter in einem Ansaugtrakt.

Die DE 199 60 152 AI lehrt eine Verdichteranlage zur Erzeugung von Druckluft, bei welcher ein Verdichter durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird. An der Abgasseite der Brenn ¬ kraftmaschine ist ein erster Abgasturbolader angeordnet, welcher der Brennkraftmaschine vorverdichtete Luft zuführt. An der Abgasseite der Brennkraftmaschine ist weiterhin ein zweiter Abgasturbolader angeordnet, welcher einem flüssig- keitseingespritzten Verdrängerverdichter vorverdichtete Luft zuführt. Der erste Abgasturbolader und der zweite Abgasturbo ¬ lader sind in Reihe angeordnet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei einer mit einem Verbrennungsmotor und mit zwei Turboladern ausgestatteten Kompressoreinheit Beschädigungen am zweiten Turbolader infolge eines Fehlers in der Kompressoreinheit zu verhindern .

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch eine Kompressoreinheit gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 14. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betrieb bzw. zur

Steuerung des Betriebs einer mit einem Verbrennungsmotor angetriebenen Kompressoreinheit (nachfolgend auch kurz

Kompressor genannt) zum Komprimieren von Luft oder Gas. Dabei soll das Verfahren insbesondere einen möglichen Fehlerfall behandeln, um Schäden am Kompressor zu verhindern. Der

Kompressor dient zum Komprimieren von Luft, um diese als Druckluft bereitzustellen. Da der Kompressor durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist er bevorzugt als mobile Einheit ausgebildet.

In einem Abgasstromweg (nachfolgend auch kurz Abgasstrom genannt) des Verbrennungsmotors ist mindestens ein erster Turbolader zur Zuführung von verdichteter (zunächst also vorverdichteter) Luft zum Verbrennungsmotor angeordnet. Es handelt sich bei dem Turbolader somit um einen Abgasturbo ¬ lader. Die (vor) verdichtete Luft wird in einen Verbrennungs ¬ raum des Verbrennungsmotors geführt. Der erste Turbolader dient der Leistungs- bzw. Effizienzsteigerung des Verbrennungsmotors .

In dem Abgasstrom des Verbrennungsmotors ist weiterhin

mindestens ein zweiter Turbolader zur Verdichtung (zunächst also Vorverdichtung) der vom Kompressor zu komprimierenden Luft angeordnet. Der zweite Turbolader ist somit ebenfalls ein Abgasturbolader, wobei die vom zweiten Turbolader

(vor) verdichtete Luft nicht dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, sondern nach mindestens einem weiteren Verdichtungsvorgang als komprimierte Luft in Form von Druckluft ausgegeben wird. Hierfür ist dem zweiten Turbolader bevorzugt ein Hauptverdichter nachgeschaltet.

Der erste Turbolader und der zweite Turbolader sind im Abgasstromweg bevorzugt in Reihe geschaltet.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zunächst einen Schritt, bei welchem ein Überwachen eines vom ersten Turbolader

erzeugten Druckes der vorverdichteten Luft während eines

Betriebszustandes des Kompressors erfolgt. Es wird somit ein Ist-Druck der vorverdichteten Luft überwacht, welche in den Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors strömt, wobei Messwerte des vom ersten Turbolader erzeugten Druckes Überwachungsdaten darstellen und bevorzugt eine Ist-Charakteristik bilden. Entsprechend ist bevorzugt auch eine Soll- Charakteristik vordefiniert. Es werden bevorzugt die standard- mäßigen Überwachungsdaten des ersten Turboladers, welche zumindest die Messwerte des vom ersten Turbolader erzeugten Druckes umfassen, an ein übergeordnetes Kompressorleitsystem übermittelt. Diese Übermittlung erfolgt bevorzugt während aller Betriebszustände des nachgeschalteten Hauptverdichters. Bevorzugt wird der Druck unmittelbar vor dem Einströmen der vorverdichteten Luft in den Verbrennungsraum gemessen. In dem Betriebszustand des Kompressors erzeugt der Kompressor die komprimierte Luft in Form von Druckluft, sodass der Verbren ¬ nungsmotor nicht lediglich im Leerlauf läuft.

In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt ein Ändern oder Beenden des Betriebszustandes, sobald der überwachte Druck unter einen vorab festgelegten Wert fällt. Hierfür erfolgt bevorzugt ein Vergleich der Ist- Charakteristik mit der Soll-Charakteristik, der bevorzugt im übergeordneten Kompressorleitsystem durchgeführt wird. Bei diesem Vergleich wird festgestellt, ob die Ist-Charakteristik von der Soll-Charakteristik über den gesamten Betriebsbereich oder in einzelnen, zuvor spezifizierten Betriebspunkten für eine MindestZeitdauer um mehr als einen vordefinierten Wert abweicht. Das Ändern des Betriebszustandes führt bevorzugt dazu, dass die beiden Turbolader keine oder nur noch eine unwesentliche Verdichtung der Luft vornehmen. Das Ändern oder Beenden des Betriebszustandes führt bevorzugt zu einem Bereit- schaftszustand, in welchem sich der Verbrennungsmotor

beispielsweise im Leerlauf befindet. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch eine einfache Überwachung des vom ersten Turbolader erzeugten Druckes eine Überwachung der korrekten Funktion der dem zweiten Turbolader nachgeschalteten Komponenten erfolgen kann, um Schäden am zweiten Turbolader zu verhindern. Die vorliegende Erfindung basiert auf der überraschenden Erkenntnis, dass eine Überlastung des zweiten

Turboladers auch am ersten Turbolader festgestellt werden kann, wo die Bestimmung des Druckes aufwandsarm und problemlos möglich ist, wohingegen die Druckbestimmung am zweiten Turbolader aufgrund von nötigen Anpassungen an unterschiedliche Umgebungsbedingungen problematisch ist.

Der zweite Turbolader weist bevorzugt keinen Messsensor für eine Überwachung eines zulässigen Betriebsbereiches auf und wird dadurch systemmäßig zur Diagnostik und Überwachung passiv durch den ersten Turbolader gesteuert, da eine strömungs ¬ technisch erkannte Abhängigkeit im gemeinsamen Abgasstromweg genutzt wird. Somit erfolgt bevorzugt keine Messung eines vom zweiten Turbolader erzeugten Druckes oder einer anderen

Betriebsgröße des zweiten Turboladers.

Der am ersten Turbolader überwachte Druck fällt insbesondere dann unter den vorab festgelegten Wert, wenn ein vom zweiten Turbolader mit der vorverdichteten Luft beaufschlagtes Volumen infolge eines Fehler geschlossen ist, was zur Überlastung des zweiten Turboladers führt. In diesem Fehlerfall fördert der zweite Turbolader gegen ein geschlossenes System. Insofern der Fehlerfall andauern würde, so würde der zweite Turbolader seine Pumpgrenze erreichen. Durch das Pumpen würden erhebliche

Druckpulsationen und Schwingungen entstehen. Die Temperatur des zweiten Turboladers würde erheblich steigen und letztlich käme es zu Beschädigungen des zweiten Turboladers. Erfindungs- gemäß kann der Fehlerfall jedoch nicht andauern, da der

Betriebszustand des Kompressors beendet wird, sodass auch die Vorverdichtung der Luft durch den ersten Turbolader und durch den zweiten Turbolader zumindest weitestgehend endet und der Druck in dem vom zweiten Turbolader mit der vorverdichteten Luft beaufschlagten Volumen sinkt. Der genannte Fehlerfall tritt insbesondere dann auf, wenn eine Abblasevorrichtung zum Entleeren des Volumens infolge eines Fehlers nicht öffnet.

Die vom zweiten Turbolader vorverdichtete Luft wird im

Betriebszustand bevorzugt zu dem Hauptverdichter geleitet, welcher die vorverdichtete Luft komprimiert, sodass diese als Druckluft ausgegeben werden kann. Der Hauptverdichter wird vom Verbrennungsmotor angetrieben und ist bevorzugt durch einen Schraubenkompressor gebildet.

Der Schritt des Beendens des Betriebszustandes, sobald der überwachte Druck unter einen vorab festgelegten Wert fällt, umfasst bevorzugt auch ein Schließen einer Zuführung von Ansaugluft zu dem Hauptverdichter, sodass der Hauptverdichter ohne Last ist.

Die vom zweiten Turbolader vorverdichtete Luft wird im

Betriebszustand bevorzugt über einen Ansaugregler zu dem

Hauptverdichter geleitet. Im Betriebszustand ist der Ansaug ¬ regler geöffnet, sodass die vorverdichtete Luft zum Hauptver ¬ dichter strömen kann. In anderen Zuständen ist der Ansaugregler geschlossen, sodass keine Ansaugluft zum Haupt ¬ verdichter strömen kann und der Hauptverdichter ohne Last ist Der Schritt des Beendens des Betriebszustandes, sobald der überwachte Druck unter einen vorab festgelegten Wert fällt, umfasst bevorzugt auch ein Ansteuern des Ansaugreglers zum Schließen des Ansaugreglers. Wenngleich der Ansaugregler aufgrund des Fehlerfalles ggf. bereits geschlossen ist, wird durch das Ansteuern des Ansaugreglers zum Schließen des

Ansaugreglers abgesichert, dass der Ansaugregler geschlossen ist und der Hauptverdichter ohne Last ist.

Die Inbetriebnahme des Kompressors zum Erreichen des Betriebs ¬ zustandes beginnt bevorzugt mit einer Phase des Hochfahrens. Während des Hochfahrens wird der Verbrennungsmotor vom Stillstand bis zu einer Niedrigdrehzahl beschleunigt. Die Niedrig ¬ drehzahl stellt eine Schondrehzahl dar und ist deutlich geringer als eine Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors. Die Niedrigdrehzahl ist mindestens so groß wie eine Leerlaufdreh ¬ zahl. Während des Hochfahrens ist der Ansaugregler geöffnet.

Der Übergang vom Vorgang des Hochfahrens in den Betriebszustand erfolgt bevorzugt nicht unmittelbar, sondern über eine Warmlaufphase . Während der Warmlaufphase läuft der Verbren ¬ nungsmotor weiterhin mit der Niedrigdrehzahl. Der Ansaugregler wird geschlossen. Damit das vom zweiten Turbolader mit vorverdichteter Luft beaufschlagte Volumen durch Schließen des

Ansaugreglers nicht vollständig geschlossen ist, wird eine Druckabbau- oder Abblasevorrichtung geöffnet, sodass Luft aus diesem Volumen über die Abblasevorrichtung entweichen kann.

Beim Übergang von der Warmlaufphase in den Betriebszustand wird der Verbrennungsmotor auf die Betriebsdrehzahl

beschleunigt, während die Abblasevorrichtung geschlossen und der Ansaugregler geöffnet wird.

Der oben genannte Fehlerfall ist insbesondere dann gegeben, wenn die Abblasevorrichtung nicht ordnungsgemäß öffnet, während der Ansaugregler geschlossen bleibt. Das Verharren der Abblasevorrichtung im geschlossenen Zustand kann insbesondere dann auftreten, wenn eine die Abblasevorrichtung steuernde Steuerleitung blockiert ist; beispielsweise wenn diese Steuer ¬ leitung eingefroren ist.

Der vorab festgelegte Wert des vom ersten Turbolader erzeugten Druckes, dessen Unterschreitung zum Beenden des Betriebszustandes führt, ist bevorzugt abhängig von einer Drehzahl des Verbrennungsmotors. Es ist somit eine vorab festgelegte

Funktion des Druckes von der Drehzahl gegeben, beispielsweise in Form einer Kennlinie. Es ist somit nicht lediglich ein einziger Wert, sondern eine Reihe von Werten vorab festgelegt. Entsprechend wird während des Betriebszustandes die Drehzahl des Verbrennungsmotors permanent oder zumindest regelmäßig gemessen, um für die gemessene Drehzahl den jeweils vorab festgelegten Wert auswählen zu können und um diesen mit dem aktuell gemessenen Wert des vom ersten Turbolader erzeugten Druckes der vorverdichteten Luft vergleichen zu können.

Die vorab festgelegte Funktion des Druckes von der Drehzahl ist bevorzugt steigend, sodass der vorab festgelegte Wert mit der Drehzahl steigt.

Das Beenden bzw. Ändern des Betriebszustandes umfasst bevor ¬ zugt ein Absenken der Drehzahl des Verbrennungsmotors von der Betriebsdrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors. Die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors ist deut ¬ lich kleiner als die Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors. Die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors beträgt bevorzugt nur ein Bruchteil der Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors.

Das Beenden bzw. Ändern des Betriebszustandes umfasst bevor ¬ zugt zunächst das Absenken der Drehzahl des Verbrennungsmotors von der Betriebsdrehzahl auf die Leerlaufdrehzahl des Verbren- nungsmotors und anschließend ein Abschalten des Verbrennungs ¬ motors, wodurch dieser schließlich zum Stillstand kommt.

Das Beenden bzw. Ändern des Betriebszustandes umfasst bevor- zugt weiterhin ein Abspeichern des aufgetretenen Fehlers in einem Fehlerspeicher und/oder ein Melden des Fehlers an einen Benutzer .

Das Ansteuern der Abblasevorrichtung erfolgt bevorzugt

pneumatisch über einen Druckregler. Der Druckregler ist beispielsweise durch einen elektronischen Proportionalregler gebildet. Der Druckregler wird bevorzugt von der mit dem

Hauptverdichter erzeugten Druckluft beaufschlagt, deren Druck durch ggf. entnommene Druckluft gemindert ist. Bevorzugt wird auch der Ansaugregler über den Druckregler gesteuert. Der vom

Druckregler bewirkte Steuerdruck wird bevorzugt überwacht. Steigt der Steuerdruck im Betriebszustand über einen vorab festgelegten Maximalwert, so erfolgt bevorzugt ein Beenden des Betriebszustandes. Dieses Beenden des Betriebszustandes erfolgt bevorzugt in gleicher Weise wie das Beenden des

Betriebszustandes, sobald der überwachte vom ersten Turbolader erzeugte Druck der vorverdichteten Luft unter den vorab festgelegten Wert fällt. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen

Verfahrens durchströmt der Abgasstrom des Verbrennungsmotors zunächst den ersten Turbolader und anschließend den zweiten Turbolader. Somit ist eine Reihenschaltung der beiden Turbolader ausgebildet.

Der Verbrennungsmotor ist bevorzugt durch einen Dieselmotor gebildet . Der erfindungsgemäße Kompressor dient zum Komprimieren von Luft, welche als Druckluft bereitgestellt wird. Der Kompressor weist einen Verbrennungsmotor zum Antrieb des Kompressors auf. Der Kompressor umfasst weiterhin einen in einem Abgasstrom des Verbrennungsmotors angeordneten ersten Turbolader zur

Zuführung von vorverdichteter Luft zum Verbrennungsmotor, welche in einen Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors strömt. Der Kompressor umfasst weiterhin einen im Abgasstrom des Verbrennungsmotors angeordneten zweiten Turbolader zur Vorverdichtung der zu komprimierenden Luft. Eine weitere

Komponente des Kompressors bildet eine Ansteuereinheit zum Ansteuern des Kompressors. Diese Ansteuereinheit ist zur

Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert.

Bevorzugt ist die Ansteuereinheit zur Ausführung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens

konfiguriert. Im Übrigen weist der erfindungsgemäße Kompressor bevorzugt auch solche Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der

Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: einen pneumatischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors; und

Fig. 2: ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit eines minimalen Druckes von einer Drehzahl.

Fig. 1 zeigt einen pneumatischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kompressors. Der Kompressor umfasst einen Dieselmotor Ol, welcher als Antrieb des Kompressors fungiert. Der Dieselmotor wird mit Diesel aus einem Dieseltank 02 betrieben. Der Dieselmotor wird mit einem Wasserkühler 03 gekühlt. Der Wasserkühler 03 ist an einen Ausgleichbehälter 04 angeschlossen.

Ein Abgasstrom 06 des Dieselmotors 01 wird zuerst über einen ersten Turbolader 07 und anschließend über einen zweiten

Turbolader 08 geleitet. Die Turbolader 07, 08 beziehen Luft über zwei Luftfilter 09, zwischen denen ein Differenzdruckschalter 11 angeordnet ist. Die vom ersten Turbolader 07 vorverdichtete Luft wird mit einem ersten Luftkühler 12 abgekühlt, woraufhin der Dieselmotor 01 mit der vorverdichteten abgekühlten Luft geladen wird.

Die vom zweiten Turbolader 08 vorverdichtete Luft wird mit einem zweiten Luftkühler 13 abgekühlt und strömt anschließend zu einem Ansaugregler 14 und zu einer Abblasevorrichtung 16, wobei im Regelfall nur eine der beiden Komponenten geöffnet ist. Ist der Ansaugregler 14 geöffnet, so strömt die vorver ¬ dichtete abgekühlte Luft zu einem Schraubenkompressor 17, der vom Dieselmotor 01 angetrieben wird und zur Kompression der vorverdichteten Luft dient, d. h. zur Erzeugung der bereitzustellenden Druckluft. Ist der Ansaugregler 14 geschlossen, so strömt die vorverdichtete abgekühlte Luft über die geöffnete

Abblasevorrichtung 16 nach außen, sodass sie entweicht. Hierdurch wird verhindert, dass der zweite Turbolader 08 gegen ein geschlossenes Volumen fördert, wodurch er beschädigt werden kann .

Die vom Schraubenkompressor 17 erzeugte Druckluft strömt in einen Druckbehälter 18, wobei deren Temperatur mit einem

Temperatursensor 19 überwacht wird. Öl, welches sich im Druck- behälter 18 befindet, strömt über einen Ölfilter 24 und über einen Öltemperaturregler 26 mit einem Ölkühler 27 sowie über ein Rückschlagventil 28 zum Schraubenkompressor 17, um diesen mit Öl zu versorgen.

Im Druckbehälter 18 befindet sich ein Feinabscheider 23. Vom Feinabscheider 23 abgeschiedenes Öl wird über eine Absaug ¬ leitung 21 und über ein Rückschlagventil 22 dem Schraubenkompressor 17 wieder zugeführt.

Der Druck im Druckbehälter 18 wird mit einem Drucksensor 29 überwacht und kann bei Übersteigen eines zulässigen Druckes mit einem Sicherheitsventil 31 gemindert werden. Die Druckluft im Druckbehälter 18 kann an Entnahmehähnen 32 für die gewünschte Anwendung entnommen werden. Wenn die

Entnahmehähne 32 vollständig geöffnet sind, so wird mit einem Druckhalteventil 33 gewährleistet, dass ein Restdruck im

Druckbehälter 18 gehalten wird, um sicherzustellen, dass der Schraubenkompressor 17 stets mit genügend Öl versorgt wird.

Die Druckluft im Druckbehälter 18 wird zudem über einen Druckbegrenzer 34 an einen elektronischen Proportionalregler 36 geleitet. Der vom elektronischen Proportionalregler 36 geregelte Druck der Druckluft ist mit einem Drucksensor 37 messbar. Die vom elektronischen Proportionalregler 36

geregelte Druckluft dient zur Ansteuerung des Ansaugreglers 14 und der Abblasevorrichtung 16. Hinter dem Druckbegrenzer 34 ist zudem ein Schnellschlussventil 38 angeordnet. Im Leerlauf, d. h. wenn an den Entnahme ¬ hähnen 32 keine Druckluft entnommen wird, der Ansaugregler 14 geschlossen ist und sich der Dieselmotor 01 mit einer Leer- laufdrehzahl dreht, wird dem Schraubenkompressor 17 etwas Luft über ein Bypassventil 39 und über ein Rückschlagventil 41 zugeführt, um den Schraubenkompressor 17 im Leerlauf zu schonen. Die am Druckbegrenzer 34 anliegende Druckluft kann auch an einem Entlastungsventil 42 abgelassen werden.

Zur Inbetriebnahme des Kompressors wird der Dieselmotor Ol ausgehend vom Stillstand auf eine Schondrehzahl beschleunigt, die der Leerlaufdrehzahl entspricht. Der Ansaugregler 14 bleibt zunächst offen, bis ein Betriebsdruck von etwa 1,5 Überdruck aufgebaut ist. Danach wird durch eine Ansteuerung des Proportionalreglers 36 der Ansaugregler 14 geschlossen und es beginnt eine Warmlaufphase, in welcher der Dieselmotor Ol weiterhin mit der Schondrehzahl betrieben wird. In dieser Phase sind der Proportionalregler 36 und das Schnellschluss ¬ ventil 38 geöffnet. Somit steht auch ein Steuerdruck an der Abblasevorrichtung 16 an, sodass diese öffnet. Hierdurch kann die vom zweiten Turbolader 09 geförderte Luft nach außen entweichen. Nach der Warmlaufphase wird in den Betriebszustand übergegangen. Im Betriebszustand wird an den Entnahmehähnen 32 Druckluft entnommen. Durch Ansteuern mit dem Proportionalregler 36 wird der Ansaugregler 14 geöffnet, während die

Abblasevorrichtung 16 geschlossen wird. Sobald an den

Entnahmehähnen 32 keine Druckluft mehr entnommen wird, so wird der Ansaugregler 14 durch Ansteuern mit dem Proportionalregler 36 geschlossen, während die Abblasevorrichtung 16 geöffnet wird und der Dieselmotor 01 auf seine Leerlaufdrehzahl gebracht wird.

In einem Fehlerfall kann eine vom Proportionalregler 36 zur Abblasevorrichtung 16 geführte Steuerleitung 43 blockiert sein; beispielsweise wenn diese eingefroren ist. In diesem Fehlerfall öffnet die Abblasevorrichtung 16 nicht, während der Ansaugregler 14 geschlossen bleibt. Folglich beaufschlagt der zweite Turbolader 08 ein geschlossenes Volumen mit vorverdichteter Luft. Im Betriebszustand läuft der Dieselmotor 01 mit der Betriebsdrehzahl. Der zweite Turbolader 08 erreicht seine Pumpgrenze, wodurch er überlastet wird, was zu

Beschädigungen des zweiten Turboladers 08 führt.

Erfindungsgemäß wird der vom ersten Turbolader 07 erzeugte Ist-Druck überwacht. Hierzu dient ein Drucksensor (nicht gezeigt) unmittelbar am Dieselmotor 01. Fällt dieser Druck unter einen vorab festgelegten von der Drehzahl des Dieselmotors 01 abhängigen Wert (vgl. Fig. 2), so kann erfindungsgemäß der oben beschriebene Fehlerfall erkannt werden. In diesem Fall wird der Dieselmotor 01 zunächst auf seine Leer ¬ laufdrehzahl gebracht. Hierdurch sinkt die Belastung des zweiten Turboladers 08 weitestgehend, sodass eine Beschädigung des zweiten Turboladers 08 verhindert ist. Gleichzeitig wird der Ansaugregler 14 zum Schließen angesteuert, um sicherzustellen, dass er tatsächlich geschlossen ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Schraubenkompressor 17 keine Luft mehr ansaugt, d. h. ohne Last ist, sodass der Dieselmotor 01 mit seiner Leerlaufdrehzahl laufen kann. Nachdem der Dieselmotor 01 mit seiner Leerlaufdrehzahl gelaufen ist, wird er

abgeschaltet, sodass er zum Stillstand kommt. Der erkannte Fehlerfall wird in einem Fehlerspeicher gespeichert.

Ergänzend wird der mit dem Drucksensor 37 gemessene Druck überwacht. Übersteigt dieser Druck einen vorab festgelegten Maximalwert, so führt dies ebenfalls zu dem oben beschriebenen Ablauf zur Beendigung des Betriebes des Kompressors.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit des für den vom ersten Turbolader 07 (gezeigt in Fig. 1) erzeugten Druck vorab festgelegten minimalen Wertes von der Drehzahl des Dieselmotors Ol (gezeigt in Fig. 1) . Die Y-Achse gibt den Druck in bar Überdruck an. Die X-Achse gibt die Drehzahl des Dieselmotors Ol in Umdrehungen pro Minute an.

Eine erste Kennlinie 51 gibt den vom ersten Turbolader 07 erzeugten Druck in Abhängigkeit von der Drehzahl des Dieselmotors 01 an, wenn der Kompressor ordnungsgemäß arbeitet und kein Fehler vorliegt.

Eine zweite Kennlinie 52 gibt den vorab festgelegten minimalen Wert für den vom ersten Turbolader 07 erzeugten Druck in

Abhängigkeit von der Drehzahl des Dieselmotors 01 an, welcher erfindungsgemäß als Kriterium zum Feststellen des Fehlerfalles dient. Der vorab festgelegte minimale Wert des vom ersten Turbolader 07 erzeugten Druckes kann auch durch eine

mathematische Funktion oder in anderer Weise qualitativ und/oder quantitativ festgelegt sein.

Bezugszeichenliste

01 Dieselmotor

02 Dieseltank

03 Wasserkühler

04 Ausgleichbehälter 05

06 Abgasstrom

07 erster Turbolader

08 zweiter Turbolader

09 Luftfilter

10

11 Differenzdruckschalter

12 erster Luftkühler

13 zweiter Luftkühler

14 Ansaugregler

15

16 Abblasevorrichtung

17 Schraubenkompressor

18 Druckbehälter

19 Temperatursensor 20

21 Absaugleitung

22 Rückschlagventil

23 Feinabscheider

24 Ölfilter

25

26 Öltemperaturregler

27 Ölkühler

28 Rückschlagventil

29 Drucksensor

30

31 Sicherheitsventil Entnahmehähne

Druckhalteventil Druckbegrenzer Proportionalregler Drucksensor

Schnellschlussventil Bypassventil Rückschlagventil Entlastungsventil Steuerleitung

erste Kennlinie zweite Kennlinie