Kompressor

Wissenswertes über Kompressor
Kompressoren gehören zu den Verdichtungsmaschinen, die das Volumen eines Gases verringern sollen. Beim Verkleinern eines Gases wird der Druck dieses erhöht, wodurch sich wiederum auch die Temperatur erhöht. Beim Einsatz von Kompressoren wird sich entweder der entstehende Druck oder Druck und Temperatur zunutze gemacht. Vor allem im Fahrzeugbau finden Kompressoren als Turbolader Anwendung. Damit wird bei gleichem Spritbedarf eine höher temperierte Menge an Luft zugeführt, was wiederum zu höherer Leistung führt.

Grundlegende Informationen zu Kompressoren
Kompressoren unterschieden sich grundsätzlich in zwei unterschiedliche Funktionsweisen. In den Turboverdichter, bei dem große Volumenströme erreicht werden aber nur kleine Enddrücke. Im Verdrängungsverdichter hingegen wird bei hohen Enddrücken ein nur sehr geringer Volumendurchsatz erreicht. Je nach Einsatzgebiet werden verschiedene Verfahren verwendet, die sich Unteranderem in Kolbenverdichter und Schraubenverdichter aufteilen.

Geschichtlicher Hintergrund von Schraubenverdichtern
1878 wurde erstmals über den Bau eines Schraubenverdichters nachgedacht. Allerdings traten Probleme bei der Herstellung auf, die mit der Geometrie der Oberfläche zusammenhing. Als 1930 die Fertigungsverfahren soweit fortgeschritten waren, dass die Geometrie der Schrauben hergestellt werden konnte, wurde die Idee umgesetzt. Da die Verluste an den Schrauben anfänglich sehr hoch waren, konnten sich die Schraubenkompressoren nicht gegen die bereits erfolgreichen Kolbenverdichter durchsetzen. Erst gut 40 Jahre später konnte der Wirkungsgrad soweit verbessert werden, dass sich der Einsatz lohnte. Heute sind rund 50% der am Markt verfügbaren Kompressoren Schraubenverdichter.

Turboverdichter als Kompressorvariante
Turboverdichter nutzen die physikalischen Gesetze der Strömungsmechanik bei dem ein rotierender Läufer dem vorbeiströmenden Gas zusätzliche Energie zuführt. Dabei wird ein sehr hoher Volumendurchsatz erreicht, welcher in jeder Stufe um zusätzlichen Druck erhöht wird. Dazu werden Axialverdichter und Radialverdichter als Hauptbauarten für Turboverdichter angewendet. Bei Radialverdichtern strömt das Gas parallel zum Läufer durch den Verdichter. Dies wird beispielsweise bei Turbinen für Flugzeuge eingesetzt. Abgasturbolader in Kraftfahrzeuge nutzen hingegen eher Axialverdichter, bei denen das Gas axial an dem Schaufelrad vorbeiführt und einen Rotor am anderen Ende des Läufers antreibt. So wird die einströmende Luft durch die Kraft der ausströmenden Luft verdichtet, was sich im Bezug auf den Energieverbrauch positiv auswirkt.

Kompressoren für den Haushalt oder die Werkstatt
Im Haushalt oder der Werkstatt werden Kompressoren verwendet, die deutlich weniger Leistung erbringen müssen, als sie im Flugzeug erforderlich sind. Daher sind diese in der Regel mit Elektromotoren ausgerüstet, die nur wenige Liter pro Minute an Förderleistung aufweisen. Die Fördermenge ist dabei das Volumen, das in einer festgelegten Zeiteinheit angegeben werden kann. Aus diesem Grund werden meistens Liter pro Minute oder m³ pro Minute angegeben. Obwohl diese Angaben nicht relevant sind, werden immer häufiger auch die theoretische Ansaugleistung sowie die Drehzahl und das Hubvolumen angegeben.