Zur Erzeugung absolut ölfreier Druckluft bietet der Markt drei Lösungsansätze. Bei öleingespritzten Schraubenkompressoren entstehen hohe Zusatzkosten durch die anschließende Aufbereitung. Ölfrei verdichtende Anlagen erzeugen zwar sofort absolut ölfreie Druckluft, erfordern aber aufgrund der Zweistufigkeit deutlich erhöhte Investitionskosten. Und wassereingespritzte Verdichter arbeiteten bisher nicht mit optimalem Wirkungsgrad, weil die polymerkeramischen Werkstoffe der Rotoren nicht formbeständig sind und deshalb höhere Spaltmaße erfordern.
Hier hat die Aerzener Maschinenfabrik den Hebel angesetzt. Die einstufig bis 13 bar verdichtenden VMW-Wasserstufen wurden bereits erfolgreich unter Praxisbedingungen im harten Dauerbetrieb getestet. Sie bieten neben einem verbesserten Wirkungsgrad einen reduzierten Wartungsaufwand und stehen zunächst für Antriebsleistungen von 45, 55 und 75 kW und für folgende max. Ansaugvolumenströme zur Verfügung:
- bei 7 bar(ü): 7,8 bis 10,7 m³/min
- bei 10 bar(ü): 6,7 bis 10,1 m³/min
- bei 13 bar(ü): 5,6 bis 8,6 m³/min
Größere und kleinere Leistungen sind in der Entwicklung. Die VMW-Wasserstufen wurden ausschließlich für den Direktantrieb konzipiert. Sie arbeiten mit Drehzahlen von nur 1500 bis 5000 min-1 und können sowohl zu Anlagen mit konstanter Drehzahl als auch zu bedarfsgeregelten Anlagen komplettiert werden.
Bisher wurden Rotore von Wasserstufen überwiegend aus Polymerkeramik gefertigt. Dieser Werkstoff führt bei Drücken oberhalb 7 bar jedoch zu einer plastischen Verformung der Läufer. Diese verminderte Profiltreue muss durch größere Spaltmaße innerhalb der Verdichterstufe ausgeglichen werden, was zu einer deutlichen Verschlechterung des Wirkungsgrades führt. Aufbauend auf den langjährigen Erfahrungen in der Herstellung von öleingespritzten Verdichterstufen mit Rotoren aus Stahl wählte Aerzener diesen Werkstoff auch für die VMW-Wasserstufen. Der hochlegierte, korrosionsbeständige Stahl arbeitet auch bei höheren Drücken bis 13 bar verformungsfrei, sodass die Spaltmaße deutlich verkleinert werden konnten. Die Wirkungsgrade sind nun direkt mit den Werten für öleingespritzte Schraubenverdichter vergleichbar.
Anstatt die Lager der Wasserstufen durch Einspritzwasser zu schmieren oder wartungsintensive fettgeschmierte Lager zu wählen, entschied man sich für ölgeschmierte Wälzlager. Diese Lösung führt in Verbindung mit einem besonderen Schmierstoff zu einer Dauerschmierung über den Lebenszyklus der Verdichterstufe. Damit entfallen Ölwechsel- oder Nachfüllarbeiten. Ein atmosphärischer Zwischenraum zwischen Lagern und Verdichtungsraum verhindert zuverlässig das Eindringen von Wasser in den Ölraum oder von Öl in den Wasserraum. Die beiden präzise geführten Rotore arbeiten verschleißfrei bis zum Lebensende der Gesamtanlage. Sie werden über ein hochgenau gefertigtes Synchronisationsgetriebe mit hoher Verzahnungsqualität für einen weichen Lauf angetrieben. Aerzen garantiert für diese Stufen betriebsstundenabhängige Wartungsintervalle von mindestens zwei Jahren bei Dauereinsatz (16 000 Bh). Bei erforderlichen Servicearbeiten sind lediglich die Wälzlager und die Dichtungen zu tauschen.
