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Kompressionskältemaschine mit mehrstufigem Kreiselverdichter.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressionskältemaschine mit mehrstufigem Kreiselverdichter und bezweckt Verbesserung solcher Anlagen in bezug auf Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit dadurch, dass in den Weg des flüssigen Kältemittels vom Kondensator zum Verdampfer eine Einrichtung (Sparer ; eingefügt ist, die mehrere, vom flüssigen Kältemittel der Reihe nach durchlaufene Kammern besitzt, die in verschiedene Stufen des Verdichters münden und die bis dahin entwickelten oder mit- geführten Kältemitteldämpfe unmittelbar in den Verdichter, d. h. ohne den Umweg über den Verdampfer, leiten.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt. Fig. 1 ist eine Ansicht der Maschine, Fig. 2 ein Grundriss des Sparers, Fig. 3 ein wagrechter Schnitt nach Linie 15-15 der Fig. 4, Fig. 4 ein lotrechter Schnitt nach Linie 16-16 der Fig. 2, Fig. 5 ein lotrechter Querschnitt nach Linie 17--17 der Fig. 4 und Fig. 6 ein Schnitt nach 7-7 der Fig. 2. A ist der Verdampfer, in dem das Kältemittel verdampft und dadurch die Temperatur des zu kühlenden Mittels herabsetzt. B ist der Hauptkondensator für die Kältemitteldämpfe, C der Kreiselverdiehter, der das verdampfte Kältemittel dem
Verdampfer entnimmt und es mit höherer Spannung dem Kondensator B zuführt.
Der Verdichter (dessen Antrieb nicht dargestellt ist) entnimmt die Kältemitteldämpfe dem Verdampfer durch ein Verbindungsstück D und drückt den verdichteten Dampf in den Kondensator durch einen Auslass E.
Aus dem Kondensator gelangt das flüssige Kältemittel in eine Vorrichtung F (Fig. 2-4), die
Sparer genannt werden soll und die mit dem Verdichter C derart zusammenwirkt, dass derjenige Teil des Kältemittels, der schon verdampft ist, bevor er die Kühlrohre des Verdampfers erreicht, nicht alle
Stufen des Verdichters zu durchlaufen hat, so dass dieser Sparer den Verdichter entlastet und die Wirksamkeit der Anlage erhöht.
Der Sparer umfasst eine oder mehrere, z. B. vier Kammern 60-63, die mit einer entsprechenden Anzahl von Verdichterstufen unmittelbar in Verbindung stehen durch Kanäle 64, die aus dem oberen
Raum jeder Kammer in die entsprechende Verdichterstufe führen. Das flüssige Kältemittel tritt aus dem Hauptkondensator durch ein Schwimmerventil 63 und ein Rohr 66 (Fig. 1) in die erste Abteilung 60 des Sparers ein und jeweils von der einen Abteilung zur anderen durch Durchlässe 67, 68 und 69. Das
Rohr 66 mündet zweckmässig in eine Kammer 70 (Fig. 4) unterhalb der ersten Abteilung 60 des Sparers, aus der die Flüssigkeit in die Kammer 60 durch ein Rückschlagventil 71 eintritt.
Die Durch- lässe 67-69 werden von Ventilen 72 beherrscht, die ihrerseits durch Schwimmer 72a in den
Abteiluneen 60-62 gesteuert werden, so dass, wenn die Flüssigkeit in der ersten Kammer 60 den durch den Schwimmer darin bestimmten Stand erreicht hat, das erste Ventil öffnet und die Flüssigkeit in die nächste Abteilung 61 eintreten lässt, von wo sie in derselben Weise zur nächsten und übernächsten Kammer gelangen kann. Aus der letzten Kammer 63 des Sparers fliesst sie durch einen nach unten gerichteten
Kanal 73 und ein Rohr 74 in den unteren Teil des Verdampfergehäuses.
Das Rohr 74 erstreckt sich mit seiner Mündung 74a (Fig. 1) so weit in das Verdampfergehäuse, dass die Flüssigkeit aus dem Rohr ruhig über den oberen Rand der Mündung in den Verdampfer strömt ; zugleich bildet das Rohr 74 einen Flüssigkeitsabschluss, der verhindert, dass der Dampf aus dem Verdampfer durch das Rohr und den
Sparer in den Verdichter gelangt.
Zweckmässig ist der Sparer in seinem untrren : Tpil mit einem Kanal 75 ausgestattet, der sich unter-
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aus dem Kanal 75 in den Auslass 7. 3 verhindert.
Wenn das flüssige Kältemittel aus dem Kondensator B in die erste Abteilung 60 des Sparers eintritt, verdampft ein Teil davon in jener Kammer und der entstandene Dampf gelangt durch die erste der Verbindungen 64 in die zugehörige Verdichterstufe, so dass er nur in der entsprechenden Stufe und den etwa darauffolgenden Stufen verdichtet wird, also die vorhergehenden Verdichterstufen nicht zu durchlaufen braucht. Wenn das flüssige Kältemittel aus der ersten Abteilung 60 durch das Schwimmerventil zur nächsten Abteilung 61 gelangt, tritt wieder eine gewisse Verdampfung ein und der Dampf
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gleicherweise wird der beim ferneren Durchlauf der Flüssigkeit durch den Sparer entwickelte Dampf entsprechenden Verdichterstufen zugeführt.
Da in jeder der Sparerabteilungen je ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird, wodurch sich jeweils die Temperatur der Flüssigkeit etwas erniedrigt, tritt nur noch eine geringe Vorverdampfung ein, wenn die Flüssigkeit in den Verdampfer A gelangt, bevor sie über die Verdampferröhren hochgepumpt und dann mit diesen in Berührung kommt, so dass die eigentliche Verdampfung im Verdampfer eine um so kräftiger Abkühlung des zu kühlenden Mittels hervorbringt. So ist der Anteil an Dampf, der im Verdampfer ausserhalb der Berührungsstellen mit den Verdampferröhren erzeugt wird und der nur geringe Kühlwirkung hervorzubringen vermag, aber gleichwohl im Verdichter wieder verdichtet werden muss, wesentlich verringert und die Wirksamkeit der Anlage bei entsprechender Ersparnis an Energieverbrauch vergrössert.
Die Sparerdurchlässe 67-69 sind zweckmässig höher als für den Durchfluss der Flüssigkeit erforderlich und stehen oben mit den Abteilungen 61--63 in Verbindung, sowie durch die ventilbeherrschten Flüssigkeitsdurchlässe in ihren unteren Teilen. Die oberen Verbindungen bilden Umlenkoder Expansionskammern, die verhindern, dass die Flüssigkeit beim Übertritt von der einen Abteilung in die nächste schwankt und den Schwimmer in der aufnehmenden Abteilung beunruhigt. Diese Ausführungsform trägt auch zur Abscheidung des Dampfes von der Flüssigkeit bei. Letztere sinkt herab und fliesst am Boden weg, wogegen der Dampf das Bestreben hat, zu steigen und oben aus den Abteilungen weg zuströmen.
Bei normalen Kältemaschinen strömen mehrere Liter Kältemittelflüssigkeit in der Minute durch den Sparer, wobei mehrere Kubikmeter Dampf in jeder Abteilung des Sparers ausgeschieden werden. Dieser Dampf muss von der Flüssigkeit getrennt werden, so dass letztere zurückbleibt und nur der Dampf in den Verdichter gelangt. Jede Abteilung des Sparers bildet sowohl einen Abscheider alS auch einen Ablass.
Das flüssige Kältemittel kann aus dem Sparer entnommen werden, wenn das Handventil 77 und ein Ablasshahn 78 (Fig. 1) am Rohr 74 geöffnet werden.
Auch in den Abteilungen 60-62 des Sparers sind zweckmässig Ablenkwände zwischen den Flüssig- keitseinläs'sen und den Darnpfaus1ässen angeordnet, um die mit dem Dampf mitgerissene Flüssigkeit abzuscheiden und zu verhüten, dass Flüssigkeit in den Verdichter gelangt. Gemäss Fig. 6 werden die Ablenkwände in jeder der Abteilungen durch eine geneigte Platte 79 unterhalb des Dampfauslasses 64 gebildet, über der eine abgebogene Platte 79 M überhängt, und eine zwischen der Platte 79 a und dem Auslass 64 herabhängende Wand 79 b. Diese Einrichtung lenkt den Dampf ab und fängt die mitgeführte Flüssigkeit auf.
Letztere läuft entlang der geneigten Platte 79 in den Flüssigkeitssammelraum der Abteilung zurück. Unten ist die geneigte Platte mit Zwischenraum gegenüber der Rückwand der Abteilung befestigt, um dort den Durchtritt von flüssigem Kältemittel zu gestatten. Auch eine beliebige andere Einrichtung zur Abscheidung der Flüssigkeit könnte angewendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Kompressionskältemaschine mit mehrstufigem Kreiselverdichter, dadurch gekennzeichnet, dass in den Weg des flüssigen Kältemittels vom Kondensator (B) zum Verdampfer (, {) eine Einrichtung (Sparer F) eingefügt ist, die mehrere vom flüssigen Kältemittel der Reihe nach durchlaufene Kammern (60, 61, 62, 63) besitzt, die in verschiedene Stufen des Verdichters ; (0) münden und die bis dahin entwickelten oder mitgeführten Kältemitteldämpfe unmittelbar n den Verdichter, d. h. ohne den Umweg über den Verdampfer leiten.