-
Abscheider zum Reinigen von Luft, Gasen oder Dämpfen Zum Abscheiden
unerwünschter Beimengungen aus Luft, Gasen oder Dämpfen ist die Verwendung von Filterelementen
aus porösem Werkstoff, beispielsweise Filterkerzen, bekannt. Diese sind dabei derart
in die das zu reinigende Mittel führende Leitung eingeschaltet, daß das Mittel diese
Filterelemente durchdringen muß. Die Filterelemente sind von Gehäusen umschlossen,
aus denen die abgeschiedenen Beimengungen von Zeit zu Zeit abgelassen oder sonst
entfernt werden können. Zur Reinigung der Filterelemente müssen diese unter Offnen
des Gehäuses herausgenommen werden.
-
Die Herausnahme der Filterelemente ist aber umständlich und zeitraubend,
so daß schon Abscheider vorgeschlagen worden sind, die ein Reinigen der Filterelemente
in den sie aufnehmenden Gehäusen ohne deren Offnen zuläßt. Die Reinigung des Abscheiders
erfolgt gemäß diesen Vorschlägen infolge Durchblasens der Filterelemente mit einem
Spülgasstrom, und zwar in umgekehrter Richtung zu dem Strom, der bei Betrieb der
Anlage das Filterelement durchsetzt. Es hat sich aber gezeigt, da:ß in vielen Fällen
auf diese Weise keine vollständige Reinigung der Filterelemente erfolgt.
-
Gemäß der Erfindung wird nunmehr ein Abscheider zum Reinigen von Arbeitsmitteln
in Gas- oder Dampfform von in festem oder tropfbar flüssigem Zustand vorliegenden
Beimengungen mit einem den Abscheider in zwei Räume unterteilenden porösen Filterelement
in Vorschlag gebracht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß als Spülmittel das verflüssigte
Arbeitsmittel Verwendung findet, wobei der erforderliche Spüldruck durch eine gegenüber
dein Abscheider erhöhte Anordnung des Behälters für das verflüssigte Arbeitsmittel
erreicht ist. Bei Reinigung der Filterelemente gemäß der Erfindung werden auch die
durch Oberflächenkräfte und Kapil.lardepression festgehaltenen Verunreinigungsmittel
infolge der dem Spülmittel eigenen Lösungsfähigkeit entfernt. Auch ermöglicht die
Ausführung nach der Erfindung ein Spülen bei Laufen der Maschine, sofern, der Druck
der Spülflüssigkeit größer ist als der durch die Strömung hervorgerufene Druckabfall
des in Gas- oder Dampfform vorliegenden Arbeitsmittels.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird in Vorschlag gebracht, daß
der in Richtung des Gas-bzw. Dampfstromes vor denn Verflüssiger angeordnete Abscheider
abzugsseitig eine Spülleitung zur Zuführung von verflüssigtem Arbeitsmittel als
den abgeschiedenen Stoff ganz oder teilweise lösendes Spülmittel zur periodischen
Reinigung der Filter angeschlossen ist, wobei für den abgeschiedenen Stoff an der
Einlaßseite in an sich bekannter Weise ein Ablaß vorgesehen ist und das Spülmittel
nach Durchströmen der Filter wieder von dem Arbeitsmittelkreislauf aufgenommen wird.
Der Abscheider nach der Erfindung kann stets dann zum Reinigen von Gasen
oder
Dämpfen verwendet werden, wenn das verflüssigte Arbeitsmittel in der
Lage ist, das Verunreinigungsmittel zu lösen. Bevorzugt findet der Abscheider Verwendung
bei Kältemaschinen, insbesondere bei Tiefkühlanlagen, sowie bei verfahrenstechnischen
Trennprozessen (z. B. Abscheidung von Naphthalin aus Phenoldämpfen).
-
Bei Verwendung des Abscheiders in Kältemaschinen ist zweckmäßigerweise
der Sammelraum des Abscheiders beheizbar, um aus den dort anfallenden Ölabscheidungen
das Kältemittel ausdampfen zu können. Die Beheizung kann dabei durch beliebige Mittel
bewirkt werden und verhindert, daß das Kältemittel zusammen mit dem überlaufenden
Öl in den Kurbelkasten des Verdichters gelangt.
-
Vorzugsweise ist dabei die von dem Kompressor der Kühlanlage kommende,
das dampfförmige Kältemittel führende Leitung als Heizschlange durch den Sammelraum
des Abscheiders geführt. Die Abla,ßleitung des Sammelraumes für das abgeschiedene
Öl ist an die Ölwanne des Kompressors angeschlossen. Ferner sind in die Zu- und
Ableitung des zu reinigenden Spülmittels zu dem Abscheider zweckmäßig Kriechfallen
zum Vorabsondern oder Nachabscheiden von Kriechfilmen des öls eingeschaltet.
-
Die neue Ausbildung ist an Hand einer Schemazeichnung für das Abscheiden
von Ölbeimengungen aus dem Arbeitsstoff einer Kältemaschine näher erläutert.
-
In der Zeichnung wird davon ausgegangen, daß das von dem nicht dargestellten
Verdampfer der Anlage
kommende Kältemittel .durch _ eine - Leitung
1 einem Verdichter 2 zugeführt wird, von dem es durch eine Leitung 3, 4 in den Verflüssiger
5 gefördert wird, von dessen Sammelbehälter 6 es wieder im Kreislauf an den Verdampfer
abgegeben: wird. Der Kolben 7_ des Verdichters 2 ist in bekannter Weise mit einer
Ölschmierung versehen, die aus der Ölwanne 8 des Verdichters gespeist ist. Durch
diese Ölschmierung wird das Kältemittel in dem Verdichter 2 mit Schmieröl beladen,
und es besteht daher die Aufgabe, diese Schmierölbeimengung aus dem Kältemittel
wieder abzusondern.
-
Es ist hierzu in sonst bekannter Weise in die Förderleitung 3, 4 druckseitig
ein Abscheider 9 ein-<geschaltet, der in einen Einlaßraum 10 und einen Abgaberaum
11 unterteilt ist. Die Unterteilung ist bewirkt durch eine Zwischenwand 12, die
mit Durch Brechungen 13 versehen ist, an die in den Einlaßraum 10 ragende Filterelemente
in der Form von am Ende geschlossenen Rohren 14 angeschlossen sind. Sie halten das
von dem Kältemittel mitgenommene Schmieröl und sonstige Beimengungen zurück, so
daß nur gereinigtes Kältemittel durch die Leitung 4 in den Verflüssiger 5 gelangt.
-
Die Leitung 3 ist als Rührschlange 15 durch den Sammelraum des Abscheiders
9 geführt. Sie ist vor dem Eintritt in diesen mit einer Kriechfalle 16 versehen,
in der ein etwa an der Leitungsinnenwand mitgenommener Ölfilm abgeschieden und über
eine Leitung 17 in den Sammelraum des Abscheiders zurückgeführt wird. Die Kriechfalle
16 ist mit einem Prallkegel 18 versehen, der den freien Durchgang der mit Ölteilchen
beladenen Dämpfe des Kältemittels verhindert, so daß bereits hier eine erste Abscheidung
dieser Teilchen erfolgt.
-
Die Kriechfalle 16 ist ferner mit einem Topfmagneten 19 ausgerüstet,
der mitgeführte Abriebteilchen des Verdichters festhält, die sich sonst in den Poren
der Filterelemente festsetzen könnten.
-
In der Höhe der Einmündung der Leitung 3 in den Abscheider 9 sind
die Filterelemente 14 durch eine Prall`vand 20 abgedeckt, durch die die eintretenden
Dämpfe abgelenkt werden.
-
In die von dem Abscheider 9 zu dem Verflüssiger 5 führenden Leitung
4 ist ebenfalls eine Kriechdalle 21 eingeschaltet. Ein etwa durch die Filterelemente
hindurchgedrückter Ölfilm wird hier abgeschieden und gelangt durch eine mit einem
Schwimmerventil 22 versehene Leitung 23 in eine von dem Sammelraum des Abscheiders
9 zu -dem Ölsumpf 8 des Verdichters führende Leitung 24, in der ein Absperrventil
25 angeordnet ist.
-
Durch die Rohrschlange 15 in dem Sammelraum des Ab-scheiders 9 wird
das aus den Dämpfen abgeschiedene Öl erhitzt, so daß in dem Öl gelöstes flüssiges
Kältemittel verdampft und mit den zu reinigenden Dämpfen durch die Filterelemente
14 dem Verflüssiger 5 zugeführt wird. An Stelle der Beheizung durch die Rohrschlange
15 kann der Sammelraum auch mit einer sonstigen Heizquelle beheizt sein.
-
Das sich in dem Sammelraum des Abscheiders 9 sammelnde Öl wird durch
Öffnen des Ventils 25 von Zeit zu Zeit in den Ölsumpf des Verdichters zurückgeleitet.
-
Von dem Sammelbehälter 6 des Verflüssigers 5 führt eine mit einem
Absperrventil 26 versehene Leitung 27 iii den Austrittsraum 11 des Abscheiders 9.
Die Leitung 27 ist in dem Austrittsraum 11 verzweigt und mit einer der Zahl der
Filterelemente 14 entsprechenden Zahl von Düsen 28 versehen, die gegen die Filterelemente
14 gerichtet sind. Die Zahl und Art der Düsen 28 richtet sich nach der Ausbildung
der Filterelemente und ist in jedem Fall so getroffen, daß die ganze Oberfläche
der Filterelemente erfaßt :wird.
-
Zum Reinigen der Filterelemente wird das Ventil 26 geöffnet und flüssiges
Kältemittel aus den Düsen 28 in die Filterelemente unter Druck abgegeben. Das flüssige
Kältemittel durchdringt die Filterelemente, löst die hier festgehaltenen Ölteilchen
sowie den auf der Einströmseite der Filterelemente an diesen haftenden Ölfilm und
gelangt dann in den Sammelraum des Abscheiders. Hier wird das flüssige Kältemittel
durch die Rohrschlange 15 oder eine sonstige Heizeinrichtung wieder verdampft.
-
Das Reinigen der Filterelemente kann somit ohne Öffnen des Abscheiders
vorgenommen werden. Der geschlossene Kreislauf des Kältemittels bleibt ungestört,
und das abgeschiedene Öl wird dem Ölsumpf des Verdichters wieder zugeführt.
-
Die neue Ausbildung läßt sich, wie schon beschrieben, auch. bei zu
anderen Zwecken eingesetzten Abscheidern anwenden. Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes
ist nachfolgend noch ein Ausführungsbeispiel angegeben.
-
Bei Verwendung einer Filterkerze mit den Abmessungen
| Äußerer Durchmesser . . . . . . . . . . . . 30 mm |
| Länge .......................... 190 mm |
| Wandstärke .. ................ 6,5 mm |
| Körnung ........................ 30 mm |
ergibt sich bei einem Mengendurchsatz von 0,75 ms/h F 12 (Difluordiehlormethan)
und einem Druck von 2 atü ein Druckverlust von 10 Torr, d. h. daß für eine Kälteleistung
von 1000 Kcal/h. bei einem zugelassenen Druckabfall von 0,05 at eine Filterfläche
von 150 cm2, beispielsweise eine Kerze mit den Abmessungen:
| Äußerer Durchmesser . . . . . . . . . . . . 30 mm |
| Länge .......................... 150 mm |
| Wandstärke ..................... 6,5 mm |
| Körnung ........................ 30 mm |
benötigt wird. An Hand von Versuchen wurde festgestellt, daß der Druckverlust nicht
über 18 Torr ansteigt.