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Mehrkompressoranlage für Kühlanlagen Die Erfindung betrifft Mehrkompressoranlagen
für Kühlanlagen, bestehend aus mindestens zwei mit ihrer Ansaugseite an die Niederdruckseite
und mit ihrer Druckseite an die Hochdruckseite der Kühlanlage angeschlossenen Kompressoren
mit je einer Schmiermittelpumpe, die mit der im Kurbelgehäuse befindlichen Schmiermittelkammer
bzw. dem S.chmiermittelsumpf in Verbindung steht, deren jede bzw. jeder ferner an
die Einlaßdüse eines Ejektors angeschlossen ist, der mit der Austrittsseite der
Schmiermittelpumpe des betreffenden Kompressors verbunden ist.
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Derartige Kompressoranlagen mit mehreren Einzelkompressören für den
Betrieb von Kühlanlagen weisen sowohl fertigungstechnische als auch betriebsmäßige
Vorteile auf. Vor allem läßt sich durch Abschalten einzelner Einzelkompressoren
die Gesamtanlage wirkungsvoller regulieren als durch das Entladen eines einzigen
Kompressors. Bei wachsendem Kühlbedarf können weitere Einzelkompressoren leichter
angebaut werden.
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Jedoch treten bei den beschriebenen Anlagen auch besondere Schwierigkeiten
auf. So ist z. B. während des Arbeitens mit einem Kompressor bei Duplex-Systemen
gewöhnlich der Druck in der Kurbelkammer größer als in der Ansaugkammer. Infolgedessen
strömt das Öl, das sich in der Ansaugkammer sammelt, nicht zu der Kurbelkammer zurück,
wo es benötigt wird.
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U11 diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bereits bekannt, zum Absaugen
des Schmiermittels aus der Ansaugkammer einen Ejektor zu verwenden, der von der
Druckseite der Schmiermittelpumpe über eine Zweigleitung gespeist wird. Die Abzweigung
eines Schmiermittelstromes unter Druck ist ohne weiteres möglich, da die Schmiermittelpumpen
sowieso normalerweise stark überdimensioniert sind.
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Bei Anlagen mit mehr als zwei Kompressoren, bei denen einer oder mehrere
leer laufen können, tritt jedoch weiter der Nachteil auf, daß durch den Druckabfall
in der Anlage, der durch das Leerlaufen einzelner Kompressoren entsteht, der Ausgleich
der Ölspiegelhöhe in den Kurbelkammern der Kompressoren unterbleibt. Infolgedessen
bekommen die im Betrieb befindlichen Kompressoren zuwenig Schmiermittel. Zur Vermeidung
des Übelstandes, der sich dadurch ergibt, daß durch den höheren Gasdruck in der
Kurbelkammer das Zurückströmen des in der Ansaugkammer gesammelten Öles unterbleibt,
sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden.
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So ist es bekannt, Absperrventile an dem Kompressor vorzusehen, die
den Aufbau eines zu großen Druckes in der Kurbelkammer verhindern sollen.
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Eine überprüfung dieses Vorschlages ergibt, daß er die Aufgabe der
Rückkehr des Schmiermittels von der Saugkammer zur Kurbelkammer an sich löst, daß
aber durch die Anordnung von Mitteln zur Verteilung oder Vernichtung des im System
herrschenden Druckes in der Weise, daß in allen Kurbelkammern im- wesentlichen gleich
hohe Schmiermittelspiegel -herrschen, andere Schwierigkeiten auftreten, die sich
besonders-bei Anlagen mit mehr als zwei Kompressoren bemerkbar machen. Bei Anlagen
mit drei und mehr Kompressoren müssen nach diesem Vorschlag zwischen den Leitungen,
die die Saug-, Druck- und Kurbelkammern miteinander verbinden, und zwischen den
in den Kammern der einzelnen Kompressoren angeordneten Absperrventilen bestimmte
Beziehungen hergestellt und eingehalten werden, wenn verhindert werden soll, daß
der in der Anlage herrschende Druck sich schädlich auf die Anpassung der Schmiermittelspiegel
der einzelnen Kurbelkammern aneinander auswirkt. Dieser bekannte Vorschlag verlangt
somit einen umständlichen technischen
Aufwand, der die Gesamtkosten
erheblich erhöht und die Wartung erschwert. Außerdem müssen schwierige Bedienungsanweisungen
berücksichtigt werden.
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Die genannten Schwierigkeiten wurden im wesentlichen durch einen Vorschlag
behoben, nach dem ein besserer Ausgleich der einzelnen Schmiermittelspiegel dadurch
erzielt wird, daß durch die einzelnen Schmiermittelpumpen ein Sebmiermittelzweigstrom
in den Sumpf des jeweils nächsten Kompressors geleitet wird, der seinerseits über
seine-Pumpe Schmiermittel zurückfordert. Da die Zweigleitungen jeweils hinter einem
Überdruckventil abgehen, wird nur dann Schmiermittel durch die Zweigleitungen gefördert,
wenn der Schmiermitteldruck größer ist als notwendig, um eine einwandfreie Schmierung
des Kompressors zu gewährleisten, Diese nicht zum Stand der Technik gehörende Einrichtung
löst zwar die betriebsmäßigen Probleme der bekannten Einrichtungen bis zu einem
gewissen Grade, jedoch ergaben sich neue Schwierigkeiten. Da die Verbindungsleitungen
einerseits druckseitig an die Pumpe und andererseits an das Kurbelgehäuse angeschlossen
werden müssen, bereitet die Anbringung gewisse fertigungstechnische Schwierigkeiten
und Dichtungsprobleme.
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Demgegenüber löst die Erfindung das Problem der Gleichhaltung der
Schmiermittelspiegel bei Kompressoranlagen mit mehreren Einzelkompressoren dadurch,
daß jede Schmiermittelkammer eine die Höhe des Schmiermittelspiegels bestimmende
Öffnung hat, die an die Saugseite des Ejektors des folgenden Kompressors angeschlossen
ist.
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Diese weitere Lösung des Problems ist fertigungstechnisch wesentlich
einfacher zu bewältigen, so daß die Kosten der Gesamtanlage geringer werden, obwohl
die Wirkungsweise größer ist. Vor allem aber bereitet der nachträgliche Umbau von
Standardkompressoren, die zur Erhöhung der Kompressorleistung an eine Mehrkompressorleitung
angebaut oder die durch Anbau eines weiteren Kompressors zu :einer Mehrkompressoranlage
umgeändert werden sollen, keine besonderen Schwierigkeiten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sitzen in
den Leitungen, die die Ejektoren mit den Schmiermittelkammern verbinden, Absperrventile.
Hierdurch läßt sich notfalls bei sehr unterschiedlichen Leistungen der einzelnen
Schmiermittelpumpen eine Regulierung vornehmen.
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Zum Druckausgleich zwischen der Kurbelkammer und der Ansaugkammer
eines jeden Kompressors können diese vorteilhafterweise durch eine in der Trennwand
beider Kammern befindliche Druckausgleichsöffnung in Verbindung stehen.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Schmiermittelpumpe über ein
Entlastungsventil _mit __der-Schmiermittelkammer bzw. dem Schmiermittelsumpf in
Verbindung steht, das bei zu hohem Druckanstieg sich öffnet und die Verbindung zwischen
Schmiermittelpumpe und Schmiermittelkammer bzw. Schmiermittelsumpf herstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die Verbindungsleitungen
an einer gemeinsamen Platte münden, die an die einzelnen Kompressoren als Ganzes
ansetzbar ist. Durch diese Maßnahme wird der Umbau bereits bestehender Kompressoren
oder von Standardkompressoren zur Verwendung in einer Mehrkompressoranlage sehr
einfach. Außerdem hat diese Maßnahme den Vorteil; daß 'serienmäßig auch gleich ein
Schauglas in der Platte vorgesehen werden kann.
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Aus der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung ersichtlich.
Es zeigt F i g. 1 eine aus zwei Kompressoren bestehende, teilweise geschnittene
Ansicht einer Mehrkompressoranlage, F i g. 2 eine weitere Ausführung mit zwei Kompressoren,
teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt, F i g. 3 einen die Schmiermittelpumpe
aufweisenden Teil eines Kompressors nach der Erfindung, teilweise in Ansicht, teilweise
im Schnitt, und F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Schmiermittelkammerwand,
die den Ejektor enthält, der in der Ansicht wiedergegeben ist.
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F i g. 1 zeigt einen geschlossenen Kompressor 1, der im allgemeinen
in der dargestellten Mehrkompressoranlage verwendet wird und die neuen Merkmale
enthält, die den Rücklauf des Schmiermittels von der Ansaugkammer zum Kurbelgehäuse
gewährleisten "und außerdem in allen im wesentlichen gleiche Schmiermittelspiegel
sichern.
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Die Erfindung kann statt bei geschlossenen auch bei Kompressoren-der
sogenannten offenen Bauart gemäß F i g. 2 verwendet werden, die ein Beispiel dafür
zeigt.
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Der Kompressor 1 enthält ein Gehäuse 2, das innen durch eine Trennwand
3 in die Kurbelkammer 4 und die Ansaugkammer 5 unterteilt ist. Bei einem geschlossenen
Kompressor ist der Motor 6 in der Ansaugkammer 5 untergebracht und mit den nicht
dargestellten Kompressionsmitteln über die Welle 7 verbunden. Diese Mittel befinden
sich ebenfalls in der Kurbelkammer.
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Zum Druckausgleich zwischen der Ansaug- und der Kurbelkammer und zum
Rücklauf des in der Ansaugkammer gesammelten Schmiermittels zur Kurbelkammer ist
gemäß F i g.1 in der Trennwand beider Kammern 4, 5 eine Öffnung 50 vorgesehen, Ferner
ist ein Ejektor 51 oder ein Gebläse zum Ab-
führen von in der Kammer 4 gesammelten
Gasen zu der Ansaugkammer 5 mit der Welle'! verbunden. Durch eine derartige Ausbildung
wird das Schmiermittel über ein im unteren Teil der Trennwand 3 sitzendes Absperrventil
52 in die Kurbelkammer befördert.
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Eine ähnliche Ausführung ist in F i g. 2 dargestellt. Es hat sich
dabei gezeigt, daß die Kompressionsmittel eine Druckdifferenz erzeugen, die zum
Zurückbefördern des Schmiermittels durch das Ventil 52 ausreicht.
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Alle bekannten Teile eines normalen Kompressors, wie Zylinder, Kolben
u. dgl., können in Verbindung finit der Erfindung Verwendung finden, Der Kompressor
kann nur einen oder aber auch mehrere Zylinder enthalten. Die Teile, die die gleiche
Funktion haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden.
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Der Kompressor hat den üblichen Kopf S, der die bekannten, nicht dargestellten
Regelventile für die Strömung hat. Wie üblich verläuft die Strömung von der Niederdruckseite
der Kühlanlage durch die öffnung 9 in die Ansaugkammer 5 und zu der Hochdruckseite
durch die Auslaßkammer 10. Das Lager 11 und die Antriebswelle 7 werden in bekannter
Weise mit Schmiermittel versorgt.
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Im unteren Teil der Kurbelkammer 4 befindet sich der Schmiermittelsumpf
60, in dem sich das Schmiermittel
sammelt (F i g. 3). Das Schmiermittel
wird durch eine Pumpe 12 bekannter Bauart mit einem bestimmten Druck zu den Schmierstellen
befördert. Die Pumpe 12 ist mit der Welle 7 verbunden. Das Ansaugen erfolgt über
die Saugleitung 14 und den Eimaß 13. Die Saugleitung 14 ist mit dem im unteren
Teil des Schmiermittelsumpfes 60 befindlichen Saugkorb 15 verbunden. Das
Schmiermittel wird von der Pumpe 12 über den Auslaß 16 zu den Schmierstellen gedrückt.
Im Pumpenkanal 18 sitzt ein Entlastungsventil 17 zur Verhinderung von Hochdruck.
Hinter dem Ventil 17 zweigt eine Bohrung 19 zum Schmiermittelsumpf ab. Bei zu hohem
Druckanstieg öffnet sich das Ventil 17, so daß Motorschmiermittel zum Sumpf
60 zurückströmen kann.
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Damit die Standardausführung bei einem System mit mehreren Kompressoren
verwendbar ist, ist der Sumpf der Kurbelkammer durch ein Paßstück abgeschlossen,
das als Platte 61 dargestellt und mittels Schraubenbolzen 62 befestigt ist.
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In geeigneter Höhe befindet sich im Schmiermittelsumpf 60 eine
Öffnung 63. Diese Höhe ist so bemessen, daß der Sumpf die gewünschte Schmiermittelmenge
fassen kann. Ferner ist in der Platte 61
das übliche Fenster 64 zum Beobachten
vorgesehen.
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In der Platte 61 befindet sich eine weitere Öffnung 65, in der ein
Ejektor 66 sitzt, wie aus F i g. 3 und 4 ersichtlich ist.
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Der Ejektor 66 hat eine in der Kurbelkammer liegende Auslaßdüse 67.
Seine Ansaugdüse 68 befindet sich außerhalb der Kurbelkammer. Der Ejektor ist in
bekannter Weise an der Platte 61 befestigt. Seine Betätigung erfolgt durch die Pumpe
12 über die Leitung 69, die mit ihrem einen Ende am Pumpenauslaß 16 und mit ihrem
anderen Ende an den Teil des Ejektors angeschlossen ist, der außen am Kompressor
sitzt.
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Der Kompressor 1 kann ohne umständliche Konstruktionsänderungen und
mit geringen Kosten auf einfache Weise in eine Mehrkompressoranlage eingebaut werden,
wie sie z. B. in F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Es wird einfach die Ansaugkammer
5 über die Leitung 40 mit der Niederdruckseite der Kühlanlage verbunden. Ferner
werden die Auslaßkammern 10 über Leitung 41 an die Hochdruckseite
der Anlage angeschlossen.
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Der auf der linken Zeichnungsseite liegende Ejektor dies Kompressors
ist über Leitung 43 mit der Öffnung 63 des Kompressors der rechten Zeichnungsseite
verbunden. Die Leitung 42 hat dieselbe Funktion wie die Leitung 43. Sie verbindet
den Ejektor des rechten Kompressors mit der Öffnung 63 des linken. Der Antrieb der
betreffenden Ejektoren erfolgt durch die Pumpe, die mit den den Ejektor enthaltenden
Kompressoren verbunden ist. Die Pumpe des rechten Kompressors beeinflußt den damit
in Verbindung stehenden Ejektor, der das Schmiermittel von dem linken Kompressor
über die Leitung 42 so lange abführt, bis der Spiegel die gewünschte Höhe
hat, was an Hand der Lage der Öffnung 63 geprüft wird.
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Um zu verhindern, daß Schmiermittel durch Druckdifferenzen in dem
Kurbelgehäuse eines Kompressors durch die Leitungen 42, 43 fließt, sind Absperrventile
44, 45 vorgesehen. Als Folge davon findet nur beim Arbeiten des Ejektors 66 eine
Schmiermittelzirkulation statt.