DE1928984A1

DE1928984A1 - Falle zum Auffangen von Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1928984A1
Application number: DE19691928984
Authority: DE
Inventors: Krause Walter O; Rupert Kenneth W
Original assignee: Virginia Chemicals Inc
Current assignee: CNA Holdings LLC
Priority date: 1968-07-05
Filing date: 1969-06-07
Publication date: 1970-01-15
Also published as: CH494382A; GB1261944A; IL32004A0; IE32879L; ES366454A1; NO121957B; IL32004A; FR2012335A1; US3483714A; IE32879B1; BE732265A; NL6909706A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten, die insbesondere dazu dient, Flüssigkeit, die zwischen dem Kompressor und dem Verdampfer in einer Kühlvorrichtung mit im Gaszustand zurückströmendem Kühlmittel,
aufzufangen bzw. zu sammeln.

Diese erfindungsgemässe Flüssigkeitsfalle dient dazu, den
Kompressor in einer Kühlvorrichtung vor den schädlichen Wirkungen der Kühlflüssigkeit zu schützen, die sonst zu ihm
zurückströmen würde. '

Bei Kühlvorrichtungen, die mit flüssigen Kühlmitteln arbeiten und Wärmepumpen besteht ein grundlegendes Problem in der
unvermeidbar scheinenden Rückkehr von Kühlflüssigkeit in den kompressor. Dieses flüssige Kühlmittel kann dann einen Bruch der Entladungsventile im Kompressor verursachen, während aas

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Kompressoröl verdünnt^wird. Die unerwünschte Folge ist eine Beschädigung bzw. eift Fressen der Kugellager oder anderer

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beweglicher Teile im| Kompressor, wodurch dessen Wirksamkeit wesentlich herabgemindert wird.

Um diese Übelständ© zu vermeiden, hat man bei Vorrichtungen des Standes der Technik auf der Zugseite des Kühlsystems einen Sammler odei überlauftank vorgesehen, wobei an der Oberseite des Behälters Einlass- und Auslasselemente vorgesehen waren. Nacl der Theorie fällt das flüssige Kühlmittel auf den Boden άφ Behälters und verdampft, wobei der Kühlmitteldampf vomyEinlass zum Auslass strömt und das angesäbelte flüssige Kühlmittel eventuell verdunstet und zum Verdampfer und /Compressed strömt. Jedoch verursacht der Eintritt von Flüssigkeit'oder Dampf bei höherer Geschwindigkeit durch das Einlasse/leirient eine solche Turbulenz, dass ein wesentlicher TeilVdei¹ Flüssigkeit mit herauf in Richtung, auf den Auslass tr^hsi>ortiert wird. Die Schwingungen der hereinströmen-; den und hi^iajisströmenden Dämpfe verursachen eine Sehersituatior* zwischen &eU beiden sich einander entgegenbewegenden Kühlmittelströmen/ woraus ein Druckabfall zwischen den Einlass- und Auslasselementen entsteht. Dieser Druckabfall wirkt sich jedoch ne©piv auf die Kühlkapazität aus. Ferner sind zum Zwecke yer Erreichung eines einigermassen guten Schutzes für den K'op>ressor grossvolumige Kammern nötig, um die Flüssigkeit unter/diesen Bedingungen aufzufangen.

Demgegenüber wird nach der Lehre vorliegender Erfindung zwidem Kompressor und dem Verdampfer ein solcher Sammler eine solche Flüssigkeitsfalle vorgesehen, die sowohl _f /wesentlich kleineren Umfangs ist als auch eine sprunghaft / erhöhte Fallenwirksamkeit bezüglich des flüssigen Kühlmittels f im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen des nächstkommenden Standes der Technik besitzt. Da man also eine wesentlich kleinere Einheit gemäss vorliegender Erfindung einsetzen kann,

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ι die die gleiche Fallenkapazität "besitzt, wie die viel grösseren

; Einheiten des Standes der Technik, wird diese infolge des

, ' . wesentlich geringeren Raumbedarfs und der damit verbundenen

}]■'■ Verbilligung und sonstiger Vorteile die Technik bereichern.

■ Die erfindungsgemässe Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten (Accumulator) besteht im Prinzip aus einer Sanmler-Kcaiimer,

.< die am oberen Ende einen Einlass und einen Auslass besitzt und eine koachsial zum Auslass angeordnete Auslassröhre aufweist. Diese Auslassröhre erstreckt sich vom Auslass nach unten bis zum Boden der Kammer. Der Dampf wird durch den Einlass eingeführt und findet am Boden der Kammer eine Begrenzung, wonach er eine Wirbelbewegung beginnt und schliesslich die Kammer durch den Auslass verlässt. Gleichzeitig wird Kühlmittelfluss igkeit und öl aus dem Kompressor im Kammerboden angesammelt. Die eben erwähnte Wirbelbewegung des Dampfes ergänzt bzw. begünstigt die Flüssigkeitsansammlung im Boden der Kammer. Der Dampfstrom durch den Auslass und koachsial bezüglich des oberen Endes der Auslassröhre erzeugt zusammen mit dem Druckabfall in der Auslassröhre einen Venturi-Effekt, der zusammen mit dem Druckabfall in der Auslassröhre einen Flüssigkeitsstrom durch die Auslassröhre bewirkt. Infolgedessen werden Kühlmitteldampf und öl dem Kompressor zurückgeführt.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren 1 bis 4- weiterhin erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Kühlvorrichtung unter Verwendung eines flüssigen Kühlmediums.

Figur 2 zeigt einen vergrösserten vertikalen Schnitt durch die erfindungsgemässe Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten.

I^igur 3 ist ein horizontaler Schnitt durch diese Vorrichtung,

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■und zwar längs der' Schnittlinie 3-3 der Figur 2.

Figur 4· ist eine perspektivische Ansicht des vorgeschlagenen * Auslassfittings 28 (natürliche Grosse) vor dem Aufschrauben auf» die Auslassröhre 32. '

Die erfindungsgemässe Vorrichtung (Falle) zum Auffangen von Flüssigkeiten (sogenannter Sammler) 10, die einen Einlass 26 und einen Auslass 28 am oberen Ende 34- "besitzt, ist in der Kühlvorrichtung zwischen dem Verdampfer 16 und dem Kompressor 12 angeordnet. Zu dem Einlass 26 führt die Leitung 20 vom Verdampfer 16. Die Leitung 24 verläuft vom Auslass 28 zum Korn-' pressor 12; die Leitung 22 verläuft vom Kompressor 12 zwei Kondensator 14. Das Auslassfitting 33 ist derart "beschaffen, dass es als Auslasselement 28 und als Befestigung $0 dient. Er besteht aus einem röhrenförmigen Körper mit einer halbkreisförmigen öffnung an der Seite, um den Abfluss des Kühlmittelcaiapfes zu ermöglichen« Die Auslassröhre 32 wird koachsial getragen und bezüglich des Auslasses 28 mittels des Kragens 30 so angeordnet, dass das untere Ende 35 eier Auslassröhre oberhalb des Kammerbodens 36 endet. Das obere Ende der Auslassröhre 31 ist in die Seitenwände des Auslasses 28 bzw» des Auslass-Unterteils 29 eingefügt. Die Befestigung 30 "bestellt aus einem ■ sich, vertikal nach unten erstreckenden halbkreisförmigen Element 33, das die Auslassröhre 32 teilweise kreisförmig umscftliesst und damit das obere Ende 31 der ibislasssiofee. und den unteren Bereich 29 des-Auslasses.vor dem Einlass 26 scliüt-at» sowie aus den einstückig damit verbunäen. sich nach unten anschließenden Kragen.

Vorliegender Erfindung liegt die Erkessrfcnis- zugrunde, dass durch, eine bestimmte Anordnung bzw« Gestaltung des Auslasses 28 die oben geschilderten .Probleme imd ifachteil© des Standes der Technik überwunden werden köimen. Anstelle eines direkten. Hichtens des Kühlmit te !dampfes in den Auslass SS linei| mrd durch, die Gestaltung des Auslassfittings,.-von- iiem der- Auslass " 28 ein Teil" ist, derart gestaltet, dass der. Dampf-in einem V -^:"

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ο . _Lin den Auslass,

Winkel von 90 zur vertikalen Achse des Sammlerta^sVfelCntreten muss. Hierdurch wird eine.Wirbelwirkung erzeugt, die durch die Richtungspfeile der Figur 2 dargestellt ist, wobei das flüssige Kühlmittel am Boden der Kammer 36 aufgefangen wird. Wenn dies der Fall ist, wird die Turbulenz reduziert und es dient fast das gesamte innere Volumen der Sammlerkammer 36 als Falle für flüssiges Kühlmittel. Hierdurch wird überraschenderweise erreicht, dass man für diesen Sammeleffekt ein wesentlich kleineres Volumen benötigt, als dies bei den Vorrichtungen des Standes der Technik der Fall war, wodurch man sowohl den wirtschaftlichen Vorteil der Raumeinsparung als auch den Vorteil der wesentlich geringeren Kosten bei der Herstellung dieser Vorrichtungen erreicht.

Ferner hat die Wirbelwirkung des flüssigen Kühlmittels die Folge, dass die Schwingungen des hereinströmenden und herausströmenden Kühlmitteldampfes abnehmen. Es findet ein geringer Druckabfall statt, wodurch die Betriebswirksamkeit der Kühlvorrichtung oder diejenige von Klimaanlagen, in denen solche Kühlvorrichtungen enthalten sind, erhöht wird.

Da das Auslassfitting bzw. das Auslasselement 28 so gestaltet ist, dass der Kühlmitteldampf in.einem Winkel von 90° zur

.m aiesen,

horizontalen Achse des SammlersV eintritt, wird der Kühlmitteldampf am Boden 36 seine Begrenzung finden. Das Element 28 kann deshalb als Halter bzw. Befestigung für den ölaufnehmer bzw. die Auslassröhre 32 dienen. Dies bedeutet, dass mit sehr hoher Wirksamkeit das gesamte aufgefangene öl dem Kompressor 12 wieder zugeführt wird.

Der Kühlmitteldampf fliesst um das obere Ende 31 der Auslassröhre 32 herum und bewirkt einen Venturi-Effekt. Hierdurch wird das aufgefangene öl vom Boden 36 weg in die Röhre, hineingezogen. Das öl enthält einen gewissen Anteil an aufgelöstem Kühlmittel. Die Menge an aufgelöstem Kühlmittel hängt ab von dem herrschenden Verhältnis Temperatur/Druck und stellt eine

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Gl eichge wicht sbedingung dar. Wenn, die Öl-Kühlmittel-Lösung* in die Auslassröhre 32 hineinläuft, wird ein gewisser Fliesswiderstand entstehen, der einen kleinen Druckabfall in der Röhre 32 zur Folge hat. Dieser Druckverlust wird dazu führen, dass ein Teil des aufgelösten Kühlmittels aus der Lösung austritt. Das sich expandierende Kühlmittel und die Venturi-Wirkung wird das öl nach oben aus der Röhre 32 herausdrücken, und zwar in den Haupt strom an Kühlmitteldampf, wie er in den Kompressor 12 zurückströmt.

Auf diese Weise wird ein sehr wirksamer Sammler geschaffen, der sowohl bezüglich des von ihm benötigten Saums als auch der Herstellungskosten sehr niedrig und damit fortschrittlich lis₀t und dessen Wirksamkeit bezüglich der Rückführung des Öls in den Kompressor wesentlich höher liegt als dies bei den Vorrichtungen des Standes der Technik der Fall ist und keine nachteiligen Auswirkungen auf die Wirkung der- Kühlvorrichtung infolge eines unnormal hohen Druckabfalls auftreten.

Es ist für den Durchschnittsfachmann klar, dass man sowohl die Dimensionen der Sammlerkammer als auch die Art der Befestigung der Auslassröhre innerhalb weiter Grenzen variieren kann, ohne dass man den Umfang vorliegender Erfindung verlässt*

^-/Patentansprüche i 909883/1212

Claims

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Patentansprüche

I.)/ Falle zum Auf fangen von Flüssigkeiten für Vorrichtungen, insbesondere Kühlvorrichtungen, die mit recyclisierten Dampfströmen arbeiten» dadurch gekennzeichnet, dass die Falle aus einer Sanualer'kainmer mit einem Einlass (26), sowie einem Auslass (28), die beide am gleichen Ende der Kammer angeordnet sind, besteht, wobei in diese Kammer'eine Auslassröhre (32) eingesetzt ist, die sich vom Auslass (28) durch die Kammer bis fast zum Kammerboden erstreckt.

2·} Falle zum Auffaßgen von Flüssigkeiten^ die in einer Kühlvorrichtung mit im GaszusUand zurückströmendem Kühlmittel zwischen dem Kompressor und dem Verdampfer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Falle aus einer Sammlerkarnmer mit ^iaen Einlass (26), sowie einem Auslass (28), die beide a® gleichen. Snde •der Kammer angeordnet sind, besteht, mhei iu diese Kammer eine Auslassröhre (32) eingesetzt ist, die sich . vom Auslass (28) durch die Kammer· "bis fast ztua Easuaerboden erstreckt»

5») Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten "Stach Anspruch 1 oder 2» dadurch gekennzeichnet, dass aas tint;ere Ende der Auslassröhre (32) vom Boden der Kammer (J6) abgesetzt ist.

4.) Falle zua Auffangen von !flussiglceit@s nac&-Ansprüchen. "1 "bis 5,: dadiirefe. gefeeimaeiehnet, dass s-ä oberen Ende der Katamer eins BeifiSisMgaag eageordset ist, die die " Aus lassröhre telgt, lie ihrerseits koac&sisl im -Auslass eingesetzt ist," södass €er diarch den-Atislass -strömende

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Dampf in der Umgebung des oberen Endes der Auslassröhre einen Venturi-Effekt induziert.

5.) Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 1 * bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammlerkämmer und die Auslassröhre (32) genügend lang sind, um zu bewirken, dass der Widerstand gegen das Fliessen der Flüssigkeit in der Auslassröhre zu einem Flüssigkeitsdruckabfall führt.

6.) Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 1-bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass und der ■■■; Auslass am oberen Ende der Kammer in rechten Winkeln zu der horizontalen Kammer achse angeordnet sind, sodass ·; eine Wirbelwirkung des Dampfes und der Flüssigkeit [ koachsial mit dem Einlass und dem Auslass erzeugt wird.

7.) Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 1

bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Einlass und Auslass ■

am oberen Ende in rechten Winkeln zum Boden der Kammer I

angeordnet sind, sodass in dieser Kammer die Kühlmittel- -|

dämpfe dort ihre Begrenzung finden. ['■

8.) Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung sich seitlich um die Auslassröhre (32) an einem'Punkt unterhalb ; des Auslasses erstreckt, wobei ein Teil des Dampfflusses durch diesen Auslass behindert wird. -.·- I

9.) . Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung (30) ein integrierender Bestandteil des Auslasses ist und sich vom Auslass innerhalb der Kammer nach unten und sodann um die Auslassröhre(32) herum erstreckt, sodasszwischen Auslass und Einlass eine Sperre vorhanden ist und Befestigung (30) die

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BAD ORIGINAL

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Auslassröhre (32) koachsial mit dem Auslass tragend verbindet.

10.) Falle zum Auffangen von Flüssigkeiten nach Anspruch 9» "dadurch gekennzeichnet, dass diese Befestigung (30), die sich vom Auslass nach unten erstreckt, die Form eines HaTbZylinders besitzt, der die Auslassröhre teilweise umschliesst und dessen offene Seite der "benachbarten Kammerwand zugewendet ist, während seine geschlossene Seite zwischen dem Auslass und dem Einlass angeordnet ist.

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