DE1941553B2

DE1941553B2 - Schmiervorrichtung für den Verdichter einer Kühlanlage

Info

Publication number: DE1941553B2
Application number: DE1941553A
Authority: DE
Inventors: Henri Bernex Genf Baumgartner (Schweiz)
Original assignee: TERMOMECCANICA ITALIANA SpA LA SPEZIA (ITALIEN)
Current assignee: TERMOMECCANICA ITALIANA SpA LA SPEZIA (ITALIEN)
Priority date: 1968-08-13
Filing date: 1969-08-12
Publication date: 1979-05-31
Also published as: CH494934A; DE1941553C3; DE1941553A1; US3563051A; FR2015598A1; GB1214589A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für den Verdichter einer Kühlanlage, mit einem Kühlkreislauf für das Schmieröl der Verdichterlager, wobei das aus den Lagern abfließende heiße Öl mittels einer Pumpe durch einen Wärmeaustauscher zur Kühlung durch vom Verdampfer der Kühlanlage dem Wärmeaustauscher zugeführtes flüssiges Kältemittel gefördert und über eine Schmierölleitung wieder den Lagern des Verdichters zugeführt wird.

Es ist eine Schmiervorrichtung für den Verdichter einer Kühlanlage mit einem ölkühler bekannt, bei weicher das flüssige Kältemittel unter niedrigem Druck über die Leitung zum Gasraum des Verdampfers zurückgeleitet wird (US-PS 32 70521). Bei dieser bekannten Ausführung erlaubt jedoch der Kältemittelumlauf zur ölkühlung keine Ölabführung von dem Verdampfer oder ölrückführung zu der Schmiervorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung der in Frage stehenden Art :so auszubilden, daß das Eindringen von Schmieröl in Schaumform in die Lager verhindert wird und bei einer ständigen Abführung der in den Lagern erzeugten Reibungswärme auch eine Rückführung des im Verdampfer angesammelten Öles zu der Schmiervorrichtung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Absaugleitung für dampfförmiges Kältemittel einerseits an den oberen Teil des die Lager mit der Antriebswelle des Verdichters enthaltenden Gehäuses angeschlossen ist und andererseits mit der Ansaugseite des Verdichters an einer Stelle in Verbindung steht, an

ίο welcher ein geringerer Druck herrscht als der im Verdampfer der Anlage herrschende Druck; und daß der Wärmeaustauscher einerseits über eine Zuführleitung für flüssiges Kältemittel an den Verdampfer angeschlossen ist und andererseits über eine Kältemit tel-Abführleitung mit dem oberen Teil des Gehäuses in Verbindung steht

Durch die genannte Absaugleitung wird somit ein Druckunterschied zwischen dem Verdampfer und dem Gehäuseoberteil bei Betrieb der Kühlanlage aufrecht

μ erhalten, so daß flüssiges Kältemittel dem Wärmeaustauscher zufließt bzw. durch diesen zwecks Kühlung des Schmieröls hindurehflieut und Kältemittel aus der Abführleitung in den Gehäuseoberteil gelangt aus welchem es über die Absaugleitung abgeführt bzw. dem Verdichter zugeführt wird, wobei ein Sekundärkreislauf zur Kühlung des Schmieröls erhalten wird, in welchem das verdampfende Kältemittel die gleichzeitige Rückführung von im Verdampfer vorhandenem öl zu dem Schmierölbad im Gehäuse ergibt

Ein Ausführungsbeispiel und eine Variante der zu

einer Kühlanlage gehörenden Schmiervorrichtung nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Kühlanla-

ge mit einer Schmiervorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Kühlanlage mit einer Variante der Schmiervorrichtung nach Fig. 1. In den beiden Figuren der Zeichnung sind die miteinander übereinstimmenden T..:ilc mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt eine Kühlanlage mit einem Verdichter 1, der mittels einer Ansaugleitung 2 an einen Verdampfer 3 und mittels einer Förderleitung 4 an einen

«5 Kondensator 5 angeschlossen ist. Eine mit einer Entspannungseinrichtung 7 versehene Kondensatleitung 6 verbindet den Kondensator 5 mit dem Verdampfer 3. Ein Elektromotor M treibt den Verdichter 1 an, dessen Antriebswelle 8 in Lagern 9, 10 gelagert ist, die in einem ein Schmierölbad 12 enthaltenden Gehäuse 11 angeordnet sind. Der Verdampfer 3 ist im vorliegenden Falle ein Verdampfer mit in ein siedendes Kältemittelbad 14, beispielsweise R 12, eingetauchten Rohren 13. Dieses Kältemittel führt bei dieser Anlage mittels Verdichtung einen klassischen Kühlkreislauf aus, wobei das bei einem Druck Po und einer Temperatur to in dem Verdampfer 3 verdampfte Kältemittel durch den Verdichter 1 angesaugt und bei einem Druck Pc zu dem Kondensator 5 gefördert wird,

so wo es bei einer Temperatur te kondensiert wird. Die Kondensatleitung 6 leitet das kondensierte Kältemittel über die Entspannungseinrichtung 7, welche seinen Druck auf den Druck Po zurückfuhrt, dem Verdampfer 3 zu.

Die Schmiervorrichtung enthält eine Leitung 15, die den oberen Teil des Gehäuses U mit einem in der Ansaugleitung 2 angeordneten Venturirohr 16 verbindet, so daß die Geschwindigkeit des gasförmigen

Kältemittels in diesem Venturirohr 16 erhöht und folglich der statische Druck verringert wird. Somit ermöglicht die Leitung 15 das Ansaugen der sich in dem Gehäuse 11 befindenden Gase durch den Verdichter 1, wobei das Gehäuse 11 auf diese Weise auf einem unter s dem in dem Verdampfer 3 herrschenden Druck Po liegenden Druck Pl gehalten wird.

Die Schmiervorrichtung enthält außerdem einen Wärmeaustauscher 17, der dazu dient, das aus dem Bad

12 des Gehäuses 11 mit Hilfe einer mit einer Pumpe 19 versehenen Leitung 18 entnommene Schmieröl zu kühlen. Das gekühlte Schmieröl fließt dann aus dem Wärmeaustauscher 17 über die Leitungen 20,21 und 22 zu den Lagern 9 und 10. um letztere zu schmieren, und ergießt sich dann in das ölbad IZ Die Kühlung in dem Austauscher 17 erfolgt mit Hilfe von über eine Leitung 23 aus dem Bad 14 des Verdampfers 3 entnommenem flüssigen Kältemittel, worauf das erwärmte Kältemittel in eine in den oberen Teil des Gehäuses 11 einmündende Leitung 24 hineinfließt. Das Kältemittel fließt somit aufgrund des Druckunterschiedes Po-Pl aus dem Verdampfer 3 in das Gehäuse U. Außerdem wird darüber hinaus, da das Gehäuse 11 im vorliegenden Falle oberhalb des Verdampfers 3 angeo^rdnet ist, aufgrund des Siedens des Kältemittels in dem Austauscher 17 und in der senkrechten Leitung 24 eine Konvektionswirkung erzielt. Auf diese Weise verdampft das Kältemittel bei seiner Ankunft im oberen Teil des Gehäuses 11, von wo es durch den Verdichter 1 über die Leitung 15 stetig abgesaugt wird.

Die Herstellung des Druckunterschiedes Po—Pl mit Hilfe der Leitung 15 zwischen dem Verdampfer 3 und dem Gehäuse 11 bewirkt somit den Umlauf eines bestimmten Teiles des Kältemittels durch den Wärmeaustauscher 17, was es ermöglicht, das Schmiermittel durch Abfuhr der durch Reibung in den Lagern 9 und 10 erzeugten Wärme auf einer geeigneten Temperatur zu halten.

Es sei bemerkt, daß das durch das Kältemittel mitgeführte und dem Verdampfer 3 zugeleitete Schmieröl l.i dem Kältemittelbad 14 in einem fast konstanten Verhältnis gehalten wird, und zwar dadurch, daß die Leitung 23 den Umlauf des Öls mit d°.m flüssigen Kältemittel in Richtung auf das Gehäuse 11 gewährleistet.

Somit ermöglicht die vorstehend beschriebene Vorrichtung unter Umgehung der üisher zum Verhindern der Ölwanderung in der Anlage notwendigen kostspieligen Maßnahmen die wirksame Schmierung der Lager des Verdichters und die Sicherstellung der Abfuhr des sich in den Verdampfern von Kühlanlagen mit Verdichter ansammelnden Öles. Die in dem Kältemittdbad 14 enthaltene geringfügige ölmenge hat auf den Wärmeübergang in dem Verdampfer 3 keine schädliche Auswirkung. Dagegen verursacht sie in dem Verdampfer die bildung von Schaum, so daß die zum Bilden des Bades 14 für das Eintauchen der Kühlrohre

13 notwendige Kältemittelmenge verringert werden kann. Dies stellt insbesondere bei großen Anlagen einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil dar.

F i g. 2 zeigt eine der vorstehend beschriebenen Kühlanlage entsprechende Kühlanlage mit einer Schmiervorrichtung gemäß einer Variante. Diese Vorrichtung enthält ebenfalls einen Wärmeaustauscher 17 zum Kühlen des über eine mit einer Pumpe 19 versehene Leitung IH aus dem Bad 12 des Gehäuses 11 entnommenen Schmieröl. Eine Leitung 23 dient zur Entnahme des flüssigen Kältemittels aus dem Bad 14 und zu seinem Zuführen in den Austauscher 17, wo es erwärmt und dann über eine Leitung 24 in den oberen Teil des Gehäuses 11 eingebracht wird. Eine Leitung 15 und ein Venturirohr 16 dienen wie im vorhergehenden Falle dazu, das Gehäuse 11 auf einem unter dsm in dem Verdampfer 3 herrschenden Druck Po liegenden Druck Pl zu halten und somit das gasförmige Kältemittel aus dem Gehäuse 11 anzusaugen.

Bei dieser Variante wird das aus dem Austauscher austretende gekühlte öl mittels einer Leitung 25 einem Behälter 26 zugeführt, um in ihm ein Bad 27 aus kaltem öl zu bilden. Dieser Behälter steht in seinem oberen Teil über eine Leitung 28 mit dem Verdampfer 3 in Verbindung, und zwar an einer Stelle, an welcher sich das in dem Verdampfer enthaltene Kältemittel in gasförmigem Zustand befindet Die Leitung 28 bildet somit ein^n Abfluß, der dazu dient, den ölüberschuß dem Verdampfer 3 zuzuführen, w ; er sich mit dem Käliemitiei des Bades 14 vermischt Das öl zum Schmieren der Lager des Verdichters wird mittels der Leitung 20 aus dem Bad 27 entnommen und über die Leitungen 21 und 22 dem Lager 9 bzw. 10 zugeführt

Da der Behälter 26 den gleichen Druck Po aufweist wie der Verdampfer 3, erfolgt der Kaltölumlauf aus dem Bad 27 zu den Lagern 9, 10 aufgrund des Druckunterschiedes Po—Pl. Außerdem trägt die durch die Lager 9 und 10 erzeugte Pumpwirkung zur Gewährleistung des ölumiaufs in Richtung auf die Lager bei. Somit dient bei dieser zweiten Ausführungsform die Pumpe 19 lediglich zum Ansaugen des Öles aus dem Gehäuse 11 und zu seinem Hineinfördern in den Behälter 26 über den Austauscher 17 und die Leitung 25.

Die vorstehend beschriebene Schmiervorrichtung besitzt also einen Primärkreislauf für den Umlauf von öl und einen Sekundärkreislauf für den Umlauf von Kältemittel. Der zum Kühlen des Öhs dienende Sekundärkreislauf dient außerdem zur Wiedergewinnung von sich in dem Verdampfer befindendem Ol und zu seiner Rückführung in das Gehäuse. Zu diesem Zweck steht die Entnahmeleitung 23 mit dem Verdampfer 3 vorzugsweise an einer Stelle in Verbindung, an welcher die ölkonzentration hoch ist, beispielsweise mit der tiefsten Stelle des siedenden Kältemittelbades.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Anlage so arbeiten zu lassen, daß das siendende Kältemittelbad im Verdampfen einen geringen Prozentsatz von beispielsweise 5 Gew.-% Schmieröl, im vorliegenden Falle R 12, enthält, und zwar zwecks Bildung von Schaum in dem Bad, um das Eintauchen der Rohre bei einer verhältnismäßig geringen Kältemittelmenge zu ermöglichen.

Bei einer Anlajrs von beispielsweise 500 000 kcal/h liegt der notwendige ölbedarf zum Kühlen der Lager in der Größenordnung von 20 l/min, wobei das öl von 70⁰C auf etwa 50⁰C gekühlt sein muß. Da die in dem Gehäuse durch Reibung erzeugte Wärme in der Größenordnung von 3000 kcal/h liegt, ist klar, daß die zum Bewirken der Kühlung des Öls a<:s dem Verdampfer entnommene Kältemittelme.ige verhältnismäßig gering ist, so daß ihr Einfluß auf die Leistung der Anlage vernachlässigbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schmiervorrichtung für den Verdichter einer Kühlanlage, mit einem Kühlkreislauf für das Schmieröl der Verdichterlager, wobei das aus den Lagern abfließende heiße öl mittels einer Pumpe durch einen Wärmeaustauscher zur Kühlung durch vom Verdampfer der Kühlanlage dem Wärmeaustauscher zugeführtes flüssiges Kältemittel gefördert und über eine Schmierölleitung wieder den Lagern des Verdichters zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absaugleitung (15) für dampfförmige Kältemittel einerseits an den oberen Teil des die Lager (9, 10) mit der Antriebswelle (8) des Verdichters (1) enthaltenden Gehäuses (11) angeschlossen ist und andererseits mit der Ansaugseite des Verdichters an einer Stelle in Verbindung steht, an welcher ein geringerer Druck (P 1) herrscht als der im Verdampfer (3) der Anlage herrschende Druck (Ft.-), und daß der Wärmeaustauscher (17) einerseits über eine Zuführleitung (23) für flüssiges Kältemittel an den Verdampfer (3) angeschlossen ist und andererseits über eine Kältemittel-Abführleitung (24) mit dem oberen Teil des Gehäuses (11) in Verbindung steht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Behälter (26), der in seinem oberen Teil mit dem Verdampfer (3) und in seinem unteren Teil mit der Schmierölleitung (20, 21, 22) in Verbindung steht, wobei dieser Behälter mit aus dem Wärmsaustauscher (17) kommendem gekühlten Schmieröl gespeist wird.

3. Vorrichtung nacn Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in die Ansaugleitung (2) des Verdichters (1) eingesetztes Venturirohr (16), Jas an die mit dem oberen Teil des Gehäuses (11) in Verbindung stehende Leitung (15) in der Weise angeschlossen ist, daß in dem Gehäuse (11) ein niedrigerer Druck (Pi) als der in dem Verdampfer (3) herrschende Druck (Po) erzeugt wird.