DE2343334A1

DE2343334A1 - Kuehlanlage

Info

Publication number: DE2343334A1
Application number: DE19732343334
Authority: DE
Inventors: Clark Bennitt Hamilton; Jun Harold William Moody
Original assignee: Dunham Bush Inc
Current assignee: Dunham Bush Inc
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-08-28
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2198104B1; ZA735392B; US3795117A; BR7306788D0; FR2198104A1; IT999535B; JPS4964950A; AU5979173A

Description

24 509

Dunham-Bush, Inc., West Hartford, Ccnn. / USA

Kühlanlage

Die vorliegende Erfindung bezieht .sich auf eine Kühlanlage, so wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.

Unter Kompressoren werden Pumpen verstanden, welche dazu verwendet werden, ein Gas bzw. einen Kühlmitteldampf von einem Druckniveau auf ein höheres Druckniveau zu bringen. Durch die Kompressionsarbeit wird dabei das Gas bzw. der Dampf überhitzt. Aufgrund thermodynamischer Beziehungen können die

- 2

40981 1/0456

Betriebstemperaturen vorausgesagt werden,indem isotropische oder polytropische Druckprozesse verwendet werden. Bei allen Kompressoren ist die Abgabetemperatur umso höher, je höher das Kompressionsverhältnis, d.h. das Verhältnis von Abgabedruck zu Ansaugdruck,gemacht ist.

Es erweist sich als wünschenswert, die Abgabetercperaturen so zu begrenzen, daß gefährliche Werte nicht erreicht werden, durch welche die verwendeten Schmiermittel zersetzt und bezüglich der Lebensdauer verkürzt werden. In der Vergangenheit wurden dabei verschiedene Verfahren verwendet, bei welchen flüssige oder gasförmige Medien in den Gasstrom injiziert werden, um die Kompressorabgabetemperaturen nach oben hin zu begrenzen. Bei Luftkompressoren werden beispielsweise in den Kompressionsbereich Wassertröpfchen eingesprüht, welche während der Kompression verdampft werden, wodurch sich eine Temperaturbegrenzung ergibt. Bei anderen Kompressoren erfolgt eine ölinjektion^um dadurch niedere Abgabetemperaturen zu erreichen.

Es wurden ferner bereits Versuche gemacht, flüssiges Kühlmittel in das dampfförmige Kühlmittel bzw. Arbeitsmedium während der Kompression zu injizieren. Dies wird erreicht, indem ein flüssiges Kühlmittel bzw. ein mit öl versetztes Kühlmittel auf der Ansaugseite des Kompressors injiziert wird, in welchem anschließend eine Verdampfung stattfindet. Durch dieses Injizieren wird das effektive Ansaugvolumen des Kompressors verringert, wodurch die Kapazität des Kompressors reduziert wird. Es wurden ferner Versuche gemacht, der Gasabgabe des Kompressors Flüssigkeit zuzuführen .

Bei konventionellen Kühlanlagen mit Axialkompressoren begrenzt die notwendige Ölkühlung die maximal tolerierbaren Abgabetemperaturen. Bei Verwendung von wassergekühlten ölkUhlern wird der Arbeitsbereich im allgemeinen durch die verfügbaren Wassertemperaturen festgelegt. Im Hinblick auf einen möglichst geringen

403811/Q4S6

- ~Ί —

Wasserverbrauch bzw. bei luftgekühlten Systemen im Hinblick auf die herrsehenden Temperaturen der Umgebungsluft ergibt sich somit eine Schwierigkeit, tolerierbare Abgabetemperaturen aufrecht-zu-erhalten. Um die Abgabetemperaturen aufrecht-zu-erhalten, kann eine Flüssigkeitsinjektion zusammen mit einer ölinjektion vorgenommen werden. In diesem Fall ist der Ort für das Einführen der Flüssigkeit sehr kritisch. Falls nämlich die Flüssigkeitsinjektion 'auf der Einlaßseite des Kompressors vorgenommen wird, beeinträchtigt die injizierte Flüssigkeit sehr stark die Wirksamkeit des Kompressors, weil dabei die Flüssigkeit expandiert, worauf dieselbe bei Erreichung des Niederdruckbereiches sich erneut verflüssigt. Durch diese Maßnahme wird ebenfalls die Leistungsanforderung des Motors beeinflußt, weil die expandierte Flüssigkeit in gasförmiger Form einem Druckgefälle ausgesetzt wird.

Falls jedoch die Injektion der Flüssigkeit auf der Abgabeseite des Kompressors vorgenommen wird, ist der Druck an dieser Stelle am höchsten, so daß eine zusätzliche Pumpe notwendig ist, um die Flüssigkeit an dieser Stelle injizieren zu können. Diese zusätzliche Pumpe erhöht jedoch die Kosten der Kühlanlage und beeinflußt die Zuverlässigkeit des Systems. Bei vollkommen versiegelten Kompressoranlagen ist ein relativ kurzer Abstand zwischen der Kompressorabgabe und der Zuführstelle des Gases zu der Motorwicklung des hermetisch verschlossenen Motors vorhanden, so daß nicht genügend Zeit und Raum vorhanden ist, um die Flüssigkeit an dieser Stelle zu injizieren, damit dieselbe das Abgabegas vor dem Einführen in den Motorbereich expandiert und sich gleichzeitig abkühlt.

Es ist ebenfalls bekannt, Schmieröl in die Arbeitskammer zu injizieren, in welcher die in Eingriff befindlichen Schrauben eines Schraubenkompressors angeordnet sind. Das injizierte Öl dient dabei einerseits zum Schmieren der in Eingriff befindlichen

40981 1/045$

Schrauben, während andererseits dadurch die notwendige Abdichtung zwischen den rotierenden Schrauben und dem stationären Gehäuse gewährleistet ist. Da ferner die Belastung des Kompressors innerhalb sehr großer Bereiche schwankt, wird ferner die Kapazität eines Schraubenkompressors verändert, indem innerhalb des Rotorgehäuses ein Schiebeventil vorgesehen ist, das parallel zur Achse der Schraube verschiebbar ist. Die axiale Bewegung des Ventils wird mit Hilfe einer hydraulisch betätigten Steueranordnung beeinflußt. Das Schiebeventil verschiebt sich dabei zwischen einer Ventilverschlußstellung und einem Ventilanschlag, in welcher Stellung bei vollbelastetem Kompressor das ganze Gas durch das Rotorgehäuse von dem Einlaß bis zur Abgabeseite strömt. Eine Lastverringerung wird erreicht, indem das Ventil von dem Ventilanschlag wegbewegt wird, wodurch innerhalb des Gehäuses eine öffnung gebildet wird, durch welche das Ansauggas vor der Kompression zurück zu der Einlaßöffnung strömen kann. Eine Vergrößerung der -öffnung innerhalb des Rbtorgehäuses verringert demzufolge die Kompressorleistung.

Eine Art der Zufuhr des Schmiermittels in die Arbeitskammer zwischen de'n in Eingriff befindlichen Schrauben ergibt sich durch Vorsehen eines Axialkanals in dem Mechanismus, welcher das Schiebeventil mit dem Pluidmotor verbindet, wobei auf der Abgabeseite des Schiebeventils eine geschlossene Kammer gebildet ist, und wobei eine oder mehrere radiale Öffnungen in die Arbeitskammer - und zwar stromabwärts von dem Berührbereich zwischen dem Ende des Ventils und des stationären Ventilanschlages - vorhanden ist. Sobald das Schiebeventil sich öffnet, um dadurch die Kompressorkapazitat zu verringern, ergibt sich eine ölinjektion innerhalb der Arbeitskammer näher an der Abgabeseite des Kompressors.

Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kühlanlage zu schaffen, bei welcher

403811/0456

eine Flüssigkeitsinjektion in einen Schraubenkompressor vorgenommen wird, ohne daß dabei die volumensmäßige Kapazität des Kompressors nachteilig beeinflußt oder die Leistungsanforderungen des Motors erhöht werden.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlanlage wird komprimiertes Gas innerhalb eines Kondensors kondensiert und in einem Verdampfer expandiert, wobei eine Kühlung stattfindet. Anschließend daran gelangt das Gas unter Niederdruck zu der Einlaßseite des Schraubenkompressors. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird Hochdruckkühlmittel von dem Kondensor abgezapft und über ein Expansionsventil in die Kompressorkammer zwischen der Ansaug- und der Abgabeseite zugeführt. Ein auf die Abgabetemperatur bzw. die Kompressorbelastung ansprechender Thermostat steuert das Volumen der abgezapften Kühlflüssigkeit, welche in den Schraubenkompressor injiziert wird. Zu diesem Zweck kann ein Tauchspulenventil in die Ablaßleitung zwischen dem Kondensor und dem Expansionsventil eingesetzt werden, wobei dieses Tauchspulenventil in Abhängigkeit eines Thermostatfühlers gesteuert ist, der auf die Temperatur des Öls vorzugsweise auf der Abgabeseite der ölpumpe unc. ablaßseitig von dem Schraubenkompressor angeordnet ist. Falls der Kondensor wesentlichhöher als der Schraubenkompressor angeordnet ist, wirkt die Schwerkraft in Verbindung mit dem normalen Hochdruck des Kühlmittels zusammen, so daß das in der Ablaßleitung vorhandene Kühlmittel einen höheren Druck als der Abgabedruck des Schraubenkompressors aufweist. In diesem Fall kann das Kühlmittel auf der Abgabeseite des Schraubenkompressors bzw. geringfügig stromaufwärts von der Abgabeseite angeordnet werden.

Ein Schraubenkompressor ist in der Regel mit einem innerhalb des Rotorgehäuses angeordneten Schiebeventil versehen, welches von

40S81 1/0458

einem starren Ventilanschlag wegbewegt werden kann, wodurch die Kapazität des Kompressors verringert wird. Der im Bereich des Ventils angeordneten Kammer kann das abgezapfte Kühlmittel zugeführt werden, von wo aus es der Arbeitskammer stromabwärts von dem Ende des Schiebeventils zugeführt wird, das gegen den Anschlag stößt, sobald der Kompressor voll belastet ist. Die Kühlmittelkammer kann von einer zweiten Kammer des Sehiebeventils abgedichtet sein, wodurch Schmieröl der Kompressorkammer zugeführt wird, während die Kühlmittelkammer vorzugsweise stromabwärts von der ölkammer angeordnet ist. Koaxiale öl- und Flüssigkeitskühlmittelleitungen können mit den abgedichteten Kammern des Schiebeventils von gegenüberliegenden Seiten verbunden werden. Es können jedoch ebenfalls konzentrische oder parallele Strömungsleitungen vorgesehen sein, um diese beiden Mittel den Kammern des Schiebeventils zuzuführen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist innerhalb der Abzweigleitung ein Expansionsventil vorgesehen, so daß die Temperatur des Abgabegases des Kompressors die Strömung des Kühlmittels durch die Abzweigleitung zu der Kompressorinjektionsöffnung steuert. Stromabwärts von dem Expansionsventil ist ein Sperrventil vorgesehen, welches mit einer Öldruckleitung auf der Abgabeseite der öldruckpumpe verbunden ist. Dieses Sperrventil arbeitet somit in Abhängigkeit des Öldruckes der Kühlanlage. Die Öldruckleitung ist wiederum mit einem Tauchspulenventil versehen, welches auf die öltemperatur auf der Abgabeseite der Pumpe anspricht, welche wiederum von der Kompressorbelastung abhängig ist. Eine ölnebenschlußleitung überbrückt das in Abhängigkeit des Öldrucks gesteuerte Ventil und ist zwischen dem Ventil und dem ölsumpf mit einer Verengung versehen.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

40981 1 /CU56 - γ -

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlanlage,

Fig. 2 bis 4 schematische Blockdiagramme von drei weiteren

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kühlanlage,

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Expansionsventils, welches mit einer Kühlanlage gemäß Fig. 1 verwendbar ist,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Teils

eines Schraubenkompressors, welcher in Verbindung mit einer Kühlanlage gemäß Fig. 1 versehen ist,

Fig. 6a eine vergrößerte Schnittansicht des einen Teil

des Kompressors von Fig. 6 bildenden Schiebeventils,

Fig. 7 eine Teilschnittansicht eines Teils eines

Schraubenkompressors ähnlich Fig, 6 mit abgewandelter Zufuhr des Kühlmittels zu der Druckkammer,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlanlage, und .

Fig. 9 ein schematisches Blockdiagramm einer Kühlanlage gemäß Fig. 8.

- 8 409811/0456

Pig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kühlanlage gemäß der Erfindung, welche mit einem Schraubenkompressor versehen ist. Die Kühlanlage besteht im wesentlichen aus einer Kompressoranordnung 10, einem über eine Rohrleitung 14 verbundenen Kondensor 12 und einem über eine Rohrleitung, 18 und ein Filter 20 verbundenen Verdampfer 16. Die Abgabeseite des Verdampfers 16 führt über eine Rohrleitung 22 zu der Einlaßseite der Kompressoranordnung 10. Durch die Kompressoranordnung 10 wird Schmieröl zirkuliert, welches sich in beschränktem Maße mit dem Kühlmittel mischt. Eine ölabscheidung erfolgt mit Hilfe eines ölabseheiders 25, welcher auf der Auslaßseite des Kompressors, und zwar nach Durchströmung des Antriebsmotors 24, angeordnet ist. Das abgetrennte öl wird über eine Rohrleitung 27 einer ölwanne 2b zugeführt, von wo über eine nicht dargestellte Ölpumpe und ein Ölfilter JO eine Rückführung zu der Kompressoranordnung 10 erfolgt. Das ölfilter 50 ist zu diesem Zweck über eine Rohrleitung 32 mit der ölwanne 26 verbunden, während auf der anderen Seite eine Mehrzahl von Rohrleitungen 34 auf der Abgabeseite des ülfiiters 30 vorgesehen sind. Diese Elemente der Kühlanlage und des ölkreises sind bekannter Bauweise.

Das beispielsweise aus Preon bestehende Kühlmittel wird in gasförmiger oder dampfförmiger Form mit relativ niedrigem Druck durch die Rohrleitung 22 der Kompressoranordnung 10 zugeführt, in welcher mit Hilfe eines Schraubenkompressors eine Komprimierung stattfindet. Die Abgabe erfolgt über die nicht dargestellten Motorwicklungen des Antriebsmotors 24 an den Ölabscheider 26. Die Hochdruekdämpfe des Kompressors 26 werden übex' die Rohrleitung 14 den: Kondensor 12 zugeführt, in welchem eine Kondensation der Dämpfe durch Berührung der ein Kühlmittel leitenden Rohre stattfindet, welches entweder Luft oder l/asser ist. Anschließend darauf erfolgt eine Abgabe über die Rohrleitung Ic an das Filter 20. Das Hochdruckkühlmittel expandiert dann innerhalb des Verdampfers 16, vjodurch V/asser oder ein anderes

4 09811/0456

BAD ORIGINAL

Wärmetauschermittel abgekühlt wird. Die Expansion und die Abgabe des flüssigen Kühlmittels an den Verdampfer 16 wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung 36 gesteuert, welche zwischen dem Filter 20 und der Einlai3seite des Verdampfers 16 angeordnet ist. Ein eine relativ niedrige Temperatur aufweisendes Schmieröl wird von dem ölfilter 30 über Rohrleitungen 34 verschiedenen Punkten der Kompressoranordnung 10 zu Schmierzwecken zugeführt. Dieses Schmieröl dient ferner als hydraulische Flüssigkeit für einen oder mehrere hydraulische Motoren, beispielsweise einen, über eine Rohrleitung 42 innerhalb der Kompressorabgabe angeordneten hydraulischen Motor.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfolgt eine Kühlmittelinjektionium die Abgabetemperatur des Kompressors nach oben hin zu beschränken, so daß das innerhalb der Kompressoranlage vorhandene öl nicht allzu hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck wird Hochdruckkühlmittel von der auf der Abgabeseite des Filters 20 befindlichen Rohrleitung 18 über eine, einen geringen Durchmesser aufweisende Zweigleitung 46 einem Sperrventil 48 zugeführt. Das Kühlmittel strömt ferner durch ein innerhalb der Zweigleitung 46 befindliches Tauchspulenventil 50 und von dort zu einem Expansionsventil 52, welches die durch die Zweigleitung 46 strömende Strömungsmenge steuert. Von dort wird das Kühlmittel dem Schraubenkompressor 26 und zwar der Kompressorarbeitskammer zwischen der Abgabe- und Ansaugseite zugeführt. Ein zweites, handbetätigtes Sperrventil 54 ist zwischen dem Schraubenkompressor 26 und dem Expansionsventil 52 in der Zweigleitung 46 vorgesehen, wodurch eine Abtrennung der Injektionseinrichtung vorgenommen werden kann. Mit Hilfe des Expansionsventils 52 kann eine kontinuierliche Veränderung der Strömungsmenge erreicht werden. Das Tauchspulenventil 50 ist ein Positionsventil, so wie es beispielsweise von ALCO Controls Corporation of St. Louis, Missouri, einer Abteilung von Emerison Electric Company unter der Bezeichnung 230R8 vertrieben wird.

409811/0458 -10-

- ίο -

Zur Steuerung des Tauchspulenventils 50 ist ein Thermostatfühler 60 vorgesehen, welcher mit einem bei höheren Temperaturen expandierenden Gas oder Flüssigkeit gefüllt ist. Dadurch wird ein im Bereich des Steuerpultes angeordneter Thermostat betätigt, dessen normalerweise offene Kontakte bei vorgegebenen öltemperaturen sich schließen, wodurch wiederum der elektrische Kreis des Tauchspulenventiis 50 betätigt wird.

Das Expansionsventil 52 arbeitet auf nicht elektrische Weise und ist über eine Kapillarleitung 57 mit einem Temperaturfühler verbunden. Innerhalb des Temperaturfühlers 56 ist ein bei höheren Temperaturen expandierendes Material in Form einer Flüssigkeit eines Gases oder eines Flüssigkeits-Gas-Gemisehes vorhanden, wodurch in Abhängigkeit der Temperatur ein bewegliches Ventilelement bewegt wird, durch welches die der Injektionsöffnung des Schraubenkompressors 26 zugeführte Injektionsmenge gesteuert werden kann. Das Expansionsventil 52 ist über eine Ausgleichsleitung 55 mit dem Schraubenkompressor 26, und zwar mit dessen Abgabeseite, verbunden.

Im Hinblick auf Fig. 5 ergibt sich, daß das Expansionsventil 52 im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse 80 besteht, welches im oberen Bereich mit einer Kammer 84 versehen ist, innerhalb welcher eine Membram 82 angeordnet ist. Die Membran 82 drückt auf einen in axialer Richtung beweglichen Ventilschaft 86, welcher innerhalb einer nicht beweglichen Führung 88 gelagert ist. Der Ventilschaft 86 ist mit einer Scheibe 90 versehen, an welcher eine Druckfeder 92 anliegt, deren anderes Ende an der starren Führung 88 aufliegt. Das untere Ende des Ventilschaftes 86 ist mit einem Ventilelement 9^· versehen, welches auf einem Ventilsits 96 aufliegt, so daß das innerhalb der Zweigleitung 46 befindliche Kühlmittel nicht von dem oberen horizontalen Einlaß durch den am unteren Ende des Ventilgehäuses 80 befindlichen Auslaß ausströmen kann. Die Kammer 84 wird durch die Membran 82

409811/0456

in einen oberen Bereich 98 und einen unteren Bereich 100 geteilt. Der obere Bereich 98 ist über die Kapillarleitung 57 mit dem Temperaturfühler 56 verbunden, Die Ausgleichsleitung 53 führt zu dem innerhalb des Ventilgehäuses δθ befindlichen unteren Bereich 100 der Kammer 84. Das expandierbare Material fülltnicht nur den Temperaturfühler 56,sondern auch die Kapillarleitung 57 und den oberen Bereich 98 ^der Kammer 84.

Der Temperaturfühler 56 ist im Bereich der Kompressorabgabe, d.h. in der Nähe der Rohrleitung 14, angeordnet, welche die Abgabeseite des Kompressors mit der Einlaßseite des Kondensors 12 verbindet. Auf der anderen Seite könnte der Temperaturfühler 56 ebenfalls dazu verwendet werden, die Temperatur auf der Auslaßseite des ölabscheiders 25 zu messen, wobei diese Temperatur proportional zu der Kompressorbelastung ist. Dies ist jedoch nur einer der Parameter, welcher das Expansionsventil 52 beeinflußt, weil auf der anderen Seite der innerhalb der Ausgleichsleitung 53 vorhandene Druck der Kondensationstemperatur entspricht. Dieser zweite Parameter wird der gegenüberliegender Seite der Membran 82 in Form eines der Korapressörabgabetemperatur entsprechenden Signals zugeführt. Die auf die Scheibe 90 des "Ventilschaftes £6 ausgeübte Druckkraft, welche in derselben Richtung wirkt wie die durch die Ausgleichsleitung 53 hervorgerufene Kraf t_y ist so eingestellt,, daß sis einen Ventilschluß in Übereinstimmung mit der Kraft der- Kondensationsteniperatur über die Ausgleichsleitung 53 unterstützt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, ein vorgegebenes Temperaturgefälle zwischen der Kondensationstemperatur und der Kompressorabgabetemperatur - und zwar unabhängig von den Betriebsbedingungen des Schraubenkompressors 26 - zu erreichen. Der Ölabscheider 20 hat nämlich die Eigenschaft, daiE er ungefähr ein Temperaturgefälle von 35 Zwischen der Kondensationstemperatur des Kühlmittels und der Abgabetemperatur des Kühlmittels benötigtem v/irksam zu sein. Entsprechend dem Druck und der Temperatur des des innerhalb der ölwanne 2c eier

409811/0456

des ölfilters 30 absorbiert Öl mehr oder weniger Kühlmittel. Wenn die Temperatur des Öles weniger als etwa 60 C beträgt, besteht die Tendenz einer Absorption von Kühlmittel. Das Tauchspulenventil 50 und der Thermostatfühler 60 gewährleisten, daß die Temperatur des Öls oberhalb von 60°C bleibt. Das Expansionsventil 52 ist so eingestellt, daß eine Temperaturdifferenz von etwa 27°C zwischen der Kondensationstemperatur und der Abgabetemperatur aufrechterhalten wird. Dies wird erreicht, indem die Federkonstante der Druckfeder 92 in entsprechender Weise gewählt wird, und indem die Druckfeder 92 in entgegengesetzterRichtung zu der durch den Temperaturfühler 56, die Kapillarleitung 57 und den oberen Bereich 98 hervorgerufeneKraft ausgerichtet ist. Nur unter Aufrechterhaltung dieser zwei Bedingungen öffnet sich das Ventil, um flüssiges Kühlmittel der Arbeitskammer des Schraubenkompressors 26 derart zuzuführen, daß die gewünschten Arbeitsbedingungen aufrechterhalten werden.

Dies kann am besten unter Bezugnahme auf Kühlmittel- Enthalpie-Kurven erläutert werden. Die Kompressoreinlaßbedingung wird durch Einlaßdruck und die Einlaßtemperatur festgelegt, wobei die Einlaßtemperatur oberhalb des Sättigungspunktes liegt. Falls jedoch die Einlaßtemperatur auf der gesättigten Dampflinie liegt, weist das angesaugte Gas keine Überhitzung auf. Während der Kompression folgen die Abgabetemperaturen isotropischen Linien auf dem Druck- und Enthalpiediagramm. Diese Linien liegen im wesentlichen auf der rechten Seite der gesättigten Dampflinie. Entsprechend den Einlaßbedingungen des Kompressors, dem Kompressionsverhältnis und dem tatsächlichen Abgabedruck befindet sich das Gas auf der Abgabeseite auf verschiedenen Temperaturhöhen, was bedeutet, daß die tatsächliche Temperatur im Vergleich zu der Kondensationsbedingung verschiedenen Abgabeüberhitzungen entspricht.

409811/0456

Die Wirkung des Expansionsventils 52 besteht darin; die Ab- '. gabeüberhitzung zu fixieren, d.h. dieselbe auf einen Minimalwert zu halten, damit der ölabscheider 25 in zufriedenstellender Weise arbeitet. Der Temperaturfühler 56 ist auf der Abgabeseite des Kompressors ,und zwar im Bereich der Rohrleitung 14 angeordnet, welche die Abgabeseite des Kompressors 26 mit der Einlaßseite des Kondensors 12 verbindet. Der Temperaturfühler 56 könnte ebenfalls zur Peststellung der öltemperaturen auf der stromabwärts liegenden Seite des ölabscheiders 25 verwendet werden, so daß eine Messung proportional zur Kompressorbelastung vorgenommen würde. Die • Kompressorabgabetemperatur steuert die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels durch das Expansionsventil 52. Bei Zunahme der Kompressorabgabe wird mehr Kühlmittel durch das Expansionsventil 52 dem Schraubenkompressor 26 zugeführt. Vorzugsweise ist ein Sichtglas 58 innerhalb der Zweigleitung 46 vorgesehen, um damit auf visuelle Weise die Strömung des Kühlmittels beurteilen zu können.

Das Tauchspulenventil 50 ist ein elektrisch gesteuertes An- und Ausventil, welches auf öltemperaturen anspricht, wodurch eine anfängliche Strömung des Kühlmittels zu dem Schraubenkompressor 26 ermöglicht wird, so daß die maximale Temperatur des komprimierten Arbeitsmittels und demzufolge der Temperaturanstieg des Öls innerhalb des Systems begrenzt wird. Der Thermostatfühler 60 mißt zu diesem Zweck die Temperatur des Öls der ölwanne 28 auf der Abgabeseite beim Strömen durch die Rohrleitung 32, bevor dasselbe dem ölfilter 30 zugeführt wird. Mit Hilfe des Thermostatfühlers 60 wird ein Signal dem Tauchspulenventil 50 zugeführt, so daß dasselbe in Abhängigkeit eines Anstiegs der öltemperatur auf einen vorgegebenen Minimalwert von beispielsweise 6O⁰C geöffnet wird.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Flüssigkeitsinjektion bei Stillstand des Kompressors bzw. bei niedrigen Belastungen nicht notwendig, weil die Abgabetemperatur des Kühlmittels auf einem derartigen Wert liegt, daß eine zusätzliche Kühlung nicht erforderlich ist. Da

409811/04S6 _ _l4 _

die Temperatur des Öles eine Funktion der Temperatur der Abgabe temperatur des Schraubenkompressors 26 ist, ist die öltemperatur am Pumpenauslaß nicht ausreichend, um das Tauchspulenventil 50 zu betätigen. Wenn nun die Belastung an dem Verdampfer 16 bis zu einem Punkt ansteigt, bei welchem die Öltemperatur einen vorgegebenen Minimalwert erreicht, um das Tauchspuasiventil zu betätigen, fließt Kühlmittel durch die Zweigleitung 46 und zwar mit einem geringfügig geringeren Druck als der Abgabedruck der Kompressoranprdnung 10.Der Temperaturfühler 56 steuert das Volumen der Flüssigkeitsinjektion durch das Expansionsventil 52, so- daß nur jene Menge von kühlflüssigem Kühlmittel dem Schrtubenkompressor 26 injiziert wird, welches zur Aufrechterhaltung «liner bestimmten Abgabetemperatur ausreichend ist. Bei zunehmender Belastung nimmt die Temperatur des Arbeitsmittels zu. Der Temperaturfühler 5β stellt eine Anforderung für größere Flüssigkeitsmengen für die Injektion in den Schraubenkompressor 26 festjbei Zunahme der Oastemperatur öffnet sich somit das Expansionsventil 52 in stärkerem Maße, 30 daß mehr Kühlmittel durch die Zweigleitung 46 dem Schraubenkompressor 26 zugeführt wird. Wenn hingegen die Belastung sich verringert, nimmt die Kompressorabgabetemperatur ab, so daß das Expansionsventil 52 die Zufuhr von flüssigem Kühlmittel zu dem Schraubenkompressor 26 verringert. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß ein äußerer , getrennter ölkühler nicht notwendig ist, Da das öl sich mit dem Arbeitsmittel vermocht und Teil des durch den Schraubenkompressor 26 geführten Arbeitsmittels ist, muß dasselbe abgetrennt werden, bevor das Kühlmittel dem Kondensor 12 und Verdampfer l6 zugeführt wird, weil die Anwesenheit des Öls den Wärmeübergang stört bzw. verringert. Nach Durchgang des Arbeitsmittels durch den ölabscheider gelangt dasselbe über die Rohrleitung 14 zu der Einlaßseite des Kondensors 12. Das öl wiederum sammelt sich innerhalb der ölwanne 12, von wo es über eine Pumpe zurück zu der Kompressoranordnung 12 geleitet wird.

A09811/Ö4S6

- 15 -

Der Prozentsatz von öl Innerhalb des flüssigen Kühlmittels bei relativ hohen Drücken ist relativ gering und beträgt zwischen 0 und 5^, so daß das durch die Rohrleitung 46 injizierte Kühlmittel nicht nachteilig beeinflußt wird. Eine geringe Verdampfung kann zwischen dem Expansionsventil 52 und der nicht gezeigten öffnung des Schraubenkompressors auftreten, jedoch tritt der größte Teil der Expansion und Verdampfung zwischen den einzelnen Zähnen der Schrauben auf, in welchem Bereich das Arbeitsmittel Gas komprimiert wird, wenn es von der Einlaßseite der Auslaß-seite zugeführt wird. Die Sperrventile 48 und 54 dienen zur Abtrennung der Zweigleitung 46 mit den darin befindlichen Elementen, so daß die notwendigen Wartungsarbeiten durchgeführt werden können.

Der auf die Temperatur des Öls der Ölpumpenabgabe ansprechende und das Tauchspulenventil 50 steuernde Thermostatkühler 6o spricht auf die Temperatur des Öles an, weil die Außenseite der Ölleitung sich wesentlich schneller- erwärmt, als die Außenseite der Kühlmittelabgabeleitung 14. Eine Veränderung der Oberfläche der Ölleitung, geht somit einer Zunahme der Temperatur der Leitung des Kühlmittels voraus und bewirkt eine Injektion von flüssigem Kühlmittel in den Schraubenkompressor 26 zu einem Zeitpunkt, bei welchem eine Injektion benötigt wird.

Aus dem Vorangegangenen ergibt sieh, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Abgabetemperatur des Kompressors begrenzt werden kann, indem der richtige Zeitpunkt zur Injektion von Kühlmittel gewählt wird. Dadurch ergibt sich eine Kühlung_/ohne daß dadurch die volumetrische Kapazität des Kompressors wesentlich beeinflußt wird. Das Injizieren erfolgt, sobald der Saugtakt vollendet ist und der Drucktakt stattfindet. Injektion kann dabei unter Umständen auch zum Zeitpunkt

- 16 -409811/0A56

der Vollkompression und zwar kurz vor der Abgabe von dem Kompressor vorgenommen werden. Die Injektion von flüssigem Kühlmittel während des Kpmpressionstaktes ermöglicht, daß die erforderliche Wärme zur Verdampfung des Kühlmittels vorhanden ist, so daß ein großer Teil der während der Kompression erzeugten Wärme entfernt wird. Dadurch wird die Abgabetemperatur des Arbeitsmittels reduziert, wodurch ebenfalls die Maximaltemperatur des Öls eingestellt wird. Da der Druck des injizierten Kühlmittels nur geringfügig kleiner als der Abgabedruck des Arbeitsmittels ist, sind die Lejöbungsanforderungen für die Erhöhung des verdampften Kühlmittels bis auf den Abgabedruck minimal, demzufolge genügen sehr geringe Leistungen, so daß der Gesamtwirkungsgrad des Kompressors nicht wesentlich beeinflußt wird.

In dem folgenden soll nunmehr auf Pig. 2 Bezug genommen werden, in welcher schematisch eine Kühlanlage ähnlich Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall weist die Kompressoranordnung 110 einen Antriebsmotor 124 auf, um damit einen Schraubenkompressor 126 anzutreiben, der über eine Einlaßleitung 122 gasförmiges bzw. dampfförmiges Kühlmittel zugeführt erhält. Von dem Schraubenkompressor 126 wird das komprimierte Kühlmittel über den Kompressormotor 124 einer Rohrleitung 114 zugeführt. Der ölabscheider 125 ist auf der Abströmseite des Kompressormotors 124 und auf der Zustromseite eines wassergekühlten Kondensors 112 angeordnet. Das von demKondensor 112 abströmende flüssige Kühlmittel strömt über eine Rohrleitung 118 und ein Filter 120 zu einem Verdampfer 116. Über eine Zweigleitung 146 können geringe Mengen des Hochdruckkühlmittels dem Schraubenkompressor 126 zur Injektion an einer Injektionsöffnung 170 zugeführt werden, welche zwischen der Ansaug- und der Abgabeseite des Schraubenkompressors 126 angeordnet ist. Das dampfförmige Kühlmittel gelangt von dem Verdampfer 116 über eine Rohrleitung 122 zur-ück zu der Saugseite des Schraubenkompressors 126.

403811/0A56

- 17 -

Die InjekticHiseinrichtung besteht in diesem Pall aus einem Thermostat mit einem Temperaturfühler I56, welcher über eine Kapillarleitung 157 auf ein Expansionsventil 152 wirkt, wodurch die Abgabe von flüssigem Kühlmittel an die Injektionsöffnung 170 des Schraubenkompressors 126 gesteuert wird. Ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 1 ergibt eine Ausgleichsleitung 153 einen zweiten Eingang für das Expansionsventil 152, wobei dieser Eingang in Abhängigkeit der Kondensationstemperatur gesteuert ist.

Die Injektionseinrichtung enthält ein temperaturempflndliches Expansionsventil 152, mit welchem die Strömungsmenge in Abhängigkeit der Temperatur der Entladeseite der Kompressoreinheit 110 gesteuert ist. Während durch diese Anordnung die äußeren Komponenten des Systems vereinfacht werden, ist eine derartige Steuerung doch weniger geeignet, weil das Expansionsventil 152 einen vollständigen Verschluß aufrechterhalten muß, wenn keine Belastung vorhanden ist bzw. der Kompressor abgeschaltet ist. Dies ist notwendig, damit das Kühlmittel in derartigen Betriebszuständen nicht der Arbeitskammer injiziert wird. Der Temperaturfühler I56 kann ebenfalls im Bereich des Ölabscheiders 125 angeordnet sein, so daß er auf die öltemperatur des ölabscheiders 126 bzw. der ölwanne anspricht.

In dem folgenden soll nunmehr auf Pig. 3 Bezug genommen werden, welche eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die ähnlich der von Fig. 2 ausgebildet ist. In diesem Fall sind ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Zweigleitung 146 mit einem tauchspulbetätigten Sperrventil I50 ähnlich dem Tauchspulenventil 50 der ersten Ausführungsform versehen ist. In diesem Fall wird das Tauchspulenventil I50 über eine elektrische Steuerleitung 158 von einem Steuerpult

40981 1/04S6 " ^l8 "·'

171 aus gesteuert, in welchem Bereich von einem Thermostat gesteuerte Kontakte vorhanden sind. Der Thermostat selbst ist über eine Kapillarleitung 173 mit einem Temperaturfühler 172 verbunden, welcher in Berührung mit der von der Kompressoreinheit 110 wegführenden Abgabeleitung 114 steht. Der Temperaturfühler 172 kann ebenfalls so angeordnet sein, daß er direkt die Temperatur des abgetrennten Öls auf der stromabwärts liegenden Seite des ölabscheider 125 mißt. Der Thermost atf Uhler 172 ist mit einem temperaturempfindlichen Material wie einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt, welches über die Kapillarleitung 175 auf den im Bereich des Steuerpultes 17I angeordneten» nicht dargestellten Thermostaten wirkt. Die Schaltkontakte schließen den Strompfad im Bereich der Steuerleitung I78, welche mit einer nicht dargestellten Stromquelle und dem Tauchspulenventil I50 verbunden ist. Das Tauchspulenventil 150 schaltet nur an und aus, so daß wahlweise eine Injektion von flüssigem Kühlmittel durch die Injektionsöffnung 170 zu dem Schraubenkompressor 126 durchgeführt oder verhindert wird. In diesem Fall erfolgt keine kontinuierliche Veränderung der der Ihjektionsöffnung I70 zugeführten Strömungsmenge. Dies bedeutet, daß bei hohen Temperaturen flüssiges Kühlmittel dem Schraubenkompressor 126 zugeführt wird, während bei niedrigen Abgabetemperaturen keine Injektion von Kühlmittel erfolgt. Der Thermostatfühler I72 steuert in diesem Fall nur das Tauchspulenventil 150,Um dasselbe entweder zu öffnen oder zu schließen, so daß dasselbe kontinuierlich geöffnet und geschlossen wird. Durch das Ein- und Ausschalten der einzelnen Elemente ergibt sich jedoch dabei der Nachteil, daß die Lebensdauer der einzelnen Elemente einschließlich des Schraubenkompressors 126 vermindert werden kann.

In dem folgenden soll nunmehr auf Fig. 4 Bezug genommen werden, in welcher eine vierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, welche ähnlich der von Fig. 2 und 5

409811/0456

- 19 -

ausgebildet ist. Auoh in diesem PaXl sind ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Ausführungeform wird jedoch der Druck des flüssigen Kühlmittels innerhalb der Zweigleitung 17^ vor dem Injizieren des Kühlmittels durch die Injektionsöffnung 1?6 erhöht. Die Injektionsöffnung I76 . ist in diesem Fall im Vergleich zu den Ausführungsformen von Fig. 2 und 5 sehr viel näher an der Abgabeseite des Schraubenkompressors 126 angeordnet. Der Kondensor 112 ist in diesem Fall nicht auf derselben Höhe wie die anderen Elemente .der Kompressoreinheit,sondern sehr viel höher angeordnet. Eine derartige Kompressoranlage kann beispielsweise innerhalb eines sehr hohen Gebäudes angeordnet sein, bei welchem der Kondensor 112 auf dem Dach angeordnet ist, während die eigentliche Kompressoreinheit 110 moglidwnretee 10 oder 15 Stockwerke darunter innerhalb des Kellers des Gebäudes angeordnet 1st. Aufgrund einer derartigen Anordnung ergibt sich innerhalb der Zweigleitung 17^ ein statischer Druck in bezug auf die Injektionsöffnung 176, welche sich zu dem Druck des Kühlmittels von dem Kondensor 112 addiert. Die beiden Drücke innerhalb . der Zweigleitung 17^ können dabei den Abgabedruck des Schraubenkompressors übersteigen. Auch in diesem Fall ist ein Temperaturfühler 156 vorgesehen, welcher mit einem temperaturempfindlichen Material gefüllt ist, das über eine Kapillarleitung 157 auf das Expansionsventil I52 wirkt, so daß dasselbe proportional zur Temperatur des Abgabegases gesteuert ist. Dieses Expansionsventil 152 wird fernerhin in Abhängigkeit der Kondensationstemperatur des Arbeitsmittels über die Ausgleichsleitung I55 ähnlich bei den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2 gesteuert. Der Temperaturfühler 156 ist im Bereich der Rohrleitung 114 angeordnet, welche auf der Abgabeseite der Kompressoreinheit 110 angeordnet ist. Das Expansionsventil 152 steuert somit die Strömung des flüssigen Kühlmittels auf der Hochdruckseite_/bevor dasselbe dem Schraubenkompressor durch die Injektionsöffnung I76 zugeführt wird, die in diesem

409811/0456 - ²⁰ -

Fall sehr nahe an der Abgabeseite desselben angeordnet ist. Auch bei den Ausführungsforraen von Fig. 1, 2 und j5 kann der Kondensor einerbestimmtenHöhe oberhalb der anderen Elemente der Kompressoreinheit angeordnet sein.

In dem folgenden soll nunmehr auf Fig. 6 Bezug genommen werden, in welcher eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, bei welcher das flüssige Kühlmittel mit Hilfe eines Schiebeventils in die Arbeitskammer des Schraubenkompressors zugeführt wird. Ähnliche Elemente wie bei der AusfUhrungsform von Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die KompressoranOrdnung 10 weist von links nach rechts den Schraubenkompressor 26, den Antriebsmotor 24 und den ölabscheider 25 auf, von welchem das öl über eine Rohrleitung einer nicht dargestellten ölwanne zugeführt ist. Das komprimierte Kühlmittel wird über eine Axialöffnung 29' der Rohrleitung 14 zugeführt. Auf der linken Seite des Schraubenkompressors und zwar über eine Einlaßöffnung 200 des Kompressorgehäuses 202 hinausragend ist an dem einen Ende des Rotorgehäuses ein hydraulischer Motor 212 befestigt. Die Kompressorabgäbe 40 besteht aus einem Schiebeventil 204, welches innerhalb des Kompressorgehäuses 202 angeordnet ist. Das Schiebeventil 204 ist an einem Ende eines Rohres 206 befestigt, welches konzentrisch zu einer Stange 208 angeordnet ist. Das Schiebeventil 204 bewegt sich an einem Ende beider Elemente 204, 206 in Abhängigkeit eines Kolbens 210, welcher innerhalb eines Zylinders 214 des hydraulischen Motors 212 angeordnet ist. Die innere Stange 208 ist an ihrem freien Ende mit einem Kupplungsstück 216 versehen, durch welches eine in Längsrichtung dieser Stange 208 verlaufende Bohrung abgeschlossen wird. Das gegenüberliegende Ende der inneren Stange 208 ist an der Endwandung 218 des Schiebeventils 204 befestigt. Die konzentrischen Elemente 206 und 208 sind verschiebbar

409811/CK56 -21-

und abgedichtet innerhalb des Kompressorgehäuses 202 angeordnet. Das Schiebeventil 204 kann innerhalb eines Bereiches verschoben werden, welcher durch die Endwandung 219 und einen Ventilanschlag 220 begrenzt ist. Sobald das Schiebeventil 204 in die in Fig. 6 dargestellte Position gebracht wird, ergibt sich eine relativ große öffnung 222 innerhalb des Bodens des Kompressorgehäuses 202. Innerhalb der Arbeitskammer 224 des Kompressors sind zwei in Eingriff befindliche Schrauben 226, 228 angeordnet. Das Schiebeventil 204 selbst ist kein Teil der vorliegenden Erfindung. Wenn jedoch das Schiebeventil 204 in der geschlossenen Position ist, gelangt das gesamte Gas von der Einlaßöffnung 200 durch das Rotorgehäuse und wird durch die in Eingriff befindlichen Schrauben 226, 228 komprimiert und auf der rechten Seite des Kompressors unter Füllung einer Abgabekammer 2JO abgegeben. Mit Hilfe des Schiebeventils 204 verringert sich die Belastung, wenn dasselbe von links nach rechts und zwar von einem festen Anschlag 220 wegbewegt wird. Dadurch ergibt sich eine öffnung 222 veränderlichen Querschnitts, durch welche das innerhalb des Rotorgehäuses 202 angesaugte Gas zurück zu dem Einlaß im Bereich der Einlaßöffnung 200 strömen kann, bevor eine Komprimierung stattfindet. Da bei einem Zurückströmen keine wesentliche Arbeit geleistet wird, ergibt sich eine reduzierte Kompressorkapazität, ohne wesentliche Verluste. Die Verschiebung des Kolbens 210 ergibt sich durch wahlweise Zufuhr von Schmieröl oder hydraulischer Flüssigkeit auf eine Seite oder die andere des Kolbens 210 durch Kanäle 252 und 2j54.

Ik Rahmen der vorliegenden Erfindung ergibt sich eine Möglichkeit, nicht nur öl unter hohem Druck zur Schmierung und Abdichtung der innerhalb der Arbeitskammer 224 befindlichen Schrauben 226, 228^ sondern auch Kühlmittel zuzuführen, wobei die Expansion von letzterem eine Kühlung der Schrauben 226, 22c und des damit in Berührung befindlichen Öls bewirkt.

409811/0456 -22-

Zu diesem Zweck ist ein Kanal 240 zwischen den beiden konzentrischen Elementen 206, 208 vorgesehen, durch welchen über eine biegsame Leitung 236 und ein Kupplungsstück 238 unter Druck befindliches öl zugeführt wird. Der Kanal 240 erstreckt sich gemäß Pig. 6a in axialer Richtung und führt zu einer ölkammer 242, welche durch eine Endwandung 244 des Schiebeventils,eine Trennwand 246, eine Deckenwandung 248 und eine Bodenwandung 250 begrenzt ist. Das öl wird durch eine oder mehrere geneigte Kanäle 252 der Arbeitskammer 224 zugeführt, so daß dasselbe die in Eingriff befindlichen Schrauben 226, 228 im Bereich zwischen der Ansaug- und Abgabeseite des Kompressors erreicht.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine zweite axiale Leitung vorgesehen, indem die innere Stange 208 mit einer axialen Bohrung 254 versehen ist. Flüssiges Kühlmittel wird über die Zweigleitung 46 und eine biegsame Leitung 256 und ein Kupplungsstück 216 einer Kühlmittelkammer 260 zugeführt, welche durch die rechte Seitenwandung 218 des Schiebeventils 204 die Deckenwandung 248, die Bodenwandung 250 und die Trennwand 246 begrenzt ist. Diese Kammer umgibt die innere Stange 208 und ist gegenüber derselben abgedichtet. Die Bohrung 254 endet in der Nähe der rechten Seite und geht in eine oder mehrere radiale Kanäle 266 über, durch welche die Abgabe des flüssigen Kühlmittels in die Kammer 260 erfolgt. Stromabwärts von den öleinführkanälen 252 sind eine oder mehrere senkrecht oder geneigte Kanäle 268 vorgesehen, welche in die Arbeitskammer 224 münden, so daß zu vorgegebenen Zeitpunkten des Kompressionszyklus, wenn das Ventil vollkommen geschlossen ist und der Kompressor mit maximaler Kapazität arbeitet, eine Flüssigkeitsinjektion des Kühlmittels stattfinden kann. Sobald das Schiebeventil 204 von links nach rechts verschoben wird und in die offene Position gelangt, verändert sich der Injektionspunkt für das Kühlmittel, indem derselbe mechanisch verschoben wird. Da jedoch dabei die Kapazität des Kompressors verringert wird, hat dies eher einen positiven als einen negativen Effekt auf den Kompressorwirkungsgrad.

- 23 -. 409811/0456

Anstelle von konzentrischen Rohren für die Zufuhr von öl und flüssigem Kühlmittel können ebenfalls im Abstand angeordnete, parallele Rohre verwendet werden, so daß diese beiden Flüssigkeiten parallel von dem Flüssigkeitsmotor zu dem Schiebeventil strömen, in welchem Fall die beiden parallelen Kanäle in entsprechenden öl- und Kühlmittelkammern enden.

Eine andere Anordnung'für die Zufuhr von öl und Kühlmittel ist in Fig. 7 gezeigt. Auch in diesem Fall zeigt die Zeichnung einen Teil des Kompressors, ähnlich Fig. 6, wobei ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In diesem Fall ist das Rohr 206, welches den Kolben 210 des hydraulischen Motors 212 mit dem Schiebeventil 204 verbindet, mit einem ersten Bohrungsabschnitt 270 versehen, welcher als ölkanal dient. Dieser Bohrungsabschnitt 270 ist mit einer oder mehreren radialen öffnungen 272 versehen, durch welche das öl in die ölkammer 242 strömen kann, welche ebenfalls durch die Endwandung 244, eine Trennwand 246, eine Deckenwandung 248 und eine Bodenwandung begrenzt ist. Das unter Druck befindliche öl wird dem Rohr über eine Rohrleitung 2J56 und ein Kupplungs stück 2^8 zugeführt. Ein Stöpsel 274 verschließt das Rohr 206. Koaxial zu dem Rohr 206 ist auf der anderen Seite ein zweiter Bohrungsabschnitt vorgesehen. Das Rohr 206 erstreckt sich durch die rechte Endwandung 218, welche zusammen mit den Wandungen 248, 25O und der Trennwand 246 eine Kühlmittelkammer 260 umschließt. Eine Reihe von radialen Kanälen 282 ermöglicht, daß das durch eine biegsame Leitung 284 und ein Kupplungsstück 286 dem anderen Ende des Rohres 206 zugeführte Kühlmittel in die Kammer 260 gelangt, von wo aus es durch eine oder mehrere geneigte Kanäle 268, ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 6, der Arbeitskammer 224, und zwar stromabwärts von den ölkanälen 252, zugeführt wird. Diese Konstruktionsweise stellt eine Vereinfachung dar, da konzentrische Rohre nicht notwendig sind. Das öl und das Kühlmittel sind ferner im wesentlichen voneinander isoliert. Das

- 24 409811/0456

Einführen von gegenüberliegenden Seiten ermöglicht ferner, daß die Injektionskanäle für das öl stromaufwärts von den Injektionskanälen des Kühlmittels liegen.

Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß die Kühlmittelinjektion in Verbindung mit einem Schiebeventil in ähnlicher Weise gesteuert wird, wie dies bei den Ausführungsformen der Pig. I bis 4 der Fall ist. Bei Verwendung eines Schiebeventils für die Zufuhr des Kühlmittels in die Arbeitskammer ergibt die Injektion des flüssigen Kühlmittels niedrige Betriebstemperaturen für den Kompressor. .Dies ist insbesondere vorteilhaft für Kühlsysteme, bei welchen Wasser als Kühlmittel nicht zur Verfügung steht, dies ist insbesondere der Fall, wenn Wasser normalerweise als Flüssigkeit für einen ölkühler verwendet wird, der innerhalb eines ölsystems angeordnet ist. Bei großen Ammoniakkühlsystemen mit Luftkühlung ist dies besonders vorteilhaft, insbesondere wenn auf einen ölkühler verzichtet wird. Dadurch werden alle Probleme und Störungen durch Lecköl und Wasserbedarf vermieden. Eine derartige. Anordnung kann jedoch ebenfalls bei Kühlsystemen verwendet werden, bei welchen ein Luftkühler notwendig ist, um die öltemperatur innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten.

Bei den bisher beschriebenen Anordnungen erfolgte die Zufuhr eines unter hohem Druck stehenden Kühlmittels von dem Kondensor über ein Expansionsventil in die Arbeitskammer, und zwar in einem Bereich zwischen der Ansaug- und Abgabeseite des Kompressors. Ein auf die Kompressorabgabetemperatur ansprechender Thermostat steuert im allgemeinen veränderlich das Volumen des durch das Expansionsventil geführten Kühlmittels, wobei das Expansionsventil in Verbindung mit einem Tauchspulenventil arbeitet, welches innerhalb der Zweigleitung stromabwärts von dem Expansionsventil angeordnet ist. Das Tauchspulenventil kann durch einen zweiten Thermostat gesteuert werden, welcher auf die Temperatur des Öls innerhalb der ölwanne, vorzugsweise im Bereich der Abgabeseite der ölpumpe, anspricht. Die

409811/0456 -25-

Temperatur verändert sich mit der Kompressorbelastung. Mit Hilfe des Tauchspulenventils wird gewährleistet, daß das flüssige Kühlmittel nur während des Betriebs des Kompressors durch die Zweigleitung zu dem Expansionsventil strömt, bzw. wenn der Kompressor oberhalb einer bestimmten Minimallast arbeitet. Die Position des Tauchspulenventils ist sehr oft instabil, was auf die Lebensdauer der einzelnen Elemente sich nachteilig auswirkt. Ebenfalls werden dadurch ungewünschte Geräuschprobleme erzeugt.

Da das durch die Abzweigleitung geführte Kühlmittel im wesentlichen denselben Druck oder nur einen geringfügig geringeren Druck als der Abgabedruck des Kompressors aufweist und da das-, selbe der Arbeitskammer des Kompressors an einer Stelle injiziert wird, welche in der Nähe der Abgabeseite des Kompressors ist, ist das Druckgefälle entlang der Zweigleitung relativ gering. Die durch die Zweigleitung gelangende Strömungsmenge hängt dabei von drei Faktoren ab: 1.) der thermischen Expansion des Ventils, 2.) der Zuführstelle, J5.) dem Zeitpunkt der Zufuhr innerhalb des Kompressionszyklus des Schraubenkompressors. Der Differenzwert hängt wiederum von den Betrj&sbedingungen in Abhängigkeit des vorhandenen Kompressionsverhältnisses des Schraubenkompressors ab. Für ein vorgegebenes Kompressionsverhältnis und einen vorgegebenen Zuführort erfolgt die Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr, wenn der Differenzwert Pr)-Pg auf einen bestimmten Wert unterhalb des Kompressionsverhältnisses absinkt, weil der Flüssigkeitsdruck dann ebenfalls auf oder unterhalb des Zuführdruckes absinkt. Ein vierter Faktor ist der Durchmesser der Injektionsöffnung. Falls die Injektionsöffnung innerhalb des Kompressors zu klein ist, ist die Injektionsmenge auf die Strömungsgeschwindigkeit beschränkt, die durch das Druckgefälle innerhalb der öffnung gebildet wird.

Eine Untersuchung des Ventilklapperns zeigt an, daß, falls ein Ventilklappern beobachtet wird, ebenfalls in der Regel eine gefrorene Säule von Kühlmittel stromabwärts von der thermischen

409811/0458 - 26 -

Expansion vorhanden ist. Die Wirkung dieser gefrorenen Säule von flüssigem Kühlmittel erzeugt einen Wasserschlageffekt. Diese Pulsation in Kombination mit dem Betrieb des Tauchspulenventils innerhalb des Grenzbereiches ΔΡ ist der Hauptgrund für das Ventilklappern bei der Flüssigkeitsinjektion. Es wurden dabei bereits Versuche gemacht, dieses Ventilklappern in dem Grenzbereich Λ Ρ gering zu halten, indem die Einlaßöffnung in Richtung der Saugseite des Kompressors bewegt wird, um dadurch den Wert ΔΡ zu erhöhen. Während dadurch die Wahrscheinlichkeit eines Ventilklapperns verringert wird, so wird dadurch trotzdem nicht die Möglichkeit eines derartigen Betriebs in Verbindung mit einer gefrorenen Säule eliminiert, während gleichzeitig das Versetzen der Zuführöffnung einen sehr nachteiligen Einfluß auf den Wirkungsgrad hat.

Es wurden ferner Versuche gemacht, um ein derartiges Tauchspulenventil derart zu beeinflussen, daß es im wesentlichen mit einem Druckdifferential von Null arbeitet. Derartige Ventile sind jedoch notgedrungenermaßen teuer.

In dem folgenden sei auf Fig. 8 Bezug genommen, in welcher eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kompressoranordnung dargestellt ist. Die Kompressoranordnung 310 besteht aus einem Schraubenkompressor 326, einem elektrischen Antriebsmotor 324 und einem ölabscheider 325* welche in der Reihenfolge axial nebeneinander von der Einlaßöffnung der Rohrleitung 322 angeordnet sind. Die Kompressoranordnung 310 weist ferner einen Kondensor 312 auf, welcher über eine Rohrleitung 314 mit dem Kompressor verbunden ist. Der Kondensor 312 wird durch Wasser oder ein anderes durchströmendes Wärmemedium gekühlt. Die Abgabe des Hochdruckkühlmittels des Kondensors 312 erfolgt über eine Rohrleitung 318 und einen Filter 320, welcher mit einem Verdamper 3l6 verbunden ist. Die Abgabeseite des Verdampfers 316 ist über eine Rohrleitung 322 mit der Einlaßseite des Schraubenkompressors 326 verbunden.

- 27 1/0456

Durch die Kompressoranordnung 310 wird Schmieröl geleitet, welches sich in einem beschränkten Maße mit dem Arbeitsmittel während des Kompressionsvorgangs mischt, das Schmieröl wird jedoch innerhalb eines ölabscheiders 325 von dem Arbeitsmittel abgetrennt. Der ölabscheider 325 steht in Verbindung mit einem Antriebsmotor 324, welcher auf der Abgabeseite des Schraubenkompressors 326 angeordnet ist. Das abgetrennte öl wird in einer ölwanne 328 gesammelt und über eine innerhalb der ölwanne angeordnete, nicht dargestellte ölpumpe und eine Rohrleitung 327 und ein ölfilter 330 zurück zu der Kompressoranordnung 310 geleitet. Das ölfilter 330 erhält das öl der ölwanne 328 über eine Rohrleitung 332 und gibt dasselbe über eine Mehrzahl von Rohrleitungen 334 auf der Abgabeseite des ölfilters 330 ab. Die einzelnen Elemente der Kühl- und ölkreise sind bekannter Bauweise und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Das beispielsweise aus Freon bestehende Kühlmittel wird auf der rechten Seite der Kompressoranordnung 310 durch eine Rohrleitung 322 in Form von Gas oder Dampf mit relativ niedrigem Druck zugeführt. Mit Hilfe des Schraubenkompressors 326 wird das Kühlmittel dann auf einen relativ hohen Druck komprimiert, von wo aus über einen elektrischen Motor 324 die Abgabe erfolgt. Das unter hohem Druck stehende, gasförmige Kühlmittel durchläuft den ölabscheider 325 und gelangt zu dem Kondensor 312, in w elchem durch den Einfluß eines Kühlmittels in Form von Wasser eine Kondensation stattfindet. Das unter hohem Druck stehende, flüssige Kühlmittel wird dann über eine Rohrleitung 318 dem Filter 320 und dem Verdampfer 316 zugeführt. Das unter hohem Druck stehende, flüssige Kühlmittel expandiert innerhalb des Verdampfers 316, wodurch ein Wärmetauschermittel, beispielsweise Wasser, abgekühlt wird. Die Expansion und die Abgabe des flüssigen Kühlmittels an den Verdampfer 316 wird zweckmäßig mit Hilfe einer zwischen dem Filter 320 und der Einlaßseite des Verdampfers 316 in der Leitung 318 angeordneten Steuereinrichtung 336 gesteuert. Das eine relativ niedrige

- 28 40981 1/0466

Temperatur aufweisende Schmieröl wird von dem ölfilter 330 über Leitungen 33^ zu verschiedenen Punkten der Kompressoranordnung 310 wahlweise zu Schmierzwecken oder zur Betätigung von hydraulischen Motoren zugeführt, wobei ein hydraulischer Motor beispielsweise innerhalb der Kompressorabgabe 340 angeordnet, ist. Dieser Hydraulikmotor wird über eine Leitung 342 gespeist.

Das Hochdruckkühlmittel wird von der stromabwärts von dem Filter 320 angeordneten Rohrleitung 318 an einem Abzapfpunkt J544 einer Zweigleitung.3^6 zugeführt, welche mit einem Sperrventil 3^-8 versehen ist. Das flüssige Kühlmittel wird über die Zweigleitung 346 einem Expansionsventil 352 zugeführt, welches die Strömungsmenge des Kühlmittels zu dem Schraubenkompressor 326 steuert. Die nicht dargestellte Einführöffnung am Ende der Zweigleitung 346 führt in die Kompressorarbeitskammer, und zwar zwischen der Abgabe- und der Ansaugseite des Schraubenkompressors 326. Inner- *halb der Zweigleitung 346 ist zwischen der Einlaßöffnung des Schraubenkompressors 326 und dem Expansionsventil 352 ein von Hand betätigtes Sperrventil 35^ vorgesehen, mit welchem in Verbindung mit dem Sperrventil 348 eine Abtrennung der Injektionseinrichtung erfolgen kann.

Das Expansionsventil 352 steuert kontinuierlich die Strömungsmenge und arbeitet vorzugsweise nicht-elektrisch. Ein Thermostatfühler 356 ist über eine Kapillarleitung 357 mit dem Expansionsventil 352 verbunden. Innerhalb des Thermostatfühlers 356 und der Kapillarleitung 357 ist ein temperaturempfindliches Material in Form einer Flüssigkeit, eines Gases und eines Flüssigkeit-Gas-Gemisches vorhanden, welches bei zunehmender Temperatur expandiert, wodurch ein nicht dargestelltes, bewegliches Ventilelement verstellt wird, durch welches der Strömungsquerschnitt des Kühlmittels innerhalb der Zweigleitung 346 beeinflußt wird. Eine Ausgleichsleitung 353 verbindet das Expansionsventil 352 mit der Abgabeseite des Schraubenkompressors 326. Das Expansionsventil 352 arbeitet in ähnlicher Weise, wie bereits beschrieben.

- 29 098 11/0456

Der Thermostatfühler 356 ist im Bereich des Kompressorausganges angeordnet, und zwar an der Rohrleitung 314, welche die Abgabeseite des Kompressors mit der Einlaßseite des Kondensors 312 verbindet. Die Kompressorabgabetemper.atur steuert demzufolge die Strömungsmenge des durch das Expansionsventil 352 strömenden Kühlmittels, so daß bei Zunahme der Kompressorabgabe mehr flüssiges kühlmittel der Injektionsöffnung des Kompressors 326 injiziert wird, indem das Expansionsventil 352 sich stärker öffnet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 ergibt sich, daß stromabwärts von dem von Hand betätigten Sperrventil 348 innerhalb der Zweigleitung 346 ein druckgesteuertes Ein-Aus-Ventil 364 vorgesehen ist, welches über eine Speiseleitung 368 und eine Rückführleitung 370 mit der ölwanne 328 verbunden ist. Die Rückführleitung 370 verbindet die ölzuftihrleitung 366 über eine Rohrverengung 372 mit der ölwanne 328. Wenn demzufolge das öl durch die ölzuführleitung 366 strömt, sobald das Tauchspulenventil 374 geöffnet ist, wird das Sperrventil 364 in der offenen Position gehalten. Die Rohrverengung 372 ergibt jedoch, daß ein Druckabfall möglich ist, nachdem das Tauchspulenventil 374 erneut schließt; eine Erregung des Tauchspulenventils 374 tritt in ähnlicher Weise auf, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, Zu diesem Zweck ist ein Thermostatfühler 36O vorgesehen, welcher mit einem temperaturempfindlichen Material in flüssiger oder gasförmiger Form gefüllt ist, und welcher über eine Kapillarleitung 362 mit einem in Fig. 9 in Form eines Blockes dargestellten Steuerpult 376 verbunden ist. Dieses Steuerpult 376 ist mit einem nicht dargestellten Thermostat versehen, welcher normalerweise offene Kontakte aufweist, die jedoch in Abhängigkeit der Expansion des temperaturempfindlichen Materials des Temperaturfühlers 360 zum Schließen gebracht werden. Dadurch wird ein elektrischer Kreis geschlossen, durch welchen über eine Leitung 378 das Tauchspulenventil 374 unter Strom gesetzt wird. Das Tauchspulenventil 374 öffnet und schließt sich entsprechend der Temperatur des Öles, welches auf das druckbetätigte Sperrventil 364 wirkt. Bei Vorhandensein äfcies

- 30 409811/0456

Hoehdruckmediums bewegt sich das Tauchspulenventil 374 von der geschlossenen in seine offene Position, so daß das Expansionsventil 352 die Strömung des flüssigen Kühlmittels zu der Injektionsöffnung des Schraubenkompressors steuert.

Da das auf die Kompressorbelastung ansprechende Sperrventil 364 nicht von dem Druckabfall an dem Ventil abhängt, um das Ventil offenzuhalten, wird ein Ventilklappern aufgrund geringfügiger Änderungen des Druckgefälles eliminiert. Solange das auf die öltemperatur und indirekt auf die Kompressorbelastung ansprechende Tauchspulenventil 374 geöffnet ist, ist das direkt wirkende, druokgesteuerte Sperrventil 364 in seinem offenen Zustand. Demzufolge ist ein unter hohem Druck stehendes, flüssiges Kühlmittel über die Einlaßöffnung in dem Maße vorhanden, in welchem das Expansionsventil 352 die Strömungsmenge beeinflußt. Da der Betrieb des Sperrventils 364 unabhängig von dem gesteuerten Medium, d.h. des flüssigen Kühlmittels durch die Zweigleitung, erfolgt, ist der Betrieb unabhängig von der Veränderung der Strömungsmenge durch die Zweigleitung 364. Die Eliminierung von den Einflüssen von Veränderungen gegenüber dem Sperrventil 364 eliminiert vollkommen das Auftreten von Ventilklappern.

Eine Flüssigkeitsinjektion ist im allgemeinen nicht notwendig, wenn der Kompressor mit 'geringer Belastung läuft, weil die Abgabetemperatur des Druckmittels auf der Ausgangsseite des Kompressors bei derartigen Belastungen so niedrig ist, daß eine zusätzliche Kühlung nicht erforderlich ist. Da die Temperatur des Öles eine Punktion der Temperatur der Abgabetemperatur des Arbeitsmittels von dem Kompressor ist, ist die öltemperatur auf der Ausgangsseite der ölwanne 328 nicht ausreichend, um den Temperaturfühler 360 bis zu einem Punkt zu erwärmen, in welchem eine Erregung des Tauchspulenventils 374 erfolgt. Bei geschlossenem Tauchspulenventil 374 wird das über die Rohrleitung 368 von der ölwanne 328 abgepumpte öl von dem Sperrventil 364 abgetrennt, wodurch verhindert wird, daß flüssiges Kühlmittel innerhalb der

- 31 409811/0456

Zweigleitung 346 strömen kann. Wenn jedoch die Belastung des Verdampfers 316 einen vorgegebenen Minimalwert erreicht, bei welchem die öltemperatur auf einen Wert ansteigt, bei dem der Thermostat innerhalb des Steuerpultes 376 schließt, wird das Tauchspulenventil .374 erregt, so daß die Öldruckleitung 366 zu dem Sperrventil 364 geöffnet wird. Das durch die Leitung 366 strömende öl wirkt auf das normalerweise geschlossene Sperrventil 364, so daß dasselbe geöffnet wird, ohne daß jedoch eine Veränderung der Kühlmittelströmung auf der Zweigleitung 346 dadurch zustande kommt. Das durch die Zweigleitung 346 fließende, flüssige Kühlmittel wird in Abhängigkeit der Temperatur der Kompressorabgabe gesteuert, weil der über die Kapillarleitung 357 mit dem Expansionsventil 352 verbundene Thermostatfühler 356 in Berührung mit der von dem Schraubenkompressor 326 weggeführten Rohrleitung 314 steht. Diese Rohrleitung 314 führt das eine hohe Temperatur aufweisende, komprimierte Gas direkt zu dem Kondensor 312. Mit Hilfe der Ausgleichsleitung 353 wird die Kondensationstemperatur auf der Abgabeseite des Schraubenkompressors 326 festgestellt; das Expansionsventil 352 steuert somit die Zufuhr von flüssigem Kühlmittel in die Arbeitskammer. Der Thermostatfühler 356 verändert dabei das Volumen der Flüssigkeit durch das Expansionsventil, wobei nur jene Mengen von flüssigem Kühlmittel zugeführt werden, welche zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Abgabetemperatur ausreichend sind. Bei Erhöhung der Abgabetemperatur stellt der Temperaturfühler 356 einen größeren Bedarf für zu injizierendes Kühlmittel fest, so daß dementsprechend eine Verstellung des Expansionsventils 352 vorgenommen wird. Unabhängig von Veränderungen der Strömungsmenge entlang der Rohrleitung 318 zwischen dem Kondensor 312 und dem Verdampfer 316 bleibt das Sperrventil 364 offen, solange die Belastung an dem Schraubenkompressor 326 oberhalb eines bestimmten Minimalwertes ist.

- 32 40981 1/0456

Claims

Patentansprüche

Γΐ.) Kühlanlage mit einem Schraubenkompressor, einem Kondensor, einem Verdampfer und einem zwischen diesen Elementen kreisgeführten Kühlmittel, dadurch gekennz'eichn e t , daß eine Zweigleitung vorhanden ist, welche das Hochdruckkühlmittel in flüssiger Form der Arbeitskammer zwischen der Ansaug- und der Abgabeseite des Schraubenkompressors zuführt, und daß eine Steuereinrichtung vorhanden ist, welche in Abhängigkeit der Kompressorbelastung die Injektion von flüssigem Kühlmittel steuert.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zweigleitung von einer Stelle zwischen dem Kondensor und dem Verdampfer zu der Arbeitskammer des Schraubenkompressors führt, und daß die auf die Kompressorbelastung ansprechende Steuereinrichtung ein Ventil ist, welches innerhalb der Zweigleitung angeordnet ist.

3. . Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil ein ein- und ausschaltbares Ventil ist, und daß ein Thermostat vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit der Kompressorabgabetemperatur das ein- und ausschaltbare Ventil steuert.

4. Kühlanlage nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb der Zweigleitung zusätzlich ein einen veränderlichen Querschnitt aufweisendes Ventil vorgesehen ist, welches in Abhängigkeit der Kompressorabgabetemperatur die Strömungsmenge durch die Zweigleitung steuert.

5. Kühlanlage nach Anspruch 2, wobei auf der Abgabeseite des Schraubenkompressors ein ölabscheider zur Abtrennung von öl von dem Kühlmittel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Kompressorbelastung ansprechende Steuereinrichtung einen Thermostat aufweist, welcher die

409811/0456 - 33 -

Temperatur des abgetrennten Öls feststellt, und daß der Thermostat mit dem Ventil verbunden ist.

6. Kühlanlage nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein Expansionsventil innerhalb der Zweigleitung vorgesehen ist, und daß ein auf die Kompressorabgabetemperatur ansprechender Thermostat mit dem eine veränderliche Strömung erzeugenden Ventil verbunden ist, demzufolge die Strömungsmenge des flüssigen Kühlmittels durch die Zweigleitung steuerbar ist.

7. Kühlanlage nach Anspruch 3* wobei zusätzlich ein ölabscheider auf der Abgabeseite des Sehraubenkompressors zur ■ Abtrennung von öl von dem Kühlmittel vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die zur Steuerung der Kompressorbelastung dienende Steuereinrichtung einen Thermostat aufweist, welcher die Temperatur des abgetrennten Öls feststellt, und daß der Thermostat das in der Zweigleitung vorhandene Ventil steuert.

8. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensor wesentlich oberhalb des Sehraubenkompressors angeordnet ist, und daß die Zweigleitung von dem Kondensor zu dem Kompressor in der Nähe der Abgabeseite der Arbeitskammer mündet, demzufolge das in die Arbeitskammer injizierte, in Abhängigkeit des Ventils gesteuerte, flüssige Kühlmittel einen Druck aufweist, der gleich oder geringfügig oberhalb des Kompressorabgabedruckes ist.

9· Kühlanlage nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensor wesentlich oberhalb des Sehraubenkompressors angeordnet ist, und daß die Zweigleitung von dem Kondensor zu dem Kompressor in der Nähe der Abgabeseite der Arbeitskammer mündet, demzufolge das in die Arbeitskammer injizierte, in Abhängigkeit des Ventils gesteuerte, flüssige Kühlmittel einen Druck aufweist, der gleich oder geringfügig oberhalb des Kompressorabgabedruckes ist.

Λ 09 8 1 1 /0456

10. Kühlanlage nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet , daß der Kondensor wesentlich oberhalb des Schraubenkompressors angeordnet ist, und daß die Zweigleitung von dem Kondensor zu dem Kompressor in der Nähe der Abgabeseite der Arbeitskammer mündet, demzufolge das in die Arbeitskammer injizierte, in Abhängigkeit des Ventils gesteuerte, flüssige Kühlmittel einen Druck aufweist, der gleich oder geringfügig oberhalb des Kompressorabgabedruckes ist.

11. Kühlanlage nach Anspruch 2, wobei zusätzlich ein Schiebeventil zur Veränderung der öffnung der Arbeitskammer auf der Saugseite des Schraubenkompressors vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet , daß an dem Schiebeventil der Injektionskanal vorhanden ist, und daß das mit der Arbeitskammer in Verbindung stehende Ende der Zweigleitung in Verbindung mit dem Schiebeventil ist.

12. Kühlanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil ein ein- und ausschaltbares Ventil ist, und daß ein auf die Kompressorabgabetemperatur ansprechender Thermostat mit dem ein- und ausschaltbaren Ventil zur Steuerung desselben verbunden ist.

13· Kühlanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb der Zweigleitung ein eine veränderliche Strömung hervorrufendes Ventil vorgesehen ist, und daß ein auf die Kompressorabgabetemperatur ansprechender Thermostat zur Steuerung des durch die Zweigleitung zugeführten flüssigen Kühlmittels mit dem eine veränderliche Strömung hervorrufenden Ventil verbunden ist.

l4. Kühlanlage nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein Schiebeventil zur Veränderung der öflhung der Arbeitskammer auf der Saugseite des Schraubenkompressors vorhanden ist, daß an dem Schiebeventil der

409811/045S - 35 -

Injektionskanal vorhanden ist, und daß das mit der Arbeitskammer in Verbindung stehende Ende der Zweigleitung in Verbindung mit dem Schiebeventil ist.

15. Kühlanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil ein ein- und ausschaltbares Ventil ist, und daß ein auf die Kompressorabgabetemper atur ansprechender Thermostat mit dem ein- und ausschaltbaren Ventil zur Steuerung desselben verbunden ist.

16. Kühlanlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb der Zweigleitung ein eine veränderliche Strömung hervorrufendes Ventil vorgesehen ist, und daß ein auf die Kompressorabgabetemperatur ansprechender Thermostat zur Steuerung des durch die Zweigleitung zugeführten flüssigen Kühlmittels mit dem eine veränderliche Strömung hervorrufenden Ventil verbunden ist.

17. Kühlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil ein Ventil mit veränderlicher Position ist, und daß die auf die Kompressorbelastung ansprechende Steuereinrichtung auf die Temperatur der Kompressorabgabe für die Steuerung des Ventils anspricht.

18. . Kühlanlage nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich eine Einrichtung vorgesehen ist, welche auf die Kondensationstemperatur des Kühlmittels zur Steuerung des Ventils anspricht.

19. Kühlanlage nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet , daß das Expansionsventil ein bewegliches Ventilelement aufweist, welches in Richtung eines Ventilschlusses gehalten ist, und daß die auf die Temperatur der Kompressorabgabe ansprechende Einrichtung in entgegengesetzter Richtung wirkt, und daß zusätzlich eine auf die Kondensationstemperatur des

- 36 -

409811/0458

Kühlmittels ansprechende Einrichtung vorhanden ist, welche das bewegliche Ventilelement in die Ventilverschlußposition drückt.

20. Kühlanlage nach Anspruch 19* dadurch gekennzeichnet , daß das Expansionsventil ein rohrförmiges Ventilgehäuse mit einem unbeweglichen Ventilsitz aufweist, innerhalb welchem ein beweglicher Ventilschaft konzentrisch angeordnet ist, der mit einem den Ventilsitz verschließenden Ventilelement versehen ist, ferner daß konzentrisch zu dem Ventilschaft eine Spiralfeder vorgesehen ist, welche das Ventil in die geschlossene Position drückt, ferner daß in Berühmng mit dem Ventilschaft eine Membran vorhanden ist, welche beidseitig zusammen mit dem Gehäuse Je eine Kammer bildet, ferner daß ein mit dem Kompressorausgang in wärmeleitender Verbindung stehender Temperaturfühler vorgesehen ist, welcher über eine Kapillarleitung mit der einen Kammer verbunden ist, welche genauso wie die Kapillarleitung und der Temperaturfühler mit einem thermisch expandierenden Medium gefüllt ist, und daß die andere Kammer mit der Abgabeseite des Kompressors verbunden ist, demzufolge die Membran in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern gegen die Kraft der Spiralfeder auf den Ventilschaft wirkt.

21. Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kompressor ein innerhalb des Kompressorgehauses angeordnetes Schiebeventil aufweist, welches mit einer veränderlichen öffnung gegenüber der Einlaßöffnung der Arbeitskammer versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Injizierung von flüssigem Kühlmittel stromabwärts von dem Kondensor in die Arbeitskammer des Kompressors zwischen der Ansaug- und der Abgabeseite mit Hilfe des Schiebeventils erfolgt, mit welchem stromabwärts von einem festen Anschlag des Schiebeventils die Injizierung des Kühlmittels vornehmbar ist.

22. Kühlanlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß ein hydraulischer Motor die Bewegung des

40981 1/0458

Schiebeventils auslöst und einen verschiebbaren Kolben aufweist, welcher über Kolbenstangen mit dem Schiebeventil verbunden ist, wobei die Kolbenstangen mit Leitungen für die Zufuhr von flüssigem Kühlmittel versehen sind, und' daß das Schiebeventil mit den Leitungen verbundene Einrichtungen aufweist, durch welche eine Kühlmittelkammer begrenzt ist, und daß wenigstens ein Kanal sich durch eine Wandung des Schiebeventils erstreckt, demzufolge eine Verbindung von der Kühlmittelkammer in die Arbeitskammer stromabwärts von dem unbeweglichen Ventilanschlag vorhanden ist.

i.

2j5. Kühlanlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenstangen eine Mehrzahl von konzentrischen Rohren sind, ferner daß das Schiebeventil Wandungen aufweist, welche einen konzentrisch zu der Stange angeordneten Hohlraum begrenzen, ferner daß der Hohlraum eine Wandung zwischen den axialen Enden des Hohlraums aufweist, wodurch sich stromabwärts und stromaufwärts liegende Kammern bilden, ferner daß ein erster Kanal eine Verbindung mit einer Quelle von Drucköl und der ersten Kammer herstellt, wobei eine öffnung in der Arbeitskammer stromabwärts von dem festen Anschlag vorgesehen ist, während ein zweiter Kanal das abgezapfte Kühlmittel über weitere Kanäle zu der zweiten Kammer führt, welche stromabwärts von dem ersten Kanal öffnungen aufweist, demzufolge flüssiges Kühlmittel stromabwärts von dem Injektionspunkt für das Schmieröl,und zwar unabhängig von der Position des Schiebeventils, in die Arbeitskammer injiziert 1st.

24. Kühlanlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß der hydraulische Motor einen Kolben aufweist, welcher über eine Kolbenstange mechanisch mit dem Schiebeventil verbunden ist, wobei die Kolbenstange sich über die gesamte Länge des Schiebeventils und axial durch den Mittelraum desselben erstreckt, ferner daß Trennwände zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete, abgedichtete Kammern innerhalb des Schiebeventils festlegen, ferner daß Zuführkanäle durch die

4 09811/OA56 - 38 -

Stange in Längsrichtung geführt sind, während ein Pfropfen vorgesehen ist, durch welchen der Kanal in zwei Teilabschnitte geteilt ist, ferner daß einer der Abschnitte für die Zufuhr des Schmieröls dient, während der andere Kanalabschnitt auf der anderen gegenüberliegenden Seite des Pfropfens für die Zufuhr des flüssigen Kühlmittels vorgesehen ist, und daß mit Jeder Kammer in Verbindung stehende Kanäle vorhanden sind, duroh welche Teile der Kanalabschnitte mit den Kammern und die Kammern mit der Arbeitskammer des Schraubenkompressors stromabwärts von dem unbeweglichen Ventilanschlag verbunden werden.

25· Kühlanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine äußere Druckmittelquelle vorgesehen ist, ferner daß das ein- und ausschaltbare Ventil ein druckbetätigtes Ventil ist, welches innerhalb der Zweigleitung stromaufwärts von dem Expansionsventil angeordnet ist, und daß ein auf die Kompressorbelastung ansprechendes Element vorgesehen ist, welches den zur Ventilbetätigung notwendigen Druck von der äußeren Druckmittelquelle steuert.

26. Kühlanlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Druckmittelquelle ein Kompressorölsystem aufweist, ferner daß das auf Druck ansprechende ein- und ausschaltbare Ventil über eine Ölleitung mit einem Tauchspulenventil verbunden ist, ferner daß das auf die Kompressorbelastung ansprechende Element zur Steuerung der Strömung des Druckmittels von der Druckmittelquelle zu dem Ventil einen Thermostat aufweist, welcher in Abhängigkeit der Kompressorausgangstemperatur gesteuert ist, und daß der Thermostat über ein Kupplungselement mit dem Tauchspulenventil verbunden ist.

27. Kühlanlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß der Thermostat ein thermisches Expansionsgefäß aufweist, welches an der Rohrleitung befestigt ist, welche von der Ausgangsseite des Kompressors zu der Eingangsseite des Kondensors führt, und daß das das Tauchspulenventil mit dem

409811/0456

- 39 -

- 59 -

Thermostat verbindende Element ein elektrischer Kreis mit einem Tauchspulenventil und normalerweise offenen Thermostatkontakten ist, welche auf die Ausdehnung des temperaturempfindlichen Materials innerhalb des Thermostatgefäßes ansprechen.

28. Kühlanlage naoh Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß eine Überbrückungsleitung mit der Öldruckleitung zwischen dem Tauchspulenventil und dem druckbetätigten Ventil vorgesehen ist, welche als druckleitung wirkt, daß innerhalb der Überbrückungsleitung eine Querschnittsverengung vorgesehen ist, welche die Strömung begrenzt und eine kontinuierliche Punktionsweise des ein- und ausschaltbaren Ventils in Abhängigkeit der Erregung des Tauchspulenventils gewährleistet,

29. Kühlanlage nach Anspruch 27, dadurch g e k e η η zei'chnet , daß eine Überbrückungsleitung mit der Öldruckleitung zwischen dem Tauchspulenventil und dem druckbetätigten Ventil vorgesehen ist, welche als ölrückleitung wirkt, daß innerhalb der Überbrückungsleitung eine Querschnittsverengung vorgesehen ist, welche die Strömung begrenzt und eina kontinuierliche Punktionsweise des ein- und ausschaltbaren Ventils in Abhängigkeit der Erregung des Tauchspulenventils gewährleistet.

09811/(H56