DE2849837A1

DE2849837A1 - Anlage zur komprimierung eines gases

Info

Publication number: DE2849837A1
Application number: DE19782849837
Authority: DE
Inventors: Anders Lundberg
Original assignee: Stal Refrigeration AB
Current assignee: Stal Refrigeration AB
Priority date: 1977-11-28
Filing date: 1978-11-17
Publication date: 1979-06-28
Also published as: SE7713408L; GB2008684A; GB2008684B; SE422349B

Description

Anlage zur Komprimierung eines Gases

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Komprimierung eines Gases gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Anlage dieser Art kann beispielsweise in einer Kühlanlage vorkommen, in der ein Kältemittel in einem Schraubenkompressor komprimiert wird, welcher an verschiedenen Stellen für verschiedene Zwecke mit Öl versorgt werden muß, beispielsweise zur Schmierung der Rotorlager des Kompressors oder um auf einen Kolben zu wirken, welcher die Rotorlager von axialen Kräften entlastet, oder als Dichtungsmittel für Wellendichtungen und zwischen den Rotoren oder zum Antrieb einer Einrichtung zur Veränderung der Kapazität des Kompressors.

Wenn das Öl seine Aufgaben an den verschiedenen Stellen des Kompressors erfüllt hat, wird es so geführt, daß es den Kompressor zusammen mit dem komprimierten Kältemittel verläßt. Danach wird das Gemisch aus Kältmittel und Öl durch einen Separator geleitet, wo der größte Teil des Öls von dem Kältemittel abgetrennt wird und wird durch den Druck, welcher auf der Druckseite der Kühl-

909826/0633 _ ? _

15.11.78 20 572 P

anlage herrscht, eventuell auch durch Unterstützung mittels einer Pumpe, zu den genannten Stellen des Kompressors zurückgeleitet. In der Leitung, welche das Öl vom Separator zum Kompressor zurückführt, sind vorzugsweise ein Kühler zur Kühlung des vom komprimierten Kältemittel aufgeheizten Öls, ein Filter und eventuell ein Öldruckregler angeordnet.

In den Fällen, in denen das Kältemittel eine Substanz ist, welche sich in öl löst, zum Beispiel eine Kohlenwasserstoffverbindung oder eine durch ein Halogen substituierte Kohlenwasserstoffverbindung, kann eine beträchtliche Menge des Kältemittels auf dem Wege des Kältemittels und des Öls vom Kompressor zum Separator im Öl gelöst werden. Die Menge des Kältemittels, welche sich im Öl löst, ist unter anderem abhängig von der Temperatur und dem Druck. Vor allem ist die im Öl gelöste Kältemenge groß, wenn der Druck hoch ist, was auf der Druckseite der Anlage, wo sich der genannte Separator befindet, der Fall ist.

Das im Öl gelöste Kältemittel setzt die Viskosität des Öls herab, so daß die Schmiereigenschaft des Öls verschlechtert wird. Um diese verschlechterte Schmiereigenschaft zu kompensieren, wird gewöhnlich ein dickes Öl verwendet. Dieses erfordert jedoch ein grobdimensioniertes Ölsystem und kann nach langen Stillstandszeiten zu Anfahrschwierigkeiten führen, wenn das Öl dickflüssig ist infolge des relativ geringen Druckes und des daher aus dem Kältemittel entwichenen Öls.

- 3 809826/0633

15.11.78 20 572 P

Wenn kältemittelhaltiges öl an eine Stelle des Kompressors geleitet wird, an der ein geringerer Druck als an der' Austrittsöffnung des Kompressors herrscht, dann tritt das Kältemittel als Gas aus dem Öl aus. Solches entgastes Kältemittel, welches zur Ansaugseite des Kompressors durchdringt, muß vom Kompressor ebenfalls komprimiert werden, wodurch dessen Vermögen Kältemittel aus dem Kühlkreislauf selbst anzusaugen, vermindert wird.

Die Probleme mit Kältemitteln, die sich in öl lösen, sind besonders groß bei Anlagen, die als Wärmepumpen arbeiten. Um den maximalen Druck zu begrenzen, der in solchen Anlagen auftritt, in denen relativ hohe Temperaturen herrschen, müssen bestimmte Kältemittel verwendet werden, welche sich in starkem Maße in Öl lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der das genannte Problem infolge der im Öl gelösten komprimierten Gase im wesentlichen beseitigt ist,

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

- 4 -909826/0633

15.11.78 20 572 P

-X-

Durch die Drosselvorrichtung wird das Öl auf einen niedrigeren Druck entspannt. Durch diese Druckminderung tritt im Öl gelöstes Gas aus dem Öl aus, welches im zweiten Separator vom Öl getrennt wird.

Durch die Erfindung wird ein einfacher Weg gewiesen, die Versorgungsstellen des Kompressors mit Öl zu versorgen, welches im wesentlichen frei von Kältemittel ist.

Es ist nicht erforderlich, daß das gesamte im ersten Separator ausgeschiedene Öl zu dem zweiten Separator weitergeleitet wird. Vielmehr kann ein Teil des Öls vom ersten Separator direkt zu solchen Versorgungsstellen des Kompressors geleitet werden, bei denen die Forderung nach im wesentlichen kältemittelfreiem Öl nicht so dringend ist. Es kann aber zweckmäßig sein, das gesamte im ersten Separator abgetrennte Öl zum zweiten Separator weiterzuleiten, wodurch eine geringere Anzahl von Leitungen für das Öl benötigt wird. Eine Weiterbildung der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Separator so angeordnet ist, daß er das gesamte Öl aufnimmt, welches im Separator abgetrennt wurde.

Bei Kompressoren mit bewegten Teilen, welche in Gleitlagern gelagert sind, erfordern diese Gleitlager gewöhnlich eine Versorgung mit einem öl, welches sehr gute Schmiereigenschaften hat. Aus diesem Grunde kann gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung die dritte Leitung, wenn ein solcher Kompressor in der Anlage verwendet wird, an die Gleitlager zwecks Zuführung von entgastem öl angeschlossen sein.

909826/0633

15.11.78 20 572 P

Da der Druck im zweiten Separator zu gering sein kann, um das öl zum Kompressor zu treiben, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Pumpe in der dritten Leitung angeordnet sein, welche das entgaste Öl zum Kompressor pumpt.

Das entgaste Öl ist nach Ausführung seiner Arbeit im Kompressor nicht notwendigerweise mit Gas gemischt. In den Fällen, in denen es möglich ist, dieses entgaste Öl zu sammeln, nachdem es seine Aufgabe im Kompressor erfüllt hat, ist es 3^e£loch zweckmäßig, dieses Öl direkt in das Leitungssystem zurückzuspeisen, welches entgastes öl enthältr Deshalb ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine vierte Leitung vorhanden, welche Rückflußöl von seiner Verwendungsstelle im Kompressor.zu der Ansaugseite der genannten Pumpe leitet.

Das Gas, welches im zweiten Separator vom Öl getrennt wird, sollte in der Anlage weiterverwendet werden. Wenn die Anlage einen Kompressor enthält, welcher eine Anschlußstelle hat, die mit einer Arbeitskammer des Kompressors in Verbindung steht, in welcher ein Druck zwischen dem Druck in der Eintrittsöffnung des Kompressors und der Austrittsöffnung des Kompressors liegt und welcher gleichzeitig niedriger ist als der Druck im zweiten Separator, kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, das im zweiten Separator freigewordene Gas über'die zweite Leitung, mit der genannten Anschlußstelle des Kompressors verbunden werden. Hierdurch wird das Vermögen des Kompressors, Gas aus der Hauptgasleitung der Anlage anzusaugen,in keiner erkennbaren Weise vermindert. ;

"8038-28/0533

15.11.78 20 572 P

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Anlage enthält einen Schraubenkompressor 1, welcher in einem Längsschnitt dargestellt ist. Der Kompressor ist mit zwei zusammenarbeitenden Rotoren 2 ausgerüstet, von denen einer in der Figur gezeigt ist. Das zu komprimierende Gas wird der Eintritts öffnung des Kompressors über eine Leitung 4 zugeführt. Das Gas wird in Arbeitskammern komprimiert, welche zwischen den Rotoren und einem Gehäuse 5 gebildet werden. Das komprimierte Gas wird über eine Austrittsöffnung 6 in die Leitung 7 abgeführt.

Die Rotoren 2 haben an ihren Enden Wellenzapfen 8 und 9» welche sowohl in Gleitlagern 10 als auch in Wälzlagern 11 gelagert sind. Die Lager 10 und 11 werden durch Öl geschmiert, welches den Lagern 10 und 11 über eine Leitung 12 zugeführt wird.

Ein Teil des durch die Lager tretenden Öls dringt in die Arbeitskammern des Kompressors ein und vermischt sich hier mit dem Gas. Es wird zusammen mit dem Gas durch die Austrittsöffnung 6, und die Leitung. 7 abgeführt.

Das übrige Öl verläßt die Lager durch eine Rückführleitung 13 und wird mittels einer Pumpe 14 durch die Leitung 12 den Lagern wieder zugeführt. In der Leitung 12 können ein Kühler 15 und ein Filter 16 angeordnet sein.

- 7 -909826/0633

15.11.78 20 572 P

- r-

Das aus der Leitung 7 austretende Gas wird von dem begleitenden Öl in einem Ölseparator 17 befreit.. Anschließend wird das Gas über eine Leitung 18 einer beliebigen Verwendung zugeführt.

Das im Separator 17 abgeschiedene Öl wird über eine Leitung 19, in welcher eine fest eingestellte oder einstellbare Drosselvorrichtung angeordnet ist, einem weiteren Separator 21 zugeführt. In diesem Separator 21 wird ein Druck aufrecht erhalten, der niedriger ist als der Druck im Separator 17.

Infolge des im Separator 21 herrschenden niedrigen Druckes wird im Öl gelöstes Gas ausgeschieden. Das ausgeschiedene Gas wird über eine Leitung 22 einer Arbeitskammer 23 des Kompressors zugeführt, welche weder eine Verbindung zu der Eintrittsöffnung 3 noch zu der Austrittsöffnung 6 hat und welche den genannten niedrigen Druck im Separator 21 aufrecht erhält, wodurch die Fähigkeit des Kompressors, Gas durch die Leitung 4 anzusaugen, nicht vermindert wird.

Das aus dem Gas im Separator 21 ausgeschiedene öl wird über eine Leitung 24 der Ansaugseite der Pumpe 14 zugeführt und wird dort mit bereits entgastem Öl gemischt, welches durch das System aus den Leitungen 12 und 13 zirkuliert.

Der offenbarte Erfindungsgedanke ist auch anwendbar auf die Versorgung anderer Stellen des Kompressors als seiner Lager mit entgastem Öl aus der Leitung 12. Beispiele solcher anderen Stellen sin< oben im zweiten Absatz der Beschreibung genannt. Selbstverständlich kann die Anlage nach der Erfindung auch mit anderen Kom-

15.11.78 20 572 P

pressorarten als Schraubenkompressoren ausgerüstet sein, wie beispielsweise Kolbenkompressoren oder Lamellenkompressoren (Drehkolbenkompressoren).

909826/0633

Claims

Patentansprüche:

h.J Anlage zur Komprimierung von Gas mit einem Kompressor, der zumindest eine Stelle aufweist, die mit Öl relativ hoher Viskosität versorgt werden muß, zum Beispiel zum Zwecke der Schmierung, mit einem ersten Separator, der an die Austrittsöffnung des Kompressors für komprimiertes Gas angeschlossen ist, und mit einer Leitung, über die das im ersten Separator von dem Gas getrennte Öl der genannten Versorgungsstelle des Kompressors zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Leitung (19) an den ersten Separator (17) angeschlossen ist, über die zumindest ein Teil des im Separator (17) abgetrennten Öls abgeführt wird, daß in der ersten Leitung (19) eine Drosselvorrichtung (20) angeordnet ist, daß in Strömungsrichtung hinter der Drosselvorrichtung (20) ein zweiter Separator (21) angeordnet ist, daß eine zweite Leitung (22) an den zweiten Separator (21) angeschlossen ist zur Absaugung des aus dem Öl ausgeschiedenen Gases und daß eine dritte Leitung (24,12) an den zweiten Separator (21) angeschlossen ist, über die entgastes Öl der genannten Versorgungsstelle (10) des Kompressors zugeführt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte im ersten Separator (17) abgetrennte öl über die Drosselvorrichtung (20) dem zweiten Separator (21) zugeführt wird.

909826/0633

- 10 -

15.11.1978 20 572 P
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, bei der die beweglichen Teile des Kompressors in Gleitlagern gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Leitung (24,12) an die Gleitlager (10) angeschlossen ist -, welche die Versorgungsstelle des Kompressors darstellen.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Leitung (24,12) eine Pumpe (14) angeordnet ist.
5.- Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Leitung (13) vorhanden ist, welche zwischen dem Rückölaustritt der Versorgungsstelle (10) und der Ansaugseite der Pumpe (14) angeschlossen ist.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (22) an eine Anschlußstelle des Kompressors angeschlossen ist, welche mit einer Arbeitskammer (23) des Kompressors in Verbindung steht, in welcher ein Druck herrscht, der zwischen dem Druck in der Eintritts Öffnung (3) und der Austritts Öffnung (6) .des Kompressors liegt und niedriger ist als der Druck in dem zweiten Separator (21).

909826/0633