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Entlüftungseinrichtung für Kühlmaschinen. Der thermische Wirkungsgrad
einer Kühlmaschine wird bekanntlich ungünstig beeinflußt, wenn dem zirkulierenden
Kältemittel Fremdgase, insbesondere Luft, beigemischt sind.
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Man begnügte sich bislang damit, für die Entfernung solch falscher
Luft an den S.cheitelpunkten der Rohrleitung oder an den höchsten Stellen, beispielsweise
des Verflüssigers, allenfalls unter Ausbildung von Sammelräumen, Luftablaßorgane
vorzusehen. Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß sich die Luft nur im Stillstande
der Maschine an den gedachten Stellen sammeln und ablassen läßt und daß sich dabei
überhaupt aus dem Stromkreise nur Luft abscheiden läßt, die nicht inniger mit dem
Kältemittel gemischt ist.
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Um diese Mängel zu beseitigen, hat man entsprechend hoch über dem
Kondensator selbständige Behälter, die mit Kühleinrichtung versehen waren, aufgestellt,
damit die Luft sich in denselben sammelt, während die mit der Luft aufgestiegenen
Dämpfe niedergeschlagen werden. Hierbei sammelte sich aber auch die auf diese Weise
ausgefällte Flüssigkeit in grc ßerem oder geringerem Grade in dem Behälter oder
dessen Anhängsel an, so daß die Rückleitung der Flüssigkeit in den Stromkreis umständliche
Bedienung verursacht, Schwierigkeiten bereitet. Hieraus ergaben sich «reitläufige,
teure Einrichtungen die viel Raum zur Aufstellung brauchten, viele Ventile, Armaturen,
lange Leitungen notwendig machten, sachkundige, aufmerksame Bedienung erforderten
sowie Anlaß zu Undichtheiten und Instandsetzungsarbeiten gaben. Diese Einrichtungen
sind infolge dieser Mängel günstigsten Falles für große Kühlanlagen verwendbar.
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Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Mängel zu beheben und
ist demgemäß
bestrebt, eine einfache, billige, wenig Rauin erfordernde,
in einfachster Weise zu bedienende Einrichtung zu schaffen, welche für Kühlanlagen
jeder Größe, insbesondere aber auch für kleine und mittlere Anlagen, mit Vorteil
verwendet «erden kann.
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Das Wesen der Erfindung beruht darauf, riaß ein finit geeigneter Kühleinrichtung
versehener Luftabscheide- und Sammelbehälter durch Öffnungen oder Leitungen mit
dem Stromkreis des Kältemittels, zweckmäßig mit der Druckleitung zwischen Verdichter
und Verflüssigen ununterbrochen, d. h. dauernd, solange die Einrichtung sich in
Betrieb befindet, in völlig freier, ungehemmter Verbin-(lung steht, und zwar nicht
mir für den Zttstroin des Danipfluftgeinisches -(.tun Abscheide(, sondern auch gleichzeitig
für den Rückfluß der im Abscheide( ausgefällten Kälteflüssigkeit nach dem Stromkreise
des Kältemittels. Durch diese ungehemmte Verbindung kann sich der Druck zwischen
dein Abscheide( und der Anschlußstelle des Stromkreises stets sofort ausgleichen,
so daß die im Abscheide( durch die Wirkung seiner Kühleinrichtung niedergeschlagene
Flüssigkeit, ohne sich in demselben ansammeln zu müssen, ununterbrochen nach dem
Stromkreise zurückfließen kann, während, gleichfalls ununterbrochen, ein entsprechendes
Dampfluftgeinisch zum Druckausgleich nach dein Abscheide( strömt, ohne daß hierzu
irgendwelche Absperrventile oder andere Regeleinrichtungen vorhanden sein oder bedient
«-erden müssen. Auf diese Weise vollzieht sich der Rückfluß der ausgefällten Flüssigkeit,
die Abscheidung der Luft und deren Anreicherung kn il Ansammlung ini Abscheidebehälter
ununterbrochen und vollkommen selbsttätig, solange die Einrichtung in Betrieb gehalten
wird, wobei die Bedienung der ganzen Einrichtung lediglich darin besteht, ab und
zu das Luftablaßventil, das einzige Ventil, (las in der ganzen EntlüftungSeinrichtung
notwendig ist, zu öftncil. uni damit Luft in bekannter Weise abzulassen. Gerarie
durch die ununterbrochene, dauernde Arbeitsweise der Einrichtung wird die Wirkung
derselben im Verhältnis zu ihrer Größe außerordentlich günstig.
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Der gloichinäßige, ununterbrochene -Rück-Z, der im Abscheide( ausgefällten
Flüssigkeit verhütet, daß sich in demselben nennenswerte Flüssigkeitsmengen aufhalten
oder gar ansammeln können, was sehr vorteilhaft ist, weil das Ablassen der Luft
aus einem Behälter, in dein sich flüssiges Kältemittel in halbwegs größeren Mengen
befindet, tvegeli der raschen Verdampfung derselben bei Druckentlastung leicht Anlaß
zu gefährlichen Störungen geben kann. In Abb. i bis .1 sind beispielsweise Ausführungsarten
der Erfindung .dargestellt.
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Abb. i -zeigt eine Ausführungsart, bei welcher die Entlüftungseinrichtung
mit dem Verteilungsstück des Verdichters zu einem Stück zusammengebaut ist.
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Das Verteilungsstück selbst ist mit L' bezeichnet. Der Zustrom der
durch die Druckleitung D vom Verdichter kommenden Dämpfe des Kältemerli:timserfolgt
durch das Rohr R, welches in den Luftausscheide- und Sammelbehälter B eingebaut
ist. Der Behälter B ist mit einem Kühlmantel 4T umgeben, welcher mit Ein- und Austrittsstutzen
1i ' und 1i2 ausgestattet ist. Der Behälter B steht durch die Öffnungen L mit (lein
Innenraum des Rohres R und durch die Löcher L' mit dein Innenraum des Verteilungsstückes
I' in Verbindung. Infolge dieser Löcher L' und L wird im Behälter B der gleiche
Druck herrschen wie im Verteilungsstück V, so daß die ini Behälter B zunächst enthaltenen
Dämpfe an der Zirkulationsströinung, die in R und I' vorhancl:en ist, nicht teilnehmen.
Wenn man aber den Kühlmantel M von einem Kühlkörper, beispielsweise Kühlwasser,
durchströmen läßt, so werden an den Wänden TI- des Behälters B Dämpfe kondensiert;
die gebildete Flüssigkeit rieselt an den Wänden herab und fließt schließlich durch
die Löcher L' dein Verteilstück V zu. Die kleine, durch die Kondensation
bewirkte Druckminderung ini Behälter B wird durch Zustrom durch die Üffnung I_ im
Entstehen ausgeglichen. Bei dieser Kondensation wirrt die in den Dämpfen absorbiert
gewesene Luft sich ausscheiden und da wesentliche Strömungen im Behälterraum nicht
stattfinden, sich oben in Beinselben sammeln, so daß sie von hier aus mittels eines
Ablaßorgans H leicht in bekannter Weise abgelassen werden kann. Es ist zweckmäßig,
die Löcher L und L' so zueinander anzuordnen, daß die durch I_' austretende, von
Luft befreite Flüssigkeit nicht mit den Itiftreicheren Dämpfen, die durch die Offnungen
I. dem Behälter B zuströmen, in Berührung kommen, damit die Dämpfe nicht (uftteile
an die Flüssigkeit abgeben, bevor sie zur Entlüftung in den Behälter kommen. Es
ist wichtig, die Öffnungen L möglichst weit tuitcn am Rohr R anzuordnen, damit ein
möglichst großer Luftsammelraum verbleibt, auf welchen der Zirkulationsstrom des
Kälteni@c<litims möglichst ohne Einfluß bleibt. Dadurch, daß nach vorliegender
Erfindung die Kondensation und die damit erzielte Luftausscheidung sich völlig außerhalb
des Stromkreises des Kältemediums abspielt, wird von Haus aus verhütet, daß nennenswerte
Mengen ausgeschiedener Luft vom Stromkreis neuerlich erfaßt und absorbiert werden,
wenn
nicht gerade die Öffnungen L, welche eineVerbindungsstelle zwischen Behälter B und
Stromkreis darstellen, direkt sinnwidrig angebracht werden. Sinnwidrig wäre ,es
beispielsweise, diese Öffnungen L oben am Rohre R, also in der Nähe der Luftablaßstelle,
anzuordnen,weil dann beispielsweise durch die Saugwirkung der in Rohr R strömenden
Dämpfe die abgeschiedene Luft von diesen teils verdrängt, teils nnitgerissen würde.
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Als Kühlkörper für den Behälter B kommen im allgemeinen in Betracht:
i. Kühlwasser, zweckmäßig bevor dasselbe zur weiteren Ausnützung in den Verflüssiger
eintritt, 2. von der Kühlmaschine gekühlte Luft, Sole o. dgl. Flüssigkeiten, 3.
Kältemedium aus der Verdampferseite der Kühlmaschine.
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Im allgemeinen wird die Verwendwng des Kühlwassers genügen und das
zweckmäßigste 'Mittel darstellen.
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In Abb.2 ist eine beispielsweise Ausführungsart dargestellt, welche
geeignet ist, zwischen Verdichter und Verflüssiger an die Druckleitung angeschlossen
zu werden. Gleiche Teile sind mit gleichen Buchstaben wie bei Abb. i bezeichnet.
Durch die ringförmige Öffnung L3 rieseln die im Behälter B1 niedergeschlagenen Flüssigkeitsteilchen
nach der Druckleitung D, während die zum Ausgleich notwendigen Dämpfe durch das
Rohr L2 in den Behälter B1 hochsteigen. Die ausgeschiedene Luft sammelt sich oben
im Behälter B1 an und kann zeitweilig an der Ablaßstelle A abgelassen werden.
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In den beispielsweisen Ausführungsarten der Erfindung, welche in Abb.
i und 2 dargestellt sind, ist der Behälter mit einem Kühlinantel versehen. Die Kühlung
des Behälters kann auch als Tauch- oder Berieselungskühlung ausgeführt werden, in
welchem Falle der Behälter keinen Kühlmantel notwendig hat.
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Ein Ausführungsbeispiel für Tauchkühlung ist in Abb. 3 dargestellt.
Der Behälter B2 ist hier als einfacher Windkessel ohne Doppelinantel gebildet, hat
oben eine Ablaßstelle A für die ausgeschiedene Luft, an der tiefsten Stelle unten
einen Anschluß L° für die . gebildete Flüssigkeit und seitlich, in der Nähe des
unteren Endes, einen Anschluß L¢ für die zum Ausgleich hochsteigenden Dämpfe. Die
Anschlüsse L4 und L5 sind durch die Rohrleitungen L', und L' mit der Druckleitung
verbunden. Die Kühlung des Behälters B2 ist hier beispielsweise dadurch hergestellt
gedacht, daß der Behälter B2 .in einem Kühlraum angeordnet ist. Dabei ist nur darauf
zu achten, daß die im Behälter B2 gebildeten Flüssigkeitsteilchen auch nach der
Druckleitung richtig abfließen können.
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Soll der Behälter B2 durch Berieselung gekühlt werden, so muß er natürlich
mit einer entsprechenden Wasserauffangschale versehen sein.
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In Abb. 4. ist eine Spezialausführung für Einbau in vertikal geführte
Druckleitungen ähnlich wie in Abb. i, aber ohne Zusammenhang mit dem Verteilungsstück,
dargestellt. Die Buchstabenbezeichnungen entsprechen der Abb. i, nur ist der Behälter
selbst mit B3 bezeichnet.