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Verfahren zur Erzeugung von .Kälte durch Kompression des Dampfes eines
flüchtigen Kältemittels Bei den bekannten Kompressionskälteverfahren wurde es stets
als ein Nachteil empfunden, daß das Schmieröl von dem flüssigen oder gasförmigen
Kältemittel mitgerissen und durch .den Kreislauf hindurchgeführt wurde. Das Schmieröl
hängte sich an die Wände des Röhrensystems an und behinderte den Wärmedurchgang.
Um diesen Nachteil einigermaßen zu beheben, wurden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen
zum Abscheiden des Schmieröls vorgeschlagen; jedoch war damit eine vollständige
Beseitigung des Nachteils nicht möglich, es konnte nur der Zeitpunkt hinausgeschoben
werden, in dem die Menge des Schmiermittels, das sich in der Kühlzone abschied,
so groß geworden war, daß sie das Arbeiten der Kühlvorrichtung störte.
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Nach der Erfindung wird zur Vermeidung dieses Nachteils ein vollständig
neuer Weg eingeschlagen. Es wird ein Kältemittel verwendet, das mit dem Schmiermittel
eine vollkommene Lösung bildet, und dieser Lösung nach ihrem Austritt aus dem Verdampfer
in einer Kammer Wärme zugeführt, so daß das in der Lösung enthaltene Kältemittel
zum größten Teil verdampft und eine Lösung von hohem Gehalt an Schmiermittel zurückbleibt,
die zum Schmieren des Kompressors geeignet ist. Diese konzentrierte Lösung wird
dann zusammen mit dem Dampf des Kältemittels dem Kompressor zugeführt. Die zum Verdampfen
des Kältemittels und zum Anreichern der Lösung an Öl erforderliche Wärme wird dem
Gemisch zweckmäßig durch Wärmeaustausch mit der vom Kondensator kommenden warmen
Lösung zugeführt. Zur Herbeiführung einer genügenden Konzentration erfolgt die Wärmezufuhr
in einem hinter dem Verdampfer angeordneten Gefäß, in das die vom Verdampfer kommende
Lösung geleitet wird und das so eingerichtet ist, daß sich eine größere Menge der
Flüssigkeit darin ansammeln muß, bevor sie zum Kompressor ablaufen kann, so daß
also die Flüssigkeit längere Zeit in diesem Wärmeaustauschgefäß zurückgehalten wird.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i schematisch eine Anordnung zur Ausübung
des Verfahrens und in Abb. 2 die Eindampfvorrichtung.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, besteht die Vorrichtung im wesentlichen
aus einem Verdampfer 3, der innerhalb einer gestrichelt angedeuteten Kühlzelle A
angebracht ist, einem Kompressor .4, einem Kondensator 5 und einem Ventil 6, die
durch Leitungen 7, 8 und 9 zu einem geschlossenen Kreislauf verbunden sind. Dieses
System enthält als Arbeitsflüssigkeit eine Lösung eines Schmiermittels in
einem
Kältemittel, beispielsweise eine Mischung von 85 % Methylenchlorid mit- 15 0@0 Fett.
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Diese Arbeitsflüssigkeit bildet das Kältemittel, das in üblicher Weise
der Verdampfung, Kompression und Kondensation unterworfen wird, gleichzeitig aber
in einem Zustande, in dem der größte Teil der flüchtigen Flüssigkeit verdampft ist
und die Lösung daher zum größten Teil aus Fett besteht, als Schmiermittel für den
Kompressor dient. Außer der Lösung ist in dem Apparat noch ein gegen diese indifferentes
Gas vorhanden. Um eine genügend weite Konzentration der Flüssigkeit zu bewirken,
wird ihre Temperatur nach dem Durchgang durch den Verdampfer 3 noch weiter gesteigert.
Hierzu kann der Verdampfer 3 aus zwei Teilen 3a und 3b bestehen, die in Kammern
a und a` der Kühlzelle A angebracht und durch eine Leitung 3c verbunden sind,
die so eng ist, daß ein Zurückfließen der Flüssigkeit nicht stattfindet. Die Kammer
a wird auf einer niedrigeren Temperatur als die Kammer ä gehalten, so daß das hindurchströmende
Gemisch aus Schmiermittel und Kältemittel den Teil 3b des Verdampfers mit einer
.höheren Temperatur verläßt als den Teil 3a. Nachdem das Gemisch die Kühlzone verlassen
hat und in die Leitung 7 eintritt, wird ihm in beliebiger, nicht dargestellter Weise
entweder aus dem System selbst oder von einer besonderen Wärmequelle Wärme zugeführt,
so daß das Kältemittel noch weiter verdampft und das Schmiermittel sich: noch weiter
konzentriert. Inder Pumpe q. wird das konzentrierte Schmiermittel zu den beweglichen
Teilen, deren Schmierung erforderlich ist, geführt. In einer Pumpe mit hin und her
gehenden Kolben kann das konzentrierte Schmiermittel entweder in das Kurbelgehäuse
geleitet und von dort in die Zylinder gepumpt oder zunächst in die Zylinder gebracht
und von dort in das Kurbelgehäuse gepumpt werden. Der Kompressor 4 drückt den Dampf
und das konzentrierte Schmiermittel unter hohem Druck durch eine Leitung 8 in den
Kondensator 5, wo sie ihre Wärme abgeben. Hierdurch schlägt sich der Dampf als Flüssigkeit
nieder und verdünnt das konzentrierte Schmiermittel wieder. Diese Flüssigkeit, die
im wesentlichen der Arbeitsflüssigkeit in ihrem ursprünglichen Zustand entspricht,
geht alsdann durch die Leitung g und das Ventil 6 in den Verdampfer 3a, womit der
Kreislauf geschlossen ist.
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Bei der in Abb. z zum Teil in ihren Einzelheiten ausgeführten Vorrichtung
wird eine hohe Konzentration des Schmierbestandteils der Arbeitsflüssigkeit ohne
Anwendung äußerer ZVärme erreicht. Bei dieser Anordnung erfolgt die allmähliche
Steigerung der Temperatur der verdampften Arbeitsflüssigkeit in dem in einer Kühlzelle
B angeordneten Verdampfer io. Ferner ist ein Ventil ii vorhanden, das als Venturidüse
ausgebildet sein kann und sowohl die gasförmigen wie auch die flüssigenBestandteile
nebeneinander durch-1äßt, sowie ein Verdampfer io, der einen langen Kanal von so
geringem Querschnitt bildet, daß ein Zurückströmen der Flüssigkeit nach dem Ventil
i i möglichst verhindert wird. Da im Verdampfer io kein Zurückströmen der Flüssigkeit
stattfinden kann, bewirkt die Expansion und Verdampfung der Arbeitsflüssigkeit,
daß die Flüssigkeit im Verdampfer io Wärme bei einer Temperatur aufnimmt, die gegen
das obere Ende des Verdampfers hin allmählich ansteigt.
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Nach ihrem Durchgang durch den Verdampfer sammelt sich die schon stark
konzentrierte Flüssigkeit in einem Behälter Job. Sie tritt in diesen durch ein Rohr
ioa, dessen Mündung im obersten Teil des Behälters Job liegt. Von dem Behälter Job
ist unterhalb der Mündung des Rohres joa ein Rohr 13 abgezweigt, das zu dem Kompressor
12 führt. Bei . dieser Anordnung sammelt sich in dem Behälter Job eine größere Menge
des konzentrierten Gemisches aus Schmiermittel und Kältemittel an, das sich ungefähr
auf die Temperatur des wärmsten Teiles der Kühlzelle B erwärmt. Da das Gemisch längere
Zeit in dem Behälter verbleibt; konzentriert es sich noch weiter und fließt schließlich
zusammen mit dem Dampf des Kältemittels durch das Rohr 13 zum KOmpressor ab, zu
dessen Schmierung es dient. Der Kompressor drückt die Schmierflüssigkeit zusammen
mit dem Gemisch aus Dampf und Gas unter höherem Druck durch das Verbindungsrohr
14 in den Kondensator 15, wo das konzentrierte Schmiermittel durch das Kondensat
des Dampfes wieder verdünnt wird.
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Die vom Kondensator 15 kommende ziemlich warme Flüssigkeit wird mit
Vorteil zum Eindampfen der Lösung in dem Gefäß Job verwendet. Sie wird hierzu durch
ein Rohr 16 geleitet, das zunächst das Rohr 13 und dann als Rohrschlange das Gefäß
Job durchzieht und dann zum Ventil J 1 führt. Auf diese Weise wird in dem Behälter
Job eine lebhafte Verdampfung unterhalten und das Schmiermittel auf seinem Wege
durch das Rohr 13 durch den wärmsten Teil des Rohres 16 noch weiter konzentriert.
Die Arbeitsflüssigkeit gelangt schon vorgekühlt zum Verdampfer io.