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Überfluteter Verdampfer für Kompressionskältemaschinen Eine nach dem
Verdichtungsverfahren arbeitende Kühlmaschine besteht aus dem Verdichter, dem Verflüssiger
und dein Verdampfer. Der Verdichter saugt das durch den entstehenden Unterdruck
verdampfende Kältemittel aus dem Verdampfer an und verdichtet es auf einen Druck,
bei dem es sich durch Abkühlung im Kondensator verflüssigt. Die Flüssigkeit wird
durch eine Entspannungsvorrichtung, ein Regulierventil o. dgl. auf den im Verdampfer
herrschenden niedrigen Druck entspannt. Im Verdampfer nimmt das Kältemittel aus
der Umgebung Wärme auf, da die Flüssigkeit bei dem geringeren Druck verdampfen muß;
der gebildete Dampf wird von dem Kompressor wieder angesaugt und aufs neue verdichtet.
Bei der unbedingt notwendigen Schmierung des Verdichters läßt es sich nicht vermeiden,
daß mit dem Gasstrom Schmiermittel von der Maschine in den V erflüssiger und dann
in den Verdampfer gelangt. Um die Schmierung des Kompressors aufrechtzuerhalten,
ist es notwendig, das Schmiermittel in den Kompressor möglichst gleichmäßig und
automatisch zurückzuführen. Die Maßnahmen, die ergriffen werden, um diese ülrückführung
wirksam und sicher zu gestalten, sind verschiedener Art, denn sie richten sich danach,
ob das spezifische Gewicht des Schmiermittels kleiner, gleich oder größer ist als
das des flüssigen Kältemittels, und danach, ob sich das Schmiermittel im Kältemittel
löst oder nicht.
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Die vorstehende Erfindung betrifft eine Verdampferkonstruktion, bei
der mit einfachsten Mitteln die Rückführung des Öls erreicht wird. Sie hat den Vorzug,
daß sie sowohl bei solchen Schmiermitteln Verwendung finden kann, die leichter sind
als das flüssige Kältemittel, als auch bei solchen, die sich mit dem Kältemittel
mischen.
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In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsformen dieses neuen
Verdampfers dargestellt. Die Wirkungsweise ist in beiden Fällen die gleiche und
beruht auf der Beobachtung, daß bei der Verdampfung des Kältemittels tropfenförmiges
Schmiermittel und Dampfblasen mit Schmiermittelhüllen über das Flüssigkeitsniveäu
hochgeschleudert werden.
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In Abb. z ist im Mittelschnitt einVerdampferkörper A dargestellt,
der den oberen Abschluß irgendeiner Verdampfungseinrichtung bildet. Die Zuführung
des flüssigen Kältemittels wird in bekannter Weise durch eine Schwimmerregulierung
B gesteuert; die Einstellung
des Schwimmers erfolgt so, daß der
Flüssigkeitsspiegel im Verdampfer stets unterhalb der Absaugeöffnung C bleibt. Hierdurch
unterscheidet sich die neue Verdampferkonstruktion wesentlich von bekannten Ausführungen,
bei denen der Schwimmer so ausgewogen sein muß, daß wohl der Kälteflüssigkeitsspiegel
unterhalb der Auslaßöffnung bleibt, das auf der Kälteflüssigkeit schwimmende Schmiermittel
aber durch diese Auslaßöffnung abfließt.
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Es liegt auf der Hand, daß bei dieser bekannten Einrichtung das sorgfältige
Auswiegen des Schwimmers sehr umständlich, zeitraubend und daher teuer ist. Außerdem
ist es praktisch unmöglich, bei dieser Verdampferkonstruktion zu vermeiden, daß
flüssiges Kältemittel mit dem Schmiermittel zusammen zum Ölraum des Verdichters
gelangt, da die Dicke der auf dem Kältemittel schwimmenden Ölschicht j e nach den
Betriebsbedingungen schwankt. In die Saugleitung mitgerissenes flüssiges Kältemittel
bedeutet aber immer einen Verlust an Kühlleistung, und außerdem bewirkt die Verdampfung
des flüssigen Kältemittels im Sammelbehälter bzw. Kurbelkasten des Verdichters ein
starkesAufkochen des Ölinhaltes und dadurch ein schnelles Abwandern des Öls.
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Bei der Verdampferkonstruktion gemäß der Erfindung bleibt der Gesamtflüssigkeitsspiegel,
gleichgültig, ob das Schmiermittel sich im Kältemittel löst oder auf ihm schwimmt,
wesentlich unter der Absaugeöffnung, so daß genaues Einhalten einer ganz bestimmten
Höhenlage nicht erforderlich ist.
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Eine bereits bekanntgewordene Einrichtung zur Rückführung des Schmiermittels,
die ebenfalls die Erscheinung des Hochschleuderns von Schmiermittelteilchen benutzt,
hat als Voraussetzung ihrer Anwendbarkeit die Benutzung eines offenen Schwimmers.
Ihre Bedeutung für den praktischen Betrieb ist hierdurch stark herabgemindert. Der
offene Schwimmer nimmt einen verhältnismäßig großen Raum ein, so daß im Verdampferkörper
nur eine geringe Flüssigkeitsoberfläche frei bleibt, aus der Gasblasen hochgeschleudert
werden können, es sei denn, daß der Verdampferkörper verhältnismäßig groß ausgeführt
wird, was zu teueren, nicht überall unterzubringenden Konstruktionen führen würde.
Außerdem muß beim offenen Schwimmer der obere Rand hoch über dem Flüssigkeitsspiegel
liegen, damit die Gefahr einer Überschwemmung sicher vermieden wird. Auch durch
diese Forderung wird die Rückführung des Schmiermittels ungünstig beeinflußt, denn
nur ein geringer Bruchteil der hochgeschleuderten Tropfen und Gasblasen wird die
notwendige Höhe erreichen und sich im Hohlraum des Schwimmers ansammeln. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Konstruktion ergibt sich aus der Art, wie beim offenen Schwimmer
das Schmiermittel abgesaugt werden maß. Erst wenn sich so viel Flüssigkeit im Hohlraum
des Schwimmers angesammelt hat, daß das senkrecht nach unten verlaufende Saugrohr
vollständig in sie eintaucht, wird etwas Flüssigkeit mitgerissen. Aber auch dann
ist es noch fraglich, ob diese mitgerissene Flüssigkeit zur Maschine gelangt. Das
Saugrohr muß verhältnismäßig großen Durchmesser besitzen; die mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen
schmiegen sich deshalb an die Innenwand des Saugrohres an und fließen so lange entgegen
dem in der Mitte hindurchgehenden Saugstrom nach unten zurück, bis sich eine genügende
Flüssigkeitsmenge im offenen Schwimmer angesammelt hat.
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Bei dem Verdampfer der vorliegenden Erfindung ist, wie Abb. r zeigt,
über dem Flüssigkeitsspiegel eine Fangschale D angebracht, deren Auslauf mit der
Absaugeöffnung C in Verbindung steht. Wie schon vorher erwähnt, bilden sich beim
Verdampfungsvorgang Gasblasen, die eine Hülle von mehr oder weniger reinem Schmiermittel
besitzen und die je nach der Intensität der Verdampfung verhältnismäßig hoch über
dem Flüssigkeitsspiegel herausgeschleudert werden; beim Zerplatzen fällt das Schmiermittel
in Tropfenform zurück, während das Gas dem Saugstrom folgt. Bei der Ausbildung der
Fangschale nach Abb. 1,:2 und 3 werden die herabfallenden Schmiermitteltropfen aufgefangen,
gesammelt und dem Verdichter durch die Saugleitung oder auf anderem Wege wieder
zugeführt. Abb. 2 zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Fangschale in Ansicht
von oben, Abb. 3 im Schnitt senke echt zur Saugrichtung.
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Zweckmäßig wird die Fangschale so ausgebildet, daß sie einen großen
Umfang besitzt, damit möglichst viel Schmiermitteltropfen aufgefangen werden können.
Zu diesem Zweck erhält die Schale Schlitze oder Löcher, durch die die Tropfen hochgeschleudert
werden.
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Eine andere Ausführung der Fangschale zeigt die Abb. q. im Schnitt.
Bei dieser Konstruktion ist die Fangschale dachförmig ausgebildet, und sie erhält
seitlich Sammelrinnen. Hier ist eine Prallfläche geschaffen, an der die hochgeschleuderten
Gasblasen platzen; das die Hülle bildende Schmiermittel und das außerdem in Tropfenform
hochgeschleuderte Schmiermittel haftet an den schrägen Flächen der dachförmigen
Schale und fließt in die Sammelrinnen ab. Diese steht wiederum mit einer Auslaßöffnung
in, Verbindung, durch die das Schmiermittel zum Verdichter zurückgeführt wird.