DE570166C

DE570166C - Method of equalizing the liquid level in multi-element evaporators of refrigeration machines

Info

Publication number: DE570166C
Application number: DEG82501D
Authority: DE
Original assignee: Gesellschaft fuer Lindes Eismaschinen AG
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1932-04-26
Filing date: 1932-04-26
Publication date: 1933-02-11

Description

Verfahren zum Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kältemaschinen Bei Verdampfern von Kältemaschinen, die vielfach aus mehreren getrennten Elementen bestehen, ist es von hoher Bedeutung, den Spiegel des flüssigen Kältemittels in allen Elementen gleichmäßig auf der richtigen Höhe zu halten. Steht die Flüssigkeit in den einzelnen Elementen ungleich hoch, so darf nur so viel flüssiges Kältemittel eingespritzt werden, daß aus dem Element mit dem höchsten Flüssigkeitsspiegel keine Flüssigkeit in die Saugleitung und damit in den Kompressor gelangen kann, weil sonst die Gefahr von Flüssigkeitsschlägen im Kompressor besteht. .Es werden dann die anderen Elemente eine zu geringe Flüssigkeitsfüllung aufweisen und ungünstig arbeiten.Method for equalizing the liquid level in several elements existing evaporators of chillers For evaporators of chillers that often consist of several separate elements, it is of great importance the level of the liquid refrigerant in all elements evenly on the correct one Keep altitude. If the liquid in the individual elements is unevenly high, so only so much liquid refrigerant may be injected that from the element with the highest liquid level no liquid in the suction line and thus can get into the compressor, otherwise there is a risk of liquid hammer exists in the compressor. The other elements then have too little liquid filling exhibit and work unfavorably.

In der Regel läßt man deshalb die Elemente durch eine die unteren Enden verbindende Leitung kommunizieren. Dies ist aber nicht in allen Fällen zweckmäßig, weil beispielsweise bei solchen Verdampfern, die zur Kühlung von Flüssigkeiten bestimmt sind, die untere Verbindungsleitung mit ihren Flanschv-erbindungen innerhalb des Verdampfergefäßes, also in der zu kühlenden Flüssigkeit, untergebracht werden muß, wobei die Flanschv erbindungen leiden können und schwer zugänglich sind, oder von jedem Eleinent ein Rohrstutzen durch die Gefäßwand mittels einer Stopfbüchse nach außen geführt und durch eine Leitung mit den Rohrstutzen der anderen Elemente verbunden werden muß. Diese bisher allgemein übliche Lösung erfordert eine sorgfältige Herstellung des Verdampfergefäßes, zahlreiche Stopfbüchsen, damit also hohe Herstellungskosten und dauernde Wartung. Es gab auch bisher kein anderes einfaches Mittel, den Zufluß des flüssigen Kältemittels zu den einzelnen Elementen so einzuregeln, daß Höhenunterschiede der Flüssigkeitsspiegel in den Elementen vermieden werden.As a rule, therefore, the elements are left through one of the lower ones Communicate line connecting ends. However, this is not appropriate in all cases, because, for example, with such evaporators, which are intended for cooling liquids are, the lower connecting pipe with its flange connections within the Evaporator vessel, i.e. in the liquid to be cooled, must be accommodated, whereby the flange connections can suffer and are difficult to access, or from Each element is followed by a pipe socket through the vessel wall by means of a stuffing box out and connected by a pipe with the pipe socket of the other elements must become. This previously common solution requires careful manufacture the evaporation vessel, numerous stuffing boxes, thus high manufacturing costs and constant maintenance. Up to now there was no other simple means, the inflow of the liquid refrigerant to the individual elements so that height differences the liquid level in the elements can be avoided.

Erfindungsgemäß ist es nun möglich, ohne untere Verbindungsleitungen unter Ausschaltung der geschilderten Nachteile das flüssige Kältemittel von oben den Elementen 7u7uführen und dabei gleichzeitig die Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Elementen auszugleichen. Hierzu wird in jedes Verdampferelement von oben ein bis fast zum Boden reichendes Rohr eingeführt, das oben an ein gemeinsames Rohr angeschlossen wird. Das Verfahren besteht nun -darin, mit Hilfe der Strömungsenergie des Kältemittels in diesem oberen Rohr einen geringen Unterdruck zu erzeugen, um damit in den in die Elemente eingeführten Rohre ein Ansteigen des flüssigen Kältemittels zu bewirken, so daß durch Heberwirküng etwa auftretende Höhenunterschiede der Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Elementen sich ausgleichen. Sämtliche lösbaren Verbindungen können oben, z. B. außerhalb der zu kühlenden Flüssigkeit, angeordnet werden.According to the invention it is now possible without lower connecting lines while eliminating the disadvantages described above, the liquid refrigerant the elements and at the same time the liquid level in the individual Balance elements. For this purpose, a to Introduced a pipe reaching almost to the ground, which was connected at the top to a common pipe will. The process now consists of this, with the aid of the flow energy of the refrigerant to generate a slight negative pressure in this upper pipe in order to be able to enter the in the pipes inserted into the elements to cause the liquid refrigerant to rise, so that any height differences in the liquid level that occur due to the siphon effect balance each other out in the individual elements. All detachable connections can above, e.g. B. outside of the liquid to be cooled.

Es ist zwar bekannt, bei Füllvorrichtungen für Eiszellen die Wasserspiegel der einzelnen Eiszellen dadurch auszugleichen, daß in einem waagerechten Verteilrohr mit senkrechten in die Zellen eintauchenden Auslaufrohren ein Unterdruck erzeugt wird, worauf eine Heberwirkung entsteht, die den Ausgleich herbeiführt. Man glaubte aber bisher, eine Heberwirkung zwecks Ausgleichs nur bei solchen. Flüssigkeiten erreichen zu können, deren Temperatur weit unterhalb ihrer Siedetemperatur liegt, während bei Verdampfern von Kältemaschinen das flüssige Kältemittel siedet. Es wurde nun durch Versuche gefunden, daß trotzdem eine ausreichende Heberwirkung erzielt werden kann, wenn nur ein genügend großer Unterdruck erzeugt wird; dies ist aber erfindungsgemäß auf folgendem Wege möglich.It is known that the water level in filling devices for ice cells to compensate for the individual ice cells in that in a horizontal distribution pipe a vacuum is created with vertical outlet pipes immersed in the cells whereupon a siphon effect arises, which brings about the balance. It was believed but so far, a siphon effect for the purpose of compensation only with such. liquids to be able to achieve, the temperature of which is far below their boiling point, while the liquid refrigerant boils in the evaporators of refrigeration machines. It was now found through experiments that still achieved a sufficient siphon effect can be generated if only a sufficiently large negative pressure is generated; but this is possible according to the invention in the following way.

Der Unterdruck in der oberen Ausgleichsrohrleitung gegenüber dem Druck im Verdampfer selbst wird durch Drosselung, die eine Erhöhung der Geschwindigkeitsenergie und eine Senkung der Druckenergie im Gefolge hat, in der Kältemittelzu- oder -ableitung am Verdampfer oder im Apparat selbst erzeugt. Der Raum mit der gesenkten Druckenergie wird an die Ausgleichsrohrleitung angeschlossen.The negative pressure in the upper equalization pipe compared to the pressure in the evaporator itself is due to throttling, which increases the speed energy and a decrease in the pressure energy as a result, in the refrigerant supply or discharge generated on the evaporator or in the device itself. The room with the lowered pressure energy is connected to the equalization pipeline.

Eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in den Abb. i und 2 schematisch dargestellt. Abb. i stellt einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt dar. Es bedeuten a und b zwei Elemente eines Verdampfers, -der in dem mit Sole gefüllten Verdampferkasten c untergebracht ist. d ist die Zuleitung des mit Dampf vermischten flüssigen Kältemittels, e die Ableitung des dampfförmigen Kältemittels. f ist das obere Rohrverbindungsstück mit den Schenkeln g und la, die jeweils in das flüssige Kältemittel der Einzelelemente a und b hineinragen. i ist die Unterdruckleitung. in der ein niederer Druck als in den Elementen herrscht. Dieser Druckdifferenz entsprechend steigt die Flüssigkeit in den Schenkeln ä und 1a an und füllt das obere Verbindungsstück fteilweise oder ganz. Sobald sich die Flüssigkeitssäulen aus den beiden Elementen treffen, fließt unter dem Einfluß eines Druckhöhenunterschiedes in den beiden Elementen die Flüssigkeit aus dem stärker gefüllten Element in .das weniger gefüllte hinüber, bis gänzlicher Ausgleich erreicht ist.An exemplary embodiment of a device for carrying out the method is shown schematically in FIGS. Fig. I shows a longitudinal section, Fig. 2 shows a cross section. A and b denote two elements of an evaporator which is accommodated in the evaporator box c filled with brine. d is the supply line for the liquid refrigerant mixed with vapor, e is the discharge line for the vaporous refrigerant. f is the upper pipe connection piece with the legs g and la, which each protrude into the liquid refrigerant of the individual elements a and b. i is the vacuum line. in which there is a lower pressure than in the elements. Corresponding to this pressure difference, the liquid rises in the legs 1 and 1 a and fills the upper connecting piece partially or completely. As soon as the columns of liquid from the two elements meet, the liquid flows from the more filled element into the less filled element under the influence of a pressure difference in the two elements, until complete equalization is achieved.

Der Unterdruck in der Leitung i wird in der Weise erzeugt, daß Geschwindigkeitsenergie des strömenden Kältemittels vergrößert und dadurch Druckenergie verkleinert wird. Erreicht wird dies durch Ouerschnittsverengungen der Kältemittel führenden Leitungen, die nach Art der Venturirohre, Strahldüsen, Ejektoren oder Injektoren ausgebildet sind. Diese Vorrichtungen können entweder in der Zuleitung d eingebaut sein bei k oder in der Ableitung e bei L oder in einem der beiden Elemente bei m.The negative pressure in the line i is generated in such a way that velocity energy of the flowing refrigerant is increased and thus pressure energy is reduced. This is achieved by narrowing the cross-sections of the lines carrying the refrigerant, which are designed in the manner of Venturi tubes, jet nozzles, ejectors or injectors are. These devices can either be installed in the supply line d k or in the derivative e at L or in one of the two elements at m.

Bei anderen Verdampferbauarten ist das Verfahren und die Ausführung ebenfalls. sinngemäß abgeändert, anwendbar.For other types of evaporator, the procedure and execution is Likewise. modified accordingly, applicable.

Die Schenkel g und lt können abweichend von der beispielsweisen Darstellung als Tauchrohre auch außerhalb des Elementes nach unten geführt werden, wo sie dann in den Flüssigkeitsraum einmünden. Die örtliche Lage der Vorrichtungen mit den Querschnittsveränderungen zur Erzeugung des Unterdruckes ist gänzlich beliebig; z. B. kann h unmittelbar hinter das Regulierventil gesetzt oder mit ihm konstruktiv vereinigt werden. Andererseits kann l an den Kornpressor verlegt bzw. mit dem Saugbügel oder Saugventil konstruktiv vereinigt werden. Auch m kann an beliebiger Stelle im Element angeordnet werden. Erforderlich ist nur, daß eine genügend große Strömungsenergie zur Verfügung steht, um den Unterdruck zu erzeugen.The legs g and lt can deviate from the example representation as immersion tubes can also be guided down outside the element, where they are then open into the liquid space. The local position of the devices with the changes in cross-section to generate the negative pressure is completely arbitrary; z. B. can be immediately behind the regulating valve can be set or structurally combined with it. on the other hand Can be laid to the compressor or constructively with the suction bracket or suction valve be united. M can also be placed anywhere in the element. It is only necessary that a sufficiently large flow energy is available, to generate the negative pressure.

Die beschriebene Einrichtung kann ferner erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Entfernen des im Apparat sich ablagernden Schmiermittels verbunden werden, wie schematisch in Abb. 3 dargestellt. Hierbei ragen die Schenkel g und h oben etwas in das Verbindungsstück f hinein und sind unten bis nahezu an den tiefsten Punkt der Verdampferelemente geführt. Am Verbindungsstück f ist ferner eine zweckmäßig nach unten gerichtete Erweiterung m angebracht, aus der Schmiermittel bei o entnommen werden kann. Durch die Schenkel g und h wird Flüssigkeit von der tiefsten Stelle der Elemente a und b angesaugt; in dem Verbindungsstück f, das einen vergleichsweise großen Querschnitt erhalten kann, kommt die Flüssigkeit zur Ruhe, wobei sich das spezifisch schwerere Schmiermittel absetzt. Dieses- sammelt sich in der Erweiterung ya und wird bei o abgelassen.The device described can also according to the invention with a Device for removing the lubricant deposited in the apparatus connected as shown schematically in Fig. 3. The legs g and protrude h up a little into the connecting piece f and are down to almost the deepest Point of the evaporator elements out. At the connector f is also a useful one downward extension m attached, taken from the lubricant at o can be. Through the legs g and h liquid is drawn from the deepest point the elements a and b sucked in; in the connector f, which is a comparatively can get a large cross-section, the liquid comes to rest, whereby the Specifically heavier lubricants settle. This accumulates in the extension ya and is drained at o.

Claims

PATENT CLAIMS- 1 . Method for equalizing the liquid level in evaporators of refrigerating machines consisting of several elements, characterized in that a lower pressure than in the apparatus itself is generated in a connection piece which is equipped with pipes reaching into the liquid zone of each element with the help of flow energy of the refrigerant .

2. Facility for Exercising the method according to claim i, characterized in that the device to generate the low pressure in the supply line or in the discharge line of the refrigerant or is arranged in the device itself.

3. Facility for carrying out the procedure according to claim i and 2, characterized in that the device for generating the lower pressure results in a narrowing of the flow cross-section for the refrigerant contains. q ..

Device for performing the method according to claims i and 3, characterized characterized in that the device for generating. of the negative pressure compared to the Apparatus with the throttle valve, the compressor or an element of the evaporator is firmly connected.

5. device for performing the method according to claim i, characterized in that the connecting piece (f) is used as an oil separator.