Ölabscheidung bei Kältemaschinen Bei Kompressionskältemaschinen ist
es wichtig, daß das aus dem Verdichter mitgerissene Öl möglichst vollständig vom
Kältemittel getrennt wird, weil es sonst die Wärmeübergangsflächen im Verflüssiger
und Verdampfer beschmutzt und den Wärmeübergang dadurch erheblich beeinträchtigt
und außerdem auch unregelmäßiges Arbeiten des Drosselventils veranlaßt.Oil separation in refrigeration machines In compression refrigeration machines is
it is important that the oil entrained from the compressor as completely as possible from
Refrigerant is separated because otherwise the heat transfer surfaces in the condenser
and evaporator is dirty and the heat transfer is significantly impaired
and also causes irregular operation of the throttle valve.
Eine Abscheidung aus den heißen Kältemitteldämpfen im Druckrohr gelingt
nur sehr unvollkommen, weil bei hoher Temperatur das Schmieröl selbst noch einen
merklichen Dampfdruck hat.A separation from the hot refrigerant vapors in the pressure pipe succeeds
only very imperfect because at high temperatures the lubricating oil itself still has one
has noticeable vapor pressure.
Es liegt daher nahe, die Kältemitteldämpfe vor Eintritt in den Verflüssiger
in einem besonderen Vorkühler durch äußere Kühlung mittels Kühlwassers zu enthitzen
und das Öl aus dem gekühlten Dampf niederzuschlagen. Es ist jedoch zu bedenken,
daß die Leistung einer Kältemaschine nicht immer gleichbleibt, sondein sich oft
innerhalb weiter Grenzen ändern muß. Bei großer Leistung wäre dann die Fläche des
Vorkühlers zu klein, die Enthitzung und die Ölabscheidung wäre unvollkommen, während
bei geringer Leistung die Fläche zu groß wäre. Es fände im Vorkühler nicht bloß
eine Enthitzung, sondern auch eine teilweise Verflüssigung statt, was die gleich
zu besprechenden Nachteile hätte.It therefore makes sense to remove the refrigerant vapors before entering the condenser
to be heated in a special pre-cooler by external cooling by means of cooling water
and knock down the oil from the chilled steam. However, it should be remembered
that the performance of a refrigeration machine does not always stay the same, it often happens
must change within wide limits. In the case of a high output, the area of the
Pre-cooler too small, the desuperheating and oil separation would be imperfect while
with low power the area would be too large. It would not only find in the pre-cooler
a desuperheating, but also a partial liquefaction instead, which is the same
disadvantages to be discussed.
Um eine restlose Verflüssigung der Öldämpfe zu gewährleisten, ist
schon wiederholt vorgeschlagen worden, sie zusammen mit dem Kältemittel zu verflüssigen
oder sie in der bereits gebildeten Kälteflüssigkeit niederzuschlagen und dann die
beiden Flüssigkeiten voneinander zu trennen. Dieses Verfahren ist bei einer Reihe
von Kältemitteln, die in flüssigem Zustand sich mit dem Öl mischen oder nahezu dasselbe
spezifische Gewicht haben, überhaupt nicht anwendbar; auf jeden Fall gelingt die
Trennung der beiden Flüssigkeiten nie ganz genau, und man müßte sich entweder damit
abfinden, einen Teil des Öles im flüssigen Kältemittel zu lassen, oder aber man
muß - und das geschieht in der Praxis ausnahmsweise - zugleich mit dem Öl noch etwas
Kälteflüssigkeit aus dem Ölabscheider entnehmen. Da man nun aus den bekannten Gründen
keine größeren Mengen von Kälteflüssigkeit in den Verdichter zurückbringen will
und darf, so sind verwickelte Einrichtungen nötig, um die beiden Flüssigkeiten voneinander
zu trennen, z. B. indem das Kältemittel durch Zuführung von Wärme ausgetrieben wird.
Derartige Einrichtungen arbeiten jedoch nicht selbsttätig, zumindest läßt sich ein
selbsttätiger Betrieb nur sehr schwer durchführen. Auf jeden Fall darf dort, wo
das Öl mit flüssigem Kältemittel in Berührung steht, die Olrückführungsleitung immer
nur kurze Zeit geöffnet sein. Die Bedienung muß also entweder von Hand durch einen
geschulten Maschinisten erfolgen, oder wo eine selbsttätige Einrichtung gewünscht
wird, kann sie nicht, wie bei der vorliegenden Erfindung, so erfolgen, daß die Ölrückführung
während des Betriebsstillstandes
geöffnet und während des Laufens
der Maschinen geschlossen gehalten wird, sondern es sind verwickelte Einrichtungen
nötig, mit Hilfe deren die Zeitdauer der Ölrückführung unabhängig von der Zeitdauer
des Betriebsstillstandes gehalten wird. Übrigens muß auch eine besondere Leitung
vorgesehen werden, um während des Betriebsstillstandes einen Druckausgleich herbeizuführen,
falls dies wegen des leichteren Ingangsetzens der ;Maschine gewünscht wird; es ist
nicht möglich, die Ölrückführangsleitung gleichzeitig als Druckausgleichleitung
zu benutzen.To ensure that the oil vapors are completely liquefied,
it has already been proposed repeatedly to liquefy it together with the refrigerant
or to deposit them in the cold liquid that has already formed and then the
to separate both liquids from each other. This procedure is on a number
of refrigerants that mix in liquid state with the oil or almost the same thing
have specific gravity, not applicable at all; in any case it succeeds
Separation of the two liquids is never quite precise, and one would have to deal with either
agree to leave part of the oil in the liquid refrigerant, or you can
must - and this happens exceptionally in practice - something else at the same time as the oil
Remove the refrigerant from the oil separator. Since you are now for the well-known reasons
does not want to return large amounts of refrigerant liquid to the compressor
and may, so intricate arrangements are necessary to separate the two fluids from one another
to separate, e.g. B. by the refrigerant is driven out by adding heat.
Such devices do not work automatically, at least one can
It is very difficult to carry out automatic operation. In any case, it is allowed where
the oil is in contact with liquid refrigerant, the oil return line always
only be open for a short time. The operation must either be done by hand
trained machinists, or where an automatic device is desired
is, it cannot, as in the present invention, take place in such a way that the oil return
during the shutdown
open and while running
the machines are kept closed, but rather they are intricate bodies
necessary, with the help of which the duration of the oil return independent of the duration
the shutdown is maintained. Incidentally, there must also be a special line
be provided in order to bring about pressure equalization during standstill,
if this is desired because of the easier start-up of the machine; it is
not possible, the oil return line as a pressure equalization line at the same time
to use.
Die Erfindung vermeidet die beschriebenen 'Nachteile, ermöglicht eine
ausgezeichnete Abscheidung des Öles aus dem dampfförmigen Kältemittel, paßt sich
ohne weiteres wechselnden Leistungen an und gestattet eine einfache und zuverlässige
selbsttätige Rückführung des Öles nach der :Maschine. In der Zeichnung ist a das
Gehäuse des Kältekompressors, welches in der üblichen Weise bis zu einem bestimmten
Stand b mit Öl gefüllt ist. Den Kompressor verläßt durch die Druckleitung c ein
Gemisch von hocherhitztem Kältemittel- und Öldampf. Dieses tritt durch die Druckdüse
d und saugt aus dem Rohre kalte Dämpfe vom oberen Raum des Verflüssigers f her an.
In der Mischdüse g werden die beiden Teilströme gemischt, da die durch das Rohr
e zurückströmenden Kaltdämpfe erheblich größere Mengen haben können als die von
der Maschine herkommenden Heißdämpfe, so liegt die Mischungstemperatur nicht wesentlich
über der Verflüssigung3temperatur des Kältemittels. Infolgedessen wird das Öl mit
Sicherheit verflüssigt; es kann aber anderseits niemals eine Verflüssigung des Kältemittels
eintreten. In bekannter Weise «erden die Öltröpfchen aus dem dampfförmigen Kältemittel
abgeschieden. Sie werden beispielsweise an das Prellblech 1a geschleudert, laufen
von diesem ab und sammeln sich unterhalb dessen in dem Raum k an. Das dampfförmige
Kältemittel strömt durch das Rohr en zum Verflüssiger f und kühlt
sich hier bis auf die Verflüssigungstemperatur an den von Kühlwasser bespülten Rohren
ab; ein Teil macht, wie erwähnt, einen Kreislauf durch das Rohr e zum Olabscheider
zurück, der andere Teil wird verflüssigt, sammelt sich im Flüssigkeitssammler n
und geht von da in bekannter Weise durch das Drosselventil P zum Verdampfer q; die
hier gebildeten Dämpfe werden dann durch das Rohr r wieder vom Kompressor angesaugt.The invention avoids the disadvantages described, enables excellent separation of the oil from the vaporous refrigerant, adapts easily to changing capacities and allows simple and reliable automatic return of the oil to the machine. In the drawing, a is the housing of the refrigeration compressor, which is filled with oil in the usual way up to a certain level b. A mixture of highly heated refrigerant and oil vapor leaves the compressor through pressure line c. This passes through the pressure nozzle d and sucks in cold vapors from the upper space of the condenser f from the pipe. The two partial flows are mixed in the mixing nozzle g, since the cold vapors flowing back through the pipe e can have considerably larger quantities than the hot vapors coming from the machine, so the mixing temperature is not significantly above the liquefaction temperature of the refrigerant. As a result, the oil is sure to be liquefied; on the other hand, however, the refrigerant can never be liquefied. In a known way, the oil droplets are separated from the vaporous refrigerant. They are, for example, thrown against the baffle plate 1a, run away from it and collect below it in the space k. The vaporous refrigerant flows through the pipe en to the condenser f and cools down here to the condensing temperature on the pipes flushed with cooling water; one part, as mentioned, circulates back through the pipe e to the oil separator, the other part is liquefied, collects in the liquid collector n and goes from there in a known manner through the throttle valve P to the evaporator q; the vapors formed here are then sucked in again by the compressor through the pipe r.
Je größer die Leistung der Maschine ist, je mehr Dämpfe also durch
die Düse d getrieben werden, desto mehr Dämpfe werden auch aus dem Rohr c angesaugt,
so daß ganz von selbst eine Anpassung an wechselnde Leistungen und eine gleichmäßige
Kühlung stattfindet. Die beschriebene Einrichtung bietet die Möglichkeit, die Rückführung
des ausgeschiedenen Öles zur Maschine in einfacher Weise selbsttätig erfolgen zu
lassen. Ein Beispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Von der Welle s des Kompressors
wird durch den Mitnehmer t die Scheibe u während des Laufes der :Maschine in Umdrehung
versetzt. An dieser sind Schwunggewichte v angelenkt, die durch die Fliehkraft nach
außen geschleudert werden und hierdurch mit Hilfe eines geeigneten Gestänges das
Ventil w auf seinen Sitz drücken; es ist also während des Betriebes die Verbindung
zwischen dem Ölsammelraum k und dem Kurbelgehäuseraum a unterbrochen. Wird die Maschine
stillgesetzt, so werden die Schwunggewichte durch die Wirkung einer Feder nach der
Achse zu gezogen und das Ventil w von seinem Sitz abgehoben. Da im Olabscheider
ein höherer Druck als im Kurbelgehäuse herrscht, wird das angesammelte Öl in das
Kurbelgehäuse zurückgetrieben. Sobald dies geschehen ist, strömt dampfförmiges Kältemittel
nach, und es findet ein Druckausgleich zwischen dem Druck- und Saugraum statt. Dieser
Druckausgleich ist für das spätere Wiederanlassen der Maschine erwünscht, in vielen
Fällen sogar erforderlich, namentlich bei selbsttätigen Maschinen; diese Art des
Druckausgleiches geht erheblich schneller und ist im Betriebe angenehmer als ein
Ausgleich durch das Regelventil P hindurch; dieses letztere kann nun ruhig immer
offen bleiben, und Verflüssiger und Verdampfer können trotzdem ihre richtige Flüssigkeitsmenge
beibehalten. Die Gefahr von Flüssigkeitsschlägen beim Anlassen der Maschine ist
beseitigt. Diese einfache Art der selbsttätigen Ölrückführung und des Druckausgleiches
ist möglich, weil keine Gefahr besteht, daß im 01 flüssiges Kältemittel enthalten
ist; denn es müßte zu den bekannten Unzuträglichkeiten führen, wenn größere Mengen
von flüssigem Kältemittel in das Kurbelgehäuse des Kompressors kämen.The greater the power of the machine, i.e. the more vapors that are driven through the nozzle d, the more vapors are also sucked in from the pipe c, so that an adaptation to changing power and uniform cooling takes place automatically. The device described offers the possibility of automatically returning the separated oil to the machine in a simple manner. An example is shown in the drawing. While the machine is running, the disk u is set in rotation from the shaft s of the compressor by the driver t. Flyweights v are articulated to this, which are thrown outward by centrifugal force and thereby press valve w onto its seat with the help of a suitable linkage; the connection between the oil collecting chamber k and the crankcase chamber a is therefore interrupted during operation. If the machine is stopped, the flyweights are pulled towards the axis by the action of a spring and the valve w is lifted from its seat. Since the pressure in the oil separator is higher than in the crankcase, the accumulated oil is driven back into the crankcase. As soon as this has happened, vaporous refrigerant flows in and the pressure between the pressure and suction space is equalized. This pressure equalization is desirable for later restarting the machine, in many cases it is even necessary, especially with automatic machines; this type of pressure equalization is much faster and is more pleasant in operation than a equalization through the control valve P; the latter can now always remain open, and the condenser and evaporator can still maintain their correct amount of liquid. The risk of liquid hammer when starting the machine is eliminated. This simple type of automatic oil return and the pressure equalization is possible because there is no risk that the liquid refrigerant 01 is included; because it would have to lead to the known inconveniences if larger amounts of liquid refrigerant came into the crankcase of the compressor.
Es steht auch nichts im Wege, die Rückführung desÖles fortlaufend
erfolgen zu lassen; dies wird häufig bei großen Maschinen erwünscht sein. In diesem
Falle kann man z. B. im Raum keinen Schwimmer anbringen, der das Ölrückführungsventil
freigibt, sobald der Ölstand eine gewisse Höhe erreicht hat, und es schließt, sobald
die Gefahr besteht, daß Dampf mit hindurchtritt; auch diese Anordnung ist nur möglich,
wenn das Öl in Berührung mit Kältemitteldampf, nicht mit Flüssigkeit steht.Nothing stands in the way of the oil being returned continuously
to be done; this will often be desirable in large machines. In this
Case you can z. B. do not attach a float in the room to control the oil return valve
releases as soon as the oil level has reached a certain level and it closes as soon as
there is a risk that steam will pass through; this arrangement is only possible
when the oil is in contact with refrigerant vapor, not with liquid.