DE593373C - Oil separation in refrigeration machines - Google Patents

Oil separation in refrigeration machines

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DE593373C DEF72999D DEF0072999D DE593373C DE 593373 C DE593373 C DE 593373C DE F72999 D DEF72999 D DE F72999D DE F0072999 D DEF0072999 D DE F0072999D DE 593373 C DE593373 C DE 593373C
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Description

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.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Ölabscheidung bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die überhitzten Kältemitteldämpfe zunächst mit gesättigten Kältemitteldämpfen gemischt werden und das Öl aus dem hierbei entstehenden Kältemitteldampf von mäßiger Temperatur ausgeschieden wird. a. Ölabscheider für Kältemaschinen nach Anspruch z, gekennzeichnet durch eine Düse, in welcher die eintretenden überhitzten Dämpfe gesättigte Dämpfe ansaugen. 3. Kältemaschine mit Olabscheider nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Leitung, in welcher gesättigte Kältemitteldämpfe vom Dampfraum des Verflüssigers zum Olabscheider zurückgesaugt werden. 4. Kältemaschine mit Ölabscheidung nach Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des ausgeschiedenen Öles zur Maschine in bekannter Weise selbsttätig erfolgt. 5. Kältemaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölrückführungsleitung zugleich als Druckausgleichleitung dient. 6. Kältemaschine nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Ölrückführungs- und Druckausgleichleitung sitzendes Absperrorgan selbsttätig bei Stillstand der Maschine geöffnet und während des Laufes geschlossen gehalten wird, z. B. mit Hilfe von Fliehgewichten.PATENT CLAIMS: i. Oil separation in refrigeration machines, characterized in that that the superheated refrigerant vapors initially with saturated refrigerant vapors mixed and the oil from the resulting refrigerant vapor excreted at a moderate temperature. a. Oil separator for refrigeration machines according to Claim z, characterized by a nozzle in which the entering overheated Vapors suck in saturated vapors. 3. Refrigeration machine with oil separator according to claim 2, characterized by a line in which saturated refrigerant vapors from The vapor space of the condenser can be sucked back to the oil separator. 4. Chiller with oil separation according to claims z to 3, characterized in that the return of the separated oil to the machine takes place automatically in a known manner. 5. Refrigerating machine according to Claims 3 and 4, characterized in that the oil return line also serves as a pressure equalization line. 6. Refrigerating machine according to claims 3 to 5, characterized in that one in the oil return and pressure equalization line Seated shut-off device opens automatically when the machine is at a standstill and during the barrel is kept closed, e.g. B. with the help of flyweights.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE843093C (en) * 1943-04-06 1952-07-03 Linde Eismasch Ag Process for automatic oil return, especially for refrigeration systems
US7037022B2 (en) 2001-10-09 2006-05-02 ZF Lemförder Metallwaren AG Ball-and-socket joint

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE843093C (en) * 1943-04-06 1952-07-03 Linde Eismasch Ag Process for automatic oil return, especially for refrigeration systems
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