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Einrichtung zur Schmierung von Verdichterkältemaschinen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf Verdichterkältemaschinen, bei denen sich das verwandte
Schmiermittel im Kältemittel löst und im Saugstrom vom Verdampfer zur Maschine wieder
zurückgeführt wird.
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Um dem Öl wieder seine volle Schmierfähigkeit zu geben, muß es von
dem ebenfalls im Saugstrom mitgerissenen Kältemittel getrennt werden. Hierzu kann,
wie bei -einer bereits bekanntgewordenen Bauart vorgeschlagen, eine Einrichtung
dienen, bei der das kondensierte Kältemittel in wärmeaustauschende Verbindung gebracht
wird zum angesaugten Schmiermittel-Kältemittel-Gemisch, wodurch das Kältemittel
verdampft und das Öl zurückbleibt. Das verdampfende Kältemittel unterkühlt hierbei.
das Kondensat, mit dem Austreiben des Kältemittels aus dem Gemisch sind daher keine
Kälteverluste verknüpft. Bei der erwähnten bekannten Bauart bildet die Saugleitung
eine Schlange, die in einem Sammelraum für das verflüssigte Kältemittel liegt und
in einen Raum mündet, an dessen Bodenfläche die Saugschlitze für den Verdichter
angebracht sind. Das abgeschiedene Öl wird infolgedessen sofort wieder dem Zylinder
zugeführt und dient lediglich dazu, den Kolben zu schmieren. Die Triebwerksteile
sollen bei dieser Bauart durch Öl geschmiert werden, das sich in einem in der Druckleitung
eingeschalteten Raum befindet und das durch Abscheiden aus dem verdichteten Kältemittel
ergänzt werden soll. Eine Abscheidung in der Druckleitung ist nur in verschwindend
geringem Maße möglich, da
bei Abkühlung auf Temperaturen, die zur
Kondensation des Schmiermittels notwendig sind, auch bereits größere Mengen Kältemittel
verflüssigt «erden, man also nur ein Schmiermittel-Kälteinittel-Gemisch bekommen
kann, das keine günstigen schmiertechnischen Eigenschaften hat. Außerdem ist die
gesqliilderte Anordnung nur dann möglich, wenn der Verdampfer unmittelbar unterhalb
des Kompressors angeordnet ist, da das abgeschiedene Öl beim Stillstand der Maschine
zum Verdampfer zurückfließen muß, wenn nicht die Gefahr von Flüssigkeitsschlägen
bei Wiederingangsetzen der Maschine bestellen soll. Diese Gefahr der Flüssigkeitsschläge
ist besonders groß bei Verdichtern, bei denen die Steuerung nicht durch Ventile,
sondern durch: Schlitze vorgenommen wird, eia der Saugkanal hierbei ständig in offener
Verbindung mit dein Verdampfer steht und bei längerem Stillstand der Maschine das
im Zylinderraum befindliche Öl um ein Vielfaches, seines Volumens :durch Aufnahme
kondensierenden Kältemittels anwachsen kann.
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Die Erfindung bezweckt neben der Vermeidulig der oben angeführten
Mängel bezüglich Schmierung der Triebwerksteile vor allem das Ausschalten der gefährlichen
Flüssigkeitsschläge, und zwar auch bei solchen Kühleinrichtungen, bei denen der
Verdampfer räumlich getrennt von der Maschine aufgestellt wird.
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Bauart und Wirkungsweise der Einrichtung sind nachstehend an Hand
der Schnittbilder r und 2 näher erläutert. Diese stellen dar: Abb. i einen Längsschnitt
durch eine vollständig gekapselte Verdichterkälteinaschine, bei der der Antriebsmotor
A im oberen Teil und der Verdichter ß, im gewallten Beispiel als Umlaufverdichter
mit durch die Fliehkraft bewegten Kolben ausgebildet, im unteren Teil angeordnet
ist. Unterhalb des den Zylinderstern umgebenden Raumes C ist noch ein weiterer,
möglichst groß gehaltener Raum D vorgesehen, in dem die vorn Verdampfer kommende
Saugleitung einmündet. Rings um den Raum D ist, durch eine gut wärmeleitende Wand
von ihm getrennt, ein Raum E vorhanden, der als Sammler für das vom Kondensator
F verflüssigte Kältemittel dient. Raum C und D sind miteinander verbunden durch
ein senkrecht angeordnetes Rohr G; das auf der einen Seite bis fast auf den Boden
des Raumes D reicht und auf der anderen Seite kurz unterhalb des Saugkanals H (in
der Steuerachse J) endet. Eine zweite Verbindung zwischen den Räumen C und D ist
dadurch geschaffen, daß eine Bohrung K in der Steuerachse von Raum D zum
Saugkanal H führt. Der Durchmesser der Bohrung I( und die lichte Weite des
Steigrohres G sind so zueinander abgestimmt, daß das im Behälter D angesammelte
Öl im Saugstrom durch das Steigrohr G mitgerissen wird, trotzdem durch die Bohrung
1i eine offene Verbindung zwischen Raum D und Saugkanal H besteht.
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Abb. z zeigt in einem Querschnitt durch den Zylinderstern die Anordnung
der Steuerkanäle an der Steuerachse. N ist der Steuerschlitz für die Saugperiode,
der mit dem Saugkanal H in Verbindung steht und O derjenige für die Druckperiode.
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Die Wirkungsweise der gesamten Einrichtung ist folgende: Der umlaufende
Kompressor B saugt sowohl: durch die Bohrung l@ als auch durch den Kanal H und das
Steigrohr G Kältemitteldämpfe aus dem Raum D ab, der durch die Bohrung L und das
Anschlußventil I1 mit dem Verdampfer der Kühlanlage verblinden ist. Das im Saugstrom
aus dem Verdampfer mitgerissene Ölkälteinittelgemisch wird im Raum D niedergeschlagen.
Da der Behälter D von dem im Raum E gesammelten verflüssigten Kältemittel umgeben
ist, wird dein Öl-Kältemittel-Gemisch Wärme zugeführt, -wodurch das Kältemittel
verdampft und das Öl wieder eine bessere Schmierfähigkeit erlangt. Wenn der Ölspiegel
im Raum D das Steigrohr G erreicht, so wird durch die Saugw irkung des Kompressors
Öl in den Raum C gefördert. Wie schon vorher erwähnt, muß, um diese Ölförderung
zu ermöglichen, die BohrungK mit entsprechend kleinem Durchmesser ausgeführt werden.
Im Raum C wird das Öl durch die Schleuderwirkung des umlaufenden Zylinderstückes
allen Schmierstellen zugeführt. Ein Mitreißen von Ölteilchen in den Saugkanal H
ist bei der starken Zentrifügalwirkung nicht möglich. Ein C berfüilen des Raumes
C mit Öl ist dadurch unmöglich gemacht, daß das Steigrohr G überschüssige Mengen
in den Raum D zurückfließen läßt.
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Die besonderen Vorzüge der Einrichtung sind folgende: Durch die Schaffung
des Raumes D, der von dem Raum des Verdichters C vollständig getrennt ist, wird
erreicht, daß zu den Schmierstellen nur Öl gelangt, das durch Verdampfen des Kältemittels
wieder voll schmierfähig geworden ist. Außerdem ist die ' Möglichkeit gegeben,
den Raum D so groß zu machen, daß bei besonders ungünstigen Betriebszufällen der
gesamte Kältemittelinhalt der :Maschine in ihm aufgenommen werden kann, ein Überfluten
des Kompressors mit der Gefahr von Flüssigkeitsschlägen aber vermieden wird. Auch
durch eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung, nämlich durch die
Bohrung
K, werden in Verbindung mit dem Raum D Flüssigkeitsschläge unbedingt verhütet, Beim
Stillsetzen der l#Iaschine wird es häufig vorkommen, daß einer der Zylinder vor
dem Saugkanal N stehenbleibt und so in. s tal J idi -er - \-erbindung bleibt
mit dein Vedarnpfer. Tritt nun eine längere Stillstandsperiode ein, so nimmt das
im Zylinderraum befindliche Ü1 Kältemittel auf und vergrößert sein Volumen. Bei
besonderen Temperaturverhältnissen kann hierzu auch noch eine Kondensation von Kältemittel
treten, so daß sich, falls die Bohrung K nicht vorhanden wäre, ein verhältnismäßig
großes Flüssigkeitsvolumen im Zylinderraum befindet, das beim Anfahren des Kompressors
zu unliebsamen Störungen. und Beschädigungen führen könnte. Durch Anbringen der
Bohrung K ist diese Gefahr beseitigt, da sich keine Flüssigkeit mehr im Zylinderraum
oder dein Saugkanal I1 sammeln kann, sondern sofort in den Samilielrauin D abfließt.