DE705684C - Fluessigkeitsstrahlpumpe - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsstrahlpumpe Eine Verdichtungskältemaschine mit Abscheidung der Kältemittelflüssigkeit aus den Kältemitteldämpfen vor dem Verdichter, bei der die vom Verflüssiger kommende Kältemittelflüssigkeit durch eine im Abscheider liegende Rohrschlange geleitet, dabei abgekühlt und dann einer Strahlpumpe zugeführt wird, mittels welcher sie .einen Teil der im Abscheider .angesammelten Kältemi.ttelflüssigkeit in den Verdampfer zurückfördert, ist bereits bekanntgeworden. Bei dieser Bauart war aber eine Regelwirkung weder beabsichtigt noch zu erzielen, vielmehr wurde die Aufgabe gelöst, die abgeschiedene Kältemittelflüssigkeit zur weiteren Herabkühlung der kondensierten Flüssigkeit zu verwenden, wodurch sie selbst auf eine höhere Temperatur und leinen höheren Druck gebracht wird und so ohne besondere Vorrichtungen in den Verdampfer eingeführt werden kann. Die bekannte Anordnung hat dabei den Nachteil einer nur stoßweisen Förderung der abgeschiedenen Flüssigkeit, wobei ein mit eigenem. Antrieb versehenes Ventil erforderlich ist. Schließlich ist es bei der bekannten Bauart fraglich, ob der verwendete Strahlapparat überhaupt eine Wirkung haben kann, da hier eine Flüssigkeit höheren Druckes aus einer von ihr umspülten Düse eine Flüssigkeit niedrigeren Druckes aussaugen soll, eine Anordnung, die der üblichen Strahlpumpenanordnung gerade entgegengesetzt ist.
• Demgegenüber wird durch die Anordnung nach der Erfindung nicht nur :eine stetige Rückförderung der abgeschiedenen Kältemittelflüssigkeit in den Verdampfer erzielt, sondern darüber hinaus eine selbsttätige Regelung des Betriebes der Kältemaschine in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsstande im Abscheider bewirkt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Strahlpunipe ini Abscheider lie-t und daß die aus ihr in den Verdampfer einströmende Kältemittelmen gy; durch Schwimmer und Reglernadel von deiel, Stande der Flüssigkeit im Abscheider in :_ cher Abhängigkeit steht, daß die einströmeW_ Menge mit dem Sinken des Spiegels st:ig@ und umgekehrt.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Rcgeleinriclitung einer Verdichtungskältemaschine, bei der die Kältemittelflüssigkeit vor dein Verdichter abgeschieden wird, in Abb. i im Schnittdargestellt.
• Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Form der Strahlpumpe.
• Die Regeleinrichtung ist im Abscheidergefäß t selbst eingebaut, in dessen Aufsatz i' die vom Verdampfer konin-ende Leitung 2 seitlich einmündet, während an der höchsten Stell; die zum Verdichter gehende Leitung 3 abzweigt. Der Behälter i ist seitlich durch einen damit verschraubten Deckel s abgeschlossen und das Ganze von wärmeisolierenden Auflagen 6 so umgehen, daß eine Abnahme des Deckels und der daran angebauten Inneneinrichtung ohne Zerstörung der Wärmeisolierung möglich ist. Durch den Deckel führt die vom Verflüssiger kommende Druckleitung ; ins Innere zu einer Rohrschlange S uns durch das Düsengehätise9 in die Düsenkammer io. Die Austrittsöffnung oder Düse i i kann durch eine Reglernadel 12 bis zu einem bestimmten Grenzwert verschlossen werden.
• Die Nadel 12 tritt durch eine Stopfbüchse 13 durch das Gehäuse 9 nach außen und trägt einen Zapfen 15, der in die' Gabel 16 eines Winkelhebels i,- eingreift. Die Achse dieses Winkelhebels sitzt an einem Schlitten 18, der mittels Schraube io und Handhehel 2o von außen in seiner Entfernung von der Austrittsöffnung i i einstellbar ist und einen Anschlag 21 trägt, der die Größe des Ausschlages des zweiten Armes 22 in der gestrichelt gezeic@ineten Lage begrenzt. Am äußeren Ende des Hebels 22 sitzt ein topfförmiger, unten offener Schwimmer 2 3. Gcgenül:er der Düse i i he findet sich in einem geringeren Abstand d:,e etwas weitere und sich kegelig erweiternde Einspritzöffnung 2.1, welche in die zum Verdanipfer führende Leitung 25 mündet.
• Die Wirkungsweise dieser 1@egeleinrichtunist folgende: Die unter Sättigungsdruck stehende, vom Vcrtlüssiger koinmcnde Kälteniittelfliissigkeit, deren Temperatur sich nach der Kühlwassertempe rattir richtet und z. B. 15 bis 2o" C heträgt, durchströmt die Rohrschlan--e S, die unter dein Flüssigkeitsspiegel der aus dein Rohr 2 voni Verdampfer in das Abscheide. gefäl,') i ausgetretenen Kälteinittelflüssigkeit liegt, und belangt zum Ausströmer i i, wo sie unter Umsetzung eines Teiles des Druckes in Bewegungsenergie aus- und in die gegenüberliegende Gegendüse 2.1 einströmt. Die der ä'tkrbeitsfli-issigkeit innewohnende Strömungs-;ncrgie ermöglicht die Cberwindung des 'Durchflul@widerstandcs de, Verdampfers, ohne daß ein Gefälle zwischen Abscheider und Verd2inipfer oder eine besondere Ausbildung des letzteren nötig ist. Der Querschnitt der Ausströniö f3nung i i ist für die höchsterforderliche Menge der Kältemittelflüssigkeit berechnet und so ausgebildet, daß immer, auch bei s ti ärk -ster Drosselung, die Flüssigkeit in Form eines scharfen Strahles austritt. Dieser Strahl wirkt zusammen mit der etwas weiteren und sich erweiternden Gegendüse 2.4 als Flüssigkeitsstrahlpumlic und reißt bis zu iooo/a der eigenen Menge von der Umgebenden Kälteinittelflüssigkeit in den Verdampfer mit. Dies ist indessen nur erreichbar, wenn die ausgespritzte Flüssigkeit sich ungefähr auf der Temperatur befindet, die dem Sättigungsdruck itn Behälter i entspricht, weil sonst Dampfblasen entstehen und die gegenteilige Wirkung eintritt. Diese nötige Abkühlung wird in der holirsclilatige h erzielt, die in der kalten abge. schiedenen Flüssigkeit liegt. Außerdem wird dabei noch erreicht, dali durch die eingespritzte, auf Sättigungstemperatur abgekühlte Kältemittelflüssigkeit die Verdampferoberfläche mit dieser Abkühlung nicht belastet wird. -Da die aus der Düse austretende Flüssigkeitsmenge aber mit den veränderlichen äußeren Bedingungen (fallende Raumtemperatur bzw. Soletemperatur während des Kühlvorganges usw. j verändert werden muß, tim jeweils die wirtschaftlichsten Betriebsverhältnisse zu erzielen, erfolgt eine Regelung der aus der Düse ausströmenden Flüssigkeitsmenge durch den die lteglernadel steuernden Schwimmer 23. Sobald nämlich der Verdampfer durch veränderte äußere Umstände einen geringeren Anteil der eingespritzten Flüssigkeitsmenge zu verdampfen imstande ist, wird im Abscheider mehr Flüssigkeit abgeschieden, so daß sich der Flüssigkeitsspiegel im Behälter erhöht und durch Ansteigen des Schwimmers selbsttätig der Ausströmquerschnitt und damit die eingespritzte Menge verringert, bis wieder der Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Sinkt dagegen der Flüssigkeitsspiegel, so wird die Flüssigkeitszufuhr selbsttätig erhöht und so immer automatisch die wirtschaftlich günstigste Mengenzufuhr an Kä ltemittelllüssigkeit in den Verdampfer erreicht.
• Durch die Wirkung der Flüssigkeitsstrahlpumpe wird eine vorzügliche Überflutung des Verdampfers und somit eine gute Ausnutzung der Verdampferoberflä cbe erreicht, da den Verdampfer beinahe die doppelte Menge der tatsächlich zur Verdampfung gelangenden Kältemittelflüssigkeit durchströmt, während der Rest wieder in den Behälter i abgeschieden @vird.
• Als Schwimmer dient ein unten offener Hohlkörper an Stelle der üblichen Kugelkörper, weil die Bemessung eines solchen infolge der stark wechselnden Drücke Schwierigkeiten bereitet. Da der Schwimmer, um wirksam zu sein, dauernd seit Dampf erfüllt sein muß, wird die Rohrschlange 8 unter ihn angeordnet, so daß der Schwimmer stets von den von der Rohrschlange aufsteigenden Dampfblasen mit Dampf erfüllt ist.
• Um einen vollständigen Abschluß der Ausströmdüse und damit ein stoßweises Regeln zu verhindern, gestattet der Anschlag 2 i das Hochgehen des Schwimmers nur irii begrenzten Maße'., Weil die äußeren Bedingungen und der Wirkungsgrad einer Kühlanlage vor Inbetriebnahme nie genau bekannt sind, ist es unmöglich, den Querschnitt der Ausströmdüse genau zu berechnen. Zweckmäßig wird diese daher etwas größer bemessen und zur Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse die Handeinstellung 18, 192 2o betätigt.
• Bei der in Abb. 2 dargestellten abgeänderten Ausführungsform der Strahlpumpe ist die Reglernadel 12' mit ihrer Spitze gegen die Strömrichtung der Arbeitsflüssigkeit in die Pumpe eingebaut, und zwar so, daß ihre Spitze 26 noch etwas in die Ausströmöffnung der Düse einsagt und ihr langgestreckter Konus 27 sich in dem sich erweiternden Teil des Einströmteils 24. (Gegendüse) fortsetzt. Bei einer Verschiebung der Nadel wird sowohl der Ausströmquerschnitt als auch der hier ringförmige Einströmquerschnitt im ganzen Bereiche der düsenartigen Erweiterung verändert, so daß das Verhältnis zwischen dem Ausströmquerschnitt und den Einströmquerschnitten ungefähr gleichbleibt. Dies ergibt auch einen innähernd gleichbleibenden Mengenwirkungsgrad der Strahlpumpe, d. h. die Fördermenge bleibt zur geförderten Menge stets ungefähr im gleichen Verhältnis. Dies ist für die Wirkungsweise günstig, weil dadurch die Gefahr, daß die Regelvorrichtung in dauernde Schwingung gerät, beseitigt ist. Ferner besteht lein wichtiger Vorteil dieser Anordnung darin, daß die Abdichtung hier auf der Seite niedrigeren Druckes liegt, was die bauliche Gestaltung :#eesentlich erleichtert.

Claims (3)

1. PATLNTANsPtzÜciiL: i. Verdichtungskältemaschine mit Abscheidung der Kältemittelflüssigkeit aus den Kältemitteldämpfen vor dem Verdichter, bei der de vom Verflüssiger kommende Kältenüttelflüssigkeit durch eine im Abscheider liegende Rohrschlange geleitet, dabei abgekühlt und dann seiner Strahlpumpe zugeführt wird, mittels welcher sie einen Teil der im Abscheider angesammelten Kältemittelflüssigkeit in den Verdampfer zurückfördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe im Abscheider liegt und daß die aus ihr in den Verdampfer einströmende Kältemittehnenge durch Schwimmer und Reglernadel von dem Stande der Flüssigkeit im Abscheider in solcher Abhängigkeit steht, daß die einströmende Menge mit dem Sinken des Spiegels steigt und umgekehrt.
2. 2. Kältemaschine nach Anspruch 3 mit von außen bedienbaren Einstellmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die von außen bedienbaren Einstellmittel (18, i g, 2o), die Drehachse (17) des die Reglernadel betätigenden Schwimmerhebels (22) und damit die Anfangsstellung (kleinster Durchflußquerschnitt) des Regelventils zu verändern gestatten.
3. 3. Kältemaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Anschlag (21), der die Aufwärtsbewegung des Schwiminers und damit die Querschnittsverengung der Düse bei :einem bestimmten Werte begrenzt. d.. Kältemaschine nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamten Regeleinrichtungen am Deckel (5) des Abscheiders angebaut und dieser mit einer gesonderten Wärmeisolierung versehen ist.