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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.
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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.
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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.
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Abb. 2 zeigt eine abgeänderte Form der Strahlpumpe.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.