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Einrichtung zum selbsttätigen Fördern einer Flüssigkeit, insbesondere
zur Rückführung des Öles aus Verdampfern von Kälteanlagen In der Technik ergibt
sich häufig die Aufgabe, Flüssigkeitsmengen mit einem bei Betriebsstemperatur und
-druck verdampfungsfähigen Anteil automatisch nach Maßgabe ihres Anfalls zu fördern.
Diese Aufgabe tritt insbesondere auch in Kälteanlagen auf, die mit öllöslichen Kältemitteln
betrieben werden. Solche Anlagen benötigen nämlich eine Einrichtung, die das in
den Verdampfer gelangende Öl zu der Ölsammelstelle, z. B. zu dem Kurbelgehäuse des
Kaltdampfverdichters zurückbefördert. Es sei jedoch ausdrücklich bemerkt, daß die
nachfolgende Erfindung nicht auf dieses Gebiet der Förderung beschränkt ist. Es
ist bereits zu diesem Zweck ein Nachverdampfer bekanntgeworden, dem zeitweise zu
konzentrierendes Öl-Kältemittel-Gemisch zugeführt und aus dem das Konzentrat nach
Abdampfung und Rückführung der Dämpfe ebenfalls zeitweise entleert wird. Die Zufuhr
der Flüssigkeit zum Nachverdampfer wird in Abhängigkeit zum Flüssigkeitsstand geregelt.
Es liegt bei dieser Art der Eindampfung in einem größeren Behälter die Gefahr nahe,
daß zum entdampften, im Schwimmergehäuse verbliebenen Ölrest wieder neues Gemisch
zugeführt wird, also stets eine bestimmte Gemischmenge abwechselnd angereichert
und wieder verdünnt wird. Außerdem wird die Einrichtung in der bekannten Anordnung
von Hand geregelt. Eine selbsttätige Regelung ist
zwar erwähnt,
würde aber bei der dargestellten Einrichtung die automatische Regelung von drei
gesonderten Ventilen erfordern, was umständlich und wenig betriebssicher ist.
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Erfindungsgemäß wird daher eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der
ein einziges abflußregelndes Ventil durch den Flüssigkeitsstand in einem zwischen
Nachverdampfer und Verdampfer geschalteten Schwimmergehäuse einen zweckmäßig in
Spiralform ausgeführten Nachverdampfer zeitweise beschickt, während am anderen Ende
des Spiralverdampfers ein Ölkonzentrat entnommen wird.
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Im einzelnen ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum selbsttätigen
Fördern von Flüssigkeit mit einem bei Betriebstemperatur und -druck ver-. dampfungsfähigen
Anteil, vorzugsweise aus- Verdampfern von Kälteanlagen, die mit öllöslichen Kältemitteln
betrieben werden, wobei das Öl-Kältemittel-Gemisch in einem Nachverdampfer mit Öl
angereichert wird, das nach Abschluß gegen die Zuführungsstelle zeitweise dem Kurbelgehäuse
des Verdichters zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverdampfer das
anzureichernde Gemisch über ein Schwimmergehäuse erhält, das kontinuierlich mit
einem schwachen Teilstrom vorangereicherten Gemisches beschickt und diskontinuierlich,
jedoch unter Aufrechterhaltung einer kommunizierenden Verbindung zwischen Nachverdampfer
und Dampfraum des Schwimmergehäuses über ein durch Schwimmerbewegung in Abhängigkeit
von Flüssigkeitsstand im Gehäuse freigegebenes Ventil in den zweckmäßig als Rohrspirale
ausgebildeten Nachverdampfer gefördert und dort endgültig ausgegast und schließlich
der Verdampfungsrückstand am anderen Ende des Verdampfers entnommen und in das Kurbelgehäuse
des Verdichters übergeführt wird. Der Einfachheit halber soll- in der nachfolgenden
Beschreibung als Beispiel eine Kälteanlage mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
beschrieben werden.
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Die Lösung der oben dargestellten Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß
dadurch, daß stets ein Teil des ölhaltigen Kältemittels einem Schwimmergehäuse zugeführt
wird, dessen mit Flüssigkeit gefülltes Unterteil zeitweise mit dem Unterteil eines
Nachverdampfers und dessen mit Dampf gefülltes Oberteil zur gleichen Zeit mit dem
Oberteil des Nachverdampfers verbunden ist. Die genannten Verbindungen werden weiterhin
erfindungsgemäß dadurch geöffnet und geschlossen, daß in' dem Gehäuse ein Schwimmer,
zweckmäßig in an sich bekannter Weise nach Art eines Schnappschalters, angeordnet
ist, der die genannten Verbindungen öffnet, wenn die Flüssigkeit im Gehäuse einen
gewissen oberen Stand erreicht hat, und bei einem gewissen tiefsten Stand die Verbindung
schließt.
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Der Nachverdampfer ist so eingerichtet, daß er nach Abschluß der genannten
Verbindungen eine oben geschlossene Glocke bildet, von deren unterem Teil eine verhältnismäßig
dünne Rohrleitung zum Aufnahmeraum der zu fördernden Flüssigkeit, glso z. B. zum
Kurbelgehäuse eines Kaltdampfverdichters führt. Durch Beheizung der Glocke z. B.
durch den Kälteträger (Sole oder Luft) oder auch durch das vom Verflüssiger zum
Regelventil strömende flüssige Kältemittel wird aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch als
Kältemittel ausgedampft, wobei sich der Dampf im oberen Teil der Glocke sammelt
und. so in an sich bekannter Weise den flüssigen Inhalt des Nachverdampfers in die
Ölsammelstelle fördert. Es ist dabei möglich und auch zweckmäßig, das erwähnte dünne
Rohr als großflächige Heizspirale auszubilden, die ebenfalls in der vorher erwähnten
Weise beheizt wird. Man erreicht auf diese Weise eine weitere Trennung von Öl und
Kältemittel auf dem Weg zur Ölsammelstelle.
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Man wird die Flüssigkeitsentnahme aus dem Verdampfer zweckmäßig an
einer Stelle anordnen, die schon stark mit Öl angereichertes Kältemittel enthält.
Eine besonders zweckmäßige Konstruktion im Zusammenhang mit Steilrohrverdampfern
ergibt sich dann dadurch, daß einige Verdampferrohre, insbesondere solche, die vorwiegend
schon stark mit Öl angereichertes Kältemittel enthalten, in das Schwimmergehäuse
münden, während die übrigen Verdampferrohre in ein in üblicher Weise angeordnetes
oberes Sammelrohr führen.
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Die Erfindung ist in den Fig. i und 2 näher erläutert.
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Nach Fig. i ist das Schwimmergehäuse i oberhalb des im Verdampfer
2 gehaltenen Flüssigkeitsstandes a-a angeordnet. Die durch ein unteres Verteilerrohr
3 in den Verdampfer eintretende. Kältemittelflüssigkeit verdampft bevorzugt in den
Steilrohren q., wobei das sich bildende, spezifisch leichtere Flüssigkeitsdampfgemisch
über den Flüssigkeitsspiegel angehoben wird und im oberen Sammelrohr 5 dem nicht
eingezeichnetenAbscheider zufließt. Ein oder eine Anzahl Steilrohre 6 sind über
das Sammelrohr 5 in das Schwimmergehäuse i hochgeführt und entleeren, regelbar durch
Absperrung 7, in dieses das Flüssigkeitsdampfgemisch. Der Dampf zieht durch Leitung
8 zum Sammelrohr 5 des Verdampfers 2 ab. Die ölhaltige und zum Teil in den Steilrohren
6 verdampfte Kältemittelflüssigkeit sammelt sich im Schwimmergehäuse i und betätigt
dort die Schwimmerkugel g. Diese ist durch ein Gestänge io so mit der Ventilnadel
i i verbunden, daß bei einem bestimmten Flüssigkeitsanstieg oder Fallen im Schwimmergehäuse
i die Ventilnadel i i wechselweise nach oben oder unten gedrückt wird und dabei
den Zugang zum Nachverdampfer 1q. versperrt oder öffnet, der mittels der am Unterteil
des Schwimmergehäuses i ausmündenden Leitung 12 und der am Oberteil ausmündenden
Leitung 13 hergestellt ist. Der Nachverdampfer 1q. setzt sich zusammen aus dem Gemischsammelrohr
12 und der vom Fußende dieses abgehenden und in das Oberteil des Ölsammelrohres
15 einmündenden, ein kleines Fassungsvermögen bei großer Oberfläche besitzenden
Nachverdampferschlange 16. Das bis an den Grund des ölsammelrohres 15 führende dünne
Rohr 17 führt beispielsweise zum Kurbelgehäuse des Kältemittelverdichters. In den
Leitungen 8, 12, 13 und 17
sind nicht gezeichnete Absperrungen für
den Zusammenbau
vorgesehen und für die Arbeitsweise der Einrichtung
ohne Bedeutung. Hat die im Schwimmergehäuse angesammelte Gemischflüssigkeit eine
gewisse Höhe erreicht, so öffnet die Schwimmerkugel g durch Herabdrücken des Nadelventils
ii gleichzeitig die Verbindungsleitungen i2 und 13 zum Nachverdampfer 14. Das Gemisch
im Schwimmergehäuse i entleert sich über Leitung 12 in den Nachverdampfer 1q., wobei
ein etwa in diesem vorhandener Überdruck oder sich bildende Dämpfe über Leitung
13, das Schwimmergehäuse i und Leitung 8 zum Verdampfer 2 abgeführt werden. Nach
Erreichen eines gewissen unteren Flüssigkeitsstandes im Schwimmergehäuse i drückt
die Schwimmerkugel g die Ventilnadel i i nach oben und sperrt damit wieder gleichzeitig
beide Verbindungen zum Nachverdampfer 4. Infolge des im Nachverdampfer durch Wärmeeinfall
von außen einsetzenden Ausdampfens des Kältemittels aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch
sammelt sich der Dampf oberhalb der Flüssigkeit im Gemischsammelrohr 12 und drückt
nun die Flüssigkeit unter weiterer Verdampfung des Kältemittelanteils durch die
Verdampferschlange 16 in das Ölsammelrohr 15. Durch den gleichzeitig mit dem Ausdampfen
eintretenden Druckanstieg im Nachverdampfer 1.4 wird das nun aus Öl- und Kältemitteldampf
sich zusammensetzende Gemisch von hier über die Leitung 17 zum Verdichterkurbelgehäuse
abgeschoben.
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Nach Fig. 2 ist das Schwimmergehäuse i8 unterhalb des im Verdampfer
ig gehaltenen Flüssigkeitsstandes b-b angeordnet. Die Ausgleichsfläche 2o hat die
Aufgabe, das vom Verflüssiger kommende flüssige Kältemittel auf die einzelnen Verdatnpfersv
steme über eine oder mehrere Leitungen 21 gleichmäßig zu verteilen. Diese Verbindungsleitungen
21 können beispielsweise benutzt werden, um mittels darin verlegter dünner Rohre
22 ölangereicherte Kältemittelflüssigkeit dem Verdampfer ig zu entnehmen. Die Entnahmeleitungen
22 münden in ein mit dem Oberteil der Ausgleichsflasche 2o kommunizierendes Sammelrohr
23. An dieses, in dem sich etwa der gleiche Flüssigkeitsstand b wie im Verdampfer
ig einstellt, wird unterhalb des Flüssigkeitsspiegels das Schwimmergehäuse 18 mittels
Leitung 39 und einstellbarer Absperrung 24 angeschlossen. Das Schwimmergehäuseoberteil
ist durch Leitung 25 mit dem Oberteil der Ausgleichsflasche 2o und durch Leitung
27 mit dem Oberteil der Gemischausdampfschlange 29 des Nachverdampfers 28 verbunden.
Ferner ist das Unterteil des Schwimmergehäuses mittels Leitung 26 gleichfalls an
das Oberteil der Gemischausdampfschlange 29', die ein größeres Fassungsvermögen
und reichlichen Rohrquerschnitt aufweist, angeschlossen. Die Schwimmerkugel 3o bestätigt,
wie unter Fig. i erläutert, mittels des Gestänges 31 das Nadelventil 32. Die Gemischausdampfschlange
29 des Nachverdampfers 28 ist innerhalb der Flasche 33 angeordnet. Diese Flasche
wird zweckmäßig, bei nur zeitweiser Beschickung der Ausgleichsflasche 2o mit Kältemittelflüssigkeit,
beispielsweise bei Vorhandensein eines Schwimmerreglers 36 für ein größeres Fassungsvermögen
an Kältemittelflüssigkeit bemessen, welche durch Leitung 34 vom Verflüssiger kommt
und durch Leitung 35 zum Schwimmerregler 36 weiterströmt. Vom Unterteil 37 der Gemischausdampfschlange
29 führt eine dünne Rohrleitung 38 zum Kurbelgehäuse des Verdichters oder einem
damit kommunizierenden Aufnehmer.