EP0260336B1 - Flüssigkeitsabscheider für einen luft- oder auch wassergekühlten Kältemaschinensatz zur permanenten Ölrückführung - Google Patents

Flüssigkeitsabscheider für einen luft- oder auch wassergekühlten Kältemaschinensatz zur permanenten Ölrückführung Download PDF

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EP0260336B1
EP0260336B1 EP19860112791 EP86112791A EP0260336B1 EP 0260336 B1 EP0260336 B1 EP 0260336B1 EP 19860112791 EP19860112791 EP 19860112791 EP 86112791 A EP86112791 A EP 86112791A EP 0260336 B1 EP0260336 B1 EP 0260336B1
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EP
European Patent Office
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nozzle
nipple
container
liquid separator
oil
Prior art date
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EP19860112791
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EP0260336A1 (de
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Erwin Glorer
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Teko Gesellschaft fuer Kaeltetechnik mbH
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Teko Gesellschaft fuer Kaeltetechnik mbH
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators

Definitions

  • the invention relates to a liquid separator for a refrigeration machine set, with a container provided with visual inspection, an inlet connection on the container for connecting one or more evaporators, a suction connection arranged on the top of the container for connecting the container to one or more compressors, a nozzle arranged in the suction connection and a calibrated riser pipe that extends from the bottom of the container into the nozzle.
  • the power regulation of the compression is only possible by changing the frequency or pole switching, since three-phase or alternating current operation is the rule.
  • thermodynamic basis is based on the Carnot process
  • HFC common refrigerants
  • CHF 2 CI diofluoromonochloromethane
  • R 22 difluorodichloromethane
  • azeotopic mixtures such as CHCIF 2 / C 2 CI 2 F 4 to be found particularly often.
  • the R 12 is often used instead of ammonia, especially where leaks can cause difficulties, e.g. in air conditioning systems in mines, in household refrigerators and commercial systems.
  • versions according to 3) and 4) are provided with: a separate gas compensation tube in each case.
  • the partially provided arrangement of sight glasses allows only a basically static but not a dynamic control, since in the end one does not necessarily have to recognize whether the oil is actually flowing even when the oil level remains the same.
  • This document relates to a liquid separator, which is characterized in that a suction tube opens into the outlet connection of different size and position designed or acting as a nozzle in the direction of the exiting suction stream, the position in the flow cross section being arbitrary and a central arrangement or contacting the channel wall represent two possible designs, with the purpose of a continuous suction of separated liquid or liquid mixtures via the suction tube into the outlet nozzle as a finely divided droplet by the operational suction gas flow.
  • FIG. 4 in conjunction with FIG. 1.
  • the liquid or mixed liquid opens into the delimited steam suction area of the nozzle, which re-enters the cooling circuit via the compressors and a condenser.
  • the suction connection has a nipple provided on the container and an angle adapter releasably attached to it, that the riser is centered over guide vanes in the nipple and the nozzle is arranged in the branch of the angle adapter adjoining the nipple so that it can be replaced in operation, the oil sucked in through the riser forms a boundary layer on the walls of the angle adapter which migrates in the direction of flow.
  • the design mentioned has the advantage that the nipple installed on the container between the riser pipe and the guide vanes attached to it can be non-positively exchangeably fixed, and that the angle adapter can also be exchanged in the branch adjoining the nipple is arranged.
  • This arrangement has the effect that, during operation, the oil sucked in through the riser pipe forms a boundary layer that migrates in the direction of flow along the inner periphery of the angle adapter.
  • the nipple is provided with an external thread
  • the branch of the angle adapter receiving the separating nozzle coaxially with the nipple being connected to the latter by a union nut, and that the internal formation of the branch with a stop pointing in the flow direction for the installation of the separating nozzle is provided.
  • the riser tube seen in the direction of the current, with a different dimensionable, interchangeable head piece is provided for adjusting the annular gap between the separating nozzle and the riser pipe.
  • the exchangeable separating nozzle be a double-cone nozzle consisting essentially of a nozzle and a diffuser, which, on the input side, has a wide, narrow cone section with its internal shape, i.e. forms the actual nozzle, to which a longer truncated cone section, which widens in the direction of flow, extends over a connecting cylindrical section, i.e. the actual diffuser, connects.
  • the separating nozzle completely separates and merges the remaining parts of the refrigerant that has not yet fully evaporated when the refrigerant flow is completely converted into vapor form.
  • the arrangement of the separating nozzle in the angle adapter allows it to be replaced in the simplest way in the event of changed or changing operating conditions.
  • the separating nozzle As a double-cone frustum nozzle, it should also be noted that this has proven to be particularly advantageous in the course of the development since, in addition to the complete separation performance after the media has passed through the cylindrical section, the pressure build-up takes place more slowly than the initial pressure reduction.
  • the entry angle of the short truncated cone section i.e. the nozzle
  • the exit angle of the long truncated cone section i.e. of the diffuser.
  • the compressors are arranged in a tier below the return collector.
  • This extremely space-saving design also allows a clear structure of the chiller set and an effective arrangement of the condenser and the condensing fans.
  • the large-sized return manifold provides a sight glass attached in its lower area with an embedded floating pearl, so that the optical observation of returning oil and undevaporated refrigerant can also be checked in a simple manner.
  • FIG. 1 shows that the refrigerant from the refrigerant tank 21 via the lines 22 u. Throttle valves 22.1, 22.2 and 22.3 are passed through the evaporators 23.1, 23.2 and 23.3 including the entrained lubricating oil components, and the flow thus composed is fed via the connections 4 to the return collector 2, which contains the multi-part separator 25.
  • a substantial part of the liquid-containing refrigerant fraction b) is mixed and swirled to such an extent by the flow passed through the inlet connections 4 during suction operation that the intermediate layer b) is more and more converted into vapor form during operation of the refrigeration machine set 1 and from the already evaporated refrigerant is recorded.
  • oil suction connections 5 are provided, the oil suction 6 assigned to them and the gas removed from the steam suction area 7 jointly feeding the angle adapter 10, in which a separating nozzle 11 separates the oil so that it acts as a migrating boundary layer adheres to the inner periphery of the angle adapter 13 and the suction line 5.1 leading to a compressor 8, while the refrigerant vapor flow is guided in the center of this line system.
  • This consists of a tier 9 frame, which - cf. the left figure - is assigned a condenser 20 that extends across the entire height of the frame, with the return collector 2, the compressor 8.1, the compressor 8.2, the compressor 8.3 and the compressor 8.4, as well as - over a partial height - the collecting container in the individual floors 21 are arranged.
  • the condenser fans 14.2 to 14.4 are assigned to the condenser 20 and the condenser fan 14.1 to both the condenser and the return collector 2, the tier 9 additionally holding the collecting container 21.
  • the direction of the flow of cooling air is indicated by the hollow arrows.
  • each compressor 8 an oil trap, not shown, is provided for separating the lubricating oil which, starting from the oil trap, is led to the crankcase.
  • FIG. 3 A significant advantage of the system can also be seen from FIG. 3, namely the possibility of an extremely compact, space-saving design.
  • FIG. 4 shows the design of the apparatus for separating the media to be removed from the return collector, the parts already mentioned being repeated for the sake of a better overview, provided they are shown in this compilation.
  • the oil connection is followed by the inside and outside differently calibrated riser pipe 6.1, the riser pipe being non-positively fixed in a sleeve-like nipple 10.1 by connected, equally spaced guide vanes arranged with it.
  • the nipple 10.1 emerges from the wall of the return collector 2 and is welded to it and provided with an external thread that the connection of the two parts of the angle adapter, i.e. 10 and 10.1, via a separable means, i.e. via a union nut 10.3.
  • the level of the exit 6.3 from the riser 6.1 is determined by the selected projection of the riser 6.1 over the guide vanes 6.2.
  • Another position securing which is also to be rated as a vibration damper, can be seen in the fact that a support ring 6.4 is provided in the entry region of the riser pipe 6.1, between which and the inner wall 2.1 of the separating container 2 a compression spring 6.5 is arranged.
  • the separating nozzle 11 is introduced, the collar of which is directed against the stop 10.4 formed in the branch 10.2.
  • the separating nozzle 11 it is noted that in the case of this example it is a double-cone frustum nozzle. In its internal shape, this provides a wide truncated cone section 11.1 narrowing over a short length, which is followed by a truncated cone section 11.3 which widens in the direction of flow via a connecting, short cylindrical section 11.2.
  • the entry angle of the short truncated cone section 11.1 is larger than the exit angle of the long truncated cone section 11.3, so that, with such a design, the pressure increase and thus the reduction in speed take place somewhat more slowly.
  • angles and lengths must be coordinated on a case-by-case basis in order to achieve a complete separation process of the oil from the vaporous coolant.
  • the suction line 5.1 leading to the respective compressor 8 goes at a right angle from the angle adapter.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider für einen Kältemaschinensatz, mit einem mit Sichtkontrolle versehenen Behälter, einem Eintrittsanschluß am Behälter zum Anschluß eines oder mehrerer Verdampfer, einem an der Oberseite des Behälter angeordneten Sauganschluß zur Verbindung des Behälters mit einem oder mehreren Verdichtern, einer im Sauganschluß angeordneten Düse und einem kalibrierten Steigrohr, das sich vom unteren Bereich des Behälters bis in die Düse hineinstreckt.
  • Bevor auf den Stand der Technik eingegangen wird, soll zunächst auf die "Thermodynamischen Grundlagen" von Anlagen mit mechanischen Verdichtern hingewiesen werden.
  • Die Leistungsregelung der Verdichtung ist nur durch Änderung der Frequenz oder Polumschaltung möglich, da Dreh- oder Wechselstrombetrieb die Regel ist.
  • Man regelt durch Stillsetzung, durch Zuschalträume oder mehr oder minder langes Offenhalten der Ansaugventile. Bei großen Kälteleistungen werden, wie erwähnt, oft aus Sicherheitsgründen, zwecks einfacher Regelung, mehrere, parallel arbeitende Verdichter verwendet.
  • Die thermodynamische Ausgangsbasis bezogen auf den Carnot-Prozeß ist
    Figure imgb0001
  • Statt des Carnot-Prozesses, der einen Verdichter und eine Entspannungsmaschine benötigen würde, verwendet man in der Praxis Verfahren, bei denen die Entspannungsmaschine durch ein meist automatisch arbeitendes Regel- oder Drosselventil ersetzt ist.
  • Bezeichnet man die indizierte Leistung des Verdichters mit Pi in kW, die Wärmezufuhr, d.h. die Verflüssigungswärme im Kondensator bei mit Q in kJ/h und die Wärmezufuhr im Verdampfer bei mit
    • Q in kJ/h und die Wärmezufuhr im Verdampfer bei
    • To zur Wiederverdampfung des Kältemittels mit Po Qo in kJ/h, so ist nach dem erstenn Hauptsatz der Wärmelehre
    • Qo in kJ/h, so ist nach dem ersten Hauptsatz der Wärmelehre
    • Q = Qo + 860 * 4,187 * Pi (kJ/h)
    • T ist die Temperatur im Kondensator,
    • P ist der Druck im Kondensator,
    • To ist die Temperatur im Verdampfer,
    • Po ist die Temperatur im Verdichter.
  • Unter der Vielzahl der gebräuchlichen Kältemittel (FKW) ist u.a. das im Handel mit R 22 bezeichnete Diofluormonochlormethan (CHF2CI), das R 12 Difluordichlormethan (CF2C12), sowie azeotope Gemische wie z.B. CHCIF2/C2CI2F4 besonders häufig anzutreffen.
  • Das R 12 wird häufig anstelle von Ammoniak verwendet, insbesondere wo Undichtigkeiten zu Schwierigkeiten führen können, so z.B. bei Klima-Anlagen in Bergwerken, in Haushaltskühlschränken und gewerblichen Anlagen.
  • So viel zu der Ausgangsbasis der Verfahren, die auf Verdampfung eines Kältemittels beruhen.
  • Der eingangs genannte Gattungsbegriff umreißt im wesentlichen den Stand der Technik, wobei im einzelnen folgende Ausgleichssysteme verfügbar sind:
    • 1) das Ölreguliersystem nach AC + R (U.S. Fabrikat bzw. Entwicklung);
    • 2) das Ölreguliersystem nach LINDE;
    • 3) das Ölreguliersystem mittels Ölausgleichsrohren zwischen den Verdichtern mit separatem Gasausgleich;
    • 4) das Ölreguliersystem über den Ölschauglasanschluß am Verdichter (ohne Gasausgleichsrohr).
  • Im einzelnen ist hierzu zu bemerken, daß
    • zu 1) die Ölabscheidung mittels einem Ölabscheider in einem im Kreislauf angeordneten Ölsammelbehälter erfolgt und von dort über einen Verteiler auf die an den Verdichtern angebrachten Ölspiegelregulatoren, die in aller Regel eine durch Schwimmerventile beherrschte Zuleitung vorsehen. Die Anordnung der Verdichter ist beliebig. Das System erfordert jedoch einen hohen Geräte- und Montageaufwand;
    • zu 2) die Ölverteilung zu den einzelnen Verdichtern erfolgt aus einem auf der Saugseite im Kreislauf liegenden Ölsammelbehälter. Die zu den Verdichtern zurückfliessende Ölmenge führt dabei über fest eingestellte Ventile. Die Anordnuwg der Ve, dichter erfolgt auf einer Ebene, so daß ein relativ großer Platzbedarf erforderlich ist;
    • zu 3) der Ölausgleich zwischen den Verdichtern erfolgt über ein Ausgleichsrohr. Um eine Gleichmäßigkeit in der vorbestimmten Verteilung zu erreichen, muß ein über dem Ölspiegel liegender Gasausgleich vorgesehen sein und erfolgt in gleicher Ölspiegelhöhe auf einer Ebene, auch hier ist ein großer Platzbedarf erforderlich;
    • zu 4) der Ölausgleich erfolgt jeweils über den Ölschauglasanschluß am Verdichter und ein Ausgleichsrohr, wobei die übrige Installation entsprechend den Ausführungen zu 3) vorzunehmen ist.
  • Ergänzend ist noch festzuhalten, daß Ausführungen nach 3) und 4) fallweise mit: jeweils einem separaten Gasausgleichsrohr vorgesehen sind.
  • Die genannten Verfahren haben sich mehr oder weniger bewährt, wobei selbstverständlich die ausgewiesenen Systeme jeweils in Verbindung mit dem vorgesehenen Anwendungsfall zu betrachten und zu werten sind. Die bekannte Leistungsstufung durch den Verbund verschiedener Verdichtergrößen ist im Grunde genommen montageaufwendig und unübersichtlich.
  • Eventuelle Störungen der Ölversorgung eines Verdichters sind nicht ohne weiteres sofort erkennbar.
  • So kann z.B. eine Schwimmerregulierung, die durch eine verstopfte Zuführung oder aber auch durch irgendeinen mechanischen Fehler gestört ist, blockieren, so daß Verdichterschäden durch mangelnde Schmierung auftreten können.
  • Unabhängig von dieser Aussage bei hermetisch oder halb-hermetischen Systemen die Anordnung einfacher Schwimmerregelungen nicht immer möglich, wobei ein besonderes Problem ist, daß auch erkannte, in ihrem Umfang wachsende Gefahren aufgrund der nicht gegebenen Überwachung des Ölkreislaufes nicht signalisiert werden können.
  • Die teilweise vorgesehene Anordnung von Schaugläsern ermöglicht nur eine im Grunde statische aber keine dynamische Kontrolle, da man letztlich auch bei gleichbleibendem Ölstand nicht unbedingt erkennen muß, ob das Öl tatsächlich fließt.
  • Das Erkennen einer Unregelmäßigkeit bleibt letztlich nur dem ausgesprochenen Kältefachmann mit einiger Sicherheit vorbehalten.
  • Abschließend wird noch auf die DE-A 2 602 582, die nächstliegender Stand der Technik ist, hingewiesen.
  • Diese Schrift betrifft einen Flüssigkeitsabscheider, der sich dadurch auszeichnet, daß hierbei ein Saugröhrchen in dem als Düse ausgebildeten oder wirkenden Austrittsstutzen unterschiedlicher Größe und Lage in Richtung des austretenden Saugstromes einmündet, wobei die Lage im Strömungsquerschnitt beliebig sein kann und eine zentrische oder die Kanalwand berührende Anordnung zwei mögliche Ausführungen darstellen, mit dem Zweck einer kontinuierlichen Absaugung abgeschiedener Flüssigkeit oder Flüssigkeitsgemische über das Saugröhrchen in den Austrittsstutzen als nebelfein verteilte Tröpfchen durch den betrieblichen Sauggasstrom. Der Inhalt dieser Schrift wird durch die Figur 4 in Verbindung mit Figur 1 näher erläutert.
  • Bei diesen Flüssigkeitsabscheidern mündet die Flüssigkeit bzw. Mischflüssigkeit in den abgegrenzten Dampfabsaugebereich der Düse ein, der über die Verdichter und einen Kondensator wieder in den Kühlkreislauf eintritt.
  • Diese Sachlage berücksichtigend, ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine saugseitig im Kreislauf anzuordnende Flüssigkeitsabscheidung so auszubilden, daß die einzelnen Verdichter durch ihnen jeweils verbundene Saugleitungen mit ÖI in der notwendigen Menge versorgt werden.
  • Mechanisch bewegte Teile, wie z.B. ein Schwimmerventil, sollen dabei weitgehend vermieden werden, und durch einfache Auswechselung von Einsatzteilen eine eventuell notwendig werdende Anpassung der Ölrückführung an ein geändertes Verdiqhtervolumen durchführbar sein.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß der Sauganschluß einen am Behälter vorgesehenen Nippel und einen daran lösbar befestigten Winkeladapter aufweist, daß das Steigrohr über Leitflügel im Nippel zentriert und die Düse in dem an den Nippel anschließenden Zweig des Winkeladapters auswechselbar angeordnet ist, so daß im Betrieb das durch das Steigrohr angesaugte Öl eine in Strömungsrichtung wandernde Grenzschicht an den Wandungen des Winkeladapters bildet.
  • Die nach dem eingangs definierten Gegenstand der Erfindung, d.h. eines Flüssigkeitsabscheiders für einen Kältemaschineneinsatz, genannte Ausbildung hat den Vorteil, daß durch den am Behälter installierten Nippel, zwischen dem Steigrohr über die an ihm befestigten Leitflügel, dieses kraftschlüssig auswechselbar fixiert werden kann, und daß in dem an den Nippel anschließenden Zweig der Winkeladapter ebenfalls auswechselbar angeordnet ist.
  • Diese Anordnung bewirkt, daß im Betrieb das durch das Steigrohr angesaugte Öl eine in Strömungsrichtung wandernde Grenzschicht entlang der Innenperipherie des Winkeladapters sich ausbildet.
  • Die eigentliche Aufgabe der Leitflügel ist neben der Fixierung darin zu sehen, daß sie das unangenehme Pfeifen der abgesaugten Dämpfe verhindern.
  • Des weiteren wird vorgeschlagen, daß der Nippel mit einem Außengewinde versehen ist, wobei der die Trenndüse achsgleich zum Nippel aufnehmende Zweig des Winkeladapters mit diesem durch eine Überwurfmutter verbunden ist, und daß die Innenausbildung des Zweiges mit einem in Strömungsrichtung weisenden Anschlag für die Anlage der Trenndüse versehen ist.
  • Darüberhinaus ist vorgesehen, daß das Steigrohr, in Stromrichtung gesehen, mit einem verschieden dimensionierbaren, auswechselbaren Kopfstück zur Einstellung des Ringspaltes zwischen der Trenndüse und dem Steigrohr versehen ist.
  • Zur Konzeption der Trenndüse wird vorgeschlagen, daß die auswechselbare Trenndüse, eine im wesentlichen aus Düse und Diffusor bestehende Doppelkegelstumpfdüse ist, die eingangsseitig mit ihrer Innenformgebung einen weiten, über eine kurze Länge sich verengenden Kegelstumpfabschnitt, d.h. die eigentliche Düse bildet, dem sich über einen verbindenden zylindrischen Abschnitt ein in Strömungsrichtung sich erweiternder längerer Kegelstumpfabschnitt, d.h. der eigentliche Diffusor, anschließt.
  • Die Trenndüse bewirkt die vollkommene Trennung und Zusammenführung der Restteile des noch nicht vollständig verdampften Kältemittels bei vollständiger Überführung des Kältemittelstromes in Dampfform.
  • Die Anordnung der Trenndüse im Winkeladapter läßt deren Auswechselung bei geänderten bzw. sich ändernden Betriebsbedingungen auf einfachste Weise zu.
  • Zur Ausbildung der Trenndüse als Doppelkegelstumpfdüse ist noch zu bemerken, daß sich diese im Verlauf der Entwicklung als besonders vorteilhaft erwiesen hat, da neben der vollständigen Trennleistung nach dem Durchtritt der Medien durch den zylindrischen Abschnitt der Druckaufbau sich langsamer vollzieht als der eingangs gegebene Druckabbau.
  • Auch dies trägt zur Beruhigung und zur Vergleichmäßigung der Strömung bei.
  • Grundsätzlich muß noch dazu bemerkt werden, daß der Eintrittswinkel des kurzen Kegelstumpfabschnittes, d.h. der Düse, größer als der Austrittswinkel des langen Kegelstumpfabschnittes, d.h. des Diffusors, ist.
  • Im Rahmen des weiteren Aufbaues ist vorgesehen, daß die Verdichter in einem Etagengestell unterhalb des Rücklaufsammlers angeordnet sind.
  • Dieser außerordentlich raumsparende Aufbau erlaubt gleichfalls eine übersichtliche Gliederung des Kältemaschinensatzes und eine wirkungsvolle Anordnung des Kondensators und der Verflüssigungsventilatoren.
  • Der groß zu dimensionierende Rücklaufsammler sieht ein in seinem unteren Bereich angebrachtes Schauglas mit einliegender Schwimmperle vor, so daß die optische Beobachtung von rückfließendem Öl und unverdampftem Kältemittel ergänzend auf einfache Weise überprüft werden kann.
  • Die Erfindung wird durch die beigefügte Systemdarstellung und Zeichnungen einer beispielsweisen Ausführung näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt schematisch einen Kältekreislauf bei dem der Rücklaufsammler leistungsabgestuften Verdichtern verbunden ist.
    • Figur 2 zeigt die Verbundanordnung von leistungsabgestuften Verdichtern, wobei die Leistung in Abhängigkeit von der Dichte des Kältemitteldampfes dargestellt ist.
    • Figur 3 zeigt die Anordnung von vier Verdichtern in einem mehretagigen Gestell, dem ein Kondensator, d.h. ein Verflüssiger zugeordnet ist.
    • Figur 4 zeigt eine der zum Behältergrund des Abscheidebehälters ragende Ölabsaugung, sowie den Dampfabsaugebereich mit der in einem Winkeladapter angeordneten Trenndüse.
  • Dem Schaubild nach Figur 1 ist zu entnehmen, daß aus dem Kältemittelsammelbehälter 21 das Kältemittel über die Leitungen 22 u. Drosselventile 22.1, 22.2 und 22.3 durch die Verdampfer 23.1, 23.2 und 23.3 einschließlich der mitgeschleppten Schmierölanteile geführt wird, und die so zusammengesetzte Strömung über die Anschlüsse 4 dem Rücklaufsammler 2, die mehrteiligen Abscheider 25 enthaltend, zugeführt wird.
  • Hier findet zunächst die schwerkraftbedingte Trennung der strömenden Mischflüssigkeit statt, wobei sich - vgl. Figur 4 - von unten nach oben folgende Schichtung einstellt:
    • a) Öl
    • b) flüssiges Kältemittel
    • c) verdampftes Kältemittel
  • Ein wesentlicher Teil des flüssig einlagernden Kältemittelanteiles b) wird durch die beim Saugbetrieb durch die Eintrittsanschlüsse 4 geführte Strömung in einem solchen Maße vermischt und verwirbelt, daß bei Betrieb des Kältemaschinensatzes 1 die Zwischenschicht b) mehr und mehr in Dampfform überführt und von dem bereits verdampften Kältemittel aufgenommen wird.
  • An mehreren Stellen, beispielsweise nach Figur 1 sind Ölansauganschlüsse 5 vorgesehen, wobei die ihnen jeweils zugeordnete Ölabsaugung 6 und die das jeweils aus dem Dampfabsaugebereich 7 entnommene Gas gemeinsam demWinkeladapter 10 zuführt, in dem eine Trenndüse 11 das Öl so separiert, daß dieses als wandernde Grenzschicht der Innenperipherie des Winkeladapters 13 und der zu einem Verdichter 8 führenden Saugleitung 5.1 anhaftet, während der Kältemitteldampfstrom im Zentrum dieses Leitungssystems geführt ist.
  • Im Verdichter 8 wird beispielsweise durch eine Ölfalle das zugeführte Öl aufgenommen und im weiteren in dessen Kurbelwanne überführt.
    • Das System nach Figur 1 sieht vier getrennte Verdichter 8.1 bis 8.4 vor, die über vier aus dem Rücklaufsammler 2 führende Ölabsaugungen 6, mit jeweils zugeordnetem Dampfabsaugebereich 7, die Verdichter mit dem Schmier- und Kältemittel getrennt versorgen. Die Verdichter 8.1 bis 8.4 sind über einen Verteiler miteinander verbunden, dessen abzweigende Sammelleitung den Kondensator 20 von oben nach unten durchströmt. Dem Kondensator selbst sind untereinander die Ventilatoren 14.1 bis 14.4 zugeordnet, wobei der Austritt aus dem Kondensator in den Sammelbehälter 21 führt und sich im weiteren, wie beschrieben, der Kältekreislauf schließt.
    • Figur 2 ist bereits hinreichend durch die hierzu eingangs gegebene Legende beschrieben.
    • Die Figur 3 zeigt den Kältemaschinensatz 1 in Front- und Seitenansicht.
  • Dieser besteht aus einem etagenförmigen Gestell 9, dem - vgl. die linke Figur - ein über die ganze Gestellhöhe greifender Kondesator 20 zugeordnet ist, wobei in den einzelnen Etagen untereinander der Rücklaufsammler 2, der Verdichter 8.1, der Verdichter 8.2, der Verdichter 8.3 und der Verdichter 8.4, sowie - über eine Teilhöhe greifend - der Sammelbehälter 21 angeordnet sind.
  • Die Verflüssiger-Ventilatoren 14.2 bis 14.4 sind dem Kondensator 20 und der Verflüssiger-Ventilator 14.1 sowohl dem Kondensator als auch dem Rücklaufsammler 2 zugeordnet, wobei das Etagengestell 9 zusätzlich den Sammelbehälter 21 mit aufnimmt.
  • Die Kühlluftströmung ist dabei durch die hohl gezeichneten Pfeile in ihrer Richtung ausgewiesen.
  • Die Versorgung der einzelnen Verdichter 8.1 bis 8.4 mit Schmieröl und Kälternittel erfolgt ausgehend von dem Rückaufsammler 2 jeweils für jeden Verdichter 8.1 bis 8.4 über der Ölansauganschluß 5, die Ölabsaugung 6, den Kältemitteldampfabsaugungsbereich 7, den Winkeladapter 10 mit Trenndüse 11 über die Leitung 5.1, wobei durch die Trenndüse 11 das Öl vollständig separiert und an der Peripherie der Wandungen des Winkeladapters 10 und der Saugleitung 5.1 eine in Richtung des verbundenen Verdichters 8 wellenförmig sich bewegende Grenzschicht bildet, während im Zentrum dieser Leitungen das vollständig verdampfte Kühlmittel geführt wird.
  • In jedem Verdichter 8 ist eine nicht gezeichnete Ölfalle zur Abscheidung des Schmieröles vorgesehen, das von der Ölfalle ausgehend, zum Kurbelgehäuse geführt wird.
  • Die Anordnung der einzelnen, zu den Verdichtern 8.1 bis 8.4 führenden Saugleitungen 5.1 ist raumsparend und übersichtlich, so daß der gesamte Kältemaschinensatz als außerordentlich kontroll- und wartungsfreundlich bezeichnet werden muß.
  • Aus Figur 3 ist weiter ein wesentlicher Vorteil des Systemes zu erkennen, und zwar, die Möglichkeit einer äusserst kompakten raumsparenden Bauweise.
  • Figur 4 zeigt die apparative Konzeption zur Trennung der aus dem Rücklaufsammler zu entnehmenden Medien, wobei der beßeren Übersicht halber, bereits erwähnte Teile sofern sie in dieser Zusammenstellung dargestellt sind, wiederholt werden. Wie erwähnt, schließt sich dem Ölanschluß das innen und außen unterschiedlich kalibrierte Steigrohr 6.1 an, wobei das Steigrohr durch mit ihm verbundene, in gleicher Teilung angeordnete, gleichdimensionierte Leitflügel in einem hülsenartigen Nippel 10.1 kraftschlüßig fixiert ist. Der Nippel 10.1 ist in diesem Fall aus der Wandung des Rücklaufsammlers 2 heraustretend und mit diesem verschweißt sowie mit einem Außengewinde versehen, daß die Verbindung der beiden Teile des Winkeladapters, d.h. 10 und 10.1, über ein trennbares Mittel, d.h. über eine Überwurfmutter 10.3, ermöglicht.
  • Des weiteren wird durch den gewählten Überstand des Steigrohres 6.1 über die Leitflügel 6.2 die Ebene des Austrittes 6.3 aus dem Steigrohr 6.1 festgelegt. Auch eine weitere Lagesicherung, die gleichzeitig als Schwingungsdämpfer zu werten ist, ist darin zu sehen, daß im Eintrittsbereich des Steigrohres 6.1 ein Stützring 6.4 vorgesehen ist, zwischen dem und der Innenwandung 2.1 des Abscheidebehälters 2 eine Druckfeder 6.5 angeordnet ist.
  • In dem im Steigrohr 6.1 achsgleich angeordneten Zweig 10.2 des Winkeladapters 10 ist die Trenndüse 11 eingebracht, deren Bund gegen den in den Zweig 10.2 ausgebildeten Anschlag 10.4 gerichtet ist. Zur Ausbildung der Trenndüse 11 wird festgehalten, daß es sich im Falle dieses Beispieles um eine Doppelkegelstumpfdüse handelt. Diese sieht in ihrer Innenformgebung einen weiten, über eine geringe Länge sich verengenden Kegelstumpfabschnitt 11.1 vor, dem sich über einen verbindenden, kurzen zylindrischen Abschnitt 11.2 ein in Strömungsrichtung sich erweiternder Kegelstumpfabschnitt 11.3 anschließt. Der Eintrittswinkel des kurzen Kegelstumpfabschnittes 11.1 ist dabei größer als der Austrittswinkel des langen Kegelstumpfabschnittes 11.3, so daß, bei einer solchen Ausbildung, die Druckzunahme und damit die Reduzierung der Geschwindigkeit etwas langsamer stattfindet. Selbstverständlich sind Winkel und Längen fallweise abzustimmen, um einen vollständigen Trennprozess des Öles von dem dampfförmigen Kühlmittel zu erreichen.
  • Die zu dem jeweiligen Verdichter 8 führende Saugleitung 5.1 geht rechtwinklig von dem Winkeladapter ab.

Claims (5)

1. Flüssigkeitsabscheider für einen Kältemaschinensatz, mit einem mit Sichtkontrolle versehenen Behälter (2), einem Eintrittsanschluß (4) am Behälter zum Anschluß eines oder mehrer Verdampfer, einem an der Oberseite des Behälters angeordneten Sauganschluß (5) zur Verbindung des Behälters mit einem oder mehreren Verdichtern, einer im Sauganschluß (5) angeordneten Düse (11) und einem kalibrierten Steigrohr (6.1), das sich vom unteren Bereich des Behälters (2) bis in die Düse hineinstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauganschluß (5) einen am Behälter vorgesehenen Nippel (10.1) und einen daran lösbar befestigten Winkeladapter (10) aufweist, daß das Steigrohr (6.1) über Leitflügel (6.2) im Nippel (10.1) zentriert und die Düse (11) in dem an den Nippel (10.1) anschließenden Zweig des Winkeladapters (10) auswechselbar angeordnet ist, so daß im Betrieb das durch das Steigrohr angesaugte Öl eine in Strömungsrichtung wandernde Grenzschicht an den Wandungen des Winkeladapters bildet.
2. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel (10.1) mit einem Außengewinde (10.4) versehen ist, wobei der die Trenndüse (11) achsgleich zum Nippel aufnehmende Zweig (10.2) des Winkeladapters (10) mit diesem durch eine Überwurfmutter (10.4) verbunden ist, und daß die Innenausbildung des Zweiges (10.2) mit einem in Strömungsrichtung weisenden Anschlag (10.5) für die Anlage der Trenndüse (11) versehen ist.
3. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (6.1), in Stromrichtung gesehen, mit einem verschieden dimensionierbaren, auswechselbaren Kopfstück (13) zur Einstellung des Ringspaltes (12) zwischen der Trenndüse (11) und dem Steigrohr (6.1) versehen ist.
4. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbare Trenndüse (11) eine im wesentlichen aus Düse und Diffusor bestehende Doppelkegelstumpfdüse ist, die eingangsseitig mit ihrer Innenformgebung einen weiten, über eine kurze Länge sich verengenden Kegelstumpfabschnitt, d.h. die eigentliche Düse (11.1) bildet, dem sich über einen verbindenden zylindrischen Abschnitt (11.2) ein in Strömungsrichtung sich erweiternder längerer Kegelstumpfabschnitt, d.h. der eigentliche Diffusor (11.3), anschließt.
5. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittswinkel (11.4) des kurzen Kegelstumpfabschnittes, d.h. der Düse (11.1), größer als der Austrittswinkel (11.5) des langen Kegelstumpfabschnittes, d.h. des Diffusors (11.3) ist.
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