EP0758054A1 - Schmiersystem für Schraubenverdichtern - Google Patents

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EP0758054A1
EP0758054A1 EP95810503A EP95810503A EP0758054A1 EP 0758054 A1 EP0758054 A1 EP 0758054A1 EP 95810503 A EP95810503 A EP 95810503A EP 95810503 A EP95810503 A EP 95810503A EP 0758054 A1 EP0758054 A1 EP 0758054A1
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EP
European Patent Office
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screw compressor
oil
lubrication
connection
pressure
Prior art date
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EP95810503A
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English (en)
French (fr)
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EP0758054B1 (de
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Ferdinand Baur
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Sulzer Escher Wyss GmbH
Original Assignee
Sulzer Escher Wyss GmbH
Escher Wyss GmbH
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Publication date
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Priority to EP95810503A priority patent/EP0758054B1/de
Priority to US08/692,684 priority patent/US5765392A/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S418/00—Rotary expansible chamber devices
    • Y10S418/01—Non-working fluid separation

Definitions

  • the invention relates to a screw compressor device for refrigerants with refrigerant-soluble oils, preferably for ammonia with polyalkylene glycol soluble therein, a feed stream downstream of a screw compressor being divided into a gas stream and an oil stream in an oil separator under outlet pressure, and the oil stream via a throttle point and an oil inlet gets into the screw compressor.
  • a relatively large amount of oil is injected into the gas flow to be pumped in the compression chamber in order to achieve a better seal and thereby an improvement in the degree of delivery and to dissipate part of the heat of compression with the oil.
  • This oil must be separated from the gas flow on the pressure side of the compressor by an oil separator, because otherwise it would undesirably burden the refrigeration cycle.
  • a gas stream 30 interspersed with oil particles is conveyed via a pressure line 2 to an oil separator 3. From there, the deoiled gas stream 3l is led to a condenser in the sense of the refrigeration cycle.
  • the oil separated in the oil separator 3 passes via a line 4 to a water- or air-cooled oil cooler 5, in which the heat of compression is removed. From there, the oil is fed back to the compressor 1 via a line 6, an oil filter 7, a check valve 8, a solenoid valve 9 and an oil inlet 10, the pressure difference between the pressure and suction sides on the compressor being generally used for the oil delivery.
  • a part of this returned oil is used for the lubrication of the bearings and for so-called "open" compressors, in which the drive shaft is led outwards, for the lubrication and cooling of the shaft seal.
  • the rotating shaft seal is used to seal the compressor drive shaft against the atmosphere.
  • the NH3-soluble oils accumulate due to the dissolution behavior according to the pressure and temperature conditions given in the oil separator with a certain amount of NH3, at a normal operating point, for example with approx. 6% NH3 in the oil.
  • a normal operating point for example with approx. 6% NH3 in the oil.
  • the NH3 absorption capacity of the oil decreases, for example to about 3% NH3 in the oil at a normal operating point, so that the difference of approximately 3% NH3 inevitably evaporates from the oil. Due to the very large steam volume of NH3, this evaporation process creates a large volume of oil foam (at a normal operating point approx.
  • FIG. 2 shows a known device for refrigerant-soluble oils on screw compressors, which relaxes the oil provided for lubrication and sealing via a throttle point 25 and passes through an evaporation tank 21, the steam chamber of which is connected via a line 12 to the suction side 29 of the screw compressor 1.
  • the oil is "degassed" and can be supplied to the shaft seal and the drive-side bearing with a better lubricating effect, the necessary pressure difference being generated by an oil pump 13.
  • This arrangement has the disadvantage that the screw compressor depends on the functionality of an oil pump during its operation. Another disadvantage is that with the start of such a screw compressor device, the oil foams up behind the throttle point 25 and reaches the lubrication points in part as foam.
  • the object of the invention is to improve these circumstances.
  • This object is achieved in that a partial oil flow for the lubrication of bearings and / or shaft seals is branched off in front of the throttle point, which is led through an evaporation tank which is connected on the gas side via a line to an intermediate pressure connection on the compression path of the screw compressor to supply the partial oil flow with a pressure corresponding to the intermediate pressure to a lubrication connection on the screw compressor.
  • This arrangement has the advantage that the lubrication pressure does not collapse in the event of a power failure during the run-down of the screw compressor, since the pressure difference between final pressure and intermediate pressure slowly, if at all, then slowly decreases after the screw compressor has come to a standstill. Furthermore, no oil pump is necessary. In addition, the steam discharged from the lubricating oil is fed in at intermediate pressure, so that it does not have to be compressed from suction pressure to intermediate pressure, thus improving the cooling capacity of the cycle.
  • the figures show an improvement in the lubrication of bearings and shaft seals on screw compressors for refrigerants with refrigerant-soluble oils.
  • a typical application arises, for example, for ammonia with polyalkylene glycol soluble therein.
  • a partial oil flow at an intermediate pressure is removed and passed through an evaporation tank, substantial portions of dissolved refrigerant can be fed in at an intermediate pressure connection on the compression path of the screw compressor.
  • the lubricating properties of the remaining partial oil flow at the lubrication connection are correspondingly more favorable, and the disadvantages of pressure collapse or foam delivery are eliminated with an oil pump, since no oil pump is necessary with the appropriate intermediate pressure.
  • a screw compressor 1 conveys ammonia in gaseous form from a suction line 29 and compresses it, polyalkylene glycol being injected at an oil inlet 10 in order to improve the sealing effect between the compression chambers.
  • a throttle point 25 is symbolically shown for the resistance of the nozzles or orifices during injection.
  • the flow 30 emerging from the screw compressor 1 against a final pressure is fed via a pressure line to an oil separator 3, which has a gas space 3a, from which a gas flow 31 is fed to a condenser (not shown), while there is an oil supply 3b at the bottom of the oil separator 3 which an oil flow 32 is passed through a line 4 through an oil cooler 5.
  • the cooled oil flow 32 arrives in a line 6 via an oil filter 7, a check valve 8 and a solenoid valve 9 to the throttle point 25 and the oil inlet 10.
  • a partial oil flow 35 is branched off in a branch 11 for the lubrication of bearings and shaft seals and led into an evaporation tank, which is under the pressure of an intermediate pressure connection 14 on the compression path of the screw compressor 1.
  • the pressure at the inlet into the branch 11 must therefore be somewhat higher than the pressure in the Intermediate pressure port 14 to restrict the partial oil flow 35 with an orifice 26.
  • ammonia is outgassed by the dwell time in the tank and by vacuum zones at the edges of the orifice 26, which ammonia is fed in via a line 23 at the intermediate pressure connection 14.
  • the outgassing can be supported by a heating device 19, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the degassed partial oil flow passes through a line 15 and a solenoid valve 17 to a lubrication connection 16 and after passing through bearings and shaft seals in a suction chamber 29 at the compressor inlet back into the gas flow.
  • a so-called economizer connection on the screw compressor 1 is used as the intermediate pressure connection.
  • the evaporation tank 24 is arranged above the screw compressor 1 and the solenoid valve 17 is closed at a standstill in order to have a supply of oil under gravity at the start.
  • FIG. 5 only the circuit of the partial oil flow 35 has been expanded by further components compared to FIG. 3.
  • a solenoid valve 18 is provided, which prevents oil from flowing back from the higher areas when it is at a standstill, and the partial oil flow 35 is limited by a control valve 20 which, for example, keeps the oil level in the evaporation tank 24 constant.
  • a heating device 19 promotes the degassing of refrigerant.
  • the line 15 bifurcates into a line 15a, in which an oil pump 22 with a check valve 27 is installed as a starting aid, and into a line 15b with a check valve 28, in order to convey past the shutdown oil pump 22 into the lubrication connection 16 .
  • Such a booster pump 22 could always run when the intermediate pressure is insufficient for lubrication.
  • the control valve 20 would track the partial oil flow 35 according to the pumping capacity of the pump 22.
  • FIG. 4 shows, compared to FIGS. 3 and 5, an arrangement in which the branch 11 for the partial oil flow 35 goes away in front of the oil cooler 5.
  • the partial oil flow reaches the evaporation tank 24 much hotter via a solenoid valve 18 and a control valve 20.
  • a heating device 19 attached to the evaporation tank 24 will therefore only be necessary in exceptional cases.
  • the oil also reaches the lubrication connection 16 via a line 15 and a solenoid valve 17, the solenoid valve 17 holding the oil supply in the higher-level evaporation tank 21 at a standstill.

Abstract

Mit der Erfindung wird eine Verbesserung der Schmierung von Lagern und Wellendichtungen an Schraubenverdichtern (1) für Kältemittel mit kältemittellöslichen Oelen gezeigt. Eine typische Anwendung ergibt sich beispielsweise für Amoniak mit darin löslichem Polyalkylenglycol. Dadurch, dass dem zum Schraubenverdichter (1) zurückgeführten Oelstrom (32) vor der Druckabsenkung auf annähernd Verdichtersaugdruck ein Teilölstrom (35) bei einem Zwischendruck entnommen wird und über einen Ausdampfbehälter (24) geführt wird, können wesentliche Anteile von gelöstem Kältemittel bei einem Zwischendruckanschluss (14) auf dem Verdichtungsweg des Schraubenverdichters eingespiesen werden. Entsprechend günstiger sind die Schmiereigenschaften vom restlichen Teilölstrom am Schmieranschluss (16) und die Nachteile vom Druckzusammenbruch oder von Schaumförderung bei einer Oelpumpe entfallen, da keine Oelpumpe bei passendem Zwischendruck notwendig ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung handelt von einer Schraubenverdichtereinrichtung für Kältemittel mit kältemittellöslichen Oelen, vorzugsweise für Ammoniak mit darin löslichem Polyalkylenglycol, wobei ein Förderstrom nach einem Schraubenverdichter in einem unter Austrittsdruck stehenden Oelabscheider in einen Gasstrom und in einen Oelstrom unterteilt wird und der Oelstrom über eine Drosselstelle und einen Oeleintritt in den Schraubenverdichter gelangt.
  • Bei Schraubenverdichtern wälzen sich zwei schraubenförmige Rotoren, Haupt- und Nebenläufer, in einem Gehäuse ab. Während des Saugvorganges vergrössert sich bei der Drehung die Zahnlücke zwischen den Rotoren, Gas wird angesaugt. Beim Weiterdrehen der Rotoren schliesst sich diese Zahnlücke beim Ueberfahren der Einlasssteuerkante. Beim Weiterdrehen greift das Gegenrad in die Lücke ein und verkleinert fortlaufend den eingeschlossenen Gasraum, das Gas wird komprimiert, bis schliesslich die Austrittssteuerkante erreicht und das verdichtete Gas ausgeschoben wird.
  • In den zu fördernden Gasstrom wird im Kompressionsraum eine verhältnismässig grosse Oelmenge eingespritzt, um eine bessere Abdichtung und dadurch eine Verbesserung des Liefergrades zu erreichen und um einen Teil der Verdichtungswärme mit dem Oel abzuführen. Dieses Oel muss auf der Druckseite des Verdichters durch einen Oelabscheider wieder aus dem Gasstrom abgeschieden werden, weil es sonst den Kältekreislauf in unerwünschter Weise belasten würde.
  • Fig.1 zeigt eine solche bekannte Einrichtung:
  • Vom Schraubenverdichter 1 wird ein mit Oelpartikeln durchsetzter Gasstrom 30 über eine Druckleitung 2 zu einem Oelabscheider 3 gefördert. Von dort wird der entölte Gasstrom 3l im Sinne des kältetechnischen Kreisprozesses zu einem Verflüssiger geführt. Das im Oelabscheider 3 abgeschiedene Oel gelangt über eine Leitung 4 zu einem wasser- oder luftgekühlten Oelkühler 5, in dem die Verdichtungswärme abgeführt wird. Das Oel wird von dort über eine Leitung 6, einen Oelfilter 7, ein Rückschlagventil 8, ein Magnetventil 9 und einen Oeleintritt 10 wieder dem Verdichter 1 zugeführt, wobei in der Regel die Druckdifferenz zwischen Druck- und Saugseite am Verdichter für die Oelförderung ausgenützt wird. Ein Teil dieses zurückgeführten Oeles wird für die Schmierung der Lager und bei sogenannten "offenen" Verdichtern, bei denen die Antriebswelle nach aussen geführt ist, für die Schmierung und Kühlung der Wellenabdichtung verwendet. Die rotierende Wellenabdichtung dient dazu, die Verdichter-Antriebswelle gegen die Atmosphäre abzudichten.
  • Früher wurden beispielsweise NH3-Kälteanlagen fast ausschliesslich mit sogenannten überfluteten Verdampfern und mit NH3-unlöslichen Mineralölen betrieben. Diese Mineralöle konnten sich aufgrund der Unlöslichkeit nicht mit NH3 anreichern, so dass weitgehend reines Oel wieder für die Schmierung der Lager und der Wellenabdichtung zur Verfügung stand. Bei NH3-Schraubenverdichtern ist die Versorgung der Wellenabdichtung und des auf der Saugseite liegenden antriebsseitigen Lagers mit Schmieröl problematisch geworden, seit in neuerer Zeit solche Schraubenverdichter-Kälteanlagen zunehmend mit NH3-löslichem Oel, einem Polyalkylenglycol, kurz auch PAG-Oel genannt, betrieben werden. Diese NH3-löslichen Oele sind Voraussetzung für eine sogenannte Trockenexpansionsverdampfung, mit der die NH3-Füllmenge im Kältekreislauf gegenüber dem überfluteten Betrieb erheblich gesenkt werden kann. Aufgrund der geltenden Unfallverhütungsvorschriften werden in der modernen Kältetechnik grosse Anstrenungen unternommen, NH3-Kälteanlagen mit kleinstmöglichen Füllmengen herzustellen.
  • Die NH3-löslichen Oele reichern sich aufgrund des Lösungsverhaltens gemäss den im Oelabscheider gegebenen Druck- und Temperaturbedingungen mit einer bestimmten NH3-Menge an, in einem üblichen Betriebspunkt z.B. mit ca. 6% NH3 im Oel. Bei der Oelversorgung der Wellenabdichtung und des antriebsseitigen Lagers wird das Oel auf Saugdruck entspannt. Die NH3-Aufnahmefähigkeit des Oeles nimmt dabei ab, in einem üblichen Betriebspunkt z.B. auf ca. 3% NH3 im Oel, so dass die Differenz von ca. 3% NH3 zwangsläufig aus dem Oel ausdampft. Aufgrund des sehr grossen Dampfvolumens von NH3 entsteht durch diesen Ausdampfvorgang ein grosses Volumen an Oelschaum (bei einem üblichen Betriebspunkt ca. 11 faches Volumen gegenüber dem reinen Oel), dessen Schmierwirkung gegenüber dem reinen Oel sehr viel geringer ist. Das führt in der Folge häufig zu sehr schnellem Verschleiss der Wellenabdichtung und z.T. auch des antriebsseitigen Lagers durch Mangelschmierung. Es sind Einrichtungen bekannt, die diesem Umstand begrenzt abhelfen.
  • Figur 2 zeigt eine bekannte Einrichtung für kältemittellösliche Oele an Schraubenverdichtern, die das für die Schmierung und Dichtung vorgesehene Oel über eine Drosselstelle 25 entspannt und über einen Ausdampfbehälter 21 führt, dessen Dampfraum über eine Leitung 12 mit der Saugseite 29 des Schraubenverdichters 1 in Verbindung steht. Dadurch wird das Oel "entgast" und kann mit besserer Schmierwirkung der Wellenabdichtung und dem antriebsseitigen Lager zugeführt werden, wobei die notwendige Druckdifferenz durch eine Oelpumpe 13 erzeugt wird. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass der Schraubenverdichter während seines Betriebes von der Funktionstüchtigkeit einer Oelpumpe abhängt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass mit dem Start einer solchen Schraubenverdichtereinrichtung das Oel hinter der Drosselstelle 25 aufschäumt und zum Teil als Schaum an die Schmierstellen gelangt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Umstände zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst, indem vor der Drosselstelle über eine Abzweigung ein Teilölstrom für die Schmierung von Lagern und/oder Wellendichtungen abgezweigt ist, welcher durch einen Ausdampfbehälter geführt ist, der gasseitig über eine Leitung mit einem Zwischendruckanschluss auf dem Verdichtungsweg des Schraubenverdichters verbunden ist, um den Teilölstrom mit einem dem Zwischendruck entsprechenden Druck einem Schmieranschluss am Schraubenverdichter zuzuführen.
  • Diese Anordnung hat den Vorteil, dass bei einem Stromausfall der Schmierdruck nicht zusammenbricht während dem Auslaufen des Schraubenverdichters, da sich die Druckdifferenz zwischen Enddruck und zwischendruck wenn überhaupt dann langsam nach dem Stillstand des Schraubenverdichters abbaut. Im weiteren ist keine Oelpumpe notwendig. Ausserdem wird der aus dem Schmieröl abgeführte Dampf bei zwischendruck eingespeist, so dass seine Verdichtung von Saugdruck auf Zwischendruck entfällt und damit die Kälteleistung des Kreisprozesses verbessert wird.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 gezeigt. So hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zusätzlich zum Zwischendruck den Teilölstrom mit einem Drossel- oder Regelorgan abzugleichen. Ausserdem ist es sinnvoll, das Oel im Ausdampfbehälter zu heizen, um bei einer höheren Temperatur mit geringerer Gaslöslichkeit mehr Gas auszutreiben. Die Verringerung des Gasanteils kompensiert die verringerte Viskosität mehr als genug, um zu einer brauchbaren Schmierung zu kommen. Ausserdem könnte man den Teilölstrom zwischen Ausdampfbehälter und Schmierstellen immer noch kühlen, um eine höhere Viskosität zu erhalten und wegen der höheren Löslichkeit auch bei Drucksenkung an den Schmierstellen kaum Gas auszutreiben. Im weiteren ist es für einen Start und den weiteren Betrieb sinnvoll, den Ausdampfbehälter oberhalb des Schraubenverdichters anzuordnen und mit Sperrventilen ein Leeren des Ausdampfbehälters und der Zuleitung im Stillstand zu verhindern, um mindestens das geodätische Gefälle zur Verfügung zu haben. Wenn die Druckdifferenz zwischen Enddruck und Zwischendruck in der Startphase zu klein ist, kann man auch eine Oelpumpe nach dem Ausdampfbehälter vorsehen, die nach dem Start, d.h. bei genügender Druckdifferenz, abgeschaltet wird.
  • Viele der Schraubenverdichterkonstruktionen weisen die Möglichkeit auf, in das bereits teilweise verdichtete Gas einen Nebengasstrom zusätzlich anzusaugen. Eine Oeffnung im Gehäuse ist so angeordnet, dass in der Zahnlücke an dieser Stelle ein Mitteldruck aus Saug- und Enddruck erreicht ist. Bei einer zweistufigen Entspannung wird das Gas der ersten Entspannungsstufe über diese Oeffnung in den Kompressionsraum angesaugt. Mit dieser "Economizer-Schaltung" verbessert sich der Wirkungsgrad der Kälteanlage. Ein Vorteil der obigen Einrichtung besteht darin, dass die Schraubenkompressoren, die einen solchen Economizer-Anschluss besitzen, konstruktiv nicht verändert werden müssen, um von der Einrichtung Gebrauch zu machen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig.3
    schematisch eine erfindungsgemässe Einrichtung, bei der ein Teilölstrom nach dem Durchlaufen eines Oelkühlers entnommen wird;
    Fig.4
    schematisch eine erfindungsgemässe Einrichtung, bei der ein Teilölstrom ungekühlt vor dem Oelkühler entnommen wird; und
    Fig.5
    schematisch eine Einrichtung analog zu Figur 3, bei der eine Hilfspumpe die Schmierung beim Start des Schraubenverdichters unterstützt.
  • Mit den Figuren wird eine Verbesserung der Schmierung von Lagern und Wellendichtungen an Schraubenverdichtern für Kältemittel mit kältmittellöslichen Oelen gezeigt. Eine typische Anwendung ergibt sich beispielsweise für Ammoniak mit darin löslichem Polyalkylenglycol. Dadurch, dass dem zum Schraubenverdichter zurückgeführten Oelstrom vor der Druckabsenkung auf annähernd Verdichtersaugdruck ein Teilölstrom bei einem Zwischendruck entnommen wird und über einen Ausdampfbehälter geführt wird, können wesentliche Anteile von gelöstem Kältemittel bei einem Zwischendruckanschluss auf dem Verdichtungsweg des Schraubenverdichters eingespeist werden. Entsprechend günstiger sind die Schmiereigenschaften vom restlichen Teilölstrom am Schmieranschluss und die Nachteile vom Druckzusammenbruch oder von Schaumförderung bei einer Oelpumpe entfallen, da keine Oelpumpe bei passendem Zwischendruck notwendig ist.
  • In Figur 3 fördert ein Schraubenkompressor 1 Ammoniak in Gasform aus einer Saugleitung 29 und verdichtet es, wobei Polyalkylenglycol an einem Oeleintritt 10 eingespritzt wird, um die Dichtwirkung zwischen den Kompressionskammern zu verbessern. Für den Widerstand der Düsen oder Blenden bei der Einspritzung ist symbolisch eine Drosselstelle 25 eingezeichnet. Der gegen einen Enddruck aus dem schraubenverdichter 1 austretende Förderstrom 30 wird über eine Druckleitung einem Oelabscheider 3 zugeführt, der einen Gasraum 3a aufweist, aus dem ein Gasstrom 31 einem nicht gezeigten Verflüssiger zugeführt wird, während am Boden des Oelabscheiders 3 ein Oelvorrat 3b besteht, aus welchem ein Oelstrom 32 über eine Leitung 4 durch einen Oelkühler 5 geführt wird. Der gekühlte Oelstrom 32 gelangt in einer Leitung 6 über einen Oelfilter 7, ein Rückschlagventil 8 und ein Magnetventil 9 an die Drosselstelle 25 und den Oeleintritt 10. Vor der Drosselstelle 25 wird in einer Abzweigung 11 ein Teilölstrom 35 für die Schmierung von Lagern und Wellendichtungen abgezweigt und in einen Ausdampfbehälter geführt, der unter dem Druck eines Zwischendruckanschlusses 14 auf dem Verdichtungsweg des Schraubenverdichters 1 steht. Der Druck am Eintritt in die Abzweigung 11 muss also etwas höher als der Druck im Zwischendruckanschluss 14 sein, um mit einer Blende 26 den Teilölstrom 35 zu beschränken. Im Ausdampfbehälter 24 findet durch die Verweilzeit im Behälter und durch Unterdruckzonen an den Kanten der Blende 26 eine Ausgasung von Ammoniak statt, welches über eine Leitung 23 am Zwischendruckanschluss 14 eingespeist wird. Die Ausgasung kann durch eine Heizeinrichtung 19, wie sie in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, unterstützt werden. Der entgaste Teilölstrom gelangt über eine Leitung 15 und ein Magnetventil 17 an einen Schmieranschluss 16 und nach dem Durchlaufen von Lagern und Wellendichtungen in einem Saugraum 29 am Verdichtereintritt in den Gasstrom zurück. Als Zwischendruckanschluss wird ein sogenannter Economizer-Anschluss am schraubenverdichter 1 verwendet. Dieser "Economizer"-Anschluss ist an jedem modernen Schraubenverdichter vorhanden und mündet im Schraubenverdichter an einer Stelle des Verdichtungsweges, bei dem der Saugraum durch die Schraubenprofile bereits geschlossen ist. Die an dieser Stelle zugeführte Gasmenge belastet somit nicht mehr das angesaugte Gasvolumen und ist deshalb weitgehend leistungsneutral. Ausserdem herrscht am Economizer-Anschluss 14 ein ca. 1,5 bis 2 bar höherer Druck als an der unter Saugdruck stehenden Wellenabdichtung des Verdichters, so dass diese Druckdifferenz für die Oelförderung ausgenützt werden kann und eine Oelpumpe damit in den meisten Fällen entbehrlich ist.
  • Der Ausdampfbehälter 24 ist oberhalb des Schraubenverdichters 1 angeordnet und das Magnetventil 17 ist im Stillstand geschlossen, um beim Start einen unter Schwerkraft zulaufenden Oelvorrat zu haben.
  • In Figur 5 ist lediglich der Kreis vom Teilölstrom 35 gegenüber Figur 3 um weitere Komponenten erweitert worden. In der Abzweigung 11 ist ein Magnetventil 18 vorgesehen, welches bei Stillstand ein Zurückfliessen von Oel aus den höher liegenden Bereichen verhindert, und der Teilölstrom 35 wird durch ein Regelventil 20 begrenzt, welches beispielsweise das Oelniveau im Ausdampfbehälter 24 konstant hält. Eine Heizeinrichtung 19 begünstigt das Ausgasen von Kältemittel. Die Leitung 15 gabelt sich nach dem Magnetventil 17 in einen Strang 15a, in welchem eine Oelpumpe 22 mit Rückschlagventil 27 als Starthilfe eingebaut ist, und in einen Strang 15b mit einem Rückschlagventil 28, um an der stillgesetzten Oelpumpe 22 vorbei in den Schmieranschluss 16 zu fördern. Eine solche Druckerhöhungspumpe 22 könnte immer dann mitlaufen, wenn der Zwischendruck für die Schmierung ungenügend ist. Das Regelventil 20 würde den Teilölstrom 35 entsprechend der Schöpfleistung der Pumpe 22 nachführen.
  • Figur 4 zeigt gegenüber den Figuren 3 und 5 eine Anordnung, bei der die Abzweigung 11 für den Teilölstrom 35 vor dem Oelkühler 5 weggeht. Der Teilölstrom gelangt schon wesentlich heisser über ein Magnetventil 18 und ein Regelventil 20 in den Ausdampfbehälter 24. Eine am Ausdampfbehälter 24 angebrachte Heizeinrichtung 19 wird daher nur in Ausnahmefällen notwendig sein. Das Oel gelangt ebenfalls über eine Leitung 15 und ein Magnetventil 17 in den Schmieranschluss 16, wobei das Magnetventil 17 im Stillstand den Oelvorrat im höher gelegenen Ausdampfbehälter 21 zurückhält.

Claims (11)

  1. Schraubenverdichtereinrichtung für Kältemittel mit kältemittellöslichen Oelen, vorzugsweise für Ammoniak mit darin löslichem Polyalkylenglycol, wobei ein Förderstrom (30) nach einem Schraubenverdichter (1) in einem unter Austrittsdruck stehenden Oelabscheider (3) in einen Gasstrom (31) und-in einen Oelstrom (32) unterteilt wird und der Oelstrom (32) über eine Drosselstelle (25) und einen Oeleintritt (10) in den Schraubenverdichter (1) gelangt,
    dadurch gekennzeichnet, dass vor der Drosselstelle (25) über eine Abzweigung (11) ein Teilölstrom (35) für die Schmierung von Lagern und/oder Wellendichtungen abgezweigt ist, welcher durch einen Ausdampfbehälter (24) geführt ist, der gasseitig über eine Leitung (23) mit einem Zwischendruckanschluss (14) auf dem Verdichtungsweg des Schraubenverdichters (1) verbunden ist, um den Teilölstrom (35) mit einem dem Zwischendruck entsprechenden Druck einem Schmieranschluss (16) am Schraubenverdichter zuzuführen.
  2. Schraubenverdichtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdampfbehälter (24) geodätisch oberhalb der Schmierstellen am schraubenverdichter (1) angeordnet ist, um ein Gefälle für den Schmierdruck mit auszunutzen.
  3. Schraubenverdichtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausdampfbehälter (24) und dem Schmieranschluss (16) ein Sperrventil (17) angeordnet ist, um bei Stillstand ein Auslaufen von Oel aus dem Ausdampfbehälter (24) zu verhindern.
  4. Schraubenverdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abzweigung (11) ein Sperrventil (18) angeordnet ist, um bei Stillstand ein Zurücklaufen von Oel zu verhindern.
  5. Schraubenverdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausdampfbehälter (24) zur Unterstützung der Ausdampfleistung eine Heizeinrichtung (19) angebracht ist, welche im Stillstand eine Anreicherung des Oels mit Kältemittel verhindert.
  6. Schraubenverdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abzweigung (11) ein Drosselorgan (26) vorgesehen ist, um den Teilölstrom (35) zu beschränken.
  7. Schraubenverdichtereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abzweigung (11) als Drosselorgan ein Regelventil (20) vorgesehen ist, um entsprechend einem vorgegebenen Sollwert den Teilölstrom (35) in der Abzweigung (11) zu regeln.
  8. Schraubenverdichtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausdampfbehälter (24) und dem Schmieranschluss (16) zwei parallele Verbindungsleitungen (15a, 15b) vorgesehen sind, von denen eine (15a) eine Förderpumpe (22) mit Rückschlagventil (27) und die andere (15b) ein Rückschlagventil (28) aufweisen, um beim Start des Schraubenverdichters (1) die Förderung von Oel in den Schmieranschluss (16) zu unterstützen.
  9. Schraubenverdichter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er als Zwischenanschluss (14) einen Economizer-Anschluss aufweist, wie er für eine Zwischeneinspeisung eines Teilgasstromes bei Mehrfach-Entspannung des Gasstromes (31) vorgesehen ist.
  10. Schraubenverdichter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischendruckanschluss (14) über den ganzen Leistungsbereich, insbesondere auch bei extremer Teillast, keine Verbindung zum Saugraum aufweist, um einen für die Schmierung notwendigen Zwischendruck aufrecht zu erhalten.
  11. Schraubenverdichter mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher Schraubenverdichter insbesondere eine Wellenabdichtung aufweist und ein antriebsseitiges Lager auf der Saugseite besitzt.
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