EP0758054B1 - Oil circulation system for screw compressors - Google Patents
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- EP0758054B1 EP0758054B1 EP95810503A EP95810503A EP0758054B1 EP 0758054 B1 EP0758054 B1 EP 0758054B1 EP 95810503 A EP95810503 A EP 95810503A EP 95810503 A EP95810503 A EP 95810503A EP 0758054 B1 EP0758054 B1 EP 0758054B1
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Classifications
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- F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
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- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
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- 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 is about a Screw compressor device for refrigerants with refrigerant-soluble oils, preferably for ammonia polyalkylene glycol soluble therein, with a flow after a screw compressor in a under Oil separator at outlet pressure in a gas stream and is divided into an oil flow and the oil flow via a throttle and an oil inlet in the Screw compressor arrives.
- Screw compressors roll two helical rotors, main and secondary rotor, in a housing (e.g. EP-A-0 030 619). Enlarged during the suction process the tooth gap between the rotors Gas is sucked in. As the rotors continue to turn closes this gap when crossing the Inlet control edge. The counter wheel engages when turning further into the gap and continuously reduces the enclosed gas space, the gas is compressed until finally reaches the exit control edge and that compressed gas is pushed out.
- a housing e.g. EP-A-0 030 619
- Screw compressor 1 becomes one with oil particles penetrated gas stream 30 via a pressure line 2 promoted an oil separator 3. From there the deoiled gas stream 31 in the sense of refrigeration Cycle to a condenser. That in Oil separator 3 separated oil passes through a Line 4 to a water or air-cooled oil cooler 5, in which the heat of compression is dissipated. The oil is from there via a line 6, an oil filter 7 Check valve 8, a solenoid valve 9 and one Oil inlet 10 fed back to the compressor 1, wherein usually the pressure difference between pressure and Suction side on the compressor used for oil delivery becomes.
- Part of this returned oil is used for the Lubrication of the bearings and in so-called "open" Compressors with the drive shaft facing outwards is performed for the lubrication and cooling of the Shaft seal used.
- the rotating one Shaft seal is used to drive the compressor drive shaft to seal against the atmosphere.
- the NH3-soluble oils accumulate due to the Solution behavior according to the given in the oil separator Pressure and temperature conditions with a certain Amount of NH3 at a normal operating point e.g. With approx. 6% NH3 in oil.
- a normal operating point e.g. With approx. 6% NH3 in oil.
- the shaft seal and the drive-side bearing will Oil relaxed at suction pressure.
- the NH3 absorption capacity of oil decreases at a normal operating point e.g. to approx. 3% NH3 in the oil, so that the difference of approx. 3% NH3 inevitably evaporates from the oil. Because of the very large steam volume of NH3 is created by this Evaporation process 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 that do oil intended for lubrication and sealing via a Throttle point 25 relaxed and over one Evaporation container 21 leads, the vapor space via a Line 12 with the suction side 29 of the screw compressor 1 communicates.
- This "degasses" the oil and can with better lubrication of the shaft seal and be supplied to the drive side bearing, the necessary pressure difference generated by an oil pump 13 becomes.
- This arrangement has the disadvantage that the Screw compressor during its operation from the Functionality of an oil pump depends. Another Disadvantage is that with the start of such Screw compressor device the oil behind the Throttle point 25 foams and partly as foam the lubrication points.
- the object of the invention is to address these circumstances improve.
- This arrangement has the advantage that with one Power failure the lubrication pressure does not collapse during the run-out of the screw compressor, because the pressure difference between final pressure and intermediate pressure if at all slowly after the standstill of the Dismantles screw compressor. In the further there is none Oil pump necessary. In addition, the lubricating oil discharged steam is fed in at intermediate pressure, so that its compression from suction pressure to intermediate pressure and thus the cooling capacity of the cycle is improved.
- the evaporation tank above to arrange the screw compressor and with check valves emptying the evaporation tank and the supply line in the To prevent standstill, at least the geodesic To have gradients available. If the pressure difference between final pressure and intermediate pressure in the start phase is small, you can also use an oil pump after Provide evaporation containers which, after starting, i.e. at sufficient pressure difference is switched off.
- the figures are used to improve the lubrication of Bearings and shaft seals on screw compressors for Refrigerant shown with refrigerant-soluble oils.
- a typical application results for example for Ammonia with soluble polyalkylene glycol.
- the oil flow returned to the screw compressor before the pressure is reduced to approximately the compressor suction pressure a partial oil flow is withdrawn at an intermediate pressure and is passed over an evaporation tank significant proportions of dissolved refrigerant in one Intermediate pressure connection on the compression path of the Screw compressor can be fed.
- Corresponding the lubricating properties are more favorable than the rest Partial oil flow at the lubrication connection and the disadvantages of Pressure collapse or foam delivery at one Oil pumps are not required since there is no oil pump with a suitable one Intermediate pressure is necessary.
- a screw compressor 1 promotes ammonia Gaseous form from a suction line 29 and compresses it, being Polyalkylene glycol injected at an oil inlet 10 the sealing effect between the To improve compression chambers.
- a throttle point 25 is shown for the resistance of the Nozzles or orifices during injection.
- the one against Final pressure emerging from the screw compressor 1 Flow 30 is a via a pressure line Oil separator 3 supplied, which has a gas space 3a, from which a gas stream 31 is not shown Condenser is supplied while at the bottom of the Oil separator 3 is an oil supply 3b, from which an oil flow 32 via a line 4 through an oil cooler 5 is performed.
- the cooled oil flow 32 enters one Line 6 via an oil filter 7, a check valve 8 and a solenoid valve 9 to the throttle point 25 and Oil entry 10.
- a Branch 11 Before the throttle point 25 is in a Branch 11 is a partial oil flow 35 for the lubrication of Bearings and shaft seals branched and into one Evaporation tank led under the pressure of a Intermediate pressure port 14 on the compression path of the Screw compressor 1 stands.
- the pressure at entering the branch 11 must therefore be somewhat higher than the pressure in the Intermediate pressure port 14 to be with an aperture 26th to restrict the partial oil flow 35.
- a Outgassing of ammonia takes place via a line 23 is fed in at the intermediate pressure connection 14.
- the Outgassing can be by a heater 19, as in 4 and 5 is supported.
- the degassed partial oil flow enters via a line 15 and Solenoid valve 17 to a lubrication connection 16 and after Running through bearings and shaft seals in one Suction chamber 29 at the compressor inlet back into the gas flow.
- the evaporation tank 24 is above the Screw compressor 1 arranged and the solenoid valve 17th is closed at a standstill in order to take one under To have gravity supply of oil.
- FIG. 5 only the circle from partial oil flow 35 is shown Compared to Figure 3 expanded by further components been.
- a solenoid valve 18 provided that a flow of Prevents oil from the higher areas, and the Partial oil flow 35 is limited by a control valve 20, which, for example, the oil level in the evaporation tank 24 holds constant.
- a heater 19 favors this Degassing refrigerant.
- Line 15 bifurcates the solenoid valve 17 in a line 15a, in which a Oil pump 22 with check valve 27 as a starting aid is installed, and in a strand 15b with a Check valve 28 to the shutdown oil pump 22nd to convey past into the lubrication port 16.
- Such Booster pump 22 could always run when the intermediate pressure for the lubrication is insufficient.
- the Control valve 20 would correspond to the partial oil flow 35 Track the pumping capacity of the pump 22.
- Figure 4 shows one compared to Figures 3 and 5 Arrangement in which the branch 11 for the partial oil flow 35 goes in front of the oil cooler 5.
- the partial oil flow arrives already much hotter via a solenoid valve 18 and a Control valve 20 in the evaporation tank 24.
- One on Evaporation tank 24 attached heater 19 is therefore only be necessary in exceptional cases.
- the oil also arrives via a line 15 and Solenoid valve 17 in the lubrication port 16, which Solenoid valve 17 when the oil supply is at a standstill located evaporation container 21.
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.The invention is about a Screw compressor device for refrigerants with refrigerant-soluble oils, preferably for ammonia polyalkylene glycol soluble therein, with a flow after a screw compressor in a under Oil separator at outlet pressure in a gas stream and is divided into an oil flow and the oil flow via a throttle and an oil inlet in the Screw compressor arrives.
Bei Schraubenverdichtern wälzen sich zwei schraubenförmige Rotoren, Haupt- und Nebenläufer, in einem Gehäuse ab (z. B EP-A-0 030 619). 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. Screw compressors roll two helical rotors, main and secondary rotor, in a housing (e.g. EP-A-0 030 619). Enlarged during the suction process the tooth gap between the rotors Gas is sucked in. As the rotors continue to turn closes this gap when crossing the Inlet control edge. The counter wheel engages when turning further into the gap and continuously reduces the enclosed gas space, the gas is compressed until finally reaches the exit control edge and that compressed gas is pushed out.
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.In the gas flow to be pumped is in the compression room a relatively large amount of oil is injected to a better seal and thereby an improvement of the To achieve delivery levels and part of the Dissipate heat of compression with the oil. This oil must on the pressure side of the compressor by a Oil separator separated from the gas stream again be, because otherwise the refrigeration cycle in undesirable Way would strain.
Fig.1 zeigt eine solche bekannte Einrichtung:1 shows such a known device:
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 31 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.Screw
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.For example, NH3 refrigeration systems used to be almost exclusively with so-called flooded evaporators and operated with NH3-insoluble mineral oils. This Mineral oils could not because of the insolubility enrich with NH3, so that largely pure oil again for the lubrication of the bearings and the shaft seal for Was available. For NH3 screw compressors this is Supply of the shaft seal and that on the suction side lying drive side bearing with lubricating oil have become problematic since such times Screw compressor refrigeration systems increasingly with NH3-soluble Oil, a polyalkylene glycol, or PAG oil for short called, operated. These are NH3-soluble oils Prerequisite for a so-called Dry expansion evaporation, with which the NH3 filling quantity in the refrigeration cycle compared to flooded operation can be significantly reduced. Due to the applicable Accident prevention regulations are used in modern Refrigeration made great efforts, NH3 refrigeration systems with the smallest possible fill quantities to manufacture.
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.The NH3-soluble oils accumulate due to the Solution behavior according to the given in the oil separator Pressure and temperature conditions with a certain Amount of NH3 at a normal operating point e.g. With approx. 6% NH3 in oil. When supplying the oil The shaft seal and the drive-side bearing will Oil relaxed at suction pressure. The NH3 absorption capacity of oil decreases at a normal operating point e.g. to approx. 3% NH3 in the oil, so that the difference of approx. 3% NH3 inevitably evaporates from the oil. Because of the very large steam volume of NH3 is created by this Evaporation process a large volume of oil foam (at a normal operating point approx. 11 times the volume compared to pure oil), its lubricating effect compared to pure oil is much less. The often leads to very rapid wear the shaft seal and partly also the drive side Bearing due to insufficient lubrication. They are facilities known to remedy this circumstance to a limited extent.
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.Figure 2 shows a known device for
Refrigerant-soluble oils on screw compressors that do
oil intended for lubrication and sealing via a
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Umstände zu verbessern.The object of the invention is to address these circumstances improve.
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.This problem is solved by in front of the throttle A partial oil flow for lubrication via a branch is branched off from bearings and / or shaft seals, which is passed through an evaporation tank, the gas side via a line with a Intermediate pressure connection on the compression path of the Screw compressor is connected to the partial oil flow with a pressure corresponding to the intermediate pressure Feed the lubrication connection to the screw compressor.
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.This arrangement has the advantage that with one Power failure the lubrication pressure does not collapse during the run-out of the screw compressor, because the pressure difference between final pressure and intermediate pressure if at all slowly after the standstill of the Dismantles screw compressor. In the further there is none Oil pump necessary. In addition, the lubricating oil discharged steam is fed in at intermediate pressure, so that its compression from suction pressure to intermediate pressure and thus the cooling capacity of the cycle is improved.
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. Further advantageous developments of the invention are
shown in
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.Many of the screw compressor designs feature that Possibility of getting into the already partially compressed gas to additionally draw in a secondary gas flow. An opening in the housing is arranged so that in the tooth gap at this point a medium pressure from the suction and final pressure is reached. With a two-stage relaxation that will be Gas of the first relaxation stage through this opening in sucked the compression space. With this "economizer circuit" improves the efficiency of the Refrigeration system. One advantage of the above setup is in that the screw compressors that such Economizer connection, constructively not must be changed to use the facility close.
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.
- Fig. 3
- schematically a device according to the invention, in which a partial oil flow is removed after passing through an oil cooler;
- Fig. 4
- schematically a device according to the invention, in which a partial oil stream is taken uncooled before the oil cooler; and
- Fig. 5
- schematically a device analogous to Figure 3, in which an auxiliary pump supports the lubrication when starting the screw compressor.
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.The figures are used to improve the lubrication of Bearings and shaft seals on screw compressors for Refrigerant shown with refrigerant-soluble oils. A typical application results for example for Ammonia with soluble polyalkylene glycol. Thereby, that the oil flow returned to the screw compressor before the pressure is reduced to approximately the compressor suction pressure a partial oil flow is withdrawn at an intermediate pressure and is passed over an evaporation tank significant proportions of dissolved refrigerant in one Intermediate pressure connection on the compression path of the Screw compressor can be fed. Corresponding the lubricating properties are more favorable than the rest Partial oil flow at the lubrication connection and the disadvantages of Pressure collapse or foam delivery at one Oil pumps are not required since there is no oil pump with a suitable one Intermediate pressure is necessary.
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.In Figure 3, a
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.The
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.In FIG. 5, only the circle from
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.Figure 4 shows one compared to Figures 3 and 5
Arrangement in which the
Claims (11)
- Screw compressor apparatus for refrigerants with oils soluble in refrigerants, preferably for ammonia with polyalkylene glycol soluble therein, wherein a delivery flow (30) is divided after a screw compressor (1) in an oil separator (3) under exit pressure into a gas flow (31) and an oil flow (32), and the oil flow (32) enters into the screw compressor (1) via a restrictor (25) and an oil inlet (10),
characterised in that a partial oil flow (35) is branched off before the restrictor (25) via a branch (11) for the lubrication of bearings and/or shaft seals, which partial oil flow (35) is led through a vapour separation container (24), which is connected on the gas side via a line (23) to an intermediate pressure connection (14) on the compression path of the screw compressor (1) in order to feed the partial oil flow (35) to a lubricating connection (16) at the screw compressor (1) with a pressure corresponding to the intermediate pressure. - Screw compressor apparatus in accordance with claim 1 characterised in that the vapour separation container (24) is geodetically arranged above the lubrication points at the screw compressor (1) in order to exploit a head for the lubrication pressure.
- Screw compressor apparatus in accordance with claim 2 characterised in that a blocking valve (17) is arranged between the vapour separation container (24) and the lubricating connection (16) in order to prevent oil from running out of the vapour separation container the stationary state.
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 3 characterised in that a blocking valve (18) is arranged in the branch (11) in order to prevent oil from flowing backward in the stationary state.
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 4 characterised in that a heater device (19) is mounted at the vapour separation container (24) to assist the vapour separation performance and prevents an enrichment of the oil with refrigerant in the stationary state.
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 5 characterised in that a restrictor member (26) is provided in the branch (11) in order to limit the partial oil flow (35).
- Screw compressor apparatus in accordance with claim 6 characterised in that a control valve (20) is provided in the branch (11) as a restrictor member in order to regulate the partial oil flow (35) in the branch (11) accordance with a prespecified desired value.
- Screw compressor apparatus in accordance with claims 1 to 7 characterised in that two parallel connection lines (15a, 15b) are provided between the vapour separation container (24) and the lubricating connection (16), of which one (15a) has a delivery pump (22) with a non-return valve (27) and the other (15b) has a non-return valve (28) in order to assist the transport of oil into the lubricating connection during start-up of the screw compressor (1).
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 8 characterised in that the screw compressor has an economizer connection as intermediate connection (14) such as is provided for an intermediate infeed of a partial gas flow for multiple relaxation of the gas flow (31).
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 8 characterised in that the intermediate pressure connection (14) has no connection to the suction space over the entire power range, in particular even at extreme partial loading, in order to maintain the intermediate pressure necessary for the lubrication.
- Screw compressor apparatus in accordance with one of the claims 1 to 8, wherein the screw compressor in particular has a shaft seal and possesses a drive bearing on the suction side.
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