[0001] Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider für einen luft-oder auch wassergekühlten
Kältemaschinensatz zur permanenten Ölrückführung in einen oder mehrere, im Verbund
geschaltete Verdichter, bestehend aus in einem Behälter ausgebildeten Flüssigkeitsabscheider,
mit einer in seinem Tiefenbereich angeordneten Sichtkontrolle zur Beobachtung der
über mindestens einen, etwa in halber Höhe des liegend angeordneten Ölsammelbehälters,
im Saugstrom angeordneten Eintrittsanschlusses zu den der Zahl der Verdichter entsprechenden
Sauganschlüssen mit weiterführenden Leitungselementen zu dem bzw. den Verdichter(n),
wobei diese unterschiedliche Leistungen ausweisen können.
[0002] Bevor auf den Stand der Technik eingegangen wird, soll zunächst auf die "Thermodynamischen
Grundlagen" von Anlagen mit mechanischen Verdichtern eingegangen 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.
[0003] Die thermodynamische Ausgangsbasis bezogen auf den Carnot-Prozeß ist

[0004] 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.
[0005] Bezeichnet man die indizierte Leistung des Verdichters mit Pi in kW,die Wärmezufuhr,
d.h. die Verflüssigungswärme im Kondensator bei p mit Q in kJ/h und die Wärmezufuhr
im Verdampfer bei T. zur Wiederverdampfung des Kältemittels mit P
o
Q o in kJ/h, so ist nach dem ersten Hauptsatz der Wärmelehre

T ist die Temperatur im Kondensator,
P ist der Druck im Kondensator,
To ist die Temperatur im Verdampfer,
Po ist die Temperatur im Verdichter.
[0006] Unter der Vielzahl der gebräuchlichen Kältemittel (FKW) ist u.a. das im Handel mit
R 22 gezeichnete Diofluormonochlormethan (CHF
2CI), das R 12 Difluordichlormethan (CF
2C1
2), sowie azeotope Gemische wie z.B. CHCIF
2/C
2Cl
2F
4 besonders häufig anzutreffen.
[0007] 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.
[0008] So viel zu der Ausgangsbasis der Verfahren, die auf Verdampfung eines Kältemittels
beruhen.
[0009] 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 Verdichtem erfolgt aus einem auf der Saugseite
im Kreislauf liegenden Ölsammelbehälter.Die zu den Verdichtem zurückfliessende Ölmenge
führt dabei über fest eingestellte Ventile. Die Anordnung der Verdichter erfolgt auf
einer Ebene, so daß ein relativ großer Platzbedarf erforderlich ist;
zu 3.) der Ölausgleich zwischen den Verdichtem 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.
[0010] Ergänzend ist noch festzuhalten, daß Ausführungen nach 3.) und 4.) fallweise mit
jeweils einem separaten Gasausgleichsrohr vorgesehen sind.
[0011] 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 sorfort 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.
[0012] Unabhängig von dieser Aussage ist 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 Schaugläsem 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.
[0013] 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 Öl in der notwendigen
Menge versorgt werden.
Mechanisch bewegte Teile, wie z.B. das Schwimmerventil, sollen dabei weitgehend vermieden
werden, und durch einfache Auswechselung von Einsatzteilen eine eventuell notwendig
werdende Anpassung der Ölrückführung an ein geändertes Verdichtervolumen durchführbar
sein.
[0014] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe sieht vor,
daß für die schwerkraftbedingte Trennung des zunächst aus Öl und fallweise noch nicht
vollständig verdampften Kältemittel bestehenden Flüssigkeits-Dampfgemisch und dem
bereits vollständig verdamptften Kältemittel ein Abscheidebehälter vorgesehen ist,
der mit einzelnen zu dem bzw. den Verdichtem führenden Ölsauganschlüssen versehen
ist,
und diese mit zentral in einem jeweils abgegrenzten Dampfabsaugebereich je eine verbundene
Ölabsaugung aufweisen,
daß die Ölabsaugung(en) jeweils aus einem unterschiedlich außen und ihnen kalibrierbaren
Steigrohr besteht bzw. bestehen, das jeweils in seiner durch die Leitflügel in einem
hülsenartig ausgebildeten Nippel gegebenen Zentrierlage gleichfalls die Ebene des
Austritts aus dem Steigrohr bestimmt und den Dampfabsaugebereich abgrenzt, und kraftschlüssig
einer in einem Winkeladapter angeordneten Trenndüse verbunden ist bzw. sind, wobei
die Trenndüse für die Trennung des Öles und des verdampften Kältemittels - in Anpassung
an die erforderliche Leistung - auswechselbar gestaltet ist, und hierbei der leichtere,
dampfförmige Anteil im zentralen Bereich von dem schwereren Ölanteil im peripheren
Bereich der Säugleitung umfaßt ist, und
daß der verdampfte Kältemittelanteil entlang der Leitflügel des Steigrohres zur Trenndüse
führbar ist.
[0015] Die Abscheidung, d.h. die schwerkraftbedingte Trennung der verdampften und unverdampften
Kältemittel erfolgt also in einen separaten, unmittelbar in der Saugströmung vor den
Verdichtern angeordneten, gemeinsamen Abscheidebehälter, aus dem die Ölsauganschlüsse
und die Dampfabsaugebereiche des Kältemittels zusammengeführt und über je eine Saugleitung
gemeinsam, jedoch bei voller Trennung des vollständig verdampften Kältemittels und
des Öles, den Verdichtem zugeführt wird.
[0016] Hierbei wird ein wesentlicher Teil des unverdampften Kältemittels bereits im Abscheidebehälter
selbst in seine verdampfte Form durch die über die Eintrittsanschlüsse zum Abscheidebehälter
geführte Mischströmung erzielte starke Bewegung der quasi schichtweise getrennten
Medienanteile bei Übergang des noch flüssigen Anteiles in den gasförmigen Anteil des
Kältemittels erreicht, und das 01 hieraus ausgeschieden und mit der bereits unten
lagernden Ölschicht vereint.
[0017] Die Ölabsaugung besteht jeweils aus einem unterschiedlich außen und innen kalibrierbaren
Steigrohr, s das in seinem Endbereich zentral durch den abgetrennten Dampfabsaugebereich
führt. Zwischen dem Steigrohr und der Abgrenzung des nippelartig ausgebildeten Dampfabsaugebereiches
sind Leitflügel angeordnet, die ein unangenehmes Pfeifen der abgesaugten Dämpfe verhindern.
Die Leitflügel fixieren die Ölabsaugungen kraftschlüssig und die Ebene des Ölaustritts
und des Dampfabsaugebereiches werden ebenfalls kraftschlüssig der in einem Winkeladapter
angeordneten Trenndüse zentral zugeordnet.
[0018] Die Trenndüse bewirkt die vollkommene Trennung und Zusammenführung der Restteile
des noch nicht vollständig verdampften Kältemittels bei vollständiger Überführung
des Kältemittelstromes in Dampfform und die Separierung des Ölanteiles, der sich als
Grenzschicht am peripheren Bereich der Innenausnehmung des Winkeladapters und der
weiterführenden Saugleitung niederschlägt.
[0019] Zur Ausbildung des Winkeladapters und der Anordnung der Trenndüse wird vermerkt,
daß dieser aus einem hülsenartig ausgebildeten, mit der Wandung des Abscheidebehälters
verbundenen, gewindetragenden Nippel besteht, dem achsgleich der die Trenndüse aufnehmende
Zweig des Winkeladapters mit diesem über trennbare Mittel verbindbar ist, wobei die
Innenausbildung dieses Zweiges mit einem in Strömungsrichtung wirksamen Anschlag für
die Trenndüse versehen ist und im weiteren mit deren Außenform korrespondiert oder
diese in den Zweig einschraubbar ist.
[0020] Die Anordnung der Trenndüse im Winkeladapter läßt deren Auswechselung bei geänderten
Betriebsbedingungen auf einfache Weist zu.
[0021] Ergänzend zur Ausbildung der Ölabsaugungen ist zu erwähnen,
daß das durch Leitflügel kraftschlüssig fixierte Steigrohr in seinem Eintrittsbereich
mit einem Stützring versehen ist,
zwischen dem und der Innenwandung des Abscheidebehälters eine Druckfeder angeordnet
ist.
[0022] Diese Ausbildung erlaubt bei einfacher Auswechselbarkeit des kraftschlüssig aus dem
Behälter führenden Nippel angeordneten Steigrohres, und bei Aufstand der Druckfeder
auf dem Grund des Behälters, die Unterbindung oder zumindest eine wesentliche Dämpfung
störender Vibrationen.
[0023] Das Steigrohr ist aus strömungstechnischen Gründen austrittsseitig winklig angephast
oder abgerundet.
[0024] Unabhängig davon kann vorgesehen werden, das das Steigrohr, in Strömungsrichtung
gesehen, mit einem verschieden dimensionierbaren, auswechselbaren Kopfstück zur Einstellung
des Ringspaltes zwischen der Trenndüse und dem Steigrohr versehen ist.
[0025] Diese weitere Variationsmöglichkeit zur Einstellung des Ringspaltes wird zwar in
der Regel nicht benötigt, sie muß jedoch als wertvolles Hilfsmittel bei sich ändernden
Bedingungen oder bei der empirischen Ermittlung des optimalen Ringspaltquerschnittes
betrachtet werden.
[0026] Zur Konzeption der Trenndüse übergehend wird vorgeschlagen,
daß die auswechselbare Trenndüse eine Doppelkegelstumpfdüse ist, die eingangsseitig
in ihrer Innenformgebung einen weiten, über eine geringe Länge sich verengenden Kegelstumpfabschnitt
bildet, dem sich über einen verbindenden kurzen, zylindrischen Abschnitt ein in Strömungsrichtung
sich erweiternder Kegelstumpfabschnitt anschließt.
[0027] Die Ausbildung der Trenndüse als Doppelkegelstumpfdüse hat sich im Verlauf der Entwicklung
als besonders vorteilhaft erwiesen, 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. ;,
[0028] Grundsätzlich muß noch dazu bemerkt werden, daß der Eintrittswinkel des kurzen Kegeistumpfabschnittes
größer als der Austrittswinkel des langen Kegelstumpfabschnittes ist.
Selbstverständlich kann die Trenndüsse auch mehr teilig ausgebildet sein, so daß bei
eventuellen Variationen der Kegelstumpfwinkel jeweils nur die eine Hälfte ausgetauscht
werden muß, bevor man sich zu einem Gesmatwechsel entschließt. Im Rahmen des weiteren
Aufbaues ist vorgesehen, daß die Verdichter in einem Etagengestell, in der Regel unterhalb
des Abscheidebehälters, angeordnet sind.
[0029] Dieser außerordentlich raumsparende Aufbau erlaubt gleichfalls eine übersichtige
Gliederung des Kältemaschinensatzes und eine wirkungsvolle Anordnung des Kondensators
und der Verflüssigungs-Ventilatoren.
Der groß zu dimensionierende Abscheidebehälter sieht ein in seinem unteren Bereich
angebrachtes Schauglas mit einliegender Schwimmerperle vor, so daß die optische Beobachtung
von rückfließendem Öl und unverdampftem Kältemittel ergänzend auf einfache Weise überprüft
werden kann.
[0030] Zusammenfassend ist festzuhalten, daß die vorliegende Erfindung in vollem Umfang
der Aufgabenstellung gerecht wird.
[0031] Die Erfindung wird durch die beigefügte Systemdarstellung und Zeichnungen einer beispielsweisen
Ausführung näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch einen Kältekreislauf bei dem der Abscheidebehälter leistungsabgestuften
Verdichtem 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.
[0032] Dem Schaubild nach Figur 1 ist zu entnehmen, daß aus dem Kältemittelsammelbehälter
21 das Kältemittel über die 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 Abscheidebehälter 2
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
[0033] Ein wesentlicher Teil des flüssig einlagemden 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.
[0034] An mehreren Stellen, beispielsweise nach Figur 1 und 4, sind Ölansauganschlüsse 5
vorgesehen, wobei die ihnen jeweils zugeordnete Ölabsaugung 6 und die das jeweils
aus dem Dampfabsaugebereich 7 entnommene Gas gemeinsam dem Winkeladapter 10 zuführt,
in dem eine Trenndüse 11 das Öl so separiert, daß dieses als wandernde Grenzschicht
der Innenperipherie des Winkeladapters 10 und der zu einem Verdichter 8 führenden
Saugleitung 5.1 anhaftet, während der Kältemitteldampfstrom im Zentrum dieses Leitungssystems
geführt ist.
[0035] Im Verdichter 8 wird beispielsweise durch eine Ölfalle das zugeführte Öl aufgenommen
und im weiteren in dessen Kurbelwanne überführt.
[0036] Das System nach Figur 1 sieht vier getrennte Verdichter 8.1 bis 8.4 vor, die über
vier aus dem Abscheidebehälter 2 führende Ölabsaugungen 6, mit jeweils zugeordnetem
Dampfabsaugebereich 7, die Verdichter mit dem Schmier-und Kältemittel vorsorgen. 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.
[0037] Figur 2 ist bereits hinreichend durch die hierzu eingangs gegebene Legende beschrieben.
[0038] Die Figur 3 zeigt den Kältemaschinensatz 1 in Front-und Seitenansicht.
[0039] Dieser besteht aus einem etagenförmigen Gestell 9, dem - vgl. die linke Figur - ein
über die ganze Gestellhöhe greifender Kondensator 20 zugeordnet ist, wobei in den
einzelnen Etagen untereinander der Abscheidebehälter 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.
[0040] Die Verflüssiger-Ventilatoren 14.2 bis 14.4 sind dem Kondensator 20 und der Verflüssiger-Ventilator
14.1 sowohl dem Kondensator als auch dem Abscheidebehälter 2 zugeordnet, wobei das
Etagengestell 9 zusätzlich den Sammelbehälter 21 mit aufnimmt.
[0041] Die Kühlluftströmung ist dabei durch die hohl gezeichneten Pfeile in ihrer Richtung
ausgewiesen.
[0042] Die Versorgung der einzelnen Verdichter 8.1 bis 8.4 mit Schmieröl und Kältemittel
erfolgt ausgehend von dem Abscheidebehälter 2 jeweils für jeden Verdichter 8.1 bis
8.4 über den 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.
[0043] 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.
[0044] Aus Figur 3 ist weiter ein wesentlicher Vorteil des Systemes zu erkennen, und zwar,
die Möglichkeit einer äußerst kompakten raumsparenden Bauweise.
[0045] Figur 4 zeigt die apparative Konzeption zur Trennung der aus dem Abscheidebehälter
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 kalibrierbare 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 Abscheidebehälters 2 heraustretend
und mit diesem verschweißt sowie mit einem Außengewinde versehen, das 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.
[0046] Des weiteren wird durch den gewählten Überstand des Steigrohres 6.1 über die Leitflügel
6.2 die Ebene das 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.
[0047] 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.
[0048] 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 Kegelstumpfabschnitts 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.
[0049] Die zu dem jeweiligen Verdichter 8 führende Saugleitung 5.1 geht rechtwinklig von
dem Winkeladapter ab.
1. Flüssigkeitsabscheider für einen luft-oder auch wassergekühlten Kältemaschinensatz
(1) zur permanenten Ölrückführung in einen oder mehrere, im Verbund geschaltete Verdichter
(8) bzw. (8.1 bis 8.4), bestehend aus in einem Behälter ausgebildeten Flüssigkeitsabscheider,
mit einer in seinem Tiefenbereich angeordneten Sichtkontrolle (3) zur Beobachtung
der über mindestens einen, etwa in halber Höhe des liegend angeordneten Ölsammelbehälters,
im Saugstrom angeordneten Eintrittsanschlusses (4) zu den der Zahl der Verdichter
(8) entsprechenden Sauganschlüssen (5 und 5.1) mit weiterführenden Leitungselementen
(6,7,11,12) zu dem bzw. den Verdichter(n) (8,8.1 bis 8.4), wobei diese unterschiedliche
Leistungen ausweisen können, dadadurch gekennzeichnet,
daß für die schwerkraftbedingte Trennung des zunächst aus Öl und fallweise noch nicht
vollständig verdampften Kältemittel bestehenden Flüssigkeits-Dampfgemisch und dem
bereits vollständig verdampften Kältemittel ein Abscheidebehälter (2) vorgesehen ist,
der mit einzelnen zu dem bzw. den Verdichtern (8,8.1 bis 8.4) führenden Ölsauganschlüssen
(5) versehen ist,
und diese mit zentral in einem jeweils abgegrenzten Dampfabsaugebereich (7) je eine
verbundene Ölabsaugungen (6) aufweisen,
daß die Ölabsaugung(en) (6) jeweils aus einem unterschiedlich außen und innen kalibrierbaren
Steigrohr (6.1) besteht bzw. bestehen, das jeweils in seiner durch die Leitflügel
(6.2) in einem hülsenartig ausgebildeten Nippel (10.1) gegebenen Zentrierlage gleichfalls
die Ebene des Austritts ,(6.3) aus dem Steigrohr (6.1) bestimmt und den Dampfabsaugebereich
(7) abgrenzt, und kraftschlüssig einer in einem Winkeladapter (10) angeordneten Trenndüse
(11) verbunden ist bzw. sind, wobei die Trenndüse (11) für die Trennung des Öles und
des verdampften Kältemittels - in Anpassung an die erforderliche Leistung - auswechselbar
gestaltet ist, und hierbei der leichtere, dampfförmige Anteil im zentralen Bereich
von dem schwereren Ölanteil im peripheren Bereich der Saugleitung (5.1) umfaßt ist,
und
daß der verdampfte Kältemittelanteil entlang der Leitflügel (6.2) des Steigrohres
(6.1) zur Trenndüse (11) führbar ist.
2. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkeladapter (10) aus einem hülsenartig ausgebildeten, mit der Wandung' des
Abscheidebehälters (2) verbundenen, gewindetragenden Nippel (10.1) besteht, dem achsgleich
der die Trenndüse (11) aufnehmende Zweig (10.2) des Winkeladapters (10) mit diesem
über trennbare Mittel (10.3) verbindbar ist, wobei die Innenausbildung dieses Zweiges
(10.2) mit einem in Strömungsrichtung wirksamen Anschlag (10.4) für die Trenndüse
(11) versehen ist und im weiteren mit deren Außenform korrespondiert oder diese in
den Zweig (10.2) einschraubbar ist.
3. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das durch Leitflügel (6.2) kraftschlüssig fixierte Steigrohr (6.1) in seinem Eintrittsbereich
mit einem Stützring (6.4) versehen ist, zwischen dem und der Innenwandung (2.1) des
Abscheidebehälters (2) eine Druckfeder (6.5) angeordnet ist.
4. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr
(6.1) austrittsseitig winklig angephast oder abgerundet ist.
5. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steigrohr (6.1), im 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.
6. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die auswechselbare Trenndüse (11) eine Doppelkegelstumpfdüse ist, die eingangsseitig
in ihrer Innenformgebung einen weiten, über eine geringe Länge sich verengenden Kegelstumpfabschnitt
(11.1) bildet, dem sich über einen verbindenden kurzen, zylindrischen Abschnitt (11.2)
ein in Strömungsrichtung sich erweiternder Kegelstumpfabschnitt (11.3) anschließt.
7. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eintrittswinkel (11.4) des kurzen Kegelstumpfabschnittes (11.1) größer als
der Austrittswinkel (11.5) des langen Kegelstumpfabschnittes (11.3) ist.
8. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1,2,5,6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trenndüse (11) mehrteilig ausgebildet ist.
9. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdichter (8, 8.1 bis 8.4) in einem Etagengestell (9), in der Regel unterhalb
des Abscheidebehälters (2), angeordnet sind.
10. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verflüssiger-Ventilatoren (14.2 bis (14.4) dem Kondensator (20) und der Verflüssiger-Ventilätor
(14.1) dem Kondensator (20) und dem Abscheidebehälter (2) zugeordnet sind.