Öl- und Feuchtigkeitsabscheider für Kälte- und Druckluftanlagen

Abstract

 Für die Abscheidung von Öl und Feuchtigkeit bei Kälte-und Druckluftanlagen ist vorgesehen, den zugeführten Gasstrom durch ein elektrostatisches Feld zu führen. Hierzu wird eine Hoch-Gleichspannungsquelle (10) zwischen einer Zylindermantelfläche (7) als Anode und einem im Abstand koaxial zugeordneten und innen liegenden mechanisch durchlässigem Zylinder (9) aus einem Streckmetall- oder Maschendrahtgeflecht als Kathode angeschlossen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Öl- und Feuchtigkeitsabscheider für Kälte- und Druckluftanlagen, wobei der zugeführte Ölanteil und eventuelle Feuchtigkeit aus dem Gasstrom, bestehend aus Luft, Fluor-Kohlenwasserstoffen, Ammoniak oder dergleichen, separiert sowie das gewonnene Öl dem Schmiersystem des Verdichters wieder zugeführt und der Wasseranteil separiert wird.

[0002] Kälteanlagen mit ölgeschmierten Verdichtern und mechanischen Ölabscheidern sind bekannt. Diese Ölabscheider haben die Aufgabe, die von dem Verdichter dem Kältemittelstrom zugeführten Ölanteile weitgehend aus dem Gasstrom zu separieren, damit dieses Öl dem Schmiersystem des Verdichters wieder zugeführt wird. Der Mangel von mechanischen Ölabscheidern besteht im wesentlichen in ihren großen Abmessungen. Dieses ist insbesondere bei Anlagen mit Schraubenverdichtern der Fall, die erhebliche Ölmengen zur Schmierung und Kühlung der Rotoren in Umlauf bringen.

[0003] Ferner besteht der Mangel, daß jegliche Feuchtigkeit die Anlagen belastet, indem Korrosionsprobleme, Verstopfungen durch Einfrieren oder dergleichen auftreten.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Öl- und Feuchtigkeitsabscheider zu schaffen, der mit relativ kleinen Abmessungen einen großen Ausscheidungsgrad von Öl bzw. Feuchtigkeit aus dem Gasstrom, wie Kältemittel oder der Prozessluft, gewährleistet.

[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der zugeführte Kältemittel- oder Luftstrom mit seinem Öl- und Feuchtigkeitsanteil durch ein elektrostatisches Feld durchführbar ist bzw. ein elektrostatisches Feld tangiert.

[0006] Hierbei wird erreicht, daß durch die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten des Kältemittels, des Öles und des Wassers es dazu kommt, die stärker aufgeladenen Ölanteile bzw. polarisierten Wasseranteile zu separieren und abzuführen.

[0007] Eine Anordnung zur Durchführung wird dadurch geschaffen, daß das elektrostatische Feld zwischen einer Zylindermantelfläche als Anode und einem im Abstand koaxial zugeordneten und innen liegenden mechanisch durchlässigem Zylinder aus einem Streckmetall- oder Maschendrahtgeflecht als Kathode durch Anlegen einer Hoch-Gleichspannungsquelle gebildet ist.

[0008] Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Kältemittel oder die Luft den Zylinder in seiner Längsachse senkrecht zum elektrostatischen Feld durchströmt und der Eintrittsbereich zur Turbulenzerzeugung ein schräggestelltes Eintrittsrohr bzw. ein schraubenförmig ausgebildetes Führungsblech aufweist.

[0009] Zur Drosselung der Strömgeschwindigkeit des Mediums wird vorgeschlagen, daß der Ausgangsbereich des Zylinders durch einen Filter aus einem Dielektrikum, beispielsweise aus Spänen halogenierter Polyethyläne, wie Teflon, gebildet ist. Hierdurch erfährt der vom Öl befreite Kältemitteldampf beim Austritt auch eine statische Entladung mittels Oberflächen-Influenz.

[0010] Ferner wird vorgescnlagen, daß die Hoch-Gleichspannungsquelle zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes als prozeßgesteuerte Hochspannungsquelle in Abhängigkeit zur Feldstärkenschwankung steuerbar ist.

[0011] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Prinzipschaltbild einer Kälteanlage,

Figur 2 einen Öl- und Feuchtigkeitsabscheider,

[0012] Bei der dargestellten Kälteanlage ist ein ölgeschmierter Verdichter 1 mit einem Ölabscheider 2 verbunden, der in einer Leitung zum Kondensator 3 eingeschaltet ist. Der Ölabscheider 2 ist dabei über eine Leitung 4 zur Rückführung des Öls mit dem Verdichter 1 verbunden. Das vom Öl separierte Kältemittel wird dem Kondensator 3 zugeführt und über ein Drosselventil 5 in einem Kühler 6 entspannt. Aus dem Kühler 6 wird das verdampfte Kältemittel von dem Verdichter 1 angesaugt und auf das erforderliche höhere Druck-/Temperaturniveau gebracht.

[0013] Der Ölabscheider 2 ist dabei für eine elektrostatische Arbeitsweise ausgebildet und nutzt die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten von Öl und dem Kältemittel zur Trennung. Der Ölabscheider 2 besteht aus einem druckfesten Zylinder 7 aus einem elektrisch leitenden Material in dem über Isolierkörper 8 in einem Abstand ein koaxial zugeordnetes mechanisch durchlässiger Zylinder 9 aus einem Streckmetall- oder Maschendrahtgeflecht angeordnet ist. Hierbei ist der Zylinder 7 als Anode und der Zylinder 9 als Kathode mit einer Hoch-Gleichspannungsquelle 10 entsprechend verbunden. Die Hoch-Gleichspannungsquelle 10 ist dabei in bekannter Weise über einen Impulsgenerator regelbar.

[0014] Zur Einleitung des mit Öl- und Feuchtigkeit vermischten Kältemittels in den Ölabscheider 2 ist ein schräggestelltes Rohr 14 oder ein schraubenförmiges Blech im Eintrittsbereich angeordnet. Hierdurch wird eine zyclonähnliche Turbulenz im Eingangsbereich erreicht um einen kontinuierlichen Kontakt des geführten Gemisches mit dem als Kathode ausgebildeten Zylinder 9 zu erzielen.

[0015] Aufgrund des eingestellten elektrischen Feldes zwischen dem Zylinder 7 und dem Zylinder 9 in der Größenordnung von 60 bis 90 KU/m werden die stärker aufgeladenen Öl-Aerosole in Richtung der Mantelfläche des Zylinders 7 geleitet, während die Kältemittel-Moleküle in der rotierenden Strömungsrichtung zum Ausgangsbereich des Ölabscheiders 2 streben und die polarisierten Moleküle kondensieren. Mit der äußeren Mantelfläche des Zylinders 7 ist ein Ölsammler 11 verbunden, der über die Leitung 4 mit dem Verdichter 1 verbunden ist. Der Ausgangsbereich des Ölabscheiders 2 ist durch einen Filter 12 abgedeckt und durch Teflonspäne gebildet, um die Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Gemisches zu drosseln. Zu diesem Zweck ist auch der Austritt 13 gegenüber der Strömungsrichtung um 90° versetzt angeordnet.

Ansprüche

1. Öl- und Feuchtigkeitsabscheider für Kälte- und Druckluftanlagen, wobei der zugeführte Ölanteil und even- L tuelle Feuchtigkeit aus dem Gasstrom, bestehend aus Luft, Fluor-Kohlenwasserstoffen, Ammoniak oder dergleichen, separiert sowie das gewonnene Öl dem Schmiersystem des Verdichters wieder zugeführt und der Wasseranteil separiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeführte Gasstrom mit seinem Öl- und Feuchtigkeitsanteil durch ein elektrostatisches Feld führbar ist bzw. ein elektrostatisches Feld tangiert.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische Feld zwischen einer Zylindermantelfläche (7) als Anode und einem im Abstand koaxial zugeordneten und innen liegenden mechanisch durchlässigem Zylinder (9) aus einem Streckmetall-oder Maschendrahtgeflecht als Kathode durch Anlegen einer Hoch-Gleichspannungsquelle (10) gebildet ist.

3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kältemittel oder die Luft den Zylinder (7,9) in seiner Längsachse senkrecht zum elektrostatischen Feld durchströmt und der Eintrittsbereich zur Turbulenzerzeugung ein schräggestelltes Eintrittsrohr (14) bzw. ein schraubenförmig ausgebildetes Führungblech aufweist.

4. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadruch gekennzeichnet, daß der Ausgangsbereich des Zylinders (7) durch einen Filter aus einem Dielektrikum, beispielsweise aus Spänen halogenierter Polythyläne, wie Teflon, gebildet ist.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch-Gleichspannungsquelle (10) zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes als prozeßgesteuerte Hochspannungsquelle (10) in Abhängigkeit zur Feldstärkenschwankung steuerbar ist.

Zeichnung