Verfahren zur Oelversorgung des Kompressors einer Klimaanlage

Abstract

 Durch das Verfahren zur Ölversorgung des Kompressors einer Klimaanlage wird Öl aus der Gasphase des Arbeitsmediums abgetrennt und zu einem Ölspeicherraum (4) geführt, aus dem es durch die ejektorartige Saugwirkung einer saugseitigen Strömung des Kreislaufsystems der Klimaanlage zum Kompressors gefördert wird. Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens hat zur Abtrennung von Öl aus der Gasphase eine Zyklonkammer (3), die über einen Ölablass (20) mit dem Ölspeicherraum (4) verbunden ist. Aus dem Ölspeicherraum (4) wird Öl über einen die Schmierölmenge bestimmenden Düsenkanal (24) in den Kreislauf der Klimaanlage zurückgesaugt, so dass eine gleichmässige und optimal Ölversorgung des Kompressors der Klimaanlage gewährleistet ist. Die Vorrichtung kann im Gehäuse des Kompressors eingeschlossen sein.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ölversorgung des Kompressors einer Klimaanlage.

[0002] Für die Phasentrennung in Klimaanlagen ist durch die DE 10058513 ein Sammler mit einem Zentrifugalabscheider bekannt, in dem sich die flüssige Phase des Arbeitsmediums einschliesslich Öl am Boden des Sammlers ansammelt. Um zu verhindern, dass dabei das den Kompressor durchströmende Arbeitsmedium aus diesem zunehmend Öl entfernt, müssen Massnahmen getroffen werden, um Öl zu ihm zurückzuführen. Entsprechend der EP 0742116 erfolgt dies, angepasst an die Betriebsweise eines Taumelscheibenkompressors, entweder durch einen Ölabscheider, aus dessen Ölspeicherraum ein durch den Triebraum des Kompressors geführter Teilstrom abgesaugt wird oder durch einen hochdruckseitig angeordneten Ölabscheider aus dem ein Ölkreislauf abgezweigt ist, um das Öl mit Überdruck über ein Ventil in den Triebraum zurückzuführen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für einen Kolbenkompressor mit konstanter Hubweite, z.B. entsprechend der nicht vorveröffentlichen parallelen Patentanmeldung EP 04405737.0, geeignetes Verfahren zu seiner gleichmässigen Versorgung mit Schmieröl zu finden und das geeignet ist, die im Kreislaufstrom des Arbeitsmediums der Klimaanlage zirkulierende Ölmenge konstant auf einer optimalen, geringen Grösse zu halten.

[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Zur Ausführung dieses Verfahrens wird weiterhin erfindungsgemäss eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 vorgeschlagen.

[0005] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0006] Die Zeichnung zeigt in

Fig.1 einen entlang der Linie B-B der Fig.2 geführten Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens und in

Fig.2 einen entlang der Linie A-A der Fig.1 geführten Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig.1.

[0007] Die dargestellte Vorrichtung 1 hat ein zwei übereinander angeordnete Räume einschliessendes, für Drücke einer CO₂-Klimaanlage ausgelegtes, massives Gehäuse 2, von denen der obere eine Zyklonkammer 3 und der untere einen Ölspeicherraum 4 bildet.

[0008] Anstatt seiner separaten Anordnung, vorzugsweise oberhalb eines Kompressorgehäuses, kann das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 auch in saugseitiger Anordnung im Gehäuse eines nicht dargestellten Kompressors derart eingeschlossen sein, dass der untere Bereich des Kompressorgehäuses als Ölspeicherraum wirkt und ein geschlossener Ölspeicherraum 4 entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung überflüssig wird.

[0009] Die Zyklonkammer 3 ist durch eine vorzugsweise horizontal verlaufende Bohrung 5 gebildet und umschliesst gleichachsig einen der Abströmung dienenden Zentralkanal 6. Dieser ist als Bohrung in einem massiven seitlichen Verschlusskörpers 7 vorgesehen und setzt sich in einem sich an diesen anschliessenden und in die Zyklonkammer 3 ragenden Rohrstutzen 8 fort. Die zylindrische Aussenfläche 9 des Verschlusskörpers 7 ist in einer mit der Bohrung 5 gleichachsigen Aufnahmebohrung 10 des Gehäuses 2 eingepasst ist und ein 0-Ring 11 übernimmt die zusätzliche Abdichtung der Zyklonkammer 3.

[0010] Die Zuströmung in die Zyklonkammer 3 erfolgt über eine tangential in diese einmündende Bohrung 12 in der oberen Gehäusewand 13, die mit der Anschlussbohrung 14 eines Rohrkupplungskörpers 15 abgedichtet in Verbindung steht. Die Abdichtung erfolgt hier durch eine Flachdichtung 16, die in einem hülsenförmigen Ringhalter 17 an der Stirnseite eines Rohrzapfens 18 des Rohrkupplungskörpers 15 gehalten ist und mittels dessen Spannschraube 19 dichtend angepresst ist.

[0011] Das sich durch die rotierende Zentrifugalströmung in der Zyklonkammer 3 an deren Wand ansammelnde Öl fliesst über eine durch eine Radialbohrung gebildeten Ölablass 20 zu dem Ölspeicherraum 4 nach unten ab.

[0012] Bei der zuvor genannten, nicht dargestellten Anordnung der Vorrichtung 1 bzw. der Zyklonkammer 3 in einem Kompressorgehäuse, mündet der Ölablass 20 zweckmässig in einem zum Boden des Kompressorgehäuses führenden Kanal, so dass ein Kontakt mit sich bewegenden Teilen des Kompressorantriebs verhindert wird und ein Zurückschleudern von Öl in den Saugraum des Kompressors und damit eine mengenmässig unkontrollierte Ölzufuhr ausgeschlossen ist.

[0013] Vom Bodenbereich 21 des Ölspeicherraumes 4 führt ein Ölsaugrohr 22 nach oben und ist über eine Radialbohrung 23 und eine sich an diese anschliessende Düsenbohrung 24 im Verschlusskörper 7 mit dem Zentralkanal 6 der Zyklonkammer 3 verbunden. Der sich durch die Abströmung aus der Zyklonkammer 3 im Zentralkanal 6 ausbildende Unterdruck bewirkt über das Ölsaugrohr 22 ein ejektorartiges Absaugen von Öl aus dem Ölspeicherraum 4.

[0014] Damit das Einströmen von Öl durch den Ölablass 20 in den Ölspeicherraum 4 und das ejektorartige Absaugen durch die Düsenbohrung 24 nicht durch unkontrollierte Druckverhältnisse im Ölspeicherraum 4 beeinflusst werden, ist zwischen dem Ölspeicherraum 4 und einem erweiterten Abströmbereich 27 des Zentralkanals 6 ein Druckausgleichskanal vorgesehen, der durch zueinander gleichachsige Bohrungen 28 und 29 in der Wand des Ölspeicherraumes und im Verschlusskörper 7 gebildet ist.

[0015] Um zu verhindern, dass durch den Druckausgleichskanal 28,29 im Gas schwebende Ölpartikel unkontrolliert den Ölspeicherraum 4 verlassen, ist im Ölspeicherraum 4 vor dem Druckausgleichskanal 28,29 ein Ölabscheider 30 vorgesehen, in dem einer Gasströmung labyrinthartige Umlenkungen aufgezwungen werden.

[0016] Die Ansaugöffnung 25 des Ölsaugrohres 22 befindet sich in Abstand über dem Boden 26 des Ölspeicherraumes 4, so dass ein Ansaugen von Schmutzpartikeln verhindert wird, die in der Zyklonkammer 3 abgetrennt und über den Ölablass 20 in den Ölspeicherraum 4 gelangt sind.

[0017] Die Menge des gleichmässig in den Kreislauf des Betriebsmediums aus dem Ölspeicherraum 4 zurückgeführten Öls kann, unabhängig von der dort gespeicherten Ölmenge, durch eine geeignete Auswahl des Durchmessers der Düsenbohrung 24 bestimmt werden, so dass durch Probeläufe der Klimaanlage die Ölversorgung des Kompressors sich auf einen optimalen Wert einstellen lässt. Dabei ist ein möglichst kleiner Ölanteil im Betriebsmittelstrom einzustellen, um zu verhindern, dass ein zu grosser Ölanteil den Wirkungsgrad der Klimaanlage verschlechtert. Für eine Veränderung der Grösse der Düsenbohrung 24 und damit der dem Kompressor zugeführten Ölmenge kann diese in einem nicht dargestellten, auswechselbaren Düseneinsatz vorgesehen sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Ölversorgung des Kompressors einer Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, dass Öl aus der Gasphase des Arbeitsmediums abgetrennt und zu einem Ölspeicherraum (4) geführt wird, aus dem es durch die ejektorartige Saugwirkung einer saugseitigen Strömung des Kreislaufsystems der Klimaanlage zum Kompressors gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung zum Kompressor über eine mengenbegrenzende Drosselstelle (24) erfolgt, deren Durchströmungsquerschnitt dem Schmierbedarf des Kompressors angepasst ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung von Öl aus der Gasphase durch eine Zyklonströmung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung von Feststoffpartikeln das Öl aus dem Ölspeicherraum (4) mit Abstand von dessen Boden (26) angesaugt wird.

5. Vorrichtung zur Ölversorgung des Kompressors einer Klimaanlage in Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen für die Anordnung in einem Saugkanal des Kompressors bestimmten Zyklonabscheider, einen aus der Zyklonkammer (3) des Zyklonabscheiders zu einem Ölspeicherraum (4) führenden Ölablass (20) und eine aus dem Ölspeicherraum (4) in eine Gasleitung (6) mündenden Ölsaugrohr (22), so dass Öl ejektorartig in die Gasleitung zurückgesaugt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Zyklonkammer (3) und eines Zentralkanals (6) des Zyklonabscheiders (3) horizontal gerichtet sind und der Ölablass (20) sowie das Ölsaugrohr (22), bezogen auf diese Achse, radial gerichtet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zyklonkammer (3) durch eine Sacklochbohrung 5 gebildet ist, in der ein Verschlusskörper (7) mit einem angeformten Rohrstutzen (8) dichtend eingesetzt ist, wobei der Rohrstutzen (8) achsgleich in die Abscheidekammer (3) hineinragt und ein Zentralkanal (6) sich durch den Rohrstutzen (8) und den Verschlusskörper (7) erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkanal (69 innerhalb des Verschlusskörpers (7) eine Durchmesservergrösserung aufweist, wobei das Ölsaugrohr (22) mit dem engeren Teil und ein Druckausgleichskanal (28,29) des Ölspeicherraumes (4) mit dem weiteren Teil des Zentralkanals (6) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Ölspeicherraum (4) vor dem Druckausgleichskanal (28,29) ein Ölabscheider (30) mit labyrinthartigen Umlenkungen vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem das Ölsaugrohr (22)aufweisenden Ölrückführungskanal ein im Durchmesser an den Schmier-ölbedarf eines Kompressors angepasster Düsenkanal (24) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnung (25) der Ölsaugrohres (22) mit einem das Rücksaugen von Feststoffpartikeln verhindernden Abstand vom Boden (26) des Ölspeicherraumes (4) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölspeicherraum (4) durch einen Gehäusebereich eines Kompressors gebildet ist und der Ölablass (20)kanalförmig mit diesem Gehäusebereich verbunden ist.

Zeichnung