DE3316646A1

DE3316646A1 - Zentrifugal-spargeraet fuer kaeltemaschine oder dergleichen und mit diesem geraet ausgeruestete maschine

Info

Publication number: DE3316646A1
Application number: DE19833316646
Authority: DE
Inventors: Bernard 92200 Neuilly-sur-Seine Hauts-de-Seine Zimmern
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1983-12-08
Also published as: IT1168607B; FR2541437A1; JPS58210446A; JPH0263143B2; FR2541437B1; IN161558B; GB8312807D0; IT8348283A0; US4509341A; GB2121155A; GB2121155B

Description

Patentanwälte·* "··* European" Pats.it' Attorneys 331 6 6 A

München U. Stuttgart

6. Mai 1983

Bernard ZIMMERN

27, rue Delabordere

92200 NEUILLY SUR SEINE /Frankreich

Unser Zeichen: Z 481

Zentrifugal-Spargerät für Kältemaschine oder dergleichen und mit diesem Gerät ausgerüstete Maschine

Die Erfindung betrifft ein Spargerät für Kühlsysteme wie Kältemaschinen.

Bei Kühlsystemen, in denen mehrstufige volumetrische Umlaufverdichter oder Kreiselverdichter verwendet werden, ist bereits die Anwendung von sogenannten Spargeräten bekannt .

In einem solchen System, das in Fig. 1 der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, während in Fig. 2 eine andere Ausführungsform dieses Systems gezeigt ist, saugt ein Verdichter 1 gasförmiges Kältemittel aus einer Leitung 2 an und fördert es in einen Kondensator 3 sowie einen Speicherbehälter 4, in dem das Kältemittel in flüssiger Form gespeichert wird.

Bei bestimmten Anlagen ist dieser Behälter 4 als Teil des Kondensators ausgebildet; wegen der besseren Übersichtlichkeit ist er jedoch in der Zeichnung als getrennter Behälter gezeigt.

Von diesem Behälter ausgehend gelangt die kondensierte Flüssigkeit über eine Leitung 5 zu einem Verdampferbehälter 6, dessen oberer Bereich über die Leitung 7 mit wenigstens einer Öffnung 8 im Gehäuse des Kompressors

ig an einer solchen Stelle verbunden ist, daß der Druck zwischen dem Ansaugdruck und dem Ausstoßdruck des Kompressors liegt. Die in diesem Zwischenbehälter von dem Gas abgeschiedene Flüssigkeit gelangt über eine Leitung zu einem Verdampfer 10 nach Durchqueren eines Entspannungsventils 11. Das in diesem Entspannungsventil 11 oder im Verdampfer 10 durch Verdampfen entstandene Gas kehrt über die Leitung 2 zum Verdichter zurück.

Zwischen den Behältern 4 und 6 ist ein Schieber 12 vorhanden, dessen Öffnungszustand durch einen Schwimmer 13 gesteuert wird.

Das Öffnen des Entspannungsventils 11 wird durch eine Vorrichtung 14 gesteuert, die die Erwärmung am Austrittsende des Verdampfers mißt.

Wenn dem Verdampfer 10 Kälte entnommen wird, verursacht die Vorrichtung 14 ein weiteres Öffnen des Entspannungsventils 11, wobei der Flüssigkeitspegel in dem Behälter absinkt und ein weiteres Öffnen des Schiebers 12 veranlaßt wird.

Der an sich bekannte Vorteil dieses Spargerätes besteht darin, daß ein Teil des zur Abkühlung der dem Verdampfer zugeführten Flüssigkeit gebildeten Gases ausgehend von einem Zwischendruck und nicht von dem Ansaugdruck weiter verdichtet wird, wodurch eine Verbesserung des Wirkungs-

grades und eine Steigerung der Kälteleistung des Verdichters erreicht wird.

Dieses Gerät ist jedoch mit mehreren Mängeln behaftet. Zunächst ist es voluminös und aufwendig, denn es sind ein zusätzlicher Behälter 6 sowie eine zusätzliche Kältemittelladung zum Füllen dieses Behälters erforderlich. Ferner vermindert das Gerät die Zuverlässigkeit des Systems insofern, als Schwimmereinrichtungen störanfällig

IQ sind. Schließlich wird eine Regelung des Systems wesentlich erschwert, denn das Entspannungsventil 11 arbeitet nicht mehr unter dem Druck, der zwischen dem Kondensator und dem Verdampfer vorhanden ist, sondern unter der geringeren Druckdifferenz zwischen dem Zwischendruck und dem Ansaugdruck, und weil diese Vorrichtung nicht mehr arbeitet, wenn das Spargerät außer Betrieb ist, z.B. im Teillastbereich des Verdichters, wenn dieser ein mit Gleitbahnen versehener Schraubenverdichter ist. Im letztgenannten Fall wird nämlich der Druck an der öffnung 8 gleich dem Ansaugdruck, und es ist kein Druckunterschied mehr zwischen dem Behälter 6 und dem Verdampfer vorhanden, um den Flüssigkeitsumlauf zu gewährleisten. Dies führt dazu, daß zusätzliche Vorrichtungen wie ein Absperrventil in der Leitung 7 vorgesehen werden; dabei kann jedoch ein stoßartiges Mitreißen von Flüssigkeit über die Leitung 7 in den Verdichter auftreten, wenn dieses Absperrventil geöffnet wird und die Flüssigkeit, die bei geschlossenem Ventil sich zwangsläufig unter dem Druck des Kondensators befindet, bestrebt ist, plötzlich den Zwischendruck anzunehmen. Ein solches Mitreißen von Flüssigkeit kann in Grenzfällen zu schweren Schaden am Verdichter führen.

Es ist daher üblich, die in Fig. 2 gezeigte Anordnung zu wählen, bei welcher die Leitung 9 und das Entspannungsventil direkt an den Behälter 4 angeschlossen sind, jedoch ein Wärmetauscher vorgesehen ist, der durch einen

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Hilfsverdampfer 16 gekühlt wird, welcher in der Sparleitung 8 angeordnet ist und über ein Entspannungsventil 17 gespeist wird, welches durch eine die Erwärmung messende Vorrichtung 18 gesteuert wird.

Bei dieser Anordnung entfallen größtenteils die Mangel der in Fig. 1 gezeigten Anordnung insofern, als das Entspannungsventil 11, gleichgültig ob das Spargerät arbeitet oder nicht, stets unter der Druckdifferenz arbeitet, die zwischen Verdampfer und Kondensator vorhanden ist.

Jedoch weist auch diese bekannte Anordnung zahlreiche Mangel auf. Sie ist weiterhin aufwendiger, da zusätzlich ein Wärmetauscher-Verdampfer und ein weiteres Entspannungsventil 17 benötigt werden. Um betriebsfähig zu sein, benötigt der Wärmetauscher ferner eine Temperaturdifferenz zwischen seinen mit 15 und 16 bezeichneten Elementen, wobei diese Temperaturdifferenz üblicherweise die Größenordnung 5° hat, so daß die am Entspannungsventil 11 ankommende Flüssigkeit wesentlich weniger abgekühlt ist als bei der Anordnung nach Fig. 1, wodurch die Leistungsfähigkeit des Spargerätes beträchtlich vermindert und bei niedrigen Verdichtungsverhältnissen sogar zum Verschwinden gebracht wird.

Durch die Erfindung wird ein Spargerät für ein System wie eine Kältemaschine oder eine Wärmepumpe geschaffen, mit einem Verdichter, der einen Kreislauf speist, welcher aus wenigstens einem Kondensator, einer Entspannungsein-³^ richtung, einem seinerseits mit der Saugseite des Verdichters verbundenen Verdampfer und einem Spargerät besteht, welches zwischen der Entspannungseinrichtung und dem Verdampfer angeordnet ist und Mittel enthält, um die Flüssigkeit und das Gas voneinander abzuscheiden, die sich beim Durchqueren der Entspannungseinrichtung gebildet haben, wobei eine Gasleitung die Abscheideeinrichtung mit wenigstens einer öffnung verbindet, die in dem Gehäuse

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des Verdichters an einer solchen Stelle gebildet ist, daß dort ein Druck herrscht, der zwischen dem Ansaugdruck und dem Ausstoßdruck des Verdichters liegt, und wobei wenigstens eine Flüssigkeitsleitung die Abscheideeinrichtung mit dem Verdampfer verbindet.

Gemäß der Erfindung ist das Spargerät dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheideeinrichtung einen mit mehreren Flügeln versehenen Rotor umfaßt, der drehbar in einer

JO Kammer angeordnet ist, daß die Gasleitung in einer zentralen Zone dieser Kammer mündet, daß die Flüssigkeitsleitung in einer ringförmigen ümfangszone der Kammer mündet und daß das Spargerät ferner ein in der Flüssigkeitsleitung angeordnetes Ventil und Steuermittel enthält, welche dieses Ventil derart steuern, daß die radiale Abmessung des Flüssigkeitsringes, der im Betrieb in der ringförmigen Ümfangszone der Abscheideeinrichtung sich aufbaut, im wesentlichen konstant gehalten wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Rotor direkt auf der Verdichterwelle befestigt.

Es wurde festgestellt, daß durch die Erfindung sämtliche den bekannten Spargeräten anhaftenden Mängel vermieden werden:

- Das erfindungsgemäße Spargerät weist einen sehr geringen Raumbedarf auf, benötigt keinen zusätzlichen Flüssigkeitsbehälter, und die Kosten eines mit Schaufeln . versehenen, am Ende der Verdichterwelle angeordneten Rotors sind vernachlässigbar gegenüber den Kosten für getrennte Abscheiderbehälter oder zusätzliche Wärmetauscher der bekannten Anordnung;

- die aus dem erfindungsgemäßen Spargerät austretende Flüssigkeit wird maximal abgekühlt, nämlich auf die dem Sättigungsdampfdruck des abgeschiedenen Gases entsprechende Temperatur;

- aufgrund der Zentrifugalwirkung ist der Druck am Ausgang der Kreiselvorrichtung größer als der vorgenannte Druck, wodurch die Beförderung zum Verdampfer unterstützt wird;

- das Entspannungsventil arbeitet stets unter einer hohen Druckdifferenz, da dieses Ventil nicht zwischen dem Spargerät und dem Verdampfer, sondern zwischen dem Kondensator und dem Spargerät angeordnet ist.

Ferner beeinträchtigt das erfindungsgemäße Spargerät nicht den Energiegewinn, da die Viskosität der flüssigen Kältemittel äußerst gering ist und die auf Viskosität beruhende Reibung des Flüssigkeitsringes am Umfang des Rotors vernachlässigbar ist; der Kreiselrotor kann vielmehr sogar verwendet werden, um in an sich bekannter Weise einen Teil der Entspannungsenergie rückzugewinnen, indem er an eine Entspannungsturbine angekoppelt wird.

Es wurde ferner festgestellt, daß die oben angegebenen Ergebnisse auch dann erhalten werden können, wenn die Verdichterwelle durch einen Zweiphasenmotor angetrieben wird, der je nach der Netzfrequenz von 50 oder 60 Hertz mit 3 000 oder 3600 Umdrehungen pro Minute umläuft, und daß der Raumbedarf des Rotors, der bei diesen Umdrehungsgeschwindigkeiten eine annehmbare Gas/Flüssigkeits-Abscheidung gewährleistet, ausreichend gering ist, um die Anordnung dieses Rotors zwischen den Steuereinrichtungen der Schieber zur Einstellung der Förderleistung des mit Schnecke und Ritzel arbeitenden Verdichters anzuordnen, wobei diese Schieber in der in der FR-PS 2 321 613 beschriebenen Weise gesteuert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich _aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen;

Die Figuren 1 und 2

Anordnungen nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Kühlmaschine;

Fig. 4 eine. Schnittansicht eines Ventils, das die

Aufrechterhaltung eines den Rotor der Anordnung umgebenden Flüssigkeitsringes ermöglicht;

Fig. 5 einen Teilschnitt eines mit Schnecke und Ritzel

arbeitenden Verdichters, der mit dem erfindungs gemäßen Spargerät ausgerüstet ist; und

Fig. 6 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform der Abscheideeinrichtung im Schnitt entlang einer zur Achse senkrechten Ebene.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten System sind die Elemente, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Am Ausgang des Verdichters 1 ist der Kondensator 3 angeschlossen, auf den der Behälter 4 folgt. Die Ansaugseite 2 des Verdichters 1 ist mit dem Ausgang des Verdampfers 10 verbunden.

Das aus dem Behälter 4 kommende flüssige Kältemittel durchquert das Entspannungsventil 11, indem es teilweise verdampft und ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch bildet, das durch eine Öffnung 19 in eine feststehende Kammer 20 eintritt, in welcher ein mit Schaufeln 22 versehener Rotor 21 angeordnet ist, der durch die Welle 23 in Drehung versetzt wird. Diese Welle kann von einem Hilfsmotor angetrieben werden; bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird sie jedoch von der Welle des Ver-

"35 dichters selbst angetrieben, der seinerseits durch einen Motor 24 angetrieben wird.

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Durch das Umlaufen der Schaufeln wird die durch die öffnung 19 eintretende Flüssigkeit gegen den Umfang geschleudert, während das Gas die Kammer 20 durch eine Öffnung verläßt, die mit der Leitung 7 verbunden ist.

Die Kammer 20 weist eine durch ihre zylindrische Seiten-

. wandung hindurchführende Öffnung 26 auf, die mit der Leitung 9 über eine Leitung 30 und eine Vorrichtung 27 verbunden ist, welche um die Schaufeln herum einen Flüssigkeitsring 28 mit im wesentlichen konstanter radialer Dicke aufrechterhält. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitsring 28 unabhängig von dem in der Kammer 20 herrschenden Druck aufrechterhalten. Dieser Druck kann nämlich beträchtlich schwanken, z.B. in einem Verhältnis 1 : 3, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verdichters. Insbesondere wenn der Verdichter ein Schneckenverdichter ist, dessen Durchsatz durch eine mehr oder weniger große Verzögerung beim Schließen der Gewindegänge in bezug auf die Ansaugöffnung eingestellt wird, ist der Druck an der öffnung 8, welcher über die Leitung 7 zur Kammer 20 gelangt, ungefähr gleich dem Ansaugdruck des Verdichters, je nach Einstellung des Durchsatzes bzw. der Förderleistung desselben.

Um die obengenannte Dicke konstant zu halten, wird der durch die Zentrifugalkraft erzeugte Druck gemessen, indem über die Meßleitung 29 der Druck des aus der Kammer 20 austretenden Gases mit dem Druck der an der Vorrichtung 27 ankommenden Flüssigkeit verglichen wird, und ein in der Vorrichtung 27 vorhandenes Ventil wird mehr oder weniger weit geöffnet, um das Abfließen der Flüssigkeit zu dem Verdampfer zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 27.ist in Fig. 4 gezeigt.

Die Flüssigkeit gelangt von der Öffnung 26 über die Leitung 30 in eine Bohrung 31, in welcher ein Kolben 32 in Axialrichtung verschiebbar ist. In der Seitenwand der Bohrung 31 sind radiale Löcher 33, 34 angebracht. Je nach der axialen Stellung des Kolbens 32 in der Bohrung 31 sind diese Löcher 33, 34 durch den Kolben 32 entweder verdeckt,- teilweise verdeckt oder völlig frei in der Kammer, die durch den Kolben 32 in der Bohrung 31 auf derjenigen Seite begrenzt wird, wo die Leitung 30 ein-

■j^q mündet» Die Löcher 33, 34 sind<um den Zylinder herum so angeordnet, daß sie im wesentlichen eine Schraube bilden, so daß der Kolben 32 sie nacheinander freilegt, während er sich von der Leitung 30 fortbewegt. Wenn die Löcher 33, 34. von dem Kolben 32 freigegeben innd, bringen sie die Leitung 30 mit einer Kammer 36 in Verbindung, in welche die Leitung 9 einmündet.

An dem von der Leitung 30 abgewandten Ende der Bohrung • mündet die Leitung 29 ein, über die der Gasdruck in der Mitte der Zentrifugal-Abscheideeinrichtung gemessen wird. Eine Druckfeder 35, die zwischen dem Kolben und diesem Ende der Bohrung 31 angeordnet ist, drückt den Kolben 3 gegen die Leitung 30 und ist bestrebt, die Löcher 33, zu verschließen.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung 27 ist folgende: Auf die Unterseite des Kolbens wirkt der Druck der Flüssigkeit ein, die aus der Öffnung 26 kommt, während die andere Seite durch den Gasdruck und den Druck der Feder 35 beaufschlagt wird.

Der Kolben nimmt also eine solche Gleichgewichtslage ein, daß der Druck der Feder den Druckunterschied zwischen dem Gas und der Flüssigkeit ausgleicht, also die Druckdifferenz, die durch die Zentrifugalkraft erzeugt wird und für eine gegebene Rotationsgeschwindigkeit im wesentlichen proportional der radialen Dicke des Ringes 28 ist.

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Wenn diese Dicke zunimmt,, nimmt die Druckdifferenz zu und drückt den Kolben 32 nach oben, bis weitere Löcher freigegeben sind, der Strömungsdurchsatz in der Vorrichtung 27 den über die Öffnung 19 ankommenden Flüssigkeits durchsatz ausgleicht und die anfängliche Dicke des Flüssigkeitsringes 28 wiederhergestellt ist.

Es ist erwünscht, daß die Rückstellkraft der Feder sich nur wenig in Abhängigkeit vom Kompressionszustand der Feder verändert, was z.B. durch eine relativ lange Feder erreicht wird. Ferner ist das sich vor den Löchern befindende Volumen vorzugsweise relativ groß, so daß der Druck in diesem Volumen von dem die Löcher durchströmenden Durchsatz unbeeinflußt bleibt; ferner sind diese Löcher oder öffnungen 33, 34 senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordnet, so daß die Richtung der Strömung zu den Löchern 33, 34 hin die Stirnfläche des Kolbens 32 in keiner Weise beaufschlagt.

Der Flüssigkeitsdruck fällt nach dem Durchqueren der Löcher, z.B. des Loches 33, plötzlich ab, und die Flüssigkeit wird daher teilweise verdampft, wobei das Flüssigkeits-Gas-Gemisch in der Kammer 36 gesammelt wird und über die Leitung 9 zum Verdampfer 10 abgeführt wird.

In Fig. 5 ist ein axialer Teilschnitt eines Schneckenverdichters mit zylindrischer Schnecke und mit Einstellschiebern nach den FR-PSen 1 331 998 und 2 321 613 gezeigt; insbesondere ist in dieser Figur eine praktische

³^ Ausführungsform der in Fig. 3 gezeigten Abscheidereinrichtung dargestellt, die an der Verdichterwelle angeordnet ist.

Die Verdichterwelle 23 wirkt mit Labyrinthdichtungen, z.B. 37, und einer Rückgewxnnungskammer 38 zusammen, welche die Leckgasströmung zwischen der Welle und der

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Labyrinthdichtung zum Ansatz der globoidförmigen Schnecke 40 und von dort in bekannter, nicht dargestellten Weise zur Ansaugseite zurückführt.

Ferner ist ersichtlich, daß äer Zentrif-ugalrotor bzw ^ ^t. ,« Kreiselrotor ausreicHend klein ist, .um ..zwischen den · Steuereinrichtungen· 41 der Einstellschieber 4 2 juntergebracht werden^ztt..,können. ^:.. ; _:

IQ Bei einem anhand von Zahlen erläuterten Ausführungsbeispiel ist ein" mit. Schnecke und-·Ritzel„arhei.t.eiw3er Verdichter, 'dessen Schnecke einen Durchmesser von 140 mm und bei 3000 Umdrehungen ein Ve'rdrängüngsvolumen von etwa 2500 i/min aufweist, mit einem Zentrifugalrotor ausgestattet, dessen Innendurchmesser an den Schaufeln nur 1T0 mm beträgt. Wenn die gesamte kondensierte Flüssig keit (die-aus 'dem untei? "einem^bruck voh 4 Bar angesaugten Gas stammt, welches ein Kältemittel vom Typ R22 ist) , d.h. etwa 40 l/min, durch die öffnung Π 9 geschitok'tl wird, so wird·festgestellt,'daß die aus der Öffnung 26 austretende Flüssigkeit die Sättigiangstiampf temperatur des aus der Öffnung 25~ austretenden Gases aufweist, und zwar bis auf weniger als ein zehntel Grad genau, und keinerlei sichtbare Bläschen enthält, also vollständig abgeschieden ist, und daß das aus der öffnung 25 austretende Gas weniger als drei"Massenprozent Flüssigkeit enthält. Der durch den Flüssigkeitsring erzeugte überdruck beträgt etwa 0,35 Bar. ■'' " . ■

es wird nun wieder auf Fijgk 3 Bezug genommen. Dort ist ersichtlich, daß hinter dem'Entspannungsventi.1 11 in der zu der Zentri'fugälvOrrichtü'ng 20, 22 führendexi .·leitung ein Dreiweghahn angeordnet ist; -dessen dritter Kanal an eine Umgehung'44 angeschlossen ist',' deren anderes Ende _mit der Leiturig"'9'"zwischen denr Schieber 27 und dem Verdampfer 10 verbunden'-ist. Wenn die Zentrifugal-Abscheidereinrichtung in Betrieb ist, ist der zu der Kammer 20

führende Weg des Dreiweghahnes 4 3 normalerweise geöffnet, während der Umgehungsweg 44 geschlossen ist. Wenn die Funktion des Spargerätes unterbunden werden soll, muß lediglich der zu der Umgehung 4 4 führende Weg geöffnet und der andere Weg geschlossen werden. Konstruktionsbedingt schließt das Ventil 27 und erfüllt die Funktion eines Rückschlagventils. Es kann folglich die Öffnung des Spargerätes selbst dann offengelassen werden, wenn infolge der Durchsatzeinstellung diese öffnung sich auf 2Q dem Ansaugdruck befindet und dieser Druck sich in der gesamten Zentrifugalvorrichtung (20, 21, 22) aufgebaut hat.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schaufeln 22 des Rotors 21 nicht bis zur Seitenwand der Kammer 20. In dieser Seitenwand ist ein Unterbrecher 51 angeordnet, dessen Betätigungshebel durch einen Flügel 52 gebildet ist, der in die Kammer 20 hineinragt, jedoch ausreichend kurz ist, damit er von den Schaufein 2 2 nicht angestoßen wird. Wenn keinerlei Zwang auf den Flügel 52 ausgeübt wird, kehrt er automatisch in seine Ruhestellung zurück.

Die Vorrichtung 27 ist durch ein Elektroventil gebildet, 5 dessen Funktion durch den Unterbrecher 51 derart einaus-gesteuert wird, daß die Ruhestellung des Flügels der Schließstellung des Elektroventils entspricht.

Wenn der sich in der Kammer 20 bildende Flüssigkeitsring eine geringe Dicke aufweist, wird er von den Schaufeln nur wenig mitbewegt, da er sich größtenteils außerhalb der Reichweite dieser Schaufeln 22 befindet. Der Flügel 5 2 wird nicht ausreichend stark hydrodynamisch beaufschlagt, damit er aus seiner Ruhestellung herausbewegt wird, so daß das Elektroventil 27 geschlossen bleibt.

Die Flüssigkeitsmenge nimmt daher in der Kammer 20 zu,

bis die Flüssigkeit im wesentlichen mit der Geschwindigkeit der Schaufeln 22 bewegt wird. Der Flügel 52; wird dann durch den hydrodynamischen Druck in seine Arbeitsstellung bewegt, die punktiert dargestellt ist. Durch diesen Vorgang wird das öffnen des Elektroventils 27 ver ursacht, bis der Flügel 52, nachdem die Dicke des Flüssigkeitsringes abgenommen hat, in seine Ruhestellung zurückgelangt.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung sind andersartige Einrichtungen zum Messen der radialen Abmessung des Flüssigkeitsringes in der Abscheideeinrichtung vorgesehen.

Claims

Patentanwälte"" -*" European Patefit Attorneys JJl 004 Ό

München Stuttgart

6. Mai 1983

Bernard ZIMMERN

27, rue Delabordere

92200 NEUILLY SUR SEINE /Frankreich

Unser Zeichen: Z 481

Patentansprüche

[1 .j Spargerät für ein System wie eine Kältemaschine oder eine Wärmepumpe, mit einem Verdichter (1), der einen Kreis speist, welcher wenigstens einen Kondensator (3), eine Entspannungsvorrxchtung (11), einen seinerseits mit der Ansaugseite (2) des Verdichters

(1) verbundenen Verdampfer (10) und ein Spargerät (7, 19 bis 23, 25 bis 29) aufweist, das zwischen der Entspannungsvorrichtung (11) und dem Verdampfer (10) angeordnet, ist und Mittel (20 bis 22) aufweist, um die Flüssigkeit und das Gas, welche sich beim Durchqueren der Entspannungsvorrxchtung (11) gebildet haben, voneinander abzuscheiden, eine Gasleitung (7) umfaßt, welche die Abscheidemittel (20 bis 22) mit wenigstens einer öffnung (8) verbinden, die in dem Gehäuse des Verdichters, (1) an einer Stelle angebracht ist, wo der Druck zwischen dem Ansaugdruck und dem Ausstoßdruck des Verdichters liegt, und wenigstens eine Flüssigkeitsleitung (30, 9) aufweist, welche die Abscheidemittel (20 bis 22) mit dem Verdampfer (10) verbindet,

dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidemittel einen mit Schaufeln (22) versehenen Rotor (2) umfassen, der drehbar in einer Kammer (20) gelagert ist, daß die Gasleitung (7) in einer zentralen Zone der Kammer (20) mündet, daß die Flüssigkeitsleitung (30, 9) in einer ringförmigen Umfangszone (28) der Kammer mündet und daß das Spargerät ferner ein Ventil oder einen Schieber (27) umfaßt, das bzw. der in der Flüssigkeitsleitung (30, 9) angeordnet ist, und Steuermittel (29, 35) umfaßt, durch die das Ventil bzw. der Schieber derart steuerbar ist, daß die radiale Abmessung des Flüssigkeitsringes (28), der sich im Betrieb in der ringförmigen Umfangszone der Abscheidemittel aufbaut, im wesentlichen konstant gehalten wird.

2. Spargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel zur Steuerung des in der Flüssigkeitsleitung (9) angeordneten Ventils bzw. Schiebers (27) ansprechen auf die Druckdifferenz zwischen der Gasleitung (7) und der Flüssigkeitsleitung (9).

3. Spargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil bzw. der Schieber (27), das bzw. der in der Flüssigkeitsleitung (9) angeordnet ist, einen mit radialen, schraubenförmig angeordneten Öffnungen (33, 34) versehenen Zylinder (31) , einen im Inneren des Zylinders (31) bewegbaren Kolben (32), der in der einen Richtung durch den Gasdruck und. die Kraft einer Feder

(35) und in der anderen Richtung durch den Flüssigkeitsdruck beaufschlagt ist, umfaßt und daß eine auf der Außenseite des Zylinders (31) angeordnete Kammer

(36) zum Sammeln der aus den radialen Öffnungen (33, 34) austretenden Flüssigkeit mit der Leitung (9) verbunden ist, die zu dem Verdampfer (10) führt.

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4. Spargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Flüssigkeitsleitung (9) angeordnete Ventil (27) ein Elektroventil ist, welches durch einen Unterbrecher (51) gesteuert ist, dessen Betätigungselement auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsringes anspricht, der sich in der ringförmigen Umfangszone der Kammer (20) aufbaut.

5. Spargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (21) durch die Welle des Verdichters (1) angetrieben ist.

6. Maschine vom Typ einer Kältemaschine oder Wärmepumpe, mit einem Verdichter (1), der einen Kreislauf speist, welcher gebildet ist aus wenigstens einem Kondensator (3) , einer Entspannungsvorrichtung (1.1) und einem Verdampfer (10), der seinerseits mit der Ansaugseite (2) des Verdichters (1) verbunden ist, gekennzeichnet durch ein Spargerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welches zwischen der Entspannungsvorrichtung (11) und dem Verdampfer (10) angeordnet ist.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (1) ein Schneckenverdichter ist, der mit Schiebern (41) zur Einstellung seines Arbeitsbereichs versehen ist.

8. Maschine nach Anspruch 6 oder I₁ dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Umgehungsleitung (44) umfaßt, die sich zwischen dem Eingang des Verdampfers (10) und einem Dreiweghahn (43) erstreckt, der am Eingang der Abscheidemittel (2o bis 22) angeordnet ist.