DE570166C - Verfahren zum Ausgleich der Fluessigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kaeltemaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kältemaschinen Bei Verdampfern von Kältemaschinen, die vielfach aus mehreren getrennten Elementen bestehen, ist es von hoher Bedeutung, den Spiegel des flüssigen Kältemittels in allen Elementen gleichmäßig auf der richtigen Höhe zu halten. Steht die Flüssigkeit in den einzelnen Elementen ungleich hoch, so darf nur so viel flüssiges Kältemittel eingespritzt werden, daß aus dem Element mit dem höchsten Flüssigkeitsspiegel keine Flüssigkeit in die Saugleitung und damit in den Kompressor gelangen kann, weil sonst die Gefahr von Flüssigkeitsschlägen im Kompressor besteht. .Es werden dann die anderen Elemente eine zu geringe Flüssigkeitsfüllung aufweisen und ungünstig arbeiten.
• In der Regel läßt man deshalb die Elemente durch eine die unteren Enden verbindende Leitung kommunizieren. Dies ist aber nicht in allen Fällen zweckmäßig, weil beispielsweise bei solchen Verdampfern, die zur Kühlung von Flüssigkeiten bestimmt sind, die untere Verbindungsleitung mit ihren Flanschv-erbindungen innerhalb des Verdampfergefäßes, also in der zu kühlenden Flüssigkeit, untergebracht werden muß, wobei die Flanschv erbindungen leiden können und schwer zugänglich sind, oder von jedem Eleinent ein Rohrstutzen durch die Gefäßwand mittels einer Stopfbüchse nach außen geführt und durch eine Leitung mit den Rohrstutzen der anderen Elemente verbunden werden muß. Diese bisher allgemein übliche Lösung erfordert eine sorgfältige Herstellung des Verdampfergefäßes, zahlreiche Stopfbüchsen, damit also hohe Herstellungskosten und dauernde Wartung. Es gab auch bisher kein anderes einfaches Mittel, den Zufluß des flüssigen Kältemittels zu den einzelnen Elementen so einzuregeln, daß Höhenunterschiede der Flüssigkeitsspiegel in den Elementen vermieden werden.
• Erfindungsgemäß ist es nun möglich, ohne untere Verbindungsleitungen unter Ausschaltung der geschilderten Nachteile das flüssige Kältemittel von oben den Elementen 7u7uführen und dabei gleichzeitig die Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Elementen auszugleichen. Hierzu wird in jedes Verdampferelement von oben ein bis fast zum Boden reichendes Rohr eingeführt, das oben an ein gemeinsames Rohr angeschlossen wird. Das Verfahren besteht nun -darin, mit Hilfe der Strömungsenergie des Kältemittels in diesem oberen Rohr einen geringen Unterdruck zu erzeugen, um damit in den in die Elemente eingeführten Rohre ein Ansteigen des flüssigen Kältemittels zu bewirken, so daß durch Heberwirküng etwa auftretende Höhenunterschiede der Flüssigkeitsspiegel in den einzelnen Elementen sich ausgleichen. Sämtliche lösbaren Verbindungen können oben, z. B. außerhalb der zu kühlenden Flüssigkeit, angeordnet werden.
• Es ist zwar bekannt, bei Füllvorrichtungen für Eiszellen die Wasserspiegel der einzelnen Eiszellen dadurch auszugleichen, daß in einem waagerechten Verteilrohr mit senkrechten in die Zellen eintauchenden Auslaufrohren ein Unterdruck erzeugt wird, worauf eine Heberwirkung entsteht, die den Ausgleich herbeiführt. Man glaubte aber bisher, eine Heberwirkung zwecks Ausgleichs nur bei solchen. Flüssigkeiten erreichen zu können, deren Temperatur weit unterhalb ihrer Siedetemperatur liegt, während bei Verdampfern von Kältemaschinen das flüssige Kältemittel siedet. Es wurde nun durch Versuche gefunden, daß trotzdem eine ausreichende Heberwirkung erzielt werden kann, wenn nur ein genügend großer Unterdruck erzeugt wird; dies ist aber erfindungsgemäß auf folgendem Wege möglich.
• Der Unterdruck in der oberen Ausgleichsrohrleitung gegenüber dem Druck im Verdampfer selbst wird durch Drosselung, die eine Erhöhung der Geschwindigkeitsenergie und eine Senkung der Druckenergie im Gefolge hat, in der Kältemittelzu- oder -ableitung am Verdampfer oder im Apparat selbst erzeugt. Der Raum mit der gesenkten Druckenergie wird an die Ausgleichsrohrleitung angeschlossen.
• Eine beispielsweise Ausführungsform einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist in den Abb. i und 2 schematisch dargestellt. Abb. i stellt einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt dar. Es bedeuten a und b zwei Elemente eines Verdampfers, -der in dem mit Sole gefüllten Verdampferkasten c untergebracht ist. d ist die Zuleitung des mit Dampf vermischten flüssigen Kältemittels, e die Ableitung des dampfförmigen Kältemittels. f ist das obere Rohrverbindungsstück mit den Schenkeln g und la, die jeweils in das flüssige Kältemittel der Einzelelemente a und b hineinragen. i ist die Unterdruckleitung. in der ein niederer Druck als in den Elementen herrscht. Dieser Druckdifferenz entsprechend steigt die Flüssigkeit in den Schenkeln ä und 1a an und füllt das obere Verbindungsstück fteilweise oder ganz. Sobald sich die Flüssigkeitssäulen aus den beiden Elementen treffen, fließt unter dem Einfluß eines Druckhöhenunterschiedes in den beiden Elementen die Flüssigkeit aus dem stärker gefüllten Element in .das weniger gefüllte hinüber, bis gänzlicher Ausgleich erreicht ist.
• Der Unterdruck in der Leitung i wird in der Weise erzeugt, daß Geschwindigkeitsenergie des strömenden Kältemittels vergrößert und dadurch Druckenergie verkleinert wird. Erreicht wird dies durch Ouerschnittsverengungen der Kältemittel führenden Leitungen, die nach Art der Venturirohre, Strahldüsen, Ejektoren oder Injektoren ausgebildet sind. Diese Vorrichtungen können entweder in der Zuleitung d eingebaut sein bei k oder in der Ableitung e bei L oder in einem der beiden Elemente bei m.
• Bei anderen Verdampferbauarten ist das Verfahren und die Ausführung ebenfalls. sinngemäß abgeändert, anwendbar.
• Die Schenkel g und lt können abweichend von der beispielsweisen Darstellung als Tauchrohre auch außerhalb des Elementes nach unten geführt werden, wo sie dann in den Flüssigkeitsraum einmünden. Die örtliche Lage der Vorrichtungen mit den Querschnittsveränderungen zur Erzeugung des Unterdruckes ist gänzlich beliebig; z. B. kann h unmittelbar hinter das Regulierventil gesetzt oder mit ihm konstruktiv vereinigt werden. Andererseits kann l an den Kornpressor verlegt bzw. mit dem Saugbügel oder Saugventil konstruktiv vereinigt werden. Auch m kann an beliebiger Stelle im Element angeordnet werden. Erforderlich ist nur, daß eine genügend große Strömungsenergie zur Verfügung steht, um den Unterdruck zu erzeugen.
• Die beschriebene Einrichtung kann ferner erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung zum Entfernen des im Apparat sich ablagernden Schmiermittels verbunden werden, wie schematisch in Abb. 3 dargestellt. Hierbei ragen die Schenkel g und h oben etwas in das Verbindungsstück f hinein und sind unten bis nahezu an den tiefsten Punkt der Verdampferelemente geführt. Am Verbindungsstück f ist ferner eine zweckmäßig nach unten gerichtete Erweiterung m angebracht, aus der Schmiermittel bei o entnommen werden kann. Durch die Schenkel g und h wird Flüssigkeit von der tiefsten Stelle der Elemente a und b angesaugt; in dem Verbindungsstück f, das einen vergleichsweise großen Querschnitt erhalten kann, kommt die Flüssigkeit zur Ruhe, wobei sich das spezifisch schwerere Schmiermittel absetzt. Dieses- sammelt sich in der Erweiterung ya und wird bei o abgelassen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE-1 . Verfahren zum Ausgleich der Flüssigkeitsspiegel in aus mehreren Elementen bestehenden Verdampfern von Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verbindungsstück, welches mit bis in die Flüssigkeitszone jedes Elementes reichenden Rohren ausgestattet ist, ein geringerer Druck als im Apparat selbst mit Hilfe von Strömungsenergie des Kältemittels erzeugt wird.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des geringen Druckes in der Zuleitung oder in der Ableitung des Kältemittels oder im Apparat selbst angeordnet ist.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des geringeren Druckes eine Verengung des Strömungsquerschnittes für das Kältemittel enthält. q..
4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung. des Unterdruckes gegenüber dem Apparat mit dem Drosselventil, dem Kompressor oder einem Element des Verdampfers fest verbunden ist.
5. 5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (f) als Ölabscheider benutzt wird.