NL1023356C2 - Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device - Google Patents
Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device Download PDFInfo
- Publication number
- NL1023356C2 NL1023356C2 NL1023356A NL1023356A NL1023356C2 NL 1023356 C2 NL1023356 C2 NL 1023356C2 NL 1023356 A NL1023356 A NL 1023356A NL 1023356 A NL1023356 A NL 1023356A NL 1023356 C2 NL1023356 C2 NL 1023356C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid
- inlet
- assembly
- refrigerant
- coalescer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
- F04B39/16—Filtration; Moisture separation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
- B01D45/06—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by reversal of direction of flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
- B01D50/20—Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
- F25B43/02—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat for separating lubricants from the refrigerant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B31/00—Compressor arrangements
- F25B31/002—Lubrication
- F25B31/004—Lubrication oil recirculating arrangements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
ΙΊ.ΙΊ.
Samenstel voor het afscheiden van vloeistofdeelties uit een gas en vloeistof omvattend tweefasenmengsel.An assembly for separating liquid portions from a two-phase mixture comprising gas and liquid.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een samenstel voor het afscheiden 5 van vloeistofdeeltjes, zoals olie, uit een vloeistof en gas omvattend tweefasenmengsel, zoals mengsel van een gasvormig koudemiddel en vloeistofdeeltjes.The present invention relates to an assembly for separating liquid particles, such as oil, from a liquid and gas comprising two-phase mixture, such as mixture of a gaseous refrigerant and liquid particles.
Bij koelinstallaties is het gebruikelijk dat een koudemiddel in de koelcyclus middels een compressor gecomprimeerd wordt. Ten behoeve van het smeren van de compressor wordt daarbij olie aan de compressor toegediend. Ter waarborging van een 10 goed smering wordt de smeerolie in een overmaat toegediend. In het geval van een zuigercompressor wordt die smeerolie ook aan de cilinders toegediend. Het teveel aan smeerolie verdwijnt in vloeibare- en dampvorm met het gecomprimeerde gas, persgas genoemd, uit de compressor. De uit de compressor afgevoerde stroom is dus een tweefasenmengsel van gasvormig koudemiddel met vloeistofvormige oliedeeltjes. Deze 15 oliedeeltjes kunnen variëren in grootte van zeer klein (vele malen kleiner dan 70 pm, bijvoorbeeld 5 μτη of nog veel kleiner) tot groot (200-1000 μτη) en zelfs zeer groot (groter dan 1000 μχα tot vele malen groter dan 1000 μχα). Daar smeerolie de warmtewisselaars in de koelinstallatie ernstig vervuilt is het zaak deze smeerolie af te vangen. Dit gebeurt doorgaans door na de compressor een afscheider in de koelcyclus 20 op te nemen. Als afscheider wordt vaak een zwaartekrachtafscheider gebruikt, welke in wezen bestaat uit een vat dat zo is gedimensioneerd dat de gassnelheid daarin zo laag is dat de meeste druppels uit de gasstroom vallen om in een oliebad onderin het vat te worden opgevangen. Een dergelijke zwaartekrachtafscheider is in staat om druppels met een grote vanaf 70 a 100 pm uit de gasstroom af te scheiden. De aldus 25 afgescheiden olie kan dan eventueel aan de compressor worden teruggevoerd. Kleinere vloeistofdeeltjes passeren de afscheider. De nieuwe generaties hoog belaste compressoren produceren echter ten gevolge van een hoge toerental dermate kleine druppels, in het bijzonder veel kleiner dan 70 pm, dat een conventionele zwaartekrachtafscheider niet meer volstaat. Dit probleem is tot op heden niet goed 30 opgelost.In cooling installations, it is common for a refrigerant to be compressed in the cooling cycle by means of a compressor. Oil is added to the compressor for lubricating the compressor. To ensure proper lubrication, the lubricating oil is administered in an excess. In the case of a piston compressor, that lubricating oil is also applied to the cylinders. The excess of lubricating oil disappears from the compressor in liquid and vapor form with the compressed gas, called compressed gas. The stream discharged from the compressor is therefore a two-phase mixture of gaseous refrigerant with liquid oil particles. These 15 oil particles can vary in size from very small (many times smaller than 70 µm, for example 5 μτη or much smaller) to large (200-1000 μτη) and even very large (larger than 1000 μχα to many times larger than 1000 μχα ). Since lubricating oil seriously contaminates the heat exchangers in the cooling installation, it is important to capture this lubricating oil. This is usually done by including a separator in the cooling cycle 20 after the compressor. A separator is often used as a gravity separator, which essentially consists of a vessel that is dimensioned such that the gas velocity therein is so low that most drops fall out of the gas stream to be collected in an oil bath at the bottom of the vessel. Such a gravity separator is capable of separating droplets with a size from 70 to 100 µm from the gas stream. The oil thus separated can then optionally be returned to the compressor. Smaller liquid particles pass through the separator. The new generations of highly loaded compressors, however, produce such small drops, in particular much smaller than 70 µm, as a result of a high speed that a conventional gravity separator is no longer sufficient. This problem has not yet been properly resolved.
De onderhavige uitvinding heeft nu tot hoofddoel het verschaffen van een samenstel voor het afscheiden van vloeistof uit een tweefasenmengsel, waarmee ook vloeistofdeeltjes met zeer kleine druppelgrootte zich laten afscheiden. De onderhavige 2 uitvinding heeft in het bijzonder tot nevendoel het verschaffen van een dergelijk samenstel waarmee vloeistofdeeltjes, zoals oliedeeltjes, zich uit era koudemiddel omvattend tweefasenmengsel laten afscheiden.The present invention has for its main object to provide an assembly for separating liquid from a two-phase mixture, with which also liquid particles with very small droplet size can be separated. The present invention has for its particular object to provide such an assembly with which liquid particles, such as oil particles, can be separated from the two-phase mixture comprising a refrigerant.
Voomoemd hoofddoel wordt volgens de uitvinding bereikt door te verschaffen 5 een samenstel voor het afscheiden van vloeistof, zoals olie, uit een tweefasenmengsel, zoals een koudemiddel omvattend tweefasenmengsel, waarbij het samrastel omvat: • een vloeistofafscheider met een afscheiderinlaat voor het tweefasenmengsel; en • coalescentie-inrichting voor het coalescerra van in het tweefasenmengsel bevatte vloeistofdeeltjes; 10 waarbij de coalescentie-inrichting een coalescerinlaat voor het tweefasenmengsel ra een coalesceruitlaat voor het tweefasenmengsel omvatten, en waarbij de coalescerinlaat is aangesloten op de afscheiderinlaat.Said main object is achieved according to the invention by providing an assembly for separating liquid, such as oil, from a two-phase mixture, such as a two-phase mixture comprising a refrigerant, wherein the assembly comprises: a liquid separator with a separator inlet for the two-phase mixture; and • coalescence device for coalescerra of liquid particles contained in the two-phase mixture; Wherein the coalescence device comprises a coalescer inlet for the two-phase mixture and a coalescer outlet for the two-phase mixture, and wherein the coalescer inlet is connected to the separator inlet.
Zoals eerder al aangegeven kunnen de vloeistofdeeltjes in het tweefasenmengsel volgens de uitvinding in grootte uiteenlopen van zeer klein (« 5μπι) tot groot (200-15 1000 /an) of zelfs zeer groot (» 1000 /tm).As previously stated, the liquid particles in the two-phase mixture according to the invention can vary in size from very small (≤ 5 μπι) to large (200-15,000 / an) or even very large (»1000 / tm).
Met het samenstel volgens de onderhavige uitvinding zijn vloeistofdeeltjes uit geheel dit bereik van groottes af te scheiden. Ten opzichte van de stand van de techniek zit de vooruitgang bij het samenstel er in het bijzondra in dat ook de deeltjes kleiner dan 70 μπι of zelfs veel kleiner dan 70 /on zich goed laten afscheiden. In dit opzicht 20 kan men het tweefasenmengsel volgens de uitvinding als een aörosolachtig mengsel opvatten. Immers de uitvinding maakt in het bijzonder het ook afscheiden van de kleine vloeistofdeeltjes mogelijk. Onder aërosolachtig wordt daarbij in het bijzonder verstaan era gas bevattende vloeistofdeeltjes kleiner dan circa 120 μχη, waarbij grotere vloeistofdeeltjes zeer wel ook aanwezig kunnen, en bij bepaalde toepassingen ook 25 aanwezig zullen zijn.With the assembly according to the present invention, liquid particles can be separated from this entire range of sizes. Compared to the state of the art, the progress in the assembly is in particular that the particles smaller than 70 μπι or even much smaller than 70 μs can be properly separated. In this respect, the two-phase mixture according to the invention can be seen as an aerosol-like mixture. After all, the invention in particular also makes it possible to separate the small liquid particles. The term aerosol-like is understood to mean in particular gas-containing liquid particles smaller than approximately 120 μ ,η, while larger liquid particles may very well also be present, and in certain applications will also be present.
Door het tweefasenmengsel voorafgaand aan de vloeistofafscheider door de coalescentie-inrichting te leiden voor het coalescerra van in het tweefasenmengsel bevatte vloeistofdeeltjes, wordt bereikt dat de zeer fijne vloeistofdeeltjes, die era grootte hebben die zich door een vloeistofafscheider doorgaans niet laten afscheiden -30 eerst coalescerra tot grotere vloeistofdeeltjes of eventueel zelfs een vloeistoffilm, waarna deze grotere vloeistofdeeltjes zich in de vloeistofafscheider gemakkelijk laten afscheiden.By passing the two-phase mixture prior to the liquid separator through the coalescence device for coalescerra of liquid particles contained in the two-phase mixture, it is achieved that the very fine liquid particles, which are of a size normally not allowed to separate by a liquid separator -30 first coalescerra to larger liquid particles or possibly even a liquid film, after which these larger liquid particles can be easily separated in the liquid separator.
« 3"3
Volgens een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding is de coalescentie-inrichting ingericht om met behulp van een coanda-effect vloeistofdelen tegen een vlak te doen coalesceren. Het is aldus mogelijk om de zeer fijne vloeistofdeeltjes in de tweefasenmengselstroom, zonder de tweefasenmengselstroom aan bijvoorbeeld filters 5 te onderwerpen - die in de praktijk temperaturen tot ten hoogste slechts 120° C aankunnen - tot grotere deeltjes te laten coalesceren op een vlak waarlangs de tweefasenmengselstroom geleid wordt. De op het vlak gevormde grotere deeltjes of eventueel de daarop gevormde vloeistoffilm kunnen dan volgens de uitvinding zowel direct afgevangen worden alsook weer door de tweefasenmengselstroom meegevoerd 10 worden om later in de vloeistofafscheider als grotere deeltjes te worden afgescheiden.According to an advantageous embodiment of the invention, the coalescence device is adapted to cause liquid parts to coalescence against a surface by means of a coanda effect. It is thus possible to have the very fine liquid particles in the two-phase mixture stream, without subjecting the two-phase mixture stream to, for example, filters 5 - which in practice can handle temperatures of up to only 120 ° C - into larger particles on a plane along which the two-phase mixture stream is conducted. is going to be. According to the invention, the larger particles formed on the surface, or optionally the liquid film formed thereon, can then both be directly captured and again be entrained by the two-phase mixture stream to be subsequently separated as larger particles in the liquid separator.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm omvat het samenstel volgens de uitvinding verder een compressor met een compressorinlaat voor te comprimeren tweefasenmengsel, in het bijzonder koudemiddel omvattend tweefasenmengsel, en een compressoruitlaat voor gecomprimeerd tweefasenmengsel, waarbij de IS compressoruitlaat is aangesloten op de coalescerinlaat. Aldus worden de coalescentie-inrichting direct na de compressor voorzien, zodat het mogelijk is om in de compressor door het tweefasenmengsel meegenomen smeermiddeldeeltjes middels de coalescentie-inrichting te behandelen. Opgemerkt zij overigens dat in de ideale situatie bij een koudemiddelinstallatie aan de compressor geen vervuild koudemiddel, doch zuiver 20 koudemiddel zal worden toegevoerd. Dit koudemiddel kan echter wel in een tweefasenmengsel toestand verkeren.According to a further embodiment, the assembly according to the invention further comprises a compressor with a compressor inlet for two-phase mixture to be compressed, in particular refrigerant comprising two-phase mixture, and a compressor outlet for compressed two-phase mixture, wherein the IS compressor outlet is connected to the coalescer inlet. The coalescence device is thus provided immediately after the compressor, so that it is possible to treat lubricant particles entrained in the compressor by the two-phase mixture by means of the coalescence device. It should be noted, moreover, that in the ideal situation with a refrigerant installation, no contaminated refrigerant, but pure refrigerant, will be supplied to the compressor. However, this refrigerant can be in a two-phase mixture state.
Volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvatten de coalescentie-inrichting ten minste een spieetvormig kanaal via welk spieetvormig kanaal de coalescerinlaat met de coalesceruitlaat is verbonden. Door gebruik te maken 25 van het spleetvormig kanaal is het onder meer mogelijk om beide begrenzingsvlakken van het spleetvormige kanaal te gebruiken voor een coandaeffect. Een spleetvormig kanaal maakt bovendien een compacte opbouw bij relatief veel begrenzingsoppervlak van de doorstroomde kanalen mogelijk.According to a further embodiment of the invention, the coalescence device comprises at least one key-shaped channel via which key-shaped channel the coalescer inlet is connected to the coalescer outlet. By making use of the slit-shaped channel it is, inter alia, possible to use both boundary surfaces of the slit-shaped channel for a coanda effect. A slit-shaped channel moreover allows a compact structure with a relatively large boundary surface of the through-flowed channels.
Teneinde het contactoppervlak langs doorstroomde kanalen te vergroten bij een 30 relatief compacte bouwwijze is het volgens de uitvinding van voordeel wanneer de coalescentie-inrichting een veelheid plaatachtige wandelementen omvatten, die onder vrijlating van daartussen begrensde, bij tegenoverliggende einden met telkens een andere aangrenzende spleet tot een keten van die spleetvormige kanalen verbonden, onderling evenwijdig zijn opgesteld. Constructietechnisch is het hierbij praktisch indien de veelheid plaatachtige wandelementen en veelheid pijpen omvat, die met onderlinge, de spieetvormige kanalen vormende, in de cilindrische tussenruimtes in elkaar zijn gestoken, en wanneer die tegenoverliggende einden de kopse einden van de cilindrische 5 spleten zijn.In order to increase the contact surface along flow-through channels in a relatively compact construction, it is advantageous according to the invention if the coalescence device comprises a plurality of plate-like wall elements which, while releasing therebetween, have opposite adjoining ends with a different adjacent gap. chain of those slit-shaped channels are arranged parallel to each other. From a technical point of view, it is practical here if the plurality of plate-like wall elements and plurality of pipes are inserted into one another, forming the spit-shaped channels, into the cylindrical gaps, and when those opposite ends are the end ends of the cylindrical gaps.
Volgens een voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding hebben de spieetvormige kanalen van de keten van spleetvormige kanalen, beschouwd dwars op de spleetrichting en doorstroomrichting, onderling een telkens in wezen gelijk doorlaatoppervlak. Aldus is de snelheid van het tweefasenmengsel in de spleetvormige 10 kanalen ongeveer constant te houden.According to an advantageous embodiment of the invention, the spit-shaped channels of the chain of slit-shaped channels, viewed transversely of the slit direction and flow-through direction, mutually have a substantially equal passage surface. The speed of the two-phase mixture in the slit-shaped channels can thus be kept approximately constant.
I Volgens een verdere uitvoeringsvorm is het volgens de uitvinding van voordeel H wanneer bij een of beide van die tegenoverliggende einden van de spleetvormige kanalen opvangmiddelen voor vloeistof zijn voorzien, welke opvangmiddelen bij I voorkeur op afvoermiddelen voor afvoer van de opgevangen vloeistof zijn aangesloten.According to a further embodiment it is advantageous H according to the invention if liquid collecting means are provided at one or both of those opposite ends of the slit-shaped channels, which collecting means are preferably connected to discharge means for discharge of the collected liquid.
I 15 Bij verticaal opgestelde spleetvormige kanalen is het bijvoorbeeld mogelijk dat de I opvangmiddelen uit een opvangbak bestaan en dat de afvoermiddelen een op de I opvangbak aangesloten afvoerleiding omvatten, welke afvoerleiding eventueel van een klep kan zijn voorzien om deze op en gewenst moment te openen voor het afvoeren van I opgevangen vloeistof. Aldus wordt het mogelijk om bij afzetting van relatief grote I 20 hoeveelheden vloeistof op de wanden van de spleetvormige kanalen deze vloeistof tussentijds op te vangen in plaats van deze door geheel het kanalensysteem mee te I voeren.With vertically arranged slit-shaped channels, it is possible, for example, for the collecting means to consist of a collecting tray and for the discharge means to comprise a discharge pipe connected to the collecting vessel, which discharge pipe may optionally be provided with a valve for opening it at a desired moment for draining the collected liquid. It thus becomes possible, upon depositing relatively large quantities of liquid on the walls of the slit-shaped channels, to collect this liquid in the interim instead of carrying it along the entire channel system.
I Volgens een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het I gebruik van een gaskoeler van het spleettype als coalescentie-inrichting , hierbij ook I 25 wel coalescer genaamd, bij een smeermiddelafscheider voor het uit koudemiddel I afscheiden van smeermiddel, waarbij de gaskoeler, beschouwd in stromingsrichting van het koudemiddel, voor de smeermiddelafscheider in de koudemiddelstroom is I opgenomen.According to a further aspect, the present invention relates to the use of a slit type gas cooler as a coalescence device, hereinafter also called coalescer, in a lubricant separator for separating lubricant from refrigerant, the gas cooler being considered in the direction of flow of the refrigerant, I is included in the refrigerant flow for the lubricant separator.
I Volgens een nog verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het 30 gebruik van een samenstel volgens de uitvinding voor het afscheiden van smeermiddel, I zoals olie, uit een gasvormige koudemiddelstroom.In a still further aspect, the present invention relates to the use of an assembly according to the invention for separating lubricant, such as oil, from a gaseous refrigerant stream.
I Volgens een nog verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het I gebruik van een coandaeffect voor het tegen een vlak coalesceren van in een 5 tweefasenmengselachtige stroom koudemiddel aanwezige smeermiddeldeeltjes, zoals oliedeeltjes.According to a still further aspect, the present invention relates to the use of a coanda effect for coalescing against a surface of lubricant particles, such as oil particles, present in a two-phase mixture-like refrigerant stream.
Bij het gebruik volgens de uitvinding omvat het koudemiddel in het bijzonder ammoniak of freon.In the use according to the invention, the refrigerant comprises in particular ammonia or freon.
5 Bij het gebruik volgens de uitvinding heeft de stroom koudemiddel in het bijzonder een snelheid groter dan 5 m/s, zoals 8 m/s of groter.In the use according to the invention, the flow of refrigerant in particular has a speed greater than 5 m / s, such as 8 m / s or greater.
De onderhavige uitvinding zal in het navolgende aan de hand van de tekening nader worden toegelicht. Hierin toont:The present invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It shows:
Figuur 1 een schematische weergave van hetgeen volgens de uitvinding onder 10 coandaefïect wordt verstaan;Figure 1 shows a schematic representation of what is meant by coandefect according to the invention;
Figuur 2 een schematische weergave van een samenstel volgens de uitvinding; enFigure 2 shows a schematic representation of an assembly according to the invention; and
Figuur 3 een schematische weergave van coalescentie-inrichting volgens de uitvinding.Figure 3 shows a schematic representation of a coalescence device according to the invention.
Fig. 1 illustreert schematisch het volgens een uitvoeringsvorm door de 15 onderhavige uitvinding benutte coandaeffect Wanneer een met druppels beladen gasstroom 1 met hoge snelheid, zoals een snelheid groter dan 10m/s, langs een oppervlak 2 en/of 3 stroomt, dan zal langs dat oppervlak 2 en/of 3 een onderdruk ontstaan, welke druppels uit de gasstroom neigt aan te trekken. Deze druppels worden dan naar de wand geleid en slaan op die wand aan. Op de wand aangeslagen en/of al 20 voorafgaand aan het op de wand aanslaan in de onderdrukzone langs de wand zullen de druppels coalesceren tot grotere druppels. Op de wand zal zich dan uiteindelijk een film kunnen vormen. De druppels en de eventuele vloeistoffilxn op de wand bewegen met een beduidend lagere snelheid, bijvoorbeeld een snelheid van circa 10 mm/s, langs de wand. Ten opzichte van de gasstroomsnelheid is het voortbewegen van druppels en/of 25 film langs het oppervlak waarop het is aangeslagen derhalve aan te duiden als een soort kruipen. Het hier beschreven coandaeffect doet zich zowel voor wanneer een gasstroom langs een enkel oppervlak wordt geleid - dus wanneer bijvoorbeeld het bovenste oppervlak 3 geheel afwezig is - als wanneer de gasstroom tussen twee oppervlakken door wordt geleid.FIG. 1 schematically illustrates the coanda effect utilized in accordance with an embodiment by the present invention. When a droplet laden gas stream 1 flows along a surface 2 and / or 3 at a high speed, such as a speed greater than 10 m / s, then that surface 2 will and / or 3 an underpressure is created which tends to attract droplets from the gas stream. These drops are then guided to the wall and strike on that wall. Struck on the wall and / or already prior to being struck on the wall in the underpressure zone along the wall, the drops will coalescence into larger drops. A film will then eventually form on the wall. The drops and any liquid films on the wall move along the wall at a considerably lower speed, for example a speed of approximately 10 mm / s. With respect to the gas flow rate, the movement of drops and / or film along the surface on which it is struck can therefore be designated as a kind of creep. The coanda effect described here occurs both when a gas stream is passed along a single surface - that is, when the upper surface 3 is completely absent, for example - and when the gas stream is passed between two surfaces.
30 Fig. 2 toont op schematische wijze een samenstel 10 volgens de uitvinding. Het in fig. 2 getoonde samenstel 10 is in het bijzonder bedoeld voor opname in een kringloop van koudemiddel. Het samenstel 10 volgens de uitvinding omvat volgens dit uitvoeringsvoorbeeld een compressor 11 een olieafscheider 12 en coalescentie- H inrichting 15. Aan de compressor 11 wordt via een inlaat 14 koudemiddel aangezogen, dat na te zijn gecomprimeerd via uitlaat 16 uit de compressor wordt afgevoerd. Uitlaat 16 sluit aan op inlaat 17 van de coalescentie-inrichting . Inlaat 17 wordt ook wel coalescerinlaat genoemd. De coalescentie-inrichting 15 is voorzien van een uitlaat 18, 5 ook wel coalesceruitlaat genoemd, via welke door de coalescentie-inrichting 15 heengevoerd koudemiddel uit de coalescentie-inrichting afvoert. De coalesceruitlaat 18 sluit aan op de olieafscheider inlaat 19.FIG. 2 schematically shows an assembly 10 according to the invention. The assembly 10 shown in Fig. 2 is intended in particular for inclusion in a refrigerant circuit. According to this exemplary embodiment, the assembly 10 according to the invention comprises a compressor 11, an oil separator 12 and a coalescence device 15. At the compressor 11, refrigerant is drawn in via an inlet 14, which after being compressed is discharged from the compressor via outlet 16. Outlet 16 connects to inlet 17 of the coalescence device. Inlet 17 is also called coalescer inlet. The coalescence device 15 is provided with an outlet 18, 5 also referred to as a coalescer outlet, via which refrigerant carried through the coalescence device 15 drains out of the coalescence device. The coalescer outlet 18 connects to the oil separator inlet 19.
De in fig. 2 getoonde compressor is zeer schematisch weergegeven. Deze I compressor is van het cilinder 32/zuiger 30 type. Aan de inlaatzijde van de cilinder 32 10 is een inlaatklep 28 voorzien. Inlaatklep 28 is van het eenrichtingstype dat slechts in de richting van de inlaat 14 naar de cilinder 32 doorlaat en de tegenovergestelde richting I blokkeert. Aan de uitlaatzijde is een uitlaatklep 29 voorzien, welke eveneens van het I eenrichtingstype is. Uitlaatklep 29 is zo ingericht dat deze vanuit de cilinder 32 naar de compressoruitlaat 16 toe doorlaat en in omgekeerde richting blokkeert. De zuiger 30 15 wordt op en neer bewogen middels een schematisch aangegeven krukstangmechanisme 31. Het krukstangmechanisme 31 is opgesteld in een schematisch aangeduide kamer 34 waarin optioneel een bad smeerolie 27 aanwezig is. Bij in het bijzonder met hoog I toerental werkende compressors is het zaak dat de zuiger 30 die in de cilinder 32 heen I en beweegt gesmeerd wordt. Hiertoe wordt aan de zuiger 31 smeerolie toegevoerd.The compressor shown in Fig. 2 is shown very schematically. This I compressor is of the cylinder 32 / piston 30 type. An inlet valve 28 is provided on the inlet side of the cylinder 32. Inlet valve 28 is of the one-way type which passes only in the direction of the inlet 14 to the cylinder 32 and blocks the opposite direction. An outlet valve 29 is provided on the outlet side, which is also of the one-way type. Exhaust valve 29 is arranged such that it passes from the cylinder 32 to the compressor outlet 16 and blocks in the reverse direction. The piston 30 is moved up and down by means of a schematically indicated crank rod mechanism 31. The crank rod mechanism 31 is arranged in a schematically indicated chamber 34 in which optionally a bath of lubricating oil 27 is present. With compressors operating in particular at high speed, it is important that the piston 30 moving into the cylinder 32 is lubricated. To this end, lubricating oil is supplied to the piston 31.
I 20 Deze smeerolie kan uit het bad 27 afkomstig zijn, doch ook uit andere bron afkomstig I zijn. De toevoer van smeerolie aan de zuiger 30 gebeurt in het bijzonder met een I overmaat. Deze toevoer van smeerolie 30 kan op velerlei uit de stand van de techniek bekende wijzen plaatsvinden. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk om in de zuiger 30 een I leidingstelsel te voorzien met uitmondingen in het omtreksvlak 35 van de zuiger 30.This lubricating oil can come from the bath 27, but can also come from other sources. The supply of lubricating oil to the piston 30 occurs in particular with an excess. This supply of lubricating oil 30 can take place in many ways known from the prior art. For example, it is possible to provide a pipe system in the piston 30 with openings in the peripheral surface 35 of the piston 30.
25 Zoals duidelijk zal zijn is het bij dergelijke compressors 11 wel haast onmogelijk om geheel te vermijden dat er smeermiddeldeeltjes in het toegevoerde koudemiddel 36 terecht komen. In fig. 2 zijn de smeermiddeldeeltjes, in het bijzonder oliedeeltjes, I schematisch met druppels 33 aangeduid. Aldus zal er uit de compressor via de uitlaat I 16 een tweefasenmengsel van koudemiddel en smeermiddeldeeltjes worden I 30 uitgedreven.As will be clear, it is almost impossible with such compressors 11 to completely prevent lubricant particles from falling into the supplied refrigerant 36. In Fig. 2 the lubricant particles, in particular oil particles, are schematically indicated by drops 33. A two-phase mixture of refrigerant and lubricant particles will thus be expelled from the compressor via the outlet 16.
I De in dit tweefasenmengsel 37 bevatte smeermiddeldeeltjes dienen te worden I afgescheiden. Volgens de stand van de techniek is het daartoe gebruikelijk om de I compressoruitlaat 16 (direct) aan te sluiten op een olieaischeiderinlaat 19 van een 7 olieafscheider 12. In de olieafscheider 12 wordt het tweefasenmengsel dan achtereenvolgens door een demister 20 en een ruimte 24 geleid, in welke ruimte 24 de druppels onder invloed van de zwaartekracht uit de gasstroom neerregenen. In de demister worden de druppels verder vergroot zodat ze in. ruimte 24 makkelijker 5 uitregenen. De uit de gasstroom neer regenende druppels worden opgevangen in een bad 22. Vanuit dit bad 22 is de opgevangen vloeistof van smeermiddel, eventueel met daarin resten koudemiddel, dan via leiding 26 af te voeren. Afvoerleiding 26 kan daarbij optioneel zijn teruggevoerd naar de compressor voor recirculatie van het smeermiddel. Gedeeltelijk van smeermiddel ontdaan tweefasenmengsel verlaat dan via 10 olieafscheider uitlaat 25 de olieafscheider om voor te gaan in de koudecyclus.The lubricant particles contained in this two-phase mixture 37 must be separated. According to the prior art, it is customary for this purpose to (directly) connect the compressor outlet 16 to an oil separator inlet 19 of a 7 oil separator 12. In the oil separator 12, the two-phase mixture is then successively passed through a demister 20 and a space 24, in which space 24 the drops drop out of the gas stream under the influence of gravity. In the demister, the drops are further enlarged so that they are in. space 24 easier 5. The droplets raining down from the gas stream are collected in a bath 22. From this bath 22 the collected liquid fluid, possibly with residual refrigerant, can then be discharged via line 26. Drain line 26 may optionally be returned to the compressor for recirculation of the lubricant. Partially lubricated two-phase mixture then leaves the oil separator via oil separator outlet 25 to precede the cold cycle.
Overeenkomstig de onderhavige uitvinding is er echter tussen de compressoruitlaat 16 en de olieafscheiderinlaat 19 een coalescentie-inrichting 15 voorzien, waarvan in fig. 3 een uitvoeringsvorm gedetailleerder is afgebeeld. In de coalescentie-inrichting 15 worden kleinere smeermiddeldeeltjes - die op conventionele 15 wijze met demister en zwaartekracht niet uit de gasstroom zijn af te scheiden - tot coalescentie gebracht, zodat er grotere deeltjes smeermiddel of zelfs een smeermiddelfilm ontstaat. Deze grotere deeltjes of smeermiddelfilm zijn dan later in de conventionele olieafscheider gemakkelijker afscheidbaar. Echter het is volgens de uitvinding ook zeer goed denkbaar dat de conventionele olieafscheider geheel vervalt 20 en dat direct in de coalescentie-inrichting zelf de smeermiddelafscheiding plaatsvindtAccording to the present invention, however, a coalescence device 15 is provided between the compressor outlet 16 and the oil separator inlet 19, an embodiment of which is shown in more detail in FIG. In the coalescence device 15, smaller lubricant particles - which cannot be separated from the gas stream in a conventional manner with demister and gravity - are brought to coalescence, so that larger particles of lubricant or even a lubricant film are formed. These larger particles or lubricant film can then be more easily separated later in the conventional oil separator. However, it is also very conceivable according to the invention that the conventional oil separator is completely eliminated and that the lubricant separation takes place directly in the coalescence device itself.
In fig. 2 zijn de coalescentie-inrichting afgebeeld als ingebouwd in de (overigens conventionele) olieafscheider 12, echter het moge duidelijk zijn dat de coalescentie-inrichting ook zeer wel buiten de conventionele olieafscheider 12 gepositioneerd kunnen zijn. De coalescentie-inrichting volgens de uitvinding is in het bijzonder 25 ingericht om met behulp van een coandaeffect vloeistofdelen tegen een vlak te doen coalesceren.In Fig. 2, the coalescence device is depicted as being built into the (otherwise conventional) oil separator 12, however, it will be clear that the coalescence device may very well be positioned outside the conventional oil separator 12. The coalescence device according to the invention is in particular adapted to cause liquid parts to coalescence against a surface by means of a coanda effect.
Figuur 3 toont gedetailleerder een uitvoeringsvorm van de coalescentie-inrichting 15 volgens de uitvinding. De coalescentie-inrichting 15 volgens de uitvinding is opgebouwd als een aantal in elkaar gestoken buizen. De coalescerinlaat 17 mondt uit in 30 de binnenste buis 41. De binnenste buis 41 eindigt op enige axiale afstand boven het onderste kopse eindschot 40. Rondom de binnenste buis 41 ligt een tweede buis 42 die met zijn benedeneind aansluit op het kopse eindschot 40. Aldus is verzekerd dat het via de binnenste buis 41 toestromend medium onderin - zoals met een gekromde pijl isFigure 3 shows in more detail an embodiment of the coalescence device 15 according to the invention. The coalescence device 15 according to the invention is constructed as a number of inserted tubes. The coalescer inlet 17 opens into the inner tube 41. The inner tube 41 ends at some axial distance above the lower end end partition 40. Around the inner tube 41 is a second tube 42 which connects with its lower end to the end end partition 40. Thus it is ensured that the medium flowing in through the inner tube 41 is at the bottom - such as with a curved arrow
4 Λ O Λ O P O4 Λ O Λ O P O
8 aangegeven - omgebogen wordt de pleet 43 in. De tweede buis 42 eindigt aan de bovenzijde op enige axiale afstand van een tussenschot 44. Op het tussenschot 44 sluit aan het boveneind van een derde buis 45. Tussen de derde buis 45 en de tweede buis 42 is een spleet 46 gevormd. De ruimte tussen het tussenschot 44 en het boveneind van de 5 tweede buis 42 maakt het mogelijk dat het medium, - zoals met gekromde pijl is aangegeven - omgeleid wordt de spleet 46 in. De derde buis 45 eindigt bij het benedeneind weer op enige axiale afstand van het onderste eindschot 40. Rondom de derde buis 45 ligt op radiale afstand de buitenste buis 47 onder vrijlating van een spleet 48. De axiale afstand tussen het benedeneind van de derde buis 45 en het onderste schot 10 40 maakt het mogelijk dat het medium vanuit de spleet 46 naar de spleet 48 wordt geleid. Spleet 48 mondt aan zijn bovenzijde uit in een uitlaatkamer 49 waarop de coalesceruitlaat 18 aansluit.8 - the gap 43 is turned over. The second tube 42 terminates at some top axial distance from a partition 44. A gap 46 is formed on the partition 44 at the upper end of a third tube 45. A gap 46 is formed between the third tube 45 and the second tube 42. The space between the partition 44 and the upper end of the second tube 42 makes it possible for the medium, as indicated by a curved arrow, to be diverted into the gap 46. The third tube 45 ends again at the lower end at some axial distance from the lower end partition 40. Around the third tube 45 the outer tube 47 is radially spaced while leaving a gap 48. The axial distance between the lower end of the third tube 45 and the lower baffle 40 allows the medium to be led from the gap 46 to the gap 48. Slit 48 opens at its top into an outlet chamber 49 to which the coalescer outlet 18 connects.
Op het inwendige oppervlak van de binnenste buis 41 als ook op de uitwendige en de inwendige oppervlakken van de buizen 41,42,45 en 47, die de spleten 43,46 en 15 48 begrenzen vindt onder invloed van het coandaeffect afzetting van vloeistofdeeltjes, in het bijzonder smeermiddeldeeltjes, plaats. Een en ander zoals beschreven aan de hand van fig. 1. De snelheid waarmee de gasstroom door de spleten en de binnenste buis geleid wordt zal doorgaans groter zijn dan 10 m/s. De snelheid waarmee de op de wanden van de buizen aangeslagen druppels en/of eventuele vloeistoffilm in 20 stromingsrichting van het gas beweegt is beduidend trager, bijvoorbeeld in de ordegrootte van 10 mm/s. Het is eventueel mogelijk om deze aan de buiswanden aangeslagen druppels en/of eventuele vloeistoffilm ingeval van horizontale opstelling van de buizen aan beide einden van de spieetvormige kanalen af te vangen of ingeval van een verticale opstelling, zoals in fig. 2 en 3 getoond alleen aan de onderzijde van de 25 spleetvormige kanalen. Een alternatieve, opstellingsonafhankelijke wijze van opvang van vloeistofdeeltjes is te realiseren met zogenaamde kruipvallen 53 (Duits “Krichfallen”). Dit zijn in de wandvlakken 41, 42, 45 en/of 47 voorziene spleten. De wandvlakken 41, 42, 45 en/of 47 zullen daarbij op voordelige wijze inwendig van een afvoerstelsel, zoals een holle ruimte 51, 52 of afvoerkanalen voorzien zijn. Een 30 voorbeeld van kruipvallen is weergegeven in figuur 4, dat een detail uit figuur 3 toont. Zoals te zien zijn de buiswanden 42 en 45 hier dubbelwandig uitgevoerd met daartussen een ruimte 51 respectievelijk 52 via welke de via kruipvallen 53 ingeleide 9 (zie streeppijlen) oliedeeltjes zijn af te voeren. Afhankelijk van de mate van afvanging van vloeistofdeeltjes kan de conventionele afscheider dan eventueel vervallen.On the inner surface of the inner tube 41 as well as on the outer and inner surfaces of the tubes 41,42,45 and 47, which deletes the gaps 43,46 and 48, under the influence of the coanda effect deposition of liquid particles, in the special lubricant particles. All this as described with reference to Fig. 1. The speed with which the gas flow is passed through the slits and the inner tube will generally be greater than 10 m / s. The speed at which the drops and / or any liquid film deposited on the walls of the tubes moves in the direction of flow of the gas is considerably slower, for example in the order of 10 mm / s. It is optionally possible to capture these drops and / or any liquid film stuck to the tube walls in the case of horizontal arrangement of the tubes at both ends of the spit-shaped channels or in the case of a vertical arrangement, as shown in Figs. the underside of the slit-shaped channels. An alternative, setup-independent method of collecting liquid particles can be realized with so-called crawl traps 53 (German “Krichfallen”). These are slots provided in the wall surfaces 41, 42, 45 and / or 47. The wall surfaces 41, 42, 45 and / or 47 will advantageously be provided internally with a drainage system, such as a hollow space 51, 52 or drainage channels. An example of crawl traps is shown in Figure 4, which shows a detail from Figure 3. As can be seen, the tube walls 42 and 45 here are double-walled with a space 51 and 52 between them through which the 9 particles (see dashed arrows) introduced via crawl traps 53 can be discharged. Depending on the degree of capture of liquid particles, the conventional separator can then possibly be dispensed with.
Λ rtOQQCRΛ rtOQQCR
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1023356A NL1023356C2 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL1023356A NL1023356C2 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device |
NL1023356 | 2003-05-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL1023356C2 true NL1023356C2 (en) | 2004-11-09 |
Family
ID=33550426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL1023356A NL1023356C2 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL1023356C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4487618A (en) * | 1982-08-19 | 1984-12-11 | La-Man Corporation | Airline vapor trap |
FR2807825A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-19 | Total Raffinage Distribution | Device, for use in refrigeration circuit to separate aerosol lubricant from refrigerant gas, has deflector, coalescing element filling and oleophobic membrane(s) upstream of gas outlet |
DE10019293A1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-31 | Zander Aufbereitungstechnik | Filters for gaseous media contaminated with moisture and / or oil and / or solid particles |
-
2003
- 2003-05-07 NL NL1023356A patent/NL1023356C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4487618A (en) * | 1982-08-19 | 1984-12-11 | La-Man Corporation | Airline vapor trap |
FR2807825A1 (en) * | 2000-04-14 | 2001-10-19 | Total Raffinage Distribution | Device, for use in refrigeration circuit to separate aerosol lubricant from refrigerant gas, has deflector, coalescing element filling and oleophobic membrane(s) upstream of gas outlet |
DE10019293A1 (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-31 | Zander Aufbereitungstechnik | Filters for gaseous media contaminated with moisture and / or oil and / or solid particles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2308581B1 (en) | Air-oil separator for an air compressor and installation for the compression of air | |
EP1844839B1 (en) | Air-oil separator | |
US7588020B2 (en) | Oil separator | |
US7927394B2 (en) | Apparatus and method for enhanced droplet collection in gas flows | |
US7270690B1 (en) | Separator with vane assembly and filter arrangement | |
AU759788B2 (en) | Inertial gas-liquid separator having an inertial collector spaced from a nozzle structure | |
EP1844840A2 (en) | Multi-stage device for separating drops of liquid from gases | |
DK1922131T3 (en) | Samlende filterorgan med en drænmekanisme | |
US3499270A (en) | Gas liquid receiver and liquid separator | |
US7470300B2 (en) | Duct wall water extractor | |
KR960010373B1 (en) | In-line filter and trap structure device for compressed air | |
JPH0510699A (en) | Cleaning device cleaning fluid conductive piping | |
RU2440172C2 (en) | Device to separate fluid from medium flow containing fluid drops | |
US6752856B1 (en) | Feedback loop controlled multistage aerosol removal device | |
US3415041A (en) | Oil separators | |
EP0331607A2 (en) | Oil separator | |
NL1023356C2 (en) | Separation apparatus for removing drops of liquid from e.g. gaseous coolant, comprises liquid separator and coalescence device | |
JPH03504461A (en) | selective condensation device | |
US6709478B2 (en) | Engine crank case sampling system | |
DE102005027415B4 (en) | Oil separator for a crankcase of an internal combustion engine | |
CN111075535A (en) | Separator | |
SE458149B (en) | REFRIGERATOR CHANGES FOR COOLING SYSTEM | |
CA1134283A (en) | Separation of a suspension of two immiscible fluids | |
EP1736229A1 (en) | Device and process for condensate separation | |
JPS61287403A (en) | Multistage flash evaporator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD2B | A search report has been drawn up | ||
VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20071201 |