DE477775C - Umlaufende Kaeltemaschine mit Kreiselverdichter - Google Patents

Description

• Umlaufende Kältemaschine mit Kreiselverdichter Die Erfindung betrifft eine umlaufende Kältemaschine mit Kreiselverdichter, der mittels einer Betriebsflüssigkeit unter Vermittlung eines Injektors das Kältemittel ansaugt. Sind bei einer derartigen Anlage =alle Teile starr verbunden, würde bei einer Drehung um die Mittelachse keine Pumpwirkung entstehen, «eil die Zentrifugalkraft die Flüssigkeit nach dem inneren weitesten Umfang des Gehäuses schleudert und diese daran haftet. Die Rückführung dieser Flüssigkeit zum Saugstutzen der Pumpe kann nur durch einen ruhenden oder wenig pendelnden Abstreifer erfolgen. Aber auch dieses gelingt nicht, denn der Abstreifer erhält dann so große Dimensionen, daß der Widerstand für die ruhenden, durch Gegengewicht gehaltenen Teile zu groß wird und einen regulären Betrieb unmöglich macht.
• Nach vorliegender Erfindung ist dem dadurch abgeholfen, daß das in der Zentrifugalpumpe bewegte Betriebsflüssigkeitsmittel des Injektors und eines ruhenden Leitkanals das Kältemittel in ein ruhendes Fanggefäß befördert. In Abb. i ist der Erfindungsgegenstand im Schnitt dargestellt.
• Das Kondensatorgehäuse c, das Verdampfergehäuse d, das Verbindungsrohr e, die Stege 1, das Überströmrohr k, die Versteifungsringe und Stege o, die Flüssigkeitsrinne n, die Zentrifugalpumpe a und der Scheibeninjektor b mit der Wand 3 und q. laufen um und sind starr verbunden. Alle übrigen Teile sind ruhend oder nur leicht pendelnd lose gelagert auf dem umlaufenden Überströmrohr k und werden durch die Gegengewichte i und i, in senkrechter oder leicht pendelnder Lage, erhalten. Für den Betrieb der Eismaschine sind zwei Flüssigkeiten erforderlich, und zwar eine Treibflüssigkeit mit hohem Siedepunkt und tiefem Erstarrungspunkt und eine kälteerzeugende Flüssigkeit. Als Treibflüssigkeit eignet sich sehr gut das im Handel bekannte Dekalin, Abkürzung aus Dekahydronaphalin. Es ist ein restlos mit Wasserstoff abgesättigtes Naphalin, Siedepunkt r88°, Gefrierpunkt sehr tief und spez. Gewicht o,895 und als Kältemittel S02, die gegeneinander vollständig neutral sind und sich sehr- gut voneinander abscheiden. Der direkte Umlauf der Treibflüssigkeit von der Zentrifugalpumpe a in das Fanggefäß g und von da wieder zur Pumpe a zurück macht einen nur kleinen Abstreifer q nötig, der in den Ring l der Treibflüssigkeit hineinreicht. Der Abstreifer q braucht nur so groß zu sein, um die überlaufende Flüssigkeit abzustreifen und in das Fanggefäß zu leiten, und das ruhende Gehäuse durch Berieselung zu kühlen. Der Abstreifer h, der in den Ring z der Kälteflüssigkeit reicht, ist ebenfalls klein. Der Scheibeninjektor b in der unterhalb der Achse dargestellten Ausführungsform nach Abb. a ist am Kreiselrad a fest, auch die Wand 3 und q. rotiert mit, während in der oberhalb der Achse dargestellten Ausführungsform nach Abb. i bei dem Scheibeninjektor bl, bestehend aus dem Kreiselrad a und der ruhenden Wand i i, nur das Kreiselrad a in dem ruhenden Leitkanal rotiert.
• Der Betrieb ist folgender: Durch die Drehung der Zentrifugalpumpe a mit dem Gehäuse c kommt die Treibflüssigkeit im Kreislauf im ruhenden Fanggefäß g, dem Rohr W im ruhenden Leitkanal f und der Pumpe a im Umlauf. Diese erzeugt beim Vorbeistreichen am Scheibeninjektor b bzw. b, einen Unterdruck, wodurch die Kältemitteldämpfe aus dem Verdampfer d abgesaugt und in den Kondensator c gedrückt werden. Der radiale Teil 4 der Wand 3 bei Anwendung eines Injektors b wirkt hierbei als Diffusor. Die Dämpfe kondensieren in der wärmeren Treibflüssigkeit des Gefäßes g noch nicht und strömen bei 12 in den Kondensator c ab, wo sie erst jetzt an der gekühlten Wand kondensieren. Durch den Abstreifer h wird das flüssige Kältemittel in das Gefäß g,. geleitet, aus dem es durch den hberdruck im Kondensator c bei k" in das 1?berströmrohr k und dessen Mündung k2 in feinem Strahl in den Verdampfer d gedrückt wird, woselbst es unter Kälteerzeugung verdampft. Der abgebogene Teil k,_, aber auch ein Ansteigen des Rohres k beschleunigt durch die Schleuderkraft das Ansaugen und Ausspritzen der Kälteflüssigkeit. Der konische Teil ?a des Rohres k beschleunigt das Vorwärtsströmen der Kälteflüssigkeit im Rohr /z und verhütet ein Rückströmen derselben. Die mitumlaufende Rinne zi mit der geschleuderten Flüssigkeit und der in diese eintauchenden ruhenden Scheibe p dienen als hydraulische Abdichtungen des Druckes im Kondensator c vom Vakuum des Verdampfers d bei Anwendung des Scheibeninjektors b1. Für den Scheibeninjektor b dagegen ist eitle Abdichtung nicht erforderlich. Der seitliche Schub der ruhenden Teile im Kondensator c nach dem Verdampfer d hin wird aufgenommen durch Schleifringe v, von denen der eine am Rohr k und der andere am Rohr 8 festsitzt- Diese Ringe v dienen auch zur Abdichtung der SOz Flüssigkeit im Rohrteil x gegen die Ansaugespannung der Zentrifugalpumpe a.
• Die Gefäße g und g,. sind gegen Wärmeleitung durch eine Isolierwand geschützt. Bei g2 läuft überschüssige Treibflüssigkeit ab. Bei Stillstand der Maschine läuft die Treibflüssigkeit aus dem Fanggefäß g ab, es bleibt aber in dem unteren Teile des Kanals f zwischen den Wänden 9 und io noch genügend. Flüssigkeit für den Wiederantrieb stehen. Der noch fehlende Teil wird durch den Abstreifer q aus dem im umlaufenden ' Gehäuse befindlichen Flüssigkeitsring ergänzt. Bei längerem Stillstand der Maschine verdampft die Kälteflüssigkeit aus dem Kondensator c in den Verdampfer d hinein und kondensiert daselbst infolge der gekühlten Wände durch die Sole ü. Beim Wiederanstellen schöpft ein Abstreiferrohr yya diese Flüssigkeit aus dem Verdampfer d ab und führt diese durch das Ablaufrohr t dem Injektor b bzw. b, zu. Durch das konische Verbindungsrohr e wird der Ablauf infolge der Zentrifugalkraft beschleunigt. Die Drehrichtung der Zentrifugalpumpe a ist vorteilhaft nach Abb. 2 zu wählen, da danach der Druck und die resultierende Austrittsge-5chwindigkeits (Abb. 3) größer ist als bei entgegengesetzter Drehrichtung, wie sie Abb. ,4 zeigt. Einfache Versuche finit Wasser und Luft bestätigen diese Anschauung, denn in Drehrichtung nach Abb. d. fand keine Pumpwirkung statt.
• Statt der Zentrifugalpumpe und statt des Scheibeninjektors kann auch jede andere Art Pumpe und Injektor Verwendung finden. Bei Anwendung einer kälteerzeugenden Flüssigkeit, die leichter ist als die Treibflüssigkeit, sind auch die Flüssigkeitsspiegel bzw. die Flüssigkeiten entgegengesetzt der Zeichnung, und zwar statt i kommt 2 und statt :2 kommt i. Auch die Abstreifer q und h müssen dann entsprechend lang bemessen werden. Statt der Anziehung der Gewichte durch die Schwerkraft der Erde zum Halten der ruhenden Teile in dem rotierenden Gehäuse können evtl. auch Elektromagnete Anwendung finden, was nur Ausführungsangelegenheit wäre.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Umlaufende Kältemaschine mit Kreiselverdichter, der mittels einer Betriebsflüssigkeit unter Vermittlung eines Injektors das Kältemittel ansaugt, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem umlaufenden Kondensatorgehäuse (c) fest verbundene Kreiselrad (a) und die in der Drehachse liegende überströmleitung (k) zum Verdampfer von dem ruhenden Leitkanal (f) für das Flüssigkeits-Gasgemisch mit dem anschließenden ebenfalls ruhenden Fanggefäß (g) für das Flüssigkeits-Gasgemisch und Fanggefäß (g=) für die Kälteflüssigkeit umgeben und letztere beide auf der überströmleitung lose gelagert und durch ein Gegengewicht (i) in senkrechter wenig pendelnder Lage gehalten sind.
2. 2. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kreiselrad (a) und einer Wand (i i) des ruhenden Leitkanals (f) ein Scheibeninjektor (g-1) gebildet ist, der durch eine am umlaufenden Gehäuse (c) befestigte und mit Flüssigkeit gefüllte Rinne (n) und eine ruhende Scheibe (p) des Leitkanals (f) hydraulisch gegen den Verdampfer abgedichtet ist.
3. 3. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibeninjektor (b) mit dem Kreiselrad (a) fest verbunden ist und beide von dem ruhenden Leitkanal umgeben sind.
4. 4. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß des Kältemittels aus dem ruhenden Fanggefäß (g,) für die Kälteflüssigkeit zum Saugstutzen des Kreiselrades (a) durch Schleifringe (v) abgedichtet ist, von denen der eine am ruhenden Auflagerrohrteil (x und 8) für die Fanggefäße und der andere an der umlaufenden Überströmleitung (k) befestigt ist, und daß diese Ringe gleichzeitig den seitlichen Schub vom Druckraum des Kondensatorgehäuses (c) nach dem Unterdruckraum des Verdampfergehäuses (d) aufnehmen.
5. 5. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung durch Berieselung des Leitkanais (f) und zur Speisung der hydraulischen Dichtung (n-p) ein entsprechend kleiner Abstreifer (q) gekühlte Treibflüssigkeit aus dem umlaufenden Gehäuse (c) abstreift.
6. 6. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmleitung (k) entweder ansteigend oder im Verdampfer (d) in radialer Richtung (k1) abgebogen ist.
7. 7. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes ruhendes Abstreifrohr (m), das das Kältemittel aus dem Verdampfer abstreift und durch das Ablaufrohr (t) dem Injektor und durch diesen dem ruhenden Leitkanal (f) zuführt. B. Umlaufende Kältemaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Fanggefäß (g,) mit Abstreifer (h) für das Kältemittel direkt an das Fanggefäß -(g) des Leitkanals (f) angebaut ist zur kürzesten Einführung des Kältemittels in die umlaufende Überströmleitung (k).