DK162464B

DK162464B - Olie-, luft- og fremmedgasudskiller til koeleanlaeg

Info

Publication number: DK162464B
Application number: DK156389A
Authority: DK
Inventors: Aage Bisgaard Winther
Original assignee: Aage Bisgaard Winther
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1991-10-28
Also published as: AU4053289A; CA2012196A1; DK156389A; HU894998D0; KR0128370B1; CA2012196C; NZ232905A; DE68914290T2; DE68914290D1; DK162464C; EP0481988B1; IE62146B1; HU208372B; EP0481988A1; JPH04506248A; PT93622B; CN1041459C; DD294082A5; PL284553A1; PT93622A

Description

DK 162464 B

Opfindelsen angår en olie-, luft- og fremmedgasudskiller til et kompressionskøleanlæg af den type, hvor kølemidlet, efter 5 at være komprimeret i en kompressor og fortættet i en kondensator, opsamles som væske i en kølemiddelbeholder med en oliesump, hvorfra det bringes i cirkulation i køleanlægget.

I de kendte anlæg arbejder olieudskiller og luft-fremmed-10 gasudskiller uafhængigt af hinanden på den måde, at udskillelsen af luft- og fremmedgas sker ved, at blandingen af kølemidlet og luft-fremmedgas overføres fra den øverste del af systemets kølemiddelbeholder til en fordamper, der er anbragt i en særskilt tank, hvor kølemiddel kondenseres, medens luft 15 og fremmedgas udskilles i tanken, hvorfra de eventuelt gennem filtre udledes til atmosfæren.

I disse kendte luft-fremmedgasudskillere bruges der energi fra systemets kompressorside til udskillelsen, medens den ved 20 kølemidlets kondensation opnåede afkøling af dette ikke udnyttes, da det fra den særskilte tank returneres til kølemiddel behol der en, hvor det opvarmes til omgivelsernes temperatur.

25 Den i kølemidlet indeholdte olie, der i det væsentlige stammer fra kompressorens smøreolieforbrug, samles i en dertil indrettet oliesump i den nederste del af kølemiddelbeholderen, hvorfra den aftappes manuelt gennem en olieaftapningsventil .

30

Da der ikke sker en kontinuerlig aftapning af olien, kan det bevirke, at oliemængden i sumpen bliver så stor, at en del olie føres til køleanlæggets fordamperside med en forringelse af anlæggets effektivitet til følge. Den manuelle aftapning 35 er vanskelig, idet der samtidigt undslipper betydelige mængder kølemiddel, med de deraf følgende ulemper, dels for per- 2

DK 162464B

sonalet og dels økonomisk i form af et merforbrug af kølemiddel.

FORDELE VED OPFINDELSEN

5

Ved opfindelsen tilvejebringes en olie-, luft- og fremmed-gasudskiller til et kølesystem af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvor der ved at anbringe en særlig olieudskiller i forbindelse med luft- og fremmedgasudskil leren opnås en 10 kontinuerlig og dermed mere økonomisk udnyttelse af køleanlægget.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at udforme udskilleren som angivet i krav 1's kendetegnende del.

15 I en særlig udførelsesform for olie-, luft- og fremmedgasud-skilleren ifølge opfindelsen, og som angivet i krav 2’ s kendetegnende del, føres olie- og kølemiddelblandingen fra oliesumpen gennem en sekundær varmeveksler anbragt i luft- og 20 fremmedgasudskillerens beholderdel, hvorfra den ved én fald-rørsforbindelse føres til olieudskillerens beholderdel. Herved opnås en bedre afkøling af den i denne beholderdel værende kølemiddel-, luft- og fremmedgasblanding og en hurtigere udskillelse af olien, da blandingen kan indføres i olieud-25 skilleren ved frit fald fra luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel.

I den anden og i praksis billigere udførelsesform for olie-, luft- og fremmedgasudskilleren ifølge opfindelsen, og som an-30 givet i krav 3's kendetegnende del, indføres olie- og kølemiddelblandingen direkte i olieudskillerens beholderdel, hvorved udgiften til den sekundære varmeveksler kan spares.

I den tredie udførelsesform for olie-, luft- og fremmed-35 gasudskilleren er denne forsynet med differenstermostater og magnetventiler, som nærmere angivet i krav 10'og 11's kende- 3

DK 162464 B

tegnende dele, så der kan opnås en fuldautomatisk udskillelse af både olie og luft-fremmedgas.

TEGNINGEN

5

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser skematisk en første udførelsesform for olie-10 luft- og fremmedgasudskilleren ifølge opfindelsen, forsynet med en sekundær varmeveksler i luft-fremmedgasudskillerbeholderen, fig. 2 viser skematisk en anden udførelsesform for olie-, 15 luft- og fremmedgasudskilleren ifølge opfindelsen, forsynet med en direkte indføring af kølemiddel-olieblandingen i oliebeholderen, og fig. 3 viser skematisk den første udførelsesform for 20 olie-, luft- og fremmedgasudskilleren ifølge op findelsen, men med udstyr til automatisk udskillelse af olie luft og fremmedgas.

BESKRIVELSE AF UDFØRELSESEKSEMPLERNE

25 I fig. 1 vises skematisk et lodret snit gennem udskilleren ifølge opfindelsen, hvoraf det fremgår, at denne er opbygget som en beholder, der er delt i to dele, olieudskilleren 1 og luft-fremmedgasudskilleren 2, adskilt ved en varme-, 30 overførende væg 18. Beholderen er forsynet med et lag af et varmeisolerende materiale 19, der er afsluttet med en metallisk yderbeklædning 20. I olieudskilleren 1 er der anbragt en varmeveksler 3, der er opbygget af rør, der gennemstrømmes af flydende kølemiddel, der kommer fra kølemid-35 delbeholderen 13 gennem en primær rørforbindelse 16 til en afgangsvarmeveksler 5, der er anbragt i luft-fremmedgasud- 4

DK 162464B

skilleren 2, og hvorfra kølemidlet gennem en rørforbindelse 6 føres ud i køleanlægget. Kølemiddelbeholderen 13 er i sin bunddel forsynet med en oliesump 14, hvor den olieholdige del af kølemidlet samles, og gennem en oliesump-rørforbin-5 delse 11 med en afspærringsventil 11a og en magnetventil 11b, hvis funktion forklares senere, føres til en sekundær varmeveksler 4, der er anbragt i luft-fremmedgasudskilleren 2. Herfra føres olie-kølemiddelblandingen gennem en fald-rørsforbindelse 4a ved frit fald ind i olieudskillerens be-10 holderdel 1, hvor olien efter udskillelsen kan aftappes gennem en olieafgangs-rørforbindelse 12 med aftapningsventilen 12a, medens kølemidlet gennem en sugerørforbindelse 15 føres til kompressorens sugeside. Til styring af væskestanden af olie-kølemiddelblandingen i olieudskillerens be-15 holderdel 1 er beholderdelen 1 udstyret med en elektrisk niveauregulator 17, der f.eks. er en svømmerventil, der over et relæ styrer magnetventilen 11b, så der kontinuerligt tilflyder olieudskilleren 1 en efter forholdene passende mængde. Fra den øverste del af kølemiddelbeholderen 20 13 fører en rørforbindelse 9 med en afspærringsventil 9a til luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel 2, så blandingen af kølemiddel og luft-fremmedgas kan passere ind i udskilleren, hvor kølemidlet kondenseres og føres tilbage til kølemiddelbeholderen 13 ved hjælp af en gennem den var-25 metilførende væg 18 ført retur-rørforbindelse 10 med en af spærringsventil 10a. Den udskilte luft- og fremmedgasmængde føres gennem en luftafgangs-rørforbindelse 8 med en afspærringsventil 8a til et vandfilter 7, hvorfra det går ud i atmosfæren.

30

Den i fig. 2 viste udførelsesform for olie-, luft- og frem-medgasudskilleren adskiller sig fra den i fig. 1 viste ved, at blandingen af olie og kølemiddel er ført direkte ind i olieudskillerens beholderdel 1, således at den sekundære 35 varmeveksler 4 i fig. 1 kan spares, idet der dog sædvanligvis herved opnås en efter forholdene ringere olieudskil- 5

DK 162464 B

ning.

Den i fig. 3 viste udførelsesform for olie-, luft- og frem-medgasudskilleren ifølge opfindelsen er indrettet til, at 5 hele processen med at udskille såvel olie som luft og frem-medgas kan foregå automatisk. Til det formål er der ved olieudskilleren monteret en første differenstermostat 21, der har en første føler 22 anbragt ved sugerøret 15 til kompressorens sugeside, og en anden føler 23 i en efter 10 forholdene fastlagt højde i olieudskillerens beholderdel 1. Termostaten styrer en magnetventil 24 i beholderens 1 olieafgangsrør 12, således at magnetventilen 24 åbnes, når oliestanden i beholderdelen når op til føleren 23. Til den automatiske udskilning af luft og fremmedgas er der ved 15 luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel 2 monteret en anden differenstermostat 25, der har sin første føler 26 monteret i luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel 2 og sin anden føler monteret i den primære rørforbindelse 16 mellem kølemiddelbeholderen 13 og den primære varmeveksler 20 18. Denne termostat styrer en tredie magnetventil 28, der er anbragt i luftafgangs-rørforbindelsen 8 mellem denne beholderdel og vandfiltret 7, således at magnetventilen 28 åbnes, når luften og fremmedgassen påvirker den første føler 26, og lukkes, når den påvirkes af det varme kølemid-25 del.

I det følgende beskrives virkemåden af den i fig. 1 og 3 viste udførelsesform af olie-, luft- og fremmedgasudskille-ren. Det flydende kølemiddel passerer fra den nedre del af 30 kølemiddelbeholderen 13 gennem rørforbindelsen 16 til den primære varmeveksler 3. Ved passagen gennem denne varmeveksler afkøles den af den fra oliesumpen 14 gennem olie-sump-rørforbindelsen 11 og den sekundære varmeveksler 4 til beholderen 1 fremførte blanding af olie og kølemiddel, der 35 ved fordampning af kølemidlet sænker temperaturen i olieudskillerens beholderdel 2 til ca. -10°C. Det fordampede 6

DK 162464B

kølemiddel føres gennem sugerørforbindelsen 15 til kompressorens sugeside, mens olien kan aftappes manuelt gennem olieaftapningsventilen 12a og rørforbindelsen 12, eller automatisk ved hjælp af den anden differenstermostat 21 og 5 den anden magnetventil 24, når olien påvirker termostatens anden føler 23 og olieaftapningsventilen 12a er åben. Det afkølede flydende kølemiddel passerer fra den primære varmeveksler 3 gennem den sekundære rørforbindelse 16 til afgangsvarmeveksleren 5, der er anbragt i luft- og fremmed-10 gasudskillerens beholderdel 2, hvorefter kølemidlet føres ud i køleanlægget. Ved passagen gennem den del af den sekundære rørforbindelse 16, der befinder sig i luft- og fremmedgasudskillerens beholder 2, samt gennem afgangsvarmeveksleren 5, medvirker kølemidlet sammen med den gennem 15 den sekundære varmeveksler 2 strømmende olie-kølemiddel-blanding og varmetransmission gennem den varmeledende væg 18 til en afkøling af den i luft- og fremmedgasudskil lerens beholderdel fra den øverste del af kølemiddelbeholderen gennem rør forbindelsen 9 strømmende blanding af kølemiddel 20 og luft-fremmedgas, der har en temperatur på ca. 30°C. Herved kondenseres kølemidlet, der ledes til kølemiddelbeholderen 13 gennem retur-rørforbindelsen 10, medens luft og fremmedgas kan ledes bort gennem luftafgangs-rørforbindel-sen 8 og vandfiltret 7. Udledningen af luft og fremmedgas 25 kan ske manuelt gennem ventilen 8a eller automatisk ved hjælp af den anden differenstermostat og magnetventilen 28, når luften og fremmedgassen påvirker termostatens første føler 26 og luftafgangsventilen 8a er åben.

30 I tilfælde af, at det i køleanlægget cirkulerende kølemiddel er tilstrækkeligt af luftet, det vil sige, at det indeholder minimale mængder af luft og fremmedgasser, kan man afspærre luft- og fremmedgasudskil leren ved at lukke afspærringsventilen 9a i rørforbindelsen 9 mellem kølemiddel-35 beholder og luft-fremmedgasudskillerens beholderdel 2 samt lukke afspærringsventilen 8a i rør forbindelsen 8 mellem 7

DK 162464 B

samme beholderdel 2 og vandfiltret 7. Herved er det kun olieudskilleren, der er i funktion, hvorved der opnås en mere økonomisk drift af køleanlægget, da afkølingen, der fremkommer ved, at kølemidlet i olie-kølemiddelblandingen 5 fordampes, bruges til at afkøle det til anlægget gennem den primære varmeveksler strømmende kølemiddel, medens ved såvel olieudskiller som luft- og fremmedgasudskiller i funktion en del af denne energi bruges til at kondensere kølemidlet i blandingen af kølemiddel-luft og fremmedgas.

10

Den varmetransmitterende væg 18 mellem olieudskilleren 1 og luft- og fremmedgasudskilleren 2 kan være udformet således, at energioverførslen øges, f.eks. ved, at væggen er buet ind i en af beholderne eller ved, at den er udformet med 15 varmeoverførende ribber. Dette er ikke vist på tegningen.

Claims

1. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller til et kompressionskøleanlæg af den type, hvor kølemidlet, efter at være 5 komprimeret i en kompressor og fortættet i en kondensator, opsamles som væske i en kølemiddelbeholder (13) med en oliesump (14), hvorfra det bringes i cirkulation i køleanlægget, kendetegnet ved, at udskilleren er opbygget som en enhed bestående af en beholderdel (1), der 10 rummer en olieudskiller og en anden beholderdel (2), der rummer en luft- og fremmedgasudskiller, hvilke to dele er adskilte ved en fælles varmetransmitterende væg (18), og hvor de to beholderdele er forsynede med varmevekslere, der er forbundne således, at kølemidlet passerer fra kølemid-15 delbeholderen (13) til en primær varmeveksler (3) i olieudskillerens beholderdel (1), hvorfra den føres videre til en afgangsvarmeveksler (5) i luft- og fremmedgasudskille-rens beholderdel (2) og derfra videre til køleanlægget, og idet luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel er således 20 forbundet med den øverste del af kølemiddelbeholderen (13), at blandingen af kølemiddel og luft-fremmedgas herfra kan bestryge den komplementære flade til den af det cirkulerende kølemiddel berørte flade af afgangsvarmeveksleren (5), så det i blandingen indeholdte kølemiddel kan konden-25 seres og ved en retur-rørforbindelse (10) kan føres tilbage til kølemiddelbeholderen (13), mens luft og fremmedgas gennem en luftafgangs-rørforbindelse (8) kan ledes bort, og idet blandingen af olie og kølemiddel ledes gennem en olie-sump-rørforbindelse (11) fra kølemiddelbeholderens oliesump 30 (14) til olieudskillerens beholderdel (1), hvor det ved en fordampning af det i blandingen indeholdte kølemiddel kan bevirke en afkøling af det gennem den primære varmeveksler (3) strømmende flydende kølemiddel, inden det gennem en suge-rørforbindelse (15) ledes til kompressorens sugeside; 35 medens olien samles forneden i beholderen (1), hvorfra den kan ledes bort gennem en olieafgangs-rørforbindelse (12). DK 162464 B 9

2. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1, kendetegnet ved, at blandingen af olie og kølemiddel føres fra oliesumpen (14) gennem en sekundær varme- 5 veksler (4) anbragt i luft- og fremmedgasudskillerens beholderdel (2), hvorfra den ved en faldrørsforbindelse (4a) føres til olieudskillerens beholderdel (1).

3. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1, 10 kendetegnet ved, at blandingen af olie og kølemiddel føres direkte fra oliesumpen (14) til olieudskillerens beholderdel (1).

4. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1, 15 kendetegnet ved, at de to beholdere (1,2) er sammensat til én beholder, hvor luft-fremmedgasudskiller-delen (2) er anbragt oven på olieudskillerdelen (1), og hele enheden er isoleret med et varmeisolerende materiale (19), der har en beskyttende yderbeklædning (20), f.eks. en 20 metallisk beklædning.

5. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den varmetransmitterende væg (18) er buet indad i én af beholderne (1,2). 25

6. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den varmetransmitterende væg (18) er udført med varmeoverførende ribber.

7. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at olieudskillerens beholderdel (1) er udstyret med en elektrisk niveauregulator (17), der styrer en magnetventil (11b) til opretholdelse af en forud fastlagt væskestand i beholderdelen (1).

8. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 1 eller i 35 DK 162464 B ίο 2, kendet egnet ved, at olieudskillerens beholderdel (1) er udstyret med en ventil til opretholdelse af en forud fastlagt væskestand i beholderdelen (1).

9. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 8, kendetegnet ved, at ventilen til opretholdelse af den forud fastlagte væskestand er en svømmerventil.

10. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 2 eller 10 3, kendetegnet ved, at olieudskillerens behol derdel (1) er udstyret med en differenstermostat (21), dér har en første føler (22) anbragt ved sugerørforbindelsen (15) til kompressorens sugeside og en anden føler (23) anbragt i en efter forholdene fastlagt højde inde i beholde- 15 ren (1), således at termostaten kan styre åbningen af en magnetventil (24), når olien påvirker den anden føler (23).

11. Olie-, luft- og fremmedgasudskiller ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at luft- og fremmedgasud-20 skillerens beholderdel (2) er udstyret med en differenstermostat (25), der har en første føler (26) anbragt i beholderens (2) indre i en efter forholdene fastlagt højde og en anden føler (27) anbragt i den primære rørforbindelse (16) mellem kølemiddelbeholderen (13) og den primære varmeveks- 25 ler (3), således at termostaten kan styre åbningen af en magnetventil (28), der er anbragt i luftafgangs-rørforbin-delsen.