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1. WO2013167468 - ENTNAHMEVORRICHTUNG FÜR EIN FLUID

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]
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Entnahmevorrichtung für ein Fluid

Die Erfindung betrifft eine Entnahmevorrichtung zur Entnahme eines Fluids aus einer Kälteanlage. Die Entnahmevorrichtung weist einen Kompressor und eine von dem Fluid durchströmte Kühlvorrichtung, die eine von dem Fluid durchströmte Rohrleitungsanordnung mit mehreren miteinander verbundenen Rohrleitungselementen aufweist, auf. Die Rohrleitungsanordnung hat einen Fluideinlass und einen Fluidauslass. Bei dem Fluid kann es sich typischerweise um ein kondensierbares Gas handeln. Die Kühlvorrichtung dient der Kühlung des Kompressors, der kondensierbare Gase einem Prozess entzieht. Derartige Entnahmevorrichtungen finden Anwendung in der Wartung von Kälteanlagen bzw. von klimatechnischen Systemen, wie beispielsweise Klimaanlagen. Das Grundprinzip einer solchen Kühlvorrichtung besteht darin, dass ein zuvor komprimiertes Fluid durch den Fluideinlass in die Rohrleitungsanordnung strömt und beim Durchströmen der Rohrleitungsanordnung kondensiert. Dabei gibt es

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Wärme nach außen ab, bevor es als Flüssigkeit die Rohrleitungsanordnung durch den Fluidauslass verlässt.

Zum Reinigen oder zur Wartung der Kühlvorrichtung oder um zu verhindern, dass sich verschiedene kondensierbare Flüssigkeiten in verschiedenen Prozessen vermischen, muss das Fluid vollständig aus der Rohrleitungsanordnung entfernt werden. Zur Reinigung einer Kühlvorrichtung ist es bekannt, ein Spülverfahren anzuwenden, bei dem die Rohrleitungsanordnung von einem druckbeaufschlagten Spülfluid, z.B. Luft, durchströmt wird und später wieder mit einem anderen fluiden Kältemittel befüllt wird. Hierzu sind zusätzliche Pumpen und Ventile erforderlich, um zunächst das Kältemittel aus der Rohrleitungsanordnung abzupumpen und anschließend das Reinigungsgas durch die Rohrleitungen zu pumpen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfacher zu reinigende Entnahmevorrichtung zur Entnahme eines Fluids aus einer Kälteanlage zu schaffen. Die erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung wird definiert durch die Merkmale von Patentanspruch 1.

Demnach weist die Rohrleitungsanordnung mehrere miteinander verbundene Rohrleitungselemente mit einem oberhalb der Rohrleitungselemente angeordneten Fluideinlass und einem unterhalb der Rohrleitungselemente angeordneten Fluidauslass auf, wobei die Rohrleitungselemente jeweils derart um einen Winkel α gegenüber einer Horizontalebene geneigt angeordnet sind, dass sämtliches durch den Fluideinlass eintretendes Fluid bei geöffnetem Fluidauslass automatisch von der Schwerkraft zu dem Fluidauslass bewegt wird. Der Winkel kann hierbei zwischen 1° und 4°, vorzugweise zwischen 2° und 3° und insbesondere etwa 2,5° betragen. Aufgrund der geneigt angeordneten, nacheinander von dem Fluid durchströmten Rohrleitungselemente kann das Fluid bei offenem Fluidauslass durch die Wirkung der Schwerkraft ohne zusätzliche Pumpen oder Ventile aus dem Fluidauslass abfließen. Bei offenem Fluideinlass und/oder offe- nem Fluidauslass, d.h. bei atmosphärischem Druck innerhalb der Rohrleitungsanordnung, ist das Fluid vorzugsweise ein flüssiges Kältemittel. Das Fluid kann restlos aus dem Fluidauslass ausfließen, ohne dass ein Bewegen oder Verschwenken der Entnahmevorrichtung erforderlich ist.

Die Rohrleitungselemente sind vorzugsweise gerade ausgebildet und in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnet. Hierbei können die Rohrleitungselemente übereinander gestapelt sein. In Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnete Rohrleitungselemente sind vorteilhafterweise um einen Winkel ß gegeneinander geneigt. Der Winkel ß kann zwischen 1° und 9°, vorzugsweise zwischen 3° und 7° und insbesondere etwa 5° betragen. Für ein typisches Kältemittel ergeben sich dabei vorteilhafte Strömungsgeschwindigkeiten für ein gleichmäßiges und vollständiges Ausfließen von Fluid aus den Rohrleitungselementen.

Die in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordneten Rohrleitungselemente sind vorzugsweise jeweils durch U-förmige Verbindungsrohre verbunden, die in einer gegenüber einer Horizontalebene um einen Winkel γ geneigten Ebene angeordnet sind. Der Winkel γ kann dabei zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 25° und 35° und insbesondere etwa 30° betragen. Dadurch strömt das Fluid bei offenem Fluidauslass und atmosphärischem Druck auch aus den gekrümmten Verbindungsrohren vollständig heraus.

Die Rohrleitungselemente sind vorteilhafterweise in zwei verschiedenen, parallel zueinander angeordneten Ebenen gestapelt angeordnet, wobei die beiden Ebenen jeweils gegenüber einer Vertikalebene und gegenüber einer Horizontalebene geneigt sind. Der Neigungswinkel δ dieser Ebenen gegenüber der Vertikalebene beträgt vorzugsweise zwischen 5° und 35°, weiter vorzugsweise zwischen 15° und 25° und insbesondere etwa 20°. Hierbei sollten die in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordneten Rohrleitungselemente in verschiedenen der beiden Ebenen angeordnet sein. Dabei ergibt sich eine

platzsparende Anordnung der Rohrleitungselemente, aus der das Fluid bei offenem Fluidauslass vollständig ausfließen kann.

Vorteilhafterweise ist die Kühlvorrichtung mit Kühlrippen für die Rohrleitungsanordnung versehen, die jeweils entlang einer ersten Geraden angeordnete Öffnungen für die Rohrleitungselemente der ersten Ebene und entlang einer zweiten, zu der ersten Geraden parallelen Geraden angeordnete Aussparungen für die Rohrleitungselemente der zweiten Ebene aufweisen. Diese Kühlrippen können nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sein, wobei die Öffnungen der Kühlrippen die Rohrleitungselemente der ersten Ebene kontaktieren und die Aussparungen keine der Rohrleitungselemente kontaktieren. Ein Wärmeübertrag findet dann nur zwischen den Rohrleitungselementen der ersten Ebene und den Kühlrippen statt, Die Aussparungen für die Rohrleitungselemente der zweiten Ebene ermöglichen ein einfaches Montieren der Kühlrippen an der Rohrleitungsanordnung.

Die Kühlvorrichtung weist in Durchströmungsrichtung vor der Rohrleitungsanordnung vorteilhafterweise einen von dem Fluid durchströmten und mit dem Fluid-einlass der Rohrleitungsanordnung verbundenen Kompressor auf. Mit dem Kompressor kann das die Rohrleitungsanordnung durchströmende Kältemittel vor dem Durchströmen komprimiert werden, so dass sich das Kältemittel beim Durchströmen der Rohrleitungsanordnung entspannt und dabei Wärme aufnimmt.

In Durchströmungsrichtung vor dem Kompressor und/oder in Durchströmungsrichtung nach dem Fluidauslass sind vorteilhafterweise in beiden Richtungen selbstsperrende Stecker und/oder in beiden Richtungen selbstsperrende Schnellschlusskupplungen vorgesehen.

Im folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen;

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild der Entnahmevorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Entnahmevorrichtung mit vorgeschaltetem Kompressor,

Fig. 3 einen seitlichen Schnitt durch die Entnahmevorrichtung,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Rohrleitungsanordnung,

Fig. 5 eine Sicht aus Richtung des Pfeiles V in Fig. 4,

Fig. 5a eine Sicht aus Richtung des Pfeiles Va in Fig. 4,

Fig. 5b eine Sicht aus Richtung des Pfeiles Vb in Fig. 4,

Fig. 6 die Darstellung nach Fig. 4 mit montierten Kühlrippen,

Fig. 7 die Darstellung aus Richtung des Pfeiles VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine erste Kühlrippe, und

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine zweite Kühlrippe.

In dem Ersatzschaltbild nach Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Entnahmevorrichtung 10 dargestellt, die aus der Kühlvorrichtung 11, einem in Fluidströmungsrichtung vorgeschalteten Kompressor 14 und weiter vorgeschalteter in beiden Richtungen selbstabsperrender Schnellschlusskupplung 16 und in beiden Richtungen selbstabsperrendem Stecker 18, sowie

nachgeschalteter in beiden Richtungen selbstabsperrender Schnellschlusskupplung 20 und in beiden Richtungen selbstabsperrendem Stecker 22 besteht. Die Kühlvorrichtung 11 besteht aus einer Rohrleitungsanordnung 12 und Kühlrippen 34a, 34b an der Rohrleitungsanordnung.

Wie in den Figuren 4 und 5 dargestellt, besteht die Rohrleitungsanordnung 12 aus mehreren geraden Rohrleitungselementen 24,26, einem Fluideinlass 28, einem Fluidauslass 30 und mehreren Verbindungsrohren 32, die jeweils zwei in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnete Rohrleitungselemente 24,26 fluidleitend verbinden. Die Rohrleitungselemente 24 sind dabei in einer ersten Ebene übereinander angeordnet, die parallel zu einer zweiten Ebene, in der die übrigen Rohrleitungselemente 26 übereinander angeordnet sind, liegt. In Fluidströmungsrichtung ist folglich ein Rohrleitungselement 24 der ersten Ebene zwischen Rohrleitungsebenen 26 der zweiten Ebene angeordnet. Ein Rohrleitungselement 26 der zweiten Ebene ist in Fluidströmungsrichtung zwischen Rohrleitungselementen 24 der ersten Ebene angeordnet. Es ist jeweils ein Rohrleitungselement 24 der ersten Ebene durch zwei Verbindungsrohre 32 mit zwei Rohrleitungselementen 26 der zweiten Ebene verbunden.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, sind benachbarte, in Fluidströmungsrichtung nacheinander angeordnete Rohrleitungselemente 24,26 verschiedener Ebenen gegeneinander um einen Winkel ß von ca. 5°, d.h. von 5° oder von 5,1°, gegeneinander geneigt. In den Seitenansichten gemäß den Figuren 5a und 5b nach den Pfeilen Va und Vb in Fig. 4 ist die Ebene der Verbindungsrohre 32 gegenüber einer Horizontalebene um einen Winkel γ von ca. 30° geneigt. In Fig. 7 ist zu erkennen, dass jedes Rohrleitungselement 24,26 gegenüber einer Horizontalebene um einen Winkel α von etwa 2,5° geneigt ist. Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Ebene der Rohrleitungselemente 24 und die Ebene der Rohrleitungselemente 26 parallel zueinander und jeweils um einen Winkel δ gegenüber einer Vertikalebene geneigt angeordnet sind. Der Winkel δ beträgt ca. 20°.

Die Figuren 6 und 7 zeigen die parallel zueinander entlang der Rohrleitungsanordnung 12 angeordneten Kühlrippen 34a, 34b. Hierbei ist jeweils eine linke Kühlrippe 34a gemäß Fig. 8 neben einer rechten Kühlrippe 34b gemäß Fig. 9 angeordnet. Die Kühlrippen 34a, 34b sind jeweils mit Öffnungen 36 in Form von Löchern für die Rohrleitungselemente 24 der ersten Ebene versehen. Für die Rohrleitungselemente 26 der zweiten Ebene ist jede Kühlrippe 34a, 34b mit Aussparungen 38 versehen. In den Figuren 8 und 9 ist zu erkennen, dass die Öffnungen 36 und die Aussparungen 38 jeweils entlang einer Geraden angeordnet sind. Gemäß den beiden Ebenen für die Rohrleitungselemente 24,26 sind diese beiden Geraden ebenfalls parallel zueinander angeordnet. Während die Öffnungen 36 die Rohrleitungselemente 24 der ersten Ebene vollständig umschließen und wärmeleitend kontaktieren, ist im Bereich jeder Aussparung 38 kein Kontakt zu irgendeinem Rohrleitungselement 24,26 und insbesondere kein Wärmeübertrag vorgesehen.