AT7706U1

AT7706U1 - Verdichter mit integrierter verdunsterschale

Info

Publication number: AT7706U1
Application number: AT0034604U
Authority: AT
Original assignee: Verdichter Oe Ges M B H
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-07-25

Abstract

Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen, der einen Zylinder mit einem darin geführten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums aufweist und mit einem Verdichtergehäuse (1) abgeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass seitlich abstehende Begrenzungswände (3) vorgesehen sind, die das Verdichtergehäuse (1) entlang einer Umfangslinie des Verdichtergehäuses (1) dicht umschließen und einen nach oben offenen Behälter (5) bilden, wobei sich das Verdichtergehäuse (1) zumindest teilweise in das Innere des von den Begrenzungswänden (3) umschlossenen Volumens erstreckt.

Description

AT 007 706 U1

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Kleinkältemaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7.

Verdichter der genannten Art weisen in bekannter Weise einen Zylinder mit einem darin geführ-5 ten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums auf. Der Zylinder ist innerhalb eines Verdichtergehäuses angeordnet, das von den Zu- und Ableitungsrohren eines Arbeitsmediums zum und vom Zylinder durchsetzt wird bzw. in das Zu- und Ableitungsrohre münden. Der Verdichter selbst ist wiederum an einer Kleinkältemaschine mit einem Kühlraum angeordnet.

Im Zuge des Betriebes einer solchen Kleinkältemaschine fällt kondensierte Flüssigkeit an, ins-10 besondere aufgrund lokal auftretender, niedriger Temperaturen kondensierte Luftfeuchtigkeit, die in Sammelbehältern aufgefangen wird. Diese Sammelbehälter müssen entweder regelmäßig entleert werden, oder sie stellen aufgrund geeigneter Ausführung und Anordnung ausreichende Verdunstungsleistung sicher, damit kondensierte Flüssigkeit wieder in den gasförmigen Zustand übergeführt wird und aus dem Bereich der Kleinkältemaschine entweicht. 15 Eine vorteilhafte Anordnung des Sammelbehälters besteht etwa in einer Nähe zum Verdichter, da der Verdichter eine Wärmequelle darstellt. Die vom Verdichter abgegebene Wärme fördert dabei die Verdunstung der kondensierten Flüssigkeit im Sammelbehälter. Gemäß dem Stand der Technik ist daher vorgesehen, den Sammelbehälter als separates Bauelement auszuführen, das im Bereich des Verdichters montiert wird. 20 Eine solche Anordnung weist allerdings den Nachteil auf, dass die vom Verdichter abgegebene Wärme nicht optimal genutzt wird. Des weiteren bedingt die Montage des separaten Sammelbehälters am Verdichter oder in der Nähe des Verdichters zusätzliche Montageschritte, wie etwa dessen Positionierung sowie dessen Befestigung mithilfe diverser Befestigungsmittel.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, mithilfe einer neuen Anordnung eines Behälters zur Auf-25 nähme von kondensierter Flüssigkeit einen Verdichter bzw. eine Kleinkältemaschine zu schaffen, sodass die vom Verdichter abgegebene Wärme optimal genutzt wird. Vorzugsweise werden dadurch auch die für den Zusammenbau eines solchen Verdichters notwendigen Montageschritte vereinfacht. Dieses Ziel wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bzw. 7 erreicht.

Anspruch 1 bezieht sich hierbei auf einen Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältema-30 schinen, der einen Zylinder mit einem darin geführten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums aufweist und mit einem Verdichtergehäuse abgeschlossen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass seitlich abstehende Begrenzungswände vorgesehen sind, die das Verdichtergehäuse entlang einer Umfangslinie des Verdichtergehäuses dicht umschließen und einen nach oben offenen Behälter bilden, wobei sich das Verdichtergehäuse zumindest teilweise in das Innere des 35 von den Begrenzungswänden umschlossenen Volumens erstreckt. Das hat zur Folge, dass der Boden des Behälters zumindest teilweise vom Verdichtergehäuse selbst gebildet wird, sodass die kondensierte Flüssigkeit das Verdichtergehäuse benetzt. Somit ist der Wärmeübertrag vom Inneren des Verdichtergehäuses über das Verdichtergehäuse auf die kondensierte Flüssigkeit im Inneren des Sammelbehälters optimiert. Es folgt daraus aber auch, dass der Sammelbehälter kein 40 separates Bauteil ist, sondern ein Teil des Verdichtergehäuses, was je nach Ausführungsform Vereinfachungen in dessen Montage ermöglicht.

So kann etwa gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass die Begrenzungswände von einer Metallmanschette gebildet werden, die am Verdichtergehäuse dicht befestigt ist. Im Zuge der Montage muss daher lediglich die Metallmanschette am Verdichtergehäuse angelegt und mithilfe geeigneter 45 Befestigungsmittel wie Klebstoff, Schrauben, Flanschverbindungen oder dergleichen befestigt werden. Eine zusätzliche Vereinfachung der Montage ist mithilfe der Merkmale von Anspruch 3 möglich. Anspruch 3 sieht bei einem Verdichtergehäuse, das von einem oberen Gehäuseteil und einem unteren Gehäuseteil gebildet wird, vor, die Begrenzungswände mit dem oberen Gehäuseteil einteilig auszuführen. Alternativ dazu können gemäß Anspruch 4 die Begrenzungswände auch mit 50 dem unteren Gehäuseteil einteilig ausgeführt sein.

Um die Verdunstung zu optimieren, kann gemäß Anspruch 5 vorgesehen sein, dass die Begrenzungswände gegenüber der Senkrechten in den Außenraum des Behälters geneigt sind, wobei nach Anspruch 6 der Neigungswinkel bevorzugt zwischen 10° und 45° beträgt.

Anspruch 7 sieht schließlich eine Kleinkältemaschine vor, die einen Verdichter, der einen 55 Zylinder mit einem darin geführten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums aufweist und mit 2 AT 007 706 U1 einem Verdichtergehäuse abgeschlossen ist, sowie einen Sammelbehälter für kondensierte Flüssigkeit aufweist, wobei das Verdichtergehäuse zumindest teilweise im Inneren des Sammelbehälters angeordnet ist. So kann etwa der Sammelbehälter unterhalb des Verdichters angeordnet sein, wobei das Verdichtergehäuse zumindest teilweise in das vom Sammelbehälter umschlossene 5 Volumen eindringt. Auch durch eine solche Anordnung wird der Wärmeübertrag vom Verdichter auf die im Sammelbehälter befindliche Flüssigkeit verbessert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen dabei die

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Verdichters gemäß dem Stand der Technik, io Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verdichters mit einem Sammelbehälter für kondensierte Flüssigkeit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Mittelebene E des Verdichters gemäß Fig. 2, wobei das Innere des Verdichters nicht dargestellt wurde, und

Fig. 4 eine Detailansicht des Verdichters gemäß Ausschnitt A von Fig. 3, 15 Fig. 5 eine Detailansicht des Verdichters gemäß Ausschnitt A von Fig. 3 für eine weitere Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine Detailansicht des Verdichters gemäß Ausschnitt A von Fig. 3 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 7 eine Detailansicht des Verdichters gemäß Ausschnitt A von Fig. 3 für eine weitere Aus-20 führungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verdichters gemäß dem Stand der Technik. Der Verdichter ist etwa mithilfe von Befestigungselementen 4 innerhalb einer Kleinkältemaschine angeordnet. Im Inneren der Kleinkältemaschine mag zwar ein Sammelbehälter vorgesehen sein, der allerdings als separates Bauelement ausgeführt ist und insbesondere nicht als inte-25 graler Teil des Verdichtergehäuses 1. Wie erwähnt, weist eine solche Anordnung den Nachteil auf, dass die vom Verdichter abgegebene Wärme nicht optimal genutzt wird. Des weiteren bedingt die Montage des separaten Sammelbehälters am Verdichter oder in der Nähe des Verdichters zusätzliche Montageschritte, wie etwa dessen Positionierung sowie dessen Befestigung mithilfe diverser Befestigungsmittel. 30 Die Fig. 2 zeigt im Gegensatz dazu eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verdichters mit einem Sammelbehälter 5 für kondensierte Flüssigkeit. Der Verdichter ist etwa mithilfe von Befestigungselementen 4 innerhalb einer Kleinkältemaschine angeordnet. Der Behälter 5 wird durch nach oben abstehende, seitliche Begrenzungswände 3 gebildet, die das Verdichtergehäuse 1 dicht umschließen, sodass die im Inneren des Behälters 5 aufgefangene Flüssigkeit 35 auch im Inneren verbleibt. Die im Inneren des Verdichtergehäuses 1 freigesetzte Wärme wird daher direkt auf die das Verdichtergehäuse 1 benetzende Flüssigkeit im Behälter 5 übertragen. Das hat einerseits zur Folge, dass die Verdunstung der aufgefangenen Flüssigkeit optimiert wird, und andererseits, dass das Verdichtergehäuse 1 und somit das Innere des Verdichters gekühlt wird. Eine Kühlung des Inneren des Verdichters bewirkt aber auch eine Leistungssteigerung des 40 Verdichters, da die aufgrund der Verdichtung des Arbeitsmediums im Zylinder entstandene Wärme rascher abgeführt und der thermodynamische Wirkungsgrad dadurch verbessert wird. Für die Realisierung des Sammelbehälters 5 sind nun unterschiedliche Ausführungsformen möglich. Zur Erläuterung einiger verschiedener Ausführungsformen ist zunächst in der Fig. 3 ein Schnitt durch die Mittelebene E des Verdichters gemäß Fig. 2 gezeigt, wobei das Innere des Ver-45 dichters nicht dargestellt wurde. In der Fig. 3 ist des weiteren ein Ausschnitt A gekennzeichnet, der in den Fig. 4 bis 7 zur Erläuterung unterschiedlicher Ausführungsformen des Sammelbehälters 5 vergrößert dargestellt ist.

Wie zunächst in der Fig. 4 zu sehen ist, kann das Verdichtergehäuse 1 von einem oberen Gehäuseteil 1a und einem unteren Gehäuseteil 1b gebildet werden, wobei die Begrenzungswände 3 50 gemäß einer ersten Ausführungsform mit dem unteren Gehäuseteil 1b einteilig ausgeführt sind. Das ist insbesondere bei Gehäusen, die aus Metall oder Kunststoff gefertigt werden, möglich, etwa durch Tiefziehen im Zuge der Herstellung des entsprechenden Gehäuseteiles 1 b. Das Verdichtergehäuse 1 erstreckt sich zumindest teilweise in das Innere des von den Begrenzungswänden 3 umschlossenen Volumens. Diese Teilbereiche des Verdichtergehäuses 1 bilden bei dieser Ausfüh-55 rungsform eine innere, seitliche Begrenzung des Behälters 5, die mit dem Boden 2 des Behälters 5 3 AT 007 706 U1 dicht abschließt. Die im Inneren des Verdichtergehäuses 1 freigesetzte Wärme wird wiederum direkt auf die das Verdichtergehäuse 1 benetzende Flüssigkeit im Behälter 5 übertragen, mit den oben erwähnten Vorteilen. Die Begrenzungswände 3 sollten gegenüber der Senkrechten S in den Außenraum des Behälters 5 geneigt ausgeführt sein, sodass das von den Begrenzungswänden 3 5 umschlossene Volumen oberhalb der im Behälter 5 aufgefangenen Flüssigkeit vergrößert wird. Dadurch wird die Verdunstung der Flüssigkeit gefördert. Bevorzugte Werte des Neigungswinkels α betragen etwa 10“ bis 45“. Das bedeutet für die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform, dass die Begrenzungswand 3 zumindest abschnittsweise als Kegelstumpfmantel ausgeführt ist. Die Höhe H der Begrenzungswand 3 wird dabei auf die Mengen der anfallenden, kondensierten Flüssigkeit 10 abgestimmt sein.

Fig. 5 zeigt eine Detailansicht gemäß dem Ausschnitt A in der Fig. 3 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Hierbei sind die nach oben abstehenden, seitlichen Begrenzungswände 3 des Behälters 5 als Manschette 3 ausgeführt, die das Verdichtergehäuse 1 dicht umschließt und sich am unteren Gehäuseteil 1 b abstützt. Die Manschette 3 kann etwa aus einem Metall gefertigt 15 sein. Der Umfangsverlauf an einer Seite der Manschette 3 entspricht dabei einem Umfangsverlauf der Oberfläche des Verdichtergehäuses 1, sodass im Zuge der Montage der Manschette 3 sie lediglich am Verdichtergehäuse 1 angelegt und befestigt werden muss. Die Befestigung der Manschette 3 am Verdichtergehäuse 1 kann dabei mithilfe üblicher Befestigungsmittel wie Klebstoff, Schrauben, Schweißverbindungen, Flanschverbindungen oder dergleichen erfolgen. Es muss 20 lediglich sichergestellt sein, dass der Kontaktbereich zwischen Manschette 3 und Verdichtergehäuse 1 dicht ist, sodass die innerhalb der Manschette 3 aufgefangene, kondensierte Flüssigkeit in dem von Manschette 3 und Verdichtergehäuse 1 gebildeten Sammelbehälter 5 verbleibt. Die Manschette 3 wird dabei in ihren Abmessungen so ausgeführt sein, dass sie am Verdichtergehäuse 1 aufsitzt, sodass sich das Verdichtergehäuse 1 zumindest teilweise in das Innere des von der 25 Manschette 3 umschlossenen Volumens erstreckt.

Fig. 6 zeigt eine Detailansicht gemäß dem Ausschnitt A in der Fig. 3 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Das Verdichtergehäuse 1 wird ebenfalls von einem oberen Gehäuseteil 1a und einem unteren Gehäuseteil 1b gebildet, wobei aber bei dieser Ausführungsform die Begrenzungswände 3 mit dem oberen Gehäuseteil 1a einteilig ausgeführt sind. 30 Fig. 7 zeigt eine Detailansicht gemäß dem Ausschnitt A in der Fig. 3 für eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In einer zur Ausführungsform gemäß der Fig. 5 ähnlichen Weise sind hierbei die nach oben abstehenden, seitlichen Begrenzungswände 3 des Behälters 5 als Manschette 3 ausgeführt, die das Verdichtergehäuse 1 dicht umschließt. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 5 stützt sich die Manschette 3 allerdings am oberen Gehäuseteil 1a ab. Die 35 Manschette 3 kann etwa aus einem Metall gefertigt sein. Der Umfangsverlauf an einer Seite der Manschette 3 entspricht wiederum einem Umfangsverlauf der Oberfläche des Gehäuseteils 1a, sodass im Zuge der Montage der Manschette 3 sie lediglich am oberen Gehäuseteil 1a des Verdichtergehäuse 1 angelegt und befestigt werden muss. Die Befestigung der Manschette 3 am Gehäuseteil 1a kann dabei mithilfe üblicher Befestigungsmittel wie Klebstoff, Schrauben, Flansch-40 Verbindungen Schweißverbindungen oder dergleichen erfolgen. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass der Kontaktbereich zwischen Manschette 3 und Gehäuseteil 1a dicht ist, sodass die innerhalb der Manschette 3 aufgefangene, kondensierte Flüssigkeit in dem von Manschette 3 und Gehäuseteil 1a gebildeten Sammelbehälter 5 verbleibt. Die Manschette 3 wird dabei in ihren Abmessungen wiederum so ausgeführt sein, dass sie am Gehäuseteil 1a des Verdichtergehäuses 1 45 aufsitzt, sodass sich der Gehäuseteil 1a zumindest teilweise in das Innere des von der Manschette 3 umschlossenen Volumens erstreckt. Wie allerdings in der Fig. 7 ersichtlich ist, muss der im Inneren der Manschette 3 liegende Abschnitt des Gehäuseteils 1a die Höhe H des Behälters 5 nicht überragen, sodass dieser Abschnitt den Boden 2 des Behälters 5 bildet.

Wie bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sollten auch bei den Ausführungsformen ge-50 mäß der Fig. 5 bis 7 die Begrenzungswände 3 gegenüber der Senkrechten S in den Außenraum des Behälters 5 geneigt ausgeführt sein, sodass das von den Begrenzungswänden 3 umschlossene Volumen oberhalb der im Behälter 5 aufgefangenen Flüssigkeit vergrößert wird. Wie erwähnt, wird dadurch die Verdunstung der Flüssigkeit gefördert. Bevorzugte Werte des Neigungswinkels α betragen wiederum etwa 10° bis 45“. Das bedeutet für die in den Fig. 4 bis 7 gezeigten Ausfüh-55 rungsformen, dass die Begrenzungswände 3 einen sich nach oben erweiternden Behälter 5 bilden. 4

Claims

AT 007 706 U1 Die Höhe H der Begrenzungswände 3 wird dabei wiederum auf die Mengen der anfallenden, kondensierten Flüssigkeit abgestimmt sein. Alternativ zu den in den Fig.
2 bis 7 gezeigten Anordnungen ist es aber auch denkbar, dass der Sammelbehälter 5 als separates Bauelement ausgeführt ist, wobei allerdings das Verdichterge-5 häuse 1 zumindest teilweise im Inneren des Sammelbehälters 5 angeordnet ist. Auch auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Übertragung der im Inneren des Verdichtergehäuses 1 freigesetzten Wärme auf die im Behälter 5 aufgefangene Flüssigkeit verbessert wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausführung eines Verdichters ist es möglich, die vom Verdichter abgegebene Wärme zur Verdunstung der aufgefangenen, kondensierten Flüssigkeit inner-10 halb des Sammelbehälters 5 optimal zu nutzen und die für den Zusammenbau eines solchen Verdichters notwendigen Montageschritte zu vereinfachen. 15 20 25 30 35 40 ANSPRÜCHE: 1. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen, der einen Zylinder mit einem darin geführten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums aufweist und mit einem Verdichtergehäuse (1) abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich abstehende Begrenzungswände (3) vorgesehen sind, die das Verdichtergehäuse (1) entlang einer Umfangslinie des Verdichtergehäuses (1) dicht umschließen und einen nach oben offenen Behälter (5) bilden, wobei sich das Verdichtergehäuse (1) zumindest teilweise in das Innere des von den Begrenzungswänden (3) umschlossenen Volumens erstreckt. 2. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswände (3) von einer Metallmanschette gebildet werden, die am Verdichtergehäuse (1) dicht befestigt ist.
3. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (1) von einem oberen Gehäuseteil (1a) und einem unteren Gehäuseteil (1b) gebildet wird, wobei die Begrenzungswände (3) mit dem oberen Gehäuseteil (1a) einteilig ausgeführt sind.
4. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (1) von einem oberen Gehäuseteil (1a) und einem unteren Gehäuseteil (1b) gebildet wird, wobei die Begrenzungswände (3) mit dem unteren Gehäuseteil (1 b) einteilig ausgeführt sind.
5. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswände (3) gegenüber der Senkrechten in den Außenraum des Behälters (5) geneigt sind.
6. Verdichter für hermetisch gekapselte Kleinkältemaschinen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel zwischen 10° und 45° beträgt.
7. Kleinkältemaschine, die einen Verdichter, der einen Zylinder mit einem darin geführten Kolben zur Verdichtung eines Arbeitsmediums aufweist und mit einem Verdichtergehäuse (1) abgeschlossen ist, sowie einen Sammelbehälter (5) für kondensierte Flüssigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtergehäuse (1) zumindest teilweise im Inneren des Sammelbehälters (5) angeordnet ist. 45HIEZU 3 BLATT ZEICHNUNGEN 50 5 55