Kältemaschine mit elektrischem Antrieb. Es ist bekannt, dass die Abdichtung von Wellen oder Kolbenstangen von Kälte maschinen grosse Schwierigkeiten bereitet, sobald die Kältemaschinen von ungeschultem Personal zu bedienen sind. Es sind bereits mehrere Vorschläge gemacht worden, die die Abdichtung umgehen, indem entweder der Kompressor in einem umlaufenden Gehäuse eingeschlossen ist, oder der ungewickelte Anker des Antriebsmotors in einem dicht geschlossenen Gehäuse läuft. Der erste Vor schlag führt zu einer verwickelten Ausfüh rung, während der zweite Vorschlag den Wirkungsgrad des Elektromotors verschlech tert.
Eine Kältemaschine mit elektrischem Antrieb, bei der die erwähnten Nachteile be seitigt sind, bildet den Gegenstand der vor liegenden Erfindung. Gemäss der Erfindung ist sowohl der Stator, als auch der Rotor des Elektromotors, der die Kältemaschine an treibt, in einem von der Aussenluft abge schlossenen Raum eingebaut und der Raum, in dem der Motor sich befindet, mit einem unschädlichen Gas, beispielsweise trockener Luft, gefüllt.
Da die Kältegase je nach der Temperatur ihren Druck ändern, so ist es vorteilhaft, wenn der den Motor enthaltende Raum mit einem Ausgleichsraum verbunden ist, der der in dem Motorraum eingeschlossenen Luft erlaubt, sich entsprechend dem Druckwechsel eines Teils der Kältegase auszudehnen oder sich zusammen zu ziehen. Der Drucklieses Teils der Kältegase ist somit immer ähnlich dem Druck in dem Motorraum. Die ge gebenenfalls in die eingeschlossene Luft ein dringenden Kältegase können somit nur einen Teildruck der Mischung annehmen, ähnlich wie der Wasserdampf in der atmosphärischen Luft. Dieser Teildruck entspricht der Tem peratur der Umgebung, oder der Temperatur des Kühlwassers.
Da diese Temperatur aber ebenso den Gasdruck des Kälteträgers be stimmt, so musste der Teildruck der Kälte gase, die in das Luftkissen eindringen, gleich dem @asidrnzeke der Kältegase werden, wenn der Teildruck die Sättigungsgrenze erreichen will. Dies ist jedoch nicht möglich, da die eingedrungenen Kältegase nur einen Teil .des Gesiamtvolumens :einnehmen können; die Kältegase befinden sich deshalb in der Mi- schung in überhitztem Zustande.
In dieser Eigenschaft sind die Kältegase ohne Einfluss auf die Wicklungen des Motors; sie verhalten sich genau so wie der in der atmosphärischen Luft eingeschlossene Wasserdampf. Der Aus gleichsraum, der den Zweck hat,den Gesamt druck der Mischung ähnlich dem Druck eines Teils der Kältegase zu erhalten, kann ent weder mit dem Druckraum ler Kältemaschine oder mit dem Saugraume der Kältemaschine in Verbindtng stehen. Es ist vorteilhaft, den Ausgleichsraum derart zu gestalten, dass ein Mischen der Luft mit den Kältegasen mög lichst verhindert wird; eine solche Mischung kann in einfacher W eise durch eine zwischen gelagerte Flüssigkeit, beispielsweise Öl, ver hindert, beziehungsweise erschwert werden.
Zwei Ausführungsbeispiele einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Kältemaschine sind auf den Zeichnungen im senkrechten Schnitt dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Ausführung, bei der ein AuSgleichsraum in den Verdampfer einge baut ist; Fig. 2 veranschaulicht eine Ausführung, bei der ein Ausgleichsraum unterhalb des Elektromotors angeordnet ist.
Gemäss Fig. 1 sind in dem diehtschliessen- den Motorgehäuse 1 die Statorbleche 2 mit den Wicklungen 4 eingeschlossen. 3 ist der Rotor des Motors, 5 ist der Luft- oder Gemischraum, der durch die Ausgleichs leitung 6 mit dem Ausgleichsraum 9 in offener Verbindung steht.
Der Verrhampfer besteht aus drei verschiedenen Räumen, die sowohl nebeneinander, als ineinander ange ordnet werden können; der Raum 9 ist der erwähnte Ausgleichsraum; 10 ist der Raum, in dem die verflüssigten Kältegase nieder fallen, die in dem Kondensatorraum 19 sie- d ergeschlagen wurden und durch die kleine Öffnung 14 in den Raum 10 gelangen. Raum 11 ist der Verdampferraum, welcher durch die Öffnung 13 mit dem Saugstutzen 12 des nicht gezeichneten Verdichters in Verbindung steht.
Der Verdichter wird durch die Motor welle 8 angetrieben, die in dem Halslager 7 läuft; 18 ist der Kühlwasserraum. 15 ist der Spiegel der flüssigen Kältegase beim still stand der Maschine, während 16 den Stand der verflüssigten Kältegase während des Be triebes anzeigt. Die in den Räumen 9 und 10 eingeschlossenen flüssigen Kältegase besitzen eine Ölschicht 17, die auf ,den flüssigen Gasen schwimmt und ein Mischen derselben mit der Luft, welche oberhalb der Ölschicht in dem Raume 9 eingeschlossen ist, möglichst ver hindert.
Gemäss Fig. 2 ist in dem Gehäuse 1 ein zweites Gehäuse 2 eingeschlossen, das den Stator 4 mit seiner Wicklung enthält. Auf der Motorwelle 6 sitzt der Anker 5, der durch den Kurbeilzapfen 7 den Kompressor antreibt. Dieser saugt durch die Öffnungen 8 die Kältegase an und stösst sie durch den Druck kanal 9 aus, der durch eine nicht gezeichnete Vorrichtung (Ventil oder Schieber) im ge eigneten Zeitpunkt abgeschlossen wird. Die Gase strömen in den Druckraum 10, in dem sie das mitgerissene Ö1 niederschlagen, worauf sie sieh an dem Kühlmantel 3 konden sieren und durch die kleine Öffnung 11 in den Verdampferraum 13 ergiessen, um in dem Raume 14 wieder zu verdampfen und durch die Leitung 15 hochgesaugt zu werden.
Ober halb des Druckraunies 10 ist der Ausgleichs raum 18 angeordnet, der einerseits mit dem Raum 17 und anderseits mit dem Raume 22 in offener V erbindung steht. In diesem Aus gleichsraum 18 ist eine Flüssigkeitsmenge 23, beispielsweise Ö1, eingesehlossen, die durch die Offnung 19 ein- oder austreten kann.
Das abdichtende Ö1 hat ein kleineres spezifisches Gewicht als die flüssigen Kältegase und ist derart beschaffen, dass es entweder mit der Gasfüllung des Motorraumes, noch mit den Kältegasen schädliche Verbindung eingehen kann. Der Raum 17 steht.
mit dem Saugraum ,durch die Leitung 21 in Verbindung, die be zweckt, den Ölstand beständig auf einer ge wiesen Höhe zu erhalten und den Dru,ek in @lem I%aum 17, 18 und<B>2</B>? gleich dem Saug- drticlc zti erlia:
lten. Durch die feine Öffnung 24 und die Leitung 16 wird in dem Druck raum sich abscheidende <B>01</B> in den Raum<B>17</B> beförderet, so dass ein gewisser Ölumlauf ent- steht. 28 ist der Ölspiegel während des Be triebes, 27 während des Stillstandes der Ma schine; 25 ist der Ölstand in dem Druckraum und 26 in dem Saugraum. Das Röhrchen 20 hat den Zweck, das Sehmieröl ständig auf die Motorwelle 6 zu führen.
Die Wirkungsweise der Maschine nach Fig. 1 ist folgende: Beim Einschalten des Stromes entsteht durch das Arbeiten des nicht gezeichneten Kompressors ein Druckabfall in dem Raum 11; die flüssigen Gase steigen auf die (in der Fig. 1 rechts gezeichnete) Höhe 16. Der Druckabfall pflanzt sich in dem Raum 10 und 9 und ,durch die Leitung 6 in den Raum 5 fort, so dass sich die in dem Raum 5 und 9 eingeschlossene Luft ausdehnen kann. Diese Luft treibt die flüssigen Gase in dem Raum 9 nieder, so dass dieselben die in der Abbil dung rechts gezeichnete Lage einnehmen. Die Ö1schicht 17 verhindert ein Übertreten von Gasen in die Luftschicht.
Die in dem Raum 9 eingeschlossene Luft erleidet mit denn Sin ken des Druckes und mit dem damit verbun denen Temperaturabfall in denn Raum 11 ebenfalls einen Temperaturabfall, so dass der Teildruck der etwa in die Luft eindringenden Kältegase gleichzeitig sinken wird, wodurch dem Bestreben der Kältegase, zu konden sieren, entgegengewirkt wird. Die Kältegase können bekanntlich nur dann verdampfen, wenn der oberhalb der Ölschicht herrschende Druck niedriger ist als der Verdampfungs druck; dies ist hier nicht der Fall, da die Höhendifferenz der flüssigen Kältegase in den Räumen 11 und 9 den Gasdruck oberhalb der Ö1schicht in dem Raume 9 etwas höher hält als der Gasdruck in dem Raum 11 selbst ist.
Eine Verdampfung könnte auch ein treten, wenn die Temperatur oberhalb der 0lschicht in dem Raume 9 höher wäre als die Verdampfungstemperatur in den Räumen 11 und 10. Dieser Fall kann nicht eintreten, da die Temperatur in den Räumen 11 und 10 erst sinken kann, wenn die Temperatur in dem Raum 9 infolge von Wärmeaustausch ebenfalls gesunken ist. Die Zustände indem Raum 9 sind somit derart, dass eine Möglich- keit der Verdampfung ausgeschlossen ist, wobei die Ölschicht noch des weiteren die Verdampfung verhindert.
Die Wirkungsweise der Maschine nach Fig. 2 ist folgende: Nach Einschalten des elektrischen Stro mas sinkt der Druck in den Räumen 13 und 14. Der Druckabfall pflanzt sich durch die Leitung 21 in den Raum 17 fort, wobei die 01schicht auf die Höhe 28 steigt. Gleich zeitig hat sich die Luft in dem Raume 22 ausgedehnt, und die Ölschicht ist von der Höhe 27 auf die in vollen Linien gezeichnete Höhe gesunken. Der Druck in dem Raume 22 ist etwas höher als in dem Raume 17, und zwar entsprechend dem Höhenunterschiede der Ölspiegel in den Räumen 17 und 18. Es ist unmöglich, dass die in dem Raum 17 ein geschlossenen Kältegase durch die Ölschicht niedersteigen, um in den Raum 18 zu ge langen.
Das mit den verdichteten Gasen mit gerissene Schmieröl schlägt sich in dem Raum 10 nieder und wird durch die Leitung 16, die mit einer feinen Öffnung 24 versehen ist, in den Raum 17 befördert. Die etwa mit gerissenen Kältegase verdampfen sofort nach Austritt aus dem Röhrchen 16; sie werden durch die Leitung 21 wieder abgesaugt; durch die Leitung 21 fällt das geförderte Öl wieder in den Saugraum zurück, bis die Höhe 26 wieder erreicht ist.
Beim Stillsetzen der Maschine nach Fig. 1 entsteht Druckausgleich zwischen ,den Räu men 5, 9, 10, 11 und 19; die flüssigen Kälte gase nehmen die links gezelchnete Lage ein. Die Temperatur ides Verdampfers steigt nicht so rasch wie der Druckausgleich statt findet.
Die Kältegase, die in -die Luft in dem Raum 9 etwa haben eindringen können, schlagen sich sofort nieder, da der Gesamt- ,druck und somit auch der Teildruck der Kältegase gestiegen ist, die Temperatur je doch wenigstens für einige Zeit gleich ge blieben ,ist.
Beim Stillsetzer zder Maschine nach Fig. 2 strömen die Kältegase durch die Leitungen 16 und namentlich 21 aufwärts und veridich- ten Uie Luft in Jem Rauaue 18, bis der Öl- Spiegel auf die Höhe 27 gestiegen ist.
Der beim Stillstand indem Raum 17 herrschende Druck ist gleich dem Druck in dem Ver dampfer, welch letzterer kühler gelagert ist als der oberste Teil der Maschine, so dass auch beim Stillstand die eingeschlossenen Kältegase des Raumes 17 sich in überhitztem Zustande befinden, wodurch jede Konden sation verhindert wird.
Die Anordnung nach Fig. 2 bezweckt, den Raum 22, der mit Luft oder einem andern unschädlichen Gas gefüllt ist, mit einem Raume 17 und 23 zu umgeben, in dem ent weder Öl oder Kältegase sich befinden, da mit die Verluste nach aussen, die infolge nicht ganz dichten Materials entstehen können, nicht die Luft- beziehungsweise Gasladung beeinflussen können, sondern nur die Kälte gase; ein Abnehmen der Luft- beziehungs weise Gasfüllung könnte störend wirken. Die Albdichtung der Antriebswelle G wird durch eine Ölschicht erreicht, die das Bestreben hat, in den Saugraum des Verdichters zurück zufliessen, und welche durch das Steigrohr 16 während des Betriebes in konstanter Höhe.
gehalten wird. Beim Stillstand der Maschine verhindert die Kapillaritätswirkung oder irgend eine geeignete Vorrichtung ein Ab fliessen nach unten.