CH173493A - Verdichter mit sichelförmigem Arbeitsraum, insbesondere bei Kältemaschinen. - Google Patents

Description

      V        erdiehter    mit     siehelförmi        en,        Arbeitsrantn,    insbesondere bei     Kältemascbinen.            Dic        Erfindung        bezieht    sich     auf    einen  Verdichter mit     sichelförmigen    Arbeitsraum,       iii,hesondere    bei     liältemasebinen,    und besteht       darin,

      dass mindestens ein abschliessbarer       Vinlanfhanal    die Zellen auf der     Verdich-          tnngrsseil;e    mit dem Saugraum     verbindet,    um       zier    Leistungsregelung die Verdichtungszone       iii    dem     sich    verengenden     Scbenkel    der Sichel  so     @-erschicben    zu können.,     da.ss    der     Zc:llen-          inbiilt    dem Bedarf entspricht.  



  Es ist     bekannt,    bei     Kältemasehinen    den  Druckraum von     Drehkolbenverdichtern    mit       dem    Saugraum durch Leitungen zu verbin  den, um. die Fördermenge auf einen Teilbe  trag zu vermindern. Das Umströmen des       Kältemittels    ergibt aber insofern einen Ver  lust, als während der Verdichtung dem  jenigen Teil des verdichteten Fördermittels,       \veleber    hernach wieder entspannt werden       mnss.    Wärme entzogen wird.  



  Beim     Drehkolbenverdieliter    nach der     Er-          findung         -erden    die Zellen des Verdichters  -     @s-eil    eine     Verbindung-    der sich     verklei-          nernden    Zellen mit dem Saugraum durch    die     Vorlaufleitung    besteht - erst dann  gegen den Saugraum abgeschlossen,     wenn     ihre Grösse der gewünschten Teilmenge ent  spricht. Es     -%vird    demzufolge kein Förder  mittel     unnütz    auf den Förderdruck ver  dichtet, welches hernach wieder entspannt  werden muss.  



  Eine weitere Ausbildung der Erfindung  besteht darin, dass mehrere Umlaufleitungen  vorgesehen sind,     die        abschliessbar    ausge  bildet sind, um die     Förderleistung    nach  Stufen zu regeln.     Vorteilhafterweise    werden  auf der Verdichtungsseite ein oder mehrere       Ausschiebekanäle    mit     Rückschlagorgan    an  geordnet, welche die Zellen mit dem Druck  raum verbinden, sobald in den Zellen der  Druck grösser als im Förderraum ist.  Schliesslich können die Zone mit den Um  laufkanälen und die Zone     mit    den       Ausschiebekanälen    einander     teilweise    über  decken.  



  Das den Umlaufkanal abschliessende  Organ kann in Abhängigkeit vom Saug  druck oder in Abhängigkeit vom Förder-           druck.    geregelt werden.     Insbesondere    können  solche Organe bei Kompressoren von Kälte  maschinen in Abhängigkeit vom     Ver-          dampferdruck,    von der     Verdampfertempera-          tur,    von der Temperatur des gekühlten       Mittels,    vom     Kondensatordruck    oder von der       Kondensatortemperatur    geregelt werden.  



  Mehrere Beispiele des Erfindungsgegen  standes sind auf der Zeichnung vereinfacht  dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt einen Verdichter nach der  Erfindung;       Fig.    ? stellt die Abwicklung der     Ge-          häu.seinnenwandung    eines Verdichters nach  der Erfindung dar und schliesslich veran  schaulicht,       Fig.    3 eine     Kältemaschine    mit einem  Verdichter nach der Erfindung.  



  Das Fördermittel     wird    dem Verdichter  durch die Saugleitung 1 zugeführt und nach  der Verdichtung durch die Förderleitung 2  fortgeführt. Im     Innern    des Gehäuses 3 ist  eine Kolbentrommel 4 auf einer Welle 5, die  sich im Sinne des Pfeils 6 dreht,     aufgekeilt.     In den Schlitzen 7 der Kolbentrommel ver  schieben sich die Schaufeln 8 und werden  bei der Drehung durch die Fliehkräfte nach  aussen     gedrückt,    so dass sie mit der     äussern     Kante dem innern Umfang des Gehäuses  entlang gleiten.

   Die zwischen den Schaufeln  8 entstehenden Zellen 9 vergrössern sich bei  der Drehung auf der Saugseite     S    vom  Punkt 10 bis zum Punkt 11 und werden da  bei mit dem aus der     Leitung    1 zuströmenden       Fördermittel    aufgeladen. Bei der Drehung  der Kolbentrommel     verkleinern    sich auf der  Verdichtungsseite F vom Punkt 11 zum  Punkt 10 die Zellen 9. Das in ihnen befind  liche Fördermittel     wird    verdichtet und in  die Leitung 2     ausgeschoben.     



  Im Sinn der Erfindung sind die U     mlauf-          kanäle    12, 13, 14 auf der Verdichtungsseite  F im Gehäuse des Verdichters angeordnet.  welche die an ihren Öffnungen vorbei  gleitenden Zellen über die Öffnung 15 mit  dem Saugraum 16 verbinden. Mit den Ab  schlussorganen 17, 18 und 19 können die Um  laufkanäle 12, 13 und 14 verschlossen wer-    den.

   Das verdichtete     Ai-beitsniitt < -(        @@-ird     durch die     Ausschiebekanäle    20-24 in     den          Förderraum    25     ausgeschoben.    Die Kanäle  20-23 besitzen     Rückschlagklappen        26-2;i.     welche ein Rückströmen des     verdichteten          l'littels    aus- dem Förderraum 25 in die Zellen  9 verhindern.    Zur Förderung der Höchstmenge sind die  Umlaufkanäle l2-14 durch die     Abschluss-          organe    17-19, wie eingezeichnet, geschlos  sen.

   Die Verdichtung des Arbeitsmittels be  ginnt somit beim Punkt 11. An der Stelle     des          Aussehiebekanals    20 ist das Arbeitsmittel be  reits auf den Förderdruck verdichtet, so dass  es bei der weiteren Verkleinerung der     Förder-          zellen    9 zum. Teil durch die     Aus3chlebelianäle     20-23 über die     R.üekschlagorgane        26-29     und der Rest durch den Kanal 24 in den       Förderaum    25     ausgeschoben    wird.

   Die Ver  dichtung erfolgt also auf der Zone     z,    der       Verdichtungsseite    F, welche zwischen dein  Punkt<B>11</B> und dem     Ausschiebekana.l        '0    ge  legen ist.  



  Zur Einstellung der kleinsten Förder  menge sind die     Abschlussorgane    17-19 ge  öffnet, so dass das auf der     Saugseite        AS\    in  die Zellen 9 gelangte.     Fördermittel    durch die       Umströmli:anäle    12, 13 und 14 und die Öff  nung 15 wieder in den Saugraum 16 zurück  strömt. Die Verdichtung beginnt dann     erst;     nachdem die Zellen am Kanal 14 schon vor-  beigestrichen sind. Das Fördermittel hat erst  dann den     Förderdruck    erreicht, wenn die  Zellen an die Stelle des Kanals 24 gelangen.

    so dass durch die     Ausschiebekanäle    20-2       -kein        Fördermittel    in den Förderraum     25    ge  langt. Die Verdichtung erfolgt also auf der  Zone     z=    der Verdichtungsseite F, welche  zwischen dem     Überströmkanal    14 und dem  Förderkanal 24 gelegen ist. Beim Betrieb  für höchste Fördermenge ist somit die Ver  dichtung des Fördermittels in Zonen     grö-          ssern    und beim Betrieb für kleinere Förder  mengen in Zonen kleineren Zelleninhaltes  verlegt.  



  Sollen Teilmengen gefördert werden,  die     zwischen    der     Grösst-    und der Kleinst-      menge liegen, kann entweder nur der     Über-          st        rämkanal    1 ? oder mit dem     Cberströmhanal     12 auch noch der     Überströmkanal    13 geöff  net sein. Die vom Verdichter geförderte       Nenbe    kann damit stufenweise dem Betrieb       angeliasst    werden.  



  Die Anzahl der     Überströmkanäle    hat  sich nach den Betriebsbedingungen zu     rich-          tcn.    Wird eine feine Abstufung der Rege  bin-     verlangt,    so ist eine grössere Anzahl  von     Li        mströmkanä,len    notwendig, als wenn       ,iucli    eine grobe Abstufung für den Betrieb       @yenügt.     



  Die Zone     .@"    der     LTberströmkanäle    und  die Zone     .-f    der     Ausschiebekanäle    können   wie (las     abgeR-ickelte    Bild der     Innenwan-          diing    eines Verdichters nach der Erfindung  in     Fig.    ? zeigt - sich zum Teil so über  decken, dass die Zellen, bevor sie am letzten  der Umlaufkanäle 48     vorbeigleiten,    schon       eine    Anzahl der     Ausschiebekanäle    49 über  schleifen.

   Die     Ausschiebekanäle    49 besitzen       Rückschlagorgane    und führen gemeinsam       finit;    den     Ausschiebekanälen    24 in den       Druckraum    des Verdichters, aus welchem die       1)riic;

  kleit,ung    ? an die     Verbrauchsstellen     führt..     Die        tTberströmlzanäle    48 führen in  einen von der Scheidewand 50 und zum Teil  von der seitlichen     Verdichterwand    47 be  grenzten Raum, der durch die Öffnung<B>15</B>       niit,    der     Saugseite   <B>8</B> des Verdichters in Ver  bindung steht, so     da.ss,    sofern die     Abschluss-          organe    der     >berströmkanäle    48 geöffnet  sind, die Zellen auf der Druckseite F des  Verdichters mit der Saugseite     @9    in Verbin  dung stehen.

   Die Verdichtungszone     ,.z,    für  die grösste Fördermenge ist dann vollständig  von der Verdichtungszone     .@    für die kleinste  Fördermenge getrennt. Die Zonen lassen  sich in einem weiteren Bereich     verschieben.     Damit wird dann eine besonders     -weitgehende     Regelung der Fördermenge, insbesondere bei  kleinen     Verdichtungsverhältnissen,    gewähr  leistet.  



       Anstatt    Schaufeln, welche in Schlitzen  sich verschieben, können auch     Platten    ver  wendet werden, welche unter dem     EinfluB     der     Fliehkräfte    um eine mit dem Drehkolben         i-erbundene    Achse verdreht werden und mit  einer Kante dem innern Umfang des Gehäu  ses entlang gleiten.

   Die     Abschlussorgane    in  den Umlaufkanälen können durch Regelvor  richtungen selbsttätig oder von Hand ge  steuert werden.     .So    können beispielsweise  die     3bschlussorgane    in Abhängigkeit vom  Druck und von der     Temperatur    des zu för  dernden Mittels in der Saugleitung oder in  der     Förderleitung    beeinflusst werden.  



  Der Verdichter nach der Erfindung lässt  sich zur Verdichtung aller möglicher elasti  scher Mittel verwenden. Er kann beispiels  weise zum Verdichten von Luft oder andern  Gasen verwendet werden. Insbesondere lässt  er sich bei Anwendung auf     Kältemaschinen     zur Verdichtung des     Kältemittels    verwenden.  



  Die in     Fig.    9 dargestellte Kältemaschine  arbeitet mit einem Verdichter,     wie    er in       Fig.    1     bezeigt    ist. Durch die Saugleitung 1  wird das Kältemittel aus dem Verdampfer  30 angesaugt, mit Hilfe des Verdichters 3  verdichtet und durch die Druckleitung 2 in  den Kondensator     31.    geführt. Nachdem das  Kältemittel im Kondensator verflüssigt ist,  strömt es durch die Leitung 3 2 zum Druck  minderventil 33 und von hier durch die Lei  tung 34 in den Verdampfer 30.  



  Durch die     Leitung        35        wird    dem Konden  sator ein     Kühlmittel,        beispielsweise        Kühl-          -,vasser,    zugeführt. welches die Rohrschlange       36    umspült, die Kondensationswärme des  darin strömenden Kältemittels     aufnimmt     und in erwärmtem Zustand durch die Lei  tung 37 wieder fortgeführt wird.

   Durch die  Leitung 3.8 wird dem Verdampfer 30 das zu  kühlende     Mittel,    beispielsweise Sole, zuge  führt, welches beim Umströmen der Rohr  schlange 3,9 die     Verdampfungswärme    dem  darin strömenden Kältemittel abgibt und in  gekühltem     Zustand    durch die Leitung 40  den Kühlstellen wieder zugeführt wird.  



  Die     Ventile        1''i,    18 und 19 besitzen  Servomotoren 42, welche von der Steuerein  richtung 43 über .die Leitungen 44 gesteuert  werden. Die Steuerimpulse richten sich nach  dem aus dem Verdampfer 30     strömenden    ge-      kühlten Mittel,     welches    das     Temperaturmess-          gerät    45 beeinflusst und über die Leitung 46  auf die Steuervorrichtung 43 einwirkt.  



  Die Steuereinrichtung kann so eingestellt       .,ein,        dass    beispielsweise bei der     einzuregeln-          den    Temperatur das Ventil 17 geöffnet, die  Ventile 1,8 und 19 dagegen geschlossen sind.  Ein Sinken der Temperatur lässt auf einen  verminderten Kältebedarf schliessen. Dann  wird zuerst das Ventil 18 geöffnet, wodurch  die Förderleistung des Verdichters 3 und da  mit die     Kälteleistung    vermindert wird.  Steigt die Temperatur immer noch nicht auf  den     einzuregelnden    Wert, kann auch das  Ventil 19 geöffnet werden. so dass die Lei  stung des Verdichters und der Kälte  maschine noch weiter vermindert wird.

   Um  gekehrt wird bei     eineu!    Steigen der Tempe  ratur, d. h. bei vergrössertem Kältebedarf  auch das Ventil 17 geschlossen, so     dass    der  Verdichter mehr Kältemittel fördert und die  Kälteleistung damit     gesteigert;    wird.    Der Verdichter kann natürlich auch in  Abhängigkeit vom Druck des Kältemittels  im Verdampfer geregelt werden, so dass mit       dein    Druck auch die Temperatur des Kälte  mittels im Verdampfer gleichmässig gehalten       wird.    Bei gross genug bemessener Übertra  gungsfläche bleibt darin auch die Tempera  tur des gekühlten Mittels unverändert.

   In  andern Fällen     kann    auch die Anordnung  eines     Temperaturmessgerätes,    welches durch  das verdampfende     Kältemittel    beeinflusst  wird, vorteilhaft sein. In bestimmten Fällen  lässt sich die Steuervorrichtung für die Ven  tile des Verdichters in Abhängigkeit vom  Druck des     Kältemittels    oder von der Tem  peratur des     Kältemittels    oder der Kühlflüs  sigkeit im Kondensator steuern. Es wird be  sonders dann die Kälteleistung bei allfäl  ligen Störungen der     Kühlflüssigkeitszufuhr     auf die beste Ausnutzungsmöglichkeit der       verminderten        Wärmeentnahme    aus dem Kon  densator eingestellt.

   Schliesslich kann bei  Kältemaschinen der Verdichter unter Um  ständen auch in Abhängigkeit von der Tem  peratur des zu kühlenden     Mittels,    d. h. des         Mittels,    bevor es gekühlt ist,     geregelt    wer  den. Bei besonderen Ausführungen kann  auch die     Differenz        zweier        Temperaturen    zur       Regelung    in Frage     kommen.     



  Bei andern Verdichtern, beispielsweise  für Druckanlagen kann der Verdichter       selbstverständlich    auch in Abhängigkeit vom  Druck des     verdichteten        Mittels    geregelt wer  den, um die Leistung dem vorhandenen Be  darf an     Druckmittel    anzupassen.  



  Die     Kältemasehine    kann natürlich be  liebig ausgeführt sein. Es kann beispiels  weise auch das Kältemittel nicht durch die  Rohre, sondern um die Rohre herum geleitet  werden, wobei dann das     Kühlmittel    und das  zu kühlende Mittel, die Sole, durch die  Rohre des     Kondensators        bezw.    des Ver  dampfers geleitet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verdichter mit sichelförmigem Arbeits- iaum, insbesondere bei Kältemaschinen, da durch gekennzeichnet, dass mindestens ein ab schliessbarer Umlaufkanal die Zellen auf der Verdichtungsseite mit dem Saugraum verbin det, um zur Leistungsregelung die Verdich tungszone (z1,,) in dem sich verengenden Schenkel der Sichel .so verschieben zu können, dass der Zelleninhalt dem Bedarf entspricht. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere abschliess bare Umlaufkanäle an aufeinanderfolgen den Stellen der Verdichtungsseite die Zellen mit dem Saugraum verbinden. \?. Verdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen auf der Verdichtungsseite durch mindestens einen Ausschiebekanal über ein Rückschlag organ mit dem Förderraum verbunden sind. 3.

   Verdichter nach Unteranspruch \?, da durch gekennzeiehnet, dass die Zone mit den UmlaufkanäleiL (z") und die Zone mit den Aussschiebekanälen (ü1) einander teilweise überdecken. 4. Verdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlauf kanal abschliessende Organ in Abhängig keit vom Saugdruck geregelt wird. Verdichter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlauf kanal abschliessende Organ in Abhängig keit vom Förderdruck geregelt wird.

   Verdichter nach Patentanspruch, bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlaufkanal abschliessende Organ in Abhängigkeit vom Verdampfer druck geregelt wird. i. Verdichter nach Patentanspruch, bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlaufkanal abschliessende Organ in Abhängigkeit von der Ver- dampfertemperatur geregelt wird. B. Verdichter nach Patentanspruch, bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlaufkanal abschliessende Organ in Abhängigkeit von der Tempe ratur des gekühlten Mittels geregelt wird. 9.

   Verdichter nach Patentanspruch, bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlaufkanal abschliessende Organ in Abhängigkeit vom Kondensator druck geregelt wird. 10. Verdichter nach Patentanspruch, bei Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass das den Umlaufkanal abschliessende Organ in Abhängigkeit von der Konden- satortempereatur geregelt wird.