CH239439A - Kompressions-Kälteanlage. - Google Patents

Description

      Kompr        essions-Kälteanlage.       Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist     eine        Kompressions-Kälteanlage,    die einen  Motor, einen     Wälzkolbenkompressor    und im       Kältemittelkreislauf    einen Flüssigkeitsbehäl  ter aufweist.  



  Die Anlage gemäss der Erfindung ist ge  kennzeichnet durch ein auf der einen Seite  des Motors gleichachsig     mit    der Motorwelle  angeordnetes Tragorgan für den Kompressor,  einen     Schmiermittelabscheider    und eine den  letzteren und den Kompressor überdeckende  und als     Schmiermittelbehälter    dienende Haube.  Sie ist ferner gekennzeichnet durch einen auf  der andern Motorseite auf der Motorwelle an  geordneten Ventilator und ein diesen letzteren  einschliessendes Gehäuse, das den Flüssig  keitsbehälter bildet und als Träger für den  ringförmigen, um den Flüssigkeitsbehälter  angeordneten Kondensator ausgebildet ist,  derart, dass der Kühlluftstrom des Venti  lators sowohl den Kondensator wie auch den  Flüssigkeitsbehälter kühlt.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen  standes dargestellt.         Fig.1    zeigt das Beispiel teilweise im  Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht.  



  <B>Mg.</B> 2 und 3 zeigen einen     Querschnitt     durch den Kompressor     bezw.    durch den Kon  densator des Beispiels.  



       Fig.    4 und 5 zeigen den Wälzkolben des       Kompressors    in grösserem     Massstabe    in einer  Stirnansicht     bezw.    in einem Längsschnitt.  



       Fig.    6, 7 und 8 zeigen ein Rückschlag  ventil in     grösserem    Massstab in einer Seiten  ansieht     bezw.    in einer Draufsicht     bezw.    in  einer Stirnansicht, während in       Fig.9    ein Längsschnitt durch den     Öl-          abscheider    in grösserem     Massstabe    gezeigt ist.

         Fig.    10 zeigt einen     Schnitt    nach der Linie       X-X    in     Fig.    9,       Fig.11    einen solchen nach der Linie       XI-XI    in     Fig.    9 und       Fig.12    einen solchen nach der Linie       XII-XII    in     Fig.    9.  



  Mit 1 ist als Antriebsmaschine für die  Kälteanlage ein Elektromotor bezeichnet,  dessen Welle 2 aus dem Motorgehäuse her  ausgeführt ist und auf dem einen Ende einen  Ventilator 3 trägt. Das andere Wellenende      treibt einen     Wälzkolbenkompressor.    Der  Wälzkolben dieses Kompressors besteht aus  einem auf die Antriebswelle 2     aufgekeilten     Exzenter 4     (Fig.4    und 5) und einem auf  dem letzteren drehbaren Rotor 5. Der Rotor  5 weist drei parallel zur Achsrichtung ver  laufende Bohrungen 6 auf zur Aufnahme je  einer Druckfeder 7, welche gegen Scheiben 8  drücken, von denen je eine auf jeder Stirn  seite des Rotors 5 in einer     Ausdrehung    des  letzteren angeordnet ist. Ausser den Bohrun  gen 6 sind noch weitere Bohrungen 9 vor  handen.  



  Der     Wälzkolben    ist exzentrisch in einem       Stator    10     (Fig.3)    untergebracht, der aus  einem zylindrischen Metallblock besteht und  eine axiale Bohrung aufweist, deren Durch  messer den Umlauf des exzentrischen Rotors  5 ermöglicht. Der     Stator    10 sitzt in einer       Ausdrehung    eines Tragorganes 11, das mit  dem Gehäuse des Elektromotors 1 verbunden  und gleichachsig mit der Motorwelle angeord  net ist.

   Eine Stopfbüchse bestehend aus einem  Druckring 12     (Fig.l)    und einem Gegendruck  flansch 13 mit zwischen diesen Teilen liegen  der Druckfeder 14, die innerhalb einer ela  stischen Membrane 15 liegt. sorgt für einen  gasdichten Abschluss der rotierenden Felle       \:    von der Atmosphäre. Der     Stator    10      'eist     einen radialen Schlitz zur Aufnahme eines  Schiebers 16 auf. der unter der     Wirkung    einer  Druckfeder 17 steht, die an einer Verschluss  platte 18 Anschlag findet.

   Der     Stator    10 ist  ausserdem mit einem Saugraum versehen, der  aus zwei kreisbogenförmigen, zur     Statoraehse     konzentrischen Kammern 19a und 19b be  steht. die miteinander so verbunden sind, dass  das Kältemittel zuerst die Kammer 19a und  dann die Kammer 19b durchströmen muss,  wobei die Strömungsrichtung in der letzteren  entgegengesetzt zur Strömungsrichtung in der  Kammer     19a    verläuft. Die Kammer 19a ist  mittels einer Leitung 20 mit dem nicht ge  zeichneten Verdampfer der     Kälteanlage    ver  bunden, während die Kammer 19b mittels  eines Kanals 21 mit der Saugseite 22 des  Kompressors verbunden ist.

   Die Druckseite  23 des Kompressionsraumes steht über einen    Kanal 24 mit einer ebenfalls durch die     Ver-          sehlussplatte    18 nach aussen abgeschlossenen  Bohrung 25 des     Stators    in Verbindung, aus        elcher    heraus das komprimierte Kältemittel  mittels eines Kanals 26 einem     Ölabscheider          zugefiihrt    wird. Zum Abschluss der Kammern  des     Stators    10 dient eine     Abdeckplatte    2 7.  durch welche auch der Wälzkolben überdeckt  ist und die ein Lager 28 zur Aufnahme des  Endes der Welle ? trägt.

   Die.     Abdeckplatte     2 7 ist mittels nicht gezeichneter Schrauben  bolzen mit dem Tragorgan 11 verbunden, die  gleichzeitig den     Stator    in Stellung halten.  



  Der     Olabscheider    ist als kreisbogenförmi  ger Metallkörper 29 ausgebildet, der über dem       Stator    10 liegt, am Tragorgan 11 mittels  nicht gezeichneter Schrauben festgemacht  und derart angeordnet ist, dass zwischen ihm  und dem     Stator    ein     Kaal    30 vorhanden ist.

    Der Metallkörper 29 ist mit in einer Reihe       nebeneinanderliegender    und zueinander par  alleler Kammern 31 ausgestattet     (Fig.    9 bis       12)#    die unter sieh durch Verbindungskanäle       32a    und 32b     verbunden    sind, wodurch ein  durchgehender     Durehflusskanal    gebildet     wird.     Diese Verbindungskanäle 32a und 32b liegen  derart,

   dass je zwei     benachbarte    Kammern 31  entgegengesetzte     Strömungsrichtungen    auf   -eisen und das     unter        Druck    stehende Kälte  mittel einem ständigen     Richtungswechsel     während seines Durchganges durch den     Öl-          abscbeider    unterworfen ist,     wie    in     Fig.10     durch die Pfeilrichtungen angedeutet. In den  Verbindungskanälen 32a und 32b sind durch  den Körper 29     hindurchführende    und in den  Kanal 30 ausmündende     Durehlassschlitze    33  vorgesehen.

   Während der Metallkörper 29  auf der einen Seite durch das Trägerorgan 11  abgeschlossen ist, bildet eine Deckplatte 34       (Fig.    1) den Abschluss auf der gegenüberlie  genden Körperseite.     Kompressor    und 0>1  absebeider liegen unter einer einen Hohlraum  35 einschliessenden Haube 36. Der untere  Teil der Haube 36 dient als Schmiermittel  behälter, in welchem sich das aus dem Öl  abscheider ausgeschiedene und durch den  Kanal 30 abfliessende Öl sammelt. Die Haube  36 ist. derart ausgebildet,     dass    sie zum     Zwecke         einer guten Wärmeableitung auf dem     Öl-          abscheider    aufliegt und mit     Kühlblechen    37  versehen ist.  



  Der     Ventilator    3     ist    von einem Gehäuse  umschlossen, -dessen eines Ende als offener  zylindrischer Teil 38     ausgebildet    ist, der  über das Motorgehäuse greift und mit diesem  in bekannter Weise in lösbarer Verbindung  steht. Zwischen dem     Gehäuseteil    38 und dem  Motorgehäuse ist ein ringförmiger Kanal     B9     vorhanden, durch welchen der im     Betrieb     befindliche Ventilator einen Kühlluftstrom  ansaugt. Hinter dem Ventilator endigt das  Gehäuse in einem ebenfalls zylindrischen,  durch eine Kappe 41 abgeschlossenen     Teil     40, der einen kleineren Durchmesser als der       Gehäuseteil    38 aufweist.

   Durch ein Einsatz  stück 42 ist im Teil 40, 41     ein    Flüssigkeits  behälter 43 gebildet mit.     einer        Ausflussleitung     44, die durch einen Ventilkörper 45 ab  schliessbar und mit dem nicht     gezeichneten     Verdampfer verbunden ist. In der Achse der  Kammer 43 ist     eine    Führungsstange 46 an  geordnet, längs welcher ein Schwimmer 47  verschiebbar sitzt. Schwimmer 47 und Ventil  körper 45 sind mittels einer Schraubenfeder  48     miteinander    in Verbindung gebracht.  



  Auf den zylindrischen     Teil    40 des Ge  häuses ist ein wellenförmig ausgebildeter  Träger 49 aufgeschoben, auf dem sich     ein     Kondensator mit seinen Kühlrippen 50 ab  stützt, wobei die Rippen 50 sich auf die Wel  lenberge abstützen. Dieser Kondensator ist  aus den Kühlrippen 50 und den Rohrschlan  gen 51 gebildet. Zwischen dem Gehäuseteil  40     und    den Wellen des den Träger 49 bilden  den Blechkörpers sind eine Anzahl Kühlluft  führende Kammern 52 gebildet, in welche       Kühlluft    durch     Durchlassöffnungen    53 im  Gehäuse 38, 40 einströmt.

   Den zwischen den       Urellen    liegenden Teilen des Blechkörpers  strömt ebenfalls Kühlluft durch     Durchlass-          öffnungen    54 zu. Diese Öffnungen 54 kön  nen auch weggelassen sein. Die Kühlluft tritt  in diesem Falle durch verlängerte Öffnun  gen 53, wie in     Fig.    2 gestrichelt     angedeutet     ist, aus dein Gehäuse 38, 40 aus, wobei sie zur  Kühlung - des Flüssigkeitsbehälters und des    Kondensators dient.

   An den     Aussenrand    des  Blechkörpers 49 schliesst eine Haube 55 an,  wobei durch nicht gezeichnete Schlitze im  ersteren dafür gesorgt ist, dass die Kühlluft  ströme nach dem Durchtritt durch die Kam  mern 52 eine     Ablenkung    in     Richtung    auf die  Rohrschlangen 51 des Kondensators erfah  ren. Der Kondensator ist mittels einer Rohr  leitung 56     (Fig.    3) mit dem     Olabscheider    und  über eine nicht gezeichnete Leitung mit dem  Flüssigkeitsbehälter 40, 42     verbunden.    Die  zwischen je zwei Wellen liegenden Teile des  Trägers dienen als Führungen für die zur  Kühlung des     Kondensators    dienende Kühl  luft.  



  Die Bohrung 25 im     Stator    10 ist zur Auf  nahme eines     Rückschlagventils        (Fig.    6-8)  bestimmt, das     aus    einem in die genannte Boh  rung     einschiebbaren    Körper 57 besteht     und     eine     axiale    Bohrung 58 im einen Ende auf  weist, in welche eine senkrecht dazu stehende,  mittels einer Feder 60 abgedeckte     Bohrung     59     einmündet.    Der Körper 57 nimmt in der  Bohrung 25 eine solche Stellung ein,

   dass die  Bohrung 58     Verbindung    mit dem Kanal 24  und damit mit der Druckseite des     Kompres-          sors    hat, während eine     Einschnürung    61 über  der     Eintrittsöffnung    des Kanals 26 nach dem       Ölabscheider    liegt.

   Dieses     Rückschlagventil     ermöglicht durch Abheben des über der Boh  rung 59 liegenden Federendes durch das aus  der Druckseite des     Kompressors    ausgestossene  komprimierte Kältemittel den Übertritt des  letzteren nach dem     Olabscheider,    verhindert  aber eine rückläufige Bewegung vom     Öl-          abscheider    nach dem Kompressor.  



  Die Wirkungsweise des     beschriebenen          Maschinenaggregates    ist folgende:  Das dampfförmige Kältemittel wird be  kanntlich aus dem Verdampfer als unter  kühlter Dampf abgesaugt und strömt in die  Kammer 19a des     Stators    10 ein. Nach dem       Richtungswechsel    gelangt das     Kältemittel     durch die Kammer     19b    in die Saugseite des  Kompressors.

   Die     hintereinandergeschalteten     Kammern 19a und 19b werden als Nach  dampfräume verwendet, das heisst das dampf-           förinige        Kältemittel    nimmt die Wärme auf,  die bei der Rotation des Kompressors und  durch die Kompression entsteht, da die Kam  mern     1.9a,        19b    den Kompressionsraum um  geben.

   Nach Verlasen des Druckraumes ge  langt das     Kältemittel    in     den        Olabscheider.     auf     welchem    die Haube 36 mit den Kühl  blechen 37 aufliegt, so dass eine wirksame Ab  kühlung eintritt, die eine Temperatursenkung  zur Folge hat, welche so weit geht, dass die  Temperatur des Kältemittels unter die     Ver-          dampfungstemperatur    des Schmiermittels       sinlkt,    aber noch über der     Verdainpfungstempe-          ratur    des Kältemittels liegt.

   so dass das       Schmiermittel    während des     Durchlaufes    des  Kältemittels durch den     Olabscheider    prak  tisch vollständig ausfällt. Diese Wirkung  wird     insbesondere    durch den häufigen Rich  tungswechsel innerhalb des     Olabscheiders     unter     --\-nweiidiing    einer entsprechenden An  zahl von     Prallflächen    erzielt.

   Das ausgeschie  dene     Schmiermittel    fällt zufolge seines eige  nen Gewichtes durch die     Durchlassschlitze    33  und den Kanal 30 in den von der Haube     36          umschlossenen    Raum zur weiteren Verwen  dung zurück. Das in diesem Raum     ein-          @resch@ossene        Olbad    wirkt gleichfalls als       Wärmeträger    zur Ableitung von Kompressor  wärme an die Haube 36 mit den Kühlblechen  37.

   Durch die Verwendung des dampfförmi  gen,     iuitergekühlten    Kältemittels als Kühl  mittel für den Kompressor ist der beschrie  bene, wenig Raum beanspruchende     Zusam-          menpatt    der einzelnen Teile möglich gewor  den, wobei die sonst     unerlässlichen        Kühlmittel     für den Kompressor in Wegfall kommen  konnten.  



  Auf dem weiteren Wege wird das dampf  förmige     Kältemittel    dem ringförmigen. den       Flüsi@,keitshehälter    umgebenden Konden  sator     zugefiihrt.    Versuche haben gezeigt.     dass     die beschriebene Ausführung und Anordnung  des     Kondensators    als ringförmiger,

   praktisch  auf allen Seiten der Wirkung des     Kiihlluft-          stromes    ausgesetzter Körper äusserst wirk  sam ist und eine     rasche        Verflüssigung    des       Kiiltemittels        bewirkt.    Durch die     beschriebene          Anordnung    wird aber auch noch eine Küh-         lung    des Flüssigkeitsbehälters. in welchen  das verflüssigte Kältemittel nach Verlassen  des     Kondensators    gelangt, erreicht.  



  Der     Wälzkolben    des Kompressors weist  durch die beschriebene     Ausbildung    eine gute  Schmierung der verschiedenen Teile auf, wel  che einen wesentlichen     Einfluss    auf dessen  Lebensdauer     ausübt.    Wie     ans        Fig.    5 er  sichtlich ist., sind die     Eindrehungen    in den  Stirnseiten des Rotors 5, die Dicke der Schei  ben 8 und die Länge des Exzenters ,so bemes  sen, dass zwischen den durch die Federn 7       auseinandergedrückten    Scheiben 8 und dem  Exzenter 4 Spiel vorhanden ist, das zur Auf  nahme von     Schmiermittel    dient,

   so dass das  Schmiermittel zufolge der Bohrungen 9 stets  von beiden Seiten her zu den Gleitflächen  zwischen Exzenter und Rotor Zutritt hat. Die  Scheiben 8 wirken nach aussen als Dichtungs  organe, die sich drehen können.  



  Beim Aggregat ergibt sich zufolge der  beschriebenen Ausbildung und Anordnung  der einzelnen Teile eine gedrängte, wenig  Raum beanspruchende Bauart, wie sie ins  besondere für Kleinkühlanlagen wie Kühl  schränken usw.     erwiiiischt    ist. Diese     Bauart     erfordert aber ausserdem einen     geringeren          Materialaufwand    als bei getrennter Anord  nung der einzelnen Teile.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kompressions-Kälteanlage, die einen 11o- tor, einen Wälzkolbenkompressor und im Kältemittelkreislauf einen Flüssigkeitsbehäl ter aufweist, gekennzeichnet durch ein auf der einen Seite des -Motors gleichachsig mit der Motorwelle angeordnetes Tragorgan für den Kompressor, einen Schmiermittelabsohei- der und eine den letzteren und den Kompres sor überdeckende und als Schmiermittelbehäl- ter dienende Haube,

   ferner gekennzeichnet durch einen auf der andern Motorseite auf der Motorwelle angeordneten Ventilator und ein diesen letzteren einschliessendes Gehäuse, das den Flüssigkeitsbehälter bildet und als Träger für den ringförmigen, um den Flüssig- keitsbehälter angeordneten Kondensator aus gebildet ist, derart, dass der Kühlluftstrom des Ventilators sowohl den Kondensator wie auch den Flüssigkeitsbehälter kühlt. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Kälteanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Stator des Kompressors einen zur Aufnahme und Küh lung des dampfförmigen Kältemittels die nenden Saugraum aufweist, der aus zwei zur Statorachse konzentrischen, kreisbogenförmi gen und um den Kompressionsraum angeord neten Kammern (19a, 19b) gebildet ist, wel che derart miteinander in Verbindung stehen, dass die Strömungsrichtung in der einenKam- mer in entgegengesetzter Richtung zur Strö mungsrichtung in der andern Kammer ver läuft. 2.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch I., dadurch gekennzeichnet, dass der Stator eine mit der Druckseite des Kompressors verbundene und zur Aufnahme eines Rückschlagventils dienende Bohrung aufweist. 3. Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass über dem Stator an dem den selben tragenden Tragorgan (11) ein Schmier- miHelabscheider angeordnet ist, dessen Ein trittsstelle über einen Kanal (26) mit der das Rückschlagventil enthaltenden Bohrung (25) des Stators (10) verbunden ist. 4.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schmiermittelabscheider aus einem Körper gebildet ist, der unter sich par allele, durch den Körper hindurchgehende Kammern (31) aufweist, wobei jede Kammer (31) mit der nächstfolgenden Kammer (31) zur Bildung eines durchgehenden Durchfluss- kana-ls derart mit einem Verbindungskanal (32a bezw. 32b) verbunden ist, dass in zwei benachbarten Kammern (31) einander ent gegengesetzte Strömungsrichtungen vorhan den sind. 5.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Schmiermittelabscheider in jedem Verbindungskanal (32a bezw. 32b) einen zum Ablassen des aus dem durchströ menden dampfförmigen Kältemittel aus geschiedenen Schmiermittels dienenden Durch lassschlitz (33) aufweist. 6.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Schmiermittel abscheider und dem Stator des Kompressors ein Kanal vorgesehen ist, in welchem die Durchlassschlitze (33) des Schmiermittel- abscheiders einmünden. 7.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der Wälzkolben des Kompres- sors aus einem mit der Antriebswelle ver bundenen Exzenter (4) und einem auf dem letzteren drehbaren Rotor (5) gebildet ist, dessen Stirnflächen eine Eindrehung zur Aufnahme je einer Scheibe (8) aufweisen, und dass im Rotor (5) parallel zur Achsrich tung verlaufende Bohrungen vorgesehen sind. B.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, da.ss die stirnseitig am Rotor an geordneten Scheiben (8) unter dem Druck von Federn (7) stehen, und dass die Dicke der Scheiben (8), die Eindrehungen im Rotor (5) sowie die Länge des Exzenters (4) derart bemessen sind, dass zwischen den Scheiben (8) und dem Exzenter (4) Spiel zur Auf nahme von Schmiermittel vorhanden ist, die Scheiben (8) aber als Dichtungsorgane nach aussen wirken. 9.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Rückschlagventil zwei win kelrecht zueinander stehende Bohrungen (58, 59) aufweist, von denen die winkelrecht zur Ventilachsrichtung stehende Bohrung (59) mittels einer Blattfeder (60) derart abgedeckt ist, dass der Durchfluss des Kältemittels durch die Bohrungen (58, 59) nur in einer Richtung möglich ist. 10.

   Kälteanlage nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass auf dem den Flüssigkeitsbehälter (43) bildenden Teil des Gehäuses (38, 40) ein wellenförmig ausgebil deter Träger (49) aufgesetzt ist, der zusam- men mit dem Gehäuse (38, 40) Kammern (52) zur Durchleitung von Kühlluft für den Flüssigkeitsbehälter (43) bildet und ander seits als Träger für den Kondensator dient, welch letzterer sich mit seinen Kühlrippen (50) auf den Wellenbergen des Trägers (49) abstützt. 11.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die je zwischen zwei Wellen liegenden Teile des Trägers (49) als Führungen für die zur Kühlung des Kondensators dienende Kühlluft dienen. 12. Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 10 und 11, dadurch gekenn zeichnet, dass der Träger (49) Mittel aufweist, durch welche die Kühlluft für den Flüssig keitsbehälter nach dem Durchlaufen der Kam mern (52) in Richtung auf den Kondensator abgelenkt wird.

   13. Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 10 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass das den Träger (49) tragende Gehäuse (38, 40) Durchlasstiffnuiigen (53) aufweist, -elche in die zwischen den Wellen des Trägers (49) und dem Gehäuse (38, 40) liegenden Kammern (52) einmünden, und dass Durchlass"offnungen (54) vorhanden sind, welche Kühlluft für den Kondensator durch lassen. 14.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 10 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, dass das den Träger (49) tragende Gehäuse (38, 40) Durchlassöffnungen auf weist, welche sowohl Kühlluft für den Flüs sigkeitsbehälter als auch solche für den Kon densator durchlassen.