-
Rotierende Kompressionskältemaschine Es sind Maschinen zur Erzeugung
von Kälte bekannt, bei welchen ein gasföriniges Mittel, z. B. Ainmoniak oder' schweflige
Säure, durch einen Kompressor verdichtet, dann in einem Kondensator verflüssigt
und schließlich in einen Verdainpfer oder Kühlkörper geleitet wird, in welchem das
verflüssigte Mittel wieder in Gasform übergeht. Aus dem Kühlkörper geht das Gas
in den Kompressor zurück, und nun beginnt der Kreislauf von neuem.
-
Wesentlich ist hierbei eine sehr genaue Bearbeitung des Kompressors,
insbesondere ein dichtes Schließen der Kolben und Ventile, um einen Austritt von
Ammoniak oder schwefliger Säure zu vermeiden. Eine weitere Folge dieser hohen technischen
Anforderungen ist ein hoher Preis, und dieser wiederum beschränkt das Anwendungsgebiet
von Konipressionskältemaschinen, insbesondere hat er bisher die Einführung der Kleinkältemaschinen
in die einzelnen Haushaltungen gehemmt. Nur wenige können die Kosten solcher Maschine
aufbringen.
-
Zweck der Erfindung ist daher die Schaffung ei ' ner Kompressionskältemaschine,
insbesondere für kleine Leistungen, deren Herstellungskosten durch den Ersatz der
bisher üblichen teuren Kompressoren durch einen besonders einfachen und billig lierstellbaren
Spezialkompressor sowie durch eine im Anschluß an diesen Spezialkompressor mögliche,
besonders einfache Bauart der Gesamtmaschine auf ein Mindestmaß herabgesetzt sind,
ohne daß die Güte, insbesondere die Dichtigkeit und Betriebssicherheit, der Maschine
leidet. Erfindungsgemäß wird dies zunächst dadurch erreicht, daß eine sog. Schlauchpumpe
an Stelle eines Kolbenkompressors zum Verdichten des Gases zwischen Verdampfer und
Kondensator in die Maschine eingeba,ut ist. Derartige Schlauchpumpen sind seit Jahrzehnten
bekannt. bisher aber bei Kältemaschinen nicht verwendet worden. weil nicht erkannt
worden ist, daß ihre Anwendung, insbesondere für Kleinkältemaschinen, von besonderem
Vorteil ist.
-
Für Haushaltkälteniaschinen können die einzelnen Bauteile nicht einfach
genug sein. Deshalb liegt ein erfinderisches Verdienst darin, erkannt zu haben,
daß die Schlauchpumpe als Kompressor für diesen Zweck besonders geeignet ist. Es
gibt unzählige Formen von Kompressoren, und auch für Kältemaschinen und Kleinkälternaschinen
sind schon die mannigfachsten Kompressorformen ange#vendet worden. Niemand aber
hat bisher erkannt, daß ein Schlauchkompressor für diesen Zweck hervorragend geeignet
ist. Durch die Anwendung der an sich bekannten
Schlauchpumpe auf
Kornpressionskältemaschinen gelingt es,. ihre Form und ihren Zusammenbau, ebenso
ihre Bearbeitung-
| in solchem Maße zu vereinfachen, daß h1' |
| , A |
| mit erstmalig eine Kleinkältemaschine ge- , |
geben ist, die sich für die Einführung ihjeden Haushalt eignet.
-
Schlauchpumpen haben die Form eines endlosen Schlauches, der durch
eine Druckrolle von einem Ende zum anderen fortlaufend zusammengepreßt wird, so
daß der Inhalt des Schlauches vor der Rolle herausgedrückt und hinter der Rolle
neuer Inhalt in den Schlauch eingesaugt wird. Dabei ist der Schlauch endlos, also
kreisförmig, und hieraus ergibt sich für die Kälternaschine eine außerordentlich
einfache und raumsparende Gesamtform. Insbesondere wird vorteilhaft der Kondensator
als Rotationskörper ausgebildet und der Pumpenschlauch um den Kondensator herumgelegt.
Es kann auch eine Kondensatorschlange konzentrisch zum Schlauch und im wesentlichen
auf der Oberfläche des gleichen Zylinders angeordnet werden. Die Maschine kann mit
unmittelbarem Antrieb, insbesondere durch die Druckrolle, als Friktionsrolle versehen
sein. Sie kann aber auch durch einen Sonderantrieb, sei es mittels Zahnräder, sei
es mittels Rieinenscheibe, -von irgendeiner Kraftwelle her in Umdrehung ,versetzt
werden.
-
Entsprechend der kreisförmigen Anordnung von Kondensator und Pumpenschlauch
und ihrer gemeinsamen Umdrehung um die gleiche Achse kann der Kühlkörper ebenfalls
als Rotationskörper ausgebildet und konzentrisch zur gleichen Achse wie die übrigen
Maschinenteile angeordnet werden und mit ihnen umlaufen. In diesem Fall, e werden
Kondensator, Pumpe und Kühlkörper am besten zentral durch eine hohle Welle als Saugrohr
verbunden, die das Druckrohr urnschließt, wobei alle Teile gemeinsam umlaufen.
-
Ein weiterer Vorteil der Schlauchpumpe ,als Kompressor für Kleinkältemaschinen
besteht darin, daß die Schlauchpumpe praktisch keiner Wartung bedarf. Insbesondere
ist keine Schmierung erforderlich. Ein schadhaft gewordener Pumpenschlauch kann
ohne weiteres ausgewechselt werden. Außerdem ist Gummi ein Material, das den üblichen
Kältemitteln gegenüber vollkommen beständig und korrosionsfrei ist.
-
Gegenstand der Erfindung ist endlich eine besonders wirksame Ausbildung
des Pumpenschlauches selbst. Die Güte der Pumpenleistung hängt davon ab, daß der
Schlauch im inneren Ouerschnitt unter der Druckrolle völlig zusammengedrückt wird,
damit der gesamte Schlauchinhalt vor der Druckstelle in den Kondensator übergeschoben
wird. Nun kann man zwar bei ausreichendem Druck und ausreichend dünner Wandung jeden
Schlauch 3,öllig zusammenpressen, aber die Lebensdauer des Schlauches ist dann verhältnismäßig
gering. Um diesen Nachteil zu vermeiden, -wird erfindungsgemäß eine Sonderform für
den Pumpenschlauch benutzt. Erfindungsgemäß hat der Innenquerschnitt des Schlauchkanals
eine längliche, z. B. ovale Form und der Außenquerschnitt Kreisform, wobei der kürzere
Durchmesser des Innenquerschnittes in der Druckrichtung liegt. Bei dieser Form ist
eine leichte und völlige Zusammendrückung des Innenquerschnittes gewährleistet,
da die Wandstärke des Schlauches an den Stellen verringert ist, die mit den Enden
des größten Durchmessers des Innenqqerschnittes zusammenfallen, während die Wandstärke
des Schlauches an den Stellen verstärkt ist, die mit denEnden des kleinsten Durchmessers
des Schlauches zusaminerifallen, d. h. an den Druckstellen der Rolle und
des Schlauchauflagers. Diese Verstärkung an den Abnutzungsstellen erhöht die Lebens-(lauer
des Schlauches und stellt. eine völlige und elastische Zusammendrückung seines 1.-Iohlraumes
an der jeweiligen Druckstelle der Rolle sicher.
-
Innen und außen ovale oder flache Pumpenschläuche sind bekannt.
-
Auf der Zeichnung ist in Fig. i eine Kälteinaschine nach der Erfindung
mit Schlauchpumpe, teilweise in senkrechtem Schnitt, teilweise in Ansicht schematisch
dargestellt.
-
Fig. 2 ist ein Grundriß zu Fig. il ebenfalls teilweise im Schnitt
und teilweise in Ansicht. Fig. 3 und 4 zeigen in gleicher Darstellung eine
abgeänderte Ausführungsform einer Pumpe nach der Erfindung.
-
Fig. 5 stellt im Querschnitt einen für eine Pumpe nach der
l#7findung besonders geeigneten Pumpenschlauch dar.
-
Bei der Ausführungsform nach den Fig. i und 2 ist am oberen Ende der
drehbar gelagerten Hohlwelle 5 ein linsenförmiger Behälter3 vorgesehen, dessen
Inneres über das Rohr 13 mit-dem Innern der Hohlwelle 5 verbunden
ist. An der oberen und unteren Seite des Behälters 3 sind Kühlrippen
9 und io vorgesehen. Am äußeren Umfang des Behälters liegt ein elastischer
Schlauch i, dessen beide Enden an einer gemeinsamen Scheidewand ii zusammengelegt
sind, so daß sich äußerlich ein geschlossener Ring ergibt. Der Schlauch i ist an
seinem einen Ende über ein Rohr 12, in welchem ein Druckventil 4 vorgesehen ist,
#mit dem Inneren des Behälters 3
verbunden. An das andere Ende. des Schlauches
i ist eine Leitung6 angeschlossen, welche in die Hohlwelle 5 mündet und so
mit dein Verdarnpfer oder Kühler 7 in Verbindung
stellt,
der mit Kühlrippen 21 besetzt ist. Die Vorrichtung wird durch einen im Gehäuse 15
untergebrachten Motor angetrieben, auf dessen Welle 23 die Druckrolle 2 sitzt,
die den Schlauch an der Berührungsstelle, wie aus der Abb. 2 ersichtlich ist, zusammendrückt.
Wird die Rolle 2 im Sinne des Pfeiles 16 angetrieben, so versetzt sie durch Reibung
die aus dem Schlauch i, Kondensator 3, Hohlwelle 5 und dem Kühler
7 bestehende Vorrichtung in Uinlauf, wobei der Schlauch i Jeweils an der
Berührungsstelle mit der Rolle 2 zusammengedrückt wird. Hierbei wird das im Schlauch
befindliche Kältemittel in dem vor der Rolle 2 liegenden Teil des Schlauches verdichtet
und in der Richtung der Pfeile 17 und 18 durch das Druckventil 4 in das Innere des
Kondensators gefördert, wo es in bekannter Weise verflüssigt wird. Das flüssige
Kälteinittel tritt durch die öffnung 14 in das Rohr 13 und wird durch dieses dem
Kühler 7
zugeführt. Das sich dort bildende Gas gelangt durch die hohle Welle
5 und das Rohr 6
in Richtung des Pfeiles:22, wieder in den Schlauch
i, welcher nach dein Durchgang -unter der kolle.2 seine ursprüngliche Form wieder
annimmt und dadurch die Saiigwirkung erzeugt.
-
Bei der Ausführungsform nach den Fig. i und 2 wirkt die Rolle 2 auch
als Treibscheibe. Man kann aber die Vorrichtung auch so ausbilden, daß der Kompressor,
Kondensator und Kühler feststehen und die Rolle um den Kondensator lieruinläuft
oder daß die Rolle 2, wie beschrieben, eine ortsfeste Welle hat, der Antrieb aber
durch ein besonderes Glied, z. B. eine Riemenscheibe, Zahnrad o. dgl., erfolgt.
-
Eine solche Ausführungsforin zeigen die Fi '-. 3 und 4. Hier
trägt die Hohh-velle 5 eine Riemenscheibe 27, welche durch einen Riemen
24 angetrieben wird und auf welche der Schlauch i ähnlich wie bei der ersten Ausführun-sform
auf den Kondensator aufgelegt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kondensator
als Rohrschlange 25 ausgebildet, deren Enden mit dem Schlauch i bzw. mit
dem Rohr 13 verbunden sind. Die Rolie 2 läuft ohne Antrieb mit. Im übrigen
ist die Vorrichtung ebellso wie jene nach den.Fig. i t' und 2- ausgebildet.
-
Es können statt eines Schlauches i auch deren mehrere parallel nebeneinander
an#eordnet werden bzw. kann man einen Schlauch vorsehen, in welchem mehrere zueinander
parallel liegende Hohlräume vorhanden sind. Man wird dann die Auslaßrohre 1.2 vorteilhaft
gleichmäßig am Ring verteilen.
-
In Fig. 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsforin
des-Pumpenschlauches dar-Z, ,--estellt. Sie ist dadurch eigentümlich, daß im Gullinlikörper
ein Kanal 28 von länglichern Querschnitt ausgebildet ist, wobei der äußere
Ümfang des GuminikÖrpers Kreisform be-.hält, so daß an den zwei einander gegenüber-.liegenden
Stellen 29 und 3o die Schlauchwand geringere Stärke hat als an den übrigen Stellen.
Der Schlauch wird in der Maschine so angeordnet, daß die Druckrolle:2 an der Außenfläche
jenes Teiles des Schlauches läuft, wo die Wandstärke am größten ist, daß also der
Preßdruch: in der Richtung 32 des kürzeren Durchmessers 31 des Kanalquerschnittes
wirkt. Dadurch, daß die Wandstärke an den Enden des zur Oberfläche der Druckrolle
parallel stehenden längeren Durchmessers 33
geschwächt ist, ist dort die Beanspruchung
erfahrungsgemäß günstiger, weil beim Zusammendrücken keine unzulässig hohen Spannungen
im Gunimischlauch an diesen Stellen auftreten und der Gummi dort nicht so rasch
brüchig wird wie bei Schläuchen mit am ganzen Umfang gleicher Wandstärke. Ferner
begünstigt die eigenartige Schlauchforni nach Fig. 5 das völlige Zusammenpressen
des Schlauches an der Auflagestelle der Druckrolle, d. h. ein völliges Vernichten
des inneren Hohlraunies an dieser Stelle, so daß ein Rückfließen des Kältemittels
von der Druckseite zur Saugseite unmöglich ist. Endlich wird durch die beschriebene
Schlailchform erreicht, daß infolge der Verstärkung der Schlauchwand an den Enden
des kleinen Durchmessers die ovale Innenforrn des Schlauchkanals auch unter Druck
erhalten bleibt.
-
Aus diesen Vorschlägen ergibt sich, daß der Erfindungszweck auch dann
schon teilweise erreicht wird, wenn der Innenquerschnitt des Schlaucbkanals sich
der Kreisform nähert. Auch dann wird die völlige Zusammendrückung des Innenquerschnittes
an den Stellen begünstigt, wo die Wandstärke geschwächt ist. Gleichwohl ist die
dargestellte Schlauchform nach den bisherigen Erfahrungeil die günstigste.
-
Um bei Undichtwerden des Schlauches das Ausströmen des Kälternittels
in die freie Luft zu verhindern, kann man den den Schlauch tragenden Teil in einem
nach außen hin gasdicht schließenden Gehäuse unterbringen. Dieses kann ein ortsfester
oder ein niii dem Kompressor bzw. Kondensator umlaufendes Gehäuse sein.