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Bei den von Elektromotoren angetriebenen und insbesondere bei den völlig gekapselten Kom- pressionskältemaschinen bereitet es Schwierigkeiten, die im Motor und Kompressor entstehende Wärme, die wegen des schlechten Wirkungsgrades besonders bei Kleinkompressionskältemaschinen gross ist, so abzuführen, dass die Temperatur des Motors und des Kompressors'die zulässige Grenze nicht überschreitet. Dies ist besonders der Fall, wenn die Kompressionskältemaschine mit Luftkühlung arbeitet.
Zur Verbesserung der Wärmeabführung des Motors und des Kompressors hat man bereits das Motorgehäuse und den Zylinder des Kompressors mit Rippen versehen und den Wärmeübergang an die Luft durch Anblasen mittels eines Ventilators erhöht. Ferner hat man vorgeschlagen, die im Kompressor entstehende Wärme dadurch abzuführen, dass verflüssigtes Kältemittel an den Kompressor geführt wird, das die im Kompressor entstehende Wärme aufnimmt und an das Kühlwasser abgibt. Eine Kühlung des Antriebsmotors erfolgt hiedurch jedoch nicht.
Es ist ferner schon bekannt, den Antriebsmotor zusammen mit dem Kompressor in einem als Kondensator für das Kältemittel ausgebildeten Behälter anzuordnen, von dessen oberem Teil die Kondensationswärme durch Leitungen an Kühlwasser bzw. durch Rippen an die Luft der Umgebung abgeführt wird. Das Kältemittelkondensat wird vom unteren Teil dieses Behälters aus dem Verdampfer des Apparates zugeleitet. Da sich bei dieser Einrichtung der Motor und der Kompressor in dem von Kältemittelgasen erfüllten Raum befinden, ist die Abfuhr der in diesen Apparatteilen frei werdenden Wärme sehr mangelhaft.
Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die in einfacher Weise eine Kühlung des Kompressionsantriebsmotors mit Hilfe des Kältemittels der Maschine ermöglicht. Erfindunggemäss wird dem Kühlmantel des Motors aus einem zwischen den Kompressor und den Kühlmantel geschalteten Kondensator verflüssigtes Kältemittel zugeführt. Dieses Kältemittel wird durch die infolge der Wärmeaufnahme erfolgte Verdampfung zur Verflüssigung wieder in den Kondensator geleitet. Auf diese Weise ist es möglich, das aus Kompressor und Antriebsmotor bestehende Maschinenaggregat in seinen äusseren Abmessungen sehr zu verkleinern und seine für die Abführung der Wärme erforderlichen Kühlflächen an irgendeiner für die gesamte Kühleinrichtung besonders geeigneten Stelle anzuordnen.
Man kann die Erfindung so verwirklichen, dass parallel zum Hauptkondensator der Kältemaschine ein für die Verflüssigung des im Kondensatorkühlmantel verdampften Kältemittels bestimmter Hilfskondensator geschaltet ist. Dieser Hilfskondensator kann aber auch mit dem Hauptkondensator vereinigt werden, so dass das gesamte Kältemittel einem einzigen, an den Kühlmantel des Motors ange- schlossenen Kondensator zugeführt wird.
Ein Verlust an Kälteleistung bzw. ein Mehraufwand an Arbeit tritt bei einer solchen Kühlung durch das Kältemittel bei entsprechender Bemessung des Kondensators nicht auf.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Nach Fig. 1 ist der mit dem Kompressor 11 in einem gemeinsamen Gehäuse 12 zusammengebaute Elektromotor 1. 3 von einem Kühlmantel14 umgeben, der an einen parallel zum Hauptkondensator 18
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liegenden Hilfskondensator. M angeschlossen ist. An der Saugseite des Kompressors-H mündet die von dem Verdampfer kommende Rohrleitung 16. Die Druckseite steht mittels der Leitung 17 mit dem Hilft- kondensator 15 und dem Hauptkondensator 18 in Verbindung. An das Ende des Hauptkondensators 18 ist ein Flüssigkeitssammler 19 angeschlossen, mit dem der Kühlmantel 74 durch die Leitung 20 ver- bunden ist. Vom Flüssigkeitssammler 19 führt eine Leitung 21 in bekannter Weise zum Druckregelventil und von dort zum Verdampfer.
Entsprechend dem Verhältnis der Oberfläche des Hilfskondensators zum Hauptkondensator fliesst immer ein Teil des verdichteten Kältemittels in flüssiger Form in den Kühlmantel-M und benetzt das Gehäuse des Motors. Die den Hilfskondensator 15 mit dem Kühlmantel 14 verbindende Leitung ist hiebei so bemessen, dass das durch die Verlustwärme des Motors zum Verdampfen gebrachte Kälte- mittel zum Hilfskondensator 15 hochsteigen kann, ohne den Strom des flüssigen Kältemittels zu hindern.
Im Hilfskondensator 15 wird dieses durch die Verlustwärme des Motors verdampfte Kältemittel wieder kondensiert, während das nicht verdampfte Kältemittel durch die Leitung 20 dem Flüssigkeitssammler zufliesst und dann in den Kreislauf der Kältemaschine eintritt.
Die Anordnung eines Hilfskondensators für das Motorgehäuse erübrigt sich, wenn die Oberfläche des Hauptkondensators entsprechend der abzuführenden Verlustwärme des Motors vergrössert wird, wie dies z. B. Fig. 2 im teilweisen Längsschnitt und Fig. 3 im Querschnitt zeigen. Hier ist der Kühl- mantel des Motors 13 an den Kondensator 18 der Kältemaschine angeschlossen, so dass das ganze ver- flüssige Kältemittel das Motorgehäuse bespült. Der Kühlmantel-M dient hiebei zur Aufnahme des flüssigen Kältemittels, wobei sein unterer Teil zu einem Behälter 22 erweitert ist, an den sich die zum
Regelventil fÜhrende Leitung 21 anschliesst.
Bei dieser Ausführungsform wird der Motor durch das flüssige Kältemittel dauernd benetzt, so dass hiedurch eine dauernde Abführung der im Motor entstehenden
Verlustwärme erzielt wird.
Die Kühleinrichtung kann auch gemäss Fig. 4 in der Weise ausgebildet werden, dass der Motor nur von dem Kältemittel berieselt wird, das sich dann in dem entsprechend grösser ausgebildeten
Behälter 22 sammelt. Um eine gute Berieselung der Gehäuseoberfläehe des Motors zu erzielen, sind
Rippen 23 vorgesehen, die zweckmässig in axialer Richtung verlaufen und dem aus dem Kondensator 18 strömenden flüssigen Kältemittel eine solche Führung erteilen, dass es die Gehäuseoberfläche stark benetzt. An Stelle der Rippen 25 können auch andere bekannte Berieselungsvorrichtungen an dem
Motorgehäuse angebracht werden.
Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen sind der Schmiermittelumlauf und ein Teil des Kälte- mittelumlaufes der Einfachheit halber fortgelassen.
Soll ausser dem Motor auch der Kompressorzylinder gekühlt werden, so kann er hiefür mit einem
Kühlmantel versehen oder andere geeignete Vorkehrungen getroffen werden, die eine Berieselung oder
Benetzung des Kompressorzylinders durch das Kältemittel ermöglichen. Bei zu starker Erwärmung des Motors oder Kompressors kann die Temperatur des zur Kühlung verwendeten Kältemittels so hoch ansteigen, dass Gasblasen in den Verdampfer treten, wodurch die Kälteleistung herabgesetzt wird. Um dies mit Sicherheit zu verhindern, empfiehlt es sich, zwischen dem Kondensator und Verdampfer der Kältemaschine einen Sammelbehälter für das flüssige Kältemittel anzuordnen, der mit dem Kühlmantel des Kompressoraggregates in Verbindung steht.
Dieser Sammelbehälter wird zweckmässig als Zylinder mit lotrechter Achse ausgebildet, in den das bereits zur Kühlung des Motors verwendete Kältemittel eintritt, so dass etwa in dem Kältemittel enthaltene Blasen hochsteigen können und sich im oberen Teil des Behälters sammeln. Da der obere Teil des Behälters mit dem Verdampfer durch eine Rohrleitung verbunden ist, auf die sich die niedrige Verdampfertemperatur überträgt, so wird auch der obere Teil des Behälters sowie die ihn umgebende Luft einer Abkühlung unterworfen. Hiedurch wird eine Kon- densation der Dampfblasen bewirkt, zumal diese unter dem Kondensatordruck stehen. Auf diese Weise wird also, ohne dass noch weitere Hilfseinrichtungen erforderlich sind, ein Eintreten der Dampfblasen in den Verdampfer verhindert.
An dem oberen Teil dieses Sammelbehälters wird ferner die vom Kondensator kommende Leitung angeschlossen, so dass das gesamte verflüssigte Kältemittel erst in diesen Behälter gelangt, bevor es den
Kühlmantel des Kompressoraggregates durchströmen kann.
Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 5 im Längsschnitt beispielsweise dargestellt. Unterhalb des zur Aufnahme des Kühlgutes dienenden Kühlraums 111 ist das aus dem Elektromotor 11.) und dem Rotationskompressor 114 bestehende Verdichteraggregat angeordnet, das durch das
Gehäuse 115 nach aussen gasdicht abgeschlossen ist. Die Seitenwände dieses Gehäuses sind mit einem Doppelmantel 116 versehen, durch den das flüssige Kältemittel zwecks Kühlung des AggTegates fliesst.
Der Doppelmantel 776 steht durch ein an seinem unteren Ende angebrachtes Rohr 117 mit einem
Sammelbehälter 118 in Verbindung, der aus einem langen, aufrecht stehenden Rohr besteht. An dem oberen Teil dieses Behälters ist die zum Kondensator 120 führende Rohrleitung 119 angeschlossen, während ein zweites, zum Verdampfer 121 führendes Rohr 122 unterhalb des Spiegels des flüssigen Kälte- mittels in den Behälter 118 mündet. Das im Verdampfer 121 verdampfte Kältemittel wird durch die
Leitung 723 der Saugseite des Kompressors 774 zugeführt, während an dessen Druckseite ein Rohr 124
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angeschlossen ist, das etwa in halber Höhe des Aggregates waagrecht umgebogen und un) dieses herumgelegt ist.
Der waagrechte Teil Mo dieses Rohres ist mit einer Reihe von Öffnungen versehen, durch die das mitgerissene Öl hinaustritt und gegen einen ringförmigen Schirm 126 prallt, von dem es in die Ölfangrinne 127 tropft. Von hier fliesst das Öl durch das gebogene Rohr 128 dem gemeinsamen Lager von
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Innern des Kompressors zuführt.
Das aus den Öffnungen des Rohres 125 austretende, noch gasförmige Kältemittel fliesst über das Ventil 131 und die Leitung 132 zum Kondensator 120, den es im flüssigen Zustand durch das Rohr 119 wieder verlässt, so dass der Kreislauf des Kältemittels geschlossen ist. Das durch die Motor-und Kom- pressorwärme zum Verdampfen gebrachte, den Doppelmantel 116 anfüllende Kältemittel kann durch das Rohr 7. 3. 3 dem Kondensator zuströmen und hier wieder verflüssigt werden, ohne dass es im gasförmigen Zustande in den Verdampfer gelangen kann.
Da das im Kondensator 120 verflüssigte Kältemittel den Sammelbehälter 118 durchfliesst, bevor es in den Doppelmantel 116 des Aggregates eintritt, und da die zum Verdampfer führende Leitung 122 an den Behälter 118 angeschlossen ist, so wird hiedurch erreicht, dass dem Verdampfer nur flüssiges Kältemittel von niedriger Temperatur zufliessen kann. Das durch die Wärme des Aggregates erwärmte und zum Verdampfen gebrachte Kältemittel kann nicht in den Verdampfer gelangen, wodurch dessen Kälteleistung erheblich verringert werden würde. Die Verwendung des verflüssigten Kältemittels zum KÜhlen des Motors bzw. Kompressors ist also auf die Kälteleistung des Verdampfers ohne Einfluss.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch unter Kondensatordruck stehendes flussiges Kältemittel gekühlte elektromotorisch angetriebene Kompressionskältemaschine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kühlmantel (14 bzw. 116) des Motors (1 : 3 bzw. 113) aus einem zwischen den Kompressor (11 bzw. 114) und den Kühlmantel geschalteten Kondensator (15 bzw. 120) verflüssigtes Kältemittel zugeführt wird, und dass dieses Kältemittel durch die infolge der Wärmeaufnahme erfolgende Verdampfung zur Verflüssigung wieder in den Kondensator geleitet wird (Fig. 1 bzw. 5).