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Mit einer Flüssigkeitsringpumpe als Kompressor arbeitende Kompressionskältemaschine.
Aus dem Bestreben, in der Herstellung möglichst billige Kleinkältemaschinen zu schaffen, die zum Einbau in Haushaltskühlschränke bestimmt sind, ergibt sich für die Fabrikation von Kältemaschinen das Bedürfnis nach ganz einfachen, betriebssicheren Kompressoren, die möglichst wenig
Bearbeitung erfordern. Man hat schon die verschiedensten Wege gewählt, um einen betriebssicheren und in der Herstellung billigen Kompressor zu bauen. Der Umstand, dass bei den bekannten Kompressoren jedoch viele genaue Passungen und erhebliche Kosten bei der Bearbeitung entstehen, hat es bisher verhindert, einen Kühlschrank auf den Markt zu bringen, der hinsichtlich des Anschaffungpreises für weiteste Bevölkerungskreise geeignet ist.
Die Erfindung hat eine Kompressionskältemaschine zum Gegenstand, die durch ihre einfache, billige und dabei betriebssichere Ausführung allen bisher bekannten, für Kältemaschinen üblichen Kompressoren weit überlegen ist, was dadurch erreicht wird, dass zum Ansaugen des Kältemittels aus dem Verdampfer und zum Verdichten des Kältemittels eine an sich bekannte Flüssigkeitsringpumpe verwendet wird, die samt den sie antreibenden Elektromotor in eine drehbare, nach aussen abgeschlossene Kapsel eingebaut ist. Ein derartiger Flüssigkeitsringkompressor benötigt keine genauen Passungen, erfordert in der Fabrikation nur wenig Bearbeitung und bringt den grossen Vorteil mit sich, dass er ohne Anwendung von zusätzlichen Schaltmittel ein unbelastetes Anlaufen des ihn antreibenden Motors ermöglicht.
Aus diesem Grunde ist der Flüssigkeitsringkompressor insbesondere geeignet für einen direkten Zusammenbau mit einem zu dessen Antrieb bestimmten Elektromotor.
Die Erfindung besteht darin, dass der untere Teil der Kapsel als Sammelraum für die Arbeits- flüssigkeit dient, aus dem sie beim Anlassen in den Arbeitsraum des Kompressors gefördert wird.
Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt ein schematisches Bild für den Flüssigkeitsringkompressor gemäss der Erfindung, bei dem die das
Motorkompressoraggregat enthaltende Kapsel unter Verdampferdruck steht. Fig. 2 zeigt einen Quer- schnitt durch den Flüssigkeitsringkompressor. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die das Motorkompressoraggregat enthaltende Kapsel unter Kondensatordruck steht.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Flüssigkeitsringkompressor eine einzige Kammer besitzt. Fig. 5 zeigt den zugehörigen Schnitt durch den in Fig. 4 dargestellten Flüssigkeitsringkompressor und in Fig. 6 ist schematisch ein Haushaltskühlschrank dargestellt, der mit dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Kompressor ausgerüstet ist.
In Fig. 1 ist mit 1 das feststehende Gehäuse des Kompressors bezeichnet. Dieses Gehäuse enthält in seinem oberen Teil den den Kompressor antreibenden Elektromotor und in seinem unteren Teil den Kompressor. Der Stator 2 des Elektromotors ist in einem Träger 3 eingesetzt, welcher den Aufnahmeraum 4 des Kompressors von dem oberen, den Elektromotor enthaltenden Teil abtrennt.
Der Läufer 5 des Elektromotors sitzt auf einer Welle 6, die in dem Tragkörper 3 gelagert ist. Am unteren Ende der Welle 6 ist das als Zylinderstern ausgebildete Flügelrad des Flüssigkeitsringkompressors befestigt.
In Fig. 2 ist die Ausbildung dieses Zylindersternes dargestellt. Mit 8 ist der den Flüssigkeitsring im Betrieb aufnehmende Behälter b'ichnet ; dimer ist in dem Zapfen 9, der mit dem Boden 10 des Gehäuses 1 fest verbunden ist, drehbar gelagert. Der Behälter besitzt eine Nabe 11, in welcher
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Bohrungen 12 vorgesehen sind. Der Stern des Flügelrades besitzt acht Kammern 13, von denen Kanäle 14 nach oben führen. Diese Kanäle 14 arbeiten beim Betrieb des Kompressors mit der im unteren Teil des Halters 3 befindlichen Saugöffnung. M bzw. Drucköffnung 16 zusammen. Mit 17 ist ein in der Druckleitung des Kältemittels befindliches Rückschlagventil bezeichnet.
Beim Stillstand der Maschine ist das Gehäuse 1 bis zur Höhe h1 mit Öl gefüllt. Beim Anlassen des Elektromotors sind also die Kammern 13 des Flüssigkeitsringkompressors noch nicht durch den Flüssigkeitsring abgeschlossen, sie stehen vielmehr zunächst alle in offener Verbindung mit der Saugleitung 18 der Kältemaschine. Der Motor kann infolgedessen unbelastet anlaufen. Durch die Rotation des Motors wird die Flüssigkeit im Gehäuse 8 infolge der Fliehkraft nach aussen geschleudert und durch die Leitungen 12 wird dauernd neue Flüssigkeit nach oben gepumpt. Das setzt sich so lange fort, bis der Flüssigkeitsring die Kammer 13 völlig abschliesst. Danach ist der Motor voll belastet.
Das Kältemittel wird durch die Leitung 18 in den Raum 4 angesaugt, gelangt von dort durch die Leitungen 19 und 15 jeweils in diejenige Kammer 13 des Zylindersternes, die auf der rechten Seite in Fig. 1 dargestellt ht. Bei der Rotation um 1800 wird dieses angesaugte Kältemittel infolge des vom Flüssigkeitsring auf die Kammer 13 ausgeübten Druckes verdichtet. Sobald also diese Kammer nach ihrer Rotation um 180 auf die linke Seite der Anordnung gekommen ist,
wird das verdichtete Kältemittel durch die Leitung 14 über das Rückschlagventil 77 in die Druckleitung 20 gedrückt. Das Kältemittel gelangt von dort in den Kondensator 21 und tritt nach der Verflüssigung durch das Regelventil 22 in den Verdampfer 23 der Kältemaschine ein. Von dort wird es durch die Saugleitung 18 wieder in die Kammer 4 des Kompressors gesaugt.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem das Kompressorgehäuse unter Kondensatordruck steht. Soweit die einzelnen Teile dieser Ausführungsform mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Ausführungsform ist die vom Verdampfer herkommende Saugleitung 18 unmittelbar an die Saugöffnung 15 angeschlossen, die in den Halter 3 eingebaut ist. Das verdichtete Kältemittel wird durch die Drucköffnung 16 über das Rückschlagventil 17 in das Gehäuse 1 des Kompressors gefördert, so dass dieses Gehäuse unter Kondensatordruck steht.
An dieses Gehäuse ist die zum Kondensator 21 führende Leitung 20 angeschlossen.
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vermischten Kältemitteldämpfe sich beim Aufschlagen an die Gehäusewand von dem Öl trennen können. Das Öl fliesst an den Wänden des Gehäuses 1 nach unten ab, während die Dämpfe durch die Leitung 20 zum Verflüssiger gelangen. Als Kältemittel kann man bei der Kältemaschine gemäss der Erfindung Dichlormethan oder andere Gase mit niedrigem Verflüssigungsdruck verwenden. Gegebenenfalls
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Die Fig. 4-6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der Flüssigkeitsringkompressor eine einzige Kammer besitzt. Das Motorkompressoraggregat ist hier in eine Kapsel eingebaut, die aus einem topfförmigen Behälter 31 und einem Deckel 32 besteht.
An dem Deckel ist der Stator 33 des Elektromotors mit Hilfe seines Trägers 34 befestigt. Der Rotor 35 des Elektromotors sitzt auf einer Hohlwelle 36, die oben in einem fest mit dem Deckel 32 verbundenen Lager 37 und unten in einem Lager 38 läuft, das in der aus der Figur ersichtlichen Weise einen Teil des Trägers 34 bildet.
Der untere Teil 39 der Hohlwelle trägt den Rotorkörper 40 des Flüssigkeitsringkompressors. An diesem Rotorkörper sind mittels Nieten 47 in der aus der Figur ersichtlichen Weise zwei Platten 42, 43 befestigt.
Mit 45 ist der den Flüssigkeitsring im Betrieb aufnehmende Behälter bezeichnet. Dieser ist drehbar in einem Lager 46 gelagert. Das Lager 46 ist mit Hilfe des Halters 47 am Träger 34 des Stators befestigt. Das Lager 46 ist gleichzeitig als Ölpumpe ausgebildet. Der feststehende Teil 48 des Lagers ist als Hohlwelle ausgebildet. Das den unteren Teil der Kapsel 31 erfüllende Öl gelangt beim Bgtrieb der Vorrichtung durch die Eintrittskanäle 49, die Gewindegänge 50 der Ölpumpe und Kanäle 51 in den inneren Durchtrittskanal 52 des feststehenden Teiles der Pumpe und von dort in eine Leitung 53, die bei 54 durch
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trittsöffnungen 58 kommt das Schmieröl in den unteren Teil der Kapsel 31 zurück.
Beim Stillstand der Maschine ist die Kapsel 31 bis zur Höhe k mit Öl gefüllt. Beim Anlassen des Elektromotors wird durch die Rotation des Rotorkörpers 40 der Flüssigkeitsringbehälter 45 mitgenommen, so dass infolge der Rotation das Öl durch die unteren Eintrittsöffnungen 59 in den Behälter 45 eintreten kann. Im Betrieb stellt sich das Öl infolge der Fliehkraft so ein, dass es den schraffiert gezeichneten Teil des Flüssigkeitsbehälters 45 erfüllt. In der Kapsel 31 steht das Öl dann bis zum Stand h2. Die bei der Rotation des Behälters ausgeübte Pumpwirkung fördert stets neues Öl durch die Öffnungen 59 zum Flüssigkeitsring. Das überschüssige Öl wird durch die oberen Öffnungen 61 wieder in die Kapsel 31 zurückgeliefert.
Durch den mit dem Rotorkörper 40 verbundenen Steg 44 wird beim Betrieb die Saug-und Druckwirkung im Zusammenwirken mit dem Flüssigkeitsring im Behälter 45 erzeugt. Das Kältemittel wird durch die Leitung 62 vom Verdampfer her angesaugt, tritt durch das Innere der Hohlwelle 36 in einen den Rotorkörper durchsetzenden Kanal 63 und gelangt von dort in den durch den Flüssigkeitsring, die beiden Platten 42,43 und den Rotorkörper 40 gebildeten Saugraum, aus dem es über ein
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Druckventil64 in eine Druckleitung 65 gedrückt wird, die mit dem Innenraum der Kapsel in Verbindung steht. Das verdichtete Kältemittel wird dann weiter aus dem Innenraum der Kapsel durch eine an den Deckel 32 angeschlossene Leitung 66 zum Kondensator geführt.
Der Zusammenbau des in den Fig. 4 und 5 dargestellten Kompressors mit einem Haushaltskühlschrank ist in der Fig. 6 dargestellt. Das Motorkompressoraggregat 31, 32 ist durch Federn 67 gegen die obere Wand des Kühlschrankes abgestützt. Mit 68 ist der Verdampfer der Kältemaschine
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des Aggregats dient ein Ventilator 77, der durch einen Elektromotor 76 angetrieben wird. Dieser Ventilator fördert in der Pfeilrichtung einen Kühlluftstrom, der die Abwärme des Kondensators und des Ölkühlers 55 abführt. Die Kühlluft tritt durch die in der Rückwand des Kühlschrankes befindliche Öffnung 78 in das durch die Haube 79 gebildete Maschinenfach ein und durch die vorderen Austritts- öffnungen 80 aus.
Bei dem in den Fig. 4-6 dargestellten Ausführungsbeispiel erfüllt das in der Maschine befindliche Öl gleichzeitig verschiedene Aufgaben. Einmal dient es dazu, den für den Betrieb des Kompressors erforderlichen Flüssigkeitsring zu bilden, ferner wird es zur Schmierung aller rotierenden Teile und Lager benutzt und schliesslich wird der Umlauf des Öles noch dazu verwendet, die oben in der Kapsel 31, 32 entstehende Wärme des Kompressors und Elektromotors in einfacher Weise nach aussen abzuführen. Ähnlich wie in Fig. 6 dargestellt, wird auch die in Fig. 1 und 3 gezeigte Kältemaschine vorzugsweise so ausgebildet, dass sie in einen Haushaltskühlschrank eingebaut werden kann.
Da bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Kompressor die Abwärme des Kompressors und Motors indirekt durch das Öl nach aussen abgeführt wird, kann man unter Umständen auch den in Fig. 6 ge-
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mit einer Flüssigkeitsringpumpe als Kompressor arbeitende Kompressionskältemaschine, bei der in einer nicht drehbaren, vorzugsweise druckdicht nach aussen abgeschlossenen Kapsel die Flü3sigkeitsringpumpe und ein zu ihrem Antrieb dienender Elektromotor eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil der Kapsel als Sammelraum für die Arbeitsflüssigkeit dient, aus dem sie beim Anlassen in den Arbeitsraum des Kompressors gefördert wird.