Kompressor, insbesondere für Kältemaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf Kompres soren, insbesondere für Kältemaschinen. Bei doppeltwirkenden Kolbenkompressoren, deren Kolben durch eine Kolbenstange angetrieben werden, muss diese Kolbenstange oder die sie antreibende Welle nach aussen abgedichtet werden, ebenso bei einfach wirkenden Kom pressoren der Kolben, damit die Dämpfe des Kältemittels nicht nach aussen heraustreten, beziehungsweise bei einem Arbeiten mit Un terdruck keine Luft in das Kältemittel ein treten kann.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine hin- und hergehende Bewegung der Kom- pressorkolben zu erreichen, ohne dass die Kolben oder Kolbenantriebe nach aussen ab gedichtet werden müssen. Als Antriebskraft für die Hin- und Herbewegung der Kolben wird die Zentrifugalkraft in Verbindung mit einer zusätzlichen von aussen zuzuführenden Kraft verwendet. Zur Ausübung dieser zu sätzlichen Kraft zu dem beschriebenen Zweck stehen verschiedene Mittel zur Verfügung, von denen in der Zeichnung beispielsweise einige schematisch veranschaulicht sind.
Abb. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zylinder 1 mit den Kolben 2 um eine Welle 3 drehbar angeordnet sind. Die Kolben 2 können sich in den Zylindern 1 unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, be ziehungsweise unter der Wirkung eines Ge gengewichtes 4 hin- und herbewegen. Bei einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit stellt die Zentrifugalkraft des Kolbens, die noch durch die Zentrifugalkraft der Gewichte 4 unterstützt werden kann, den gewünsch ten Druck her. Die Rückführung erfolgt durch Verringerung der Drehzahl durch die G re- wichte 4. Diese als zusätzliche Kraft wir kenden Gegengewichte erzwingen die Rück führung der Kolben und leisten damit die Ansaugearbeit.
Abb. 2 zeigt die gleiche Wirkungsweise, wobei die Rückführung durch die Feder 5 erfolgt. Bei Unterschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit wird der Kolben unter dem überwiegenden Einfluss der als zusätzliche Kraft wirkenden Feder 5 wieder nach aussen gedrückt. Durch Änderung der Umdrehungs geschwindigkeit und Verkleinerung der Zen trifugalkraft kann man also mit Hilfe der Federn 5 die Rückführung von Zylinder und Kolben gegeneinander herbeiführen.
Die beschriebene, in den Abbildungen 1 und 2 dargestellte Anordnung ist von einem gemeinsamen Gehäuse 6 umgeben. Zu den Zylindern 1 wird eine (nicht gezeichnete) Saug- und Druckleitung hingeführt, die in an sich bekannter Weise mit dem Verdampfer, beziehungsweise Kondensator, die auch mit rotieren können, in Verbindung stehen.
Abb. 3 zeigt ein weiteres Ausfübrungs- beispiel. In dieser Abbildung bedeutet 7 den Kompressorzylinder mit dem Kolben B. Der Kompressorzylinder 7 ist um eine senkrecht durch Zapfen 9 verlaufende Achse 3 drehbar. Ausserdem ist er um den Zapfen 9 schwing bar gelagert. Wenn der um die senkrechte Achse 3 rotierende Zylinderaus seiner Mittel lage nach rechts um den Zapfen 9 ausge schwungen wird, so wird der Kolben 8 durch Anschlagen des Zylinderbodens nach rechts bis über die Mittellinie der Rotationsachse 3 hinaus mitbewegt, von wo er unter Einfluss der Zentrifugalkraft nach rechts weiter fliegt.
Schwingt man jetzt den Zylinder 7 unter Beibehaltung der Drehung um die Achse 3 nach links, so wird der Kolben durch An schlagen des andern Zylinderbodens nach links bis über die Mittellinie der Rotations achse 3 hinaus zurückbewegt, von wo er unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft nach links fliegt. Die zusätzliche Kraft wird durch die zweite schwingende Bewegung aufge bracht, welche den Schwerpunkt des Kom- pressorkolbens derart verlagert, dass derselbe wieder unter Einfluss der Zentrifugalkraft gelangt. Die Wirkung ist also im Prinzip dieselbe wie bei den Ausführungen nach Tig. 1 und 2.
Durch Abwechseln des Aus schwingens des Zylinders nach links und rechts erreicht man also eine hin- und her gehende Bewegung des Kolbens 8, der dann in an sich bekannter Weise jeweils eine Kompressions- und Ausaugearbeit leistet. Die hin- und herschwingende Bewegung des Zylinders 7 um den Zapfen 9 kann man durch einen Exzenter 10 erreichen, der sich mit einer gewissen Relativgeschwindigkeit zu der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 7 bewegt, und der zum Beispiel durch einen an den Zylinder 7 angreifenden Zapfen 11 die schwingende Bewegung hervorruft.
Auch bei diesem System können, wie zum Beispiel bei der Kältemaschine, System Audiffren- Singrün, Kondensator und Verdampfer voll ständig gekapselt miteinander verbunden werden, so dass keine Stopfbüchsen nötig sind. Anstatt den Zylinder 7 eine @chwin- gende Bewegung um den Zapfen 9 ausführen zu lassen, kann man den Zylinder auch uin den Zapfen 9 drehen lassen.
Die auf den Kolben 8 hin- und hergehend wirkende Kom ponente der Zentrifugalkraft kehrt dann bei jedem Durchgang durch die im Zapfen 9 auf der Drehachse senkrecht stehende Ebene ihre Richtung um, so dass der Kolben 8 in der Zeit einer vollen Umdrehung um den Zapfen 9 zwei volle Hin- und Hergänge gemacht hat. Bei dieser Anordnung war vorausgesetzt, dass der Zapfen 9 senkrecht auf der Haupt rotationsachse 3 steht. Wenn man den Zapfen 9 in Richtung der Rotationsachse 3 legt, wirkt die auf den Kolben 8 ausgeübte Zentrifugalkraft stets nur gegen die Zylinder wandungen und erzeugt keine hin- und her gehende Bewegung.
Wenn man dem Zapfen 9 eine Neigung gegen die Rotationsachse gibt, erhält der Kolben 8 eine mit dem zwischen der Rotationsachse 3 und dem Zapfen 9 ein geschlossenen Winkel wachsendeKomponente, die in Richtung der Zylinderachse wirkt und die bei senkrechter Stellung des Zapfens 9 gegenüber der Drehachse 3 ein Maximum ist.
Anstatt des einen Zylinders 7 mit zuge hörigem Kolben 8 kann man deren mehrere am besten gleichmässig verteilt um den Zapfen 9 anordnen, die dann zu verschiedenen Zeiten ansangen und komprimieren. Auf diese Weise kann man die auf die Zylinder 7 wirkenden Zentrifugalkräfte in ihrem Einfluss, den sie auf die Kraft ausüben, die zur Drehung um die Welle 9 erforderlich ist, vermindern oder .diesen Einfluss ganz aufheben.
Abb. 4 zeigt beispielsweise eine solche Ausführung, bei der die Zylinder und Kolben der Achse 9 parallel sind und die Wirkung des Exzenters durch einen Kegelradantrieb 12, 13 ersetzt ist.
Compressors, in particular for refrigerating machines. The invention relates to compressors, especially for refrigeration machines. In the case of double-acting piston compressors whose pistons are driven by a piston rod, this piston rod or the shaft that drives it must be sealed from the outside, as well as the piston in single-acting compressors so that the vapors of the refrigerant do not escape to the outside, or when working with Un pressure, no air can enter the refrigerant.
The present invention aims to achieve a reciprocating movement of the compressor pistons without the pistons or piston drives having to be sealed off from the outside. The centrifugal force in connection with an additional force to be supplied from outside is used as the driving force for the reciprocating movement of the pistons. Various means are available for exercising this additional force for the purpose described, some of which are illustrated schematically in the drawing, for example.
Fig. 1 shows an embodiment in which the cylinders 1 with the pistons 2 are rotatably arranged around a shaft 3. The pistons 2 can move back and forth in the cylinders 1 under the influence of centrifugal force, or under the action of a counterweight 4. At a certain speed of rotation, the centrifugal force of the piston, which can still be supported by the centrifugal force of the weights 4, produces the desired pressure. The return occurs by reducing the speed using the weights 4. These counterweights, which act as an additional force, force the pistons to return and thus do the suction work.
Fig. 2 shows the same mode of operation, the return being effected by the spring 5. If the speed falls below a certain level, the piston is pressed outwards again under the predominant influence of the spring 5 acting as an additional force. By changing the speed of rotation and reducing the Zen trifugal force, you can bring about the return of the cylinder and piston against each other with the help of springs 5.
The arrangement described and shown in FIGS. 1 and 2 is surrounded by a common housing 6. A suction and pressure line (not shown) is led to the cylinders 1 and is connected in a manner known per se with the evaporator or condenser, which can also rotate.
Fig. 3 shows a further exemplary embodiment. In this figure, 7 denotes the compressor cylinder with the piston B. The compressor cylinder 7 can be rotated about an axis 3 running perpendicularly through pin 9. He is also mounted to the pin 9 swing bar. When the cylinder rotating around the vertical axis 3 is swung out of its center position to the right around the pin 9, the piston 8 is moved to the right by hitting the cylinder base to the center line of the axis of rotation 3, from where it is under the influence of centrifugal force flies to the right.
If you now swing the cylinder 7 to the left while maintaining the rotation about the axis 3, the piston is moved back by striking the other cylinder bottom to the left to beyond the center line of the axis of rotation 3, from where it moves to the left under the influence of centrifugal force flies. The additional force is applied by the second oscillating movement, which shifts the center of gravity of the compressor piston in such a way that it comes back under the influence of centrifugal force. In principle, the effect is the same as that of the Tig versions. 1 and 2.
By alternating the swinging off of the cylinder to the left and right, a reciprocating movement of the piston 8 is achieved, which then performs a compression and expansion work in a manner known per se. The reciprocating movement of the cylinder 7 around the pin 9 can be achieved by an eccentric 10 which moves at a certain speed relative to the rotational speed of the cylinder 7, and which, for example, by a pin 11 engaging the cylinder 7, the oscillating Causes movement.
With this system, too, like the refrigeration machine, the Audiffren-Singrün system, the condenser and evaporator can be connected to one another in a fully encapsulated manner, so that no stuffing boxes are required. Instead of having the cylinder 7 perform an oscillating movement around the pin 9, the cylinder can also be rotated into the pin 9.
The back and forth acting on the piston 8 component of the centrifugal force then reverses its direction with each pass through the plane perpendicular to the axis of rotation in the pin 9, so that the piston 8 has two full turns around the pin 9 went full back and forth. In this arrangement, it was assumed that the pin 9 is perpendicular to the main axis of rotation 3. When the pin 9 is placed in the direction of the axis of rotation 3, the centrifugal force exerted on the piston 8 always only acts against the cylinder walls and does not generate any reciprocating movement.
If the pin 9 is given an inclination with respect to the axis of rotation, the piston 8 receives a component which grows with the angle between the axis of rotation 3 and the pin 9 and which acts in the direction of the cylinder axis and that when the pin 9 is perpendicular to the axis of rotation 3 is a maximum.
Instead of the one cylinder 7 with associated piston 8, one can arrange several of them, best evenly distributed around the pin 9, which then begin and compress at different times. In this way, the influence of the centrifugal forces acting on the cylinders 7, which they exert on the force required for rotation about the shaft 9, can be reduced or this influence can be eliminated entirely.
Fig. 4 shows, for example, such an embodiment in which the cylinders and pistons of the axis 9 are parallel and the effect of the eccentric is replaced by a bevel gear drive 12, 13.