CH244433A - Kälteanlage mit Kolbenverdichter. - Google Patents

Description

  Kälteanlage mit Kolbenverdichter.    Die Erfindung betrifft eine     Kompressions-          kälteanlage    mit Kolbenverdichter, bei welcher  der Saughub .des     Verdichterkolbens    durch den  Druck des     Kältemitteldampfes    und der       Druckhub    des     Verdichterkolbens    durch eine  selbsttätig eingeschaltete Hilfskraft erfolgt.  Es ist bekannt, als Hilfskraft einen Elektro  motor anzuordnen, der eine für den     Verdich-          terkolben    vorgesehene Hubvorrichtung be  wegt, die     vorteilhafterweise    einen endlosen  Umlaufteil aufweist.  



  Im Gegensatz hierzu arbeitet gemäss der  Erfindung mit dem     Verdichterkolben    ein  Treibkolben in der Weise     zusammen,        dass    er  den Saughub des     Verdichterkolbens    mitmacht  und dessen Druckhub bewirkt, wozu der  Treibkolben mittels Druckflüssigkeit     bewegt     wird, die selbsttätig     gesteuert    wird.  



  Dies ermöglicht eine in Bezug auf die Her  stellungs- und     Unterhaltskosten    besonders  billige Ausführung der Kälteanlage.  



  In der Zeichnung ist zum Teil im Schnitt  und zum Teil schematisch ein     Ausführungs=       Beispiel des Erfindungsgegenstandes darge  stellt.  



  Im     Zylinder    1 befindet sich der zum Ver  dichten des     Kältemittels    dienende Verdichter  kolben 2. An seinem obern Ende ist der Zy  linder durch Rohrleitungen 3 und 4 an das  obere Ende des     nicht    gezeichneten Verdamp  fers und des     Verflüssigers        angeschlossen.    Zu  geleitetes flüssiges     Kältemittel    wird im Ver  dampfer     unter    Wärmeaufnahme verdampft,  im     Verflüssiger    unter     Wärmeabgabe    verflüs  sigt;

   Verdampfer und     Verflüssiger    sind am       untern    Ende durch eine Rohrleitung mitein  ander verbunden, in die     ein,        schwimmer-    oder       temperaturgesteuertes    Drosselventil eingebaut  ist. Im     obern    Ende des Zylinders 1 sind ein  federbelastetes     Einlassventil    5 und ein     feder-          belastetes        Auslassventil    6 angeordnet.

   An das  untere Ende des     Verdichterzylinders    1 ist,  zu     diesem        koaxial    angebaut, ein Druckzylin  der 7     angeflanscht,    in welchem sich der Treib  kolben 8 befindet, der durch die Stange 9 im       Abstand    vom     Verdichterkolben    2 gehalten ist.  Der     Treibkolben    8 ist als Hohlzylinder aus-      gebildet, welcher bei seiner Abwärtsbewegung  sich über einen im Druckzylinder 7 vorge  sehenen Fülleinsatz 10 schiebt, welcher zu  gleich zur Begrenzung des     Abwärtshubes    des  Druckzylinders 7 und somit des Verdichter  kolbens 2 dient.  



  An das     untere    Ende des Druckzylinders  7 ist eine von einem nicht gezeichneten Vor  ratsbehälter für Betriebsflüssigkeit kom  mende Hauptleitung 11 angeschlossen, in die  eine     Zahnräderpumpe    12 oder irgendeine an  dere     Art    Förderpumpe eingeschaltet ist, die       mittels    eines zweckmässig elektrischen Motors       antreibbar    ist. Die Hauptleitung 11 ist durch  eine Zweigleitung 13, in die ein     Rückschla.g-          ventil    14 eingebaut ist, mit einem Hilfszylin  der 15 verbunden, in welchem sich ein Kol  ben 16 befindet.

   An diesem Kolben 16 ist  eine Druckfeder 17     wirksam,    deren Span  nung mittels Schraube 18 regulierbar ist, die  einen der Feder 17 als Anschlag dienenden  Teller 19 trägt. An den Druckzylinder 7 ist  mittels Ableitung 20 ein Nebenzylinder 21  angeschlossen, in dem sich ein aus einem  Doppelkolben 22, 23, bestehender Kolben be  findet, an welchem eine Druckfeder 24 wirk  sam ist; die Spannung dieser Feder 24 ist  mittels einer Schraube 25 einstellbar, die  einen der Feder 24 als Anschlag dienenden  Teller 26 hält. Zwischen .der Zweigleitung 13  und dem Nebenzylinder 21 ist eine Verbin  dungsleitung 27 vorgesehen.

   Von der Haupt  leitung 11 führt eine Zweigleitung 28 un  mittelbar zum Nebenzylinder 21, der durch  zwei in verschiedener Höhe an ihn ange  schlossene Rückleitungen 29 und 30 unmit  telbar mit dem     Vorratsbehälter    der Druck  flüssigkeit verbunden ist. Der Druckzylin  der 7 hat ebenfalls durch eine     Riickleitung    31       unmittelbare    Verbindung mit dem genannten       Vorratsbehälter.     



  Angenommen, der im Druckzylinder 7  vorgesehene Treibkolben 8 werde momentan  durch die     mittels    der Pumpe 12 über die       Hauptleitung    11 dem     Druckzylinder    7 zu  geführte     Druckflüssigkeit,    z. B. 01, aufwärts  bewegt; diese Bewegung wird durch die  Stange 9 auf den     Verdichterkolben    2 über-         tragen.    der das im.     Z'erdicht.erzylinder    1 be  findliche Gas über das Ventil 6 und die  Rohrleitung 4 in den     Verflüssiger    drückt.

    Beim gezeichneten Betriebszustand kann aus  der von der Hauptleitung 11 ausgehenden  Zweigleitung 28 keine Druckflüssigkeit in  den Nebenzylinder 21     übertreten,    weil die be  treffende     Offnung    32 am Nebenzylinder 21  durch den obern Kolben 23 des Doppelkolbens  22, 23 geschlossen ist.

   Dagegen strömt über  die ebenfalls von der Hauptleitung 11 aus  gehende Zweigleitung 13 (über deren     Rück-          schla.gventil    14)     Dilicldlüssigkeit    dem Hilfs  zylinder 15     zii,    so     da.ss    in diesem, unter Über  windung der durch die Druckfeder 17 ge  bildeten     Gegenkraft,    der Kolben 16 auf  wärts bewegt wird.

       Wenn    in der Folge der       aufwärts    gehende     Treibkolben    8 am Druck  hubende im     Diiielzzylinder    7 dessen Öffnung  33 zur Ableitung 20 öffnet, strömt Druck  flüssigkeit in den Nebenzylinder 21, wodurch  in diesem, unter Überwindung der durch die  Druckfeder 24 gebildeten Gegenkraft, der  Doppelkolben 22, 23     aufwärts    bewegt wird.  Später werden durch den aufwärts gehenden  Doppelkolben 22,     \?    3 im Nebenzylinder 21  dessen Öffnungen 32 und 34 gleichzeitig ge  öffnet.

   Dadurch wird einerseits die Ablei  tung 20 über den Innenraum des Neben  zylinders 21     dureli    dessen Öffnung 34 über  die Verbindungsleitung 27 an die Zweig  leitung<B>13</B> angeschlossen, also der Hilfszylin  der 15 an den Nebenzylinder 21 angeschaltet;  das in der Zweigleitung 13 vorgesehene Rück  schla,gventil 14 verhindert den     Rückfluss    der       Druckflüssighcit    über die Zweigleitung 13  zur Hauptleitung 11. Die im Hilfszylinder  15 am Kolben 16 wirksame Druckfeder 17  ist stärker, z. B. dreimal so stark, wie die  am Doppelkolben 22, 23 im Nebenzylinder 21  wirksame Druckfeder 24, so dass nun Druck  flüssigkeit aus dem Hilfszylinder 15, unter  Entspannen der Druckfeder 17 und Abwärts  bewegen des Kolbens 16, über die Verbin  dungsleitung 27 in den Nebenzylinder 21.

    strömt, was zur     weiteren    Aufwärtsbewegung  dessen Doppelkolbens<B>9--2,</B> 23 hilft, der in  folgedessen im Nebenzylinder 21 die Öffnung      35 für die Rückleitung 29 und die Öff  nung 32 für die Zweigleitung 28 schliesslich  vollständig öffnet, so dass die Druckflüssig  keit über 28, 29 abfliesst und den Kolben 8  nicht mehr weiter nach     oben    bewegt. Es ist  somit durch Umsteuerung des Laufes der  Druckflüssigkeit auf     Rückfluss    zum Vorrats  behälter     in        vorausbestimmter        oberer    Endlage  des     Verdichterkolbens    2 die Umschaltung  seiner Bewegungsrichtung vollzogen worden.

    In der Folge wird der     Verdichterkolben    2  unter der Druckwirkung des über die Rohr  leitung 3 in den     Verdiehterzylinder    1 ein  strömenden     gältemitteldampfes    abwärts be  wegt.  



  Der Treibkolben 8 macht diese Bewegung  mit, wobei er die am Druckzylinder 7 vor  handene Öffnung 33 abschliesst, wodurch über  die Ableitung 20 dem Nebenzylinder 21 keine  Druckflüssigkeit mehr zuströmt. Der Neben  zylinder ist also durch 8 während einer ge  wissen Hubstrecke vom Druckzylinder abge  schaltet. Der im Nebenzylinder 21 zuvor  durch die Druckflüssigkeit aufwärts bewegte  Doppelkolben 22, 23 verharrt zunächst in  seiner entsprechenden obern Lage, solange die  unter dem untern Kolben 22 im Nebenzylin  der 21 befindliche Druckflüssigkeit nicht  entweichen kann.

   Erst wenn der     Treibkolben     8 sich seiner untern Endlage nähert, gibt er  die Öffnung 33 des Druckzylinders 7 wieder  frei, indem eine am Treibkolben 8 vorhandene  Umfangsnut 36 in den Bereich     genannter'Öff-          nung    33 kommt. Infolgedessen strömt     dann     die Druckflüssigkeit unter dem untern Kol  ben 22 des Doppelkolbens 22, 23, unter Ent  spannen seiner Druckfeder 24 und entsprechen  dem     Abwärtsbewegen    dieses Doppelkolbens,  aus dem Nebenzylinder 21 durch die Ablei  tung 20 dem Druckzylinder 7 zu.

   Der hier  bei mittels der Umfangsnut 36 des     Treib-          zylinders    8 zwischen diesem und der Innen  seite des Druckzylinders 7 gebildete Ring  raum erstreckt sich auch über eine der Rück  leitung 31 zugeordnete 'Öffnung 37 am Druck  zylinder 7, so dass die     diesem    Ringraum über  die Ableitung 20 aus dem Nebenzylinder 21  zuströmende Druckflüssigkeit ihren Weg über    genannten Ringraum und die Öffnung 37 in  die     Rückleitung    31 nimmt, um dem Vorrats  behälter     zuzufliessen.    In der Felge werden  im Nebenzylinder 21 die 'Öffnungen 35 und  32 für die Rückleitung 29 und die Zweig  leitung 28 durch den obern Kolben 23 des  abwärts gehenden Doppelkolbens 22, 23 wie  der geschlossen,

   ebenso durch den untern Kol  ben 22 die Öffnung 34 der     Verbindungs-          leitung    27, worauf durch die Pumpe 12 neuer  dings Druckflüssigkeit in den Druckzylinder  7 und in den     Hilfszylinder    15 gepresst     wird.,     so dass im ersten (7) der Treibkolben 8 samt       Verdichterkolben    2 und im     zweiten    (15) der  Kolben 16 wieder aufwärts bewegt wird. Es  wiederholt sich das beschriebene Spiel nach  Erfordernis zwecks Aufrechterhaltung einer       vorausbestimmten    Temperatur.  



  Während des     beschriebenen    Arbeitsspiels  geht der Druck des     Kältemitteldampfes     natürlicherweise zurück, und die Temperatur  sinkt, so dass     schlussendlich    ein eingeschalteter  Regler einen     Stromunterbruch    zum Motor be  wirkt und     Betriebsstillstand    eintritt. Das Ar  beitsspiel wird von neuem dann eingeleitet,  wenn in einem mit der beschriebenen     Kom-          pressionskälteanlage    ausgerüsteten Kühl  schrank, z.

   B. durch     Öffnen    desselben, die  Temperatur beispielsweise auf     4'C    angestie  gen ist, worauf der erwähnte Temperatur  regler den elektrischen Motor     wieder    ein  schaltet, so dass das Arbeitsspiel von neuem       beginnt.     



  Die erklärte, in ihrer Bauart besonders  einfache Ausführungsform der Kälteanlage  ermöglicht es, mit besonders niedriger Hub  zahl     und    dementsprechend grossem Zylinder  inhalt zu arbeiten, so dass bei grosser Bemes  sung der     Verdampferfläche    während eines       Saughubes    des     Verdichterkolbens    der     Ver-          dampferdruck    z. B. nicht     mehr    als 0,5     at        ab,.          sinken    kann.  



       In    die vom Nebenzylinder 21 ausgehende  Rückleitung 29 kann eine Drosselvorrichtung       eingebaut    sein, um den     Rüekfluss    der Druck  flüssigkeit zum Vorratsbehälter und dem  entsprechend die Senk-     bezw.        Saugbewegung     des     Verdichterkolbens    2 regeln zu können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kompressionskälteanlage mit Kolbenver dichter, bei welcher der Saughub des Ver- dichterkolbens durch den Druck des Kälte ; mitteldampfes und der Druckhub des Ver- dichterkolbens durch eine selbsttätig einge schaltete Hilfskraft erfolgt, dadurch gekenn zeichnet, da.ss mit dem Verdichterkolben ein Treibkolben in der Weise zusammenarbeitet.

   dass er den Saughub des Verdichterkolbens mitmacht und dessen Druckhub bewirkt, wo zu der Treibkolben mittels Druckflüssigkeit bewegt wird, die selbsttätig gesteuert wird. U:\TTERA'2vSPRCCHE 1.

   Kälteanlage nach Patentanspruch. da durch gekennzeichnet., dass dem den Treib- kolben (8) enthaltenden Druckzylinder (7) ein Nebenzylinder (\21) und ein Hilfszylin der (15) mit je einem federbelasteten Kolben zugeordnet sind, wobei diese drei Zylinder (7, 21, 15) in der Weise in dem für die Druckflüssigkeit vorgesehenen Leitungsnetz angeordnet sind, dass beim Druckhub des Treibkolbens (8) und somit des Verdichter ;

   kolbens (2) der Kolben (16) im Hilfszylinder (15) unter Spannen seiner Feder (17) ver schoben wird, und am Druc-khubende des Ver- dichterkolbens (2) Druckflüssigkeit aus dem Druckzylinder (7) in den Nebenzylinder (21) i strömt und dessen Kolben (22, 23) unter Spannen seiner Feder (24) verschiebt, wo durch der Hilfszylinder (15) an den Neben zylinder (21) angeschaltet wird, und durch den Kolben (22, 23) des letzteren eine für die Druckflüssigkeit vorgesehene Rücklei tung (28, 29) geöffnet wird, womit die Um schaltung des Verdichterkolbens (2) auf Saug hub erfolgt,

   bei dessen Ausführung der Treib- kolben (8) den Nebenzylinder (21) vom 3 Druckzylinder (7) während einer gewissen Hubstrecke abschaltet und dann mit einer Rückleitung (31) verbindet, worauf der Kol ben (22, 23) des Nebenzylinders (21) durch seine Feder (24) bewegt wird und den Ne benzylinder (21) vom Hilfszylinder (15) ab- 9 schaltet und die Rückleitung (28, 29) wieder geschlossen wird, wodurch der Druckhub des Treibkolbens (8) erfolgt und dem Hilfszylin der (15) neuerdings Druckflüssigkeit zuge führt wird. \2.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben im Nebenzylinder (21) aus einem Doppelkolben (2?, 23) besteht, wovon ein Kolben (22) eine zwischen -dem Neben-, zylinder (21) und dem Hilfszylinder (15) vorhandene Verbindungsleitung (27) steuert. 3. Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und ?, dadurch gekenn zeichnet, da.ss der Hilfszylinder (15) durch eine Zweigleitung (13) an die Hauptleitung (11) der Druckflüssigkeit angeschlossen ist. in welche Zweigleitung (13) ein Rückschlag ventil (14) eingebaut ist. 4.

   Kälteanlage nach Patentanspruch und c Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet. dass der Treibkolben (8) eine Umfangsnut (36) besitzt, um im Druckzylinder (7) einen Ringraum zu bilden, über welchen jeweils die Verbindung des Nebenzylinders (21) mit s der Rückleitung (31) erfolgt. 5. Kälteanlage nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (7) an den Verdichter zylinder (1.) koaxial angebaut ist. 6. Kälteanlage nach Patentanspruch und L ntera_nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung der Federn (17, 24) im Hilfszylinder (15) und im Nebenzylinder (21) regulierbar ist.