DE1209577B

DE1209577B - Encapsulated motor compressor for small refrigeration machines

Info

Publication number: DE1209577B
Application number: DED38559A
Authority: DE
Inventors: Poul Adam Bachmann
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1962-04-02
Filing date: 1962-04-02
Publication date: 1966-01-27
Also published as: GB1035666A; US3189256A

Description

Gekapselter Motorverdichter für Kleinkältemaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen gekapselten Motorverdichter für Kleinkältemaschinen mit horizontaler Welle und über die Querschnittsfläche des übrigen Motorverdichters hinausragendem Zylinderkopf. Zur Verringerung der Kapselgröße soll der Motorverdichter mit so geringem Bewegungsspielraum in der Kapsel sitzen, daß eine Erweiterung für den Zylinderkopf vorgesehen sein muß.Encapsulated motor compressor for small refrigeration machines The invention refers to an encapsulated motor compressor for small refrigeration machines with horizontal Shaft and protruding beyond the cross-sectional area of the rest of the motor compressor Cylinder head. To reduce the capsule size, the motor compressor is said to be so small Space to move in the capsule that an extension for the cylinder head must be provided.

Es ist bekannt, diese Erweiterungen nach oben, nach unten oder zur Seite hin vorzunehmen. In allen Fällen jedoch ist die Erweiterung wesentlich größer als es zum Umschließen des Zylinderkopfes erforderlich ist. Demzufolge kann sich der erstrebte Effekt der Kapselverkleinerung nur unzureichend auswirken.It is known to use these extensions upwards, downwards or towards the Side. In all cases, however, the expansion is much larger than is required to enclose the cylinder head. As a result, can the desired effect of reducing the capsule size is insufficient.

Wenn aber die Kapselabmessungen bis auf den unbedingt erforderlichen Bewegungsspielraum verkleinert werden, ergibt sich als zusätzliches Problem, daß der Spiegel der Ölfüllung, die für einen bestimmten Motorverdichter vorgegeben ist, in der Kapsel steigt. Das Öl kann bis in den Luftspalt des Elektromotors laufen und auch andere Beeinträchtigungen hervorrufen.But if the capsule dimensions are down to the absolutely necessary Movement margin are reduced, there is an additional problem that the level of the oil filling that is specified for a specific motor compressor, rises in the capsule. The oil can run into the air gap of the electric motor and also cause other impairments.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einerseits die Kapselabmessungen zu verkleinern, andererseits aber trotzdem eine ausreichende Ölmenge unterzubringen, ohne daß der Ölspiegel zu hoch steigt.The invention is therefore based on the object, on the one hand, of the capsule dimensions to reduce in size, but on the other hand to accommodate a sufficient amount of oil, without the oil level rising too high.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Erweiterung der Zylinderkopfform derart angepaßt ist, daß dieser mit ähnlich geringem Bewegungsspielraum in der Erweiterung sitzt wie der übrige Motorverdichter in der Kapsel und daß die Zylinderachse derart aus der Horizontalen nach unten geneigt ist, daß der Bewegungsspielraum in der Erweiterung wenigstens teilweise mit Öl gefüllt ist.This object is achieved according to the invention in that the extension the shape of the cylinder head is adapted in such a way that it has a similarly small range of motion in the extension sits like the rest of the motor compressor in the capsule and that the The cylinder axis is inclined downward from the horizontal in such a way that the freedom of movement is at least partially filled with oil in the extension.

Das eine Merkmal stellt sicher, daß die erstrebte Kapselverkleinerung nicht durch eine zu große Erweiterung für den Zylinderkopf beeinträchtigt wird. Das zweite Merkmal führt dann dazu, daß mit Hilfe des Bewegungsspielraums in der Erweiterung der Ölspiegel etwas abgesenkt wird. Naturgemäß ist der Rauminhalt des Bewegungsspielraums in der Erweiterung größer als der Rauminhalt des Bewegungsspielraums in einem gleich großen Umfangsflächenbereich des übrigen Motorverdichters.One feature ensures that the desired capsule size reduction is not affected by too large an extension for the cylinder head. The second feature then leads to the fact that with the help of the freedom of movement in the Extension of the oil level is lowered somewhat. Naturally, the volume of the The room for movement in the extension is greater than the volume of the room for movement in an equally large circumferential surface area of the rest of the motor compressor.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel geht die Kapselwand mit einer kontinuierlichen Wölbung in die Erweiterung über, und der dadurch gewonnene Raum ist wenigstens teilweise mit Öl gefüllt. In ähnlicher Weise kann man den Raum nützen, der dadurch entsteht, daß die Erweiterung in der Projektion des Zylinderkopfes ebenfalls gewölbt ist. Da die Erweiterung zu einem großen Teil vom Zylinderkopf selbst ausgefüllt wird, kann es in manchen Fällen Zweckmäßig sein, den für den Ölsumpf zur Verfügung stehenden Raum in der angegebenen Weise zu vergrößern, wobei zu berücksichtigen ist, daß dieser Raum gewonnen wird, ohne daß die von Kapsel und Erweiterung bestimmten Gesamtabmessungen überschritten werden müssen.According to a preferred embodiment, the capsule wall goes with it a continuous curvature into the enlargement, and the resulting Space is at least partially filled with oil. In a similar way you can see the room benefit that arises from the fact that the extension in the projection of the cylinder head is also arched. Because the extension is to a large extent from the cylinder head is filled in yourself, it can be useful in some cases for the oil sump to enlarge the available space in the specified manner, taking into account is that this space is gained without that determined by the capsule and enlargement Overall dimensions must be exceeded.

Besondere Vorteile bietet es, wenn die Zylinderachse gegenüber der Vertikalen um 45° bis 55' verschwenkt ist. Dies bedeutet zunächst, daß der Zylinderkopf zu einem großen Teil aus dem Öl herausgeschwenkt ist, also eine geringere Ölverdrängung erfolgt, was wiederum zu einer Absenkung des Ölspiegels beitragen kann. Außerdem hat diese Richtung der Zylinderachse den Vorteil, daß die Wölbung in der Projektion des Zylinderkopfes überhaupt nicht und die kontinuierlich an die Erweiterung anschließende Wölbung nur unwesentlich über die Höhen-und Breitenabmessungen der übrigen Kapsel hinausragen. Hinzu kommt noch, daß im Stillstand der Maschine Öl für die Notlaufschmierung sich im unteren Teil des Zylinders sammeln kann, während - im Gegensatz zu einem senkrecht nach unten ragenden Zylinder - Gasdruck aus dem Hubraum sich ohne Ölgegendruck längs der oberen Fläche des Zylinders entlasten kann. Der Winkel von 45° zur Vertikalen bringt die besten Ergebnisse hinsichtlich der Kapselabmessungen; der Winkel von 55" gibt die. günstigsten Resultate hinsichtlich des Ölniveaus.It offers particular advantages if the cylinder axis is pivoted by 45 ° to 55 'relative to the vertical. This means first of all that the cylinder head is largely swiveled out of the oil, that is to say that there is less oil displacement, which in turn can contribute to a lowering of the oil level. In addition, this direction of the cylinder axis has the advantage that the curvature in the projection of the cylinder head does not protrude at all and the curvature continuously adjoining the enlargement protrudes only insignificantly beyond the height and width dimensions of the rest of the capsule. In addition, when the machine is at a standstill, oil for emergency lubrication can collect in the lower part of the cylinder, while - in contrast to a cylinder protruding vertically downwards - gas pressure from the cubic capacity can be relieved without oil counter pressure along the upper surface of the cylinder. The angle of 45 ° to the vertical brings the best results with regard to the capsule dimensions; the 55 "angle gives the best results in terms of oil level.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann auch ein an den Zylinder angrenzender Teil des Saugschalldämpfers in den Ölsumpf eintauchen. Diese zusätzliche Ölverdrängung kann man im Hinblick auf die vorangegangenen Maßnahmen in Kauf nehmen. Der ölgekühlte Saugschalldämpfer hat den Vorzug, daß das Sauggas, welches zuvor im Kapselinnern die gesamte Maschine gekühlt hat, mit einer geringeren Temperatur als sonst in den Verdichter eintritt, so daß sich ein besserer Liefergrad ergibt. In diesem Zusammenhang ist es von großer Bedeutung, daß die Mündungen der Sauggas-Verbindungskanäle in die Schalldämpferkammern oberhalb des Ölspiegels liegen. Wegen dieser Maßnahme, die ebenfalls mit dem Absenken des Ölspiegels in Verbindung steht, kann man auf Abdichtungen zwischen den Saugschalldämpferkammern und ihren Abdekkungen verzichten, ohne Gefahr zu laufen, daß eingedrungenes Öl vom Verdichter angesaugt und unter lauten Geräuschen in den Kältekreislauf gepumpt wird.According to a further advantageous embodiment, an on Immerse the part of the suction silencer adjacent to the cylinder in the oil sump. These additional oil displacement can be achieved with regard to the previous measures accept. The oil-cooled suction silencer has the advantage that the suction gas, which previously cooled the entire machine inside the capsule, with a lower one Temperature than usual enters the compressor, so that a better degree of delivery results. In this context it is of great importance that the mouths of the Suction gas connection channels in the silencer chambers are above the oil level. Because of this measure, which is also associated with the lowering of the oil level stands, you can on seals between the suction silencer chambers and their Do without covers without running the risk of oil seeping in from the compressor sucked in and pumped into the refrigeration circuit with loud noises.

Bei einer dem Motorverdichter so eng angepaßten Kapsel sind die üblichen Schraubenfeder-Aufhängungen nur noch bedingt brauchbar. Günstiger ist es, den Motorverdichter an waagerechten Federstäben aufzuhängen. In diesem Zusammenhang sollte dann der Zylinder gegenüber der Horizontalen so weit geneigt sein, daß er unter einem Federstab hindurchragt, zwei einander gegenüberliegende Federstäbe also in der horizontalen Mittelebene des Motorverdichters angreifen können.With a capsule so closely fitted to the motor compressor, the usual ones are used Helical spring suspensions are only of limited use. It is cheaper to use the motor compressor hang up on horizontal spring bars. In this context, the The cylinder must be inclined so far from the horizontal that it is under a spring bar protrudes through, two opposing spring bars so in the horizontal Can attack the center plane of the motor compressor.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der schematisch in einem Schnitt durch die Kapsel die Stirnansicht eines Motorverdichters veranschaulicht ist.Further features of the invention emerge from the following Description of an embodiment in connection with the drawing in which schematically, in a section through the capsule, the front view of a motor compressor is illustrated.

Der Motorverdichter, angedeutet durch den Motortragkörper 1, hat im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Über diesen Querschnitt ragt lediglich der Zylinderkopf 12 hinaus, der in üblicher Weise aus Ventilplatte und Ventildeckel zusammengesetzt ist. Der Ausdruck »Zylinderkopf« soll aber auch Teile des Zylinders selbst umfassen, wenn diese über die Querschnittsfläche des übrigen Motorverdichters vorstehen. Der Zylinderkörper 3 ist mit dem Motortragkörper 1, dem Hauptlager des Motors, den beiden Saugschalldämpferkammern 4 und 5 sowie den beiden Druckschalldämpferkammern 6 und 7 aus einem Stück gegossen. In diesem Gußstück befinden sich auch die Verbindungskanäle 8, 9,10 und 11 zwischen je zwei Schalldämpferkammern bzw. zwischen einer Schalldämpferkammer und der Ventilkammer im Zylinderkopf 12. Das Ganze ist an der vorderen Stirnseite durch einen Deckel 2 abgeschlossen, der außerdem ein zweites Lager 13 für die Motorkurbelwelle 14 sowie die Zutrittsbohrungen 1.5 für die Saugschalldämpfer und 16 für die Druckschalldämpfer aufweist. Die Schrauben zur Befestigung dieses Dekkels sowie weitere für die Erfindung unwesentliche Einzelheiten sind der Übersichtlichkeit halber nicht eingetragen. Der gesamte Motorverdichter ist in der Kapsel an Federstäben 18 aufgehängt, die in entsprechenden Nuten 19 geführt sind.The motor compressor, indicated by the motor support body 1, has an essentially circular cross section. Only the cylinder head 12, which is composed of valve plate and valve cover in the usual manner, protrudes beyond this cross section. The term "cylinder head" is also intended to include parts of the cylinder itself if these protrude beyond the cross-sectional area of the rest of the motor compressor. The cylinder body 3 is cast in one piece with the engine support body 1, the main bearing of the engine, the two suction muffler chambers 4 and 5 and the two pressure muffler chambers 6 and 7. In this casting there are also the connecting channels 8, 9, 10 and 11 between two silencer chambers or between a silencer chamber and the valve chamber in the cylinder head 12. The whole thing is closed at the front end by a cover 2, which also has a second bearing 13 for the engine crankshaft 14 and the access bores 1.5 for the suction muffler and 16 for the pressure muffler. For the sake of clarity, the screws for fastening this cover and other details that are not essential to the invention are not entered. The entire motor compressor is suspended in the capsule on spring bars 18 which are guided in corresponding grooves 19.

Die Kapsel 17 umschließt den Motorverdichter so eng es nur geht, d. h. sie folgt der kreisförmigen Kontur des Motorverdichters über den größten Teil des Umfangs und der Länge. Lediglich im Bereich des Zylinderkopfes 12 ist eine Erweiterung 20 vorgesehen. Die Zylinderachse 21 ist derart nach unten geneigt, daß die Erweiterung 20 wenigstens teilweise mit Öl 22 gefüllt ist, damit der Spiegel 23 des Ölsumpfes möglichst niedrig zu liegen kommt.The capsule 17 encloses the motor compressor as tightly as possible, ie it follows the circular contour of the motor compressor over most of the circumference and length. An extension 20 is provided only in the area of the cylinder head 12. The cylinder axis 21 is inclined downward in such a way that the extension 20 is at least partially filled with oil 22 so that the level 23 of the oil sump comes to lie as low as possible.

In der Grundform der Erfindung schließt sich die Kapsel gemäß der strichpunktierten Linie 24 sehr eng auch an den Zylinderkopf 12 an. Bei abwärts gerichtetem Zylinder steht dann der Raum 25 rings um den Zylinderkopf zusätzlich für das Öl zur Verfügung, verglichen mit einer Konstruktion, bei der der Zylinder nach oben ragt.In the basic form of the invention, the capsule closes according to FIG The dash-dotted line 24 also closely follows the cylinder head 12. With downwards directed cylinder is then the space 25 around the cylinder head in addition for the oil available compared to a design in which the cylinder protrudes upwards.

Wesentlich günstigere Ergebnisse lassen sich aber erzielen, wenn die Kapselwand mit einer kontinuierlichen Wölbung 26 in die Erweiterung 20 übergeht. Hierbei gewinnt man den Raum 27 für das Öl, ohne daß sich hinsichtlich der Höhen- oder Breitenabmessungen der Kapsel eine wesentliche Beeinträchtigung ergäbe. Die Wölbung 26 braucht sich nicht nur in der veranschaulichten Querschnittsebene zu erstrecken, sondern kann auch den Übergang zur übrigen Kapselwand in Längsrichtung bilden, so daß ein erheblicher zusätzlicher Raum 27 gewonnen wird.Significantly more favorable results can be achieved, however, if the capsule wall merges into the enlargement 20 with a continuous curvature 26. In this way, the space 27 for the oil is gained without the height or width dimensions of the capsule being significantly impaired. The curvature 26 need not only extend in the illustrated cross-sectional plane, but can also form the transition to the rest of the capsule wall in the longitudinal direction, so that a considerable additional space 27 is obtained.

Ferner kann man die Erweiterung 20 in der Projektion des Zylinderkopfes 12 ebenfalls durch eine Wölbung 28 abschließen, wodurch wiederum zusätzlicher Raum 29 für das Öl gewonnen wird.You can also see the extension 20 in the projection of the cylinder head 12 also terminate with a vault 28, which in turn creates additional space 29 for which oil is extracted.

Wenn man nun die Zylinderachse 21 gegenüber der Vertikalen 30 um den Winkel a, der hier 55° beträgt, verschwenkt, erreicht man, daß auch die Wölbung 28 die Höhen- und Breitenabmessungen der Kapsel nicht beeinträchtigt. Außerdem ist der Zylinderkopf 12 nur noch zu einem Bruchteil seines Volumens in das Öl 22 eingetaucht, was ebenfalls den Spiegel 23 absenkt. Weiterhin kann sich Öl, das zur Zylinderschmierung zugeführt wurde, während der Stillstandsperiode an der Unterteile U des Zylinders 3 zur Notlaufschmierung sammeln. Umgekehrt kann sich der Druck im Hubraum längs der Oberseite O des Zylinders 3 ohne Ölgegendruck abbauen.If you now pivot the cylinder axis 21 with respect to the vertical 30 by the angle a, which is 55 ° here, you achieve that the curvature 28 does not affect the height and width dimensions of the capsule. In addition, the cylinder head 12 is only immersed in the oil 22 to a fraction of its volume, which also lowers the level 23. Furthermore, oil that was supplied for cylinder lubrication can collect on the lower parts U of the cylinder 3 for emergency lubrication during the standstill period. Conversely, the pressure in the displacement can decrease along the top O of the cylinder 3 without oil counter pressure.

Aus der Zeichnung ist deutlich zu erkennen, daß infolge der Schrägstellung auch die an den Zylinder anschließende Saugschalldämpferkammer 4 teilweise in den Ölsumpf 22 eintaucht. Da das Öl eine geringere Temperatur besitzt als das Sauggas, das zuvor zur Kühlung des gesamten Motorverdichters benutzt wurde, kann man dem Sauggas etwas Wärme entziehen, so daß der Liefergrad des Verdichters günstiger wird. Die Wärme wird vom Öl relativ rasch über die Kapselwand nach außen abgeführt. Infolge all der geschilderten Maßnahmen gelingt es, den Spiegel 23 des Ölsumpfes so niedrig zu halten, daß er unterhalb der Mündung der Kanäle 8 und 9 in die jeweiligen Saugschalldämpferkammern liegt. Es besteht also keine Gefahr, daß der Verdichter Öl ansaugt, auch wenn Öl in eine Saugschalldämpferkammer eingedrungen sein sollte. Man kann daher die Anforderungen an die Abdichtung der Saugschalldämpferkammer verringern und beispielsweise auf die Zwischenlage einer Dichtung zwischen Deckel 2 und dem die Saugschalldämpferkammern aufweisenden Bauelement 1 verzichten.It can be clearly seen from the drawing that, due to the inclination, the suction muffler chamber 4 adjoining the cylinder is also partially immersed in the oil sump 22. Since the oil has a lower temperature than the suction gas, which was previously used to cool the entire motor compressor, some heat can be extracted from the suction gas, so that the degree of delivery of the compressor is more favorable. The heat is dissipated from the oil relatively quickly to the outside via the capsule wall. As a result of all the measures described, it is possible to keep the level 23 of the oil sump so low that it is below the mouth of the channels 8 and 9 in the respective suction muffler chambers. There is therefore no risk of the compressor sucking in oil, even if oil should have penetrated into a suction muffler chamber. The requirements for sealing the suction muffler chamber can therefore be reduced and, for example, the interposition of a seal between the cover 2 and the component 1 having the suction muffler chambers can be dispensed with.

Das veranschaulichteAusführungsbeispiel kann der Fachmann in vielerlei Hinsicht abändern, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die Schalldämpferkammem mit dem Zylinder zu einem stirnseitig geschlossenen Bauteil vereinigt sein, während die offenen Schalldämpferkammern durch den Tragkörper abgeschlossen werden. Es kann sich auch um eine Maschine mit nur einem Lager für die Motorkurbelwelle handeln. Wesentlich ist die Lage der Erweiterung für den Zylinderkopf bei einer den Motorverdichter en-umschließenden Kapsel.The illustrated embodiment can be understood in many ways by those skilled in the art Modify aspects without departing from the spirit of the invention. For example the muffler chambers with the cylinder can be closed at the end Component be united, while the open silencer chambers through the support body be completed. It can also be a machine with only one bearing for act the engine crankshaft. The location of the extension is essential for the cylinder head in a capsule enclosing the engine compressor.

Claims

Claims: 1. Encapsulated motor compressor for small refrigeration machines with a horizontal shaft and across the cross-sectional area of the rest of the motor compressor protruding cylinder head, the engine compressor with such little room for maneuver sits in the capsule that an extension must be provided for the cylinder head, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the expansion of the cylinder head shape is adapted in such a way that this has a similarly small range of motion in the extension sits like the rest of the motor compressor in the capsule and that the cylinder axis in such a way is inclined downwards from the horizontal that the freedom of movement in the extension is at least partially filled with oil.

2. Motor compressor according to claim 1, characterized characterized in that the capsule wall with a continuous curvature in the extension passes over and the space thus gained is at least partially filled with oil.

3. Motor compressor according to claim 1 and 2, characterized in that the extension is also curved in the projection of the cylinder head and the resulting Space is at least partially filled with oil.

4. Motor compressor according to Claims 1 to 3, characterized in that the cylinder axis is pivoted by 45 to 55 "relative to the vertical.

5. Motor compressor according to claims 1 to 4, characterized in that a part of the suction muffler adjoining the cylinder immersed in the oil sump.

6. Motor compressor according to claim 5, characterized in that that the mouths of the suction gas connection channels in the silencer chambers above of the oil level.

7. Motor compressor according to claims 1 to 6, characterized in that that the motor compressor is suspended from horizontal spring bars and that the cylinder is inclined so far from the horizontal that it protrudes under a spring bar. Documents considered: French patent specifications No. 1262 806, 1267171; U.S. Patent No. 2,735,613.