DE1426933B - Motor-Kompressor für Kühlaggregate mit einem auf Überstrom und/oder Übertemperatur ansprechenden Schutzschalter - Google Patents

Description

Die moderne Kühltechnik setzt in steigendem Maße die Verwendung von hermetisch abgeschlos-

senen Motor-Kompressoren mit einem Arbeitsvermö- 10 Motoren eingesetzt werden, ohne daß ein hoher Ausgen voraus, das einen Betrieb des Kühlsystems auch gangsdruckaufbau bei auftretenden äußeren Fehlern bei Höchstbelastung und innerhalb eines großen
Spannungsbereiches erlaubt, ohne daß dadurch die

Gefahr besteht, daß ein elektrischer Schutzschalter

im Kühlsystem möglich ist. Die Strömung des erhitzten Gases kann dabei auf die Gehäusewandung in unmittelbarer Nähe des Anbringungsortes eines auf der

unnötig ausgelöst wird, und damit den Motor zum 15 Außenseite des Gehäuses angeordneten Schutzschal-Stillstand bringt. Die Verwendung derartiger Moto- ters oder aber auf einen innen angeordneten Schalter

einwirken, wie er als unmittelbar auf die Temperatur der Motorwicklungen ansprechender Schalter be-

g p

kannt ist. Der Schalter kann zusätzlich für eine Über-

ren kann jedoch bei Kälteanlagen, insbesondere bei
bestimmten Arten von Klimaanlagen, zum Auftreten
außerordentlich hoher Ausgangsdrücke führen, sobald die Kondensatoreinrichtung aus irgendeinem 20 strombegrenzung ausgelegt sein, es kann aber auch Grunde ausfällt, beispielsweise durch ein elektrisch ein wärmeabhängiger Schalter, beispielsweise direkt oder mechanisch bedingtes Aussetzen des Gebläses, am Stator, zur Überstrombegrenzung vorgesehen sein, durch Blockierung des Kondensators oder durch Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Motor-Verstopfung des Lufteinlasses oder der Luftrückfüh- Kompressor mit einem Ventil ausgerüstet, welches rung. Ein Auftreten derartig hoher Druckwerte muß 25 erst bei einem Druckdifferenzwert zwischen der jedoch im Hinblick auf die von der Industrie gesetz- Einlaßseite und der Auslaßkammer wieder schließt, ten Sicherheitsanforderungen unbedingt vermieden der unterhalb des Druckdifferenzwertes beim öffnen werden. des Ventils liegt, wodurch ein Prellen des Ventils

Neben der kostspieligen Verwendung zusätzlicher vermieden wird. Andererseits kann bei manchem

Druckschalter oder bewußter schwacher Ausführung 30 Kompressoren, insbesondere bei kleineren Ausfüh-

der Kompressormotoren, die bei höheren Belastungen rungen, die Anordnung derart getroffen werden, daß

stehenbleiben und somit durch den auftretenden sich das Ventil mehrere Male öffnet und schließt,

hohen Strom den Schutzschalter auslösen, wurden bevor der Schutzschalter auf die Auslösetemperatur

auch bereits Motor-Kompressoren bekannt, bei denen erhitzt ist. Dabei baut sich die wirksame Druck-

zwischen der Auslaß- und der Einlaßseite des Korn- 35 differenz zwischen der Ansaugkammer und der Aus-

pressors ein druckabhängiges Ventil angeordnet ist, laßkammer während dieser Zeit allmählich auf. Zu

so daß das komprimierte Gas aus der Auslaßkammer dem Zeitpunkt, zu dem der Kompressor durch den

zur Kompressionskammer des Kompressors strömt Schutzschalter abgeschaltet wird, ist jedoch der

und dort weiter verdichtet wird. Durch den übermäßi- wirksame Druck in der Auslaßkammer noch unter-

gen Druckanstieg wird der Motor überlastet. Der da- 40 halb des maximal zulässigen Ausgangsdruckes. Bei

durch hervorgerufene Überstrom erzeugt entspre- größeren Kompressoren kann das Ventil kontinu-

chende Wärme, auf die der Schutzschalter anspricht ierlich so lange geöffnet bleiben, bis der Motor

und den Motor ausschaltet. Die Abschaltung des ausgeschaltet ist. Wird nun die Ursache für das

Motors erfolgt demnach auf Grund dessen Über- -Zunehmen des Ausgangsdruckes, beispielsweise eine

belastung. Der Wert dieser Überbelastung darf nicht 45 Blockierung des Gebläses, behoben, bevor der Schutz-

zu hoch angesetzt werden, da sonst unzulässig hohe schalter ausgelöst wird, so arbeitet die Anlage

Drücke erforderlich wären. Um ein zuverlässiges Ab- selbstverständlich normal weiter. Nach Auslösen des

schalten vor Erreichen der zulässigen Druckgrenze Schutzschalters dagegen bleibt die Anlage so lange

zu gewährleisten, müssen auch hier die Motoren ent- außer Betrieb, bis sich der Schutzschalter hinreichend

sprechend schwach ausgelegt werden, so daß die ein- 50 weit abgekühlt hat und sich in der üblichen Weise

gangs geschilderten Anforderungen an moderne wieder schließt. Ist zu diesem Zeitpunkt die Ursache

Kühlaggregate nicht erfüllt werden können. für das Auftreten des hohen Ausgangsdruckes noch

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter nicht behoben, so wiederholt sich der Vorgang,

Vermeidung der vorbeschriebenen Mängel bekann- so daß das Anwachsen des Ausgangsdruckes über

ter Ausführungen eine neuartige Steuerungsanlage für 55 einen zulässigen Höchstwert in jedem Falle verhin-

Kühlkompressoren zu schaffen, mit deren Hilfe das Auftreten übermäßig hoher Druckwerte verhindert wird, die mit nur geringem Kostenaufwand erstellbar ist und außerdem eine hohe Betriebszuverlässigkeit gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine an der Einlaßseite des Kompressors angeschlossene Ansaugkammer in wärmeleitender Verbindung mit dem Schutzschalter steht, wobei der Schutzschalter derart angeordnet ist, daß er der Wärme des durch das Ventil strömenden Gases ausgesetzt ist. Der in den Stromkreis zum Motor eingeschaltete Schutzschalter unterbricht diesen Strom-

dert ist.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Motor-Kompressors nach der Linie 1-1 der Fig. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Motor-Kompressor der Fig. 1, unter Weglassung des oberen Gehäuseteiles,

F i g. 3 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 1, wobei einige Teile weggelassen oder im Schnitt gezeigt sind,

3 4

F i g. 4 eine Teilseitenansicht in Richtung des sehen, an der wiederum eine Auslaßleitung 52 ange-Pfeiles 4 der F i g. 2, wobei einige Teile im Schnitt schlossen ist, die durch die Ansaugkammer 36 nach gezeigt bzw. weggelassen sind, unten geführt ist und die Verbindung zur Hoch-

F i g. 5 einen in vergrößerter Darstellung gezeigten druckseite des Kühlsystems herstellt. Schnitt durch das Ventil des Ausführungsbeispieles, 5 Entsprechend der Darstellung der Zeichnungen

F i g. 6 ein Schaltbild des Motorstromkreises für ist das Gehäuse 12 mit einem außerhalb angebrachdas Ausführungsbeispiel, ten elektrischen Schutzschalter 53 versehen. Es

F i g. 7 eine Schemaansicht einer Anordnung zur handelt sich hierbei um einen bekannten Bimetallpraktischen Erprobung eines erfindungsgemäßen schutzschalter, der am Abschnitt 54 des oberen GeMotor-Kompressors, ίο häuseteiles 14 unmittelbar oberhalb des oberen Endes

Die Zeichnungen zeigen einen hermetisch abge- des Druckschalldämpfers 46 angebracht ist. Da der dichteten Motor-Kompressor 11 mit einer Ummante- Schutzschalter 53 in bekannter Weise aufgebaut ist, lung 12, deren im Schnitt elliptische Ausbildung ins- braucht er hier weiter nicht im einzelnen beschrieben besondere in F i g. 2 veranschaulicht ist. Die Achse zu werden. Es ist jedoch zu bemerken, daß, wie aus der Ummantelung liegt normalerweise senkrecht. Die 15 F i g. 6 hervorgeht, der Schutzschalter 53 mit dem Ummantelung 12 besteht aus einem unteren Mantel- Zuführungsstromkreis 55 für den Rotor 24 und den teil 13 und einem oberen Mantelteil 14, die bei 15 Stator 29 des Motors 16 in Reihe geschaltet ist und miteinander verschweißt sind. In der Ummantelung auf das längere Auftreten eines Überstromes im 12 befinden sich ein Elektromotor 16 und ein Korn- Stromkreis 55 hin derart anspricht, daß er den pressor 17. Der Kompressor 17 befindet sich in 20 Stromkreis öffnet und damit die Stromzufuhr zum axialer Ausrichtung mit dem Motor 16 unterhalb Motor 16 unterbricht. Zugleich wird dadurch, daß des Motors und weist einen Gußzylinder 18 auf, in der Schutzschalter 53 am Gehäuse 12 angebracht ist, dem sich der Kompressorkolben 19 befindet. An auch gewährleistet, daß der Schutzschalter auch dann dem Gußzylinder 18 ist außerdem eine Kurbelwelle 21 ausgelöst wird, sobald eine vorbestimmte Gehäusegelagert, die mit dem Kolben 19 über eine Schub- 25 temperatur überschritten wird, so daß auch in diesem stange 22 verbunden ist. Die Kurbelwelle 21 ist mit Falle der Motorstromkreis unterbrochen wird. Mit der Rotorwelle 23 verbunden, welche durch den anderen Worten, der Schutzschalter spricht sowohl Rotor 24 des Motors 26 nach oben ragt. auf die Einwirkungen des Motorstroms als auch

Der Motor 16 und der Kompressor 17 sind von auf das Auftreten einer bestimmten Gehäusetempeeiner schraubenförmigen Druckfeder 25 gehalten, 3° ratur hin an.

die ihrerseits zwischen einem oben an der Um- An Stelle des außen angebrachten Schutzschalters

mantelung 14 befestigten glockenförmigen Teil 26 53 kann die Einrichtung 11 auch mit einem Einbau- und einer kreisförmigen Halterung 27 angeordnet ist, schutzschalter 53' versehen sein, der dann so anzuwelche unter Zuhilfenahme der Bolzen 28 am Stator bringen ist, daß er unter dem unmittelbaren Einfluß 29 des Motors 16 befestigt ist (F i g. 2). Der Innen- 35 der Wärme des Stators 29 steht, flansch 31 des Ringes 27 liegt oben auf der Feder 25 Ein insgesamt bei 56 gezeigtes Ventil ist unmittel-

auf, während das untere Ende dieser Feder auf dem bar an der Kappe 51 auf den Druckschalldämpfer 46 äußeren Flansch 32 der Glocke 26 sitzt. Eine zu- aufgesetzt. Der Innenaufbau des Ventils 56 ist inssätzliche seitliche Halterung für den Motor 16 und besondere in F i g. 5 dargestellt, und wie hieraus den Kompressor 17 ist durch eine Vielzahl von 40 hervorgeht, weist das Ventil ein insgesamt länglich Schraubenfedern 33 gegeben, welche die Verbindung ausgebildetes Gehäuse 57 auf, dessen unteres, mit zwischen der Unterseite des Gußteiles 18 und den einem Gewinde versehenes Ende 58 oben in den an den Halterungen 35 innerhalb des unteren Man- Druckschalldämpfer 46 eingesetzt ist, wobei eine telbereiches 13 befestigten Trägern 34 herstellen Einlaßöffnung 59 mit der Auslaßkammer 47 in (F i g. 3). · 45 Verbindung steht. An der oberen Mündung der

Die durch die Ummantelung 12 gebildete Ansaug- Einlaßöffnung 59 ist ein Ventilsitz 61 ausgebildet, kammer 36 ist an diejenige Seite eines Kühlsystems und ein in dem Gehäuse 57 befindliches, als Kugel angeschlossen, von welcher die Ansauggase dem ausgebildetes Ventilglied 62 wird unter der Wirkung Kompressor 17 zugeleitet werden.. Ein derartiger einer Feder 63 gegen den Ventilsitz 61 gedrückt. Anschluß ist in F i g. 2 bei 37 angedeutet. Zwei senk- 50 Im oberen Ende des Gehäuses 57 ist eine Abdeckung rechte Rohre 38 und 39 verbinden die Ansaug- 64 befestigt, an der sich das obere Ende der Feder kammer 36 mit der Einlaßkammer 41 des Kompres- 63 abstützt. In der Abdeckung 64 ist außerdem eine sors 17, wie insbesondere F i g. 4 veranschaulicht. Auslaßöffnung 65 ausgebildet, und im oberen Be-Ein Einlaßklappenventil 42 steuert den Einlaß der reich der Gehäusewandung 57 sind außerdem zwei Ansauggase in den Zylinder 43 des Gußteiles 18 55 radiale Auslässe 66 vorgesehen, so daß die Auslaß- und ein Auslaßventil 44 das Ausströmen der Aus- kammer 47 mit der Ansaugkammer 36 in Verbindung gangsgase aus dem Zylinder 43 zur ersten Kammer 45 steht, wenn das Ventil 62 vom Ventilsitz 61 abgeeines am Oberteil des Gußteiles 18 angebrachten hoben wird.

Druckschalldämpfers 46. Das Ventil 56 ist derart ausgebildet, daß es ge-

Die Gestaltung des Druckschalldämpfers 46 ist 60 schlossen bleibt, solange die Druckdifferenz zwischen insbesondere aus den F i g. 1 und 3 ersichtlich, aus der Auslaßkammer 47 und der Ansaugkammer 36 denen hervorgeht, daß der Druckschalldämpfer eine noch unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Sobald Kammer 45 und eine Auslaßkammer 47 aufweist, jedoch die Drukdifferenz diesen Wert überschreitet, welche durch ein Rohr 48 miteinander verbunden wird das Ventilglied 62 von seinem Ventilsitz 61 sind, das zu beiden Seiten einer Trennwand 49 liegt, 65 abgehoben, so daß aus dem Kompressor 17 kommenweiche die Kammer 45 und die Auslaßkammer 47 des Gas in die Ansaugkammer 36 einströmen kann, voneinander trennt. Am oberen Ende des Druck- Welcher Anteil der gesamten aus dem Kompressor Schalldämpfers 46 ist eine Abdeckkappe 51 vorge- 17 ausströmenden Gase über das Ventil 56 geleitet

wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab, beispielsweise dem Größenverhältnis vom Kompressor zum Kondensator und dem Größenverhältnis der Durchlässe 59, 65 und 66 zur Kompressorkapazität. In jedem Falle tritt die Kondensation noch im Kondensator ein, selbst wenn das Gebläse blockiert oder die Anlage in ähnlicher Weise versagt, was bedeuten würde, daß unter normalen Umständen, selbst bei geöffnetem Ventil 56, nicht alle aus dem Kompressor 17 ausströmenden Gase umgesteuert werden.

Durch die besondere Ausbildung des Ventils 56 und dadurch, daß die aus der Auslaßkammer 47 kommenden Gase nach dem Abheben des Ventilgliedes 62 von seinem Ventilsitz 61 auf eine größere Wirkfläche des Ventilgliedes einwirken, schließt sich das Ventil 56 erst dann wieder, wenn die Druckdifferenz zwischen den Kammern 47 und 36 etwas unter den das öffnen des Ventils bewirkenden Grenzwert abfällt. Das heißt also bei einer typischen Einrichtung dieser Art, daß bei einer bestimmten Einstellung sich das Ventil 56 bei Auftreten einer Druckdifferenz von mehr als 38,5 kg/cm² öffnet und erst wieder schließt, wenn die Druckdifferenz unterhalb 28,0 kg/cm² abfällt.

Das Ventil 56 ist unmittelbar unterhalb des Abschnittes 54 des oberen Gehäuseteiles 14 angeordnet, an dem der Schutzschalter 53 befestigt ist. Die aus den Durchlaßöffnungen 65 und 66 austretenden Gase, insbesondere die aus der Durchlaßöffnung 65, treffen also auf den Abschnitt 54 des Gehäuseteils 14 auf, was zur Folge hat, daß der Schutzschalter 53 rasch erhitzt wird. Diese Gase sind in F i g. 1 bei 67 angedeutet. Außerdem bringen die umgeleiteten Gase jeweils in Abständen von 15 Sekunden aufgezeichnet wurde.

	Auslaß	Einlaß	Bemerkungen
/.eic	druck:	druck
Sekunden	kg/cm2	kg/cm2	Zustand beim Anhalten
0	19,7	3,5	des Gebläses
15	22,5	3,9
30	26,7	4,2
45	30,2	4,6
60	33,8	4,9
75	36,6	5,1
90	39,4	5,5
105	41,5	5,8
120	43,2	6,3
135	44,6	6,7	Ventil geöffnet
150	46,4		Ventil geschlossen
	37,6	10,2	Ventil geöffnet
	48,2		Ventil geschlossen
	39,4	10,9	Ventil geöffnet
	48,9		Ventil geschlossen
	40,4	11,2	Schutzschalter ausgelöst
	47,8

Wie daraus hervorgeht, wurde der Auslaßdruck so lange aufgebaut, bis die Druckdifferenz zwischen der Auslaß- und der Einlaßseite etwa 38,7 kg/cm² erreichte und sich das Ventil 56 öffnete.

Dadurch wurde der Auslaßdruck (head pressure) auch die Gesamttemperatur der Ansaugkammer 36 35 zum Abfallen gebracht und der Einlaßdruck erhöht,

bis die Druckdifferenz auf etwa 27,4 kg/cm² abgefallen war, so daß sich das Ventil 56 schloß (nach 150 Sekunden wurden die Ablesungen jeweils beim öffnen und Schließen des Ventils und nicht mehr in Abständen von jeweils 15 Sekunden vorgenommen). Nach dem Schließen des Ventils 56 wurde wieder eine Druckdifferenz aufgebaut, und das Ventil öffnete und schloß sich wiederholt, wobei sowohl der Auslaß- als auch Einlaßdruck bei jedem öffnen

zum Ansteigen, und ein Teil dieser Gase strömt bis zur anderen Seite des Stators 29, wie dies bei 68 angedeutet ist; dieser Teil erhitzt dann den inneren Schutzschalter 53' für den Fall, in dem ein solcher Schalter in diesem Bereich an den Statorwicklungen angebracht ist.

Es ist festzustellen, daß durch die Verbindung
der Einlaßöffnung 59 für das Ventil 56 mit einem
verhältnismäßig großen Raum, nämlich der Auslaßkammer 47, der Gasauslaß aus der Auslaßkammer 47 45 und Schließen über den vorgenannten Wert anstiegen, durch das Ventil 56 den Druck in dieser nicht so Die im Bereich des Schutzschalters 53 auf den Gerasch zum Abfall bringt, wie dies der Fall wäre, wenn häuseteil 54 auftreffenden Auslaßgase, die auch die die Einlaßöffnung 59 an das Rohr 52 oder an eine übrige Ansaugkammer 36 durchströmten, erhitzten andere Kammer mit einem verhältnismäßig kleinen den Schutzschalter 53 so weit, bis er bei Erreichen Volumen angeschlossen wäre. Ein rascher Druck- 50 eines Auslaßdruckes von 47,8 kg/cm² ausgelöst wurde abfall an der Einlaßöffnung 59 nach dem öffnen des und damit den Motor 16 zum Stillstand brachte. Ventils 56 könnte aber zu Prellerscheinungen des Der maximal erreichte Auslaßdruck, nämlich Ventilgliedes 62 führen. 47,8 kg/cm², liegt unterhalb des in den Industrie-

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vor- normen für derartige Anlagen vorgeschriebenen, für richtung geht am deutlichsten aus F i g. 7 hervor, 55 die Hochdruckseite zulässigen Höchstwertes, weiche eine Schemadarstellung einer Anordnung
zeigt, mit deren Hilfe ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kühlsystem erprobt werden kann. Normalerweise fließt das Kältemittel vom Kompressor 17 zum
Kondensator 69, dann zum Verdampfer 71 und 60
schließlich zurück zum Kompressorgehäuse 12. Das
Ventil 56 ist hierbei geschlossen. Der durch ein
Meßgerät 72 angezeigte Auslaßdruck beträgt hierbei
annähernd 19,7 kg/cm² und der an einem Meßgerät
73 ablesbare Einlaßdruck etwa 3,5 kg/cm². 65

Für die Erprobung wurde nun das Kondensatorgebläse 74 zum Stillstand gebracht; es wurden fol

Claims (7)

Patentansprüche: gende Druckwerte ermittelt, wobei die erste Gruppe

1. Motor-Kompressor für Kühlaggregate mit einem auf Überstrom und/oder Übertemperatur ansprechenden Schutzschalter und einem zwischen Einlaßseite und Auslaßkammer des Kompressors angeordneten, normalerweise geschlossenen Ventil, welches bei Überschreiten einer bestimmten Druckdifferenz öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Einlaßseite des Kompressors angeschlossene Ansaug-

kammer (36) in wärmeleitender Verbindung mit dem Schutzschalter (53) steht, wobei der Schutzschalter (53) derart angeordnet ist. daß er der Wärme des durch das Ventil (56) strömenden Gases ausgesetzt ist.

2. Motor-Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ventil (56) wieder schließt, sobald die Druckdifferenz auf einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, der unterhalb des erstgenannten bestimmten Wertes liegt.

3. Motor-Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (56) ein Gehäuse (57) mit einer an die Auslaßkammer (47) des Motor-Kompressors angeschlossenen Einlaßöffnung (59) und mindestens einer an die Ansaugkammer (36) angeschlossenen Auslaßöffnung (65, 66) aufweist, zwischen diesen Öffnungen ein Ventilsitz (61) ausgebildet ist, der Einlaßöffnung eine erste Wirkfläche eines Ventilgliedes (62) zugeordnet ist, solange das Ventilglied auf dem Ventilsitz aufliegt, und der Einlaßöffnung eine zweite größere Wirkfläche zugeordnet ist, wenn das Ventilglied vom Ventilsitz abgehoben ist, und eine Feder (63) das Ventilglied am Ventilsitz andrückt.

4. Motor-Kompressor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugkammer (36) durch ein den Motor (16) und den Kompressor (17) umgebendes Gehäuse (12) gebildet wird.

5. Motor-Kompressor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (17) mit einem die Auslaßkammer (47) enthaltenden Druckschalldämpfer (46) versehen ist.

6. Motor-Kompressor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschalter (53) im Bereich der Auslaßkammer (47) außen am Gehäuse (12) angebracht ist.

7. Motor-Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (16) einen Rotor (24) und einen Stator (29) aufweist und daß das Gehäuse (12) eine Haube (14) bildet, unter welcher ein Einbauschutzschalter (53') derart angeordnet ist, daß er unter dem Wärmeeinfluß des Stators steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 524/32