DE182255C

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Publication number: DE182255C
Application number: DENDAT182255D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

-- M 182255 KLASSE 17α. GRUPPE

Die Erfindung betrifft Neuerungen an umlaufenden Kältemaschinen derjenigen Art, bei denen im Innern eines umlaufenden Kondensators sich ein oder mehrere Kompressoren für zu Verflüssigendes Gas befinden.

Bei. den bisherigen umlaufenden Kältemaschinen erfüllt das Öl, welches in den Kondensator eingeführt wird, um das Schmieren der Arbeitsteile zu sichern, einerseits diesen

ίο Zweck nur unvollkommen und vermindert andererseits die Arbeitsleistung der Kompressoren, da eine geeignete Vorrichtung fehlt, welche die wirksame Trennung des Öls vom Kältemittel im Kondensator und einen geeigneten Kreislauf jeder der beiden getrennten Flüssigkeiten bewirkt.

Diesem Mangel soll durch die vorliegende Erfindung abgeholfen werden.

In der Zeichnung veranschaulicht Fig.-1 im Schnitt nach Linie A-B-C der Fig. 2 eine mit den Neuerungen versehene Kältemaschine in der Lage, welche sie einnimmt, wenn sie im Betriebe ist und mit einem Kältemittel arbeitet, das schwerer als Öl ist.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie D-E der Fig. i.

Fig. 3 ist ein Schnitt eines Teiles nach Linie A-B der Fig. 2 und veranschaulicht die Anordnung, die man treffen kann, wenn ein Kältemittel zur Verwendung kommt, welches leichter als öl ist.

Eine Hohlwelle α trägt und treibt wie gewöhnlich den Kondensator b, in dessen Innerem sich die gesamte Kompressionsvorrichtung für die zu verflüssigenden Gase befindet, und den Verdampfer c und setzt diese beiden zwecks Kreislaufs der Gase und Flüssigkeiten miteinander in Verbindung.

An der Welle α ist mittels, zweier Naben d, d ein Gehäuse e aufgehängt, das durch ein Gewicht f belastet ist, welches eine Drehung des Gehäuses verhindert, und ein Überlauf- und Scheidegefäß g trägt. Außerdem trägt · die Welle α die Kompressoren h, die Schmiervorrichtungen und die Vorrichtungen zum Sammeln und Abscheiden der Flüssigkeiten. Diese ganze Einrichtung nimmt, wenn die Vorrichtung im Betrieb ist, die in Fig. 2 veranschaulichte Lage ein. Beim Anhalten , nimmt sie, da sie nicht mehr unter der Einwirkung des Kompressionsdruckes steht, eine ihrem Eigengewicht entsprechende Gleichgewichtslage ein, die um einen Winkel A¹, B, A von der in Fig. 2 veranschaulichten Lage abweicht.

Das Gehäuse e kann an seinem Boden und auch an seinen Seiten ganz offen oder aber, wie in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, allseitig· verschlossen sein. In letzterem Falle ist es am Boden mit einer oder mehreren Austrittsöffnungen i von geeignetem Querschnitt für das Öl versehen.

Dem Ende der Welle α gegenüber trägt eine der Naben d einen ringförmigen Flansch j, der durch den Druckunterschied, welcher zwisehen Kondensator und Verdampfer besteht, selbsttätig gegen das Ende der Welle a ge-: pteßt wird, so daß eine vollkommene Abdichtung des Ringes j beständig gesichert ist.

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Um eine fast unbegrenzte Lebensdauer des

Ringes j zu erzielen und die Abnutzung auf eine größere Fläche zu verteilen, kann durch das Ende der anderen Nabe d, welches sich gegen einen Anschlag k der Welle α legt, ein zweiter Sicherheitsflansch gebildet werden.

Bei der in Fig. ι und 2 veranschaulichten

Ausführungsform der Vorrichtung, welche besonders für den Fall eingerichtet ist, wo

ίο das Kältemittel schwerer als das öl oder das sonst zur Verwendung kommende Schmiermittel ist, besitzt das Überlauf- und Scheidegefäß g, welches dazu bestimmt ist, die Trennung der Flüssigkeiten infolge ihres Di'chtigkeitsunterschiedes zu bewirken, einerseits eine Auslaßöffnung/, durch welche das abgeschiedene öl auf die Kompressoren h und alle tiefer gelegenen Arbeitsteile hinabträufeln kann, und andererseits ein Ablaufrohr m, welches dazu dient, das Kältemittel in dem Maße, als sie gereinigt wird, zu dem Verdampfer c zurückzuführen.

Das Rohr m, welches an dem Gehäuse e befestigt ist und sich demgemäß nicht mit der Weile λ dreht, ist am Verdampfer c in einem Armkreuz η geführt, zwischen dessen Armen hindurch die Ansaugung erfolgt.

.Im Inneren des Gefäßes g ist ein Schwimmerventil 0 vorgesehen, welches die Mündung des Rohres m derart beherrscht, daß in den Verdampfer nur Flüssigkeit, die von dem öl getrennt ist, eintreten kann. Der Schwimmer ist so belastet, daß er in dem Kältemittel schwimmt.

Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform, welche für den Fall gebaut ist, daß das öl schwerer ist als das Kältemittel, geht das ölablaßrohr l^l bis auf den Boden des Gefäßes g hinab und das Rohr m ist bei m¹ bis zum oberen Teile des Gefäßes g hin verlängert.

Ein Abstreicher.p dient dazu,' die Flüssigkeitsmischung, die unter der Einwirkung der Fliehkraft gegen die Wandung des Kondensators b geschleudert wird, selbsttätig dem Gefäß g wieder zuzuführen. Dieser Abstreicher kann aber auch durch irgend eine Vorrichtung zum Heben der Flüssigkeiten ersetzt werden.

Die Kompressoren h sind schwingend und doppelt wirkend angeordnet. Jeder Kompressor ist mittels Zapfen q in dem Gehäuse e gelagert und besitzt einen Kolben r, der vorteilhaft auf der Seite der Maschinenachse ausgehöhlt ist. Diese Höhlung entspricht in ihrer Form dem Zylinderdeckel s, durch den die Kolbenstange hindurchgeht. Diese Einrichtung hat den Zweck, den Durchmesser der Maschine nach Möglichkeit zu beschränken.

Die Kolbenstangen endigen in Ringen t, u, die auf einem exzentrischen Teile ν der Welle α sitzen, welche bei ihrer Umdrehung die Kompressoren in Schwingungen versetzt.

An Stelle metallischer Liderung besitzt der Kolben r eine Kreisnut w, die beständig durch den die Wandung des Zylinders durchdringenden Kanal χ mit öl gespeist wird. Die so mit öl gefüllte Nut bildet eine vollkommen dichte, weiche und schmierende Flüssigkeitsliderung.

Jeder schwingende Kompressorzylinder besitzt auf der Ansaugeseite einen Spiegel j-mit zwei Löchern \, \, die bei den Schwingungen des Zylinders abwechselnd mit den im Gehäuse e vorgesehenen Ansäugekanälen 1 in Verbindung gebracht werden; alle diese Kanäle münden gegenüber dem Ende der Hohlwelle a. Die Spiegel y werden selbsttätig durch den Druckunterschied, der zwischen Kondensator und Verdampfer besteht, dicht gegen die entsprechenden Flächen des Gehäuses e gepreßt.

Die Auspuffventile 2 der Kompressoren können von beliebiger Bauart sein. Das öl, in welchem sie arbeiten, schwächt die Stöße ab und sichert in allen Fällen ihre Dichtigkeit. Es ist unerläßlich, mehrfache doppelwirkende Kompressoren zu verwenden (zwei, drei oder vier Kompressoren, unter Winkeln von 60, 90, 120 ° aufgekeilt), um die Totpunkte zu überwinden und die Gewichtsmasse f zu verhindern, zu schwingen oder sich gar um die Welle α zu drehen.

Die Welle α trägt eine oder mehrere Ausgleichvorrichtungen , die dazu dienen sollen, beinj, Anhalten der Vorrichtung plötzlich die Drücke und demgemäß auch sehr schnell die ungleichen Temperaturen im Kondensator und Verdampfer auszugleichen, indem sie selbsttätig die beiden Räume miteinander in Verbindung setzen, sobald die Vorrichtung aufhört, sich zu drehen. Dies ist auch insofern von Wichtigkeit, als die Vorrichtung auch sofort wieder in Gang gesetzt werden kann und das Loslösen des Eises, welches sich auf der Außenwandung des Verdampfers ansammelt, erleichtert wird. Diese Ausgleichvorrichtung besteht aus einem Ventil 3, welches durch einen Gewichtshebel 4 bewegt wird und in einer öffnung der Welle α angeordnet ist. "Das' selbsttätige Schließen und öffnen der öffnung wird durch das Gegengewicht bewirkt, auf welches die Fliehkraft einwirkt oder einzuwirken aufhört, je nachdem die Vorrichtung sich dreht oder stillsteht.

Der Kondensator ist mit einer Haube 5 bedeckt, die in das Kühlwasser eintaucht. Diese Haube trägt einen Stutzen 6, in welchem ein von der Maschinenachse aus angetriebener Ventilator 7 angeordnet ist, und Fenster 8 für den Durchtritt der Luft. Die Luft,, welche, durch das sehr verteilte, durch

die schnelle Umdrehung des Kondensators mitgerissene Wasser hindurchgeht, bewirkt eine 'kräftige Abkühlung dieses Wassers und gewährt somit eine große Ersparnis bezüglich der für die Kondensation erforderlichen Wassermenge.

Die Maschine arbeitet in folgender Weise:

Die Mischung von öl und Kältemittel, die

unter der Einwirkung der durch die Umdrehung der Maschine hervorgerufenen Fliehkraft an der Innenwandung des Kondensators festgehalten wird, wird beständig durch den Abstreicherp aufgefangen und in das. Überlauf- und Scheidegefäß g befördert, wo sie sich infolge .der verschiedenen Dichtigkeit der Einzelbestandteile trennt. Das abgeschiedene öl fällt beständig auf, die Kompressoren und die verschiedenen in Bewegung befindlichen Arbeitsteile hinab und legt sich zwischen alle miteinander in Berührung befindlichen Arbeitsflächen. Ist das Gehäuse e. offen, so hüllt das Öl alle Teile in eine, in ununterbrochenem Umlauf befindliche Schicht ein. Ist das Gehäuse geschlossen, so werden.

alle Teile vollständig in öl eingetaucht. In letzterem Falle besitzen die Auslaßöffnühg oder Öffnungen einen Querschnitt, der mit Bezug auf die Verausgabung durch den Abstreicher ρ und die Umlaüfsgeschwindigkeit

der Vorrichtung bestimmt wird, so daß der ölstand durchgängig auf ~der in der Zeichnung veranschaulichten Höhe gehalten wird. Das in den Kondensator zurückfallende öl kühlt sich bei der Berührung mit den Wandüngen des Kondensators ab und wird dann von neuem in Mischung mit dem Kältemittel durch den Abstreicher ρ in den oberen Teil des Gefäßes g gebracht und so fort.

Das Kältemittel kehrt in dem Maße, als es gereinigt wird, durch das Rohr m zum Verdampfer zurück, und zwar durch Vermittlung des Schwimmers, der die Flüssigkeit nur dann austreten läßt, wenn sie vollkommen von ■ öl befreit ist, so daß also auf die Kompressoren und die dazu gehörigen Teile nur Öl und in den Verdampfer nur das Kältemittel gelangt.

Dieser Kreislauf, Mischung und Trennung erfolgt ununterbrochen und sichert' somit die Abkühlung der Kompressoren und anderen Teile, die vollkommene Abdichtung aller Verbindungsstellen, die Abschwächung der Stöße der in Bewegung befindlichen Teile und eine vollkommene Schmierung.

Zu bemerken ist außerdem einerseits, daß das Eintauchen in öl die gewöhnlich bei Kompressoren benutzten Ansaugeventile überflüssig macht und demgemäß die Schwierigkeiten der Regelung und die schädlichen Räume, die aus ihrer Verwendung hervorgehen, überwindet, den Ersatz dieser Ventile durch Reibspiegel ermöglicht und die Verwendung von Stopfbüchsen für die Kolbenstangen und von Metalliderungen für die Kolben überflüssig macht, und andererseits, daß die Abdichtung der Verbindungsstellen, die ebenfalls der Einhüllung in öl zu verdanken ist, sich dem Eindringen der im Kondensator komprimierten Gase in den Verdämpfer widersetzt.

Alle diese Wirkungen, die auf dem ununterbrochenen Kreislauf und Trennung der Flüssigkeiten beruhen, tragen dazu bei, die Arbeitsleistung und die Lebensdauer der Vorrichtung zu erhöhen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Abscheider für umlaufende Kältemaschinen , dadurch gekennzeichnet, daß an einem, durch ein Gewicht (f) belasteten und lose auf der Welle (a) des Kondensators (b) sitzenden Gehäuse (e), in dem die Kompressoren^ sich befinden, ein Überlauf- und Scheidege'fäß (g) angeordnet ist, welchem das Gemisch von öl und Kälteflüssigkeit selbsttätig zugeführt wird und in welchem das Gemisch sich infolge der Verschiedenheit der Dichtigkeit trennt, derart, 'daß das abgetrennte öl auf die Kompressoren und alle Arbeitsteile hinabfällt, während die Kälteflüssigkeit, in dem Maße als sie gereinigt wird, selbsttätig in den Verdampfer zurückgeschickt wird.

2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch'gekennzeichnet, daß das Gehäuse (e) geschlossen ist und eine oder mehrere ölauslaßöffnungen (i) besitzt, deren Querschnitt so gewählt ist, daß das ölniveau sich stets oberhalb der Kompressoren hält.

. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufrohr (m) für die Kälteflüssigkeit feststehend angeordnet ist und daß der Zufluß der Kälteflüssigkeit zum Verdampfer durch ein Schwimmerventil (ο) geregelt wird, welches die im Boden des Sammergefäßes für das öl- und Flüssigkeitsgemisch angebrachte Öffnung erst dann freigibt, wenn der Stand des Gemisches hinreichend groß ist, so daß das öl bereits ausgeschieden ist und sich an der Oberfläche befindet, damit die Kälteflüssigkeit nur in reinem Zustande zum Verdampfer gelangt.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnungeines am Gehäuse^befestigten oder unabhängig davon angebrachten Ringes (j), welcher sich dicht an das Ende der Welle (a) des Kondensators anlegt

und den in den Verdampfer angesaugten Gasen und dem Ablaufrohr fm) für die Kälteflüssigkeit freien Durchgang gewährt. 5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr doppeltwirkende Kompressorzylinder (h) schwingend im Gehäuse (e) und unterhalb der ölauslaßöffnung (I) des Sammelgefäßes (g) angeordnet sind, wobei diese Zylinder infolge ihrer Verbindung mit den Ansaugekanälen (1) im Gehäuse (e) selbsttätig und vollkommen dicht gegen die Reibungsspiegel fy) gesaugt und gehalten werden.

6. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Ausgleichvorrichtung (3, 4) bei Anhalten der Vorrichtung selbsttätig die Drücke und Temperaturen im Kondensator und Verdampfer ausgeglichen werden.

7. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (b) mit einer Haube (5) bedeckt ist, die mit Fenster (8) versehen ist und von einem durch einen Ventilator (7) erzeugten Luftstrom durchströmt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.