DE2021942A1

DE2021942A1 - Kaeltekompressor

Info

Publication number: DE2021942A1
Application number: DE19702021942
Authority: DE
Inventors: Cheney Lawrence Walter
Original assignee: Copeland Refrigeration Corp
Current assignee: Copeland Refrigeration Corp
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1970-11-26
Also published as: BE750443A; DE2021942B2; ES378734A1; FR2047769A5; US3578883A

Description

PeierianwüUe
Dr. Ing. H. Negend?,nk

Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz

!München 15,Mo€orhfr.23 Tel. 5 38 05 86

Copeland Refrigeration-Corporation

Campbell Road 28. April I97O

Sidney, Ohio 45365, USA Anwaltsakte M-1120

Kältekompressor

Für Kältekompressoren dienende Entlastungsvorrichtungen bzw. Steuerungsvorrichtungen für die Kapazität sind als bekannt anzusehen, weisen jedoch gewisse Nachteile auf. Einige dieser Geräte arbeiten zufrtdenstellend, erfordern jedoch eine beträchtliche äußere Verrohrung und Ausrüstung und sind deshalb während des Transports und nach ihrem Einbau der Gefahr von Beschädigung oder Zerstörung ausgesetzt. Die im Zusammenhang mit dem Einbau und der Unterhaltung dieser äußeren Systeme anfallende Arbeit ist gewissen Problemen unterworfen und ist in jedem Fall stark mit Kosten belastet anzusehen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Gerät zu schaffen, welches während der Herstellung des Kompressors eingebaut wird und zwar derart, daß die Hauptteile mit Ausnahme eines einzelnen Bauteiles innerhalb des Kompressors angeordnet werden. Dieser einzelne Bauteil ist während der Lebenszeit des Kompressors zu warten, ist Jedoch so aufgebaut und angeordnet, daß er zwar für Bedienungsarbeiten zugängig ist, daß jedoch die Gefahr zufälliger Beschädigung vermieden ist.

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Mitfder vorliegenden Erfindung soll außerdem ein System geschaffen werden, welches, obwohl es durch den Entlade-Gasdruck angetrieben wird, ■>nicht auf Veränderungen dieses Drucks anspricht, keine Drosselung des Einlaßgases bewirkt und keine Überhitzung hervorruft.

Die Erfindung ist in einer Vorrichtung verwirklicht, durch welche der Ausgang eines mehrzylindrigen Kältemittelkompressors gesteuert und dessen Treibkraft reduziert werden kann. Die Vorrichtung weist ein Ventil auf, um den Einlaß eines oder mehrerer Zylinder nach Maßgabe des Kompressorentladedruckes und unter Steuerung eines elektromagnetbetätigten Hilfsventils zu schließen.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Teil-Schnittansicht eines dreiteiligen Radialkompressors erfindungsgemäßer Ausgestaltung; und

Fig. 2 ist eine Schnittansicht von Linie II-II in Fig. 1 in Richtung der dargestellten Pfeile.

Mit Bezugsnummer 10 ist der Körper bzw. Zylinderblock eines mehrzylindrigen Kältekompressors dargestellt; der Zylinderblock weist in der dargestellten Ausführungsform drei Blockteile 11, 12 und 15 auf. Obwohl nur zwei Zylinder dargestellt sind, nämlich der Zylinder 15 im Blockteil 12 und der Zylinder l6 im Blockteil I5, kann natürlich jeder einzelne Blockteil einen, zwei oder mehrere Zylinder aufweisen. Insofern enteptiehttxdie dargestellte Konstrukr .

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tion an sieh bekannten Ausführungen und soll nicht auf diese'-. ■ beschränk·: bleiben. Der (nicht dargestellte) Einlaß des Kompressors bzw. Verdichters steht in offener Verbindung mit allen Steig-■ieitung'er. 1-5 und 19> Vielehe zu den Zylindern in jedem Bloclcteil führen. In entsprechender Weise sind die Auslaßkarnmern 21, 22 der Zylinder der einzelnen Blockteile in offener Verbindung mit dem (nicht dargestellten) Auslaß des Kompressors.

Sa u i;k a mn er η 23,24 in Jedem Elcckteil stehen nur mit.-den'Einlaßöffnungen der entsprechenden Zylinder in Verbindung, wobei jede ■ Lla.^kamir.er das Kältemittel aus seiner zugehörigen Steigleitung ■oder-19 aufnimmt. In der dargestellten Ausführungsform ist lediglich der Blcckteil 12 mit einer Entladevorrichtung; versehen. Die Einlaßöffnung.20 in der Ventilplatte 27 steht über das Einlaßventil 28 mit den Zylinder 15 in Verbindung, während die Auslaßöffnung 31 der Ventilplatte vom Zylinder 15 und über das Auslaßventil^ zur Auslaflkarr.mer 21 führt.

Die Verbindung zwischen der Einlaß- bzw. Steigleitung 18 und der Saugkamnier 23 wird durch einen Ventilkörper 35 gesteuert, welcher im Zylinderkopf' J>6 verschiebbar ist und welcher durch eine Feder 37 elastisch in seine offene Position gedrückt wird. Der Ventilkörper 315 ist in dichtender Anlage mit der Einlaßleitung 20 in der Ventilplatte bewegbar und in von dieser Anlage abgewandter Richtungverlaicerbar. Der obere Teil des Ventilkörpers ist so ausgebildet, dai er einen Kolben 38 darstellt. Der Kolben ist/einem Zylinder 39 verschiebbar, welcher im Zylinderkopf angeordnet ist und welcher zur Führung des Ventilkörpers dient.

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ORIGINAL

Der Zylinder 39 steht über Leitungen 41, 42 mit einer Ventilkammer 435 in einem Körper 40 eines Solenoidventils in Verbindung, welches auf der Oberseite des Zylinderkopfes 36 befestigt ist. Die Ventilkammer 4^ enthält die Kugel 44 eines Pendelventils, welche axial im Körper 40 verlagerbar ist, um entweder die Saugkammer 23 oder die Auslaßkammer 21 mit dem Hilfszylinder 39 zu verbinden. Die Ventilkugel ist mit Hilfe eines kombinierten Sitz- und Käfigrings 45 gelagert und ist zwischen einer unteren und einer oberen Position bewegbar. In der unteren Position sitzt die Kugel am Ring 45 auf und blockiert die Verbindung zwischen der Ventilkammer 4j5 und der Auslaßkammer 21. In <3er oberen Position legt sich die Kugel gegen einen darüber befindlichen, koaxial angeordneten Sitzring 46 an und blockiert die Verbindung zwischen der Ventilkammer 43 undtter Saugkammer 23. Wenn sich die Kugel 44 in der unteren Lage befindet steht die Ventilkammer 43 über eine öffnung im Sitzring 46, über die Kammer 47 oberhalb des Sitzringes und über Leitungen 48, 49 im Körper 40 und im Zylinderkopf 36 mit der Saugkammer 23 in Verbindung. Die Kugel 44 wird du?ch eine Druckfeder 58 elastisch nach unten gedrückt; die Druckfeder 58 übt ihren nach unten gerichteten Druck an einem senkrecht verschiebbaren Elektromagnetanker 50 aus, welcher einen Schaft 51 trägt. Der Schaft erstreckt sich durch die öffnung im Sitzring 46 nach unten. Da der Schaft im Querschnitt beträchtlich schmaler ist als der Öffnungsdurchmesser im Ring, unterbricht er die Strömungsverbindung durch die öffnung nicht.

Die Erregung der Elektromagnetwicklung 52 geschieht über Leiter 54 und durch Steuerung einer an entfernter Stelle befindlichen Steuerungsvorrichtung, beispielsweise durch einen Thermostaten, welcher im beschickten Bereich vorgesehen ist. Die Leitung 55,

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welche von der Ventilkammer 43 nach unten führt und welche über die Leitung 56 mit der Auslaßkammer 21 in Verbindung steht, befindet sich bei laufendem Kompressor ständig unter Entlade- bzw. Auslaßdruck, welcher die Neigung besitzt, die Ventilkugel anzuheben und sie gegen den Sitzring 46 anzudrücken. Die Druckfeder 58 und die Schwerkraft reichen aus, bei abgeschaltetem Elektromagneten' das Ventil gegenüber dem Entladedruck geschlossen zu halten. Wenn der Solenoid bzw. Elektromagnet erregt wird, bewegt sich der Schaft 5I nach oben, um die Kugel freizugeben. Diese wird daraufhin auf beschriebene Weise durch den Entladedruck angehoben und schließt die jfl Saugseite der Ventilkammer. Der Entladedruck tritt daraufhin über die Leitungen 56j 55.» die. Ventilkammer'.43.'und die Leitungen 42, 41 in den Zylinder 39 ein und drückt den Ventilkörper 35 gegen die Spannkraft der Feder 37 in seine geschlossene Position. Wenn der Elektromagnet entregt wird, drückt die Druckfeder 58 die Ventilkugel nach unten gegen den unteren Ring 45 und stellt über die Ventilkammer 43 wieder die Verbindung zwischen der Saugkammer 23 und dem Zylinder 39 her. Der Saugdruck reicht nicht aus, um die Spannkraft der Feder 37 zu überwinden] der Ventilkörper 35 wird dement- ^ sprechend nach oben verlagert und stellt wieder die Verbindung zwischen der Ein-laßöffnung 26 und der Steigleitung l8 her, so daß der Zylinder 15 wieder wirksam wird.

Bei der dargestellten Vorrichtung ist der entladende Ventilkörper 35 wirksam, um wahlweise ein Drittel; des Kompressors abzuschalten. Durch Veränderung der Anzahl von Entladeventilen im Verhältnis zur Anzahl der Zylinder und durch wahlweise Betätigung mit mehrerer dieser Entladeventile kann die proportionale Veränderung der Kapazität und der Antriebskraft innerhalb weiter Grenzen gesteuert werden. .'■·■■-.' 009848/1170 - 6 -

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Der Entladedruek reicht immer aus, vollständig den oder die Ventilkörper 35 zu schließen, solange ein oder mehrere Zylinder arbeiten, da bei erregtem Elektromagneten der Entladedruek sofort wirksam wird, um die Kugel 44 fest gegen den oberen Sitzring 46 anzudrücken. Der Ventilkörper 35 öffnet sich entsprechend schnell und vollständig, so daß in keiner Richtung Drosselwirkungen auftreten.

IAD ORIGINAL 009848/1170 -7-

Claims

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DIoI InS ·»
Copeland Refrigeration , «._v. \V Schmitt

Corporation %^

Campbell Road r«u538058t, ^ _Aprll ^

Sidney/Ohio 45365» USA Anwaltsakte M-I120

Patentansprüche

r lTjKältekoinpressor mehrzylindriger Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Einlad für alle Zylinder, einer Auslaßkammer in druckleitender Verbindung mit allen Zylindern, einer Einlaßkammer in der Strömungsverbindung zwischen weniger als allen Zylindern und dem Einlaß und mit einem Entlastungsventil, welches bewegbar ist, um die Verbindung zwischen dem .'Einlaß" und der Einlaßkammer zu öffnen oder zu schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung für das Entlastungsventil (35)aus einer Druckmittelvorrichtung (38,39) und aus einem Hilfsventil (AO) besteht, welches bewegbar ist, um die Verbindung zwischen der Druckmittelvorrichtung (33,39) und der Auslaßkammer (21) zu offen und zu schließen.
2. Kältekompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (35) durch den Druck aus der Auslaßkammer (21) betätigbar ist.
3. Kältekompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das« Hilfsventil (40) in einer Richtung durch den Druck aus der Auslaßkammer (21) bewegbar 1st« und daß es durch eine elektrisch steuerbare Vorriicnttirii^CSOiSl) in der entgegengesetzten Richtung verlager-

, ;^ 009848/1170

bar ist. _ g _
4. Kälteköinpressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil (40) aus einem Pendelventil (44,45,46) besteht, welches abwechselnd die Druckmittelvorrichtung mit der Auslaßkammer oder mit der Einlaßkammer verbindet.
5· Kältekompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsventil aus einem Pendelventil besteht, welches abwechselnd die Druckmittelvorrichtung mit der Auslaßkammer oder mit der Einlaßkammer verbindet, daß die Druckmittelvorrichtung und das Hilfsventil durch den Druck aus der Auslaßkanuner betätigbar sind, und daß das Hilfsventil durch eine elektrisch betätigbare Steuerungsvorrichtung steuerbar ist.
6. Kältekompressor mit einem Zylinderblock und darin angeordneten, einen Zylinderkopf aufweisenden Zylindern,mit einer im Zylinderkopf angeordneten Ausleßkammer, welche in Druckverbindung mit allen Zylindern besteht und mit einer Saugkammer Im Zylinder- . kopf, welche in Druckverbindung mit weniger als allen Zylindern steht, gekennzeichnet durch eine Leitungsvorrichtung zur Verbindung des Kompressoreinlasses mit der Saugkammer, ein im Zylinderkopf angeordnetes Entladeventil, welches bewegbar ist, um die verbindung zwischen dem Einlaß und der Saugkammer zu schließen und zu öffnen, einen Druckmittelhilfszylinder im Zylinderkopf, einen im Hilfszylinder angeordneten Kolben zur Betätigung des -Entladeventils, , und ein außerhalb des Zylinderkopfes angeordnetes Hilfs-Bremsventil zur Verbindung des Hilfszylinders mit der Auslaßkammer oder mit der Saugkammer.

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