DE2435829A1

DE2435829A1 - Refrigeration compressor with reciprocating piston - preventing damage by impingement of piston on liquid during upward stroke

Info

Publication number: DE2435829A1
Application number: DE2435829A
Authority: DE
Inventors: Hans Goeldner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1976-02-12

Abstract

Refrigeration compressor comprises a vertically reciprocating piston (3) for drawing in and compressing refrigerant via suction and pressure valves (16, 1), transmission of torque to the piston being performed by a camshaft (18) in the crankcase (5), a connecting rod and a gudgeon pin (8). The pressure valve is disposed in the piston face (2), and the piston has a free passage (4) downwards into the crankcase which includes a pressure pipe leading to a condenser. The crankcase is pref. filled with oil (7) to above the level of the cam drive (17, 18), with an oil pipe (11) leading from the oil in the crankcase through the cylinder (12) to the piston.

Description

Kältekompressor Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältekompressor mit einem auf- und abbewegten Arbeitskolben in einem senkrechten Zylinder zur Ansaugung und Verdichtung eines Kältemittels über ein Saug- und ein Druckventil, wobei das Drehmoment über eine Exzenterwelle im Kurbelgehäuse, eine Pleuelstange und einen Kolbenbolzen auf den Kolben übertragen wird. Refrigeration compressor The invention relates to a refrigeration compressor with a working piston moving up and down in a vertical cylinder for suction and compressing a refrigerant via a suction valve and a pressure valve, wherein the Torque via an eccentric shaft in the crankcase, a connecting rod and a The piston pin is transferred to the piston.

Es sind bereits derartige Kältekompressoren bekannt, die aber den schweren Nachteil zeigen, daß sie durch Flüssigkeitsschläge leicht beschädigt werden können. Wenn ein flüssiges Kältemittel oder Ö1 von dem Kolben angesaugt wird, sammelt sich das ö1 oder das flüssige Kältemittel auf dem in diesem Falle der senkrechten Anordnung oben liegenden Kolbenboden an. Beim anschließenden AuSwärtsgang des Kolbens wird zunächst das Kältemittelgas ordnungsgemäß verdichtet. Sobald der Kolben aber auf die erwähnte Flüssigkeit trifft, entsteht ein Schlag mit großer Stärke, wodurch Wellen-Pleuel oder Kolbenbrüche entstehen können.There are already such refrigeration compressors known, but the serious disadvantage show that they are easily damaged by liquid hammer can. When a liquid refrigerant or oil is sucked in by the piston the oil or the liquid refrigerant collects on the in this case the vertical arrangement at the top of the piston crown. During the subsequent outward gear of the piston, the refrigerant gas is first properly compressed. Once the But if the piston hits the liquid mentioned, a blow occurs with a great deal of force Strength, which can cause shaft connecting rods or piston fractures.

Meistens ist dann die Reparatur teurer als ein neuer Kompressor.In most cases, the repair is more expensive than a new compressor.

Auch bei waagerecht hin- und hergehendem Kolben liegen die Verhältnisse nicht viel anders, weil auch hier zunächst das Kältemittelgas durch das Druckventil hinausgedrückt und anschließend die Flüssigkeit schlagartig getroffen wird. Dies gilt auch bei jeder beliebigen anderen Anordnung des Kolbens und des Zylinders.The ratios are also the same when the piston moves horizontally back and forth not much different, because here too the refrigerant gas initially passes through the pressure valve pushed out and then hit the liquid suddenly. this also applies to any other arrangement of the piston and cylinder.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen schweren Nachteil zu beheben und den Kältekompressor dieser Art so zu verbessern, daß die Ursache dieser schweren Schäden vollkommen beseitigt ist.The invention is therefore based on this serious disadvantage to fix and improve the refrigeration compressor of this type so that the cause this serious damage is completely eliminated.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß das Druckventil in dem oben liegenden Kolbenboden angeordnet ist, daß der Kolben einen freien Durchfluß nach unten in das Kurbelgehäuse aufweist und daß das Kurbelgehäuse mit einem Druckkanal zum Kondensator versehen ist. Auf diese Weise wird zunächst die Arbeitsrichtung umgekehrt und das Kurbelgehäuse als Druckraum verwendet. Auf diese Weise wird erreicht, daß beim Auwärtsgang des Kolbens die erwähnte am Kolbenboden angesammelte Flüssigkeit durch das Öffnen des Druckventils zuerst nach unten in das Kurbelgehäuse abfließt, und erst danach durchströmt das über dem Kolbenboden zusammengedrückte Gas das Druckventil und gelangt in den Hohlraum im Kolben und von da in das Kurbelgehäuse, von wo es durch den Druckkanal zum Kondensator gelangt. Wenn der Kolben nun bei seinem Aufwärtshub an die obere TQtpunktzone gelangt, ist das auf dem Kolbenboden angesammelte in in der erwähnten Weise längst abgeführt. Somit können durch die Erfindung die erwähnten Flüssigkeitsschläge nicht auftreten, und die genannte Fehlerursache ist beseitigt.The solution to this problem by the invention is that the Pressure valve is arranged in the overhead piston head that the piston one has free flow down into the crankcase and that the crankcase is provided with a pressure channel to the condenser. This way, first of all the working direction is reversed and the crankcase is used as the pressure chamber. on in this way it is achieved that when the piston is moving upwards, the above-mentioned on the piston crown accumulated liquid by opening the pressure valve first down in the crankcase flows off, and only then does it flow through above the piston crown compressed gas opens the pressure valve and enters the cavity in the piston and from there into the crankcase, from where it passes through the pressure channel to the condenser. When the piston reaches the upper TQtpunktzone on its upstroke, is that which has accumulated on the piston crown has long been removed in the manner mentioned. Thus, the liquid hammer mentioned cannot occur due to the invention, and the cause of the error has been eliminated.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Kurbelgehäuse so mit öl gefüllt ist, daß der Exzentertrieb unter öl steht. Diese Maßnahme ist durch die erwähnte erfindungsgemäße Bauweise ermöglicht.In a further embodiment of the invention it is provided that the crankcase is filled with oil so that the eccentric drive is under oil. This measure is made possible by the aforementioned construction according to the invention.

Dadurch können alle drehenden Teile im ölbad laufen.This means that all rotating parts can run in the oil bath.

Auch die Wellenabdichtung braucht nur noch gegen öl abzudichten, womit Gasverluste ausgeschlossen sind.The shaft seal only needs to be sealed against oil, which means Gas losses are excluded.

Hierbei kann vorteilhaft sein, daß ein ölrohr von dem öl im Kurbelgehäuse durch den Zylinder zum Kolben geführt ist. Dadurch entfällt u.a. die aufwendige ölpumpe, auch für den Fall, daß die Spritzöl-Schmierung des Kolbens in extremen Fällen nicht ausreichen sollte, weil durch dieses ölrohr der Zylinder- und Kolbenwand Ö1 zugeführt wird. Durch die Erfindung wird somit auch eine vereinfachte Kolbenschmierung erreicht, die bisher nicht möglich war.Here it can be advantageous that an oil pipe from the oil in the crankcase is passed through the cylinder to the piston. This eliminates, among other things, the time-consuming oil pump, even in the event that the spray oil lubrication of the piston in extreme In cases this should not be sufficient, because the cylinder and piston walls run through this oil tube Ö1 is supplied. The invention thus also provides a simplified piston lubrication achieved that was previously not possible.

Nach einem weiteren besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolbenbolzen unterhalb des Kolbens an einer Gabel angeordnet ist. Auf diese Weise wird nämlich erreicht, daß der Kolbenbolzen so groß dimensioniert werden kann, wie das aus Gründen einer möglichst langlebigen Lagerung erforderlich ist. Bei der bekannten Lagerung des Kolbenbolzens innerhalb des Kolbens sind dagegen der Größe des Bolzens Grenzen gesetzt. Hierbei kann weiter vorgesehen sein, daß die Pleuelstange als ringförmige Exzenterscheibe ausgebildet ist. Auf diese Weise entfällt praktisch die bekannte Pleuelstange ganz, da der Kolbenbolzen direkt an der ringförmigen Exzenterscheibe gelagert sein kann.According to a further particularly advantageous feature of the invention it is provided that the piston pin is arranged below the piston on a fork is. In this way it is achieved that the piston pin is dimensioned so large can be as possible for the sake of one durable storage is required. With the known storage of the piston pin inside the piston on the other hand, there are limits to the size of the bolt. This can be further provided be that the connecting rod is designed as an annular eccentric disk. on this practically eliminates the well-known connecting rod completely, since the piston pin can be mounted directly on the annular eccentric disc.

Schließlich besteht eine weitere Maßnahme noch darin, daß ein Sieb in einem Ansaugraum über dem Zylinder angeordnet ist. Auch diese Maßnahme wird durch die Erfindung erst ermöglicht.Finally, another measure is that a sieve is arranged in a suction space above the cylinder. This measure is also carried out by the invention made possible.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die einzige Figur der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch den Kältekompressor nach der Erfindung darstellt.Further advantages and details of the invention emerge from the now the following description of an embodiment with reference to the only one Figure of the drawing showing a longitudinal section through the refrigeration compressor according to the invention represents.

Oben im Gehäuse sieht man einen Ansaugraum 15 mit einem Einlaß 19. Gemäß der Erfindung ist hier ein Sieb 14 quer zur Ansaugrichtung des Pfeiles 20 angeordnet. Von diesem Ansaugraum 15 führt ein Einlaßkanal 21 in den Zylinder 12 über das Saugventil 16. Im Zylinder sieht man den Kolben 3, in dessen Kolbenboden 2 gemäß der Erfindung das Druckventil 1 angeordnet ist. Der Hohlraum 22 des Kolbens, der die übliche Kolbenbolzenlagerung nicht aufweist, zeigt unten eine freie Duschflußöffnung 4 zur Verbindung mit dem Kurbelgehäuse 5. Darunter ist der Kolben 3 mit einer Gabel 9 zur Lagerung des Kolbenbolzens 8 fest verbunden.A suction space 15 with an inlet 19 can be seen at the top of the housing. According to the invention, a sieve 14 is here transversely to the suction direction of arrow 20 arranged. An inlet duct 21 leads from this intake chamber 15 into the cylinder 12 Via the suction valve 16. The piston 3 can be seen in the cylinder, in its piston crown 2 according to the invention, the pressure valve 1 is arranged. The cavity 22 of the piston, which does not have the usual piston pin bearing, shows a free shower flow opening at the bottom 4 for connection to the crankcase 5. Below is the piston 3 with a fork 9 firmly connected to support the piston pin 8.

Anstelle der sonst üblichen Pleuelstange ist gemäß der Erfindung lediglich eine Exzenterringscheibe 10 vorgesehen, an die die Gabel 9 mittels des Kolbenbolzens 8 angelenkt ist. Der Exzenter 17 sitzt fest auf der Antriebswelle 18.Instead of the otherwise usual connecting rod, according to the invention, only an eccentric washer 10 is provided, to which the fork 9 by means of the piston pin 8 is hinged. The eccentric 17 is firmly seated on the drive shaft 18.

Wie man sieht, steht das Kurbelgehäuse 5 zu einem großen Teil unter öl 7, so daß der erwähnte Exzentertrieb vollständig unter dl steht. Außerdem ist ein ölrohr 11 vorgesehen, das von diesem öl 7 durch den Zylinder 12 zum Kolben 3 geführt ist.As can be seen, the crankcase 5 is to a large extent under oil 7, so that the eccentric drive mentioned completely is under dl. In addition, an oil pipe 11 is provided, which flows from this oil 7 through the cylinder 12 is led to the piston 3.

Ganz unten im Gehäuse sieht man noch einen Hohlraum 23, der zur Kühlung mit Wasser oder mit einem Kühlmittel gefüllt sein kann.At the bottom of the housing you can still see a cavity 23, which is used for cooling can be filled with water or with a coolant.

Im Nachfolgenden wird die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Die Welle 18 wird in bekannter Weise angetrieben, wobei sich der Exzenter 17 mitdreht. Dadurch wird der durch den Kolbenbolzen 8 angelenkte Kolben J über die Gabel 9 auf- und abbewegt.The following is the mode of operation of the subject matter of the invention explained in more detail. The shaft 18 is driven in a known manner, the Eccentric 17 rotates with it. As a result, the piston hinged by the piston pin 8 becomes J moves up and down over the fork 9.

Bei der Drehung in Richtung des Pfeiles 25 bewegt sich der Kolben in Richtung des Pfeiles 26 nach unten, gezeigt ist die entgegengesetzte Drehrichtung, bei der der Kolben 3 durch den Exzenter 17 nach oben gedrückt wird.When rotating in the direction of arrow 25, the piston moves in the direction of arrow 26 downwards, the opposite direction of rotation is shown, in which the piston 3 is pushed upwards by the eccentric 17.

Dadurch wird das Saugventil 16 geschlossen, weil das Gas im Zylinder 12 zusammengedrückt wird1 und das Druckventil 1 wird geöffnet, so daß das Gas aus dem'Zylinder in den Hohlraum 22 des Zylinders gelangt und von da durch die öffnung 4 in das Kurbelgehäuse 5. Durch das Schließen des Ventils 16 bleibt der Ansaugraum 15 mit dem angesaugten Gas in Ruhe. Falls sich kurz vor diesem AuSwärts-Hub flüssiges Kältemittel oder öl oben auf den Kolbenboden 2 angesammelt haben sollte, fließt dieses gleich zu Beginn des Hubes durch das Ventil 1 nach unten ab und kann daher keine Flüssigkeitsschläge verursachen, wenn der Kolben in den Bereich seiner oberen Totpunktlage angekommen ist.This closes the suction valve 16 because the gas in the cylinder 12 is compressed 1 and the pressure valve 1 is opened, so that the gas is out the 'cylinder enters the cavity 22 of the cylinder and from there through the opening 4 into the crankcase 5. By closing the valve 16 remains the suction chamber 15 with the sucked gas at rest. If just before this outward stroke liquid refrigerant or oil should have accumulated on top of the piston crown 2, this flows down through valve 1 at the beginning of the stroke and can therefore do not cause any liquid hammer when the piston is in the area of its top dead center has arrived.

Sobald der Kolben seinen Abwärts-Hub in Richtung des Pfeiles 26 beginnt, wird das Saugventil 16 geöffnet und das Druckventil 1 geschlossen, da das Gas in dem Hohlraum 22 über die offene Verbindung 4 im Kolben 3 zusammengedrückt wird, weil das Kurbelgehäuse 5 mit Ausnahme des Druckkanals 6 abgedichtet ist. Daher entweicht nun das Kältemittelgas durch diesen Druckkanal 6 zum Kondensator in Richtung des Pfeiles 27.As soon as the piston begins its downward stroke in the direction of arrow 26, the suction valve 16 is opened and the pressure valve 1 is closed, since the gas in the cavity 22 is compressed via the open connection 4 in the piston 3, because the crankcase 5 is sealed with the exception of the pressure channel 6. Hence escapes now the refrigerant gas through this pressure channel 6 to the condenser in the direction of the Arrow 27.

Somit erfolgt bei diesem Arbeitshub gleichzeitig auch das Ansaugen des Kältegases.This means that the suction takes place at the same time during this working stroke of the refrigerant gas.

Die Kühlung durch das Wasser oder KRltemittel in dem Hohlraum 23 ist nützlich, damit das öl 7 nicht zu warm wird. Ein Vorteil tritt durch die Erfindung weiter dadurch ein, daß der ölstand sehr hoch gehalten werden kann. Dadurch laufen alle beweglichen Teile im ölbad, und die nicht dargestellte Stopfbuchse, die zur Abdichtung der Welle verwendet ist, muß nur noch gegen öl abdichten, womit Gasverluste ausgeschlossen sind. Durch die Erfindung wird somit nicht nur die Schmierung vereinfacht, sondern auch die Abdichtung.The cooling by the water or refrigerant in the cavity 23 is useful so that the oil 7 does not get too warm. An advantage occurs through the invention further in that the oil level can be kept very high. Run through it all moving parts in the oil bath, and the stuffing box, not shown, which is used for Sealing of the shaft is used, only has to seal against oil, causing gas losses excluded are. The invention not only simplifies the lubrication, but also the sealing.

Es soll klargestellt werden, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Beispielsweise braucht das ölrohr 11 nur Anwendung zu finden, wenn die bekannte Spritzöl-Schmierung des Kolbens in extremen Fällen nicht ausreichen sollte. Das öl wird durch den Druck, der in dem Kurbelgehäuse 5 herrscht, ohne weiteres durch dieses ölrohr 11 gedrückt, natürlich kann es sich auch um einen entsprechenden ölkanal handeln.It should be made clear that the invention is not limited to that illustrated and described embodiment is limited. For example, the oil pipe needs 11 only application to find if the well-known splash oil lubrication of the piston should not be sufficient in extreme cases. The oil is due to the pressure, which prevails in the crankcase 5 is easily pushed through this oil pipe 11, of course, it can also be a corresponding oil channel.

Die Wandungen von Kolben und Zylinder stehen unter dem Differenzdruck zwischen dem Verflüssigerdruck und dem Dampfdruck, wodurch eine Druckdifferenz entsteht, die das öl ohne eine Pumpe fördert.The walls of the piston and cylinder are under the differential pressure between the condenser pressure and the vapor pressure, which creates a pressure difference, which pumps the oil without a pump.

Ferner ergibt sich ein Vorteil dadurch, daß der Kolbenbolzen 8 größer dimensioniert werden kann als nach dem Stand der Technik. Diese Kolbenbolzenanordnung kann auch bei anderen Kompressor-Bauarten Verwendung finden.Furthermore, there is an advantage that the piston pin 8 is larger can be dimensioned as according to the prior art. This piston pin assembly can also be used with other types of compressors.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Zylinderdeckel-Ansaugraum 15 mit dem großflächigen Schmutzsieb 14 ausgestattet sein kann.Another advantage is that the cylinder cover intake chamber 15 can be equipped with the large-area dirt screen 14.

Claims

Expectations

Refrigeration compressor with a working piston that moves up and down in one vertical cylinder for sucking in and compressing a refrigerant via a suction and a pressure valve, whereby the torque via an eccentric shaft in the crankcase, a connecting rod and a piston pin is transferred to the piston, thereby characterized in that the pressure valve (1) is arranged in the piston head (2) located at the top is that the piston (3) has a free flow (4) down into the crankcase (5) and that the crankcase with a pressure channel (6) to the condenser is provided.

2. A refrigeration compressor according to claim 1, characterized in that the The crankcase (5) is filled with oil (7) so that the eccentric drive (17, 18) is below oil stands.

3. A refrigeration compressor according to claim 2, characterized in that a Oil pipe (11) from the oil (7) in the crankcase (5) through the cylinder (12) to the piston (3) is performed.

4. refrigeration compressor, in particular according to claim 1, characterized in that that the piston pin (8) is arranged below the piston (3) on a fork (9) is.

5. A refrigeration compressor according to claim 4, characterized in that the Connecting rod is designed as an annular eccentric disk (1).