DE2718843C2 - Hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit für eine Kälteanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit für eine Kälteanlage mit einem eine Schmiermittelwanne begrenzenden Gehäuse, in dem die Einheit mit vertikal angeordneter Achse elastisch gelagert ist, einer mit dem Rotor des oben liegenden Motors verbundenen Kurbelwelle, einer ersten Pumpeinrichtung mit einem in das in der Wanne befindliche Schmiermittel eingetauchten Einlaß zur Heranführung des Schmiermittels zur Schmierung des Kompressors und einer zweiten Pumpeinrichtung, die im wesentlichen Schmiermittel von unten aus der Wanne ansaugt und infolge Zentrifugalkraft radial nach außen abgibt, wobei die Zentrifugalkraft eine Trennung des im Schmiermittel gelösten Kältemittelgases bewirkt, so daß ein Strom von Kältemittelgasblasen enthaltenden Schmiermittels durch das in der Wanne gespeicherte Schmiermittel radial nach außen bewegt wird, um die Geräuschübertragungsfähigkeit des Schmiermittels herabzusetzen.

Eine Einheit der vorstehend beschriebenen Art ist aus der US-PS 29 90 111 bekannt. Bei dieser bekannten Einheit ist die zweite Pumpeinrichtung in Form von zwei Rührflügeln ausgebildet, die an einem konischen Endteil der ersten Pumpeinrichtung angeordnet sind. Diese Rührflügel erstrecken sich bis nahe an den unteren Endpunkt des konischen Teils der ersten Pumpeinrichtung. Das bedeutet jedoch, daß sich die Rührflügel relativ weit an den Boden der Schmiermittelwanne heran erstrecken, so daß bei Drehung derselben am Boden der Schmiermittelwanne angesammelte Abfallstoffe aufgewirbelt werden. Es besteht die Gefahr, daß diese aufgewirbelten Abfallstoffe von der ersten Pumpeinrichtung zum Kompressor hin mitgeführt werden, was naturgemäß unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motorkompressor-Einheit zu schaffen, bei der die Gefahr eines Aufwirbeins der in der Schmiermittelwanne enthaltenen Abfallstoffe durch die zweite Pumpeinrichtung weitgehend ausgeschaltet ist

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Motorkompressor-Einheit der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß zur Bildung der zweiten Pumpeneinrichtung die Kurbelwelle an ihrem unteren Ende einen radialen Schlitz aufweist und sich auf eine an der Bodenseite des Zylinderblocks befestigte, in das Schmiermittel eingetauchte Druckscheibe abstützt, welche eine konzentrisch zur Kurbelweilenachse liegende, mit dem radialen Schlitz verbundene Eintrittsöffnung sowie an ihrer dem Kurbelwellenende zugekehrten Seite eine nach außen hin offene, ebenfalls mit dem radialen Schlitz verbundene Nut aufweist.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Motorkompressor-Einheit weist somit die zweite Pumpeinrichtung die vorstehend wiedergegebenen Merkmale auf. Durch diese spezielle Ausgestaltung wird ein Aufwirbeln der in der Schmiermittelwanne vorhandenen Abfallstoffe weitgehend vermieden. Diese Wirkungsweise ist im wesentlichen auf zwei Hauptmerkmale zurückzuführen: einerseits ist keine unmittelbar in das Schmiermittel eingetauchte Rührvorrichtung vorhanden, bei deren Botrieb entsprechende Verwirbelungen des Schmiermittels unvermeidbar sind. Statt dessen wird erfindungsgemäß eine von dem eigentlichen Schmiermittelbad abgetrennte Pumpeinrichtung verwendet Andererseits ist der Einlaß der zweiten Pbmpeinrichtiing (Eintrittsöffnung der Druckscheibe) möglichst weit vom Boden der Schmiermittelwanne entfernt angeordnet, so daß dadurch die Gefahr eines Aufwirbeins von Abfallpartikeln weiter reduziert wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform der zweiten Pumpeinrichtung wird der Strom des die Kältemittelgasblasen enthaltenden Schmiermittels gründlich in der Schmiermittelwanne verteilt, so daß die Geräuschübertragungsfähigkeit des Schmiermittels zur Außenseite des Gehäuses wesentlich herabgesetzt wird. Die vorstehend genannten Vorteile können dabei

verwirklicht werden, ohne die Herstellungskosten der Motorkompressor-Einheit wesentlich zu erhöhen. Die erfindungsgemäß ausgebildete zweite Pumpeinrichtung wirkt sich dabei auf den Betrieb der ersten Pumpeinrichtung nicht nachteilig aus.

Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ergänzend /um Stand der Technik sei noch auf die US-PS 38 30 341 verwiesen, aus der eine hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit für eine Kälteanlage bekannt ist, b^i der die Kurbelwelle sich auf eine an der Bodm-;ettc· de? Zylinderblocks befestigte Druckscheibe abstützt und bei der diese Druckscheibe eine mittlere öffnung aufweist, durch die sich ein Aufnahmerohr einer Pumpeinrichtung erstreckt. Diese bekannte Motorkompressor-Einheit weist jedoch keine zweite Pumpeinrichtung zur Herabsetzung der Geräuschübertragungsfähigkeit des Schmiermittels auf.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Motorkompressor-Einheit;

Fig.2 einen vergrößerten Teilschnitt entlai«g Linie II-HinFig.3;und

Fig.3 einen Horizontalschnitt nach Linie III-II1 in Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit 10 ist in einem Gehäuse untergebracht, das allgemein mit 11 bezeichnet ist und jo einen elliptischen Querschnitt aufweist. Das Gehäuse 11 besteht aus einem unteren Gehäuseabschnitt 14 und einem oberen Gehäuseabschnitt 12, die beispielsweise durch Schweißen aneinandergefügt sind. Innerhalb des Gehäuses 11 ist ein mit 15 bezeichneter Elektromotor und ein mit 17 bezeichneter Kompressor angeordnet. Der Kompressor 17 ist axial mit dem Motor 15 ausgerichtet und darunter angeordnet.

Der Motor 15 enthält einen Stator 18 und einen Rotor 20, wobei der Rotor mit einer Kurbelwelle 22 verbunden ist. Die Kurbelwelle ist in dem Zylinderblock 24 des Kompressors «7 gelagert. Der Zylinderblock begrenzt Zylinder 27 des Kompressors. Die Zylinderköpfe 26 und 28 sind durch Bolzen 25 an dem Zylinderblock befestigt. Die Kolben 46 sind innerhalb der Zylinder 27 zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung darin angeordnet. Es kann eine beliebige Anzahl Zylinder Verwendung finden. Die Kolben sind jeweils durch Pleuelstangen 42 und Anlenkbolzen 44 mit den Exzenterabschnitten der Kurbelwelle 22 verbunden. Die erwünschte Hin- und Herbewegung der Kolben wird durch Rotation der Kurbelwelle erzielt.

Die hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit findet in einer Kälteanlage Verwendung. Das zu komprimierende gasförmige Kältemittel tritt durch den Einlaß 29 in das Gehäuse des Kompressors ein. Das Gas Strömt durch den Einlaß 29 und das Sieb 31 und danach über die Wicklungen des Motors 15 zur Kühlung desselben. Das Sieb 31 ist vorgesehen, um jegliche unerwünschten Fremdkörper zu entfernen, die mit dem M eintretenden Kältemittel möglicherweise mitgeführt werden.

Das Kältemittel tritt, nachdem es die Wicklungen des Motors gekühlt hat, in den Kompressor der Einheit über die Einlaßrohre 30 und 32 ein, die in dem oberen f>5 Abschnitt der Zylinderköpfe 26 und 28 angeordnet sind. Es tritt in jeden Zylinder 27 des Kompressors über Saugöffnungen (nicht gezeigt) ein, die in den Ventilplatten 33 ausgebildet sind Das Gas tritt, nachdem es durch die Tätigkeit des Kolbens komprimitrt word?' ist, in einen entsprechenden Abscnniv! des Zylinderkonfes durch in der Ventilplatic JJ gebiid*»e Abgabeöffnungen 48 ein. Das mit der Veniilplaite 33 verbundene Äbgabevcniil 49 regelt den Strom des Gases aus dem Zyi'nder.

Das unter hohem Druck stehende abgegebene Gas strömt durch Innenbohrungen des Zylinderblocks hindurch. Das durch die pulsierende Natur des austretenden Gases erzeugte unerwünschte Geräusch wird durch Lenkung des Gases durch die Bohrungen des Zylinderblocks abgeschwächt. Das Gas strömt anschließend durch die Auslaßleitung 34, welche eine Verbindung mit dem Auslaß 70 herstellt und zur Übergabe des komprimierten Gases an die anderen Bestandteile der Kälteanlage vorgesehen ist.

Das Schmieröl zum Schmieren der verschiedenen Kompressorbestandteile wird in der ölwanne 39 des Kompressors gespeichert. Da es wünschenswert ist, die Größe der Motorkornpressor-Einheit so kompakt wie möglich zu halten, ist der Zylinderblock and ein Teil der darin befestigten Zyünderköpfe 26 und 28 teilweise in das in der Wanne befindliche öl eingetaucht Die Wanne 39 wird durch die Innenwand des unteren Gehäuseabschnitts 14 begrenzt. Ein ölaufnahmerohi 38 ist in dar· Öl eingetaucht, so daß sich sein Einlaß unterhalb der öloberfläche befindet. Da. Rohr ist im Paßsitz in einer im Boden der Kurbelwelle 22 gebildeten geeigneten Öffnung befestigt. Es erstreckt sich durch eine geeignete öffnung in einer Druckscheibe 41. Die Druckscheibe ist an der Bodenseite des Zylinderblocks 24 durch geeignete Mittel, wie beispielsweise Bolzen 52, befestigt. Während des normalen Betriebes erzeugt eine durch den Umlauf der Kurbelwelle verursachte schnelle Drehung des ölaufnahmerohres ein Vakuum am Rohreinlaß, was den Eintritt eines Ölstroms verursacht. Die Kurbelwelle 22 ist mit einem exzentrischen Kanal 55 versehen (gezeigt in F i g. 2), welcher mit dem oberen Ende des Rohres 38 in Verbindung s'eht. Die Zentrifugalkraft, welche durch das in den umlaufenden exzentrischen Kanal 55 hineinströmende Öl erzeugt wird, bildet die erforderliche Kraft zur Bewegung des Öls durch den Kanal hindurch. Einspeiseöffnungen 50 stellen eine Verbindung des exzentrischen Ölkanals mit den Lagerflächen 43 und 49 her. Auf der Außenseite der Kurbelwelle 22 sind Nuten 47 vorgesehen (siehe Fig. 1), um eine Ölverteilung auf die Lagerflächen zu schaffen.

Das in der Wanne 39 gespeicherte Öl stellt ein Übertragungsmedium für durch die Bewegung der verschiedenen Kompressorbestandteile erzeugte Geräusche dar. Derartige Geräusche werden durch den Ölkörper auf das hermetisch gekapselte Gehäuse 11 übertragen, von wo sie an die Umgebung abgegeben werden Es liegt auf der Hand, daR bei Verwendung der Einheit in einer Klimaanlage für bewohnte Räume eine derartige Geräusche-Zeugung höchst unerwünscht ist.

Im einzelnen enthält die Druckscheibe 41 eine kreisförmige Eintrittsöffnung, die zu dem Ölaufnahmerohr 38 konzentrisch angeordnet ist. Die Kurbelwelle 22 besitzt einen radial verlaufenden Schlitz 60, der in Verbindung mit der Eintrittsöffnung 58 steht. Die Eintrittsöffnung 58 ist in den in der Wanne 39 befindlichen ölkörper eingetaucht. Die Druckscheibe 41 ist ferner mit einer ringförmige;! Nu! 62 versehen. Diese ringförmige Nut sieht mit dem Außenencie 64 des rndial verlernenden Schlitze.» 60 in Verbindung. Im lic'-wb bildet der Schlitz 60 zusammen mit der öffnung 58 ein._

zweite Schmierölpumpe. Ein Teil des in der Wanne 39 gespeicherten Öls strömt nach oben durch die Eintrittsöffnung 58 und strömt in den mittleren Bereich des radialen Schlitzes 60 ein. Die umlaufende Kurbelwelle 22 schleudert das Öl durch den Schlitz 60 radial ·. nach außen. Das Öl wird somit stark agitiert. Die aufgrund der radialen Führung des Öls durch den Schlitz 60 entstehende Zentrifugalkraft veranlaßt das schwerere öl, sich von dem darin mitgeführten leichteren Kältemittelgas zu trennen. Die Bewegung des Öls und id des Kältemittelgases verursacht ein Aufschäumen des Kältemittels.

Das abgetrennte öl und das Kältemittelgas strömen unmittelbar in die in der Scheibe 41 gebildete Nut 62 ein und werden dadurch radial nach außen in den in der r, Wanne 39 gespeicherten ölkörper hinein verteilt. Das bewegte öl und das aufgeschäumte Kältemittelgas erzeugen in dem ölkörper Blasen, die aufgrund der radialen Richtung, in welcher das öl und das Gas aus der Vcficiiüngsnüt 62 abgegeben v/crdcn, über den ?c gesamten Ölkörper gut verteilt werden.

Da erhebliche Teile des Zylinderblocks und der Zylinderköpfe in den ölkörper eingetaucht sind, umgeben die Blasen sämtliche eingetauchten Kompressoroberflächen. Wie hinreichend bekannt, vermindert r> die Blasenbildung in dem Öl dessen Schallübertragungsfähigkeit.

Durch radiale Verteilung des bewegten Öls und des abgetrennten Gases durch den ölkörper in der Wanne 39 hindurch umgibt eine ausreichende Menge Blasen beispielsweise die Zylinderköpfe, um die Übertragung des durch den Betrieb der Auslaß- und Einlaßventile erzeugten Geräusches auf das Gehäuse 11 herabzusetzen.

Es kann unter Umständen wünschenswert sein, die Bewegung des in die Verteilungsnu« 62 hinein abgegebenen Öls weiter zu erhöhen, um die in dem öl erzeugte Blasenmenge /u vergrößern. Um das oben Erwähnte zu erreichen, ist ein Kanal 66 vorgesehen. Der Kanal 66 bringt den Zylinder 27 mit dem von dem Schlitz 60 abgegebenen öl und Gas in Verbindung. Das unter hohem Druck stehende Kältcmittclgas. welches infolge von Herstellungstoleranzen /wischen den Kolbenringen und Zyiinderwämlen 27 an dem Kolben 46 vorbeigestrichen ist. strömt durch den Kanal 66. Das «"!ir hohem Druck stehende Oss bc^u'^ptJI f**rn^prd3s ί*^ιι(; dem Schlitz 60 abgegebene Öl. um die in dem gespeicherten ölkörper erzeugten Blasen zu vermehren. Der Kanal 66 kann direkt mit der Verteilungsnut 62 fluchten, oder, wie gezeigt, einen abgewinkelten Verbindungskanal 68 enthalten, welcher mit dem Außenende 64 des Schlitzes 60 fluchtet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hermetisch gekapselte Motorkompressor-Einheit für eine Kälteanlage mit einem eine Schmiermittelwanne begrenzenden Gehäuse, in dem die Einheit mit vertikal angeordneter Achse elastisch gelagert ist, einer mit dem Rotor des oben liegenden Motors verbundenen Kurbelwelle, einer ersten Pumpeinrichtung mit einem in das in der Wanne befindliche Schmiermittel eingetauchten Einlaß zur Heranführung des Schmiermittels zur Schmierung des Kompressors und einer zweiten Pumpeinrichtung, die im wesentlichen Schmiermittel von unten aus der Wanne ansaugt und infolge Zentrifugalkraft radial nach außen abgibt, wobei die Zentrifugalkraft eine Trennung des im Schmiermittel gelösten Kältemittelgases bewirkt, so daß ein Strom von Kältemittelgasblasen oüthaitendiT; Schmiermittels durch das in der Wanne gespeicherte Schmiermittel radial nach außen bewegt wird, um die Geräuschübertragungsfähigkeit des Schmiermittels herabzusetzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der zweiten Pumpeinrichtung die Kurbelwelle (22) an ihrem unteren Ende einen radialen Schlitz (60) aufweist und sich auf eine an der Bodenseite des Zylinderblocks (24) befestigte, in das Schmiermittel eingetauchte Druckscheibe (41) abstützt, welche eine konzentrisch zur Kurbelwellenachse liegende, mit dem radialen Schlitz verbundene Eintrittsöffnung (58) sowie an ihrer dem Kurbelwellenende _M zugekehrten Seite eine nach außen hin offene, ebenfalls mi; dem radialen Schlitz (60) verbundene Nut (62) aufweist.

2. Motorkompressor-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ur^r Einlaß der ersten j5 Pumpeinrichtung als Aufnahmerohr (38) ausgebildet ist, das sich durch die Eintrittsöffnung (58) der Druckscheibe (41) erstreckt.

3. Motorkompressor-Einheit nach Anspruch 1 oder 2 mit einem einen Zylinder umgrenzenden Zylinderblock und einem innerhalb des Zylinders angeordneten und zur Komprimierung von Kältemittelgas dienenden Kolben, wobei ein Teil dc^ komprimierten Gases am Kolben vorbeistreicht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderblock (24) ein Kanal (66, 68) zur Aufnahme und Vermischung des vorbeigestrichenen komprimierten Kältemittelgases mit dem durch die zweite Pumpeinrichtung geförderten Schmiermittel und Kältemittel vorgesehen ist.

4. Motorkompressor-Einheit nach einem dt vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (62) ringförmig ausgebildet und im wesentlichen in vertikaler Fluchtlage mit dem Außenende des radialen Schlitzes (60) angeordnet ist.