DE2914726A1

DE2914726A1 - Hermetische motorverdichtereinheit mit schraubenverdichter

Info

Publication number: DE2914726A1
Application number: DE19792914726
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Andersch; Heinz Friedrich; Alexander Dipl Ing Pietsch; Dieter Dipl Ing Prokat; Lothar Dipl Ing Schulz
Original assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Current assignee: Luft und Kaeltetechnik VEB
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1979-12-06
Also published as: DD136758A1; FR2427489A1; SE7904608L

Description

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Erfindungsbeschreibung

Hermetische Motorverdichtereinheit mit Schraubenverdichter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Motorverdichtereinheit mit Schraubenverdichter und unter Druckgas stehendem Motor und ölabscheider, wie sie als Hermetik· oder Halbhermetik~ motorverdichter für Kältemaschinen Verwendung finden.

Bs ist eine Motorverdichtereinheit mit Schraubenverdichter bekannt, bei der Verdichter, Motor und Ölabscheider eine Baueinheit bilden. Das komprimierte Kältemittel-Öl-Gemisch durchströmt den Motor, wobei die Wicklungen gekühlt werden und das Öl größtenteils durch die Zentrifugalwirkung des Rotors im Motor abgeschieden und dem nachgeschalteten ölabscheider zugeführt wird. Im ölabscheider erfolgt eine Feinabscheidung des Öles aus dem Kältemittelstrom und der Abtransport des ausgeschiedenen Öles über den seperaten Ölkühler 2um Verdichter (Halbhermetikverdichter Dunham Bush). Diese Ausführung hat den Nachteil, daß der Abscheidegrad infolge zu. geringer Strömungsquerschnitte und des Fehlens eines Beruhigungsvolumens zu gering ist und größere ölanteile in die Anlage mitgerissen werden. Bin weiterer Nachteil der bekannten Ausführungen ist das i_ehlen eines ausreichenden Baumes zum Sammeln des Öles, so daß verstärkt gasförmiges Kältemittel von der Unterseite des Motorgehäuses direkt zur öleinspritzöffnung am Schraubenverdichter gelangt und dort die Wirkung des eingespritzten Öles im Hinblick auf Abdichtung der Spalte und Wärmeabfuhr beeinträchtigt,

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Da der ölkühler lokal getrennt von der Motorverdichtereinheit angeordnet ist, ist ein erhöhter Platzbedarf erforderlich.

Ferner ist eine Motorverdichtereinheit bekannt, bei der der Schraubenverdichter und der Motor in einer Hermetikkapsel untergebracht sind ui?d bei der das Kältemitteldruckgas den Motor durchströmt (GB-PS 1 467 573). Ein ölabscheider und ein Ölkühler existieren bei dieser Ausführung nicht. Die ölabscheidung erfolgt in dem Luftspalt und den Kanälen des Motors. Diese Motorverdichtereinheit hat den Nachteil, daß der Schraubenverdichter und die Sauggasleitung im ölsumpf angeordnet sind und keine Maßnahme zur ölkühlung vorgesehen ist«

Dadurch wird der Verdichter sowohl vom ihn umgebenden öl als auch vom mittels der ölpumpe zugeführten öl aufgeheizt, was das thermodynamische Verhalten des Verdichters ungünstig beeinflußt. Außerdem führt die Sauggasaufheizung auf dem Weg von der Einlaßöffnung zum Verdichtungsraum zu einer Verschlechterung des Wirkungsgradesο Darüberhinaus führen die geringen Strömungsquerschnitte und das Fehlen eines Beruhigungsvolumens für das mit öl beladene Kältemitteldruckgas auf dem Weg vom Verdichter durch den Motor bis zum Druckgasauslaßstutzen der Hermetikkapsol zu einem nur geringen ölabscheidegrad.

Weiterhin sind Motorverdichtereinheiten bekannt, bei denen ein ölabscheider zwar innerhalb der Hermetikkapsel angeordnet ist, bei denen der Motor jedoch nicht vom Kältemitteldruckgas durchströmt wird» Ein ölkühler ist auch hier nicht vorgesehen.

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So wird bei der in der DR-PS 605 7^7 gezeigten Lösung das öl in einem rotierenden Ringraum durch Zentrifugalwirkung abgeschieden. Der relativ klein· Ringraum reicht aber nicht aus, um die bei einem Schraubenverdichter benötigte große ölmeng· wirkungsvoll auszuscheiden. Außerdem stellt dieses mechanisch bewegliche und zusätzliche Antriebsleistung benötigende !Peil eine zusätzliche Störquelle dar» Da der Motor nicht vom Kältemitteldruckgas durchströmt wird, kann die Eühlwirkung des Druckgases auch nicht ausgenutzt werden» In der DR-PS 612 097 ist eine Lösung dargestellt, bei der das mit öl beladene Kältemitteldruckgas durch ein um das Motorgehäuse geschlungenes Druckrohr geführt wird. Dieses Druckrohr ist mit einer Reihe von Bohrungen versehen, durch die das mitgerissene öl hinaustritt und gegen einen ringförmigen Schirm prallt, von wo es in eine ölfangrinne tropft. Auch hier reichen die geringen Strömungsquerschnitte und das Fehlen eines Beruhigungsraumes nicht aus, um die bei Einsatz von Schraubenverdichtern benötigten wesentlich größeren ölmengen aus dem Kältemittelgasstrom wirkungsvoll auszuscheiden. Auch hier sind der "Verdichter und die Sauggasleitung wenigstens teilweise im Ölsumpf angeordnet, so daß der Verdichter aufgeheizt und sein thermodynamisches Verhalten ungünstig beeinflußt wird. Da der Motor nicht vom Kaltemitteldruckgas durchströmt wird, kann dessen Kühlwirkung auch bei dieser Lösung nicht ausgenutzt werden«

Bs ist Ziel d«r Erfindung, bei Aufrechterhaltung eines zuverlässigen ölhaushaltes eine material- und platzsparende.kompakte Bauweise der Motorverdichtereinheit zu erreichen«

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Motorverdichtereinheit zu schaffen, die trotz minimalen Platzbedarfes eine sichere Abscheidung des Öles aus dem druckseitigen Kältemittelstrom sowie eine Kühlung des Motors mittels des Kältemitteldruckgases gewährleistet bei gleichzeitiger Kühlung des Schmieröles und Verhinderung des Gasdurchganges von der Druckseite zur öleinspritzöffnung des Schraubenverdichters»

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß der ölabscheider zwischen dem Schraubenverdichter und dem Motor angeordnet ist und Motor- und ölabscheidergehäuse gleiche oder annähernd gleiche Durchmesser besitzen und eine räumliche Einheit bilden. In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung sind Motor und ölabscheider in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Der ölabscheider kann aber auch als Zwischengehäuse ausgebildet sein, welches einerseits mit dem Schraubenverdichter und andererseits mit dem Motor verbunden ist. Zur Anpassung des Durchmessers des Motors an den erheblich kleineren Durchmesser des Schraubenverdichters sowie der unterschiedlichen Formen kann das Zwischengehäus· eine kegelartig· Gestalt aufweisen. Die lichte W_eite des ölabschelders ermöglicht es, eine den Schraubenverdichter mit dem Motor verbindende Kupplung oder ein Getriebe aufzunehmen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im freien Raum zwischen dem exzentrisch am Gehäuse oder Zwischengehäuse des ölabscheider angeordneten Schraubenverdichter und den verlängerten axialen Fluchtlinien des zylindrischen Teiles des Gehäuses oder Zwischengehäuses des ölabscheiders ein Ölkühler untergebracht ist. Der Schraubenverdichter und der ölkühler können hierbei ein gemeinsames Gehäuse besitzen.

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Mittels dieser erfindungsgemäßen Losung wird eine material- und platzsparende Motorverdichtereinheit geschaffen, die trotz ihrer Kompaktheit einen relativ großen Strömungsquerschnitt im Ölabscheider gewährleistet, so daß äußerst geringe Strömungsgeschwindigkeiten des mit öltröpfchen beladenen gasförmigen Kältemittels erzielt werden, was zu einem hohen Abscheidegrad des ölanteiles führt« Der ausreichend große ölsammelraum verdeckt zuverlässig die Saugseite der öleinspritζleitung zum Schraubenverdichter, so daß kein gasförmiges Kältemittel angesaugt und unzulässig in den Schraubenverdichter gelangen kann. Die Anordnung der Baugruppen der Motorverdichtereinheit und die Ausbildung des ölabscheiders ermöglichen die Führung des gasförmigen Kältemittels in der Reihenfolge: Verdichter - ölabscheider - Motor, so daß eine TJmspülung und Aufheizung des Verdichters durch das Heißgas verhindert, eine Abscheidung des Öles aus dem Kältemittel vor dem Durchströmen des Motors erreicht wird und damit Ventilationsverluste vermieden und ferner beim Durchströmen des Motors die durch die Joulsche Wärme aufgeheizten, im Temperaturniveau höher als das Kältemittelheißgas liegenden Motorwicklungen gekühlt werden» Darüberhinaus wird der freie Raum zwischen dem exzentrisch am ölabscheider angeordneten Schraubenverdichter und den verlängerten Mantellinien des ölabscheider für die platzsparende Unterbringung des ölkühlers ausgenutzt.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden* In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Motorverdichtereinheit in halbhermetischer B_auart mit in einem einzigen Gehäuse untergebrachten Motor und ölabscheider und mit einheitlicher Motor-Verdichter-Welle\

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Fig. 2i die Motorverdichtereinheit in halbher-

metischer Bauart mit einem den Motor und Schraubenverdichter verbindenden, den ölabscheider bildenden Zwischengehäuse und darin angeordnetem Getriebe sowie mit einem Schraubenverdichter, dessen Gehäuse gleichzeitig den ölkühler aufnimmt.

Die Fig. 1 zeigt einen Schraubenverdichter 1, der über eine Welle 2 direkt von einem Elektromotor 3 angetrieben wird· Der Schraubenverdichter 1 ist Bestandteil einer Kälteanlage, bestehend aus einem Kondensator 4, einem Einspritzventil 5 und einem Verdampfer 6. Über einem Ansaugstutzen 7 saugt der Schraubenverdichter 1 das Kältemittelgas aus dem Verdampfer ab und verdichtet es. Im Schraubenverdichter 1 wird es mit öl beladen und durch einen als ölabscheider ausgebildeten Ölabscheide- und <«»sammelraum 8, der auf der Abtriebsseite der Welle 2 mit dem Motor 3 in einem gemeinsamen Gehäuse 9 untergebracht ist, gefördert. Das öl wird hier aufgrund der durch die Querschnittsvergrößerung verursachten Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit aus dem Kältemittelstrom ausgeschieden und sammelt sich auf dem Boden des Gehäuses 9· Das Kältemittel wird danach durch die axialen Kanäle 10, die sich zwischen dem Ständer 11 des Motors 3 und dem Gehäuse 9 befinden sowie durch den Luftspalt 12 zum Ende der Welle 2, durch ddren Bohrungen 13 und einen Druckstutzen 14 zum Kondensator 4· geführt. Das vom Schraubenverdichter 1 zum Abdichten der Spalte benötigte öl wird über eine Einspritzöffnung 15 dem Schraubenpaar 161 17 zugeführt. Aus dem ölabscheide- und esammelraum fließt das öl hierbei durch einen ölabsaugstutzen 18 zum ölkühler 19, in dem es auf die gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Vom ölkühler 19 wird das öl dem Einspritzstutzen 15 zugeführt.

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In Fig. 2 ist eine mit gleichen Bezugszeichen versehene Motorverdichtereinheit dargestellt, bei der jedoch der Schraubenverdichter 1 mittels eines den ölabscheide- und «•sammelraum 8 bildenden Zwischengehäuses 27 an dem Gehäuse 9 des Motors 3 befestigt ist. Der Schraubenverdichter 1 wird über ein Getriebe, das aus den Zahnrädern 2Oj 21 besteht und im ölabscheide- und -sammelraum 8 untergebracht ist, von der Welle 2 des Elektromotors 3 angetrieben. Die ölzufuhr zum Schraubenpaar 16j 17 des SchraubenVerdichters 1 erfolgt über die Einspritzöffnung 15. Dieses öl gelangt, vermischt mit dem verdichteten Kältemittelgas, in den ölabscheide- und -sammelraum 8, in dem es erfindungsgemäß vom Kältemittelgas getrennt und gesammelt wird. Aus dem ölabscheide- und «sammelraum 8 kann das öl infolge der bestehenden Druckdifferenz durch den ö!ansaugstutzen 18 und die Rohrleitung 22 zur Einspritzöffnung 15 gelangen. Die Rohrleitung 22 ist von einer Wand 23 ummantelt, so daß sich daraus als kompakte Bauform ein ölkühler 19 ergibt. Der Verdichter Λ und der ölkühler 19 bilden somit eine räumliche Einheit» Wenn erforderlich, kann durch Anschluß eines Wasserkreislaufes an einen Stutzen 24 und 25 eine Fremdkühlung des Öles erzielt werden. Fig. 2 zeigt ein· Kühlung durch die Einspritzung von flüssigem Kältemittel. Dieses wird vor dem Einspritzventil 5 aus der Flüssigkeitsleitung abgezweigt, über das Ventil 26 in den Stutzen 24 eingespritzt und über den Stutzen 25 wieder dem Kältemittelkreislauf zwischen Verdampfer und Ansaugstutzen 7 zugeführt»

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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1	Sc hraub enverdi ent er
2	Welle
3	Motor
4	Kondensator
5	Einspritzventil
6	Verdampfer
7	Ansaugstutzen
8	ölabscheide- und -sammelraum
9	Gehäuse
10	axiale Kanäle
11	Ständer
12	Luftspalt
13	Bohrungen
14	Druckgasstutzen
15	Einspritzöffnung
16	Schraubenpaar
17	Schraubenpaar
18	ölabsaugstutzen
19	ölkühler
20	Zahnräder der Getriebe
21	Zahnräder der Getriebe
22	Rohrleitung
23	Wand
24	Stutzen für Kühlkreis lauf
25	Stutzen für Kühlkreislauf
26	Ventil
27	Zwischengehäuse

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Leerseite

Claims

Erfindungsanspruch

f 1.J Hermetische Motorverdichter©inheit mit Schraubenverdichter und unter Druckgas stehendem Motor und ölabscheider, insbesondere für Kältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der ölabscheider (8) zwischen den Schraubenverdichter (1) und dem Motor (3) angeordnet ist und Motor- und ölabscheidergehäuse (9l 27) gleiche oder annähernd gleiche Durchmesser besitzen und eine räumliche Einheit bilden,
2. Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß Motor (3) und ölabscheider (8).in einem gemeinsamen Gehäuse (9) untergebracht sind»
3. Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der ölabscheider (8) als Zwischengehäus· (27) zum Verbinden Von Motor (3) und Verdichter (1) ausgebildet ist_#
4« Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischengehäuse (27) eine die unterschiedlichen Durchmesser und Formen von Schraubenverdichter (1) und Motor (3) anpassende, kegelartige Fora aufweist.
5·' Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der ölabscheider (8) eine Kupplung oder ein Getriebe (2Oj 21) oder eine durchgehende Welle (2) aufnimmt.

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6. Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß im freien Raum zwischen exzentrisch am Gehäuse (9l 27) des ölabscheider (8) angeordneten Schraubenverdichter (1) und den axialen Fluchtlinien des zylindrischen T_eils des Gehäuses (9j 27) ein ölkühler (19) untergebracht ist*
7. Motorverdichtereinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenverdichter (1) und der ölkühler (19) ein gemeinsames Gehäuse besitzen«

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