DE3325384C2

DE3325384C2 - Overtemperature protection device for a refrigerant compressor

Info

Publication number: DE3325384C2
Application number: DE19833325384
Authority: DE
Inventors: Boerge Niels Joergen Augustenborg Nielsen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1983-07-14
Filing date: 1983-07-14
Publication date: 1986-11-20
Also published as: DE3325384A1

Abstract

Eine Übertemperatur-Schutzvorrichtung für einen Kältemittelverdichter weist einen Schutzschalter (37) in einer rohrförmigen Hülle auf. Von der Kapselwand geht ein in den Ölsumpf (8) ragendes Aufnahmerohr (35) aus, das zum Kapselinnenraum (1) hin geschlossen und nach außen hin offen ist. Der Schutzschalter (37) ist in das Aufnahmerohr (35) eingesteckt. Eine solche Schutzvorrichtung ist billig und spricht mit nur geringer Verzögerung auf die Übertemperatur an.An excess temperature protection device for a refrigerant compressor has a circuit breaker (37) in a tubular casing. A receiving tube (35) protrudes from the capsule wall and projects into the oil sump (8) and is closed towards the interior of the capsule (1) and open towards the outside. The circuit breaker (37) is plugged into the receiving tube (35). Such a protective device is cheap and responds to the overtemperature with only a slight delay.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertemperatur-Schutzvorrichtung für einen Kältemittelverdichter, der zusammen mit einem elektrischen Antriebsmotor in einer einen ölsumpf aufweisenden Kapsel angeordnet ist, mit einem bei Übertemperatur den Motor abschaltenden und ihn bei Rückkehr zur Normaltemperatur wieder einschaltenden Bimetall-Schutzschalter, der außerhalb des Kapselinnenraums angeordnet ist.The invention relates to an overtemperature protection device for a refrigerant compressor, which together with an electric drive motor in a a capsule having an oil sump is arranged, with a motor which switches off in the event of excess temperature and when it returns to normal temperature, the bimetal circuit breaker switches on again, the one outside of the capsule interior is arranged.

Bei bekannten gekapselten Kältemittelverdichtern ist ein Bimetall-Schutzschalter vorgesehen, der von der Kapseltemperatur beeinflußt wird. Er ist Teil einer Anschlußvorrichtung, die auf die Steckstifte einer Durchführung für die Motorleitungen aufgesteckt wird (DE-PS 20 55 183). Diese Durchführung befindet sich normalerweise oberhalb des ölsumpfes. Dieser Schutzschalter muß eine ausreichend große Wärmeaufnahmefläche haben und ist daher verhältnismäßig teuer. Außerdem folgt er einer unzulässigen Erwärmung des Antriebsmotors mit einer gewissen Verzögerung, weil mittels dieser Übertemperatur zunächst die gesamte Kapsel erwärmt werden muß und weil der Schutzschalter durch die Umgebungstemperatur fortlaufend gekühlt wird. Letzteres ist auch der Grund, weshalb nach Abschaltung die Ansprechtemperatur verhältnismäßig rasch unterschritten wird und daher schon nach kurzer Zeit ein weiterer Anlaufversuch gemacht wird.In known encapsulated refrigerant compressors, a bimetallic circuit breaker is provided which is controlled by the Capsule temperature is affected. It is part of a connection device that attaches to the pins of a bushing for the motor cables is attached (DE-PS 20 55 183). This implementation is now usually above the oil sump. This circuit breaker must have a sufficiently large heat absorption surface have and is therefore relatively expensive. In addition, it follows an impermissible heating of the drive motor with a certain delay, because this excess temperature initially means the entire capsule must be heated and because the circuit breaker is continuously cooled by the ambient temperature will. The latter is also the reason why the response temperature is proportionate after switching off is quickly fallen below and therefore a further attempt is made after a short time.

Es ist auch bekannt, die Wicklungstemperatur eines Motors mit Hilfe eines Wicklungsthermostaten zu überwachen. Dies ist ein Schutzschalter, bei dem ein Bimetall-Kontakt in einer rohrförmigen Hülle so geringen Querschnitts untergebracht ist, daß der Schutzschalter zwischen die Wicklungsstränge des Motors eingefiihrl werden kann. Die Hülle besteht in der Regel aus CJ Ins, kann aber auch aus Kunststoff oder Metall bestehen. Derartige Fühler haben eine kleine Masse und folgen der Wicklungstemperatur sehr genau. Sie sind auch verhältnismäßig billig.It is also known to monitor the winding temperature of a motor with the aid of a winding thermostat. This is a circuit breaker that has so little bimetal contact in a tubular envelope Cross-section is housed so that the circuit breaker is inserted between the winding phases of the motor can be. The shell usually consists of CJ Ins, but can also consist of plastic or metal. Such feelers have a small mass and follow the winding temperature very precisely. They are also relatively cheap.

Wenn jedoch solche Wicklungsthermostaten beim Antriebsmotor eines Kältemittelverdichters verwendet werden (DE-PS 12 33 325), befinden säe sich im inneren der Kältemitteldampf enthaltenden Kapsel. Da das Kältemittel aggressiv ist, muß die rohrförmige Hülse des Schutzschalters gasdicht ausgeführt werden. Dies führt zu einer erhebiichen Verteuerung des Wicklungsthermostaten. Wenn er defekt wird, kann er nicht ausgetauscht werden, weil dies die Zerstörung der Kapsel voraussetzen würde.However, if such winding thermostats are used in the drive motor of a refrigerant compressor are (DE-PS 12 33 325), would be located inside the capsule containing refrigerant vapor. As the refrigerant is aggressive, the tubular sleeve of the circuit breaker must be made gas-tight. this leads to to a considerable increase in the cost of the winding thermostat. If it becomes defective, it cannot be replaced because this would require the capsule to be destroyed.

Es ist ferner ein ungekapselter Verdichter mit mehreren Kolben bekannt, deren Kurbelwelle von einem außenliegenden Motor angetrieben wird (US-PS 32 32 519). An zahlreichen Stellen, darunter im Ölsumpf, wird die Temperatur mit einem Fühler gemessen und das Meßergebiiis in einem Überwachungsgerät ausgewertet Die Temperatur des Antriebsmotors wird hierbei weder direkt noch indirekt überwachtThere is also a non-encapsulated compressor with several pistons known, the crankshaft from an external Motor is driven (US-PS 32 32 519). In numerous places, including in the oil sump, the temperature is measured with a sensor and the measurement result is evaluated in a monitoring device The temperature of the drive motor is not monitored either directly or indirectly

Es ist auch bekannt (US-PS 34 11 313), in dem Ölsumpf einer Kältemaschine einen Fühler anzuordnen, der über ein Kapillarrohr mit einem außerhalb der Kapsel angeordneten Schalter verbunden ist Dieser wird betätigt und schaltet den Antriebsmotor ab, wenn die Öltemperatur einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, weil dies ein Zeichen dafür ist, daß sich im Innenraum der Kapsel zuviel flüssiges Kältemittel befindet It is also known (US-PS 34 11 313) in the oil sump a refrigeration machine to arrange a sensor that is connected to a capillary tube outside of the capsule arranged switch is connected This is operated and switches off the drive motor when the Oil temperature falls below a specified limit value because this is a sign that the There is too much liquid refrigerant inside the capsule

Bei einem weiteren bekannten Kühlmittelverdichler (DE-OS 26 27 541) ist zur Beheizung des Öls ein Heizelement vorgesehen, das in eine napfförmige Vertiefung der Kapselwand eingesetzt wird. Der Napf trägt am Außenumfang Wärmeübertragungsflächen.In another known coolant compressor (DE-OS 26 27 541), a heating element is used to heat the oil provided, which is inserted into a cup-shaped recess in the capsule wall. The bowl wears on Outer circumference heat transfer surfaces.

Außerdem ist es bei der Temperaturmessung bekannt (DIN 1953 (7.53): Temperaturmessungen cei Abnahmeversuchen und in der Betriebsüberwachung (VDI-Meßregeln)), Thermometer, Thermoelemente oder Bimelallwendel in ein Schutzrohr einzubauen, das sich in den Meßbereich hinein erstreckt. Wenn das Material eines einzigen Rohres nicht genügt, um das Thermoelement zu schützen, können auch zwei Schutzrohre gleichachsiger Anordnung verwendet werden.It is also known for temperature measurement (DIN 1953 (7.53): temperature measurements cei acceptance tests and in operational monitoring (VDI measurement rules), thermometers, thermocouples or bimelallic helix to be installed in a protective tube that extends into the measuring area. If the material is a A single tube is not sufficient to protect the thermocouple, two protective tubes can also be coaxial Arrangement can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übertemperatur-Schutzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die bei Übertemperatur des Antriebsmotors rascher anspricht und eine längere Stillstandszeit bis zur Wiedereinschaltung ergibt.The invention is based on the object of an overtemperature protection device of the type described at the beginning to indicate that the drive motor overtemperature responds more quickly and results in a longer downtime until it is switched on again.

Diess Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzschalter einen Bimetall-Kontakt in einer rohrförmigen Hülle aufweist, daß von der Kapselwand ein in den ölsumpf ragendes, gegenüber der Kapselwand abgedichtetes Aufnahmerohr ausgeht, das zum Kapselinnenraum hin geschlossen und nach außen hin offen ist, und daß der Schutzschalter in das Aufnahmerohr eingesteckt ist.This object is achieved according to the invention in that the circuit breaker has a bimetal contact in one has tubular casing that protrudes from the capsule wall into the oil sump, opposite the capsule wall Sealed receiving tube goes out, which is closed to the capsule interior and to the outside is open and that the circuit breaker is plugged into the receiving tube.

Bei dieser Konstruktion können als Schutzschalter kleine, sonst als Wicklungsthermostat benutzte Schutzschalter verwendet werden, die verhältnismäßig preiswert sind. Die Kosten für das Aufnahmerohr halten sich mit denjenigen für die Halterung des bekannten Außen-Schutzschalters in der Anschlußvorrichtung in der Waage. Die Temperatur des kleinen Schutzschalters folgt rasch und genau der Temperatur des Aufnahmerohrcs.With this construction, small circuit breakers that are otherwise used as winding thermostats can be used as circuit breakers are used, which are relatively inexpensive. The costs for the receiving tube are kept with those for holding the known external circuit breaker in the connection device in the balance. The temperature of the small circuit breaker quickly and precisely follows the temperature of the receiving tube.

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Dessen Temperatur ist praktisch gleich der Öltemperatur im Sumpf. Da das Öl mitttels einer Pumpe oder einer sonstigen Fördervorrichtung fortwährend in Umlauf gehalten ist und zwecks Kühlung des Motors wenigstens teilweise auch über dessen Wicklungen geleitet wird, folgt die Öltemperatur mit verhältnismäßig geringer Verzögerung der Motortemperatur. Der Schutzschalter spricht daher mit geringer Verzögerung auf Obertemperatur der Wicklung an. Zwar erfolgt die Abschaltung nicht so rasch wie bei einem in die Wicklung eingebauten Thermostaten, aber sehr viel rascher als bei einen von der Kapseltemperatur beeinflußten Schutzschalter. Hinzu kommt, daß der in das Aufnahmerohr eingesetzte Schutzschalter gegenüber der Umgebungsluft abgeschirmt ist. Weder die Temperatur noch die Geschwindigkeit der Umgebungsluft hat einen Einfluß auf den Schutzschalter. Aus diesem Grund erfolgt die Wiedereinschaltung auch erst, wenn die Öltemperatur unter den Schaltpunkt abgesunken ist. Dies ergibt ausreichend lange Stillstandzeiten bis zur Wiedereinschaltung, so daß auch die Wicklungen ausreichend stark abgekühlt sind. Wenn der Schutzschalter defekt wird, läßt er sich ohne weiteres ersetzen. Dies beeinträchtigt den übrigen Verdichter nichtIts temperature is practically the same as the oil temperature in the swamp. Since the oil is continuously in circulation by means of a pump or other conveying device is held and for the purpose of cooling the motor at least partially also passed over its windings the oil temperature follows with relatively lower Motor temperature delay. The circuit breaker therefore responds with a slight delay Temperature of the winding. It is true that the shutdown does not take place as quickly as with one in the winding built-in thermostat, but much faster than with a circuit breaker influenced by the capsule temperature. In addition, the circuit breaker inserted in the receiving tube is shielded from the ambient air. Neither the temperature nor that The speed of the ambient air has an influence on the circuit breaker. For this reason, the Switching on again only when the oil temperature has dropped below the switching point. This is sufficient long downtimes before switching on again, so that the windings are sufficiently strong have cooled down. If the circuit breaker fails, it can be easily replaced. This affects the rest of the compressor does not

Bei einer einfachen Ausführungsform ist das Aufnahmerohr mit der Kapselwand verschweißt Dieser Arbeitsgang läßt sich vollautomatisch bei der Kapselfertigung durchführen.In a simple embodiment, the receiving tube is welded to the capsule wall. This operation can be carried out fully automatically during the capsule production carry out.

Der Innendurchmesser des Aufnahmerohres sollte so bemessen sein, daß die rohrförmige Hülle des Schutzschalters im Passungssitz aufgenommen ist. Damit kann ein großer Teil der Wärme durch Leitung auf den Schutzschalter übertragen werden.The inner diameter of the receiving tube should be dimensioned so that the tubular casing of the circuit breaker is recorded in the snug fit. This means that a large part of the heat can be transferred to the Circuit breaker are transmitted.

Günstig ist es ferner, daß der Schutzschalter mittels einer elektrischen Steckverbindung lösbar im Haupt-Stromkreis des Antriebsmotors angeordnet ist. Die aus Schutzschalter, Zuleitungen und Steckelement bestehende Einheit kann sehr leicht montiert und ausgetauscht werden.It is also favorable that the circuit breaker is detachable in the main circuit by means of an electrical plug connection of the drive motor is arranged. The one consisting of circuit breaker, supply lines and plug-in element Unit can be assembled and exchanged very easily.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Aubführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to a preferred exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen gekapselten Kältemittelverdichter mit der erfindungsgemäßen Übertemperatur-Schutzvorrichtung,F i g. 1 shows a longitudinal section through an encapsulated refrigerant compressor with the inventive Overtemperature protection device,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des in das Aufnahmerohr eingesetzten Schutzschalters, undF i g. 2 shows an enlarged illustration of the circuit breaker inserted into the receiving tube, and

F i g. 3 schematisch den Anschluß des Antriebsmotors mittels einer Anschlußvorrichtung.F i g. 3 schematically shows the connection of the drive motor by means of a connection device.

Im Innenraum 1 einer Kapsel 2 befindet sich eine Baueinheit 3, die aus einem Kolbenverdichter 4 und einem elektrischen Antriebsmotor 5 besteht. Die Baueinheit 3 ist über Federn 6 auf dem Boden der Kapsel 2 abgestützt. Der Verdichter 4 bildet den Teil einer Kälteanlage, die über einen nicht veranschaulichten Saugstutzen mit dem Innenraum 1 verbunden ist Der Verdichter saugt Kältemittel aus diesem Innenrauni an und fördert es nach Verdichtung über ein federndes Druckrohr 7 an die Druckseite der Anlage. In der Kapsel befindet sigh ein Ölsumpf 8, aus dem Öl mit Hilfe eines Fliehkraftförderers 9 und einer Spiralnut 10 nach oben gefördert wird, um die verschiedenen Lagerstellen zu schmieren und beim Herablaufen die Motorwicklungen zu kühlen.In the interior 1 of a capsule 2 is a structural unit 3, which consists of a piston compressor 4 and a electric drive motor 5 consists. The structural unit 3 is on the bottom of the capsule 2 via springs 6 supported. The compressor 4 forms part of a refrigeration system that has a suction port, not shown is connected to the interior 1. The compressor draws in refrigerant from this interior and conveys it it after compression via a resilient pressure pipe 7 to the pressure side of the system. Inside the capsule is sigh an oil sump 8, from which oil is conveyed upwards with the aid of a centrifugal conveyor 9 and a spiral groove 10 is used to lubricate the various bearing points and to cool the motor windings when it runs down.

In die Kapselwand ist ein Einsatz 11 eingeschweißt, der drei Durchführun^s-Steckstifte 12, 13 und 14 unter Zwischenschaltung je einer Isolierung 15 trägt (vgl. auch Fig.3). Auf der Innenseite ist ein Stecker 16 aufgesteckt, der drei Motor'eitungen zugeordnet ist. Die ersteAn insert 11 is welded into the capsule wall, of the three lead-through pins 12, 13 and 14, each with an insulation 15 being interposed (cf. also Fig. 3). A plug 16 is plugged into the inside, which is assigned to three motor lines. The first

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60 Motorleitung 17 führt zum einen Ende der Hilfswicklung 18, die zweite Motorleitung 19 zum einen Ende der Hauptwicklung 20 und die dritte Motorleitung 21 zum gemeinsamen Verbindungspunkt der beiden Wicklungen. Auf die Außenseite ist eine Anschlußvorrichtung 22 aufgesteckt, der zwei als Steckstifte oder Steckspaten ausgebildete Versorgungsanschlüsse 23 und 24 mit anschließenden Hauptleitungen 25 und 26 aufweist Die Hauptleitung 26 besitzt eine Unterbrechung, die beidseitig von als Steckstifte bzw. Steckspaten ausgebildeten Zusatzanschlüsse 27 und 28 begrenzt ist. Der Zusatzanschluß 27 ist mit dem Versorgungsanschluß 24 als einstückiges Blechformteil 29 ausgebildet. Der Zusatzanschluß 28 ist mit dem dem Stift 14 zugeordneten Stekker verbunden. Die Hauptleitung 25 teilt sich in zwei Zweige 30 und 31 auf. Der Zweig 30 führt direkt zu dem dem Stift 13 zugeordneten Stecker. Der Zweig 31 enthält eine als PTC-Widerstand ausgebildete Anlaßvorrichtung 32 und führt zum Stecke- ^für den Stift 12. An die Versorgungsanschlüsse 23 una 24 kann über einen üblichen Steuerschalter, z. B. den Thermostaten eines Kühlschranks, Netzspannung angelegt werden. 60 motor line 17 leads to one end of the auxiliary winding 18, the second motor line 19 to one end of the main winding 20 and the third motor line 21 to the common connection point of the two windings. A connection device 22 is plugged onto the outside, which has two supply connections 23 and 24 in the form of plug-in pins or plug-in spades with connecting main lines 25 and 26. The main line 26 has an interruption which is delimited on both sides by additional connections 27 and 28 designed as plug-in pins or plug-in spades. The additional connection 27 is designed as a one-piece shaped sheet metal part 29 with the supply connection 24. The additional connection 28 is connected to the plug associated with the pin 14. The main line 25 is divided into two branches 30 and 31. Branch 30 leads directly to the connector assigned to pin 13. The branch 31 contains a starting device 32 designed as a PTC resistor and leads to the plug ^for the pin 12. The supply connections 23 and 24 can be connected to a conventional control switch, e.g. B. the thermostat of a refrigerator, mains voltage can be applied.

Die Seitenwand der Kapsel 2 besitzt eine Öffnung 33, durch die der Innenraum 34 eines stirnseitig verschlossenen Aufnahmerohres 35 zugänglich ist Das Aufnahmerohr ist mit seiner Stirnfläche 36 an die Kapselwand angeschweißt. In den Innenraum 34 ist ein Schutzschalter 37 eingeschoben. Dieser besitzt eine rohrförmige Glashülle 38, in der sich ein Bimetallkontakt 39 und ein fester Gegenkontakt 40 befinden. Der Schutzschalter ist normalerweise geschlossen und öffnet, wenn eine vorgegebene Übertemperatur überschritten wird. Die beiden Kontakte sind in das Glas der Hülle 38 eingeschmolzen. Ihre nach außen gehenden Enden sind mit zwei Schutzsehalterzuleitungen 41 und 42 verbunden, deren Enden zu einer Zweifachsteckbuchse 43 führen. Deren Steckbuchsen sind so ausgeführt, daß sie auf die nebeneinander befindlichen Zusatzanschlüsse 27 und 28 passen. Der Schutzschalter 37 kann daher in das Aufrahmerohr 35 eingeführt und dann über die Zusatzkontakte 27 und 28 mit der Anschlußvorrichtung 22 verbunden werden. Sobald die Versorgungsanschlüsse 23 und 24 an Netzspannung liegen, ist die Kälteanlage betriebsbereit. The side wall of the capsule 2 has an opening 33 through which the interior 34 of a closed end face The receiving tube 35 is accessible The receiving tube is with its end face 36 on the capsule wall welded on. In the interior 34 is a circuit breaker 37 inserted. This has a tubular glass envelope 38 in which a bimetallic contact 39 and a fixed mating contact 40 are located. The circuit breaker is normally closed and opens when a predetermined one Overtemperature is exceeded. The two contacts are fused into the glass of the shell 38. Their outward ends are connected to two protective switch leads 41 and 42, the ends of which lead to a double socket 43. Their sockets are designed so that they are on the Additional connections 27 and 28 located next to one another fit. The circuit breaker 37 can therefore in the creaming tube 35 and then connected to the connecting device 22 via the additional contacts 27 and 28 will. As soon as the supply connections 23 and 24 are connected to the mains voltage, the refrigeration system is ready for operation.

Von der beschriebenen Ausführungsform kann in vielfacher Hinsicht abgewichen werden. Die eine Versorgungsleitung kann unmittelbar nach dem Ende der einen Schutzschalterzuleitung und der Stift 14 unmittelbar mit dem Ende der anderen Schutzschalterzuleitung verbunden werden. Als Anlaßvorrichtung 32 kann auch ein vom Hauptwicklungsstrom durchflossenes Relais ve-.vcndet werden. Die Hülle38 kann auch aus anderem Material als Glas bestehen, beispielsweise aus Metall, durch das die KcMakte isoliert nach außen geführt sind.It is possible to deviate from the described embodiment in many respects. The one supply line can immediately after the end of a circuit breaker lead and the pin 14 immediately be connected to the end of the other circuit breaker lead. As a starting device 32 can also a relay through which the main winding current flows. The envelope 38 can also consist of other Material as glass, for example made of metal, through which the KcMakte are isolated and led to the outside.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Upper temperature protection device for a refrigerant compressor, which is used together with a electric drive motor is arranged in a capsule having an oil sump, with one at High temperature switch off the motor and switch it on again when it returns to normal temperature Bimetal circuit breaker, which is arranged outside of the capsule interior, thereby characterized in that the circuit breaker (37) has a bimetal contact (39) in a tubular Sheath (38) has that from the capsule wall a protruding into the oil sump (8), opposite the capsule wall sealed receiving tube (35) goes out, which is closed towards the capsule interior (1) and after is open on the outside, and that the circuit breaker is plugged into the receiving tube.

2. Upper temperature protection device according to claim 1, dadurca characterized in that the Aufnahrnerohr (35) is welded to the egg capsule wall

3. Overtemperature protection device according to claim 1 or 2, characterized in that the The inner diameter of the receiving tube (35) is dimensioned so that the tubular casing (38) of the Circuit breaker (37) is received in the snug fit

4. Overtemperature protection device according to claim 1 or 3, characterized in that the Circuit breaker (37) in the main circuit of the drive motor by means of an electrical plug connection (43) (5) is arranged.